JP2018146924A - 現像装置、画像形成装置及び気流制御装置 - Google Patents

現像装置、画像形成装置及び気流制御装置 Download PDF

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雅史 工藤
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Abstract

【課題】複数の回転部材を用いることに頼らずに、例えば現像器などの対象物の冷却又は現像剤による汚れの抑制と、対象物における結露の抑制とを選択的に実現する。【解決手段】現像装置は、現像器と回転部材との間に設けられた第１の仕切り部材であって、当該回転部材が所定の方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部と、当該回転部材が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部とが設けられた第１の仕切り部材と、現像器と外部空間との間に設けられた第２の仕切り部材であって、当該回転部材が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部と、当該回転部材が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部とが設けられた第２の仕切り部材とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、現像装置、画像形成装置及び気流制御装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置においてトナーを含む現像材によって現像を行う現像装置が知られている。例えば、特許文献１には、現像剤の飛散を抑制しながら冷却する気流と、現像器を効果的に冷却する気流を、複数のファンをオンオフすることによって選択的に発生させる技術が開示されている。
特開２０１１−２２２９６号公報
本発明は、複数のファンを用いることに頼らずに、例えば現像器などの対象物の冷却又は現像剤による汚れの抑制と、対象物における結露の抑制とを選択的に実現することを目的とする。
請求項１に係る現像装置は、現像器と、所定の方向に回転して、前記現像器が収容される空間に気流を発生させる回転部材と、前記現像器と前記回転部材との間に設けられた第１の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部とが設けられた第１の仕切り部材と、前記現像器と外部空間との間に設けられた第２の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部とが設けられた第２の仕切り部材とを備える。
請求項２に係る現像装置は、請求項１記載の構成において、自現像装置の環境に応じて、前記開閉機構及び前記回転部材を制御する制御部を備える。
請求項３に係る現像装置は、請求項２記載の構成において、前記制御部は、自現像装置の環境としての温度が閾値を超える場合には、前記回転部材を前記所定の方向に回転させるとともに、前記第１開口部及び前記第３開口部を開き、前記第２開口部及び前記第４開口部を閉じる
請求項４に係る現像装置は、請求項２又は３に記載の構成において、 前記制御部は、自現像装置の環境としての、現像剤による汚れ度が閾値を超える場合には、前記回転部材を前記所定の方向に回転させるとともに、前記第１開口部及び前記第３開口部を開き、前記第２開口部及び前記第４開口部を閉じる。
請求項５に係る現像装置は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の構成において、 前記制御部は、自現像装置の環境としての湿度が閾値を超える場合には、前記回転部材を前記所定の方向に回転させるとともに、前記第１開口部及び前記第３開口部を閉じ、前記第２開口部及び前記第４開口部を開く。
請求項６に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電装置と、 前記帯電装置によって帯電させられた像保持体に対し、画像データに応じた露光を行って静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置により形成された静電潜像を現像する請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置と、前記現像装置により現像された像を媒体に転写する転写装置と、前記転写装置により転写された像を前記媒体に定着させる定着装置とを備える。
請求項７に係る画像形成装置は、請求項６記載の構成において、前記第２の仕切り部材は自画像形成装置の筐体の一部である。
請求項８に係る気流制御装置は、所定の方向に回転して気流を発生させる回転部材と、 対象物と前記回転部材との間に設けられた第１の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部とが設けられた第１の仕切り部材と、前記対象物と外部空間との間に設けられた第２の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部とが設けられた第２の仕切り部材とを備える。
請求項１に記載の現像装置によれば、複数のファンに頼らずに、現像器の冷却又は現像剤による汚れの抑制と、現像器における結露の抑制とを選択的に成し得る構造となる。
請求項２に記載の現像装置によれば、現像装置の環境に応じて、現像器の冷却又は現像剤による汚れの抑制と、対象物における結露の抑制とを行える。
請求項３に記載の現像装置によれば、現像器を冷却できる。
請求項４に記載の現像装置によれば、現像器の汚れを抑制できる。
請求項５に記載の現像装置によれば、現像器の結露を抑制できる。
請求項６に記載の画像形成装置によれば、複数のファンに頼らずに、現像器の冷却又は現像剤による汚れの抑制と、対象物における結露の抑制とを選択的に成し得る構造となる。
請求項７に記載の画像形成装置によれば、仕切り部材と筐体とを共用できる。
請求項８に記載の現像装置によれば、複数のファンに頼らずに、対象物の冷却又は汚れの抑制と、対象物における結露の抑制とを選択的に成し得る構造となる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の構造を示す模式図である。 同画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 同画像形成装置の断面構造と気流の流れを説明する模式図である。 同画像形成装置の断面構造と気流の流れを説明する模式図である。 同画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。
（実施形態）
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構造を示す模式図であり、画像形成装置１００の正面側から見たときの断面構造を表している。画像形成装置１００は、例えばプリント、コピー、ファクシミリといった機能を備える電子写真方式の画像形成装置であり、媒体の一例である用紙に対し画像データに応じた画像を形成する。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはそれぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンダ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色及びブラック（Ｋ）色の各色の画像を形成する。中間転写ベルト２は、複数のロールに掛け渡されており、これらロールによって矢印Ａ方向に回転させられる。中間転写ベルト２の外周面には、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって形成された画像が重ね合わされるようにして一次転写される。
収容部４には用紙が複数枚収容されている。用紙は収容部４から送り出され、複数の搬送ロールにより搬送路Pを矢印Ｂ方向に搬送させられる。転写装置６は、中間転写ベルト２に一次転写された画像を用紙に二次転写する。定着装置７は、用紙に二次転写された画像に対し加熱及び加圧を行うことによって、その画像を用紙に定着させる。画像が定着させられた用紙は複数の搬送ロールにより搬送されて排出部８ａまたは排出部８ｂに排出させられる。
次に、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの構成について、画像形成ユニット１Ｋの構成を例に挙げて説明する。画像形成ユニット１Ｋは、像保持体としての感光体１１Ｋと、感光体１１Ｋを決められた帯電電位に帯電させる帯電装置１２Ｋと、ＹＭＣＫ各色の画像データのうちＫの画像データに応じた露光を感光体１１Ｋに行って静電潜像を形成する露光装置１３Ｋと、この静電潜像を黒色トナーで現像して感光体１１Ｋの表面に黒色の画像を形成する現像装置１４Ｋと、中間転写ベルト２に画像を一次転写するための一次転写ロール１５Ｋと、一次転写後の感光体１１Ｋの表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６Ｋとを備えている。
現像装置１４Ｋは、非磁性体であるトナーと磁性体であるキャリアからなる現像剤を収容し、この現像剤に含まれるトナーを上述した静電潜像に供給して現像を行う。現像装置１４Ｋは、トナー補給部２０Ｋと図示せぬ補給路によって接続されており、このトナー補給部２０Ｋから現像装置１４Ｋに適宜トナーが補給される。現像器１４１は、現像剤の収容容器、現像ロール及び撹拌ロールなどを含んでおり、紙面に垂直な方向が長軸方向となっている。
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの構成は、ＹＭＣＫ各色のどの色の画像に関する処理を行うかという点を除いて、上記画像形成ユニット１Ｋと同様であるから、説明を省略する。なお、以下の説明においては、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各構成を特に区別する必要のない時は、「Ｋ」、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」という符号は付さない。例えば、画像形成ユニット１Ｙの感光体を指し示すときは「感光体１１Ｙ」と呼び、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋを区別しないでよい場合には、単に「感光体１１」と称する。
次に、図２のブロック図を参照しながら、画像形成装置１００のハードウェア構成について説明する。制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を備えており、ＣＰＵがＲＯＭや記憶部１２０に記憶されているプログラムを実行するなどして、表示部１０１、操作部１０２、転写装置１０３、定着装置７、帯電装置１２、現像装置１４及び露光装置１３に対する制御を行う。なお、転写装置１０３は、一次転写を行う一次転写ロール１５と、中間転写ベルト２と、二次転写を行う転写装置６とを含んでいる。記憶部１２０は例えばハードディスクであり、上記プログラムのほか、制御部１１０が処理を行うときに用いられる閾値などのデータ群が記憶されている。温度センサ９は、現像装置１４内又はその周囲の温度を計測する。湿度センサ１０は、現像装置１４内又はその周囲の湿度を計測する。
図３，４は、現像装置１４付近の鉛直方向の断面構造と気流の流れを説明する模式図である。Ｆが画像形成装置１００の正面側で、Ｂが画像形成装置１００の背面側である。現像装置１４内には現像器１４１が配置されている。現像器１４１は、現像剤の収容容器、現像ロール及び撹拌ロールなどを含んでおり、現像剤に含まれるトナーを静電潜像に供給して現像を行う。画像形成装置１００の筐体の内部空間は、板状の仕切り部材１４６によって、定着装置７が存在する空間Ａ０と現像器１４１が存在する側の空間Ａ１とに仕切られており、また、板状の仕切り部材１４７によって、現像器１４１が存在する側の空間Ａ１と現像器１４１が存在しない側の空間Ａ２とに仕切られている。仕切り部材１４６には、背面Ｂに近い位置に開口部１４２が設けられている。仕切り部材１４６には、開口部１４３、１４４が設けられている。相対的に正面Ｆに近い位置に開口部１４３が配置され、相対的に背面Ｂに近い位置に開口部１４４が配置されている。空間Ａ２は、表面Ｆ側の空間に開口部を介して繋がっている。
画像形成装置１００の背面Ｂ側には、所定の方向ａに回転して、現像器１４１の長軸方向ｃに交差する方向の気流を発生させるファンなどの回転部材１４７が設けられている。ここでは、回転部材１４７の回転軸は鉛直方向であり、現像器１４１の長軸方向ｃは水平方向である。回転部材１４７が方向ａに回転すると、その回転部材１４７において鉛直方向下方から上方へと進行する気流が発生する。回転部材１４７の上方の空間と下方の空間は仕切り部材１５０によって仕切られている。
現像器１４１と回転部材１４７との間には、第１の仕切り部材１４８が設けられている。第１の仕切り部材１４８には、鉛直方向下方に第１開口部１４８１が設けられ、鉛直方向上方に第２開口部１４８２が設けられている。
現像器１４１と背面Ｂ側の外部空間との間には、第２の仕切り部材１４９が設けられている。第２の仕切り部材１４９には、鉛直方向上方に第３開口部１４９１が、鉛直方向下方に第４開口部１４９２が設けられている。
これらの開口部１４８１，１４８２，１４９１，１４９２にはそれぞれ、シャッター部材によりその開口領域を閉じた状態にしたり開いた状態にしたりする開閉機構が設けられている。これらの開閉機構は例えばソレノイドによって駆動される。
前述したように、回転部材１４７が方向ａに回転すると、その回転部材１４７において鉛直方向下方から上方へと進行する気流が発生する。このとき、第１開口部１４８１及び第３開口部１４９１が開いて、第２開口部１４８２及び第４開口部１４９２が閉じていると、図３の破線矢印で示すように、現像装置１４内、つまり現像器１４が収容される空間には正面Ｆから背面Ｂへと進行する気流が発生することになる。つまり、正面Ｆ側から開口部１４３を下方から上方に通過した気流は破線方向に沿って現像器１４１の下部にあたり、さらに、現像器１４１の長軸方向に沿って進行して開口部１４８１，１４９１を経由して背面Ｂ側に放出される。これにより、現像器１４１の下部全体からの放熱効果を促すことになり、冷却効果が増す。この場合、開口部１４８１，１４８２の位置を気流の進行方向との関係で言うと、第１の仕切り部材１４８には、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部１４８１と、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部１４８２とが設けられていることになる。
このとき、仕切り部材１４７におけるもう１つの開口部１４４を下方から上方に通過した気流は、現像器１４１の冷却のためには必ずしも必須ではないが、例えば、現像装置１４内において現像剤による汚れがある場合には、この開口部１４４を下方から上方に通過した気流により、現像器１４１周辺に浮遊している現像剤等の汚れが、開口部１４８１，１４９１を経由して背面Ｂ側に排出される。このとき、仮に開口部１４３を開いていると、この開口部１４３を通過した気流は現像器１４１周囲の空気を不必要に掻き乱すことになり、汚れが拡散する可能性がある。このため、冷却時には開口部１４３を開けて開口部１４４を閉じ、汚れ抑制のときには開口部１４３を閉じて開口部１４４を開けるようにしてもよい。
一方、回転部材１４７が方向ａに回転すると、その回転部材１４７において鉛直方向上方から下方へと進行する気流が発生する。このとき、第１開口部１４８１及び第３開口部１４９１が閉じて、第２開口部１４８２及び第４開口部１４９２が開いていると、図４の破線矢印で示すように、現像装置１４内、つまり現像器１４が収容される空間には背面Ｂから正面Ｆへと進行する気流が発生することになる。つまり、背面Ｂ側から開口部１４９２，１４９２を経由して開口部１４２を上方から下方に通過した気流は破線方向に沿って現像装置１４内の空間を進行する。このとき、現像装置１４内で結露等が起こっていた場合には、背面Ｂ側から取り込まれた外気によってその結露が抑制される。この場合、開口部の位置を気流の進行方向との関係で言うと、第２の仕切り部材１４９には、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部１４９１と、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部１４９２とが設けられていることになる。
図５は、現像装置１４の機能構成を示すブロック図である。図に示す各機能は、現像装置１４本体及び制御部１１０が連携して実現される。回転部材１４７は、現像器１４１の長軸方向に交差する方向のベクトルを有する気流を発生させる。環境取得部１４２０は、現像装置１４の環境を取得する。具体的には、温度センサ９によって計測された温度、湿度センサ１０によって計測された湿度、又は、制御部１１０によってカウントされている累計現像期間である。累計現像期間は現像装置１４内における現像剤による汚れの度合い示す汚れ度の指標値となる。制御部１４３０は、取得された環境に応じて、開口部１４８１，１４８２，１４９１，１４９２の開閉機構１４４０及び回転部材１４７を制御する。具体的には、制御部１４３０は、現像装置１４の環境としての温度が閾値を超える場合には、回転部材１４７を方向ａに回転させ、第１開口部１４８１及び第３開口部１４９１を開き、第２開口部１４８２及び第４開口部１４９２を閉じる。また、制御部１４３０は、自現像装置の環境としての、現像剤による汚れ度が閾値を超える場合には、回転部材１４７を方向ａに回転させ、第１開口部１４８１及び第３開口部１４９１を開き、第２開口部１４８２及び第４開口部１４９２を閉じる。また、制御部１４３０は、自現像装置の環境としての湿度が閾値を超える場合には、回転部材１４７を方向ａに回転させ、第１開口部１４８１及び第３開口部１４９１を閉じ、第２開口部１４８２及び第４開口部１４９２を開く。
以上の実施形態によれば、複数の回転部材に頼らずに、現像器１４１の冷却又は現像剤による汚れの抑制と、対象物における結露の抑制とを選択的に実現することができる。
上記実施形態は次のように変形可能である。
冷却又は現像剤による汚れの抑制と、対象物における結露の抑制との対象となる対象物は現像器に限らず、例えば熱を発生したり汚れが発生したり結露が発生する可能性があるもの、例えば電源機構、基板、インクジェットプリンタのインクジェット機構などを対象物としてもよい。つまり、本発明は、所定の方向に回転して気流を発生させる回転部材と、対象物と前記回転部材との間に設けられた第１の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部とが設けられた第１の仕切り部材と、 前記対象物と外部空間との間に設けられた第２の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部とが設けられた第２の仕切り部材と
を備える気流制御装置としても実現し得る。
仕切り部材１４６は定着装置６からの輻射熱を遮るためには設けたほうがよいが、必須ではない。
実施形態において回転部材１４７は、方向ａに回転して鉛直方向下方から上方へと進行する気流を発生させていたが、方向ｂに回転して鉛直方向上方から下方へと進行する気流を発生させてもよい。この場合、各開口部１４８１，１４８２のシャッター部材の開閉動作は実施形態と逆になる。要するに、第１の仕切り部材１４８には、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部１４８１と、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部１４８２とが設けられており、第２の仕切り部材１４９には、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部１４９１と、回転部材１４７が方向ａに回転するときに発生する気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部１４９２とが設けられていればよい。
気流の進行方向や回転部材１４８の設置位置は実施形態の例に限定されない。例えば、回転部材１４８を画像形成装置１００の一方の側面側（例えば画像形成装置の正面に立つユーザから見て右側）に設け、気流を画像形成装置１００の他方の側面側（例えば左側）と一方の側面側との間で主に進行させるようにしてもよい。
本発明は、コンピュータを現像装置として機能させるためのプログラムや、係るプログラムを記録した記録媒体の形態でも提供され得る。また、本発明に係るプログラムは、インターネット等のネットワークを介してコンピュータにダウンロードされてもよい。
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ・・・画像形成ユニット、２・・・中間転写ベルト、４・・・収容部、６・・・転写装置、７・・・定着装置、８ａ，８ｂ・・・排出部、９・・・温度センサ、１１Ｋ・・・感光体、１２Ｋ・・・帯電装置、１３Ｋ・・・露光装置、１４Ｋ・・・現像装置、１５Ｋ・・・一次転写ロール、１００・・・画像形成装置、１４１・・・現像器、１４２，１４３・・・開口部、１４４，１４５・・・シャッター部材、１４６・・・仕切り部材、１４７，１４８・・・回転部材、１４１０・・・気流発生部、１４２０・・・環境取得部、１４３０・・・制御部，１４８１・・・第１開口部、１４８２・・・第２開口部。

Claims (8)

  1. 現像器と、
    所定の方向に回転して、前記現像器が収容される空間に気流を発生させる回転部材と、
    前記現像器と前記回転部材との間に設けられた第１の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部とが設けられた第１の仕切り部材と、
    前記現像器と外部空間との間に設けられた第２の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部とが設けられた第２の仕切り部材と
    を備える現像装置。
  2. 自現像装置の環境に応じて、前記開閉機構及び前記回転部材を制御する制御部を備える
    請求項１記載の現像装置。
  3. 前記制御部は、自現像装置の環境としての温度が閾値を超える場合には、前記回転部材を前記所定の方向に回転させるとともに、前記第１開口部及び前記第３開口部を開き、前記第２開口部及び前記第４開口部を閉じる
    請求項２記載の現像装置。
  4. 前記制御部は、自現像装置の環境としての、現像剤による汚れ度が閾値を超える場合には、前記回転部材を前記所定の方向に回転させるとともに、前記第１開口部及び前記第３開口部を開き、前記第２開口部及び前記第４開口部を閉じる
    請求項２又は３に記載の現像装置。
  5. 前記制御部は、自現像装置の環境としての湿度が閾値を超える場合には、前記回転部材を前記所定の方向に回転させるとともに、前記第１開口部及び前記第３開口部を閉じ、前記第２開口部及び前記第４開口部を開く
    請求項２〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
  6. 像保持体と、
    前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
    前記帯電装置によって帯電させられた像保持体に対し、画像データに応じた露光を行って静電潜像を形成する露光装置と、
    前記露光装置により形成された静電潜像を現像する請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置と、
    前記現像装置により現像された像を媒体に転写する転写装置と、
    前記転写装置により転写された像を前記媒体に定着させる定着装置と
    を備える画像形成装置。
  7. 前記第２の仕切り部材は自画像形成装置の筐体の一部である
    請求項６記載の画像形成装置。
  8. 所定の方向に回転して気流を発生させる回転部材と、
    対象物と前記回転部材との間に設けられた第１の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第１開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第２開口部とが設けられた第１の仕切り部材と、
    前記対象物と外部空間との間に設けられた第２の仕切り部材であって、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向下流側において開閉機構をする第３開口部と、当該回転部材が前記所定の方向に回転するときに発生する前記気流の進行方向上流側において開閉機構をする第４開口部とが設けられた第２の仕切り部材と
    を備える気流制御装置。
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