JP2001228717A - 湿式現像装置及び湿式画像形成装置 - Google Patents
湿式現像装置及び湿式画像形成装置Info
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Abstract
ることができる湿式現像装置及び湿式画像形成装置を提
供する。 【解決手段】 感光体ドラム1に現像ローラ42が当接
して形成する現像ニップ部の感光体ドラム1回転方向下
流側にスィープローラ43を設ける。このスィープロー
ラ43は、現像されたトナー層を挟むように、感光体ド
ラム1に押圧して設置され、その表面は感光体ドラム1
の表面と略等速で移動する。このスィープローラ43
に、現像後のトナー層からトナーを引き剥がさないよう
に、感光体ドラム1上のトナー層表面電位(100〜2
00V)に近いバイアス電圧(250V)を印加する。
これにより、現像後の地肌部に浮遊している余剰トナー
をスィープローラ43に移動させて除去し、画像のカブ
リを防止する。
Description
機、プリンター、ファクシミリなどに用いられる湿式現
像装置及び湿式画像形成装置に係り、詳しくは、キャリ
ア液中にトナーを分散した高粘性高濃度の液体現像剤を
担持する少なくとも1つの現像剤担持体と、該現像剤担
持体に該液体現像剤を塗布する塗布部材とを有し、該現
像剤担持体に担持した該液体現像剤により潜像担持体上
に形成された潜像を現像する湿式現像装置及び湿式画像
形成装置に関するものである。
て、本出願人は弾性層を有する現像剤担持体を潜像担持
体に当接させてニップ部を形成する画像形成方法を提案
している。この画像形成方法では、現像剤担持体上に液
体現像剤の薄層を形成し、該薄層中のキャリア液とトナ
ーとが上記ニップ部を形成する上記潜像担持体上の潜像
の画像部に静電的に転移して現像を行う。一方、上記ニ
ップ部を通過する上記潜像担持体上の地肌部(非画像
部)には、トナーを付着させないでキャリア液が少しだ
け転移するようになっている。また、仮に上記地肌部に
トナーが付着したとしても、上記ニップ部を通過する間
に、該トナーを上記現像剤担持体側に移動させて除去す
ることが可能である。
願平11−38447号で提案した画像形成方法では、
上記ニップ部を通過する上記潜像担持体上の地肌部(非
画像部)にトナーが付着し余剰トナーとなって残留して
しまう場合がある。この場合には、この余剰トナーによ
り画像のカブリを生じるおそれがある。
あり、その目的とするところは、画像のカブリを防いで
高品質な画像を形成することができる湿式現像装置及び
湿式画像形成装置を提供することである。
に、請求項1の発明は、キャリア液中にトナーを分散し
た高粘性高濃度の液体現像剤を担持する少なくとも1つ
の現像剤担持体と、該現像剤担持体に該液体現像剤を塗
布する塗布部材とを有し、該現像剤担持体に担持した該
液体現像剤により潜像担持体上に形成された潜像を現像
する湿式現像装置において、上記現像剤担持体の上記潜
像担持体表面移動方向下流側に該潜像担持体上の現像後
の余剰トナーを除去するための除去部材を少なくとも1
つ設けたことを特徴とするものである。
像剤担持体に担持した上記液体現像剤により上記潜像担
持体上に形成された潜像を現像する。この現像の後に、
上記潜像担持体上の地肌部(非画像部)に上記トナーが
付着し余剰トナーが残留した場合であっても、上記除去
部材によって該余剰トナーを除去することができる。こ
れにより、上記余剰トナーによる画像のカブリを防止す
ることができる。
置において、上記潜像担持体に対して上記現像剤担持体
と除去部材とを当接させてニップ部を形成することを特
徴とするものである。
トナー除去とを同時に行う従来の方法では、比較的長い
現像時間を確保するため、潜像担持体と現像剤担持体と
の間に形成されるニップ部の現像剤担持体表面移動方向
の大きさ(以下、「現像ニップ幅」という)を大きくし
ていた。特に、潜像担持体もしくは現像剤担持体のうち
少なくとも一方が弾性を有し、該現像剤担持体を潜像担
持体に当接させてニップ部を形成する構成の場合には、
上記現像ニップ幅を大きくするために当接圧が大きくな
りがちである。この請求項2の湿式現像装置では、上記
除去部材を設けたので、上記現像剤担持体によって上記
余剰トナーの除去を完全には行わなくてもよく、現像時
間をより短くすることができ、上記現像ニップ幅をより
小さくすることができる。これにより、上記潜像担持体
に対する上記現像剤担持体の当接圧をより小さくするこ
とができる。また、上記潜像担持体に対し上記除去部材
を当接させてニップ部を形成することにより、該除去部
材で上記余剰トナーを除去する時間をより多く確保で
き、該余剰トナーをより確実に除去することができる。
現像装置において、上記現像剤担持体に上記潜像の画像
部と該現像剤担持体との間に上記トナーを該画像部側に
移動させる方向の電界を生じさせる電圧を印加する現像
電圧印加手段と、上記除去部材に該潜像の地肌部と該除
去部材との間に浮遊している余剰トナーを該除去部材側
に引き寄せる方向の電界であって、かつ、該画像部に付
着したトナーを引き剥がさない程度の電界を生じさせる
電圧を印加する除去電圧印加手段とを有することを特徴
とするものである。
像電圧印加手段によって、上記トナーを上記画像部側に
移動させて、該画像部を現像する。そして、上記除去電
圧印加手段によって、上記画像部に付着したトナーは引
き剥がさず、上記地肌部に浮遊している余剰トナーを上
記除去部材側に移動させて除去する。
湿式現像装置において、上記現像剤担持体の表面移動速
度が、上記潜像担持体表面移動速度と略等しいことを特
徴とするものである。
トナーを潜像担持体と現像装置との相対する領域に送る
ため、現像剤担持体の表面移動速度を潜像担持体の表面
移動速度よりも速めに設定している。このため、トナー
は潜像担持体表面に対して早い移動速度を持つため、潜
像との間に位置的なずれを生じ、画像としては、先端が
かすれたり、縦線と横線とのバランスが悪かったりする
現象が現れる。この現象は湿式現像でも見られる現象で
ある。この請求項4の湿式現像装置では、上記現像剤担
持体の表面と潜像担持体の表面とがほぼ等速で移動し、
トナーに対して相対的に該潜像担持体の接線方向の速度
ベクトルを持たせないので、上記現象が生じることがな
い。
4の湿式現像装置において、上記除去部材の表面移動速
度が、上記潜像担持体表面移動速度と略等しいことを特
徴とするものである。
求項4に関して述べたことと同様に、上記除去部材の表
面と潜像担持体の表面とがほぼ等速で移動し、トナーに
対して相対的に該潜像担持体の接線方向の速度ベクトル
を持たせないので、上記現象が生じることがない。
又は5の湿式現像装置において、上記トナーが顔料を含
むものであり、上記現像剤担持体表面の1cm2当たり
に担持されるトナー中の顔料含有分が0.1μg以上、
2μg以下となるように、該現像剤担持体上に塗布され
る液体現像剤の厚みを設定することを特徴とするもので
ある。
剤の厚みが、該現像剤担持体表面の1cm2当たりに担
持されるトナー中の顔料含有分が0.1μgより小さく
なるような厚みでは、十分な量の顔料が上記潜像担持体
上に形成された潜像の画像部に移動せず、画像濃度が薄
くなるおそれがある。また、上記液体現像剤の厚みが、
上記現像剤担持体表面の1cm2当たりに担持されるト
ナー中の顔料含有分が2μgより大きくなるような厚み
では、現像後に上記地肌部に浮遊する余剰トナーの量が
多くなり、上記除去部材による該余剰トナーの除去が不
完全になりカブリを生じさせるおそれがある。この請求
項6の湿式現像装置では、上記現像剤担持体上に塗布さ
れる液体現像剤の厚みを、該現像剤担持体表面の1cm
2当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が0.1μ
g以上、2μg以下となるように設定するので、画像濃
度が薄くなったり、カブリが生じたりすることがない。
4、5又は6の湿式現像装置において、上記現像剤担持
体の表面をクリーニングするクリーニング手段と、上記
除去部材の表面をクリーニングするクリーニング手段と
を有することを特徴とするものである。
部を通過した該現像剤担持体表面には液体現像剤が残留
しており、この残留した液体現像剤(以下、「残留現像
剤」という)を担持した該現像剤担持体に上記塗布手段
によって新たに液体現像剤を塗布すると、該残留現像剤
が塗布ムラとなって、ゴースト画像が生じるおそれがあ
る。この請求項7の湿式現像装置では、上記現像剤担持
体の表面をクリーニングするクリーニング手段を有する
ので、該現像剤担持体表面の上記残留現像剤をクリーニ
ングし、上記塗布ムラを防ぐことができる。また、上記
除去部材の表面をクリーニングするクリーニング手段を
有するので、該除去部材に付着した上記余剰トナーをク
リーニングし、該除去部材の除去性能が維持される。
担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体
上の潜像を顕像化する現像手段と、該潜像担持体上の顕
像を転写材に転写する転写手段とを備えた湿式画像形成
装置において、上記現像手段として、請求項1乃至7記
載の湿式現像装置を用いたことを特徴とするものであ
る。
記除去部材により現像後の上記潜像担持体上の余剰トナ
ーの除去を行うので、余剰トナー除去をより確実に行う
ことができ、画像のカブリを防いで高品質な画像を形成
することができる。
である電子写真複写機(以下、複写機という)に適用し
た場合の実施形態の一例について説明する。図1は、本
実施形態に係る複写機の要部概略構成図である。本実施
形態に係る複写機は、潜像担持体として感光体ドラム1
のまわりに、帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4、
転写装置5、クリーニング装置6等が配設されている。
上記感光体ドラム1の材質としてはa−Si、OPC等
が使用できる。また、上記露光装置3としてはLEDや
レーザー走査光学系等が使用できる。
形成する場合について説明する。上記感光体ドラム1
は、図示しないモータ等の駆動手段によって複写時には
一定速度で矢印方向に回転駆動される。そして帯電ロー
ラ2により暗中にて一様に600V程度に帯電された後
に、露光装置3により原稿光像が照射結像されて静電潜
像が感光体ドラム1の外周表面上に担持される。その
後、上記静電潜像は現像装置4の部分を通過する間に現
像される。静電潜像に現像されたトナー像は、転写装置
5により転写紙Pに転写される。感光体ドラム1は転写
紙Pの分離後、クリーニング装置6により、残留トナー
が除去される。その後、感光体ドラム1の表面は図示し
ない除電ランプにより残留電位が除去されて次の複写に
備えられる。また、トナー像が転写された転写紙Pは、
図示しない定着装置を通過して機外に排出される。な
お、上記転写装置5としては、例えば、静電ローラによ
る方法、コロナ放電による方法、粘着転写法、熱転写法
などを用いることができる。また、上記定着装置として
は、例えば熱転写方式、溶剤定着、加圧定着などを用い
ることができる。
0は、従来一般的に市販され使用されているIsopa
r(エクソン商標)をキャリアとした低粘性(1cSt
程度)、低濃度(1%程度)の液体現像剤ではなく、高
粘性高濃度の液体現像剤である。この現像剤40の粘度
及び濃度の範囲としては、例えば粘度が50cStから
5000cSt、濃度が5%から40%のものを用い
る。キャリア液としては、シリコーンオイル、ノルマル
パラフィン、IsoparM(エクソン商標)、植物
油、鉱物油等の絶縁性が高いものを使用する。揮発性、
不揮発性については、目的に合わせて選択することがで
きる。また、トナーの粒径は、サブミクロンから6μm
程度まで目的に合わせて選択することができる。
4について説明する。現像装置4は、図示するように内
部に現像剤40を収容する現像剤収容タンク41、現像
ローラ42、スィープローラ43、塗布手段としてのグ
ラビアローラ44、ギヤポンプ45、攪拌ローラ46か
ら主に構成されている。現像ローラ42とスィープロー
ラ43とにはそれぞれ金属ブレードもしくはゴムブレー
ドからなるクリーニング部材47、48が備えられてい
る。各クリーニング部材47、48はブレードに限らず
ローラ式であってもよい。また、グラビアローラ44に
はドクタブレード49が備えられている。
3は、外周面にそれぞれ導電性を有する弾性体の層42
a、43aが設けられている。これらの弾性体の層42
a、43aの材質としてはウレタンゴムを用いることが
できる。各弾性体の層42a、43aのゴム硬度として
は、JIS−A硬度で50度以下であることが望まし
い。各弾性体の層42a、43aの材質はウレタンゴム
に限られるものではなく、導電性を有するものであっ
て、且つ溶剤で膨潤したり溶解したりしない材質であれ
ばよい。また、弾性体の層を現像ローラ42とスィープ
ローラ43とに設ける構成ではなく、弾性体の層を感光
体側に設ける構成であってもよい。さらに、感光体を無
端ベルト状部材で構成してもよい。また、スィープロー
ラ43は、コーティングもしくはチューブにより、その
表面がRz3μm以下の平滑性を有するように構成され
ている。
3を感光体ドラム1に対してそれぞれ適当な圧力で当接
させると、各ローラの弾性体の層42a、43aが弾性
変形し、現像ニップ及び除去ニップを形成する。特に、
現像ニップを形成することによって、現像剤40のトナ
ーが現像領域の現像電界により、感光体ドラム1に対し
て移動し付着するための一定の現像時間を確保すること
ができる。また、当接圧力を調整することで各ニップ部
における表面移動方向の大きさであるニップ幅を調整す
ることができる。各ニップ幅は、各ローラの線速と現像
時定数との積、以上に設定する。ここで、現像時定数と
は、現像量が飽和するまでに要する時間であって、ニッ
プ幅をプロセス速度で除したものである。例えば、ニッ
プ幅が3[mm]でプロセス速度が300[mm/sec]
であれば、現像時定数は10[msec]となる。
2にグラビアローラ44によって現像剤40の薄層が形
成される。このとき現像ローラ42上に塗布される現像
剤40の厚みが、その表面の1cm2当たりに担持され
るトナー中の顔料含有分が0.1μg以上、2μg以下
となるように設定した。このために、現像剤40の薄層
を5〜10μmの厚みに塗布するようにした。この理由
は、現像剤40の塗布厚が、現像ローラ42表面の1c
m2当たりに担持されるトナー中の顔料含有分が0.1
μgより小さくなるような厚みでは、十分な量の顔料が
上記感光体ドラム1上に形成された潜像の画像部に移動
せず、画像部の画像濃度が薄くなるおそれがあるからで
ある。また、現像ローラ42表面の1cm2当たりに担
持されるトナー中の顔料含有分が2μgより大きくなる
ような厚みでは、現像後の地肌部に残留する余剰トナー
が多くなり上記スィープローラ43による除去が不完全
になるおそれがあるからである。
れた現像剤40の薄層は、感光体ドラム1と現像ローラ
42とにより形成された現像ニップを通過する。一般的
に電子写真の現像装置では、十分なトナーを感光体と現
像装置との相対する領域に送るため、現像ローラの表面
移動速度を感光体の表面移動速度よりも速めに設定して
いる。このため、トナーは感光体表面に対して早い移動
速度を持つため、潜像との間に位置的なずれを生じ、画
像としては、先端がかすれたり、縦線と横線とのバラン
スが悪かったりする現象が現れる。この現象は湿式現像
でも見られる現象である。本実施形態に係る複写機で
は、上記現像ローラ42の表面と感光体ドラム1の表面
とがほぼ等速で移動し、トナーに対して相対的に感光体
ドラム1の接線方向の速度ベクトルを持たせないので、
上記現象が生じることがない。
(600V)より低い現像バイアス電圧(400V)が
印加されており、露光装置3により露光されて50V以
下になった画像面との間に現像電界を生じる。図2
(a)、(b)は、上記現像ニップにおける現像剤40
の状態を模式的に示した図である。感光体ドラム1の画
像部では、図2(a)に示すように、現像剤40中のト
ナー40aは上記電界によって感光体ドラム1に移動し
て潜像を顕像化する。一方、地肌部(非画像部)では、
図2(b)に示すように、現像バイアス電位と感光体電
位とによって形成される電界により、現像ローラ42表
面にトナー40aを移動させて地肌部分にトナー40a
が付着しないようにする。
一部が、現像ローラ42表面まで移動しきれずに感光体
ドラム1側に残るとカブリの原因となる。そこで、本実
施形態に係る複写機の現像装置4では、このカブリの原
因となるトナー(以下、「カブリトナー」という)40
cをスィープ(掃除)するため上記スィープローラ43
を設けている。このスィープローラ43は、現像ローラ
42に対し感光体ドラム1の回転方向下流側であって、
現像されたトナー層を挟むように、感光体ドラム1に押
圧して設置されている。スィープローラ43の表面は、
感光体ドラム1の表面と略等速で移動する。図3
(a)、(b)は、感光体ドラム1とスィープローラ4
3とにより形成される除去ニップでの現像剤の状態を模
式的に示した図である。
層からトナー40aをスィープローラ43に戻さないよ
うに、感光体ドラム1上のトナー層表面電位(100〜
200V)に近いバイアス電圧(250V)が印加され
ている。地肌部では、図3(b)に示すように、感光体
ドラム1の地肌部の電位と上記バイアス電圧による電位
との差によって生じる電界により、浮遊しているカブリ
トナー40cをスィープローラ43に移動させる。この
段階での地肌部の現像剤層は現像ローラ42の現像ニッ
プ部分の厚さの約半分で、且つトナーの濃度は現像前の
濃度の約20%程度に低下しており、カブリトナー40
cの除去は容易に行われる。これにより、地肌部のカブ
リを完全に防止することができる。上述した電位の関係
は次の数1で示すことができる。
間の電位、VB2は感光体ドラム1とスィープローラ4
3との間の電位である。
ことによって、現像時に感光体ドラム1上の地肌部に付
着した余分なキャリア液の約半分程度を除去することも
できる。
トナー40cの除去が効率的にできるため、感光体ドラ
ム1と現像ローラ42との間の現像ニップでカブリトナ
ー40cが少々残留してもよく、カブリ除去電界(現像
ローラ42に印加された現像バイアスと感光体帯電電位
との電位差)を低く抑えることできる。よって、感光体
ドラム1の帯電電位を低くすることが可能になる。この
ことにより、感光体ドラム1の耐久性向上、帯電ローラ
2の負担軽減、露光パワーの低減等、種々の利点が生じ
る。
は、現像剤担持体によって現像と地肌部のカブリトナー
除去とを同時に行うことが可能である。しかし、比較的
長い現像時間(例えば、40msec程度)を確保する
必要があり、潜像担持体と現像剤担持体との間に形成さ
れる現像ニップ幅を大きくする必要がある。この従来の
画像形成方法では、弾性層を有する現像剤担持体を潜像
担持体に当接させてニップ部を形成しているので、現像
ニップ幅を大きくするためには当接圧が大きくなりがち
である。これに対して、本実施形態に係る複写機の現像
装置4では、スィープローラ43を設けたので、現像ロ
ーラ42において現像とカブリトナー40cの除去との
機能を分離することが可能となり、現像ニップ幅を従来
より小さくでき、当接圧を小さく(例えば0.3kgf
/mm以下)することが可能となる。これにより、感光
体ドラム1、現像ローラ42及びスィープローラ43に
かかる荷重の低減を図り、耐久性を向上させることが可
能となる。
像により画像を形成する場合について説明したが、正規
現像により画像を形成することもできる。正規現像によ
る場合には、上記構成の複写機において各電位の関係を
次の数2のように設定する。
画像部電位 ここで、VB1は感光体ドラム1と現像ローラ42との
間の電位、VB2は感光体ドラム1とスィープローラ4
3との間の電位である。
を600V、トナー層電位を200〜300V、VB2
を200V、VB1を100V、非画像部電位を50V
に設定する。
去部材によって現像後の上記潜像担持体上に残留した余
剰トナーの除去を確実に行うことができるので、画像の
カブリを防いで高品質な画像を形成することができると
いう優れた効果がある。また、上記除去部材を設けたこ
とにより、上記現像剤担持体で余剰トナーの除去を完全
には行わなくてもよいため、上記潜像担持体の帯電電位
を低くすることが可能になる。このことによって、各ロ
ーラの耐久性を向上させることが可能となるという優れ
た効果もある。また、上記除去部材により現像後の上記
潜像担持体上の余剰キャリアの一部を除去することがで
き、キャリアの消費量を低減させることができるという
優れた効果もある。
部材を設けない構成に比べて上記現像ニップ幅をより小
さくすることができるので、上記潜像担持体に対する上
記現像剤担持体の当接圧をより小さくすることができ
る。このことによって、各ローラの耐久性を向上させる
ことができるという優れた効果がある。
加することによって、現像と余剰トナーの除去とを効率
的に行うことができるという優れた効果がある。
記現像剤担持体及び除去部材の表面と潜像担持体の表面
とがほぼ等速で移動し、トナーに対して相対的に該潜像
担持体の接線方向の速度ベクトルを持たせないので、画
像の先端がかすれたり、縦線と横線とのバランスが悪か
ったりする現象を防ぐことができるという優れた効果が
ある。
剤担持体上に塗布される液体現像剤の厚みを、該現像剤
担持体表面の1cm2当たりに担持されるトナー中の顔
料含有分が0.1μg以上、2μg以下となるように設
定するので、画像濃度が薄くなったり、カブリが生じた
りすることがないという優れた効果がある。
像剤担持体表面をクリーニングするクリーニング手段に
よって該現像剤担持体表面の上記残留現像剤をクリーニ
ングし、上記塗布ムラを防ぐことができる。また、上記
除去部材の表面をクリーニングするクリーニング手段に
よって該除去部材に付着した上記余剰トナーをクリーニ
ングし、該除去部材の除去性能が維持されるという優れ
た効果がある。
担持体上の余剰トナー除去をより確実に行うことがで
き、画像のカブリを防いで高品質な画像を形成すること
ができるという優れた効果がある。
構成を示す正面図である。
の状態を模式的に示した図である。
の状態を模式的に示した図である。
Claims (8)
- 【請求項1】キャリア液中にトナーを分散した高粘性高
濃度の液体現像剤を担持する少なくとも1つの現像剤担
持体と、該現像剤担持体に該液体現像剤を塗布する塗布
部材とを有し、該現像剤担持体に担持した該液体現像剤
により潜像担持体上に形成された潜像を現像する湿式現
像装置において、上記現像剤担持体の上記潜像担持体表
面移動方向下流側に該潜像担持体上の現像後の余剰トナ
ーを除去するための除去部材を少なくとも1つ設けたこ
とを特徴とする湿式現像装置。 - 【請求項2】請求項1の湿式現像装置において、上記潜
像担持体に対して上記現像剤担持体と除去部材とを当接
させてニップ部を形成することを特徴とする湿式現像装
置。 - 【請求項3】請求項1又は2の湿式現像装置において、
上記現像剤担持体に上記潜像の画像部と該現像剤担持体
との間に上記トナーを該画像部側に移動させる方向の電
界を生じさせる電圧を印加する現像電圧印加手段と、上
記除去部材に該潜像の地肌部と該除去部材との間に浮遊
している余剰トナーを該除去部材側に引き寄せる方向の
電界であって、かつ、該画像部に付着したトナーを引き
剥がさない程度の電界を生じさせる電圧を印加する除去
電圧印加手段とを有することを特徴とする湿式現像装
置。 - 【請求項4】請求項1、2又は3の湿式現像装置におい
て、上記現像剤担持体の表面移動速度が、上記潜像担持
体表面移動速度と略等しいことを特徴とする湿式現像装
置。 - 【請求項5】請求項1、2、3又は4の湿式現像装置に
おいて、上記除去部材の表面移動速度が、上記潜像担持
体表面移動速度と略等しいことを特徴とする湿式現像装
置。 - 【請求項6】請求項1、2、3、4又は5の湿式現像装
置において、上記トナーが顔料を含むものであり、上記
現像剤担持体表面の1cm2当たりに担持されるトナー
中の顔料含有分が0.1μg以上、2μg以下となるよ
うに、該現像剤担持体上に塗布される液体現像剤の厚み
を設定することを特徴とする湿式現像装置。 - 【請求項7】請求項1、2、3、4、5又は6の湿式現
像装置において、上記現像剤担持体の表面をクリーニン
グするクリーニング手段と、上記除去部材の表面をクリ
ーニングするクリーニング手段とを有することを特徴と
する湿式現像装置。 - 【請求項8】潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成
する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を顕像化す
る現像手段と、該潜像担持体上の顕像を転写材に転写す
る転写手段とを備えた湿式画像形成装置において、上記
現像手段として、請求項1乃至7記載の湿式現像装置を
用いたことを特徴とする湿式画像形成装置。
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