説明

クリーニング装置及びこれを備えた画像形成装置

【課題】研磨ローラの全域に亘って適量のトナーを略均一に供給して研磨ローラによる感光体表面の研磨作用を高め、転写不良や画像流れ、感光体のトルク上昇、クリーニングブレードの捲れ等の問題の発生を防ぐことができるクリーニング装置を提供すること。
【解決手段】感光ドラム(感光体)16に当接しつつ回転して感光ドラム16表面を研磨する研磨ローラ28と、該研磨ローラ28に当接して研磨ローラ28表面からトナーを掻き取るスクレーパ29を備えたクリーニング装置20において、スクレーパ29によって研磨ローラ28表面から掻き取られたトナーを研磨ローラ28とスクレーパ29との当接部に溜めるためのトナー溜め部材32を設ける。又、トナー溜め部材32の長手方向両端部の幅を中央部の幅よりも広く設定する。更に、トナー溜め部材32と研磨ローラ28との間に、トナーを長い方向両端へと搬送するトナー搬送部材33を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、感光体表面を研磨する研磨ローラとこれに当接するスクレーパを有するクリーニング装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された感光体が光走査装置によって露光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって感光体から用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。尚、転写プロセスにおいて用紙上に転写されないで感光体上に残留するトナー(転写残トナー)は、クリーニング装置によって除去されて回収される。
【0003】
ところで、a−Si(アモルファスシリコン)感光体を用いた画像形成装置においては、a−SiはOPCに比べて非常に硬いために削れにくく、a−Si感光体の長寿命化が図られる反面、感光体表面に付着した放電生成物等の汚染物質を除去することが困難になる。
【0004】
そこで、トナーに酸化チタン等の外添剤を添加し、トナーが付着した弾性を有する研磨ローラを感光体に当接させつつ回転させることによって感光体表面を研磨し、感光体表面に付着した放電生成物等の汚染物質を削り取ることによって感光体表面を清浄化し、汚染物質の吸湿による画像流れ等の発生を防ぐようにしている。
【0005】
ところが、研磨ローラにトナーが付着し過ぎた場合には、搬送される中間転写ベルトや用紙上にトナーが落下して画像不良が発生したり、クリーニング装置内にトナー詰まりが発生する可能性がある。
【0006】
そこで、特許文献1には、研磨ローラ表面にスクレーパをカウンタ方向に圧接して研磨ローラ上のトナー量を規制し、回収部へのトナーの搬送をスムーズに行うようにした構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2003−098924号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、幅方向に偏ったパターンの印字動作を続けた場合には、印字されない領域では研磨剤を含んだトナーを研磨ローラ上に十分保持させることができず、a−Si感光体表面に付着した放電生成物の研磨による除去作用が低下し、感光体の表面摩擦係数が増加して転写不良や感光体の駆動トルク上昇、高湿環境下での画像流れ等の問題が発生する。
【0009】
又、幅方向両端の印字されない非印字領域や用紙のサイズの変更によって印字されない領域では、研磨ローラへのトナーの供給が減少するとともに、感光体表面に当接するクリーニングブレードと感光体との間を僅かに擦り抜けて潤滑剤の役目を果たすトナー中の研磨剤が減少し、感光体の表面摩擦係数が上昇するためにクリーニングブレードの捲れが発生し易くなるという問題がある。
【0010】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、研磨ローラの全域に亘って適量のトナーを略均一に供給して研磨ローラによる感光体表面の研磨作用を高め、転写不良や画像流れ、感光体のトルク上昇、クリーニングブレードの捲れ等の問題の発生を防ぐことができるクリーニング装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、感光体に当接しつつ回転して感光体表面を研磨する研磨ローラと、該研磨ローラに当接して研磨ローラ表面からトナーを掻き取るスクレーパを備えたクリーニング装置において、前記スクレーパによって前記研磨ローラ表面から掻き取られたトナーを研磨ローラとスクレーパとの当接部に溜めるためのトナー溜め部材を設けたことを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記トナー溜め部材の長手方向両端部の幅を中央部の幅よりも広く設定したことを特徴とする。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記トナー溜め部材と前記研磨ローラとの間に、トナー溜め部材によって研磨ローラと前記スクレーパとの当接部に溜められたトナーを長手方向両端部へと搬送する搬送部材を設けたことを特徴とする。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、製造出荷時に前記トナー溜め部材と前記研磨ローラの間の滞留部にトナーを予め溜めておくことを特徴とする。
【0015】
請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記滞留部に予め溜めておくトナーの外添剤比率を通常トナーのそれよりも大きくしたことを特徴とする。
【0016】
請求項6記載の画像形成装置は、請求項1〜5の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする。
【0017】
請求項7記載の発明は、請求項6記載の発明において、前記感光体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
請求項1記載の本発明によれば、スクレーパによって研磨ローラ表面から掻き取られたトナーがトナー溜め部材によって研磨ローラとスクレーパとの当接部に溜められるため、研磨剤を含んだ適量のトナーが研磨ローラの非画像領域を含む全域に亘って略均一に供給され、研磨ローラによる感光体表面の研磨作用が高められて感光体表面に付着した放電生成物等の汚染物質が確実に除去されて感光体表面が清浄化される。このため、転写不良や高湿環境下での画像流れ、感光体の表面摩擦の増加による駆動トルク上昇やクリーニングブレードの捲れ等の問題の発生が防がれる。
【0019】
請求項2記載の本発明によれば、トナーの補給量が中央部に比して少ないトナー溜め部材の長手方向両端部の幅を中央部の幅よりも広く設定したため、長手方向両端部でのトナーの溜め量を増やして両端部でのトナーの枯渇を防ぐことができ、トナーを長手方向両端の非画像領域を含む全域に亘って略均一に供給することができる。
【0020】
請求項3記載の本発明によれば、トナー溜め部材と前記研磨ローラとの間に、トナー溜め部材によって研磨ローラとスクレーパとの当接部に溜められたトナーが搬送部材によって長手方向両端部へと搬送されるため、長手方向両端部でのトナーの枯渇が防がれ、トナーが長手方向両端の非画像領域を含む全域に亘って略均一に供給される。
【0021】
請求項4記載の発明によれば、製造出荷時にトナー溜め部材と研磨ローラの間の滞留部にトナーを予め溜めておき、請求項5記載の発明によれば、滞留部に予め溜めておくトナーの外添剤比率を通常トナーのそれよりも大きくしたため、請求項1〜3記載の発明による効果がクリーニング装置を使用する初期から得られる。
【0022】
請求項6及び7記載の本発明によれば、クリーニング装置によって転写不良や画像流れ等の発生が防がれるため、高画質画像を安定的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明に係る画像形成装置(レーザープリンタ)の側断面図である。
【図2】本発明に係るクリーニング装置の側断面図である。
【図3】本発明に係るクリーニング装置のトナー溜め部材の形状と寸法を示す図である。
【図4】本発明に係るクリーニング装置のトナー搬送スクリューの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0025】
[画像形成装置]
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザープリンタの側断面図であり、図示のレーザープリンタ1においては、矩形ボックス状のプリンタ本体(筐体)2の上面の中央部に、傾斜した凹状の排紙トレイ3が設けられている。そして、プリンタ本体2の前面(図1の左側が前方)上部には開閉可能な手差しトレイ4が設けられおり、この手差しトレイ4とその奥のプリンタ本体2内に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ5とにより手差し給紙部6を構成している。
【0026】
而して、レーザープリンタ1は、プリンタ本体2内に設けられた搬送路Lに沿って記録材である用紙Pを搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙Pに画像を形成するものであって、前記搬送路Lは、側面視略L字状を成して前記排紙トレイ3へと延びている。
【0027】
又、レーザープリンタ1は、プリンタ本体2の下部に設けられたカセット給紙部7と、該カセット給紙部7上方のプリンタ本体2内の略中央部に設けられた画像形成部8と、該画像形成部8の後方に配された定着装置9と、該定着装置9上方のプリンタ本体2の上面に設けられた凹状の排紙部10を備えている。
【0028】
上記カセット給紙部7は、上面が開放された矩形トレイ状の給紙カセット11内に複数枚の用紙Pを積層収容するとともに、給紙カセット11内の用紙Pを1枚ずつ取り出すピックローラ12と、取り出された用紙Pを1枚ずつ分離して搬送路Lへと送り出すフィードローラ13とリタードローラ14を備えており、搬送路Lには、送り出された用紙Pを一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部8へと供給するレジストローラ対15が設けられている。
【0029】
前記画像形成部8は、手差し給紙部6又はカセット給紙部7から1枚ずつ供給された用紙Pに画像データに応じた画像を形成するものであって、プリンタ本体2内の略中央部に回転可能に配された感光体としての感光ドラム16と、その周囲に配置された帯電手段である帯電ローラ17、現像手段である現像装置18、転写手段である転写ローラ19及びクリーニング装置20と、これらの上方に配置されたレーザースキャナユニットト(LSU)21、補給用のトナーを収容したトナーホッパー22等を備えている。
【0030】
又、前記定着装置9は、画像形成部8において用紙Pに転写されたトナー像を当該用紙Pに定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する定着ローラ23と加圧ローラ24を備えている。尚、定着ローラ23にはヒータ等の加熱手段が内蔵されており、加圧ローラ24はバネ等の付勢手段によって定着ローラ23に所定圧で加圧されており、両者間には定着ニップが形成されている。
【0031】
更に、前記排紙部10は、定着装置9においてトナー像が定着された用紙Pをプリンタ本体2外へと排出するためのものであって、搬送路Lの末端に設けられた上下一対の排紙ローラ対25と、前記定着装置9から搬送路Lに沿って搬送される用紙Pを前記搬送ローラ対25へと案内する縦リブ状の複数の搬送ガイドリブ26及びプリンタ本体2外へと排出される用紙Pを積載するための前記排紙トレイ3を備えている。
【0032】
次に、以上の構成を有するレーザープリンタ1の画像形成動作について説明する。
【0033】
例えば、パーソナルコンピュータ(パソコン)等の端末から当該レーザープリンタ1にプリント開始信号が送信されると、画像形成部8においては、感光ドラム16が不図示の駆動手段によって図1の矢印方向(反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動され、その表面が帯電ローラ17によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザー光がレーザースキャナユニット21から出力されて感光ドラム16上に照射されると、該感光ドラム16上には画像データに応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム16上に形成された静電潜像は、現像装置18によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。
【0034】
ところで、カセット給紙を行う場合、カセット給紙部7の給紙カセット11内に収容された用紙Pは、ピックローラ12によって最上位のものから1枚ずつピックアップされ、フィードローラ13とリタードローラ14によって1枚ずつ分離されてレジストローラ対15へと搬送される。そして、レジストローラ対15においては、用紙Pは、一時待機状態とされた後、感光ドラム16上のトナー像と同期する所定のタイミングで画像形成部8へと供給される。
【0035】
画像形成部8においては、感光ドラム16と転写ローラ19との間の転写ニップへと供給された用紙Pは、転写ローラ19によって感光ドラム16に押し付けられながら搬送されることによって、その表面(転写面)に感光ドラム16上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙Pは、定着装置9へと搬送され、この定着装置9において定着ローラ23と加圧ローラ24の定着ニップに挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙Pへのトナー像の転写後に感光ドラム16の表面に残留するトナー(転写残トナー)はクリーニング装置20によって除去され、表面が清掃された感光ドラム16は次の画像形成動作に備えられる。
【0036】
而して、定着装置9にて表面にトナー像が定着された用紙Pは、搬送路Lを上方へと排紙部10に向かって搬送され、搬送ガイドリブ26に沿って排紙ローラ対25へと導かれ、排紙ローラ対25によって挟み込まれた状態でプリンタ本体2外へと送り出され、プリンタ本体2の上部に設けられた排紙トレイ3上に積載され、一連の画像形成動作が終了する。
【0037】
尚、ユーザーが手差しで給紙する場合には、手差し給紙部6の手差しトレイ4上に積載された用紙Pが手差し用の給紙ローラ5によってレジストローラ対15へと供給され、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙Pに画像が形成され、画像が形成された用紙Pはプリンタ本体2外の排紙トレイ3上に積載される。
【0038】
[クリーニング装置]
次に、本発明に係る前記クリーニング装置20を図2〜図4に基づいて説明する。
【0039】
図2は本発明に係る本発明に係るクリーニング装置の側断面図、図3は同クリーニング装置のトナー溜め部材の形状と寸法を示す図、図4は同クリーニング装置のトナー搬送スクリューの平面図である。
【0040】
図2に示すクリーニング装置20のハウジング27内には、感光ドラム16に当接しつつ回転して感光ドラム16の表面を研磨する研磨ローラ28と、該研磨ローラ28に当接して研磨ローラ28の表面からトナーを掻き取るスクレーパ29が収納されており、スクレーパ29は研磨ローラ28の回転方向(図2の時計方向)に対してカウンタ方向に当接している。尚、本実施の形態では、感光ドラム16にはa−Si感光体が使用されており、トナーには研磨剤として酸化チタン等の外添剤が添加されている。又、研磨ローラ28はゴム等の弾性体によって構成されており、スクレーパ29としては厚さ0.08〜0.12mm程度のSUS材が使用されている。
【0041】
又、ハウジング27の感光ドラム16に対向する開口部の上部には、感光ドラム16の表面に当接して該感光ドラム16上に残留する転写残トナーを掻き取るためのクリーニングブレード30が取り付けられている。尚、このクリーニングブレード30は、感光ドラム16の表面の前記研磨ローラ28の当接点よりも下流側(感光ドラム16の回転方向下流側)において感光ドラム16の回転方向に対してカウンタ方向に当接している。
【0042】
ところで、前記スクレーパ29はフレーム31に取り付けられているが、このフレーム31にはフィルム状の薄いトナー溜め部材32が研磨ローラ28から離間した状態で取り付けられている。このトナー溜め部材32は、後述のようにスクレーパ29によって感光ドラム16の表面から掻き取られたトナーを研磨ローラ28とスクレーパ29との当接部に溜めるためのものであって、本実施の形態では厚さ0.1mmのPETフィルムで構成されている。
【0043】
ここで、上記トナー溜め部材32は、図3に示すように、その長手方向両端部(図示例では、A4サイズ画像領域)の幅(高さ)b1を中央部(図示例では、A4サイズ画像領域)の幅(高さ)b2よりも広く(高く)設定している(b1>b2)。尚、図3においては上記トナー溜め部材32の形状を凹状としているが、長手方向中央部の画像領域の幅(高さ)よりも長手方向両端部の非画像領域の幅(高さ)が広く(高く)なるような設定であれば、図示以外の形状でも構わない。
【0044】
又、図2に示すように、トナー溜め部材32と研磨ローラ28との間には、トナー溜め部材32によって研磨ローラ28とスクレーパ29との当接部(以下、「滞留部」と称する)に溜められたトナーを長手方向(図2に紙面垂直方向)両端部へと搬送する搬送部材としてのトナー搬送部材33が回転可能に設けられている。ここで、このトナー搬送部材33は、例えば図4に示すように、トナー搬送部材としてのトナー搬送スクリュー33について、その回転軸33aに複数のスクリュー歯33bを形成して構成されているが、これらのスクリュー歯33bは、その長手方向中央を境としてその左右で旋回方向が互いに逆向きになっている。
【0045】
更に、図2に示すように、ハウジング27内のトナー溜め部材32の外側には回転可能なトナー回収スクリュー34が収容されており、このトナー回収スクリュー34は、後述のようにトナー溜め部材32によって研磨ローラ28との間の滞留部に溜められてトナー溜め部材32からオーバーフローする不要なトナーを長手方向(図2の紙面垂直方向)に搬送して回収する機能を果たす。
【0046】
而して、図1に示すレーザープリンタ1における前記画像形成動作の過程でトナー像が転写された後の感光ドラム16は、トナーが付着した研磨ローラ28によって表面が研磨され、感光ドラム16からは汚染物質と共にトナーが掻き取られて研磨ローラ28に保持される。
【0047】
又、研磨ローラ28によって研磨された感光ドラム16上に残留するトナーは、クリーニングブレード30によって掻き取られて研磨ローラ28上に落下し、表面がクリーニングされた感光ドラム16は次の画像形成に備えられるが、トナーはクリーニングブレード30と感光ドラム16の間を僅かに擦り抜け、これに含まれる研磨剤が潤滑剤の役目を果たすため、感光ドラム16の摩擦係数の増加が抑えられ、該感光ドラム16の表面を摺擦するクリーニングブレード30の捲れが防がれる。このとき、研磨ローラ28は、これに保持されたトナーをクリーニングブレード30に供給する機能も果たす。
【0048】
ところで、本実施の形態では、ハウジング27内の研磨ローラ28の近傍にトナー溜め部材32を設けたため、スクレーパ29によって研磨ローラ28の表面から掻き取られたトナーがトナー溜め部材32によって該トナー溜め部材32と研磨ローラ28の間の滞留部に溜められる。このため、研磨剤を含んだ適量のトナーが研磨ローラ28の非画像領域を含む全域に亘って略均一に供給され、研磨ローラ28による感光ドラム16表面の研磨作用が高められて該感光ドラム16表面に付着した放電生成物等の汚染物質が確実に除去されて感光ドラム16表面が清浄化され、転写不良や高湿環境下での画像流れ、感光ドラム16の表面摩擦の増加による駆動トルクの上昇やクリーニングブレードの捲れ等の問題の発生が防がれる。
【0049】
又、本実施の形態では、図3に示すように、長手方向両端部のトナーの供給量が中央部に比して少ない場合においても、トナー溜め部材32の長手方向両端部の幅(高さ)b1を中央部の幅(高さ)b2よりも広く(高く)設定したため(b1>b2)、長手方向両端部でのトナーの溜め量を増やして両端部でのトナーの枯渇を防ぐことができ、トナーを長手方向両端の非画像領域を含む全域に亘って略均一に供給することができる。
【0050】
更に、本実施の形態では、トナー溜め部材32と研磨ローラ28との間に、トナー溜め部材32によって該トナー溜め部材32と研磨ローラ28の間の滞留部に溜められたトナーがトナー搬送スクリュー33によって長手方向両端部へと搬送されるため、長手方向両端部でのトナーの枯渇が防がれ、トナーが長手方向両端の非画像領域を含む全域に亘って略均一に供給される。尚、前述のように、トナー搬送スクリュー33においては、スクリュー歯33bは、その長手方向中央を境としてその左右で旋回方向が互いに逆向きになっているため、回転軸33aが一方向に回転駆動されると、トナーは図4に矢印にて示すように長手方向中央から両端部の非画像領域に向かって搬送される。
【0051】
以上のように、本発明に係るクリーニング装置20によって転写不良や画像流れ等の発生が防がれるため、図1に示すレーザープリンタに1おいて高画質画像が安定的に得られることとなる。
【0052】
ところで、クリーニング装置20の研磨ローラ28とトナー溜め部材32との間の滞留部に製造出荷時においてトナーを予め溜めておけば、以上の効果を使用初期から得ることができ、滞留部に最初に溜めておくトナーの外添剤比率を通常トナーのそれよりも大きくする(外添剤を多く添加する)ことによって一層高い効果を得ることができる。
【0053】
尚、以上は本発明をレーザープリンタとこれに備えられたクリーニング装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、複写機やファクシミリ装置、複合機等を含む他の任意の画像形成装置及びこれに備えられたクリーニング装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【0054】
1 レーザープリンタ(画像形成装置)
2 プリンタ本体
3 排紙トレイ
4 手差しトレイ
5 給紙ローラ
6 手差し給紙部
7 カセット給紙部
8 画像形成部
9 定着装置
10 排紙部
11 給紙カセット
12 ピックローラ
13 フィードローラ
14 リタードローラ
15 レジストローラ対
16 感光ドラム(感光体)
17 帯電ローラ
18 現像装置
19 転写ローラ
20 クリーニング装置
21 レーザースキャナ(LSU)
22 トナーホッパー
23 定着ローラ
24 加圧ローラ
25 排紙ローラ対
26 搬送ガイドリブ
27 クリーニング装置のハウジング
28 研磨ローラ
29 スクレーパ
30 クリーニングブレード
31 フレーム
32 トナー溜め部材
33 トナー搬送部材
33a トナー搬送スクリューの回転軸
33b トナー搬送スクリューのスクリュー歯
34 トナー回収スクリュー
b1 トナー溜め部材の長手方向両端部の幅(高さ)
b2 トナー溜め部材の長手方向中央部の幅(高さ)
L 搬送路
P 用紙



【特許請求の範囲】
【請求項1】
感光体に当接しつつ回転して感光体表面を研磨する研磨ローラと、該研磨ローラに当接して研磨ローラ表面からトナーを掻き取るスクレーパを備えたクリーニング装置において、
前記スクレーパによって前記研磨ローラ表面から掻き取られたトナーを研磨ローラとスクレーパとの当接部に溜めるためのトナー溜め部材を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項2】
前記トナー溜め部材の長手方向両端部の幅を中央部の幅よりも広く設定したことを特徴とする請求項1記載のクリーニング装置。
【請求項3】
前記トナー溜め部材と前記研磨ローラとの間に、トナー溜め部材によって研磨ローラと前記スクレーパとの当接部に溜められたトナーを長手方向両端部へと搬送する搬送部材を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載のクリーニング装置。
【請求項4】
製造出荷時に前記トナー溜め部材と前記研磨ローラの間の滞留部にトナーを予め溜めておくことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項5】
前記滞留部に予め溜めておくトナーの外添剤比率を通常トナーのそれよりも大きくしたことを特徴とする請求項4記載のクリーニング装置。
【請求項6】
請求項1〜5の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項7】
前記感光体がアモルファスシリコン感光体であることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2011−95356(P2011−95356A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−247341(P2009−247341)
【出願日】平成21年10月28日(2009.10.28)
【出願人】(000006150)京セラミタ株式会社 (13,173)
【Fターム(参考)】