(57)【要約】【課題】小型化に適した構造を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、複数の現像剤をそれぞれ収容可能な複数の現像剤収容部と、複数の現像剤をそれぞれ用いて複数の現像剤像をそれぞれ形成可能な複数の現像ユニットと、複数の現像剤収容部から対応する複数の現像ユニットへ現像剤をそれぞれ搬送可能な複数の現像剤搬送部と、それら複数の現像剤搬送部をそれぞれ選択的に駆動可能な一の駆動部と、その駆動部に対する負荷がしきい値以下となるように複数の現像剤搬送部のうちの一部の現像剤搬送部を選択的に駆動するよう駆動部を制御する制御部とを備える。【選択図】図９
2020194006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の現像剤をそれぞれ収容可能な複数の現像剤収容部と、
前記複数の現像剤をそれぞれ用いて複数の現像剤像をそれぞれ形成可能な複数の現像ユニットと、
前記複数の現像剤収容部から、対応する前記複数の現像ユニットへ前記現像剤をそれぞれ搬送可能な複数の現像剤搬送部と、
前記複数の現像剤搬送部をそれぞれ選択的に駆動可能な一の駆動部と、
前記駆動部に対する負荷がしきい値以下となるように前記複数の現像剤搬送部のうちの一部の前記現像剤搬送部を選択的に駆動するよう前記駆動部を制御する制御部と
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の現像剤は、第１から第３の現像剤を含み、
前記複数の現像剤収容部は、前記第１から第３の現像剤をそれぞれ収容可能な第１から第３の現像剤収容部を含み、
前記複数の現像ユニットは、前記第１から第３の現像剤をそれぞれ用いて前記複数の現像剤像としての第１から第３の現像剤像をそれぞれ形成可能な第１から第３の現像ユニットを含み、
前記複数の搬送部は、前記第１の現像剤を前記第１の現像ユニットへ搬送する際に第１の負荷を前記駆動部に与える第１の現像剤搬送部と、前記第２の現像剤を前記第２の現像ユニットへ搬送する際に前記第１の負荷よりも大きな第２の負荷を前記駆動部に与える第２の現像剤搬送部と、前記第３の現像剤を前記第３の現像ユニットへ搬送する際に前記第２の負荷と同等以上の第３の負荷を前記駆動部に与える第３の現像剤搬送部とを含み、
前記制御部は、前記第２の現像剤搬送部と前記第３の現像剤搬送部とを同時期に前記駆動部が駆動しないよう、前記駆動部を制御する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の現像剤搬送部は、第１の長さを有する第１の現像剤搬送路を含み、
前記第２の現像剤搬送部は、前記第１の長さよりも長い第２の長さを有する第２の現像剤搬送路を含み、
前記第３の現像剤搬送部は、前記第２の長さと同等以上の第３の長さを有する第３の現像剤搬送路を含む
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２の現像ユニットへの前記第２の現像剤の搬送を開始したのち、前記第２の現像ユニットに所定量の前記第２の現像剤が蓄積されたことを検知した場合に、前記第２の現像ユニットへの前記第２の現像剤の搬送を停止すると共に前記第３の現像ユニットへの前記第３の現像剤の搬送を開始するよう、前記駆動部を制御する
請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２の現像ユニットへの前記第２の現像剤の搬送を開始した時点から所定時間が経過したのち、前記第２の現像ユニットへの前記第２の現像剤の搬送を停止すると共に前記第３の現像ユニットへの前記第３の現像剤の搬送を開始するよう、前記駆動部を制御する
請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記駆動部からの駆動力を前記複数の現像剤搬送部へそれぞれ伝達可能な複数のクラッチをさらに備え、
前記制御部は、前記複数の現像剤搬送部のうちの一部の前記現像剤搬送部を選択的に駆動するよう前記複数のクラッチを選択的に作動させ、前記駆動部と前記一部の現像剤搬送部とを前記複数のクラッチのうちの一部の前記クラッチにより接続させる
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の現像剤収容部は、全て、同じ形状および同じ大きさを有する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の現像ユニットは、全て、同じ形状および同じ大きさを有する
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記複数の現像剤搬送部の組み合わせのうち、前記負荷が最大となる組み合わせを優先して選択して駆動するよう前記駆動部を制御する
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーカートリッジから供給されるトナーを用いて現像を行う現像器を備えた画像形成装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３１５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の画像形成装置においては、トナーカートリッジと、現像器と、そのトナーカートリッジから現像器へトナーを搬送する搬送機構と、その搬送機構を駆動する駆動モータとが、色ごとに設けられている。このため、構成要素が多く、画像形成装置全体の小型化の妨げとなっている。
【０００５】
したがって、小型化に適した構造を有する画像形成装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態としての画像形成装置は、複数の現像剤をそれぞれ収容可能な複数の現像剤収容部と、複数の現像剤をそれぞれ用いて複数の現像剤像をそれぞれ形成可能な複数の現像ユニットと、複数の現像剤収容部から対応する複数の現像ユニットへ現像剤をそれぞれ搬送可能な複数の現像剤搬送部と、それら複数の現像剤搬送部をそれぞれ選択的に駆動可能な一の駆動部と、その駆動部に対する負荷がしきい値以下となるように複数の現像剤搬送部のうちの一部の現像剤搬送部を選択的に駆動するよう駆動部を制御する制御部とを備える。
【０００７】
本発明の一実施形態としての画像形成装置では、制御部が、駆動部に対する負荷がしきい値以下となるように一部の現像剤搬送部を選択的に駆動するよう駆動部を制御する。このため、例えば全ての現像剤搬送部を同時に駆動させる期間がある場合と比べて、駆動部に要求される出力が低く抑えられる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態としての画像形成装置によれば、小型化に適した構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を表す模式図である。
【図２】図１に示した画像形成部を正面から眺めた様子を表す模式図である。
【図３】図１に示した画像形成部を上方から眺めた様子を表す模式図である。
【図４】図１に示した画像形成部の要部の概略構成を表す模式図である。
【図５】図１に示した画像形成装置の主要部を表すブロック図である。
【図６】図１に示した画像形成装置におけるほぐし動作の手順を表す流れ図である。
【図７】図１に示した画像形成装置におけるトナー供給動作の手順を表す流れ図である。
【図８】図７に続くトナー供給動作の手順を表す流れ図である。
【図９】図６に示したほぐし動作と、それに続く図７に示したトナー供給動作とに対応するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜１．一実施の形態＞
［画像形成装置の構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成例を模式的に表したものである。この画像形成装置は、本発明の「画像形成装置」の一具体例に対応し、例えば用紙やフィルムなどの印刷対象となる媒体ＰＭに対して、電子写真方式を用いて画像（例えばカラー画像）を形成するプリンタである。この画像形成装置は、筐体１００の内部に、媒体供給部１、搬送部２、画像形成部３、転写部４、定着部５、排出部６、制御部７および駆動部８を備える。制御部７は、媒体供給部１、搬送部２、画像形成部３、転写部４、定着部５および排出部６の各動作を制御する。なお、本明細書では、媒体ＰＭが搬送される通路を搬送路という。搬送路において、任意の構成要素から見て媒体供給部１へ向かう方向または媒体供給部１により近い位置を上流という。搬送路において、任意の構成要素から見て媒体供給部１へ向かう方向とは反対の方向または媒体供給部１からより離れた位置を下流という。搬送路において、媒体ＰＭが進行する方向（つまり、上流から下流に向かう方向）を搬送方向Ｆという。搬送路を搬送される媒体ＰＭと平行な方向であって、かつ、搬送方向Ｆと直交する方向（例えば、図１のＸ軸方向）を幅方向という。搬送方向Ｆにおける寸法を長さと呼び、幅方向における寸法を幅と呼ぶ。
【００１１】
（媒体供給部１）
媒体供給部１は、媒体ＰＭを１枚ずつ搬送部２へ供給するものである。媒体供給部１は、例えば、トレイ１Ａと、ピックアップローラ１Ｂとを有する。トレイ１Ａには、複数の媒体ＰＭが積層された状態で収容される。トレイ１Ａは、例えば、画像形成装置の下部に着脱自在に装着されている。ピックアップローラ１Ｂは、トレイ１Ａに収容された媒体ＰＭを搬送部２へ至る搬送路へ順次繰り出すように機能する。ピックアップローラ１Ｂは、制御部７による制御を受けて、媒体ＰＭが下流の搬送部２へ向けて繰り出される向きに回転動作するようになっている。ピックアップローラ１Ｂは、最上層の媒体ＰＭの上面に接し得る位置に配置されている。
【００１２】
（搬送部２）
搬送部２は、媒体供給部１からの媒体ＰＭを、斜行規制しつつ画像形成部３および転写部４へ搬送するものである。搬送部２は、例えば、２つの搬送ローラ２１Ａ，２１Ｂからなる搬送ローラ対２１を有する。
【００１３】
（画像形成部３）
画像形成部３は、搬送部２から搬送されてきた媒体ＰＭにトナー像（画像）を形成するものである。画像形成部３は、例えば、図１に示したように、４つの現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋと、４つのトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋと、４つのトナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋとを有する。
【００１４】
図２は、図１に示した画像形成部３を＋Ｚ方向に眺めた様子を表す模式図である。また、図３は、図１に示した画像形成部３を−Ｙ方向に眺めた様子を表す模式図である。さらに、図４は、図１に示した画像形成部３の要部の概略構成を表す模式図である。
【００１５】
トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋには、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーがそれぞれ収容されている。なお、本明細書では、４つのトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋを区別しない場合は総括してトナーカートリッジ３２と記載する場合がある。
ここで、トナーカートリッジ３２は、本発明の「現像剤収容部」に対応する一具体例である。
【００１６】
トナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋと現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋとをそれぞれつないでいる。制御部７の制御に基づき、後出のモータ８１が駆動することでトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋからトナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋを経由してイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーがそれぞれ現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋへ搬送されるようになっている。なお、本明細書では、４つのトナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋを区別しない場合は総括してトナー搬送部３３と記載する場合がある。
ここで、トナー搬送部３３は、本発明の「現像剤搬送部」に対応する一具体例である。
【００１７】
現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、それぞれ対応する各色のトナー、すなわち、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーを用いて、各色のトナー像を形成するものである。現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、例えば、搬送方向Ｆに沿って現像ユニット３１Ｙ、現像ユニット３１Ｍ、現像ユニット３１Ｃ、現像ユニット３１Ｋの順に配置されている。なお、本明細書では、４つの現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋを区別しない場合は総括して現像ユニット３１と記載する場合がある。
ここで、現像ユニット３１は、本発明の「現像ユニット」に対応する一具体例である。
【００１８】
図１に示したように、現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、それぞれ、筐体３１１、ならびにその筐体３１１の内部に設けられた感光ドラム３１２および現像ローラ３１３などを有している。なお、現像ユニット３１Ｙにおける筐体３１１の内部にはイエロートナーが収容され、現像ユニット３１Ｍにおける筐体３１１の内部にはマゼンタトナーが収容され、現像ユニット３１Ｃにおける筐体３１１の内部にはシアントナーが収容され、現像ユニット３１Ｋにおける筐体３１１の内部にはブラックトナーが収容されるようになっている。図２に示したように、現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの各々の筐体３１１の内部には、トナーの残量を検出する残量検出部３１５がそれぞれ設けられている。残量検出部３１５は例えば光学式センサであり、筐体３１１の内部におけるトナーの残量が下限値を下回った場合に制御部７へ残量不足の警報信号を出力するようになっている。残量不足の警報信号を受信した制御部７は、トナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋを駆動させてトナーの搬送を行うよう、駆動部８に対し指令を出すようになっている。
【００１９】
さらに現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、それぞれ、筐体３１１の外部から感光ドラム３１２に対して露光可能に設けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを含む露光ヘッド３１４を有している（図１参照）。現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、開口Ｋ３１（後出）の位置、大きさおよび形状を含め、全て同じ形状および同じ大きさを有することが望ましい。現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋを構成する部品を共通化することができ、製造プロセスにおける生産効率の向上や在庫として所有する部品点数の削減などにより、コストの面で有利だからである。
【００２０】
図１および図２に示したように、画像形成部３では、Ｙ軸方向において、現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの上にトナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋが設けられ、さらにそれらトナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋの上にトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋが設けられている。図１〜図３に示したように、現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋは、それぞれ、媒体ＰＭの幅方向であるＸ軸方向に沿って延在すると共に媒体ＰＭの搬送方向であるＺ軸方向において互いに隣り合うように配列されている。これに対し、トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋは、それぞれ、Ｚ軸方向に沿って延在すると共にＸ軸方向において互いに隣り合うように配列されている。すなわち、現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの延在方向とトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの延在方向とは、互いに実質的に直交している。
【００２１】
現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの各筐体３１１の上部には開口Ｋ３１（Ｋ３１Ｙ，Ｋ３１Ｍ，Ｋ３１Ｃ，Ｋ３１Ｋ）がそれぞれ設けられている。開口Ｋ３１Ｙ，Ｋ３１Ｍ，Ｋ３１Ｃ，Ｋ３１Ｋは、それぞれ、筐体３１１におけるＸ軸方向の中央付近にあるとよい。トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの下部には、それぞれ、開口Ｋ３２（Ｋ３２Ｙ，Ｋ３２Ｍ，Ｋ３２Ｃ，Ｋ３２Ｋ）が設けられている。開口Ｋ３２Ｙ，Ｋ３２Ｍ，Ｋ３２Ｃ，Ｋ３２Ｋは、それぞれ、トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２ＫにおけるＺ軸方向の中央付近にあるとよい。
【００２２】
図２および図３に示したように、トナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、それぞれ、開口Ｋ３１Ｙ，Ｋ３１Ｍ，Ｋ３１Ｃ，Ｋ３１Ｋと開口Ｋ３２Ｙ，Ｋ３２Ｍ，Ｋ３２Ｃ，Ｋ３２Ｋとを繋ぐように設けられている。トナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、それぞれ、トナーが挿通することとなるトナー搬送ダクト３３１（３３１Ｙ，３３１Ｍ，３３１Ｃ，３３１Ｋ）と、そのトナー搬送ダクト３３１の内部に設けられ、回転することによりトナーを搬送する搬送スパイラル３３２（３３２Ｙ，３３２Ｍ，３３２Ｃ，３３２Ｋ）と、搬送スパイラル３３２の端部と接続されたギヤ３３３（３３３Ｙ，３３３Ｍ，３３３Ｃ，３３３Ｋ）とを有する。
【００２３】
トナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、それぞれ、駆動部８により選択的に駆動可能となっている。駆動部８は、例えば図２に示したように、モータ８１と、ギヤ８２と、ギヤ８３と、動力伝達シャフト８４と、複数のクラッチ８５（８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋ）とを有している。モータ８１は駆動シャフトを含んでおり、ギヤ８２は、その駆動シャフトに固定されている。ギヤ８３はＸ軸方向へ延在する動力伝達シャフト８４に支持されており、ギヤ８２と噛合しつつ回転するようになっている。複数のクラッチ８５は、それぞれ、動力伝達シャフト８４に設けられている。複数のクラッチ８５は、それぞれ、対応するギヤ３３３と噛み合うように設けられている。図３および図４に示したように、駆動部８は、一のモータ８１において発生する駆動力により、複数のトナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋにおける各搬送スパイラル３３２Ｙ，３３２Ｍ，３３２Ｃ，３３２Ｋを回転させることができる。その際、制御部７の制御に基づき、クラッチ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを選択的に接続することで、トナー搬送部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋのうちの一部が選択的に駆動される。
【００２４】
図２および図３に示したように、トナー搬送部３３Ｙの経路長とトナー搬送部３３Ｋの経路長とは、ほぼ同じであり、いずれも例えば１５０ｍｍ程度である。トナー搬送部３３Ｍの経路長とトナー搬送部３３Ｃの経路長とは、ほぼ同じであり、いずれも例えば５０ｍｍ程度である。すなわち、トナー搬送部３３Ｙの経路長およびトナー搬送部３３Ｋの経路長は、トナー搬送部３３Ｍの経路長およびトナー搬送部３３Ｃの経路長よりも長い。したがって、この画像形成装置では、イエロートナーを現像ユニット３１Ｙへ搬送する際にモータ８１に与える負荷やブラックトナーを現像ユニット３１Ｋへ搬送する際にモータ８１に与える負荷は、マゼンタトナーを現像ユニット３１Ｍへ搬送する際にモータ８１に与える負荷やシアントナーを現像ユニット３１Ｃへ搬送する際にモータ８１に与える負荷よりも大きい。このため、制御部７は、駆動部８に対する負荷の合計がしきい値以下となるように複数のトナー搬送部３３のうちの一部を選択的に駆動するよう駆動部８を制御する。ここでいうしきい値とは、例えばモータ８１の定格トルクなど、モータ８１の駆動にあたり、許容可能な最大負荷である。例えば、制御部７は、トナー搬送部３３Ｙとトナー搬送部３３Ｋとを同時期に駆動部８が駆動しないよう、駆動部８を制御するようになっている。すなわち、制御部７は、複数のトナー搬送部３３のうちの一部のトナー搬送部３３を選択的に駆動するよう複数のクラッチ８５を選択的に作動させ、駆動部８と一部のトナー搬送部３３とを複数のクラッチ８５のうちの一部のクラッチ８５により接続させる。
【００２５】
なお、マゼンタトナーまたはシアントナーは本発明の「第１の現像剤」に対応する一具体例であり、例えばイエロートナーは本発明の「第２の現像剤」に対応する一具体例であり、ブラックトナーは本発明の「第３の現像剤」に対応する一具体例である。また、現像ユニット３１Ｍまたは現像ユニット３１Ｃは本発明の「第１の現像ユニット」に対応する一具体例であり、例えば現像ユニット３１Ｙは本発明の「第２の現像ユニット」に対応する一具体例であり、現像ユニット３１Ｋは本発明の「第３の現像ユニット」に対応する一具体例である。さらに、トナー搬送部３３Ｍまたはトナー搬送部３３Ｃは本発明の「第１の現像剤搬送部」に対応する一具体例であり、トナー搬送部３３Ｙは本発明の「第２の現像剤搬送部」に対応する一具体例であり、トナー搬送部３３Ｋは本発明の「第３の現像剤搬送部」に対応する一具体例である。なお、本実施の形態では、「第３の現像剤搬送部」としてのトナー搬送部３３Ｋの経路長を「第２の現像剤搬送部」としてのトナー搬送部３３Ｙの経路長と実質的に同じとしたが、トナー搬送部３３Ｙの経路長よりも長くしてもよい。さらに、トナー搬送部３３Ｍまたはトナー搬送部３３Ｃの経路長をトナー搬送部３３Ｙの経路長およびトナー搬送部３３Ｋの経路長よりも長くしてもよい。
【００２６】
トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋは、開口Ｋ３２の位置、大きさおよび形状を含め、全て同じ形状および同じ大きさを有することが望ましい。トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋを構成する部品を共通化することができ、製造プロセスにおける生産効率の向上や在庫として所有する部品点数の削減などにより、コストの面で有利だからである。また、トナーカートリッジ３２は、例えばその下方、すなわちトナーカートリッジ３２から見て−Ｙ方向に位置するトナー搬送部３３とは別体であり、トナー搬送部３３に対し着脱可能に構成されているとよい。また、現像ユニット３１は、その上方、すなわち現像ユニット３１から見て＋Ｙ方向に位置するトナー搬送部３３とは別体であり、トナー搬送部３３に対し着脱可能に構成されているとよい。
【００２７】
図１に示したように、トナーカートリッジ３２は、内部のトナーを撹拌するためのスパイラル３２１と、そのスパイラル３２１の端部に設けられたギヤ３２２とをさらに有している。ギヤ３２２は駆動部８のクラッチ８５と係合するように配置されており、モータ８１の駆動力がスパイラル３２１へ伝達可能になっている。
【００２８】
（転写部４）
転写部４は、転写ベルトユニットとも呼ばれるものである。転写部４は、転写ベルト４１と、この転写ベルト４１を回転駆動する駆動ローラ４２と、転写ベルト４１の回転に従動する従動ローラ４３と、転写ベルト４１を挟んで各感光ドラム３１２と対向して配置された複数の転写ローラ４４とを有する。駆動ローラ４２および従動ローラ４３は、それぞれ、幅方向であるＸ軸方向に延在する回転軸部を中心として回転可能な略円柱状の部材である。転写部４は、搬送部２から搬送される媒体ＰＭを搬送方向Ｆに沿って搬送するとともに、各現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋにおいて形成されるトナー像を、媒体ＰＭの表面に順次転写する機構である。
【００２９】
転写ベルト４１は、例えば、ポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトである。転写ベルト４１は、駆動ローラ４２および従動ローラ４３によって張設（張架）されている。駆動ローラ４２は、制御部７の制御に基づき、媒体ＰＭが搬送方向Ｆに搬送される向きに回転駆動され、転写ベルト４１を循環回転させるものである。従動ローラ４３は、付勢部材による付勢力により、転写ベルト４１に負荷される張力を調整するものである。
【００３０】
転写ローラ４４は、感光ドラム３１２と逆方向に回転することで媒体ＰＭを搬送方向Ｆに沿って搬送しつつ、各現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ内で形成されたトナー像を媒体ＰＭ上に静電的に転写するための部材である。転写ローラ４４は、例えば、発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。
【００３１】
（定着部５）
定着部５は、転写部４を通過した媒体ＰＭ上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を媒体ＰＭ上に定着させるための部材である。
【００３２】
（排出部６）
排出部６は、定着部５の下流に位置し、定着部５によってトナー像が定着された媒体ＰＭを外部に排出するものである。排出部６は、例えば、搬送ローラ６１Ａ，６１Ｂからなる搬送ローラ対６１と、搬送ローラ６２Ａ，６２Ｂからなる搬送ローラ対６２とを上流から下流へ向けて順に有する。搬送ローラ対６１および搬送ローラ対６２は、媒体ＰＭを筐体１００の外部に排出し、筐体外部のスタッカ１００Ｋにストックさせるようになっている。搬送ローラ対６１および搬送ローラ対６２は、制御部７による制御を受けて、媒体ＰＭが搬送方向Ｆに搬送される向きに回転動作するようになっている。
【００３３】
［画像形成装置の制御機構］
図５は、本実施の形態の画像形成装置における制御機構の一例を表すブロック図である。この画像形成装置は、制御機構として、制御部７に加えて例えば複数の情報記憶部３４と、これら複数の情報記憶部３４にそれぞれ対応して設けられた複数の交換検出部３５とをさらに有している。
【００３４】
複数の情報記憶部３４は、それぞれ、例えば各トナーカートリッジ３２に１つずつ搭載されている。複数の情報記憶部３４には、各トナーカートリッジ３２における固有の識別情報が記憶されている。複数の交換検出部３５は、各情報記憶部３４に記憶されている識別情報を読み出し、複数のトナーカートリッジ３２が交換されたかどうかを判断する。各交換検出部３５は、検出結果に係る検出信号を制御部７へ送信するようになっている。
【００３５】
制御部７は、駆動部８のモータ８１に対する負荷（例えばモータトルク）がしきい値以下となるように複数のトナー搬送部３３のうちの一部のトナー搬送部３３を選択的に駆動するよう駆動部８を制御するようになっている。
【００３６】
［作用・効果］
（Ａ．基本動作）
本実施の形態の画像形成装置では、以下のようにして、媒体ＰＭに対してトナー像が転写される。
【００３７】
起動状態の画像形成装置に対してＰＣなどの外部機器から印刷画像データおよび印刷命令が制御部７に入力されると、制御部７は、印刷命令に応じて印刷画像データの印刷動作を開始させる。
【００３８】
例えば図１に示したように、トレイ１Ａに収容されている媒体ＰＭがピックアップローラ１Ｂによって最上部から１枚ずつピックアップされ、下流の搬送部２へ繰り出される。続いて、媒体ＰＭは搬送ローラ対２１により斜行が矯正されつつ画像形成部３へ搬送される。画像形成部３では、以下のようにしてトナー像が媒体ＰＭ上に転写される。
【００３９】
画像形成部３の各現像ユニット３１では、制御部７からの印刷命令により、以下の電子写真プロセスによって各色のトナー像が形成される。具体的には、制御部７からの印刷命令に基づき、モータ駆動部により、感光ドラム３１２を所定方向へ一定速度で回転させる。これに伴い、現像ローラ３１３なども所定の方向に回転動作を開始することとなる。
【００４０】
また、残量検出部３１５からの情報に基づき、制御部７により、各現像ユニット３１における筐体３１１の内部のトナーの残量が制御される。筐体３１１の内部におけるトナーの残量が所定量未満となると、駆動部８は、制御部７からの指令に基づき、トナーの残量が所定量に到達するまで、トナーがトナーカートリッジ３２からトナー搬送部３３を介して各筐体３１１の内部へ供給される。
【００４１】
一方、制御部７は、各感光ドラム３１２の表面を一様に帯電させる。次いで、制御部７は露光ヘッド３１４を起動し、画像信号に基づく印刷画像の色成分に対応する光を各色の感光ドラム３１２へ各々照射し、各色の感光ドラム３１２の表面に静電潜像をそれぞれ形成する。
【００４２】
トナーは現像ローラ３１３の表面に担持される。現像ローラ３１３は感光ドラム３１２上に形成された静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する。さらに、転写部４における転写ローラ４４に所定の電圧が印加され、感光ドラム３１２と転写ローラ４４との間に電界が発生する。その状態で感光ドラム３１２と転写ローラ４４との間を媒体ＰＭが走行すると、その媒体ＰＭ上に、感光ドラム３１２に形成されたトナー像が転写される。
【００４３】
そののち、媒体ＰＭ上のトナー像は、定着部５において熱および圧力が付与されることで媒体ＰＭに定着させられる。最後に排出部６によりトナー像が定着した媒体ＰＭが画像形成装置の外部のスタッカ１００Ｋに排出される。
【００４４】
（Ｂ．トナーのほぐし動作について）
この画像形成装置では、使用済みのトナーカートリッジ３２に替えて未使用のトナーカートリッジ３２を画像形成部３に装着した際、初回使用時のみ、図６に記載の要領でトナーカートリッジ３２の内部に収容されたトナーのほぐし動作を行うようになっている。図６は、図１に示した画像形成装置におけるほぐし動作の手順を表す流れ図である。
【００４５】
まず、制御部７は、交換検出部３５からの検出信号の結果に基づき、未使用のトナーカートリッジ３２が画像形成部３に装着されたかどうかを判断する（ステップＳ１０１）。
【００４６】
未使用のトナーカートリッジ３２が画像形成部３に装着されたと判断できなかった場合（ステップＳ１０１Ｎ）、未使用のトナーカートリッジ３２が画像形成部３に装着されたと判断するまでステップＳ１０１を繰り返し実行する。
【００４７】
未使用のトナーカートリッジ３２が画像形成部３に装着されたと判断した場合（ステップＳ１０１Ｙ）、その未使用のトナーカートリッジ３２におけるトナーのほぐし動作を開始する（ステップＳ１０２）。具体的には、モータ８１を起動すると共に、その未使用のトナーカートリッジ３２に対応するクラッチ８５をオン状態とすることにより、ギヤ３２２を介してその未使用のトナーカートリッジ３２におけるスパイラル３２１を回転駆動させる。その際、モータ８１の回転速度は１０００ｒｐｍ程度の低速とする。
【００４８】
スパイラル３２１の回転駆動を開始したのち、所定時間（例えばスパイラル３２１が１回転するのに要する時間）が経過したかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。ここで所定時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ１０３Ｎ）には、所定時間が経過すると判断するまでステップＳ１０３を繰り返し実行する。
【００４９】
スパイラル３２１の回転駆動を開始したのち所定時間が経過したと判断した場合（ステップＳ１０３Ｙ）、クラッチ８５をオフとする（ステップＳ１０４）。
【００５０】
そののち、新たに画像形成部３に装着され、かつ、ほぐし動作を実施していない未使用のトナーカートリッジ３２が他にあるかどうかを判断する（ステップＳ１０５）。ほぐし動作を実施していない未使用のトナーカートリッジ３２が他にある場合（ステップＳ１０２Ｙ）、ステップＳ１０２へ戻る。一方、ほぐし動作を実施していない未使用のトナーカートリッジ３２が他にないと判断した場合、モータ８１を停止し、ほぐし動作を終了する（エンド）。
【００５１】
（Ｃ．トナーの搬送動作について）
この画像形成装置では、未使用のトナーカートリッジ３２に収容されているトナーに対するほぐし動作ののち、図７〜図９に記載の要領でトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの内部にそれぞれ収容された各色のトナーの搬送動作が実行されるようになっている。図７および図８は、図１に示した画像形成装置における、トナー搬送部３３によるトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へのトナー供給動作の手順を表す流れ図である。また、図９は、図６に示したほぐし動作と、それに続く図７および図８に示したトナー供給動作との双方に対応するタイミングチャートである。
【００５２】
図９では、未使用の４つのトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋを新たに画像形成部３に装着し、４色のトナーの全てを対応する現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの筐体３１１へ供給する場合を説明する。すなわち、制御部７は、各色の交換検出部３５からの検出信号に基づき、４色の未使用のトナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋが画像形成部３に装着されたと判断している（図６のステップＳ１０１）。
【００５３】
この状況下、時刻Ｔ０において、制御部７はモータ８１を低速回転（例えば１０００ｒｐｍ）で駆動させる（図９）。続いて、クラッチ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋのうち、クラッチ８５Ｋのみをオンしてトナーカートリッジ３２Ｋにおけるスパイラル３２１を駆動する（図６のステップＳ１０２）。所定時間経過後、クラッチ８５Ｋをオフする（図６のステップＳ１０３〜Ｓ１０４）。次に、クラッチ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋのうち、クラッチ８５Ｃのみをオンしてトナーカートリッジ３２Ｃにおけるスパイラル３２１を駆動する（図６のステップＳ１０２）。所定時間経過後、クラッチ８５Ｃをオフする（図６のステップＳ１０３〜Ｓ１０４）。次に、クラッチ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋのうち、クラッチ８５Ｍのみをオンしてトナーカートリッジ３２Ｍにおけるスパイラル３２１を駆動する（図６のステップＳ１０２）。所定時間経過後、クラッチ８５Ｍをオフする（図６のステップＳ１０３〜Ｓ１０４）。次に、クラッチ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋのうち、クラッチ８５Ｙのみをオンしてトナーカートリッジ３２Ｙにおけるスパイラル３２１を駆動する（図６のステップＳ１０２）。所定時間経過後、クラッチ８５Ｙをオフする（図６のステップＳ１０３〜Ｓ１０４）。以上により、全ての未使用のトナーカートリッジ３２におけるほぐし動作が完了する。
【００５４】
引き続き、トナー供給動作に移行する。以下に説明するトナー供給動作においては、モータ８１の回転速度を３０００ｒｐｍ程度の高速とする。まず、制御部７は、図７に示したように、いずれかの現像ユニット３１の残量検出部３１５から残量不足の警報信号を受信したかどうかを判断する（ステップＳ２０１）。警報信号を受信していない場合（ステップＳ２０１Ｎ）には、警報信号を受信するまでステップＳ２０１を繰り返す。警報信号を受信したと判断した場合（ステップＳ２０１Ｙ）には、ステップＳ２０２へ進む。
【００５５】
ステップＳ２０２では、残量不足の警報信号を送信した残量検出部３１５の現像ユニット３１へトナーを供給する際、制御部７は、対応するトナー搬送部３３がモータ８１へ与える負荷指数Ａを情報記憶部３４へ問い合わせる。ここでいう負荷指数は、モータ８１が許容可能な最大の負荷を負荷指数１００として規格化した数値であり、各トナー搬送部３３が有する固有値である。モータ８１が許容可能な最大負荷とは、例えばモータ８１の定格トルク以下の所定値である。本実施の形態では、例えば比較的長い経路長（１５０ｍｍ）を有するトナー搬送部３３Ｙおよびトナー搬送部３３Ｋは、負荷指数６０に設定され、比較的短い経路長（５０ｍｍ）を有するトナー搬送部３３Ｍおよびトナー搬送部３３Ｃは、負荷指数４０に設定される。この例では、例えばブラックトナーを用いて黒色のトナー像を現像する現像ユニット３１Ｋがトナー残量不足であるとする。その場合、制御部７は、負荷指数Ａが６０であると認識したのち（ステップＳ２０２）、負荷指数Ａ（＝６０）を伴うトナー搬送部３３Ｋを駆動させてブラックトナーを現像ユニット３１Ｋへ搬送開始する（ステップＳ２０３）。図９では、時刻Ｔ１において、現像ユニット３１Ｋへのブラックトナーの搬送を開始している。
【００５６】
続いて、制御部７は、さらに残量検出部３１５から残量不足の警報信号を受信しているかどうかを判断する（ステップＳ２０４）。さらなる警報信号を受信している場合（ステップＳ２０４Ｙ）、ステップＳ２０５へ進む。
【００５７】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０３において搬送を開始したトナーと同色の現像ユニット３１の残量検出部３１５からの警報信号でないことを判断する。この例では、現像ユニット３１Ｋの残量検出部３１５からの警報信号でないこと、すなわち、他の現像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃの残量検出部３１５からの警報信号を受信していると判断した場合（ステップＳ２０５Ｎ）、ステップＳ２０７へ進む。一方、ステップＳ２０４において受信した警報信号が現像ユニット３１Ｋの残量検出部３１５からの警報信号出会った場合（ステップＳ２０５Ｙ）、ステップＳ２０４へ戻る。
【００５８】
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０５と同様に、残量不足の警報信号を送信した残量検出部３１５の現像ユニット３１に対応するトナー搬送部３３がモータ８１へ与える負荷指数Ｂを情報記憶部３４へ問い合わせる。この例では、シアントナーを用いてシアン色のトナー像を現像する現像ユニット３１Ｃがトナー残量不足であるとする。その場合、制御部７は、負荷指数Ｂが４０であると認識する。そののち、制御部７は、負荷指数Ａと負荷指数Ｂとの合計が１００以下であるかどうか判断する（ステップＳ２０８）。この例では、Ａ＋Ｂ＝６０＋４０＝１００であるから、負荷指数Ｂ（＝４０）を伴うトナー搬送部３３Ｃを駆動させてシアントナーを現像ユニット３１Ｃへ搬送開始（ステップＳ２１０）し、ステップＳ２０４へ戻る。図９では、ブラックトナーの搬送開始とほぼ同時刻（時刻Ｔ１）において、現像ユニット３１Ｃへのシアントナーの搬送を開始している。
【００５９】
ところが、ステップＳ２０４で残量不足の警報信号の発信元が例えばイエロートナーを用いてイエロー色のトナー像を現像する現像ユニット３１Ｙである場合、制御部７は、負荷指数Ｂが６０であると認識する。この場合、負荷指数Ａと負荷指数Ｂとの合計が１２０である（ステップＳ２０８Ｎ）ため、トナー搬送部３３Ｙを駆動させてイエロートナーを現像ユニット３１Ｙへ搬送開始することはできない。したがって、制御部７はＮＧ判定フラグをオンとし（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０４へ戻る。なお、負荷指数Ａと負荷指数Ｂとの合計が１００を超える組み合わせは、次回以降、ステップＳ２０５において拒絶される（ステップＳ２０５Ｙ）。
【００６０】
ステップＳ２０４において、もはや残量不足の警報信号が受信されないと判断された場合（ステップＳ２０４Ｎ）、図８のステップＳ２１１へ進む。
【００６１】
ステップＳ２１１では、供給中のトナーの筐体３１１における残量が所定値に達したかどうかを判断する。ステップＳ２１１において供給中のトナー残量が所定値に達したと判断した場合（ステップＳ２１１Ｙ）、そのトナーの供給を停止（ステップＳ２１２）する。さらに、ＮＧ判定フラグがオンである場合、そのＮＧ判定フラグをオフとする（ステップＳ２１３）。
【００６２】
そののち、供給中のトナー搬送部３３の数が１以下であるかを判断する（ステップＳ２１４）すると共に、供給中のトナー搬送部３３の数が０であるかどうかを判断する（ステップＳ２１５）。供給中のトナー搬送部３３の数が０であると判断した場合（ステップＳ２１５Ｙ）、モータ８１をオフとし（図９の時刻Ｔ５）、トナー供給動作を終了する（エンド）。
【００６３】
なお、ステップＳ２１４において、供給中のトナー搬送部３３の数が２以上である場合（ステップＳ２１４Ｎ）、図７のステップＳ２０４へ戻る。さらに、ステップＳ２１５において、供給中のトナー搬送部３３の数が１である場合（ステップＳ２１５Ｎ）も図７のステップＳ２０４へ戻る。
【００６４】
図９に示した例では、図８のステップＳ２１１においてまず、現像ユニット３１Ｃのトナー残量が所定値に達したので時刻Ｔ２においてクラッチ８５Ｃをオフとしている（図８のステップＳ２１２）。この段階では現像ユニット３１Ｋのトナー残量は所定値に達していないので、供給中のトナー搬送部３３の数が１であると判断され（ステップＳ２１５Ｎ）、図７のステップＳ２０４へ戻る。そこで、現像ユニット３１Ｍにおけるマゼンタトナーの残量不足が検出され、その負荷指数Ｂが４０であることから、図９では、シアントナーの搬送停止とほぼ同時刻（時刻Ｔ２）においてクラッチ８５Ｍがオンされ、現像ユニット３１Ｍへのマゼンタトナーの搬送を開始している。なお、イエローを搬送するトナー搬送部３３の負荷指数Ｂは６０であるので、ステップＳ２０８で拒絶される。
【００６５】
そののち、図９に示した例では、時刻Ｔ３において現像ユニット３１Ｋのトナー残量が所定値に達し、クラッチ８５Ｋをオフとしている（図８のステップＳ２１２）。この段階では現像ユニット３１Ｍのトナー残量は所定値に達していないので、供給中のトナー搬送部３３の数が１であると判断され（ステップＳ２１５Ｎ）、図７のステップＳ２０４へ戻る。そこで、現像ユニット３１Ｙにおけるイエロートナーの残量不足が検出され、図９では、ブラックトナーの搬送停止とほぼ同時刻（時刻Ｔ３）においてクラッチ８５Ｙがオンされ、現像ユニット３１Ｙへのイエロートナーの搬送を開始している。そののち、時刻Ｔ４において現像ユニット３１Ｍのトナー残量が所定値に達し、クラッチ８５Ｍをオフとし、次いで時刻Ｔ５において現像ユニット３１Ｙのトナー残量が所定値に達し、クラッチ８５Ｙをオフとしている。
【００６６】
以上により、トナーの搬送動作が完了する。
【００６７】
（Ｄ．作用効果）
このように本実施の形態では、制御部７により、駆動部８に対する負荷がしきい値以下、すなわちモータ８１が許容可能な最大負荷以下となるように４つのトナー搬送部３３のうちの一部のトナー搬送部３３を選択的に駆動するよう駆動部８を制御するようにした。このため、例えば４つ全てのトナー搬送部３３を同時に駆動させる期間がある場合と比べて、駆動部８のモータ８１に要求される出力が低く抑えられる。したがって、モータ８１の定格トルクを小さくすることができ、その結果、小型化に適する構造が実現できる。
【００６８】
ここで、複数のトナー搬送部３３における、駆動部８に与える負荷は、例えば各トナー搬送部３３の経路長によって異なる。本実施の形態の画像形成部３では、トナー搬送部３３の経路長が色ごとに異なるものの、複数の現像ユニット３１が全て同じ形状および同じ大きさを有すると共に複数のトナーカートリッジ３２が全て同じ形状および同じ大きさを有するようにしている。そのため、現像ユニット３１を構成する部品を共通化すると共にトナーカートリッジ３２を構成する部品を共通化することができる。その一方で、トナー搬送部３３の経路長の違いに伴う駆動部８に与える負荷の相違については、同時に駆動する複数のトナー搬送部３３の組み合わせを適切に選択することにより、モータ８１の最大負荷の増大を回避することができる。
【００６９】
＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では４色のカラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばさらに白色のトナー像や透明のトナー像を形成する現像ユニットを備える画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態では、１次転写方式（直接転写方式）の画像形成装置について説明したが、本発明は２次転写方式にも適用されうる。
【００７０】
さらに、上記実施の形態等では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、先に搬送を行うトナーの残量が所定値に達するまで、そのトナーを現像ユニット３１の筐体３１１に蓄積し、そののち、次の残量不足のトナーの搬送を開始するようにしたが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、制御部７は、現像ユニット３１Ｃへのシアントナーの搬送を開始した時点から所定時間が経過した時点でシアントナーの搬送を停止し、次の現像ユニット３１Ｍへのマゼンタトナーの搬送を開始するよう、駆動部８を制御してもよい。
【００７２】
さらに、制御部７は、複数のトナー搬送部３３の組み合わせのうち、負荷指数が最大となる組み合わせを優先して選択して駆動するよう駆動部８を制御するとよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…媒体供給部、１Ａ…トレイ、１Ｂ…ピックアップローラ、２…搬送部、２１…搬送ローラ対、３…画像形成部、３１（３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）…現像ユニット、３１１…筐体、３１２…感光ドラム、３１３…現像ローラ、３１４…露光ヘッド、３１５…残量検出部、３２（３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ）…トナーカートリッジ、３３（３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ）…トナー搬送部、３３１…トナー搬送ダクト、３３２…搬送スパイラル、３３３…ギヤ、３４…情報記憶部、３５…交換検出部、４…転写部、４１…転写ベルト、４２…駆動ローラ、４３…従動ローラ、４４…転写ローラ、５…定着部、６…排出部、６１，６２…搬送ローラ対、７…制御部、８…駆動部、８１…モータ、８２，８３…ギヤ、８４…動力伝達シャフト、８５…クラッチ、１００…筐体、ＰＭ…媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020194006.tif 000009
【図８】
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【図９】
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