JP4015800B2 - 湿式画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は湿式画像形成装置に係り、特にキャリア液とトナー粒子を含む現像剤を現像した後にキャリア液を除去する除去装置を有する湿式画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液体現像剤を用いた電子写真記録装置や静電記録装置などの画像形成装置は、乾式では実現できない利点を有しており、近年その価値が見直されつつある。
【0003】
液体現像剤を用いたこれら画像形成装置はサブミクロンサイズの極めて微細なトナー粒子を用いることが出来るため高画質を実現できること、少量のトナーで十分な画像濃度が得られるため経済的であるうえに印刷(例えばオフセット印刷)並みの質感を実現できること、比較的低温でトナーを用紙に定着出来るため省エネルギーを実現できること、などが乾式に対する湿式画像形成装置の主な利点である。
【0004】
一方、従来の液体現像剤を用いた画像形成装置にはいくつかの本質的な問題点が含まれており、そのために長い間乾式技術の独壇場を許してきた。これらの問題の一つとして、液体現像剤に使用されるキャリア液に関する問題が挙げられる。
【0005】
通常キャリア液として使用される液体は、石油系材料が使用されており、この石油系材料の特有な臭いを有する。この臭いを低減するために、画像形成装置内でキャリア液が揮発する前に液体状態で極力回収する方法が各種検討されている。
【0006】
例えば特開平11−249445号公報(さらには特開平11−249524号公報、特開平9−15981号など)には、円筒状の多孔質ローラを現像済みの静電潜像保持体表面に圧接することで、静電潜像保持体表面のキャリア液を吸収し、多孔質ローラ内部を真空ポンプで減圧することで多孔質ローラに吸収したキャリア液を除去・回収する方法が開示されている。
【0007】
一方、このようなキャリア液の除去・回収には、潜像保持体表面にトナー粒子で形成された可視像を乱さず、あるいはトナー粒子を剥がさずに行うことが求められている。
【0008】
例えば、前述したキャリア液を除去・回収する方法においては、多孔質ローラの一部を導電材料とし、多孔質ローラにトナー粒子を寄せ付けない電圧を印加することで、可視像の乱れやトナー粒子の剥がれを防止している。
【0009】
しかしながら、本発明者らがこの方法を採用し、多孔質体に吸収されたキャリア液を速やかに回収するために、真空ポンプによる吸引力を大きくしたところ、多孔質材料に吸収ざれたキャリア液のみでなく、潜像保持体表面で可視像を形成するトナー粒子を剥ぎとってしまい、この剥ぎ取られたトナー粒子が多孔質ローラの微細孔を塞いでしまった。すなわちこの方法では長期間の使用に耐えないことが分った。
【0010】
また、潜像保持体表面に、1色目の可視像を形成した後に、2色目の可視像を形成するなど、多色の画像を形成する場合、前述したキャリア液の回収・除去方法を採用すると、2色目の画像を形成するトナー粒子像を選択的に剥ぎ取ってしまうために、所望の色彩を出すことができなくなるという問題が発生する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の湿式画像形成装置においては、キャリア液を除去する際に、可視像を乱してしまう、あるいは長期間の使用に耐えないという問題があった。
【0012】
本発明は、このような問題に鑑みて為されたものであり、キャリア液の回収を効率よく行うと共に、可視像の乱れを低減させる、あるいは長期間の使用に耐えうる湿式画像形成装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の湿式画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像保持体と、前記潜像保持体にトナー粒子およびキャリア液を含む液体現像剤を供給する現像器と、前記潜像保持体表面に存在する前記キャリア液を除去する除去装置とを有する湿式画像形成装置において、前記除去装置は、前記潜像保持体表面の前記キャリア液と接触領域を持って配置された多孔質円筒と、この多孔質円筒内部を減圧する減圧装置と、前記多孔質円筒内部のうち前記接触領域に対向する位置に配置された遮蔽体とを具備することを特徴とする。
【0014】
本発明によれば、遮蔽体が存在するため、多孔質円筒内を減圧にしても、潜像保持体表面のキャリア液は多孔質体の吸収力のみによって除去される。多孔質体に吸収されたキャリア液は多孔質円筒内部を減圧にすることで、円筒内部に吸引されるため、多孔質体中に円筒が回転して次に潜像保持体表面のキャリア液と接触する時には、キャリア液の回収能は復元される。
【0015】
なお、本発明に係る多孔質円筒とは、円筒外壁から円筒内壁へキャリア液が通過可能な程度の細孔を有する円筒である。
【0016】
前記多孔質円筒を前記潜像保持体に圧接すると共に、前記多孔質円筒は弾性層を有することが好ましい。
【0017】
このように弾性多孔質層を潜像保持体に圧接すると、弾性多孔質層が圧接部から開放される時に膨張しながらキャリア液を吸収する。そのため、多孔質体のキャリア液の吸収能力を高めることが可能になる。
【0018】
前記多孔質円筒は、前記弾性多孔質層内部に多孔質支持体を有していてもよい。
【0019】
多孔質円筒が弾性多孔質層のみで形成し、潜像保持体に圧接すると、強度の低い弾性多孔質層は圧接する部材との間の摩擦により磨耗してしまう恐れがある。多孔質の支持体表面に弾性多孔質層を形成することで、多孔質円筒を潜像保持体表面に圧接しつつ円滑に回転させることが可能になる。
【0020】
前記遮蔽体は、通気口を有する非通気性材料からなる固定された円筒であり、その外径が前記多孔質円筒の内径と略等しくすることが好ましい。
【0021】
このようにすることで、回転する多孔質円筒の通気口表面に移動してきた領域に選択的に吸引力を働かせることが可能になり、より確実にキャリア液の回収が可能になる。
【0022】
なお、遮蔽体の外径が多孔質円筒の内周と略同径とは、例えば前記外径に対する内径比が90%〜100%程度の範囲であれば許容される。
【0023】
さらに、前記通気口は、鉛直方向に開口を有することが望ましい。
【0024】
通気口を鉛直方向にすることで多孔質円筒から吸引されるキャリア液は自重によって非通気性材料からなる円筒内への方向に落ちる力が働くため、多孔質円筒からのキャリア液の回収力を大きくすることが可能になる。また、非通気性材料からなる円筒内に回収されたキャリア液を円筒内に貯蔵できるため、吸引したキャリア液がその自重により再度多孔質円筒へ吸収される恐れも無くなる。
【0025】
また、本発明の湿式画像形成装置は、少なくとも2つの前記現像器を具備していても良い。
【0026】
すなわち、潜像保持体表面に異なる色のトナー粒子を積層したカラーの可視像表面のキャリア液を除去する際に、前述した除去装置を用いることで、選択的に上層のトナー粒子を剥離することがなくなるため、所望の色調を出すことが可能になる。
【0027】
また、本発明の湿式画像形成装置の多孔質円筒は、回転可能であり、遮蔽体は、多孔質円筒の内部のうち接触領域とは周方向にずれた位置に、減圧装置と多孔質円筒を通気する通気口を備えることを特徴とする。
【0028】
また、本発明の湿式画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像保持体と、前記静電潜像にトナー粒子およびキャリア液を含む液体現像剤を供給することによって、前記潜像保持体上にトナー粒子からなる可視像を形成する現像器と、前記潜像保持体表面に供給された液体現像剤中のキャリア液を除去する除去装置とを有する湿式画像形成装置において、前記除去装置は、前記潜像保持体表面のキャリア液と接触領域を持って配置された通液性の多孔質円筒と、通気口を有し、この通気口を前記接触領域を除く領域に向くように、前記多孔質円筒内部に配置した非通気性材料からなる吸引室と、この吸引室内を減圧することで、前記通気口から前記キャリア液を吸引する減圧手段とを有する。
【0029】
【発明の実施の形態】
液体現像剤を使用する画像形成装置の一例とし、図1に湿式電子写真装置の概略図を示し、以下に図面を参照して本発明の説明をする。
【0030】
図中、感光体層を表面に有する潜像保持体1は、例えばアルミニウムなどの導電性の剛体基体上に、有機系もしくはアモルファスシリコン系の感光層を設けた感光体ドラムを使用することができる。さらに、この感光体層の最表面に離型層を設け、トナー粒子が潜像保持体に固着するのを抑制することが好ましい。なお、図1ではローラ状の潜像保持体1を用いて説明するが、例えば弾性体ベルトを環状にし、この弾性体ベルト表面に感光体層を形成し、回転可能にした潜像保持体を採用することもできる。
【0031】
潜像保持体1は、矢印方向に回転し、帯電器2−1により帯電された後、露光装置3−1により選択的に露光され、潜像保持体1表面には帯電領域と露光により帯電量が減衰した領域とからなる静電潜像が形成される。
【0032】
この静電潜像は、現像器4−1により現像がなされる。現像器4−1は、液体現像剤を収納する容器と、潜像保持体1と非接触で対向するように配置され、現像電圧が印加されたローラ状の現像電極とを有し、ローラ状の現像電極を回転させることで現像電極と潜像保持体1との間に液体現像剤を搬送し現像を行ない可視像化する。
【0033】
また、現像電極の下流側に、ローラ状のかぶりとり電極を併設し、この電極に非画像部に残存するトナー粒子を吸引する電位を印加することもできる。また、このローラにより、液体現像剤中のキャリア液をかきとり、余剰キャリア液の量を予め減量しておくこともできる。
【0034】
なお、液体現像剤は、アイソパーL(エクソン社製)などの非極性のキャリア液と、このキャリア液中に分散させた粒径0.1μm〜2μm程度のトナー粒子とを含み、現像電極に現像電圧を印加することによってこのトナー粒子を静電潜像に応じて付着させることで1色目の可視像を形成する。
【0035】
現像器4−1、4−2、4−3、4−4は、それぞれ異なる色のトナー粒子を含んでいる点で異なるが、それ以外は現像器4−1と同様な構成をしている。また、帯電器2−2,2−3、2−4は帯電器2−1と、露光装置3−2、3−3、3−4は露光装置3−1と基本的に同様な構成をしており、帯電器2−2、露光装置3−2および現像器4−2により、1色目の可視像上に2色目の可視像を形成し、同様に、帯電器2−3、露光装置3−3および現像器4−3により、2色目の可視像上に3色目の可視像を形成し、さらに帯電器2−4、露光装置3−4および現像器4−4により、3色目の可視像上に4色目の可視像が順次積層されていく。
【0036】
このようにして可視像が形成された潜像保持体1表面には、可視像を形成するトナー粒子と、残存するキャリア液とが存在するが、このキャリア液を潜像保持体表面から除去・回収するための除去装置5によって除去する。
【0037】
潜像保持体1表面のキャリア液を除去・回収することで、後に説明する用紙9へのキャリア液の付着を減少させ、キャリア液が画像形成装置外へ放出されることを防ぐ。さらに、潜像保持体1表面のキャリア液を除去することで、後述する中間転写媒体6への可視像の転写効率を向上させる。
【0038】
キャリア液が除去された後、潜像保持体1表面のトナー粒子像(可視像)は中間転写ドラムなどの中間転写媒体6へ転写される。ここでは中間転写媒体6は潜像保持体1に圧接されており、トナー粒子の粘着力を利用して潜像保持体1表面のトナー粒子を中間転写媒体6へ転写させている。このようなトナー粒子の粘着力を利用して潜像保持体1表面のトナー粒子を中間転写媒体6などの転写剤へ転写する時には特に、潜像保持体表面にほとんどキャリア液が存在しない状態で転写を行うことで転写効率を格段に向上させることが可能になる。
【0039】
中間転写媒体6へ転写された可視像は、中間転写媒体6と加圧体7に挟まれて搬送されてくる紙9などの被記録媒体へと転写される。
【0040】
図1においては、中間転写媒体7と加圧ローラ8とからなる転写装置を使用したが、潜像保持体1に加圧ローラ8を圧接し、潜像保持体1から被記録媒体へ直接転写しても良い。また、加圧ローラ9に代えて、コロナチャージャなどのような放電を用いた電界転写を行っても良い。
【0041】
転写後、潜像保持体1表面には、一部転写残りトナー粒子が残存する。この転写残りトナー粒子は、クリーナ8によって除去されることで一連の画像形成プロセスが終了する。そして、潜像保持体1表面にはトナー粒子が存在しない状態で、次の現像プロセスが行われる。
【0042】
次に、除去装置5について図2および図3を用いてより詳細に説明する。
【0043】
図2は、本発明の除去装置を示す図であり、図3は、本発明の除去装置の拡大断面図である。
【0044】
除去装置5は、非通気性材料から形成される遮蔽性円筒11をコアとし、遮蔽製円筒11の外側には、多孔質円筒12が回転可能に配置されている。
【0045】
また、遮蔽性円筒11には、真空ポンプなどの減圧装置18が接続されており、この減圧装置を起動させることで、遮蔽性円筒11内部を減圧し、その結果遮蔽性円筒11に形成された通気口15に吸引力が付与される。すなわち通気口15を持つ遮蔽性円筒11内部を吸引室とし、吸引室内を減圧することで通気口15に吸引力を付与している。
【0046】
一方、多孔質円筒12は、遮蔽性円筒11の外径に対し略等しい内径を有する円筒状の多孔質支持体14と、多孔質支持体14表面に形成された弾性多孔質層13から形成されている。そして、この弾性多孔質層13が潜像保持体1に圧接配置されている。
【0047】
現像によって潜像保持体1表面に付着したキャリア液16は、多孔質円筒12と接触することで多孔質円筒中の微細孔中に吸収される。多孔質円筒12が回転し、遮蔽性円筒に形成された通気口にまで搬送されると、減圧装置18によって微細孔中のキャリア液は遮蔽性円筒11中に回収され、さらには遮蔽性円筒11に接続された溶媒回収器17によって回収される。
【0048】
このような構成にすると、減圧手段による吸収力が潜像保持体1表面のトナー粒子に働かないため、潜像保持体1からトナー粒子を剥離せずにキャリア液を回収することができる。
【0049】
多孔質円筒12は、少なくとも潜像保持体1表面のキャリア液と接触していればよく、必ずしも潜像保持体1に圧接されていなくてもよい。
【0050】
また、多孔質円筒12を構成する材料としては、キャリア液を吸収できる微細孔を有するものであれば特に制限されることなく使用することができるが、キャリア液によって溶解・変形しにくい材料を使用することが望ましい。
【0051】
潜像保持体1に圧接させずに、キャリア液とのみ接触させる場合には、毛細管力によってキャリア液を吸収する。一方弾性多孔質層13を表面に有し潜像保持体1に圧接させた場合には、弾性多孔質層13が圧接部から開放され膨張する際にキャリア液を吸収するため、キャリア液の吸収力を大きくし、より確実に潜像保持体1表面からキャリア液を回収することが可能になる。ただし、弾性多孔質層のみで多孔質円筒12を形成すると、その強度が弱く、遮蔽性円筒11との磨耗などによる劣化が生じる恐れがあるため、弾性多孔質層13の内側に多孔質支持体14を有する多孔質円筒12を使用することが好ましい。
【0052】
前記弾性多孔質層13に使用する材料としては、スポンジ状の発泡樹脂などを使用すればよく、特にふっ素系樹脂、ポリエステル、ナイロン、ウレタン、ポリアミドあるいはポリイミドなどの極性の低い樹脂を使用することでキャリア液への溶解による変形を低減することができる。また、ポリエチレンなどの極性の高い樹脂でも、分子量1000000以上の超高分子材料を使用すればキャリア液による変形を防ぐことが可能になる。また、超高分子材料を使用すれば、比較的硬度の高い弾性多孔質材料が得られることから、多孔質支持体14の機能を持たせることも可能である。
【0053】
また、弾性多孔質層13の膜厚は、0.2mm以上30mm以下にすることが望ましい。0.2mmより小さくすると弾性多孔質層13のキャリア吸収力が低下し潜像保持体1表面のキャリア液除去を十分に行えなくなる恐れがある。30mmより大きくすると、多孔質円筒12内を減圧しても弾性多孔質材料中のキャリア液を吸引できなくなる恐れがある。
【0054】
前記多孔質支持体に用いる材料としては、先に述べた超高分子材料や、SUSなどの金属材料からなる多孔質焼結体、酸化アルミニウムなどの多孔質セラミック、多孔質ガラスなどを使用すればよい。また、その平均細孔径がキャリア液分子の直径よりも大きいものを使用し、例えば、0.02μm以上のものを使用することが好ましい。
【0055】
また、多孔質支持体14の膜厚は、1mm以上、40mm以下にすることが好ましい。1mmより小さくするとその強度を十分に上げることができず、40mmより大きくすると、多孔質円筒12内を減圧しても弾性多孔質材料中のキャリア液を吸引できなくなる恐れがある。
【0056】
遮蔽性円筒11は、気体が通過できない程度に緻密な非通気性材料を使用すればよい。また、キャリア液によって溶解・変形しない材料を選択することが好ましく、その原料としては先に多孔質円筒で挙げた材料と同様なものが使用できる。
【0057】
また遮蔽性円筒11は、少なくとも多孔質円筒12が潜像保持体1表面のキャリア液と接触する領域(すなわち潜像保持体1表面のトナー粒子像と対向する領域)の内壁面に近接して配置されていればよい。したがって本発明においては必ずしも円筒形状である必要はない。
【0058】
このように非通気性材料によって遮断することで、多孔質円筒12内を減圧することによって生じる吸引力によって潜像保持体表面の液体現像剤(トナー粒子およびキャリア液)を吸引しなくなり、その結果可視像を形成するトナー粒子の剥離を低減することが可能になる。また、遮蔽体が配置されていない領域においては多孔質円筒12内を減圧にすることで多孔質円筒12の微細孔中に吸収されたキャリア液を多孔質円筒12内に吸引し、ひいては溶媒回収器17に回収することが可能になる。
【0059】
遮蔽体を円筒形状にした時には、図3に示すように通気口15を設けることで、通気口15に多孔質円筒12からキャリア液を吸引する。このように通気口15を有する遮蔽性円筒11は次のような利点がある。
【0060】
多孔質円筒内を減圧にすると、吸引力は遮蔽体が配置されていない領域全てにかかる。遮蔽体を潜像保持体表面のキャリア液と接触した領域に対向する領域のみに配置した場合、多孔質円筒12のキャリア液吸収直後領域にはキャリア液の含有率が高く、回転して次に潜像保持体1と接触する直前領域においてはキャリア液がほとんど含有されない状態になる。すなわち接触する直前領域においては多孔質円筒12外部の空気を吸引してしまう。その結果、減圧による吸引力の大部分が空気の吸引に使用されてしまい、キャリア液を吸引する力を損失してしまう恐れがある。通気口を有する円筒形状の遮蔽体を使用することで、通気口に対向する限られた領域から多孔質円筒12中のキャリア液を吸引することでこの損失を低減することが可能になる。
【0061】
特に、多孔質円筒12の内径と、遮蔽性円筒11の外径とを同一にすることで、前記損失をより低減することが可能になる。ただし、多孔質円筒12を遮蔽性円筒11表面で回転させるために、多孔質円筒12の内径よりも遮蔽性円筒11の外径を小さくする。この際に、前記内径に対する前記外径の比率を90〜100%の範囲内では吸引効果は実質的に違いはない。
【0062】
また、前述したように、多孔質円筒12を回転可能にするためには、多孔質円筒12の内径を遮蔽性円筒11の外径よりも小さくすることが好ましく、この径の差を例えば0.1〜1m程度とればよく、またその遮蔽性円筒の外周面、あるいは多孔質円筒の内周面を平滑面にすることで、より円滑に多孔質円筒12を回転させることが可能になる。
【0063】
さらに、多孔質円筒12表面の周速は、潜像保持体1表面の周速と同じ速度にすることが好ましい。周速差があると多孔質円筒によって可視像を乱してしまう恐れがある。潜像保持体1と多孔質円筒12とにそれぞれ駆動源を接続して両者を同周速で回転させることもできるが、多孔質円筒12の外周面と潜像保持体1との間の摩擦力を、多孔質円筒12内周面と遮蔽性円筒11との間の摩擦力よりも大きくすることで、潜像保持体1の回転に追随させ、多孔質円筒12を潜像保持体1と等速度で回転させることができる。
【0064】
また、図2においては、遮蔽性円筒11に形成する通気口15を上向きに(鉛直方向の成分をもって)形成している。
【0065】
このように通気口15を上向きにすることで、通気口15表面に位置する多孔質円筒12中のキャリア液には自重によって遮蔽性円筒11内へ向かう力が加わるため、キャリア液の回収に使用される減圧装置による吸引力を低減させることが可能になる。また、遮蔽性円筒内に吸引したキャリア液を保持できるため、キャリア液の多孔質円筒12への再吸収を防止することが可能になる。さらに、キャリア液の多孔質円筒への再吸収を防止することができるため、画像形成装置の電源を切った瞬間に遮蔽性円筒中に残存するキャリア液の多孔質円筒外部への拡散を防止することができる。
【0066】
以上、図1乃至3に示す湿式電子写真装置を例示して説明したが、本発明の範囲にあるものであれば上述した形態に限定されるものではない。
【0067】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、潜像保持体からトナー粒子を剥離することなく、キャリア液の回収を効率よく行うことが可能になる。その結果、潜像保持体表面の可視像を乱すことが無くなる。あるいは多孔質円筒の微細孔にトナー粒子を詰まらせることがなくなるため、除去部材の長期間の使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図。
【図2】 本発明に係る除去装置の概略斜視図。
【図3】 本発明に係る除去装置の拡大断面図。
【符号の説明】
1…潜像保持体
2…帯電器
3…露光装置
4…現像器
5…除去手段
6…中間転写媒体
7…加圧ローラ
8…クリーナ
9…用紙
11…遮蔽性円筒
12…多孔質円筒
13…弾性多孔質層
14…多孔質支持体
15…通気口
17…溶媒回収器
18…減圧装置
Claims (8)
- 静電潜像が形成される潜像保持体と、
前記潜像保持体にトナー粒子およびキャリア液を含む液体現像剤を供給する現像器と、
前記潜像保持体表面に存在する前記キャリア液を除去する除去装置とを有する湿式画像形成装置において、
前記除去装置は、前記潜像保持体表面の前記キャリア液との接触領域を持って配置された多孔質円筒と、
この多孔質円筒内部を減圧する減圧装置と、
前記多孔質円筒内部のうち前記接触領域に対向する位置に配置された非通気性の遮蔽体と
を具備することを特徴とする湿式画像形成装置。 - 前記多孔質円筒を前記潜像保持体に圧接すると共に、かつこの多孔質円筒は弾性多孔質層を有することを特徴とする請求項1記載の湿式画像形成装置。
- 前記多孔質円筒は、前記弾性多孔質層内部に多孔質支持体を有することを特徴とする請求項2記載の湿式画像形成装置。
- 前記遮蔽体は、通気口を有する非通気性材料からなる固定された円筒であり、その外径が前記多孔性円筒の内径と略等しいことを特徴とする請求項1記載の湿式画像形成装置。
- 前記通気口は、鉛直方向に開口を有することを特徴とする請求項4記載の湿式画像形成装置。
- 少なくとも2つの前記現像器を有することを特徴とする請求項1記載の湿式画像形成装置。
- 前記多孔質円筒は、回転可能であり、
前記遮蔽体は、前記多孔質円筒の内部のうち前記接触領域とは周方向にずれた位置に、前記減圧装置と前記多孔質円筒を通気する通気口を備えることを特徴とする請求項1記載の湿式画像形成装置。 - 静電潜像が形成される潜像保持体と、
前記静電潜像にトナー粒子およびキャリア液を含む液体現像剤を供給することによって、前記潜像保持体上にトナー粒子からなる可視像を形成する現像器と、前記潜像保持体表面に供給された液体現像剤中のキャリア液を除去する除去装置とを有する湿式画像形成装置において、
前記除去装置は、前記潜像保持体表面のキャリア液と接触領域を持って配置された通液性の多孔質円筒と、
通気口を有し、この通気口を前記接触領域を除く領域に向くように、前記多孔質円筒内部に配置した非通気性材料からなる吸引室と、
この吸引室内を減圧することで、前記通気口から前記キャリア液を吸引する減圧手段とを有することを特徴とする湿式画像形成装置。
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---|---|---|---|
JP2000199937A JP4015800B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 湿式画像形成装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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