WO2012111302A1 - クリーニング装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cleaning device for removing foreign matters (dust etc.) adhering to the surface of a material to be cleaned by electrostatic force.
- the material to be cleaned is a material having relatively high surface smoothness such as a glass substrate, a printed circuit board (PCB, PCBA, etc.), a film, a sheet, and a plastic plate.
- the cleaning roller is relatively moved while rotating while being in contact with the surface of the material to be cleaned, and the foreign matter adhering to the surface of the material to be cleaned is removed by utilizing a potential difference generated between the surface of the material to be cleaned.
- a cleaning system cleaning device that is removed by electrostatic force is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
- FIG. 15 is an explanatory diagram showing a layout of each component constituting the conventional cleaning system A.
- the cleaning roller 111 can charge the surface with a charge for adsorbing foreign matter adhering on the surface S1 of the material to be cleaned S using electrostatic force.
- a charging control roller 121 and a transfer roller 131 that rotate while contacting the surface of the cleaning roller 111 are provided.
- the charge control roller 121 charges the outer peripheral surface of the cleaning roller 111 with a charge for adsorbing the foreign matter adhering to the surface S1 of the material to be cleaned S using electrostatic force.
- the charging control roller 121 is connected to an external power source 141 so that a voltage is applied to the charging control roller 121 by the external power source 141. Further, the transfer roller 131 can charge the outer peripheral surface of the charge for adsorbing the foreign matter adhering to the surface of the cleaning roller 111 using electrostatic force.
- a brush roller 151 that rotates in a direction opposite to the rotation direction of the transfer roller 131 and scrapes off foreign matter adhering to the surface of the transfer roller 131 is provided in contact with the transfer roller 131 to be rotatable.
- a metal roller 152 is installed in contact with the brush roller 151 so as to rotate in the direction in which the brush roller 151 rotates.
- An external power source 153 is connected to the metal roller 152, and a voltage is applied so as to generate a potential difference with the transfer roller 131.
- a cleaning blade 146 for scraping off foreign matters is provided in the vicinity of the metal roller 152. Further, near the surface of the metal roller 152, there is provided a suction port 145 for air vacuum means capable of sucking foreign matter.
- the brush roller 151, A metal roller 152 and the like are provided in addition to the charging control roller 121 which takes a space for arrangement. For this reason, there is a need for a cleaning device having a structure in which the arrangement of the brush roller 151, the metal roller 152, and the like is as compact as possible, and in which a part that takes up an arrangement space is eliminated.
- the cleaning roller 111, the charging control roller 121, the transfer roller 131, the brush roller 151, and the metal roller 152 are integrally configured as one unit, and the rotation shaft 131a of the transfer roller 131 is attached to an apparatus frame (not shown).
- the entire unit is rotatably mounted and has a structure in which the entire unit rotates with respect to the apparatus frame around the rotation shaft 131a of the transfer roller 131.
- the cleaning roller 111 swings in an arc shape around the rotation shaft 131a of the transfer roller 131.
- the pressing force acting on the roller 111 in the vertical direction is difficult to stabilize, and further improvement for pressing the cleaning roller 111 firmly in the vertical direction has been demanded.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cleaning device that can firmly hold a cleaning roller from above and can realize an advantageous layout for downsizing.
- a cleaning device includes a cleaning roller that rotates while being in contact with the surface of the material to be cleaned, a transfer roller that rotates while being in contact with the surface of the cleaning roller, A brush roller that removes foreign matter on the transfer roller, and a metal roller that removes the foreign matter from the brush roller.
- the cleaning roller uses electrostatic force to remove foreign matter such as dust that adheres to the surface of the material to be cleaned.
- the cleaning roller is attached to the main frame, and the transfer roller, the brush roller, and the metal roller are integrated with the sub-frame that is rotatably attached to the main frame.
- the transfer roller is positioned above the cleaning roller in a state of being attached to the cleaning roller. Accordingly, the cleaning roller can be firmly pressed from above through the transfer roller attached to the subframe by the total weight of the transfer roller, the brush roller, and the metal roller.
- the sub-frame is rotatably attached to the main frame, a cleaning material having an uneven surface or a cleaning material having a warp contacts the cleaning roller, and the cleaning roller is in a vertical direction. Even if it is lifted upward, the transfer roller can be retracted upward in accordance with its movement, and the cleaning roller can always be firmly pressed in the vertical direction via the transfer roller.
- the sub-frame transfer roller, brush roller, and metal roller
- maintenance such as visual inspection and cleaning inside the apparatus can be easily performed. That is, when the sub-frame is rotated largely upward, the transfer roller is separated from the cleaning roller and a large gap is formed between them, so that the maintainability for each roller can be improved.
- the cleaning device according to claim 2 is the cleaning device according to claim 1, wherein a detachable bearing member is provided on the main frame, and a rotating shaft of the metal roller is rotatably attached to the bearing member. It is characterized by.
- the bearing member that can be attached to and detached from the main frame since the bearing member that can be attached to and detached from the main frame is used, the bearing member is removed from the main frame and the rotating shaft of the metal roller is removed from the bearing member.
- the cleaning device according to claim 3 is the cleaning device according to claim 1, wherein bearings of the transfer roller, the brush roller, and the metal roller are provided on the subframe via an insulator, and the transfer roller and the brush It is characterized in that a charge is applied through the outer ring of the roller bearing.
- the cleaning device of the third aspect by applying an electric charge through the outer ring of the bearing, the structure in the vicinity of the bearing becomes simple, which is advantageous in suppressing an increase in cost.
- the charge-providing electrode portion is brought into contact with the outer ring of the bearing, there is no sliding portion and the problem of wear of the electrode portion is eliminated.
- the apparatus since it is not necessary to provide a charge control roller that occupies a large space for controlling the charging of the cleaning roller or the like, the apparatus can be made compact.
- a cleaning device according to the first aspect, wherein a bearing of the cleaning roller is fixed to an insulator housing, and a guide groove portion with which the housing is movably engaged is provided in the main frame.
- the cleaning roller is configured to come into contact with the transfer roller when the housing is lifted by a biasing force of a spring means in a state where the sub frame is attached to the main frame. It is a feature.
- the cleaning roller comes into contact with the transfer roller, so that a stable contact state can be secured.
- a cleaning device according to the first aspect, wherein a foreign matter recovery case that collects the foreign matter recovered by the cleaning roller is a lower portion of the main frame, and the brush roller and the metal roller It is characterized by being detachably attached below.
- the cleaning device of the fifth aspect it becomes easy to secure a collecting part (collecting part) of foreign matter (dust) and to remove it easily.
- a collecting part collecting part
- the foreign matter recovery case is simply removed, so that the foreign matter can be easily discarded.
- a cleaning device according to the fifth aspect, wherein a cleaning blade that scrapes off foreign matter adhering to the surface of the metal roller is detachably provided on the main frame, and an attachment portion of the cleaning blade Is covered with a part of the foreign matter collection case.
- the cleaning blade can be easily attached and removed, and can be easily replaced. Since the mounting portion of the cleaning blade is covered with a part of the foreign matter recovery case, the appearance can be improved, and scattering of foreign matter (dust) scraped off by the cleaning blade can be prevented. .
- the cleaning device according to claim 7 is characterized in that, in the cleaning device according to claim 1, the rotating shaft of the metal roller is connected to the driving means via a coupling made of an insulator.
- the metal roller and the driving means such as a motor can be easily insulated by coupling.
- the cleaning device according to claim 8 is the cleaning device according to claim 1, wherein a housing for fixing a bearing of the transfer roller, the brush roller, and the metal roller has the same shape having insulating properties. It is said.
- the cleaning device of the eighth aspect since the bearing and the housing can be shared, the cost can be reduced.
- FIG. 1 shows a layout of each component constituting the cleaning device 1 according to the embodiment.
- the cleaning device 1 rotates while bringing the surface of the cleaning roller 2 into contact with the surface S1 of the material S to be cleaned.
- the cleaning roller 2 uses the electrostatic force by cleaning the foreign material (for example, conductor or dielectric) such as dust adhered to the surface S1 of the cleaning material S by moving it relative to the cleaning material S. To be removed.
- the foreign material for example, conductor or dielectric
- the cleaning roller 2 is capable of charging the surface with a charge for adsorbing foreign matter adhering to the surface S1 of the material to be cleaned S by using electrostatic force.
- a transfer roller 3 that rotates while contacting the surface of the cleaning roller 2 is provided.
- the transfer roller 3 can change the charge for adsorbing the foreign matter adhering to the surface S1 of the material S to be cleaned to the cleaning roller 2 using electrostatic force.
- the transfer roller 3 is formed using a material capable of charging the surface with a charge that adsorbs foreign matter adhering to the surface of the cleaning roller 2 using electrostatic force.
- the transfer roller 3 rotates while contacting the surface of the cleaning roller 2, thereby generating a potential difference between the cleaning roller 2 and the cleaning roller 2 according to the difference in surface characteristics between the cleaning roller 2 and the transfer roller 3.
- a brush roller 4 that rotates in a direction opposite to the rotation direction with respect to the transfer roller 3 and removes foreign matter on the transfer roller 3 is provided obliquely above the transfer roller 3.
- the brush roller 4 is also configured such that a potential having the same sign as the electric charge charged on the surface of the transfer roller 3 during cleaning can be applied to the metal roller 5 so as to generate a potential difference with the transfer roller 3.
- a metal roller 5 is installed so as to rotate in the follower direction with respect to the brush roller 4.
- the metal roller 5 is also configured to be applied with a potential having the same sign as the charge charged on the surface of the transfer roller 3 during cleaning so as to cause a potential difference with the transfer roller 3.
- the metal roller 5 removes the foreign matter from the brush roller 4.
- a cleaning blade 6 that scrapes off foreign matter adhering to the surface of the metal roller 5 at the tip scraping portion is disposed, and the foreign matter adhering to the surface of the metal roller 5 by the cleaning blade 6 is disposed.
- the foreign matter scraped off is collected in the foreign matter collection case 7.
- the cleaning device 1 includes a main frame 11 and a sub frame 12 that is detachably attached to the main frame 11.
- the cleaning roller 2 and the cleaning blade are attached to the main frame 11. 6 and a foreign matter recovery case 7 are provided.
- bearings 14 (FIG. 9) of the transfer roller 3, the brush roller 4, and the metal roller 5 are rotatably provided on the subframe 12 through a housing 36 made of an insulator, and are unitized as an integrated structure.
- the subframe 12 is attached to the main fountain 11 so as to be able to rotate around the rotation shaft 5 a of the metal roller 5.
- the transfer roller 3, the brush roller 4, the metal roller 5 and the cleaning blade 6 are positioned with respect to the cleaning roller 2, and the central axis of the transfer roller 3 is positioned almost immediately above the central axis of the cleaning roller 2. It is like that.
- the sub frame 12 is attached to the main frame 11 so that the transfer roller 3 is positioned above the cleaning roller 2, the sub frame 12 and the brush roller 4 are interposed via the transfer roller 3 attached to the sub frame 12.
- the cleaning roller 2 can be firmly pressed from above by the gravity of the entire metal roller 5 or the like.
- the reason why the central axis of the transfer roller 3 is positioned almost immediately above the central axis of the cleaning roller 2 is preferable because the transfer roller 3 generates a force for firmly pressing the cleaning roller 2. is there.
- the sub frame 12 since the sub frame 12 is attached to the main foam 11 so as to be able to rotate about the rotation shaft 5a of the metal roller 5, the sub frame 12 has excellent followability to the cleaning roller 2 such as the transfer roller 3. Yes.
- the rotating shaft 5a of the metal roller 5 protruding from the both side plate portions 12A, 12A of the subframe 12 is inserted into the through holes 11B, 11B formed in the side plate portions 11A, 11A of the main frame 11, and the side plate portions 11A, 11A are inserted.
- the housing 13 in which the bearing 14 is incorporated is fixed to the rotating shaft 5a of the metal roller 5 protruding from the through holes 11B and 11B.
- the sub-frame 12 is rotatably attached to the main foam 11 around the rotating shaft 5a of the metal roller 5.
- the sub frame 12 is fixed to the main frame 11 in a state where the cleaning roller 2, the transfer roller 3, the brush roller 4, the metal roller 5, and the cleaning blade 6 are positioned with respect to each other. It is possible to remove the subframe 12 from the main frame 11 by removing the housing 13 (including the bearing 14) from the main frame 11.
- the resistance force of those contact portions acts as a horizontal load. Therefore, the load is not converted into a load that lifts the transfer roller 3 or pushes up the cleaning roller 2. Further, the rotational force due to the contact resistance force between the brush roller 4 and the metal roller 5 is a force in a direction to push the transfer roller 3 downward, and is opposite to the force in the direction to lift the cleaning roller 2. Does not occur.
- the cleaning roller can be rotated even if the brush roller 4 is always rotated while being in contact with the transfer roller 3. 2 is not reduced.
- both side plate portions 12A and 12A of the sub-frame 12 are connected by three connecting shafts 17, and the bearings 14 incorporated in a resin housing 36 are fixed.
- the transfer roller 3, the brush roller 4, and the metal roller 5 are assembled to 14 and unitized as a unitary structure.
- the brush roller 4 and the metal roller 5 are configured to transmit power via a gear made of an insulator, and the rotating shaft 5a of the metal roller 5 is rotated by a drive motor 42 as shown in FIG. By doing so, the brush roller 4 is also rotated.
- the bearing housings 13 and 36 made of polyacetal and having a substantially triangular plate shape in which the bearings 14 of the transfer roller 3 and the metal roller 5 are incorporated in the central through hole are provided on the inner peripheral surface of the central through hole.
- An engagement groove portion 13a having a rectangular cross section is formed, and the electrode portion 15 is arranged in the engagement groove portion 13a.
- the electrode portion 15 is in electrical contact with the outer ring 14 a of the bearing 14, and charges can be applied to the transfer roller 3 and the metal roller 5.
- a convex portion 15a is formed on the side of the electrode portion 15 that contacts the bottom surface of the engaging groove portion 13a, and a concave portion 13aa that engages the convex portion 15a is formed on the bottom surface of the engaging groove portion 13a. Therefore, the electrode portion 15 is prevented from coming out of the engaging groove portion 13a.
- the number of bolts 16 for fixing the bearing housings 13 and 36 is three.
- the bearing 14 of the cleaning roller 2 is fixed to a housing 21 made of an insulator as shown in detail in FIG.
- the housing 21 includes a rectangular main body 21a and a flange 21b wider than the main body 21a provided on the upper side, and is formed in a substantially T shape.
- guide groove members 22 having guide groove portions 22a with which the housing 21 is movably engaged in the vertical direction are provided on the inner side surfaces of the side plate portions 11A and 11A of the main frame 11.
- the guide groove member 22 is provided with columnar spring storage portions 22b for storing the coil springs 23 on both sides of the guide groove portion 22a.
- the cleaning roller 2 is attached to the main frame 11 with the housing 21 of the cleaning roller 2 engaged with the guide groove member 22.
- the coil spring 23 comes into contact with the flange portion 21b and biases the housing 21 of the cleaning roller 2 upward, so that the housing 21 is the coil spring 23 (spring means).
- the cleaning roller 2 is elastically brought into contact with the transfer roller 3 by being lifted by the urging force.
- the lower portion of the cleaning blade 6 is fixed to a blade mounting plate 31, and a plurality of fixing bolts 32 are attached to the lower portion of the main frame 11 via the blade mounting plate 31. It is detachably mounted in the horizontal and vertical directions.
- a foreign matter recovery case 7 for collecting the foreign matter peeled off by the cleaning blade 6 including the foreign matter removed by the cleaning roller 2 is attached to the lower portion of the main frame 11 and below the cleaning blade 6 by a fixing screw 34. It is attached as possible.
- the foreign matter recovery case 7 is positioned below the brush roller 4, the metal roller 5, and the cleaning blade 6 in the attached state.
- Fixing screws 34 are provided on both sides of the cleaning blade 6 provided in the main frame 11, and the shaft portion of the fixing screw 34 is provided on the side plate portion 7 a of the foreign material recovery case 7 corresponding to the fixing screws 34.
- a keyhole-shaped notch 7b that can be inserted is provided.
- the lower end portion of the notch 7b is a locking portion 7bb that extends laterally with respect to the upper portion and can lock the shaft portion of the fixing screw 34.
- the foreign matter recovery case 7 is temporarily fixed to the shaft portion of the fixing screw 34 in a state where the locking portion 7bb of the notch 7b of the foreign matter recovery case 7 is locked to the shaft portion of each fixing screw 34.
- the foreign material recovery case 7 is fixed to the main frame 11.
- the side plate portion 7 a which is a part of the case 7 covers the attachment portion of the cleaning blade 6. If the foreign matter recovery case 7 is removed from the main frame 11, the mounting portion of the cleaning blade 6 (blade mounting plate 31) is exposed. Therefore, the cleaning blade 6 can be easily removed by loosening the fixing bolt 32.
- a guide plate 35 (FIGS. 2 and 5) for guiding foreign matter to the foreign matter collection case 7 is provided between the transfer roller 3 and the metal roller 5 of the subframe 12 and is removed by the cleaning roller 2. The foreign matter dropped while moving to the metal roller 5 can be collected.
- the rotating shaft 5a of the metal roller 5 is connected to a drive motor 42 (drive means) via a coupling 41 made of an insulator so that no leakage occurs.
- a drive motor 42 drive means
- the housing 36 that fixes the bearings 14 of the transfer roller 3, the brush roller 4, and the metal roller 5 is all insulative, has the same shape, and is shared. As a result, the cost can be reduced, the bearing 14 can be easily attached and detached, and the transfer roller 3, the brush roller 4 and the metal roller 5 can be easily replaced.
- the housings 36 and 13 for fixing the bearings 14 of the transfer roller 3, the brush roller 4, and the metal roller 5 are all the same insulative shape. However, in another embodiment, the shape is different. It may be different.
- the cleaning device 1 is used as a single unit, but it is also possible to use two in parallel. It is also possible to arrange another cleaning device below the material to be cleaned S so that the upper and lower surfaces of the material to be cleaned S are cleaned together.
- the cleaning blade 6 is detachably attached to the subframe 12 in the horizontal direction to facilitate the removal. However, in another embodiment, the cleaning blade 6 may be removable in the vertical direction or other directions.
- the sub-frame 12 is attached to the main foam 11 so as to be rotatable about the rotation shaft 5a of the metal roller 5, but the present invention is not limited thereto.
- a cleaning roller 2A, a transfer roller 3A, a brush roller 4A, and a metal roller are further provided below the main frame 11 constituting the cleaning device 1 shown in FIG.
- a sub-frame 112 in which 5A is rotatably integrated is disposed, and a cleaning target material (a cleaning target (a) is disposed between the cleaning roller 2 of the main frame 11 and the cleaning roller 2A of the sub-frame 112 which are opposed to each other.
- the front and back surfaces of the material to be cleaned may be simultaneously cleaned through (not shown).
- the sub frame 112 is configured such that the transfer roller 3A, the brush roller 4A, and the metal roller 5A are fixedly positioned with respect to the cleaning roller 2A.
- the central axis of the transfer roller 3 is positioned almost directly above the central axis of the cleaning roller 2 in order to ensure the necessary pressing force by the transfer roller 3.
- the invention is not limited to this, and the transfer roller 3 can be positioned above the cleaning roller 2 so that the cleaning roller 2 can be pressed by the transfer roller 3 so that the cleaning roller 2 does not lift.
- a configuration in which the central axis 3 is not located almost directly above the central axis of the cleaning roller 2 may be employed.
Abstract
クリーニングローラを上方からしっかりと押さえつけることができ、コンパクトな構造のクリーニング装置を提供することを目的とし、クリーニングローラ（２）が回転可能に取り付けられているメインフレーム（１１）と、転写ローラ（３）、ブラシローラ（４）および金属ローラ（５）が軸受（１４）を介して回転可能に一体的に取り付けられているサブフレーム（１２）とを備え、サブフレーム（１２）が、金属ローラ（５）の回転軸（５ａ）を回転中心として回転可能にメインフレーム（１１）に取り付けられている。サブフレーム（１２）に取り付けられた転写ローラ（３）を介してクリーニングローラ（２）を上方からしっかりと押さえつけることができる。
Description
本発明は、被クリーニング材の表面に静電気力により付着する異物（塵挨など）を取り除くクリーニング装置に関する。特に、被クリーニング材が、例えばガラス基板、プリント基板（ＰＣＢ，ＰＣＢＡなど）、フィルム、シート、プラスチック板などの比較的表面平滑性の高いものである場合に適する。
被クリーニング材の表面に接触させつつ回転させながらクリーニングローラを相対移動させ、前記被クリーニング材の表面との間で生じる電位差を利用し、前記被クリーニング材の表面上に付着している前記異物を、静電気力により取り除くクリーニングシステム清浄化装置が知られている（たとえば特許文献１，２参照）。
そのようなクリーニングローラでは、表面に前記異物が順次蓄積されていくので、その表面より異物を取り除くためのメンテナンス作業を定期的に行う必要がある。そこで、出願人は、前記メンテナンス作業を定期的に行うことなく、クリーニングローラによる異物の吸着除去動作を、長期に亘って安定して継続できるように、クリーニングローラに接触する転写ローラや帯電制御ローラを設けたクリーニングシステムを先に出願している（特願２００９－０６９９７２号、特願２００９－１３８１０７号、特願２００９－１３８１０８号参照）。
図１５は、従来のクリーニングシステムＡを構成する各構成要素のレイアウトを示す説明図である。クリーニングローラ１１１は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着している異物を、静電気力を利用して吸着させるための電荷を表面に帯電し得るものである。クリーニングローラ１１１の被クリーニング材Ｓとの反対側に、クリーニングローラ１１１の表面に接触しながら回転する帯電制御ローラ１２１及び転写ローラ１３１が設けられている。
帯電制御ローラ１２１は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着している異物を静電気力を利用して吸着させるための電荷を、クリーニングローラ１１１の外周面に帯電させるものである。帯電制御ローラ１２１は外部電源１４１に接続され、外部電源１４１により帯電制御ローラ１２１に電圧が印加されるようになっている。また、転写ローラ１３１は、クリーニングローラ１１１の表面に付着する異物を静電気力を利用して吸着させるための電荷を、その外周面に帯電し得るものである。
転写ローラ１３１の連れ回り方向と逆方向に回転し、転写ローラ１３１の表面に付着する異物を掻き取るブラシローラ１５１が転写ローラ１３１に接触して回転可能に設けられている。このブラシローラ１５１の連れ回り方向に回転するように金属ローラ１５２がブラシローラ１５１に接触して設置されている。金属ローラ１５２には外部電源１５３が接続され、転写ローラ１３１との間に電位差を生じるように、電圧が印加されるようになっている。
金属ローラ１５２の近傍には、異物を掻き取るためのクリーニングブレード１４６が設けられている。また、金属ローラ１５２の表面近傍には、異物を吸引可能なエアバキューム手段の吸い込み口１４５が設けられている。
上記したクリーニングシステムＡには、転写ローラ１３１に吸着されている異物を取り除き、転写ローラ１３１の機能を長期に亘って維持させるために、配置スペースをとる帯電制御ローラ１２１のほか、ブラシローラ１５１、金属ローラ１５２などが設けられている。そのため、ブラシローラ１５１、金属ローラ１５２などの配置をできるだけコンパクトにまとめ、また、配置スペースをとる部品をなくした構造のクリーニング装置が求められている。
また、これらクリーニングローラ１１１、帯電制御ローラ１２１、転写ローラ１３１、ブラシローラ１５１、金属ローラ１５２は１つのユニットとして一体的に構成され、転写ローラ１３１の回転軸１３１ａが装置フレーム（図示せず）に回転可能に取り付けられ、ユニット全体が、転写ローラ１３１の回転軸１３１ａを中心として装置フレームに対して回転運動する構造となっている。
したがって、表面に凹凸を有する被クリーニング材や反りを有する被クリーニング材がクリーニングローラ１１１に接触するとき、クリーニングローラ１１１は、転写ローラ１３１の回転軸１３１ａを中心として円弧状に揺動するため、クリーニングローラ１１１の鉛直方向に作用する押し付け力が安定しにくく、クリーニングローラ１１１を鉛直方向にしっかりと押さえつけるための更なる改良が求められていた。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、クリーニングローラを上方からしっかりと押さえることができ、またコンパクト化を図る上で有利なレイアウトを実現できるクリーニング装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために請求項１のクリーニング装置は、被クリーニング材の表面に接触しつつ回転しながら相対移動するクリーニングローラと、このクリーニングローラの表面に接触しながら回転する転写ローラと、該転写ローラ上の異物を取り除くブラシローラと、該ブラシローラから前記異物を取り除く金属ローラとを備え、前記被クリーニング材の表面上に付着する塵挨などの異物を前記クリーニングローラによって静電気力を利用して取り除くクリーニング装置であって、前記クリーニングローラが回転可能に取り付けられているメインフレームと、前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラが軸受を介して回転可能に一体的に取り付けられているサブフレームとを備え、前記クリーニングローラの上方に前記転写ローラが位置する状態で、前記サブフレームが前記メインフレームに回転可能に取り付けられていることを特徴としている。
請求項１のクリーニング装置によれば、前記メインフレームに前記クリーニングローラが取り付けられ、前記メインフレームに回転可能に取り付けられている前記サブフレームに前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラが一体的に取り付けられた状態で、前記転写ローラが前記クリーニングローラの上方に位置する。従って、前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラの全体の重量により、前記サブフレームに取り付けられた前記転写ローラを介して前記クリーニングローラを上方からしっかりと押さえつけることができる。また、前記メインフレームに対して前記サブフレームが回転可能に取り付けられているので、表面に凹凸を有する被クリーニング材や反りを有する被クリーニング材が前記クリーニングローラに接触し、該クリーニングローラが鉛直方向上方にはねあげられたとしても、その動きに合わせて前記転写ローラも上方へ退避させることができ、前記クリーニングローラを前記転写ローラを介して常に鉛直方向にしっかりと押さえ付けることが可能となる。
また、前記回転により前記サブフレーム（転写ローラ、ブラシローラ、および金属ローラ）を持ち上げられる構造であるため、装置内部の目視、清掃などのメンテナンスを容易に行うことが可能となる。つまり、前記サブフレームを大きく上方に回転させると、前記クリーニングローラから前記転写ローラが離れて、それらの間が大きく開口されるため、各ローラに対するメンテナンス性を向上させることができる。
また、請求項２のクリーニング装置は、請求項１のクリーニング装置において、前記メインフレームに着脱可能な軸受部材が設けられ、該軸受部材に前記金属ローラの回転軸が回転可能に取り付けられていることを特徴としている。
請求項２のクリーニング装置によれば、前記メインフレームに着脱可能な前記軸受部材が用いられているので、該軸受部材を前記メインフレームから取り外すとともに、前記軸受部材から前記金属ローラの回転軸を取り外すことにより、前記転写ローラ、前記ブラシローラ、および前記金属ローラが一体的に設けられた前記サブフレームを前記メインフレームから一度に簡単に取り外すことができ、また多くのローラの取り付けも一度に容易に行うことができることとなる。
また、請求項３のクリーニング装置は、請求項１のクリーニング装置において、前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラの軸受が絶縁体を介して前記サブフレームに設けられ、前記転写ローラおよび前記ブラシローラの軸受の外輪を通じて電荷を与える構成とされていることを特徴としている。
請求項３のクリーニング装置によれば、前記軸受の外輪を通じて電荷を与えることにより、前記軸受付近の構造がシンプルになり、コストの上昇を抑制する上で有利となる。また、電荷付与の電極部分を前記軸受の外輪に接触させることになるため、摺動部がなくなり、電極部分の摩耗という不具合もなくなる。また、前記クリーニングローラ等に対する帯電を制御する大きなスペースを占有していた帯電制御ローラを設ける必要がなくなるため、装置のコンパクト化を図ることができる。
また、請求項４のクリーニング装置は、請求項１のクリーニング装置において、前記クリーニングローラの軸受が、絶縁体のハウジングに固定され、該ハウジングが上下方向移動可能に係合するガイド溝部が前記メインフレームに形成され、該メインフレームに前記サブフレームが取り付けられた状態で、前記ハウジングがバネ手段の付勢力により持ち上げられることにより、前記クリーニングローラが前記転写ローラに接触するように構成されていることを特徴としている。
請求項４のクリーニング装置によれば、前記ハウジングが前記バネ手段の付勢力により持ち上げられることにより、前記クリーニングローラが前記転写ローラに接触するので、安定した接触状態を確保できる。
また、請求項５のクリーニング装置は、請求項１のクリーニング装置において、前記クリーニングローラによって回収された異物を収集する異物回収ケースが、前記メインフレームの下部であって前記ブラシローラおよび前記金属ローラの下方に着脱可能に取り付けられていることを特徴としている。
請求項５のクリーニング装置によれば、異物（ダスト）の集積部（回収部）の確保が容易となり、取り外しも容易となる。特に、溜まった異物の廃棄時に、前記異物回収ケースを取り外すだけであるので、異物の廃棄も容易となる。
また、請求項６のクリーニング装置は、請求項５のクリーニング装置において、前記金属ローラの表面上に付着する異物を掻き取るクリーニングブレードが前記メインフレームに取り外し可能に設けられ、前記クリーニングブレードの取付部分が前記異物回収ケースの一部で覆われていることを特徴としている。
請求項６のクリーニング装置によれば、前記クリーニングブレードの取り付け・取り外しが容易で、交換も簡単にできる。前記クリーニングブレードの取付部分が前記異物回収ケースの一部で覆われているので、美観の向上も図れ、前記クリーニングブレードによって掻き取られた異物（ダスト）の周囲への飛散を防止することができる。
また、請求項７のクリーニング装置は、請求項１のクリーニング装置において、前記金属ローラの回転軸が、絶縁体からなるカップリングを介して、駆動手段に連結されていることを特徴としている。
請求項７のクリーニング装置によれば、前記金属ローラとモータなどの駆動手段との絶縁を、カップリングによって簡単に行うことができる。
また、請求項８のクリーニング装置は、請求項１のクリーニング装置において、前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラの軸受を固定するハウジングが、絶縁性を有する同形状のものであることを特徴としている。
請求項８のクリーニング装置によれば、前記軸受およびハウジングを共通化できるために、コストダウンが図られる。
以下、本発明に係るクリーニング装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施の形態に係るクリーニング装置１を構成する各構成要素のレイアウトを示しており、クリーニング装置１は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上にクリーニングローラ２の表面を接触させつつ回転させながら、被クリーニング材Ｓに対して相対移動させて、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着している塵挨などの異物（例えば、導体あるいは誘電体）を、クリーニングローラ２によって静電気力を利用して取り除くものである。
クリーニングローラ２は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着している異物を静電気力を利用して吸着させる電荷を表面に帯電し得るものである。クリーニングローラ２の上方には、クリーニングローラ２の表面に接触しながら回転する転写ローラ３が設けられている。転写ローラ３は、被クリーニング材Ｓの表面Ｓ１上に付着している異物を静電気力を利用して吸着させるための電荷を、クリーニングローラ２に対して変更できるようになっている。転写ローラ３は、クリーニングローラ２の表面に付着している異物を静電気力を利用して吸着させる電荷を表面に帯電し得る材料を用いて形成されている。転写ローラ３は、クリーニングローラ２の表面に接触しながら回転することで、クリーニングローラ２と転写ローラ３との表面特性の違いに応じてクリーニングローラ２との間で電位差を生じさせるものである。
この転写ローラ３に対して連れ回り方向と逆方向に回転し、転写ローラ３上の異物を取り除くブラシローラ４が転写ローラ３の斜め上方に設けられている。このブラシローラ４も、転写ローラ３との間に電位差を生じさせるように、クリーニング時に転写ローラ３の表面に帯電される電荷と同符号の電位を金属ローラ５に印加できる構成となっている。
そして、ブラシローラ４に対し連れ回り方向に回転するように金属ローラ５が設置されている。この金属ローラ５も、転写ローラ３との間に電位差を生じさせるように、クリーニング時に転写ローラ３の表面に帯電される電荷と同符号の電位が印加される構成となっている。この金属ローラ５は、ブラシローラ４から前記異物を取り除くものである。
この金属ローラ５の近傍には、金属ローラ５の表面上に付着する異物を先端掻き取り部にて掻き取るクリーニングブレード６が配置され、クリーニングブレード６によって金属ローラ５の表面上に付着する異物を掻き取り、掻き取られた異物が異物回収ケース７に回収されるようになっている。
続いて、クリーニング装置１のより詳細な構造について説明する。
図２、図３および図４に示すように、クリーニング装置１は、メインフレーム１１と、このメインフレーム１１に着脱可能に取り付けられるサブフレーム１２とを備え、メインフレーム１１にクリーニングローラ２、クリーニングブレード６および異物回収ケース７が設けられている。一方、サブフレーム１２に、転写ローラ３、ブラシローラ４および金属ローラ５の軸受１４（図９）が絶縁体からなるハウジング３６を介して回転可能に設けられ、一体構造としてユニット化されている。
サブフレーム１２は、図５および図６に示すように、金属ローラ５の回転軸５ａを回転中心とする回転が可能なようにメインフーム１１に取り付けられている。その取り付け状態で、クリーニングローラ２に対する、転写ローラ３、ブラシローラ４、金属ローラ５およびクリーニングブレード６の位置決めがなされ、転写ローラ３の中心軸線がクリーニングローラ２の中心軸線のほぼ真上に位置するようになっている。また、転写ローラ３がクリーニングローラ２の上方に位置するようにメインフレーム１１にサブフレーム１２を取り付けることになるので、サブフレーム１２に取り付けられた転写ローラ３を介してサブフレーム１２、ブラシローラ４、金属ローラ５等の全体の重力によりクリーニングローラ２を上方からしっかりと押さえつけることができる。ここで、転写ローラ３の中心軸線がクリーニングローラ２の中心軸線のほぼ真上に位置するようにしているのは、クリーニングローラ２をしっかりと押さえつける力を転写ローラ３によって発生させる上で好ましいからである。
また、サブフレーム１２は、金属ローラ５の回転軸５ａを回転中心とする回転が可能なようにメインフーム１１に取り付けられているので、転写ローラ３などの、クリーニングローラ２に対する追従性に優れている。
なお、サブフレーム１２を、図６に示す程度まで持ち上げれば、クリーニングローラ２、転写ローラ３、ブラシローラ４、金属ローラ５のメンテナンス（例えば、ローラ表面のチェック、ローラの清掃）を容易に行うことができる。
サブフレーム１２の両側板部１２Ａ，１２Ａより突出している金属ローラ５の回転軸５ａを、メインフレーム１１の側板部１１Ａ，１１Ａに形成された貫通穴１１Ｂ，１１Ｂに挿通し、側板部１１Ａ，１１Ａの貫通穴１１Ｂ，１１Ｂから突出している、金属ローラ５の回転軸５ａに、軸受１４が組み込まれたハウジング１３を嵌め込むことで固定する。これにより、金属ローラ５の回転軸５ａを中心として、サブフレーム１２が回転可能にメインフーム１１に取り付けられている。また、クリーニングローラ２、転写ローラ３、ブラシローラ４、金属ローラ５およびクリーニングブレード６相互の位置決めがなされた状態でサブフレーム１２がメインフレーム１１に固定される。なお、ハウジング１３（軸受１４を含む）をメインフレーム１１から取り外すことで、メインフレーム１１からサブフレーム１２を取り外すことが可能となる。
ここで、クリーニングローラ２と転写ローラ３とを別々のメインフレーム１１とサブフレーム１２とに分けて取り付け、上下方向に配置しているので、それらの接触部の抵抗力は水平方向の荷重として作用することとなり、転写ローラ３を持ち上げたり、クリーニングローラ２を押し上げる荷重へは変換されない。また、ブラシローラ４と金属ローラ５との間での接触抵抗力による回転力は、転写ローラ３を下方へ押し下げる方向の力となり、クリーニングローラ２を持ち上げる方向の力とは逆方向となり、問題は生じない。
特に、サブフレーム１２が、金属ローラ５の回転軸５ａを中心とする回転が可能なように取り付けられているので、ブラシローラ４を常時、転写ローラ３に接触させながら回転させても、クリーニングローラ２への押し付け力を低減させることがない。
また、図７および図８に示すように、サブレーム１２の両側板部１２Ａ，１２Ａは３本の連結シャフト１７で連結され、樹脂製のハウジング３６に軸受１４を組み込んだものが固定され、各軸受１４に対して転写ローラ３、ブラシローラ４および金属ローラ５が組み付けられ、一体構造としてユニット化されている。図示していないが、ブラシローラ４と金属ローラ５とは絶縁体からなる歯車を介して動力を伝達する構成とされ、図１３に示すように金属ローラ５の回転軸５ａを駆動モータ４２で回転させることによりブラシローラ４も回転するようになっている。
図９に示すように、転写ローラ３や金属ローラ５の軸受１４が中心貫通孔に組み込まれたポリアセタール製の略三角板状をした軸受ハウジング１３、３６には、前記中心貫通孔の内周面に断面矩形状の係合溝部１３ａが形成され、その係合溝部１３ａに電極部１５が配置されるようになっている。これにより、軸受１４の外輪１４ａに電極部１５が電気的に接触し、転写ローラ３や金属ローラ５に対し電荷を与えることができるようになっている。電極部１５の、係合溝部１３ａの底面と接触する側には凸部１５ａが、係合溝部１３ａの底面には凸部１５ａが係合する凹部１３ａａがそれぞれ形成されており、それらの係合関係で電極部１５が係合溝部１３ａから抜けないようになっている。なお、軸受ハウジング１３，３６の固定用のボルト１６は３本である。
クリーニングローラ２の軸受１４は、図１０に詳細を示すように、絶縁体からなるハウジング２１に固定されている。ハウジング２１は、矩形状の本体部２１ａと、その上側に設けられた本体部２１ａより幅広の鍔部２１ｂとを備え、略Ｔ字形状に形成されている。一方、メインフレーム１１の側板部１１Ａ，１１Ａの内側面には、ハウジング２１が上下方向に移動可能に係合するガイド溝部２２ａを有するガイド溝部材２２が設けられている。ガイド溝部材２２には、ガイド溝部２２ａの両側に、コイルスプリング２３が収納される柱状のスプリング収納部２２ｂが設けられている。そして、クリーニングローラ２のハウジング２１が、ガイド溝部材２２に係合された状態で、クリーニングローラ２がメインフレーム１１に取り付けられるようになっている。
メインフレーム１１にサブフレーム１２が取り付けられた状態では、コイルスプリング２３が鍔部２１ｂに接触してクリーニングローラ２のハウジング２１を上方に付勢するので、ハウジング２１がコイルスプリング２３（バネ手段）の付勢力により持ち上げられ、クリーニングローラ２が転写ローラ３に弾性的に接触することになる。
クリーニングブレード６は、図１１および図１２に示すように、その下部がブレード取付板３１に固定されており、このブレード取付板３１を介してメインフレーム１１の下部に、複数本の固定ボルト３２によって、水平方向や鉛直方向に取り外し可能に取り付けられている。
このクリーニングブレード６により剥離された異物を、クリーニングローラ２によって取り除かれた異物も含めて収集する異物回収ケース７が、メインフレーム１１の下部であってクリーニングブレード６の下側に固定ねじ３４によって着脱可能に取り付けられている。この異物回収ケース７は、取付状態で、ブラシローラ４，金属ローラ５やクリーニングブレード６の下方に位置することになる。
メインフレーム１１に設けられたクリーニングブレード６の両側には、固定ねじ３４がそれぞれ設けられ、これら固定ねじ３４に対応して、異物回収ケース７の側板部７ａには、固定ねじ３４の軸部が挿通可能である、鍵穴形状の切り欠き７ｂが設けられている。この切り欠き７ｂの下端部分は上側部分に対して側方に延び固定ねじ３４の軸部を係止可能である係止部７ｂｂとされている。
そして、各固定ねじ３４の軸部に、異物回収ケース７の切り欠き７ｂの係止部７ｂｂを係止させた状態で、異物回収ケース７は固定ねじ３４の軸部に仮止めされ、固定ねじ３４を締め付けることで、異物回収ケース７はメインフレーム１１に固定される。この状態で、ケース７の一部である側板部７ａがクリーニングブレード６の取付部分を覆っている。
異物回収ケース７をメインフレーム１１から取り外せば、クリーニングブレード６（ブレード取付板３１）の取付部分が露出するので、固定ボルト３２を緩めることで、クリーニングブレード６を簡単に取り外すことができる。
異物回収ケース７をメインフレーム１１から取り外せば、クリーニングブレード６（ブレード取付板３１）の取付部分が露出するので、固定ボルト３２を緩めることで、クリーニングブレード６を簡単に取り外すことができる。
なお、サブフレーム１２の、転写ローラ３と金属ローラ５との間には、異物を異物回収ケース７に案内するガイド板３５（図２、図５）が設けられ、クリーニングローラ２によって取り除かれて、金属ローラ５まで移動する間に落下した異物を回収できるようになっている。
金属ローラ５は、図１３に示すように、その回転軸５ａが、絶縁体からなるカップリング４１を介して、駆動モータ４２（駆動手段）に連結され、漏電が起こらないようにされている。なお、カップリング４１ではなく、絶縁体からなる歯車を介して駆動モータ４２に連結されるようにしてもよい。
転写ローラ３、ブラシローラ４、および金属ローラ５の軸受１４を固定するハウジング３６は、すべて、絶縁性を有し、同形状とされ、共通化されている。これによりコストダウンが図れ、軸受１４の取り付け・取り外しが容易になり、転写ローラ３、ブラシローラ４、金属ローラ５の交換も簡単になる。
本発明は、前述した実施の形態のほか、次のように変更して実施することも可能である。
(i)転写ローラ３、ブラシローラ４、および金属ローラ５の軸受１４を固定するハウジング３６、１３は、すべて、絶縁性を有する同形状のものとしたが、別の実施の形態では、形状が異なるものとしてもよい。
(ii)前記実施の形態では、クリーニング装置１を単体で使用しているが、２基を並列に並べて使用することも可能である。また、別のクリーニング装置を被クリーニング材Ｓの下側にも配置して、被クリーニング材Ｓの上下面を一緒にクリーニングする構成にすることも可能である。また、クリーニングブレード６は、サブフレーム１２に対し、水平方向に取り外し可能に取り付けられ、取り外しを容易にしているが、別の実施の形態では鉛直方向あるいはその他の方向に取り外し可能としてもよい。
(iii) 前記実施の形態では、サブフレーム１２が、金属ローラ５の回転軸５ａを回転中心として回転可能にメインフーム１１に取り付けられているが、本発明はそれに限定されるものではない。図１４に示すように、別の実施の形態では、図２等に示したクリーニング装置１を構成するメインフレーム１１の下側に、さらにクリーニングローラ２Ａ、転写ローラ３Ａ、ブラシローラ４Ａ、及び金属ローラ５Ａが回転可能に一体的に設けられたサブフレーム１１２を配設し、対向して配置されたメインフレーム１１のクリーニングローラ２と、サブフレーム１１２のクリーニングローラ２Ａとの間に、被クリーニング材（図示せず）を通して、該被クリーニング材の表裏面を同時にクリーニングする構成としてもよい。サブフレーム１１２では、クリーニングローラ２Ａに対して固定的に転写ローラ３Ａ、ブラシローラ４Ａおよび金属ローラ５Ａの位置決めがなされるように構成されている。
(iv)前記実施の形態では、転写ローラ３による必要な押さえつけ力を確保するために、転写ローラ３の中心軸線がクリーニングローラ２の中心軸線のほぼ真上に位置するようにしているが、本発明はそれに限定されるものではなく、転写ローラ３をクリーニングローラ２の上方に位置させて、クリーニングローラ２の浮き上がりが生じないように、クリーニングローラ２を転写ローラ３によって押さえつけることができれば、転写ローラ３の中心軸線がクリーニングローラ２の中心軸線のほぼ真上に位置していない構成を採用してもよい。
１ クリーニング装置
２，２Ａ クリーニングローラ
３，３Ａ 転写ローラ
４，４Ａ ブラシローラ
５，５Ａ 金属ローラ
５ａ 回転軸
６ クリーニングブレード
７ 異物回収ケース
７ａ 側板部
７ｂ 切り欠き
７ｂｂ 係止部
１１ メインフレーム
１１Ａ 側板部
１２，１１２ サブフレーム
１２Ａ 両側板部
１３ ハウジング
１３ａ 係合溝部
１３ａａ 凹部
１４ 軸受
１４ａ 外輪
１５ 電極部
１５ａ 凸部
１６ ボルト
１７ 連結シャフト
２１ ハウジング
２１ａ 本体部
２１ｂ 鍔部
２２ ガイド溝部材
２２ａ ガイド溝部
２２ｂ スプリング収納部
２３ コイルスプリング
３１ ブレード取付板
３２ 固定用ボルト
３４ 固定ねじ
３５ ガイド板
３６ ハウジング
４１ カップリング
４２ 駆動モータ
Ｓ 被クリーニング材
Ｓ１ 表面
２，２Ａ クリーニングローラ
３，３Ａ 転写ローラ
４，４Ａ ブラシローラ
５，５Ａ 金属ローラ
５ａ 回転軸
６ クリーニングブレード
７ 異物回収ケース
７ａ 側板部
７ｂ 切り欠き
７ｂｂ 係止部
１１ メインフレーム
１１Ａ 側板部
１２，１１２ サブフレーム
１２Ａ 両側板部
１３ ハウジング
１３ａ 係合溝部
１３ａａ 凹部
１４ 軸受
１４ａ 外輪
１５ 電極部
１５ａ 凸部
１６ ボルト
１７ 連結シャフト
２１ ハウジング
２１ａ 本体部
２１ｂ 鍔部
２２ ガイド溝部材
２２ａ ガイド溝部
２２ｂ スプリング収納部
２３ コイルスプリング
３１ ブレード取付板
３２ 固定用ボルト
３４ 固定ねじ
３５ ガイド板
３６ ハウジング
４１ カップリング
４２ 駆動モータ
Ｓ 被クリーニング材
Ｓ１ 表面
Claims (8)
- 被クリーニング材の表面に接触しつつ回転しながら相対移動するクリーニングローラと、このクリーニングローラの表面に接触しながら回転する転写ローラと、該転写ローラ上の異物を取り除くブラシローラと、該ブラシローラから前記異物を取り除く金属ローラとを備え、前記被クリーニング材の表面上に付着する塵挨などの異物を前記クリーニングローラによって静電気力を利用して取り除くクリーニング装置であって、
前記クリーニングローラが回転可能に取り付けられているメインフレームと、
前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラが軸受を介して回転可能に一体的に取り付けられているサブフレームとを備え、
前記クリーニングローラの上方に前記転写ローラが位置する状態で、前記サブフレームが前記メインフレームに回転可能に取り付けられていることを特徴とするクリーニング装置。
- 前記メインフレームに着脱可能な軸受部材が設けられ、
該軸受部材に前記金属ローラの回転軸が回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
- 前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラの軸受が絶縁体を介して前記サブフレームに設けられ、前記転写ローラおよび前記ブラシローラの軸受の外輪を通じて電荷を与える構成とされていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
- 前記クリーニングローラの軸受が、絶縁体のハウジングに固定され、
該ハウジングが上下方向移動可能に係合するガイド溝部が前記メインフレームに形成され、
該メインフレームに前記サブフレームが取り付けられた状態で、前記ハウジングがバネ手段の付勢力により持ち上げられることにより、前記クリーニングローラが前記転写ローラに接触するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
- 前記クリーニングローラによって回収された異物を収集する異物回収ケースが、前記メインフレームの下部であって前記ブラシローラおよび前記金属ローラの下方に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
- 前記金属ローラの表面上に付着する異物を掻き取るクリーニングブレードが前記メインフレームに取り外し可能に設けられ、
前記クリーニングブレードの取付部分が前記異物回収ケースの一部で覆われていることを特徴とする請求項５記載のクリーニング装置。
- 前記金属ローラの回転軸が、絶縁体からなるカップリングを介して、駆動手段に連結されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
- 前記転写ローラ、前記ブラシローラおよび前記金属ローラの軸受を固定するハウジングが、絶縁性を有する同形状のものであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
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