(57)【要約】【課題】記録紙や原稿などのシート状部材における搬送方向と直交する方向の移動量を従来よりも精度良く検知することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】シート状部材を搬送するための搬送路と、発光素子から発した光を、その搬送路内のシート状部材の表面で反射させ、得られた反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子９００でそれぞれ受光した結果に基づいてシート部材の変位を検知する光学式変位センサと、光学式変位センサによる検知結果に基づいて、シート部材の表面方向に沿いつつ搬送方向（ｙ方向）と直交するｘ方向の移動量を示す移動指標値を算出する構成において、ｙ方向に対して、複数の受光素子９００のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、光学式変位センサを配設した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材を搬送するための搬送路と、発光素子から発した光を、該搬送路内のシート状部材の表面で反射させ、得られた反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子でそれぞれ受光した結果に基づいてシート部材の変位を検知する光学式変位センサと、該光学式変位センサによる検知結果に基づいて、シート部材の表面方向に沿いつつ搬送方向と直交する方向の移動量を示す移動指標値を算出する算出手段とを備えるシート搬送装置において、
上記搬送方向に対して、複数の上記受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
請求項１のシート搬送装置において、
複数のシート状部材を重ねた状態で収容するシート収容手段と、該シート収容手段内における一番上のシート状部材に当接した状態で回転することで、該シート収容手段内のシート状部材を上記搬送路に送り出す送出ローラとを設けるとともに、
該送出ローラによって送り出されてくるシート状部材の変位を検知させるように、上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項３】
請求項１のシート搬送装置において、
複数のシート状部材を重ねた状態で収容するシート収容手段と、該シート収容手段内における一番上のシート状部材に当接した状態で回転することで、該シート収容手段内のシート状部材を上記搬送路に送り出す送出ローラと、該送出ローラによって送り出されるシート状部材を複数枚重ならないように１枚ずつに分離する分離パッド又はコーナー爪とを設けるとともに、
該分離パッド又はコーナー爪による分離後のシート状部材の変位を検知させるように、上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかのシート搬送装置において、
上記シート状部材を上記光学式変位センサとの対向位置で該光学式変位センサに接触させるように案内する案内手段を設けたことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかのシート搬送装置において、
上記光学式変位センサとして、シート状部材の変位量を所定周期で検知してその信号を出力するものを用いるとともに、
該光学式変位センサからの出力に基づいて上記シート状部材の所定時間内における平均変位量を算出し、該平均変位量に基づいて上記移動指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかのシート搬送装置において、
上記光学式変位センサからの出力変化に基づいて、上記光学式変位センサとの対向位置でのシート状部材の有無を把握するシート有無把握手段を設けたことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかのシート搬送装置において、
上記搬送方向に対して、上記縦並び方向、横並び方向をそれぞれ４５［°］傾ける姿勢で上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかのシート搬送装置において、
上記搬送路内のシート状部材に対して上記搬送方向の搬送力を付与する搬送力付与手段を、該搬送方向に並べて複数設けるとともに、
それぞれの搬送力付与手段の近傍に、上記光学式変位センサをそれぞれ配設し、それぞれの光学式変位センサによる検知結果に基づいて、それぞれの搬送力付与手段の近傍での移動指標値を個別に算出させるように、上記算出手段を構成したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかのシート搬送装置において、
上記光学式変位センサによる検知結果に基づいて、上記移動指標値として、上記搬送方向に対する上記シート状部材の移動方向の傾きを示す傾き指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項１０】
請求項９のシート搬送装置において、
上記光学式変位センサによって検知されるシート状部材の上記縦並び方向の変位量と、上記横並び方向の変位量との差に基づいて、上記傾き指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項１１】
請求項１０のシート搬送装置において、
上記縦並び方向の変位量と、上記横並び方向の変位量との差を、それら変位量の合成変位量で除算した結果を、上記傾き指標値として算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項１２】
請求項９のシート搬送装置において、
上記光学式変位センサによって検知されるシート状部材の上記縦並び方向の変位量と、上記横並び方向の変位量との比に基づいて、上記傾き指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかのシート搬送装置において、
上記移動指標値に基づいて、上記搬送経路内でシート状部材に上記搬送方向の搬送力を付与する搬送力付与手段の寿命を予測する寿命予測手段を設けたことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項１４】
無端状のベルト部材と、該ベルト部材をループ内側から支持しながら張架する複数の張架部材と、該張架部材のうちの１つであり、自らの回転駆動に伴って該ベルト部材を無端移動せしめる駆動回転体とを備えるベルト駆動装置において、
発光素子から発した光を、上記ベルト部材の表面で反射させ、得られた反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子でそれぞれ受光した結果に基づいて該ベルト部材の変位を検知する光学式変位センサと、該光学式変位センサによる検知結果に基づいて、該ベルト部材の表面方向に沿いつつ上記無端移動方向と直交する方向の移動量を示す移動指標値を算出する算出手段とを設け、
且つ、上記搬送方向に対して、複数の上記受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、該光学式変位センサを配設したことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項１５】
シート状部材である原稿シートを搬送するシート搬送装置と、該シート搬送装置によって搬送されている最中の原稿シート、あるいは該シート搬送装置によって所定の読取位置まで搬送された原稿シートの画像を読み取る読取手段とを備える画像読取装置において、
上記シート搬送装置として、請求項１乃至１３の何れかのシート搬送装置を用いたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１６】
請求項１５の画像読取装置において、
上記移動指標値の算出結果に基づいて、上記読取手段によって読み取られた画像情報を補正する補正手段を設けたことを特徴とする画像読取装置。
【請求項１７】
シート状部材である記録シートを搬送するシート搬送装置と、該シート搬送装置によって搬送されている記録シートに作像処理を施す作像手段とを備える画像形成装置において、
上記シート搬送装置として、請求項１乃至１３の何れかのシート搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
無端状のベルト部材を無端移動せしめるベルト駆動装置と、該ベルト部材の表面、あるいは該ベルト部材の表面に保持される記録部材に対して作像処理を施す作像手段とを備える画像形成装置において、
上記ベルト駆動装置として、請求項１４のベルト駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シートやシート状原稿などのシート状部材を搬送するシート搬送装置や、無端状のベルト部材を無端移動せしめるベルト駆動装置に関するものである。また、かかるシート搬送装置あるいはベルト駆動装置を用いる画像読取装置や画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、給紙トレイ内の印刷用紙を給紙路に送り出して搬送しながら、周知の電子写真プロセスによってその印刷用紙に画像を形成するものである。給紙トレイには、給紙路に送り出されていく印刷用紙の変位を検知する光学式変位センサが設けられている。この光学式変位センサは、パーソナルコンピュータの入力機器である光学式マウスなどに広く使用されているものであり、被検対象である印刷用紙の２次元の変位を光学的に検知する。給紙トレイから印刷用紙を送り出す給紙ローラや、給紙路内で印刷用紙に搬送力を付与する搬送ローラ対が劣化してくると、印刷用紙が搬送方向に沿って真っ直ぐな姿勢で搬送されずに、傾いた姿勢で搬送されるいわゆるスキューが発生し始める。光学式変位センサにより、印刷用紙のスキューに起因する搬送方向と直交する方向の移動量を検知することで、給紙ローラや搬送ローラ対の寿命を予測して、それらローラの交換を故障前に促すことができる。
【０００３】
上述した光学式変位センサは、被検対象に対して光を照射する発光素子と、被検対象の表面で得られた反射光を受光する複数の受光素子とを具備している。それらの受光素子は、例えば、図１に符号９００で示すようにマトリクス状に配設されている。被検対象の表面には、微妙な凹凸が存在することから、反射光量が顕著に多くなる局所箇所や顕著に少なくなる局所箇所が存在する（以下、それらの箇所を特徴箇所という）。光学式変位センサは、マトリクス状に配設された複数の受光素子における受光量の時系列変化に基づいて、その特徴箇所の２次元変位を捉える。たとえば、被検対象の特徴箇所の移動に伴って、より多くの反射光を受光する受光素子９００の位置が、図中矢印で示すように時系列的に変化することで、特徴箇所の矢印に沿った２次元変位を捉えることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４１６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、市販の光学式変位センサをプリンタ試験機の給紙路に搭載して、用紙のスキュー量を検知する実験を行ったところ、精度良い検知を行うことが困難であることがわかった。具体的には、市販の光学式変位センサの殆どは、光学式マウスのために開発されたものであるため、被検対象の表面のうち、ごく狭い領域でしか２次元変位を把握することができない。例えば、図１に示した例では、１６個×１６個の受光素子９００のマトリクスに相当する用紙領域が検知領域となるが、これは用紙の全領域のうちの、ごく狭い領域でしかない。同図において、矢印Ｙ方向が用紙の搬送方向であるとすると、用紙の特徴箇所は矢印Ｙ方向の全領域を確実に移動する。このとき、用紙がスキューを起こしている場合、矢印Ｙ方向だけでなく、矢印Ｘ方向にも移動するようになるが、矢印Ｙ方向への移動量に対して、矢印Ｘ方向の移動量はごく僅かである。このため、スキューを起こした用紙の特徴箇所は、図示の狭い検知領域内において、矢印Ｘ方向に移動したとしても、その移動量はせいぜい数画素分（受光素子数個分）である。図示の態様では、このような矢印Ｘ方向への数画素分の僅かな移動量を、１画素、２画素といった具合に１画素の単位でしか捉えることができない。このため、スキュー量を精度良く検知することが困難なのである。
【０００６】
これまで、画像形成装置の給紙路などといった搬送路内における用紙のスキュー量を検知する際の問題について説明してきたが、スキャナの原稿自働搬送装置の搬送路内における原稿のスキュー量を検知する場合にも、同様の問題が発生する。また、中間転写ベルトなどの無端状のベルト部材を無端移動させるベルト駆動装置において、ベルト部材の幅方向への寄り量を光学式変位センサで検知する構成を採用した場合にも、同様の問題が発生する。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のようなシート搬送装置、ベルト駆動装置、画像読取装置及び画像形成装置を提供することである。即ち、印刷用紙等のシート状部材や、中間転写ベルト等のベルト部材における搬送方向と直交する方向の移動量を従来よりも精度良く検知することができるシート搬送装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、シート状部材を搬送するための搬送路と、発光素子から発した光を、該搬送路内のシート状部材の表面で反射させ、得られた反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子でそれぞれ受光した結果に基づいてシート部材の変位を検知する光学式変位センサと、該光学式変位センサによる検知結果に基づいて、シート部材の表面方向に沿いつつ搬送方向と直交する方向の移動量を示す移動指標値を算出する算出手段とを備えるシート搬送装置において、上記搬送方向に対して、複数の上記受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のシート搬送装置において、複数のシート状部材を重ねた状態で収容するシート収容手段と、該シート収容手段内における一番上のシート状部材に当接した状態で回転することで、該シート収容手段内のシート状部材を上記搬送路に送り出す送出ローラとを設けるとともに、該送出ローラによって送り出されてくるシート状部材の変位を検知させるように、上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１のシート搬送装置において、複数のシート状部材を重ねた状態で収容するシート収容手段と、該シート収容手段内における一番上のシート状部材に当接した状態で回転することで、該シート収容手段内のシート状部材を上記搬送路に送り出す送出ローラと、該送出ローラによって送り出されるシート状部材を複数枚重ならないように１枚ずつに分離する分離パッド又はコーナー爪とを設けるとともに、該分離パッド又はコーナー爪による分離後のシート状部材の変位を検知させるように、上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかのシート搬送装置において、上記シート状部材を上記光学式変位センサとの対向位置で該光学式変位センサに接触させるように案内する案内手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかのシート搬送装置において、上記光学式変位センサとして、シート状部材の変位量を所定周期で検知してその信号を出力するものを用いるとともに、該光学式変位センサからの出力に基づいて上記シート状部材の所定時間内における平均変位量を算出し、該平均変位量に基づいて上記移動指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかのシート搬送装置において、上記光学式変位センサからの出力変化に基づいて、上記光学式変位センサとの対向位置でのシート状部材の有無を把握するシート有無把握手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかのシート搬送装置において、上記搬送方向に対して、上記縦並び方向、横並び方向をそれぞれ４５［°］傾ける姿勢で上記光学式変位センサを配設したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかのシート搬送装置において、上記搬送路内のシート状部材に対して上記搬送方向の搬送力を付与する搬送力付与手段を、該搬送方向に並べて複数設けるとともに、それぞれの搬送力付与手段の近傍に、上記光学式変位センサをそれぞれ配設し、それぞれの光学式変位センサによる検知結果に基づいて、それぞれの搬送力付与手段の近傍での移動指標値を個別に算出させるように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかのシート搬送装置において、上記光学式変位センサによる検知結果に基づいて、上記移動指標値として、上記搬送方向に対する上記シート状部材の移動方向の傾きを示す傾き指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９のシート搬送装置において、上記光学式変位センサによって検知されるシート状部材の上記縦並び方向の変位量と、上記横並び方向の変位量との差に基づいて、上記傾き指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０のシート搬送装置において、上記縦並び方向の変位量と、上記横並び方向の変位量との差を、それら変位量の合成変位量で除算した結果を、上記傾き指標値として算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項９のシート搬送装置において、上記光学式変位センサによって検知されるシート状部材の上記縦並び方向の変位量と、上記横並び方向の変位量との比に基づいて、上記傾き指標値を算出するように、上記算出手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２の何れかのシート搬送装置において、上記移動指標値に基づいて、上記搬送経路内でシート状部材に上記搬送方向の搬送力を付与する搬送力付与手段の寿命を予測する寿命予測手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、無端状のベルト部材と、該ベルト部材をループ内側から支持しながら張架する複数の張架部材と、該張架部材のうちの１つであり、自らの回転駆動に伴って該ベルト部材を無端移動せしめる駆動回転体とを備えるベルト駆動装置において、発光素子から発した光を、上記ベルト部材の表面で反射させ、得られた反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子でそれぞれ受光した結果に基づいて該ベルト部材の変位を検知する光学式変位センサと、該光学式変位センサによる検知結果に基づいて、該ベルト部材の表面方向に沿いつつ上記無端移動方向と直交する方向の移動量を示す移動指標値を算出する算出手段とを設け、且つ、上記搬送方向に対して、複数の上記受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、該光学式変位センサを配設したことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、シート状部材である原稿シートを搬送するシート搬送装置と、該シート搬送装置によって搬送されている最中の原稿シート、あるいは該シート搬送装置によって所定の読取位置まで搬送された原稿シートの画像を読み取る読取手段とを備える画像読取装置において、上記シート搬送装置として、請求項１乃至１３の何れかのシート搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１５の画像読取装置において、上記移動指標値の算出結果に基づいて、上記読取手段によって読み取られた画像情報を補正する補正手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、シート状部材である記録シートを搬送するシート搬送装置と、該シート搬送装置によって搬送されている記録シートに作像処理を施す作像手段とを備える画像形成装置において、上記シート搬送装置として請求項１乃至１３の何れかのシート搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、無端状のベルト部材を無端移動せしめるベルト駆動装置と、該ベルト部材の表面、あるいは該ベルト部材の表面に保持される記録部材に対して作像処理を施す作像手段とを備える画像形成装置において、
上記ベルト駆動装置として、請求項１４のベルト駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、被検対象であるシート状部材やベルト部材の搬送方向に対して、複数の受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で光学式変位センサを配設することで、被検対象の直交移動量を光学式変位センサの１画素未満の単位で検知することが可能になる。例えば、シート状部材の搬送方向に対して、複数の受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ図２に示すように傾けたとする。同図において、矢印Ｙ方向はシート状部材の搬送方向を示している。マトリクスの縦並び方向、横並び方向をそれぞれ矢印Ｙ方向に対して図示のように傾けると、個々の受光素子９００が、矢印Ｙ方向に直交する矢印Ｙ方向に沿って、マトリクスの１画素分（図中のＬ１）よりも狭いピッチ（図中のＬ２）で並ぶことがわかる。これにより、シート状部材の矢印Ｘ方向の移動量を１画素未満の単位で検知することが可能になるのである。このように、被検対象の矢印Ｘ方向への移動量を、マトリクスの１画素分よりも狭い単位で検知することで、従来よりも精度良く検知することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図３は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、画像形成装置としての画像形成部１と、白紙供給装置４０と、画像読取ユニット５０とを備えている。画像読取装置としての画像読取ユニット５０は、画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０と、これに支持されるシート搬送装置としての原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）５１とを有している。
【００１１】
白紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセットから記録紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された記録紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成部１の搬送路としての給紙路３７に、シート状部材としての記録紙を搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット内の記録紙を画像形成部１内の給紙路３７内に給紙する。
【００１２】
画像形成手段としての画像形成部１は、光書込装置２や、黒，イエロー，マゼンタ，シアン（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、スイッチバック装置３６、給紙路３７等を備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。
【００１３】
図４は、画像形成部１の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図である。また、図５は、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図５においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。
【００１４】
プロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ、感光体とその周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、画像形成部１本体に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。本複写機では、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを、後述する中間転写ベルト２５に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【００１５】
感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【００１６】
現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された二成分現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。
【００１７】
攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサ１０などを有している。
【００１８】
現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクタブレード１４などを有している。現像スリーブ１２は、非磁性の回転可能な筒状になっている。マグネットローラ１２は、ドクタブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ１３表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【００１９】
磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクタブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。攪拌部７内には、トナー濃度センサ１０による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、現像装置６として、二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。
【００２０】
ドラムクリーニング装置１５としては、弾性体からなるクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体４表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置１５に送ってリサイクルする。
【００２１】
除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。
【００２２】
先に示した図４において、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【００２３】
４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。ベルト駆動装置としての転写ユニット２４は、複数のローラによって張架した中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃと、無端状のベルト部材である中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けて押圧している。これら１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップには、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２４】
転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と２次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの２次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３１には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７は接地されている。これにより、２次転写ニップに２次転写電界が形成されている。
【００２５】
この２次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されている。また、レジストローラ対３３のレジストニップの入口付近には、図示しないレジストローラセンサが配設されている。図示しない白紙供給装置からレジストローラ対３３に向けて搬送されてくる記録紙Ｐは、その先端がレジストローラセンサに検知された所定時間後記録紙Ｐの搬送が一時停止し、レジストローラ対３３のレジストニップに先端を突き当てる。この結果、記録紙Ｐの姿勢が修正され、画像形成との同期をとる準備が整う。このようにして、記録紙Ｐは、姿勢が修正されるが、その修正が上手く行われない場合もある。すると、レジストローラ対３３の下流側で記録紙Ｐのスキューが発生する。
【００２６】
記録紙Ｐの先願がレジストニップに突き当たると、レジストローラ対３３は、記録紙Ｐを中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングでローラ回転駆動を再開して、記録紙Ｐを２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括２次転写され、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３４へと搬送される。なお、レジストニップの出口付近には、光学式変位センサ３８が配設されているが、その役割については後述する。
【００２７】
２次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、２次転写ニップで記録紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置によって掻き取り除去される。
【００２８】
定着装置３４に搬送された記録紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、機外へと排出される。
【００２９】
先に示した図３において、紙搬送ユニット２２および定着装置３４の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた記録紙が、切換爪で記録紙の進路を記録紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び２次転写転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。
【００３０】
画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０やこれの上に固定されたＡＤＦ５１は、固定読取部や移動読取部１５２を有している。移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサ１５３で受光する。
【００３１】
一方、固定読取部は、スキャナ１５０の内部に配設された第１面固定読取部１５１と、ＡＤＦ５１内に配設された図示しない第２面固定読取部とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する第１面固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、後述するＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳの第１面を走査する。また、第２面固定読取部は、第１面固定読取部１５１を通過した後の原稿ＭＳの第２面を走査する。
【００３２】
スキャナ１５０の上に配設されたＡＤＦ５１は、本体カバー５２に、読取前の原稿ＭＳを載置するための原稿載置台５３、シート状部材としての原稿ＭＳを搬送するための搬送ユニット５４、読取後の原稿ＭＳをスタックするための原稿スタック台５５などを保持している。図６に示すように、スキャナ１５０に固定された蝶番１５９によって上下方向に揺動可能に支持されている。そして、その揺動によって開閉扉のような動きをとり、開かれた状態でスキャナ１５０の上面の第１コンタクトガラス１５４や第２コンタクトガラス１５５を露出させる。原稿束の片隅を綴じた本などの片綴じ原稿の場合には、原稿を１枚ずつ分離することができないため、ＡＤＦによる搬送を行うことができない。そこで、片綴じ原稿の場合には、ＡＤＦ５１を図６に示すように開いた後、読み取らせたいページが見開かれた片綴じ原稿を下向きにして第２コンタクトガラス１５４上に載せた後、ＡＤＦを閉じる。そして、スキャナ１５０の図３に示した移動読取部１５２によってそのページの画像を読み取らせる。
【００３３】
一方、互いに独立した複数の原稿ＭＳを単に積み重ねた原稿束の場合には、その原稿ＭＳをＡＤＦ５１によって１枚ずつ自動搬送しながら、スキャナ１５０内の第１面固定読取部１５１やＡＤＦ５１内の第２面固定読取部に順次読み取らせていくことができる。この場合、原稿束を原稿載置台５３上にセットした後、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、ＡＤＦ５１が、原稿載置台５３上に載置された原稿束の原稿ＭＳを上から順に搬送ユニット５４内に送り、それを反転させながら原稿スタック台５５に向けて搬送する。この搬送の過程で、原稿ＭＳを反転させた直後にスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１の真上に通す。このとき、原稿ＭＳの第１面の画像がスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１によって読み取られる。
【００３４】
図７は、ＡＤＦ５１の要部構成をスキャナ１５０の上部とともに示す拡大構成図である。ＡＤＦ５１は、原稿セット部Ａ、分離給送部Ｂ、レジスト部Ｃ、ターン部Ｄ、第１読取搬送部Ｅ、第２読取搬送部Ｆ、排紙部Ｇ、スタック部Ｈ等を備えている。
【００３５】
原稿セット部Ａは、原稿ＭＳの束がセットされる原稿載置台５３等を有している。また、分離給送部Ｂは、セットされた原稿ＭＳの束から原稿ＭＳを一枚ずつ分離して給送するものである。また、レジスト部Ｃは、給送された原稿ＭＳに一時的に突き当たって原稿ＭＳを整合した後に送り出すものである。また、ターン部Ｄは、Ｃ字状に湾曲する湾曲搬送部を有しており、この湾曲搬送部内で原稿ＭＳを折り返しながらその上下を反転させるものである。また、第１読取搬送部Ｅは、第１コンタクトガラス１５５の上で原稿ＭＳを搬送しながら、第１コンタクトガラス１５５の下方で図示しないスキャナの内部に配設されている第１固定読取部１５１に原稿ＭＳの第１面を読み取らせるものである。また、第２読取搬送部Ｆは、第２固定読取部９５の下で原稿ＭＳを搬送しながら、原稿ＭＳの第２面を第２固定読取部９５に読み取らせるものである。また、排紙部Ｇは、両面の画像が読み取られた原稿ＭＳをスタック部Ｈに向けて排出するものである。また、スタック部Ｈは、スタック台５５の上に原稿ＭＳをスタックするものである。
【００３６】
原稿ＭＳは、原稿ＭＳの束の厚みに応じて図中矢印ａ、ｂ方向に揺動可能な可動原稿テーブル５４の上に原稿先端部が載せられるとともに、原稿後端側が原稿載置台５３の上に載せられた状態でセットされる。このとき、原稿載置台５３上において、その幅方向（図紙面に直交する方向）の両端に対してそれぞれ図示しないサイドガイドが突き当てられることで、幅方向における位置が調整される。このようにしてセットされる原稿ＭＳは、可動原稿テーブル５４の上方で揺動可能に配設されたレバー部材６２を押し上げる。すると、それに伴って原稿セットセンサ６３が原稿ＭＳのセットを検知して、検知信号を図示しないコントローラに送信する。そして、この検知信号は、コントローラからＩ／Ｆを介してスキャナの読取制御部に送られる。
【００３７】
原稿載置台５３には、原稿ＭＳの搬送方向の長さを検知する反射型フォトセンサ又はアクチュエーター・タイプのセンサからなる第１長さセンサ５７、第２長さセンサ５８が保持されている。これら長さセンサにより、原稿ＭＳの搬送方向の長さが検知される。
【００３８】
可動原稿テーブル５４の上に載置された原稿ＭＳの束の上方には、カム機構によって上下方向（図中矢印ｃ，ｄ方向）に移動可能に支持されるピックアップローラ８０が配設されている。このカム機構は、ピックアップモータ５６によって駆動することで、ピックアップローラ８０を上下移動させることが可能である。ピックアップローラ８０が上昇移動すると、それに伴って可動原稿テーブル５４が図中矢印ａ方向に揺動して、ピックアップローラ８０が原稿ＭＳの束における一番上の原稿ＭＳに当接する。更に可動原稿テーブル５４が上昇すると、やがてテーブル上昇検知センサ５９によって可動原稿テーブル５４の上限までの上昇が検知される。これにより、ピックアップモータ５６が停止するとともに、可動原稿テーブル５４の上昇が停止する。
【００３９】
複写機の本体に設けられたテンキーやディスプレイ等からなる本体操作部に対しては、操作者によって両面読取モードか、あるいは片面読取モードかを示す読取モード設定のためのキー操作や、コピースタートキーの押下操作などが行われる。コピースタートキーが押下されると、図示しない本体制御部からＡＤＦ５１のコントローラに原稿給紙信号が送信される。すると、ピックアップローラ８０が給紙モータ７６の正転によって回転駆動して、可動原稿テーブル５４上の原稿ＭＳを可動原稿テーブル５４上から送り出す。
【００４０】
両面読取モードか、片面読取モードかの設定に際しては、可動原稿テーブル５４上に載置された全ての原稿ＭＳについて一括して両面、片面の設定を行うことが可能である。また、１枚目及び１０枚目の原稿ＭＳについては両面読取モードに設定する一方で、その他の原稿ＭＳについては片面読取モードに設定するなどといった具合に、個々の原稿ＭＳについてそれぞれ個別に読取モードを設定することも可能である。
【００４１】
ピックアップローラ８０によって送り出された原稿ＭＳは、分離搬送部Ｂに進入して、給紙ベルト８４との当接位置に送り込まれる。この給紙ベルト８４は、駆動ローラ８２と駆動ローラ８２とによって張架されており、給紙モータ７６の正転に伴う駆動ローラ８２の回転によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。この給紙ベルト８４の下部張架面には、給紙モータ７６の正転によって図中時計回りに回転駆動されるリバースローラ８５が当接している。当接部においては、給紙ベルト８４の表面が給紙方向に移動する。これに対し、リバースローラ８５は、給紙ベルト８４に所定の圧力で当接しており、給紙ベルト８４に直接当接している際、あるいは当接部に原稿ＭＳが１枚だけ挟み込まれている際には、ベルト又は原稿ＭＳに連れ回る。但し、当接部に複数枚の原稿ＭＳが挟み込まれた際には、連れ回り力がトルクリミッターのトルクよりも低くなることから、連れ回り方向とは逆の図中時計回りに回転駆動する。これにより、最上位よりも下の原稿ＭＳには、リバースローラ８５によって給紙とは反対方向の移動力が付与されて、数枚の原稿から最上位の原稿ＭＳだけが分離される。
【００４２】
給紙ベルト８４やリバースローラ８５の働きによって１枚に分離された原稿ＭＳは、レジスト部Ｃに進入する。そして、突き当てセンサ７２の直下を通過する際にその先端が検知される。このとき、ピックアップモータ５６の駆動力を受けているピックアップローラ８０がまだ回転駆動しているが、可動原稿テーブル５４の下降によって原稿ＭＳから離間するため、原稿ＭＳは給紙ベルト８４の無端移動力のみによって搬送される。そして、突き当てセンサ７２によって原稿ＭＳの先端が検知されたタイミングから所定時間だけ給紙ベルト８４の無端移動が継続して、原稿ＭＳの先端がプルアウト駆動ローラ８６とこれに当接しながら回転駆動するプルウト駆動ローラ８７との当接部に突き当たる。
【００４３】
プルアウト従動ローラ８７は、原稿ＭＳを原稿搬送方向下流側の中間ローラ対６６まで搬送する役割を担っており、給紙モータ７６の逆転によって回転駆動される。給紙モータ７６が逆転すると、プルアウト従動ローラ８７と、互いに当接している中間ローラ対６６における一方のローラとが回転を開始するとともに、給紙ベルト８４の無端移動が停止する。また、このとき、ピックアップローラ８０の回転も停止される。
【００４４】
プルアウト従動ローラ８７から送り出された原稿ＭＳは、原稿幅センサ７３の直下を通過する。原稿幅センサ７３は、反射型フォトセンサ等からなる紙検知部を複数有しており、これら紙検知部は原稿幅方向（図紙面に直交する方向）に並んでいる。どの紙検知部が原稿ＭＳを検知するのかに基づいて、原稿ＭＳの幅方向のサイズが検知される。また、原稿ＭＳの搬送方向の長さは、原稿ＭＳの先端が突き当てセンサ７２によって検知されてから、原稿ＭＳの後端が突き当てセンサ７２によって検知されなくなるまでのタイミングに基づいて検知される。
【００４５】
原稿幅センサ７３によって幅方向のサイズが検知された原稿ＭＳの先端は、ターン部Ｄに進入して、中間ローラ対６６のローラ間の当接部に挟み込まれる。この中間ローラ対６６による原稿ＭＳの搬送速度は、後述する第１読取搬送部Ｅでの原稿ＭＳの搬送速度よりも高速に設定されている。これにより、原稿ＭＳを第１読取搬送部Ｅに送り込むまでの時間の短縮化が図られている。
【００４６】
ターン部Ｄ内を搬送される原稿ＭＳの先端は、原稿先端が読取入口センサ６７との対向位置を通過する。これによって原稿ＭＳの先端が読取入口センサ６７によって検知されると、その先端が搬送方向下流側の読取入口ローラ対（８９と９０との対）の位置まで搬送される間での間に、中間ローラ対６６による原稿搬送速度が減速される。また、読取モータ７７の回転駆動の開始に伴って、読取入口ローラ対（８９，９０）における一方のローラ、読取出口ローラ対９２における一方のローラ、第２読取出口ローラ対９３における一方のローラがそれぞれ回転駆動を開始する。
【００４７】
ターン部Ｄ内においては、原稿ＭＳが中間ローラ対６６と読取入口ローラ対（８９、９０）との間の湾曲搬送路で搬送される間に上下面が逆転されるとともに、搬送方向が折り返される。そして、読取入口ローラ対（８９、９０）のローラ間のニップを通過した原稿ＭＳの先端は、レジストセンサ６５の直下を通過する。このとき原稿ＭＳの先端がレジストセンサ６５によって検知されると、所定の搬送距離をかけながら原稿搬送速度が減速されていき、第１読取搬送部Ｅの手前で原稿ＭＳの搬送が一時停止される。また、図示しない読取制御部に対してレジスト停止信号が送信される。
【００４８】
レジスト停止信号を受けた読取制御部が読取開始信号を送信すると、ＡＤＦ５１のコントローラの制御により、原稿ＭＳの先端が第１読取搬送部Ｅ内に到達するまで、読取モータ７７の回転が再開されて所定の搬送速度まで原稿ＭＳの搬送速度が増速される。そして、読取モータ７７のパルスカウントに基づいて算出された原稿ＭＳの先端が第１固定読取部１５１による読取位置に到達するタイミングで、コントローラから読取制御部に対して原稿ＭＳの第１面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が送信される。この送信は、原稿ＭＳの後端が第１固定読取部１５１による読取位置を抜け出るまで続けられ、原稿ＭＳの第１面が第１固定読取部１５１によって読み取られる。
【００４９】
第１読取搬送部Ｅを通過した原稿ＭＳは、後述の読取出口ローラ対９２を経由した後、その先端が排紙センサ６１によって検知される。片面読取モードが設定されている場合には、後述する第２固定読取部９５による原稿ＭＳの第２面の読取が不要である。そこで、排紙センサ６１によって原稿ＭＳの先端が検知されると、排紙モータ７８の正転駆動が開始されて、排紙ローラ対９４における図中下側の排紙ローラが図中時計回り方向に回転駆動される。また、排紙センサ６１によって原稿ＭＳの先端が検知されてからの排紙モータパルスカウントに基づいて、原稿ＭＳの後端が排紙ローラ対９４のニップを抜け出るタイミングが演算される。そして、この演算結果に基づいて、原稿ＭＳの後端が排紙ローラ対９４のニップから抜け出る直前のタイミングで、排紙モータ７８の駆動速度が減速せしめられて、原稿ＭＳがスタック台５５から飛び出さないような速度で排紙される。
【００５０】
一方、両面読取モードが設定されている場合には、排紙センサ６１によって原稿ＭＳの先端が検知された後、第２固定読取部９５に到達するまでのタイミングが読取モータ７７のパルスカウントに基づいて演算される。そして、そのタイミングでコントローラから読取制御部に対して原稿ＭＳの第２面における副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が送信される。この送信は、原稿ＭＳの後端が第２固定読取部９５による読取位置を抜け出るまで続けられ、原稿ＭＳの第２面が第２固定読取部９５によって読み取られる。
【００５１】
読取手段としての第２固定読取部９５は、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）からなり、原稿ＭＳに付着している糊状の異物が読取面に付着することによる読取縦すじを防止する目的で、読取面にコーティング処理が施されている。第２固定読取部９５との対向位置には、原稿ＭＳを非読取面側（第１面側）から支持する原稿支持手段としての第２読取ローラ９６が配設されている。この第２読取ローラ９６は、第２固定読取部９５による読取位置での原稿ＭＳの浮きを防止するとともに、第２固定読取部９５におけるシェーディングデータを取得するための基準白部として機能する役割を担っている。
【００５２】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
本発明者らは、図８に示す実験装置を用意した。この実験装置は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に線速Ｖで回転駆動せしめられる回転ドラム９２０と、回転ドラムの側方でドラム表面と所定の間隙を介して対向するように配設された光学式変位センサ９１０とを具備している。回転ドラム９２０の表面は、鏡面仕上げされており、拡散反射光を殆ど発生させないことから、拡散反射光を検出する後述のＬＥＤ方式の光学式変位センサでは、回転ドラム９２０の表面移動を検出することができない。そこで、回転ドラム９２０の表面には、記録紙Ｐを巻き付けてある。回転ドラム９２０としては、直径１００［ｍｍ］のものを用い、これを２０〜２００ｒｐｍ（線速換算で１０５〜１０４７ｍｍ／ｓ）の速度で回転させる。なお、同図において、矢印ｙ方向は光学式変位センサ９１０との対向位置における回転ドラム９２０表面の移動方向を示している。また、矢印ｘ方向は、回転ドラム９２０の回転軸線方向を示しており、これは矢印ｙ方向と直交する。
【００５３】
光学式変位センサ９１０は大別すると、ＬＥＤ方式のものと、ＬＤ（レーザーダイオード）方式のものとに分類される。ＬＥＤ方式の光学式変位センサ９１０は、例えば図９に示すように、発光素子としてのＬＥＤ９１１から発した光ビーム（波長λ＝６３９ｎｍ）を、被検対象９９０の表面で反射させる。そして、得られた反射光を、図示しない複数の受光素子がマトリクス状に配設された撮像モジュール９１２の各受光素子で受光して、各受光素子による受光パターンを得る。その後、所定の受光パターン取得周期（フレームレートの逆数）が経過した後に、再び受光パターンを得て、前回の受光パターンとの差を把握することで、被検対象９９０のｘ方向の移動量と、ｙ方向の移動量とを把握してそれらを一時記憶する。そして、図示しないＣＰＵから所定のサンプリング周期で送られてくる読み出し命令に応じて、それらの移動量データを出力する。また、ＬＤ方式の光学式変位センサ９１０は、発光素子としてのＶＣＳＥＬ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser）モジュール９１５から発したレーザー光（波長λ＝８３２〜８６５ｎｍ）光を被検対象９９０の表面で反射させる。ＬＤ方式がＬＥＤ方式と異なる点は、コヒーレント光であるレーザー光を用いることにより、ごく微細な凸凹であっても反射光の干渉パターンが得られることである。ＬＤ方式、ＬＥＤ方式ともに、「Ａｖａｇｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」社から市販されている。実験では、同社から市販されているＬＥＤ方式の「ＡＤＮＳ−３０８０」を使用した。この光学式変位センサ９１０は、撮像モジュール９１２における受光素子のマトリクスが３０×３０［ｐｉｘｅｌ］になっており、毎秒２０００〜６４６９フレームの受光パターンを取り込んでｘ方向、ｙ方向の移動量に相当する信号を出力する。ＬＤ方式においても、同等以上の性能のものが市販されている。
【００５４】
図１１は、光学式変位センサの一般的な配設態様を説明するための模式図である。被検対象のＸ−Ｙ座標上の変位を検知する場合、通常は、図示のように、撮像モジュールにおける複数の受光素子の横並び方向であるα方向をＸ方向に沿わせるとともに、複数の受光素子の縦並び方向であるβ方向をＹ方向に沿わせる姿勢で、光学式変位センサを配設する。このように配設した光学式変位センサのα方向用の出力端子からは、例えば所定のサンプリング周期内で被検対象がＸ方向に３画素分だけ移動すると、「３」を示す信号が出力される。また、光学式変位センサのβ方向用の出力端子からは、例えば所定のサンプリング周期内で被検対象がＹ方向に４画素分だけ移動すると、「４」を示す信号が出力される。光学式変位センサでは、このように、被検対象の変位量に相当する画素値が整数（離散値）で出力される。つまり、光学式変位センサは、被検対象の変位量を１画素単位で検知する仕様になっている。
【００５５】
図１２は、上述した実験装置における光学式変位センサの配設態様を説明するための模式図である。実験装置では、図示のように、被検対象としての回転ドラムの表面移動方向であるｙ方向に対して、撮像モジュールのα方向やβ方向を傾ける姿勢で、光学式変位センサ（９１０）を配設している。なお、実験に用いた光学式変位センサの撮像モジュール９１２は、複数の受光素子のマトリクスが３０×３０［ｐｉｘｅｌ］になっているが、同図では、便宜上、１６×１６［ｐｉｘｅｌ］で示している。
【００５６】
同図に示す姿勢で光学式変位センサ９１０を配設した状態で、回転ドラム９２０を回転させてその表面をｙ方向に移動させると、光学式変位センサ９１０のα方向用の出力端子や、β方向用の出力端子から、それぞれほぼ同じ値の出力がなされる。これは、先に示した図１２において、被検対象のα方向への移動量をα、β方向への移動量をβで示した場合に、例えば、被検対象がｙ方向に「α２＋β２」の平方根と同じ量だけ移動する毎に、光学式変位センサが被検対象のα方向の１画素分の移動と、β方向の１画素分の移動とを検知するからである。実験装置では、被検対象としての回転ドラム９２０の表面はｘ方向に移動しないので、ドラム表面のｙ方向への移動量は、次式によって表される。
【数１】
2010116214.tif 000003
【００５７】
図１３は、実験装置の光学式変位センサ９１０からのα方向変位の出力波形を示すグラフである。この出力波形は、α方向を、回転ドラム９２０の表面移動方向であるｙ方向に沿わせる姿勢で光学式変位センサ９１０を配設し、回転ドラム９２０を４１９［ｍｍ／ｓ］の線速で回転させたときに得られたものである。出力のサンプリング周期は１［ｍｓ］としている。被検対象を４１９［ｍｍ／ｓ］の速度でｙ方向（図１２参照）に移動させながら、１［ｍｓ］周期でサンプリングを行うと、光学式変位センサ９１０のα方向変位の出力は、「６」、「７」あるいは「８」の整数値が得られることがわかる。光学式マウス用のセンサとして使用する場合には、このような出力が便利であるが、被検対象の変位を連続的に把握する場合には、１画素よりも細かな変位も捉えることが望ましい。そこで、本発明者らは、光学式変位センサからの出力値を所定時間内で平均化したものを変位の連続量として扱うことを考えた。なお、回転ドラム９２０の表面移動方向であるｙ方向と、光学式変位センサ９１０のβ方向とを一致させた場合も、センサからのβ方向変位の出力波形は同様のものが得られる。
【００５８】
センサ出力の平均化を行う上で、どの程度の数のサンプリングデータに対して平均をとればよいのかを知るために、まず、１０００個のサンプル数で平均変位量を求めた。この平均変位量を基準変位量として、様々な平均算出サンプル数で求めた平均変位量の基準変位量に対する相対値を求めた。この相対値と、平均算出サンプル数との関係を図１４に示す。平均算出サンプル数が１０００である場合の平均変位量は、基準変位量そのものであるので、同図において、平均算出サンプル数が１０００である場合の相対値は１になっている。平均算出サンプル数が少なくなるほど、グラフの振幅が大きくなる。相対値に対する振幅の大きさが±１％以内になる条件でみると、２０個のサンプルで平均をとれば（２０サンプル周期分）、安定した結果が得られることがわかった。そこで、光学式変位センサからの出力を２０サンプル毎に平均して平均変位量を求めることにした。
【００５９】
図１５は、光学式変位センサからの出力を２０サンプル毎に平均化した平均変位量と、回転ドラム９２０の線速との関係を示すグラフである。−１〜１［ｍ／ｓ］に渡る速度範囲にて、速度と平均変位量との関係が良好な相関を示していることがわかる。なお、同図では、α方向の変位量を示すセンサ出力の平均変位量と、速度との関係を示したが、β方向についても、同様の関係が成立する。
【００６０】
本発明者らは、次に、図１２に示した角度θを０［°］から徐々に大きくしていった場合における、α方向の平均変位量と、β方向の平均変位量と、上記数１の数式によって求められる合成変位量との関係を調べる実験を行った。この結果を図１６に示す。実験装置では、被検対象となる回転ドラム９２０の表面がｙ方向にしか移動しないので、合成変位量はドラムのｙ方向の移動量と一致する。図示のように、光学式変位センサ９１０の図１１の状態に対する傾きを示す角度θが０〜６［°］の範囲では、α方向の平均変位量がほぼゼロになっているのに対し、β方向の平均変位量がほぼ飽和状態にある。角度θが０〜６［°］の範囲では、β方向がドラム表面移動方向であるｙ方向に一致するか、あるいは、ほぼｙ方向に沿うので、ｙ方向の移動しか検知していないことになる。つまり、角度θが０〜６［°］の範囲では、被検対象の斜め移動を検知することができないことを示している。これに対し、角度θが４５［°］の付近になると、α方向の平均変位量が角度θ＝０［°］の条件に比べてかなり大きくなっており、ｙ方向の変位と、ｘ方向の変位とをそれぞれ感度良く検知していることがわかる。
【００６１】
角度θにおけるα方向の変位に対する感度の有無を一元的に表す目的で、次式で求められる数値を、α方向の変位に対する感度の指標値として用いることにした。
【数２】
2010116214.tif 000004
【００６２】
回転ドラム９２０を互いに異なる３つの線速モードで回転させた場合における、α方向の変位に対する感度の指標値と、角度θと、線速との関係を図１７に示す。図示のように、角度θが０〜４［°］の範囲では、α方向の変位に対する感度が全く無いが、角度θが５［°］を上回り始めると、α方向の変位に対する感度が現れ始める。そして、角度θが１０［°］あたりになると、α向の変位に対する感度が飽和付近まで上昇するが、角度θが１０〜２５［°］あたりでは、飽和感度が安定して得られていまい。角度θを［°］よりも大きく設定することで、α方向の変位に対する飽和感度を安定して得られることがわかった。この理由は後述するが、α方向とβ方向とで、センサ感度が同等でないことによる。
【００６３】
次に、本発明者らは、光学式変位センサ９１０を４５［°］の角度θで傾けた姿勢で、回転ドラム９２０を回転させた状態を基準にして、光学式変位センサ９１０を角度θの方向に微小角度回転させて、センサ出力を取得する実験を行った。光学式変位センサ９１０を角度θの方向に僅かに回転させる（この時点で角度θが４５°から変化する）ことで、被検対象がスキューを起こしているのと同じ状態を擬似的につくりだすことができる。スキューとは、被検対象が搬送方向であるｙ方向に向けて真っ直ぐに進まずに、ｙ方向から傾いた状態で進む現象である。微小なスキュー角を検出することが可能か否かを調べるために、光学式変位センサ９１０からの出力に基づいて算出されるα方向の平均変位量（α）と、β方向の平均変位量（β）とを、次式に代入して、擬似的なスキューによるスキュー角の指標となる傾き指標値Ａを算出した。
【数３】
2010116214.tif 000005
【００６４】
この傾き指標値Ａにおいて、α方向の平均変位量αと、β方向の平均変位量βとの差をとるのは、両方向の変位量を加味してスキュー角φを捉えることで、検出精度を高める狙いからである。また、前述の差を、合成変位量（α２＋β２の平方根）で除算しているのは、速度の影響を除外する規格化を行うためであり、この規格化により、スキュー角φを速度から分離して検出することが可能になる。
【００６５】
傾き指標値Ａと、光学式変位センサ９１０のｘ方向の移動量によって求められるスキュー角φとの関係を図１８に示す。０［°］近傍ではスキュー角φを１／６［°］というかなり細かい刻みで変化させているが、この細かい変化を敏感に捉えることができている。よって、光学式変位センサ９１０を４５［°］の角度θで傾けた姿勢にすることで、被検対象のスキュー角φを１／６［°］以下の分解能で検出し得ることが確かめられた。
【００６６】
図１９は、角度θを０［°］にした姿勢で配設した光学式変位センサの撮像モジュール９１２と、被検対象のスキュー角φ１との関係を示す模式図である。なお、実験では、上述したように、３０×３０［ｐｉｘｅｌ］の撮像モジュールを用いているが、同図では、便宜上、撮像モジュール９１２のマトリクスを１６×１６［ｐｉｘｅｌ］で示している（後述する図２０も同様）。あるサンプリングタイミングで、β方向の下端に位置する受光素子９１３によって被検対象の特徴箇所（丸印）が捉えられている。この特徴箇所が、次のサンプリングタイミングで、β方向の上端に位置する受光素子９１３によって捉えられたとする。このとき、被検対象の搬送方向であるｙ方向に対する移動方向の傾き（φ１の正接）は、図示のように１／１５である。この１／１５よりも小さな傾きを、図示の態様で検出することはできない。
【００６７】
図２０は、角度θを４５［°］にした姿勢で配設した光学式変位センサの撮像モジュール９１２と、被検対象のスキュー角φ２との関係を示す模式図である。光学式変位センサの角度θを４５［°］に傾けると、図示のように、被検対象のｙ方向に対する移動方向の傾きを、１／２１の分解能で検出することが可能になる。つまり、角度θを４５［°］にした条件では、角度θを０［°］にした条件に比べて、より小さなスキュー角を検出できるようになる（φ１＞φ２）。
【００６８】
より小さなスキュー角を検出できるようになると、より少ないサンプリング数で、安定した平均変位量を求めることが可能になる。例えば、上述したように、角度θを４５［°］にした条件では、１［ｍ／ｓ］のサンプリング周期で２０個のサンプリングを行った平均をとることで、安定した平均変位量を求めることが可能になることは既に述べた通りである。ところが、角度θを０［°］にした条件では、サンプリング数をもっと増やさないと、安定した平均変位量を得ることができないのである。
【００６９】
光学式変位センサは、わずか３０×３０［ｐｉｘｅｌ］の検知範囲内で例えば０〜１［ｍ／ｓ］程度の速度変化を連続して検出できるように、被検対象の速度に応じてフレームレートを変化させるのが一般的である。被検対象の速度が比較的速い場合には、フレームレートを大きくする（受光パターン取得周期を短くする）一方で、被検対象の速度が比較的遅い場合には、フレームレートを小さくするのである。ここで、被検対象がスキューを引き起こしていると、被検対象が搬送方向（ｙ方向）だけでなく、搬送方向と直交する方向（ｘ方向）にも移動するようになるが、単位時間あたりにおいて、ｘ方向への変位量はｙ方向への変位量に比べて僅かである。また、ｘ方向への移動速度も、ｙ方向への移動速度に比べて僅かである。例えば、スキュー角φが１［°］の場合では、ｘ方向への移動速度はｙ方向への移動速度の１７［％］程度である。ｙ方向への移動速度が比較的速いことに対応して、フレームレートを比較的大きくすると、各フレームにおいて、ｙ方向への変位を的確に捉えることが可能になるが、ｘ方向においては、ｘ方向の速度に比べて受光パターン取得周期が短すぎることから、各フレームでｘ方向の変位を捉え難くなる。但し、角度θを４５［°］にしてより小さなスキュー角φを捉え得るようにすると、０［°］にした場合に比べて、各フレームでのｘ方向の変位を捉え易くなるので、比較的少ないサンプリング数で安定した平均変位量を算出することが可能になるのである。
【００７０】
本発明者らは、次に、図８に示した実験装置において、回転ドラム９２０の全周に渡って記録紙Ｐを巻き付ける代わりに、記録紙Ｐを巻き付けない領域を周方向において所定のピッチで設けて、光学式変位センサからの出力を調べる実験を行った。この結果を図２１に示す。図示のように、光学式変位センサからの出力が間欠的に得られていることがわかる。これは、記録紙Ｐを巻き付けていないドラム無垢の表面では、拡散反射光が得られずに、撮像モジュールに検知されないからである。記録紙Ｐを搬送する搬送路内の記録紙Ｐを被検対象にするように光学式変位センサを配設した場合にも、搬送路内に記録紙Ｐが存在していないときには同様に、光学式変位センサからの出力が無くなる。つまり、光学式変位センサからの出力の有無に基づいて、記録紙Ｐの有無を把握することができるのである。
【００７１】
本発明者らは、次に、光学式変位センサからのα方向用の出力と、β方向用の出力とを用いて算出される、スキュー角φの指標となる傾き指標値について検討した。上述した数３の数式に基づいて算出される傾き指標値Ａもその一つであるが、この他にも、スキュー角φと良好な相関を示す傾き指標値がいくつか考えられた。何れも、三角関数に基づいて、α方向の変位量と、β方向の変位量と、それらの合成変位量とから算出される。その１つとして、「ｓｉｎφ」を検討した。これは、「ｘ方向の変位量／合成変位量」という数式によって求めることができる。また、他の傾き指標値として、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」を検討した。ｓｉｎφは「ｘ方向の変位量／合成変位量」であり、ｃｏｓφは「ｙ方向の変位量／合成変位量」であることから、その解は、両方向の変位量の差に基づいて算出されることになる。更に、他の傾き指標値として、「ｔａｎφ」を検討した。周知のように、「ｔａｎφ＝ｓｉｎφ／ｃｏｓφ」という関係が成立し、この式の右辺のｓｉｎφやｃｏｓφを各種の変位量で表すと、右辺を、「ｘ方向の変位量／ｙ方向の変位量」という式に変形することができる。つまり、この傾き指標値は、ｘ方向の変位量とｙ方向の変位量との比に基づいて算出されるものである。これら３つの傾き指標値とスキュー角φとの関係を理論演算によって求めた結果を、図２２に示す。なお、同図においては、「ｔａｎφ」から１を減算したり、「ｓｉｎφ」から「ｓｉｎπ／４」を減算したりしているが、これは、３つのグラフをそれぞれ原点を通るように位置調整したためである。３つのグラフを傾きが大きい順に並べると、「ｔａｎφ」、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、「ｓｉｎφ」となる。つまり、スキュー角φを感度良く検出するには、「ｔａｎφ」が有利である。また、３つのグラフを直線性の良い順で並べると、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、「ｓｉｎφ」、「ｔａｎφ」となる。つまり、そのままでスキュー角φを把握するには、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」が高精度の観点から有利である。
【００７２】
次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
本複写機では、先に図７に示したシート搬送装置としてのＡＤＦ５１において、レジストセンサ６５として、光学式変位センサからなるものを採用している。このレジストセンサ６５については、原稿ＭＳの搬送方向（ｙ方向）に対して、角度θを４５［°］にする姿勢で配設している。ＡＤＦ５１のコントローラは、図２１を用いて説明したように、光学式変位センサからなるレジストセンサ６５の出力の急激な変化に基づいて、センサ対向位置での原稿ＭＳの有無を把握する。また、光学式変位センサからなるレジストセンサ６５からの、α方向の出力やβ方向の出力に基づいて、原稿ＭＳについての傾き指標値を求めて、その結果に基づいて画像の読取結果を補正する。なお、傾き指標値としては、上述した傾き指標値Ａ、「ｔａｎφ」、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、及び「ｓｉｎφ」のうち、少なくとも何れか１つを算出させるようにしている。移動指標値として、傾き指標値の代わりに、ｘ方向の変位量を算出させるようにしてもよい。
【００７３】
図２３は、スキャナ１５０及びＡＤＦ５１の電気回路の一部を示すブロック図である。ＡＤＦ５１のレジストセンサ６５からの出力は、ＡＤＦ５１のコントローラ６４に入力される。コントローラ６４は、レジストセンサ６５からの出力に基づいて、原稿ＭＳの先端の検知タイミングを把握したり、搬送中の原稿ＭＳの傾き指標値を算出したり、原稿ＭＳの搬送方向（ｙ方向）への搬送速度を算出したりする。そして、傾き指標値の算出結果と、搬送速度の算出結果と、同期タイミング情報とを、スキャナ１５０の読取制御部１５９に送る。スキャナ１５０においては、既に説明したようにして、第１固定読取部１５１で原稿ＭＳの画像情報が読み取られるが、このとき、第１固定読取部１５１との対向位置を原稿ＭＳがスキューしながら搬送されると、原稿ＭＳの画像が斜めに傾いて読み取られてしまう。読取制御部１５９は、コントローラ６４から送られてくる傾き指標値の算出結果、搬送速度の算出結果、及び同期タイミング情報に基づいて、スキューに起因する画像の傾きを真っ直ぐに修正する補正値データを構築し、その結果に基づいて、第１固定読取部１５１による読取で得られた画像情報を補正する。そして、補正後の画像情報をデータ記憶手段に一時記憶した後、画像形成部に送信する。
【００７４】
先に示した図４において、光学式変位センサ３８は、記録紙Ｐの搬送方向（ｙ方向）に対して、角度θを４５［°］にする姿勢で配設されている。画像形成部において、この光学式変位センサ３８からの出力を受け入れる本体制御部は、図２１を用いて説明したように、光学式変位センサ３８の出力の急激な変化に基づいて、センサ対向位置での記録紙Ｐの先端進入タイミングを把握するようになっている。また、光学式変位センサ３８からの出力に基づいて、レジストローラ対３３から送り出されている最中の記録紙Ｐについての傾き指標値を算出し、算出結果に基づいて、レジストローラ対３３の寿命到来タイミングを予測するようになっている。レジストローラ対３３が劣化してくると、ローラ表面の摩擦抵抗のバラツキや変形などに起因するスキューが起こり易くなるため、スキューが頻繁に発生したり、スキュー角φが大きくなったりする。このため、傾き指標値の経時変化に基づいて、レジストローラ対３３の寿命到来タイミングを予測することができる。なお、光学式変位センサ３８によって検知した記録紙Ｐの先端進入タイミングでレジストローラ対３３の回転駆動を一時停止させた後、タイミングを見計らって回転駆動を再開させることで画像形成との同期をとっても良い。
【００７５】
なお、記録紙Ｐの傾き指標値としては、上述した傾き指標値Ａ、「ｔａｎφ」、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、及び「ｓｉｎφ」のうち、少なくとも何れか１つを算出させるようにしている。移動指標値として、傾き指標値の代わりに、ｘ方向の変位量を算出させるようにしてもよい。
【００７６】
ベルト駆動装置としての転写ユニット２４において、中間転写ベルト２５のループ内側には、ベルト裏面に所定の間隙を介して対向するベルト速度検知センサ３９が配設されている。このベルト速度検知センサ３９は、光学式変位センサからなり、中間転写ベルト２５の移動方向（ｙ方向）に対して、角度θを４５［°］にする姿勢で配設されている。中間転写ベルト２５の駆動を制御する図示しないベルト駆動制御部は、図示しないベルト駆動モータの駆動速度を調整することで、中間転写ベルト２５を張架している複数の張架ローラのうちの１つである駆動ローラの回転駆動速度を調整し、もって、ベルトの速度を調整する。駆動ローラを等速で回転していても、中間転写ベルト２５は安定した速度で走行しない。これは、張架ローラの偏心や、中間転写ベルト２５の周方向の厚みムラなどに起因している。中間転写ベルト２５の速度が安定しないと、画像が乱れてしまう。そこで、ベルト駆動制御部は、ベルト速度検知センサ３９からの出力に基づいて、中間転写ベルト２５のローラ掛け回し方向（ｙ方向）の速度であるベルト走行速度を把握する。そして、ベルト走行速度の変動を検知した結果を、ベルト駆動モータの駆動速度にフィードバックすることで、中間転写ベルトを安定したベルト走行速度で駆動走行させる。
【００７７】
従来、中間転写ベルト２５の走行速度を把握する方法として、中間転写ベルト２５を張架しながらベルト走行に伴って従動回転する従動ローラの回転速度をエンコーダーによって検知し、その結果に基づいてベルトの走行速度を把握する方法が知られている。しかしながら、この方法では、従動ローラの偏心や、中間転写ベルト２５の周方向の厚みムラなどにより、従動ローラの回転速度とベルト走行速度との関係に誤差が生ずるため、ベルト走行速度を精度良く把握することが困難であった。
【００７８】
また、中間転写ベルト２５の走行速度を把握する方法として、ベルトの幅方向の端部に所定のピッチで付した複数の目盛からなるスケールを、反射型フォトセンサで検知し、目盛の検知時間間隔に基づいてベルト走行速度を把握する方法も知られている。しかしながら、この方法では、中間転写ベルト２５にスケールを設けることでコスト高になるという問題があった。
【００７９】
一方、本複写機のように、光学式変位センサからなるベルト速度検知センサ３９によって中間転写ベルト２５の走行速度を検知する構成では、ベルト走行速度をセンサによって直接的に検知するので、従動ローラの偏心や、中間転写ベルト２５の周方向の厚みムラなどに起因する検知精度の悪化を引き起こすことがない。また、中間転写ベルト２５にスケールを設ける必要がないので、スケール付設によるコストアップを回避することができる。
【００８０】
ベルト駆動制御部は、光学式変位センサからなるベルト速度検知センサ３９からの出力に基づいて、中間転写ベルト２５の走行方向（ｙ方向）の速度を把握する他に、ベルトの傾き指標値を算出する。そして、本体制御部にその算出結果を送信する。中間転写ベルト２５を張架する張架ローラが劣化してくると、その摩擦抵抗ムラや変形などに起因して、中間転写ベルト２５がベルト幅方向において、右又は左の一方に片寄って走行する傾向が出始める。本体制御部は、ベルト駆動制御部から送られてくる傾き指標値の経時変化に基づいて、張架ローラの寿命到来タイミングを予測するようになっている。
【００８１】
なお、記録紙Ｐの傾き指標値としては、上述した傾き指標値Ａ、「ｔａｎφ」、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、及び「ｓｉｎφ」のうち、少なくとも何れか１つを算出させるようにしている。移動指標値として、傾き指標値の代わりに、ｘ方向の変位量を算出させるようにしてもよい。また、傾き指標値やｘ方向の変位量に基づいて、張架ローラの傾き角度を変化させて、ベルトの左右の片寄り走行を修正する制御をベルト駆動制御部に行わせるようにしてもよい。
【００８２】
図２４は、レジストローラ対３３の劣化に起因して発生する記録紙Ｐの回転スキューと、画像スキューとの関係を示す模式図である。偏摩耗、変形、異物付着などによってレジストローラ対３３が劣化してくると、図示のように、レジストローラ対３３よりも搬送方向上流側の位置から下流側の位置に向けて、記録紙Ｐを弧状の軌道で移動させるいわゆる回転スキューが発生することがある。記録紙Ｐがこのように回転スキューしながら２次転写ニップに進入すると、記録紙Ｐの縦横方向に対して画像の縦横方向が図示のように傾いてしまう画像スキューが発生する。なお、回転スキューが発生すると、図示のように記録紙Ｐの姿勢が搬送方向から傾いた姿勢になる。
【００８３】
図２５は、レジストローラ対３３の劣化に起因して発生する記録紙Ｐの斜め移動スキューと、画像スキューとの関係を示す模式図である。レジストローラ対３３が劣化してくると、図示のように、レジストローラ対３３よりも搬送方向上流側の位置から下流側の位置に向けて、記録紙Ｐを搬送方向であるｙ方向から傾けた方向で移動させるいわゆる斜め移動スキューが発生することがある。このとき、記録紙Ｐの姿勢はｙ方向に沿って真っ直ぐのまま変わらないが、記録紙Ｐの移動軌道がｙ方向から傾く。このような傾いた移動軌道で記録紙Ｐが２次転写ニップに進入すると、記録紙Ｐの縦横方向に対して画像の縦横方向が図示のように傾いてしまう画像スキューが発生する。
【００８４】
図２６は、レジストローラ対３３よりも搬送方向上流側で発生した記録紙Ｐの回転スキューと、画像スキューとの関係を示す模式図である。図示の状態では、レジストローラ対３３の位置では、記録紙Ｐのスキューは発生しておらず、記録紙Ｐは搬送方向（ｙ方向）に沿って真っ直ぐ搬送されている。しかし、レジストローラ対３３よりも上流側で発生した回転スキューにより、記録紙Ｐの姿勢が搬送方向に対して傾いてしまっているので、２次転写ニップでは図示のような画像スキューが発生する。つまり、レジストローラ対３３の位置で発生する記録紙Ｐのスキューの他、レジストローラ対３３よりも上流側の位置で発生する記録紙Ｐの回転スキューによっても、画像スキューが発生するのである。よって、レジストローラ対３３の寿命到来を早期に予測してレジストローラ対３３の交換を早期に促すだけでは、画像スキューの発生を有効に抑えることができない。そこで、本複写機では、レジストローラ対３３よりも搬送方向の上流側である白紙供給装置内にも光学式変位センサを設けて、記録紙Ｐのスキューを検出するようになっている。
【００８５】
図２７は、白紙供給装置の送出ローラ４３とその周囲構成とを拡大して示す拡大斜視図である。送出ローラ４３の回転駆動により、図示しない給紙カセット内から送り出された記録紙Ｐは、搬送ローラ４６と分離ローラ４５との当接による搬送・分離ニップ内に進入する。この搬送・分離ニップと、送出ローラ４３との間には、光学式変位センサ４８が配設されている。本体制御部は、この光学式変位センサ４８からの出力に基づいて傾き指標値を算出し、算出結果に基づいて、送出ローラ４３の劣化に起因する回転スキューを検出する。
【００８６】
なお、光学式変位センサ４８は、記録紙Ｐの搬送方向（ｙ方向）に対して、角度θを４５［°］にする姿勢で配設されている。また、本体制御部は、記録紙Ｐの傾き指標値として、上述した傾き指標値Ａ、「ｔａｎφ」、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、及び「ｓｉｎφ」のうち、少なくとも何れか１つを算出する。移動指標値として、傾き指標値の代わりに、ｘ方向の変位量を算出させるようにしてもよい。
【００８７】
搬送・分離ニップと、送出ローラ４３との間には、光学式変位センサ４８の他、図示しない案内手段としてのガイド板が配設されている。このガイド板は、送出ローラ４３から送り出されてくる記録紙Ｐを光学式変位センサ４８の検知面に接触させるように案内する。これにより、記録紙Ｐは、光学式変位センサ４８と摺擦しながら、搬送・分離ニップに進入する。記録紙Ｐを光学式変位センサ４８に接触させることで、光学式変位センサ４８として、検知可能距離の短いものを採用しても、記録紙Ｐの変位を確実に検知させることができる。
【００８８】
光学式変位センサ４８は、図示しない支持手段により、記録紙Ｐの厚み方向に揺動可能に支持されている。送出ローラ４３が記録紙Ｐから送り出されていないときには、光学式変位センサ４８が自重により、揺動可能範囲の下限位置で停止している。この状態では、光学式変位センサ４８が送出ローラ４３による紙送り出し位置と、搬送・分離ニップとを直線で結ぶ仮想直線搬送経路に最も近づく。本来であれば、この仮想直線搬送経路に沿って記録紙Ｐを搬送するのであるが、本複写機では、記録紙Ｐを光学式変位センサ４８に接触させるために、上述したガイド板により、記録紙Ｐをその仮想直線搬送経路から逸らして、光学式変位センサ４８に向けて案内している。記録紙Ｐが光学式変位センサ４８に接触すると、光学式変位センサ４８は揺動可能範囲の下端から僅かに上方に逃げる。このように光学式変位センサ４８を逃がすことで、記録紙Ｐ先端をセンサに接触させる際のセンサに対する紙先端の引っかかりを抑えることができる。
【００８９】
図２８は、送出ローラ４３から記録紙Ｐが１枚だけ送り出された状態を示す拡大模式図である。送出ローラ４３の側方では、上述したように、搬送ローラ４６と分離ローラ４５とが互いに当接して搬送・分離ニップを形成している。搬送ローラ４６は、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動する。そして、搬送・分離ニップに挟み込んだ記録紙Ｐに対して搬送方向の搬送力を付与する。これに対し、分離ローラ４５は、搬送・分離ニップ内に記録紙Ｐを挟み込んでいない状態では、搬送ローラ４６の回転駆動力を受けて従動回転する。また、図示のように、送出ローラ４３から送り出された記録紙Ｐを搬送・分離ニップ内に１枚だけ挟み込んでいるときには、記録紙Ｐの移動に追従して従動回転する。
【００９０】
図２９は、送出ローラ４３から複数の記録紙Ｐが重なった状態で送り出された状態を示す拡大模式図である。このような状態は重送と呼ばれている。重送が発生すると、複数の記録紙Ｐが重なった状態で搬送・分離ニップ内に進入する。すると、分離ローラ４５の回転トルクが急激に上昇し、それに伴ってトルクリミッターが働く。そして、駆動モータの回転駆動力が分離ローラ４５に繋がれて、分離ローラ４５が図中反時計回り方向に回転駆動する。これにより、一番下の記録紙Ｐに対して搬送方向とは逆方向の搬送力が付与されて、一番上の記録紙Ｐから分離される。この動作が、一番上の１枚だけになるまで続けられる。
【００９１】
このようにして記録紙Ｐを１枚ずつに分離する分離ローラ４５の周辺では、ジャムが発生し易いので、分離ローラ４５の近傍には紙検知センサを設けるのが一般的である。本複写機では、光学式変位センサ４８を、その紙検知センサとして兼用しているので、低コスト化を図ることができる。
【００９２】
図３０は、特許文献１に記載の画像形成装置のように、給紙カセット内の記録紙Ｐの変位を光学式変位センサ９１０で検知させるようにした構成例を示す模式図である。ユーザーが記録紙Ｐのセット操作を誤らない限り、給紙カセット内の記録紙Ｐの姿勢を搬送方向（ｙ方向）から大きく傾けることはない。送出ローラ４３の劣化により、カセット内の記録紙Ｐに対して送出ローラ４３が不均一な圧力で当接すると、記録紙Ｐは回転スキューを起こしながらカセット内から送り出される（一点鎖線）。このとき、記録紙Ｐは、概ね、送出ローラ４３を中心にする円弧軌道を描くことから、記録紙Ｐの回転変位量は紙後端に近づくほど大きくなる。よって、スキューの検出感度を高めるためには、光学式変位センサ９１０については、送出ローラ４３からできるだけ遠ざけて配設することが望ましい。即ち、距離Ｄをできるだけ大きくすることが望ましい。ところが、給紙カセット内には、様々なサイズの記録紙Ｐをセットするので、図３１に示すように、距離Ｄについては、最も小さな紙規格サイズ（図示の例ではＡ５）に合わせて小さい値に設定せざるを得ない。このため、回転スキューを感度良く検出することが困難になる。
【００９３】
一方、本複写機では、図３２に示すように、給紙カセット内ではなく、送出ローラ４３と搬送ローラ４６との間における記録紙Ｐのスキューを検出させるようになっている。かかる構成では、記録紙Ｐのサイズにかかわらず、スキューによる変位量が最大になる紙後端の変位量を検出することが可能なので、スキューを高感度に検出することができる。
【００９４】
図３３は、傾き指標値に基づいて、上述したレジストローラ対３３、張架ローラ、送出ローラ４３の寿命到来を予測するための寿命指標値の算出工程を説明するブロック図である。本体制御部は、傾き指標値をそのまま寿命到来の予測に用いるのではなく、傾き指標値に基づいて、寿命予測対象となるローラの寿命到来の予測に有用な寿命指標値を算出する。寿命指標値の算出に用いる情報としては、傾き指標値の他、用紙情報，画像情報，画像形成条件、距離センサ信号などを用いる。距離センサ信号は、ローラから送り出される用紙のローラ表面からの剥離性を反省表しており、ニップ出口における距離センサと用紙との距離を示しており、これは、用紙のローラ表面からの剥離性を反映している。寿命指標値としては、例えばＭＴＳ（マハラノビス−田口−システム）法によるマハラノビス距離などが挙げられる（日本規格協会発行「ＭＴシステムにおける技術開発」を参照）。
【００９５】
寿命指標値の算出には、図３３に示した各種情報からなる多次元データを用い、それぞれの情報に対して互いに異なる座標軸を設定した多次元空間を定義し、その多次元空間での距離を算出する。この距離が寿命指標値Ｄとなる。寿命指標値Ｄを採用することにより、所定時間後の装置の故障有無や画像ランクが判定できる。そして、実際に異常が発生する（危険性が高くなる）までの期間が時間的猶予となる。
【００９６】
寿命指標値Ｄの算出に用いる情報については、次のようにして特定するするとよい。即ち、まず、全ての種類の情報に基づいて寿命指標値Ｄを算出する。次に、何れか１つの情報だけを除いて寿命指標値Ｄを算出する。これを、１つだけ除外する情報を順次代えながら、全ての種類の情報についてそれぞれ除外した寿命指標値Ｄを算出する。全種類の情報を用いたときの寿命指標値Ｄと、それぞれ１つだけ情報を除外した寿命指標値Ｄとを順次比較していき、寿命指標値Ｄを比較的大きく増大させる種類の情報（寿命予測に対する寄与率の大きい情報）を選びだす。そして、選抜した情報だけで、寿命指標値Ｄを算出するのである。この方法はあくまでも一例であって、これ以外にも、２水準系の直交表を利用して組み合わせた項目で寿命指標値Ｄを算出してもよい。直交表とは、実験計画法などで利用される「条件の組み合わせ表」であり、実験回数を節約し且つノイズに対して安定な結果を得るためのツールである。例えば、パラメータが５種類あって、それぞれに水準が３つある場合、実験で最適条件を求めようとすれば、まともにやると３５＝２４３通りの実験をしなければならないが、直交表を使えば実験回数を減らすことができる。また、ノイズ情報も各実験に均等に含まれるため、安定な（再現性が高い）結果が得られる。この場合は、実地運用段階で、状態の変化に伴って指標値が変化したときにその変化をもたらしたパラメータ（原因項目）を抽出する、あるいは逆に、開発実験段階で、指標値の変化に影響を与えない不要なパラメータを抽出して除くのが目的で、そのツールとして使用する。この直交表を用いることにより、総当たり式に計算する方法に比べて計算回数を節約しつつ安定な結果を得ることができるという利点がある。以上のような手順によって、故障予測から処置方法の決定までが実行される。
【００９７】
寿命指標値Ｄの経時変化の様子を図３４に示す。寿命指標値Ｄは、プリント枚数の増加と共に増大する。そこで、紙詰まりやスキューが頻発する部品の経時劣化を示す閾値を設け、閾値を越えたところで部品の交換要求を通知する。尚、これらの閾値はユーザーの使用する用紙条件や画像比率などによって決定される。また、経時で発生する搬送速度やスキューを補正する手段を備える場合は、閾値に達する以前に補正動作を実行することも可能である。
【００９８】
図３５は、第１変形例に係る複写機の給紙カセットとその周囲構成とを示す拡大構成図である。第１変形例に係る複写機では、分離ローラの代わりに、分離パッド４０２を用いて、送出ローラ４３から送り出されてくる記録紙Ｐを１枚ずつ分離するようになっている。分離ローラを用いる構成に比べて、ジャムを発生させ難い構成である。また、レイアウト上、搬送ローラ４６の径を大きくできるため、送出ローラ４３と搬送ローラ４６との距離をより大きくして、送出ローラ４３に起因するスキューを両者間でより顕著に発生させることが可能になる。
【００９９】
図３６は、第２変形例に係る複写機の給紙カセットとその周囲構成とを示す拡大構成図である。この複写機では、給紙カセット４２の角に設けたコーナー爪４０３に記録紙Ｐを引っ掛けて撓ませながら、給紙カセットから記録紙Ｐを送り出すことで、記録紙Ｐを１枚ずつに分離するようになっている。つまり、コーナー爪４０３が分離手段として機能している。かかる構成においても、第１変形例と同様に、送出ローラ４３と搬送ローラ４６との距離をより大きくして、送出ローラ４３に起因するスキューを両者間でより顕著に発生させることが可能になる。
【０１００】
これまで、いわゆるタンデム方式によってフルカラー画像を形成する複写機の例について説明してきたが、単色画像だけを形成する画像形成装置や、タンデム方式とは異なる方式によって多色画像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
【０１０１】
以上、実施形態に係る複写機の白紙供給装置４０においては、複数の記録紙Ｐを重ねた状態で収容するシート収容手段たる給紙カセット４２と、これに収容される記録紙Ｐのうち、一番上の記録紙Ｐに当接した状態で回転することで、カセット内の記録紙Ｐを搬送路としての給紙路４４に送り出す送出ローラ４３とを設けるとともに、送出ローラ４３によって送り出されてくる記録紙Ｐの変位を検知させるように、光学式変位センサ４８を配設している。かかる構成では、劣化に伴ってスキューを発生させ易くなる送出ローラ４３の劣化に起因する記録紙Ｐのスキューを検出して、送出ローラ４３の寿命判定に役立てることができる。
【０１０２】
また、第１変形例や第２変形例に係る複写機では、送出ローラ４３によって送り出される記録紙Ｐを複数枚重ならないように１枚ずつに分離する分離パッド４０２やコーナー爪４０３を設けるとともに、分離パッド４０２やコーナー爪４０３による分離後の記録紙Ｐの変位を検知させるように、光学式変位センサ４８を配設している。かかる構成では、既に説明したように、送出ローラ４３と搬送ローラ４６との距離をより大きくして、送出ローラ４３に起因するスキューを両者間でより顕著に発生させることができる。
【０１０３】
また、実施形態に係る複写機の白紙供給装置４０においては、記録紙Ｐを光学式変位センサ４８との対向位置で光学式変位センサ４８に接触させるように案内する案内手段たるガイド板を設けているので、光学式変位センサとして検知可能距離の短いものを用いても記録紙Ｐの変位を確実に検知させることができる。
【０１０４】
また、実施形態に係る複写機においては、光学式変位センサ３８，４８や、光学式変位センサからなるレジストセンサ６５、ベルト速度検知センサ３９（以下、これらを単に光学式変位センサという）として、シート状部材の変位量を所定周期で検知してその信号を出力するものを用いるとともに、それらセンサからの出力に基づいてシート状部材の所定時間内（サンプリング２０回に要する時間）における平均変位量を算出し、その平均変位量に基づいて移動指標値としての傾き指標値を算出するように、算出手段としてのコントローラや制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、センサ出力を、安定した値の平均変位量に変換することができる。
【０１０５】
また、実施形態に係る複写機においては、光学式変位センサからの出力変化に基づいて、光学式変位センサとの対向位置でのシート状部材の有無を把握するように、コントローラや制御部を構成している。かかる構成では、光学式変位センサをシート状部材検知センサとして兼用することで、低コスト化を図ることができる。
【０１０６】
また、実施形態に係る複写機においては、搬送方向に対して、撮像モジュール９１２の受光素子の縦並び方向、横並び方向をそれぞれ４５［°］傾ける姿勢で光学式変位センサを配設している。かかる構成では、先に図１６や図１７に示したように、角度θを４５［°］とは異なる角度にする場合に比べて、シート状部材のスキューを感度良く検出することができる。
【０１０７】
また、実施形態に係る複写機においては、搬送路内の記録紙Ｐに対して搬送方向の搬送力を付与する搬送力付与手段としての搬送ローラ４６、レジストローラ対３３を、搬送方向に並べて設けるとともに、それぞれのローラ近傍に、光学式変位センサをそれぞれ配設し、それぞれの光学式変位センサによる検知結果に基づいて、それぞれのローラ近傍での傾き指標値を個別に算出させるように、算出手段たる本体制御部を構成している。かかる構成では、それぞれのローラの位置で発生する記録紙Ｐのスキューをそれぞれ個別に検出することができる。
【０１０８】
また、実施形態に係る複写機においては、光学式変位センサによる検知結果に基づいて、移動指標値として、搬送方向に対するシート状部材の移動方向の傾きを示す傾き指標値を算出するように、算出手段たるコントローラや制御部を構成している。かかる構成では、傾き指標値に基づいてシート状部材のスキューの発生を把握することができる。
【０１０９】
また、実施形態に係る複写機において、光学式変位センサによって検知されるβ方向（受光素子の縦並び方向）の変位量と、α方向（受光素子の横並び方向）の変位量との差に基づいて、傾き指標値としての「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」を算出するように、コントローラや制御を構成した場合には、既に説明したように、シート状部材のスキュー角φを高精度に検出することができる。
【０１１０】
また、上述した数３の数式のように、α方向の変位量と、β方向の変位量との差を、合成変位量で除算した結果を、傾き指標値Ａとして算出するようにした場合には、既に説明したように、除算によって速度の影響を除外する規格化を行うことで、スキュー角φを速度から分離して検出することができる。
【０１１１】
また、α方向の変位量と、β方向の変位量との比に基づいて、傾き指標値である「ｔａｎφ」を算出するようにした場合には、既に説明したように、シート状部材のスキューを高感度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】従来の光学式変位センサにおける受光素子のマトリクスを示す模式図。
【図２】同マトリクスを被検対象の搬送方向に対して傾ける姿勢で配設した例を示す模式図。
【図３】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図４】同複写機における画像形成部の一部を拡大して示す部分構成図。
【図５】同画像形成部における４つのプロセスユニットからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図。
【図６】同複写機のスキャナ及びＡＤＦを示す斜視図。
【図７】同ＡＤＦの要部構成をスキャナの上部とともに示す拡大構成図。
【図８】本発明者らが使用した実験装置を示す斜視図。
【図９】ＬＥＤ方式の光学式変位センサの一例を示す拡大構成図。
【図１０】ＬＤ方式の光学式変位センサの一例を示す拡大構成図。
【図１１】光学式変位センサの一般的な配設態様を説明するための模式図。
【図１２】同実験装置における光学式変位センサの配設態様を説明するための模式図。
【図１３】同実験装置の光学式変位センサからのα方向変位の出力波形を示すグラフ。
【図１４】平均変位量の基準変位量に対する相対値と、平均算出サンプル数との関係を示すグラフ。
【図１５】光学式変位センサからの出力を２０サンプル毎に平均化した平均変位量と、同実験装置の回転ドラムの線速との関係を示すグラフ。
【図１６】角度θと、α方向の平均変位量と、β方向の平均変位量と、合成変位量との関係を示すグラフ。
【図１７】同回転ドラムを互いに異なる３つの線速モードで回転させた場合における、ｘ方向の変位に対する感度の指標値と、角度θと、線速との関係を示すグラフ。
【図１８】傾き指標値Ａと、スキュー角φとの関係を示すグラフ。
【図１９】角度θ＝０［°］の条件における撮像モジュールと、被検対象のスキュー角φ１との関係を示す模式図。
【図２０】角度θ＝０［°］の条件における撮像モジュールと、被検対象のスキュー角φ２との関係を示す模式図。
【図２１】同回転ドラムの周面に記録紙Ｐを部分的に巻き付けた条件における光学式変位センサの出力を示すグラフ。
【図２２】各種の傾き指標値とスキュー角φとの関係を示すグラフ。
【図２３】スキャナ及びＡＤＦの電気回路の一部を示すブロック図。
【図２４】レジストローラ対の劣化に起因して発生する記録紙の回転スキューと、画像スキューとの関係を示す模式図。
【図２５】レジストローラ対の劣化に起因して発生する記録紙の斜め移動スキューと、画像スキューとの関係を示す模式図。
【図２６】レジストローラ対よりも搬送方向上流側で発生した記録紙の回転スキューと、画像スキューとの関係を示す模式図。
【図２７】白紙供給装置の送出ローラとその周囲構成とを拡大して示す拡大斜視図。
【図２８】送出ローラから記録紙が１枚だけ送り出された状態を示す拡大模式図。
【図２９】送出ローラから複数の記録紙が重なった状態で送り出された状態を示す拡大模式図。
【図３０】給紙カセット内の記録紙Ｐの変位を光学式変位センサ９１０で検知させるようにした第１構成例を示す模式図。
【図３１】給紙カセット内の記録紙Ｐの変位を光学式変位センサ９１０で検知させるようにした第２構成例を示す模式図。
【図３２】同複写機の給紙カセットと光学式変位センサとの関係を示す模式図。
【図３３】寿命到来を予測するための寿命指標値の算出工程を説明するブロック図である。
【図３４】寿命指標値Ｄの経時変化を示すグラフ。
【図３５】第１変形例に係る複写機の給紙カセットとその周囲構成とを示す拡大構成図。
【図３６】第２変形例に係る複写機の給紙カセットとその周囲構成とを示す拡大構成図。
【符号の説明】
【０１１３】
２４：転写ユニット（ベルト駆動装置）
２５：中間転写ベルト（ベルト部材）
３３：レジストローラ対（搬送力付与手段）
３８：光学式変位センサ
３９：ベルト速度検知センサ（光学式変位センサ）
４０：白紙供給装置（シート搬送装置）
４２：給紙カセット（シート収容手段）
４３：送出ローラ（搬送力付与手段）
４８：光学式変位センサ
５１：ＡＤＦ（シート搬送装置）
６５：レジストセンサ（光学式変位センサ）
４０２：分離パッド
４０３：コーナー爪
９１１：ＬＥＤ（発光素子）
９１３：受光素子
９１５：ＶＣＳＥＬモジュール（発光素子）
Ｐ：記録紙（シート状部材）
ＭＳ：原稿（シート状部材）
ｙ：（搬送方向）
α：横並び方向
β：縦並び方向
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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