JP2648139B2 - 現像方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像担体表面に形成された静電潜像を、磁
石ロール表面に保持された磁性現像剤により顕像化する
現像方法に関する。
石ロール表面に保持された磁性現像剤により顕像化する
現像方法に関する。
セレン，酸化亜鉛，有機光導電体もしくはマイラーで
被覆された硫化カドミニウム等の画像担体表面に形成さ
れた静電潜像を乾式現像剤を用いて現像する場合、一般
には磁気ブラシ法が採用されている。この磁気ブラシ法
においては、非磁性スリーブの内部に磁石ロールを設け
た現像ロールが使用され、スリーブと磁石ロールとの相
対的回転によりスリーブ上に保持した現像剤を搬送して
いる。
被覆された硫化カドミニウム等の画像担体表面に形成さ
れた静電潜像を乾式現像剤を用いて現像する場合、一般
には磁気ブラシ法が採用されている。この磁気ブラシ法
においては、非磁性スリーブの内部に磁石ロールを設け
た現像ロールが使用され、スリーブと磁石ロールとの相
対的回転によりスリーブ上に保持した現像剤を搬送して
いる。
近年、電子写真複写機やプリンター等の小型化の要求
が強まっており、現像部を小型化することが重要となっ
ている。このような要求を満たすための手段として、ス
リーブを用いずに、磁石ロールの表面に直接磁性現像剤
を吸着し、磁石ロールの回転により現像剤を搬送するこ
とが考えられる。
が強まっており、現像部を小型化することが重要となっ
ている。このような要求を満たすための手段として、ス
リーブを用いずに、磁石ロールの表面に直接磁性現像剤
を吸着し、磁石ロールの回転により現像剤を搬送するこ
とが考えられる。
例えば特公昭54−39139号公報には、電気的導体から
なる回転軸を有する長尺の円筒状磁石ロールの表面に導
電体層を設け、導電体層と回転軸とを電気的に接続しか
つ記録体及び回転軸を接地もしくはバイアス電源に接続
して、導電性磁性トナー層を介して現像電流を流すよう
にした現像装置が開示されている。
なる回転軸を有する長尺の円筒状磁石ロールの表面に導
電体層を設け、導電体層と回転軸とを電気的に接続しか
つ記録体及び回転軸を接地もしくはバイアス電源に接続
して、導電性磁性トナー層を介して現像電流を流すよう
にした現像装置が開示されている。
また、例えば特開昭60−113271号公報には、一成分磁
性トナーを用いる接触現像装置の一例として、円筒状の
導電性基体上に多極着磁を施した樹脂マグネット層を設
け、その上に多数の微小電極を誘電性材料からなる保持
層に夫々が電気的絶縁状態に保持されかつ一部を表面に
露出させた電極層を積層した現像ローラを用いた現像装
置が開示されている。
性トナーを用いる接触現像装置の一例として、円筒状の
導電性基体上に多極着磁を施した樹脂マグネット層を設
け、その上に多数の微小電極を誘電性材料からなる保持
層に夫々が電気的絶縁状態に保持されかつ一部を表面に
露出させた電極層を積層した現像ローラを用いた現像装
置が開示されている。
まず、導電性磁性トナーを磁石ロール表面に吸着して
現像を行なう場合は、トナーの抵抗が低いため、得られ
たトナー像を並通紙に転写する場合に転写効率が低下し
てしまう。したがってこのような方式では、現在主流を
占めている転写式電子写真方式には適しないという問題
がある。
現像を行なう場合は、トナーの抵抗が低いため、得られ
たトナー像を並通紙に転写する場合に転写効率が低下し
てしまう。したがってこのような方式では、現在主流を
占めている転写式電子写真方式には適しないという問題
がある。
次に、接触式現像装置に用いられる現像ローラは特殊
な電極層を有するため、現像ローラの製作に手間がかか
り、実用性の点で問題がある。
な電極層を有するため、現像ローラの製作に手間がかか
り、実用性の点で問題がある。
したがって本発明の目的は、転写性の良好な現像剤を
用いて、簡単な構造の現像ローラにより良好な画像が得
られる現像方法を提供することである。
用いて、簡単な構造の現像ローラにより良好な画像が得
られる現像方法を提供することである。
本発明の現像方法は、画像担体表面に静電潜像を形成
し、画像担体表面に対向して、少なくとも表面が導電性
でありかつ表面に複数個の磁極を有しかつ表面の磁束密
度が100〜500Gの範囲にある円筒状磁石ロールを回転自
在に配置し、前記円筒状磁石ロールの表面に少なくとも
絶縁性のトナー粒子を含む磁性現像剤を供給し、画像担
体表面の周速をｖ（mm/sec）、磁極数をＭ、前記磁石ロ
ールの回転数をNm（rpm）とした時に、（60・ｖ）／
（Ｍ・Nm）＜２（mm）の式を満足するように前記磁石ロ
ールを回転させることにより前記磁性現像剤を前記画像
担体表面に搬送し、前記画像担体表面と前記磁石ロール
の表面との間にゼロバイアスを含む直流バイアス電圧を
印加して前記静電潜像を顕像化することを特徴とするも
のである。
し、画像担体表面に対向して、少なくとも表面が導電性
でありかつ表面に複数個の磁極を有しかつ表面の磁束密
度が100〜500Gの範囲にある円筒状磁石ロールを回転自
在に配置し、前記円筒状磁石ロールの表面に少なくとも
絶縁性のトナー粒子を含む磁性現像剤を供給し、画像担
体表面の周速をｖ（mm/sec）、磁極数をＭ、前記磁石ロ
ールの回転数をNm（rpm）とした時に、（60・ｖ）／
（Ｍ・Nm）＜２（mm）の式を満足するように前記磁石ロ
ールを回転させることにより前記磁性現像剤を前記画像
担体表面に搬送し、前記画像担体表面と前記磁石ロール
の表面との間にゼロバイアスを含む直流バイアス電圧を
印加して前記静電潜像を顕像化することを特徴とするも
のである。
以下本発明の詳細を図面により説明する。
第１図は本発明を実施するための現像装置の一例を示
す断面図であり、第２図は第１図の要部拡大図である。
す断面図であり、第２図は第１図の要部拡大図である。
第１図に示すように、現像装置１は、感光体ドラム２
に対向して設けられた現像ロール３と、磁性現像剤４を
収容する現像剤容器５と、現像剤容器５に取着されたド
クター部材６とを有している。現像ロール３は、少なく
とも表面が導電性である円筒状磁石７を軸８上に保持し
て形成され、図示しない駆動手段によって図示矢印Ａ方
向に回転される。円筒状磁石７の表面は直流電圧源９に
接続されている。
に対向して設けられた現像ロール３と、磁性現像剤４を
収容する現像剤容器５と、現像剤容器５に取着されたド
クター部材６とを有している。現像ロール３は、少なく
とも表面が導電性である円筒状磁石７を軸８上に保持し
て形成され、図示しない駆動手段によって図示矢印Ａ方
向に回転される。円筒状磁石７の表面は直流電圧源９に
接続されている。
上記の円筒状磁石７としては、例えば強磁性粉末（ハ
ードフェライト粉末，希土類磁石粉末等）と樹脂（ゴム
又はプラスチック材料）を主体とする混練物を押出成形
あるいは射出成形等の手法により円筒状に一体に成形
（軸を一体インサート成形してもよい）し、ついで冷却
固化後着磁したいわゆる樹脂磁石（特開昭57−130407
号，同59−905号公報，同59−226367号公報等参照）が
使用できる。またブロック状の磁石を組合せて全体を円
筒状としたものでもよい（例えば実開昭59−164211号公
報参照）。この樹脂磁石に導電性を付与するためには、
表面に導電層を接着，メッキ等の手法により形成したも
のでもよいが、原料混練時にカーボンブラック，金属粉
末あるいは金属（合金）磁石粉末等の導電性物質を添加
することが望ましい。このような混練物を成形すると、
導電性物質が磁石表面にも分布するので、導電性を有す
る磁石が得られる。また導電性物質の添加量を調整する
ことにより、導電率（抵抗）を調整できる。また本発明
では、上記の円筒状磁石として一体に形成された円筒状
のハードフェライト磁石を使用することもできる。
ードフェライト粉末，希土類磁石粉末等）と樹脂（ゴム
又はプラスチック材料）を主体とする混練物を押出成形
あるいは射出成形等の手法により円筒状に一体に成形
（軸を一体インサート成形してもよい）し、ついで冷却
固化後着磁したいわゆる樹脂磁石（特開昭57−130407
号，同59−905号公報，同59−226367号公報等参照）が
使用できる。またブロック状の磁石を組合せて全体を円
筒状としたものでもよい（例えば実開昭59−164211号公
報参照）。この樹脂磁石に導電性を付与するためには、
表面に導電層を接着，メッキ等の手法により形成したも
のでもよいが、原料混練時にカーボンブラック，金属粉
末あるいは金属（合金）磁石粉末等の導電性物質を添加
することが望ましい。このような混練物を成形すると、
導電性物質が磁石表面にも分布するので、導電性を有す
る磁石が得られる。また導電性物質の添加量を調整する
ことにより、導電率（抵抗）を調整できる。また本発明
では、上記の円筒状磁石として一体に形成された円筒状
のハードフェライト磁石を使用することもできる。
また磁性現像剤としては、一成分系の磁性トナーでも
あるいは鉄粉やフェライト粉末などの磁性キャリアと非
磁性もしくは磁性を有するトナーとを混合した現像剤が
使用できる。この場合、現像後の転写を容易にするため
に、トナーはD.C.4KV/cmの電場における体積固有抵抗が
1012Ω・cm以上（好ましくは1014Ω・cm以上）であるよ
うな絶縁性のものが望ましい。
あるいは鉄粉やフェライト粉末などの磁性キャリアと非
磁性もしくは磁性を有するトナーとを混合した現像剤が
使用できる。この場合、現像後の転写を容易にするため
に、トナーはD.C.4KV/cmの電場における体積固有抵抗が
1012Ω・cm以上（好ましくは1014Ω・cm以上）であるよ
うな絶縁性のものが望ましい。
これらの現像剤のうち、一成分系の磁性トナーにあっ
ては、磁性粉の含有量が20〜50重量％の範囲にあり、か
つ、摩擦帯電量が絶対値で５〜20μc/gの範囲にあるも
のが望ましい。これは、磁性粉が50重量％より多いと、
吸着搬送が強すぎてトナーに無理な力が加わり、20重量
％未満であるとカブリやトナーの飛散が多くなるからで
ある。帯電量は画像濃度の点からこの範囲がよい。この
磁性トナーは単独で使用してもよいし、又磁性キャリア
（特にフェライトキャリア）と混合して用いること（例
えば特開昭59−182464号）により連続して安定な画像が
得られる。
ては、磁性粉の含有量が20〜50重量％の範囲にあり、か
つ、摩擦帯電量が絶対値で５〜20μc/gの範囲にあるも
のが望ましい。これは、磁性粉が50重量％より多いと、
吸着搬送が強すぎてトナーに無理な力が加わり、20重量
％未満であるとカブリやトナーの飛散が多くなるからで
ある。帯電量は画像濃度の点からこの範囲がよい。この
磁性トナーは単独で使用してもよいし、又磁性キャリア
（特にフェライトキャリア）と混合して用いること（例
えば特開昭59−182464号）により連続して安定な画像が
得られる。
上記現像装置による現像操作は次の通りである。
表面に静電潜像（＋記号で示す）を保持した感光体ド
ラム１は、図示矢印Ｚ方向に回転する。一方、現像ロー
ル３の表面に吸着された磁性現像剤４は、ドクター部材
６により所定厚さに規制され、次いで現像ギャップｇに
搬送される。この時現像ロールの導電性表面は直流電圧
源９に接続されているので、現像ギャップｇにおいては
現像ロール表面から静電潜像に向かう（又は反対方向
の）電界が発生する。したがって電界中に存在するトナ
ーは主としてクーロン力により付着して現像が行なわれ
る。この場合磁性現像剤が荷電型磁性トナーを含むとき
は、現像前に予めドクター部材等との接触により多少帯
電するため、現像性が向上する。
ラム１は、図示矢印Ｚ方向に回転する。一方、現像ロー
ル３の表面に吸着された磁性現像剤４は、ドクター部材
６により所定厚さに規制され、次いで現像ギャップｇに
搬送される。この時現像ロールの導電性表面は直流電圧
源９に接続されているので、現像ギャップｇにおいては
現像ロール表面から静電潜像に向かう（又は反対方向
の）電界が発生する。したがって電界中に存在するトナ
ーは主としてクーロン力により付着して現像が行なわれ
る。この場合磁性現像剤が荷電型磁性トナーを含むとき
は、現像前に予めドクター部材等との接触により多少帯
電するため、現像性が向上する。
上記現像により良好な画像を得るためには、次のよう
な条件であることが望ましい。
な条件であることが望ましい。
現像ギャップｇ付近の磁束線の流れを模式的に表わす
と第２図のようになる。良好な画像を得るためには、現
像剤の穂の高さの半分位が感光体ドラムの表面と接して
いる状態が好ましい。そして現像剤は磁束線に沿って配
列することから、このような状態を得るためには、ｈ≒
2gとする必要がある。又図から明らかなように、磁極間
ピッチをＬとすると、Ｌ≒2hとなる。そしてＬは、ロー
ルの直径をD,磁極数をＭとすると、Ｌ＝πD/Mで表わさ
れる。したがってＬが約4gとなるように、磁極数Ｍを設
定すればよい。
と第２図のようになる。良好な画像を得るためには、現
像剤の穂の高さの半分位が感光体ドラムの表面と接して
いる状態が好ましい。そして現像剤は磁束線に沿って配
列することから、このような状態を得るためには、ｈ≒
2gとする必要がある。又図から明らかなように、磁極間
ピッチをＬとすると、Ｌ≒2hとなる。そしてＬは、ロー
ルの直径をD,磁極数をＭとすると、Ｌ＝πD/Mで表わさ
れる。したがってＬが約4gとなるように、磁極数Ｍを設
定すればよい。
次に、感光体ドラムの周速をｖ（mm/sec）、現像ロー
ルの回転数をＮ（r.p.m.）とすると、ｖ・60/M・Ｎで表
わされるｈ（mm）の値が２より少なくなるようにＮを設
定するとよい。
ルの回転数をＮ（r.p.m.）とすると、ｖ・60/M・Ｎで表
わされるｈ（mm）の値が２より少なくなるようにＮを設
定するとよい。
ｈ＝ｖ・60/N・Ｍ＜２ 上記ｈは感光体ドラムが単位時間内に磁極と対面する
ピッチであり、このピッチが2mmより大きくなると、現
像ムラが生じてしまう。
ピッチであり、このピッチが2mmより大きくなると、現
像ムラが生じてしまう。
次に、現像ロールの表面での磁束密度は100〜500Gの
範囲であることが望ましい。これは、表面磁束密度が10
0Gより少ないと、現像剤を吸着する力が弱まり、ロール
の回転により現像剤の飛散が多くなり、500Gより大きい
と、現像剤が強く吸着されて、静電潜像に付着し難くな
る、即ち、画像濃度が低下するからである。
範囲であることが望ましい。これは、表面磁束密度が10
0Gより少ないと、現像剤を吸着する力が弱まり、ロール
の回転により現像剤の飛散が多くなり、500Gより大きい
と、現像剤が強く吸着されて、静電潜像に付着し難くな
る、即ち、画像濃度が低下するからである。
上記のようにして得られた現像トナー像は、図示しな
いが、普通紙等の転写シート上に転写され次いで定着す
ることにより、最終画像が得られる。
いが、普通紙等の転写シート上に転写され次いで定着す
ることにより、最終画像が得られる。
本発明においてトナーの摩擦帯電量は、市販のブロー
オフ粉体帯電量測定器（東芝ケミカル製TB−200型）に
より測定した値とする。測定は、キャリア（日本鉄粉製
Z200）10gとトナー0.5gを外径40mmのプラスチック容器
に投入し、流動表面角度測定器により10分間回転させ、
得られた混合物の中から200mgの試料を採取し、325メッ
シュの篩を用いた容器に投入し、そして上記測定器にて
ブロー圧1.0kg/cm2,ブロー時間40secの条件にて測定を
行なった。
オフ粉体帯電量測定器（東芝ケミカル製TB−200型）に
より測定した値とする。測定は、キャリア（日本鉄粉製
Z200）10gとトナー0.5gを外径40mmのプラスチック容器
に投入し、流動表面角度測定器により10分間回転させ、
得られた混合物の中から200mgの試料を採取し、325メッ
シュの篩を用いた容器に投入し、そして上記測定器にて
ブロー圧1.0kg/cm2,ブロー時間40secの条件にて測定を
行なった。
トナーの抵抗は、試料を適当量（10数mg）秤取し、ダ
イアルゲージを改良した内径3.05mmのテフロン（商品
名）製中空シリンダー中に充填し、0.1kgの荷重下、D.C
4KV/cmの電場を印加して測定し、体積固有抵抗を算出す
る。抵抗の測定には、横河ヒューレットパッカード製43
29型絶縁抵抗計を用いた。
イアルゲージを改良した内径3.05mmのテフロン（商品
名）製中空シリンダー中に充填し、0.1kgの荷重下、D.C
4KV/cmの電場を印加して測定し、体積固有抵抗を算出す
る。抵抗の測定には、横河ヒューレットパッカード製43
29型絶縁抵抗計を用いた。
以下本発明の具体例を説明するが、本発明はこれらの
例に限定されるものではない。
例に限定されるものではない。
具体例1. スチレン−アクリル系共重合体（セキスイ化学製P52
0）58重量部とマグネタイト（戸田工業製EPT500）40重
量部と負の荷電制御剤（オリエント化学製ボントロンE8
1）２重量部とを乾式混合し、ニーダで200℃の温度で加
熱混練した。得られた混練物を冷却・固化後ジェットミ
ルにて20μｍ以下の粒子に粉砕した。この粉砕粉をスー
パーミキサーに投入し、更に微粉末シリカ（日本アエロ
ジル製R972）0.5重量部を加えて混合した。混合粉を120
℃の熱気流中に導入して熱処理を行なった後分級して、
５〜20μｍの粒度分布を有する磁性トナーを得た。この
トナーの摩擦帯電量は−10μc/g、抵抗は５×1014Ω・c
mであった。
0）58重量部とマグネタイト（戸田工業製EPT500）40重
量部と負の荷電制御剤（オリエント化学製ボントロンE8
1）２重量部とを乾式混合し、ニーダで200℃の温度で加
熱混練した。得られた混練物を冷却・固化後ジェットミ
ルにて20μｍ以下の粒子に粉砕した。この粉砕粉をスー
パーミキサーに投入し、更に微粉末シリカ（日本アエロ
ジル製R972）0.5重量部を加えて混合した。混合粉を120
℃の熱気流中に導入して熱処理を行なった後分級して、
５〜20μｍの粒度分布を有する磁性トナーを得た。この
トナーの摩擦帯電量は−10μc/g、抵抗は５×1014Ω・c
mであった。
上記の磁性トナーを用いて次のような条件で画像評価
を行なった。
を行なった。
周速150mm/secで回転するSeドラム（外径60mm）の表
面をコロナ帯電器により＋800Vに一様帯電後露光して静
電潜像を形成し、次いで第１図の現像装置により現像を
行なった。ここで現像ロール２は、表面の磁束密度が20
0Gで、36極対称着磁を施し外径20mmの円筒状磁石７とア
ルミニウム合金製の軸８から構成した。円筒状磁石７は
Srフェライトとポリアミド樹脂とカーボンブラックから
なる組成を有し、表面の抵抗は103Ω・cmであった。ド
クターギャップ及び現像ギャップｇは各々0.2mm及び0.4
mmに設定し、現像ロール２を200r.p.m.で回転させ、バ
イアス電圧は＋100Vに設定した。この条件であると、磁
極間ピッチＬ＝1.7mmとなり、現像ギャップｇ＝0.4mmの
約４倍となり、又磁極対向ピッチｈ＝1.25（＜２）とな
る。
面をコロナ帯電器により＋800Vに一様帯電後露光して静
電潜像を形成し、次いで第１図の現像装置により現像を
行なった。ここで現像ロール２は、表面の磁束密度が20
0Gで、36極対称着磁を施し外径20mmの円筒状磁石７とア
ルミニウム合金製の軸８から構成した。円筒状磁石７は
Srフェライトとポリアミド樹脂とカーボンブラックから
なる組成を有し、表面の抵抗は103Ω・cmであった。ド
クターギャップ及び現像ギャップｇは各々0.2mm及び0.4
mmに設定し、現像ロール２を200r.p.m.で回転させ、バ
イアス電圧は＋100Vに設定した。この条件であると、磁
極間ピッチＬ＝1.7mmとなり、現像ギャップｇ＝0.4mmの
約４倍となり、又磁極対向ピッチｈ＝1.25（＜２）とな
る。
得られたトナー像を普通紙にコロナ転写（転写電圧−
4.5KV）してから、定着温度が180℃、定着圧力1.0kg/c
m、ニップ幅4.0mmに設定して熱ロール定着を行なった。
4.5KV）してから、定着温度が180℃、定着圧力1.0kg/c
m、ニップ幅4.0mmに設定して熱ロール定着を行なった。
その結果、画像濃度1.3、解像度８本/mmでムラのない
良好な画像が得られた。
良好な画像が得られた。
具体例２ フェライトキャリア（日立金属製KBN−100,粒度分布7
0〜140μｍ）と具体例１の磁性トナーを7:3の重量比で
混合して現像剤を調整した。
0〜140μｍ）と具体例１の磁性トナーを7:3の重量比で
混合して現像剤を調整した。
この現像剤を用いて、ドクターギャップ及び現像ギャ
ップを各々0.3mm及び0.5mmに設定し、現像ロールを200
r.p.m.で回転させ、バイアス電圧を＋150Vに設定した以
外は具体例１と同様の条件にて作像した。
ップを各々0.3mm及び0.5mmに設定し、現像ロールを200
r.p.m.で回転させ、バイアス電圧を＋150Vに設定した以
外は具体例１と同様の条件にて作像した。
その結果、画像濃度1.4、解像度10本/mmでムラのない
良好な画像が得られた。
良好な画像が得られた。
以上に記述の如く、本発明によれば、スリーブを用い
ない現像ロールを用いても高品質の画像を得ることがで
きる。したがって現像装置の小型化及び簡易化が達成で
きる。
ない現像ロールを用いても高品質の画像を得ることがで
きる。したがって現像装置の小型化及び簡易化が達成で
きる。
第１図は本発明を実施するための現像装置の一例を示す
断面図、第２図は第１図の要部拡大図である。 1:現像装置、2:感光体ドラム 3:現像ロール、4:磁性現像剤 5:現像剤容器、6:ドクター部材 7:円筒状磁石、8:軸 9:直流電圧源
断面図、第２図は第１図の要部拡大図である。 1:現像装置、2:感光体ドラム 3:現像ロール、4:磁性現像剤 5:現像剤容器、6:ドクター部材 7:円筒状磁石、8:軸 9:直流電圧源
Claims (3)
- 【請求項１】画像担体表面に静電潜像を形成し、前記画
像担体表面に対向して、少なくとも表面が導電性であり
かつ表面に複数個の磁極を有しかつ表面の磁束密度が10
0〜500Gの範囲にある円筒状磁石ロールを回転自在に配
置し、前記円筒状磁石ロールの表面に少なくとも絶縁性
のトナー粒子を含む磁性現像剤を供給し、前記画像担体
表面の周速をｖ（mm/sec）、磁極数をＭ、前記磁石ロー
ルの回転数をNm（rpm）とした時に、（60・ｖ）／（Ｍ
・Nm）＜２（mm）の式を満足するように前記磁石ロール
を回転させることにより前記磁性現剤を前記画像担体表
面に搬送し、前記画像担体表面と前記磁石ロールの表面
との間にゼロバイアスを含む直流バイアス電圧を印加し
て前記静電潜像を顕像化することを特徴とする現像方
法。 - 【請求項２】前記磁性現像剤は、1012Ω・cm以上の体積
抵抗を有するトナー粒子からなる特許請求の範囲第
（１）項記載の現像方法。 - 【請求項３】前記磁性現像剤は、磁性キャリア粒子と10
12Ω・cm以上の体積抵抗を有するトナー粒子からなる特
許請求の範囲第（１）項記載の現像方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61043719A JP2648139B2 (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | 現像方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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1986
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| JPS62201463A (ja) | 1987-09-05 |
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