(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向させて現像剤を担持した現像剤担持体を配置し、当該現像剤担持体に直流と交流を重畳したバイアス電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させた後に、重畳された直流と交流成分共に瞬断するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
像担持体に対向させて現像剤を担持した現像剤担持体を配置し、当該現像剤担持体に直流と交流を重畳したバイアス電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させるとともに、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のピーク値を０Ｖに収束させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像装置において、前記制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させ、当該デューティ比が８０％以上の所定値になった時点で、デューティ比の増加を終了するように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３のいずれかに記載の現像装置において、前記制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を増加させる割合を、１．０％／ｍｓ以下に設定したことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、３又は４のいずれかに記載の現像装置において、前記制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を増加させるとともに、当該交流バイアス電圧の位相が現像剤の帯電極性と逆極性側の位相の範囲内で重畳された直流と交流成分を共に瞬断するように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
像担持体に所望の画像情報に応じた静電潜像を形成し、前記像担持体に現像剤を担持した現像剤担持体を対向させて、当該現像剤担持体に直流と交流を重畳したバイアス電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像することにより画像の形成を行う画像形成装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させた後に、重畳された直流と交流成分共に瞬断するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
像担持体に所望の画像情報に応じた静電潜像を形成し、前記像担持体に現像剤を担持した現像剤担持体を対向させて、当該現像剤担持体に直流と交流を重畳したバイアス電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像することにより画像の形成を行う画像形成装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させるとともに、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のピーク値を０Ｖに収束させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真プロセスや静電記録プロセス等を利用したプリンタや複写機、あるいはファクシミリなどの画像形成装置に使用される現像装置及びこれを用いた画像形成装置に係り、特に、像担持体上に形成された静電潜像を交流バイアスを用いて現像する現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記電子写真プロセスや静電記録プロセス等を利用したプリンタや複写機、あるいはファクシミリなどの画像形成装置において、感光体ドラム等からなる像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置としては、現像ロールに交流バイアスを印加する技術が広く用いられている。
【０００３】
かかる現像装置では、現像ロールに交流バイアスを印加することにより、現像ロールと感光体ドラムとの間に振動電界を形成し、この振動電界によって現像剤（以下、「トナー」という。）を現像ロールと感光体ドラムとの間で往復飛翔させ、現像効率を向上させるとともに、かぶり等を防止するように構成されている。
【０００４】
上記現像装置を用いた画像形成装置においては、静電潜像の現像工程の終了に伴って、現像ロールに印加した交流バイアスを切断したときに、感光体ドラム上にトナーが帯状に付着してしまうことがあった。
【０００５】
このようなトナーの付着は、現像ロールと感光体ドラムとが近接する現像領域内において、現像ロールに印加されている交流現像バイアスの切断に伴って、感光体ドラム側の静電潜像が存在しない領域に、現像ロールに戻りきれないトナーが、ファンデルワールス力や鏡像力等によって感光体ドラム表面に残留してしまうことにより発生するものであり、所謂、現像バイアスオフ時の”トナー吐き出し”と呼ばれている。
【０００６】
この現像バイアスオフ時の”トナー吐き出し”現象は、現像バイアスの交流電界力により往復加速度が付与されているトナー粒子が、その交流電界力の消滅とともに消滅時点の位置や加速されていた方向、粒子質量及び帯電量によって、本来現像ロール側に溜まらなければならないのに感光体ドラム表面に吸着してしまうことにより発生する。従って、トナーの吐き出し量は、トナー粒子の吸湿による質量変化や帯電量変化の影響を受け易く、その画像形成装置の使用環境の影響を非常に強く受けてしまうことが広く知られている。
【０００７】
このようなトナー吐き出し現象は、不必要なトナーの消費になるばかりでなく、クリーナへの負荷の増大を招き、また感光体ドラムに直接接触する転写ロールを備えた接触転写方式を採用した画像形成装置の場合においては、感光体ドラムに残留した帯状のトナーが転写ロールに転移し、次の画像形成時に転写ロールから用紙の裏面に転移することによって、用紙の裏面汚れなどの副次的な問題を引き起してしまうことがあった。
【０００８】
このような現像バイアス切断時の現像ロールからのトナーの吐き出し現象を抑制し得る技術としては、特公平４−３５０７４号公報に開示されているように、現像域を像形成体の潜像域が通過した後それに続く一様電位の帯電面が通過している間に、バイアス電圧を一様電位と同極性の最大電圧が減少するように変化させることにより、バイアスオフ時のショックをやわらげて吐き出し量を抑えたり、特開平７−６４３７９号公報や特開平８−２０２１７６号公報に開示されているように、ジャンピング現像法における交番電界の方向性に着目して、バイアスオフのタイミングをトナーの往復挙動が常に現像ロール側に移行している間に行なうようにした交流周波数位相限定の現像バイアスオフ制御の提案がなされている。また、特開平１１−１３３８０９号公報に開示されているように、画像形成中はページ間の現像バイアスのオフ自体を行なわないことにより、トナーの吐き出し現象を抑制しようとする技術も提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、交流バイアス印加現像方式の画像形成装置においては、交流の現像バイアス電圧が像担持体と現像剤担持体間に印加されることにより、像担持体と現像剤担持体の近接する現像領域に存在する複数個のトナー粒子に、絶えず往復する方向の電界が発生しており、各々のトナー粒子には、それぞれの帯電量や質量に応じて様々な大きさの拘束力が作用していることが知られている。
【００１０】
また、特に像担持体と現像剤担持体を離間した状態で近接配置させ、交流現像バイアスを印加するようにした所謂ジャンピング現像法では、現像ギャップと呼ばれる像担持体と現像剤担持体の間の空間内に、複数個のトナー粒子が絶えず往復飛翔しているトナークラウドと呼ばれる領域を形成しており、このトナークラウド領域内のトナー粒子は、時間にともなう交流電界の変化により、その空間位置、移動速度、移動方向が異なるため、一般的には像担持体と現像剤担持体が接触している接触法に比べて、前述したトナーの吐き出し現象を安定的に抑制すること、即ち現像バイアス印加停止時に全てのトナーが現像剤担持体側へ帰還している状態を作り出すことが非常に困難であるという問題点があった。
【００１１】
これに対して、例えば、上記特公平４−３５０７４号公報に開示されるように、像担持体表面と同極性の最大電位を次第に低下させること、即ち交流バイアスのピークトウピークを減少させた場合には、トナークラウド領域内のトナー粒子の移動エネルギーが低下し、像担持体表面近傍に存在するトナー粒子は、現像剤担持体に帰還できずに像担持体表面に残留してしまうし、交流バイアスのピークトウピークを減少させずに直流バイアス側を減少させれば、正常に帯電しているトナー粒子を現像剤担持体側へ引きつけることはできるが、所謂逆極性トナーと呼ばれる一部の帯電が低いトナー粒子や逆極性に帯電してしまっているトナー粒子は、逆に像担持体と現像剤担持体間の電界が、現像状態より大きくなりすぎることにより、積極的に像担持体側へ移動してしまう逆極性のカブリという現象により、やはりトナーの吐き出しを起こしてしまっていた。
【００１２】
また、特開平７−６４３７９号公報や特開平８−２０２１７６号公報に開示されているように、バイアスオフのタイミングをジャンピング現像法における交番電界の位相を管理制御し、トナーの往復挙動が常に現像ロール側に移動している交流周波数位相限定の現像バイアスオフ制御では、像担持体と現像剤担持体間において現像剤が絶えず行き来しているクラウド群の動きは現像剤担持体側への帰還位相中であっても、１周期で全ての現像剤が現像剤担持体に帰還するわけではないので、像担持体付近にある現像剤や、前述した帯電性の悪いトナー等まで完全に引き戻すことができず、トナーの吐き出しを効果的に防止することができないという問題点を有していた。
【００１３】
さらに、上記特開平１１−１３３８０９号公報に開示されるように、現像バイアス切断時の現像ロールからのトナーの吐き出し現象を回避するため、画像形成中はページ間の現像バイアス切断自体を行なわないという方法の場合には、あくまで連続的に画像形成を行なう上での解決策であって、画像形成終了時には必ず現像バイアスを切断する必要があるため、根本的な解決策とはなり得ていなかった。
【００１４】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置や画像形成制御の複雑化を伴うことなく、交流現像バイアスを用いた現像装置及び画像形成装置の現像終了時における像担持体表面へのトナーの付着、所謂トナー吐き出し現象を、現像装置の個体差や使用環境及び経時的変動に対して可及的に減少することができる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにあり、あわゆる条件下で用紙裏面等にトナー汚れの無い良好な画像が得られるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、像担持体に対向させて現像剤を担持した現像剤担持体を配置し、当該現像剤担持体に直流と交流を重畳したバイアス電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させた後に、重畳された直流と交流成分共に瞬断するように制御する制御手段を備えたことを特徴とする現像装置である。
【００１６】
この請求項１に記載された発明では、現像剤担持体に印加された現像バイアス電圧の直流成分によって、像担持体上に形成された静電潜像部分へ帯電した現像剤（トナー）が向かう電界と静電潜像が無い背景白地部分から帯電したトナーを離間する電界を形成し、交流成分によって現像剤担持体と像担持体間に存在する帯電したトナーに往復的な加速度を与えることによりトナーの動きを活性化させて現像を行う現像装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させることによって、現像剤担持体と像担持体間に存在する帯電したトナーに、現像剤担持体側へ向かう加速度を増大させるとともに、当該現像剤担持体側へ移動する時間を増大させることで、すべてのトナーを現像剤担持体側へ引き戻した後に、印加されている直流と交流成分の両現像バイアスを瞬間的にオフするように制御しているので、像担持体にトナーが付着したままになることを防止している。
【００１７】
また、請求項２に記載された発明は、像担持体に対向させて現像剤を担持した現像剤担持体を配置し、当該現像剤担持体に直流と交流を重畳したバイアス電圧を印加して、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させるとともに、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のピーク値を０Ｖに収束させるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする現像装置である。
【００１８】
この請求項２に記載された発明では、制御手段によって現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させることで、現像剤担持体と像担持体間に存在する帯電したトナーに現像剤担持体側へ向かう加速度成分と移動時間を増大させ、すべてのトナーを現像剤担持体側へ引き戻しながら、印加されている交流電圧の現像剤の帯電極性と逆極性側のピーク値を徐々に減少させて０Ｖに収束させることで、トナーへ作用する交流電界力を徐々に弱めて０Ｖ化することにより、現像バイアスのオフ時と同等の状態を作り出して、像担持体にトナーが付着したままになることを防止するようにしている。
【００１９】
さらに、請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の現像装置において、前記制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させ、当該デューティ比が８０％以上の所定値になった時点で、デューティ比の増加を終了するように構成したことを特徴とする現像装置である。
【００２０】
この請求項３に記載された発明では、制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させ、当該デューティ比が８０％以上の所定値になった時点で、デューティ比の増加を終了するように構成したことにより、現像剤担持体と像担持体間に存在する帯電したトナーに現像剤担持体側へ向かう十分な加速度と移動時間を確保することができ、すべてのトナーを現像剤担持体側へ引き戻して像担持体にトナーが付着したままになることを防止している。
【００２１】
また更に、請求項３に記載された発明は、請求項１、２又は３のいずれかに記載の現像装置において、前記制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を増加させる割合を、１．０％／ｍｓ以下に設定したことを特徴とする現像装置である。
【００２２】
この請求項４に記載された発明では、制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を増加させる割合を、１．０％／ｍｓ以下に設定したので、極端なデューティ比の変調により電界拘束力を逃れて像担持体表面に付着してしまうトナーを低減し、すべてのトナーを現像剤担持体側へ引き戻して像担持体にトナーが付着したままになることを防止することができる。
【００２３】
さらに、請求項５に記載された発明は、請求項１、３又は４のいずれかに記載の現像装置において、前記制御手段は、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を増加させるとともに、当該交流バイアス電圧の位相が現像剤の帯電極性と逆極性側の位相の範囲内で重畳された直流と交流成分を共に瞬断するように構成したことを特徴とする現像装置である。
【００２４】
この請求項５に記載された発明では、現像剤担持体に印加された現像バイアス電圧の直流成分によって、像担持体上に形成された静電潜像部分へ帯電した現像剤（トナー）が向かう電界と静電潜像が無い背景白地部分から帯電したトナーを離間する電界を形成し、交流成分によって現像剤担持体と像担持体間に存在する帯電したトナーに往復的な加速度を与えることによりトナーの動きを活性化させて現像を行う現像装置において、現像状態から非現像状態に移行する際、制御手段によって、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させることによって、現像剤担持体と像担持体間に存在する帯電したトナーに、現像剤担持体側へ向かう加速度を増大させるとともに、当該現像剤担持体側へ移動する時間を増大させ、さらにトナーに現像剤担持体側へ向かう電界拘束力が作用している時間中に現像バイアスを瞬間的にオフすることで、すべてのトナーを現像剤担持体側へ引き戻して、像担持体にトナーが付着したままになることを防止している。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのレーザビームプリンタを示すものである。なお、この図１は、レーザビームプリンタを側面から見たものであり、図の左方向が当該レーザビームプリンタの前面である。
【００２７】
図１において、１はレーザビームプリンタの本体を示すものであり、このレーザビームプリンタ本体１の内部には、外部から入力される画像情報に対して所定の画像処理を施す画像処理部２と、当該画像処理部２によって所定の画像処理が施された画像情報に基づいて画像を出力する画像出力部３とが配設されている。上記レーザビームプリンタ本体１内の画像処理部２には、図示しないパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ、あるいは電話回線やＬＡＮ等の通信回線を介して送られてくる画像情報や、図示しない画像読取装置によって読み取られた画像情報などが入力されるようになっている。
【００２８】
上記レーザビームプリンタ本体１の画像出力部３には、画像処理部によって所定の画像処理が施された画像信号に基づいて画像露光を行うレーザ走査装置４を備えている。レーザ走査装置４には、画像信号に応じてレーザ光を変調して出射する図示しない半導体レーザが配置されている。この半導体レーザから出射されたレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー５に照射され、当該ポリゴンミラー５の回転に応じて偏向走査される。偏向されたレーザビームＬＢは、ｆθレンズ６を通過した後、２つのミラー７、８によって反射され、このレーザ走査装置４から出力される。
【００２９】
レーザ走査装置４から出力されたレーザビームＬＢの延長上には、一定速度で回転する像担持体としての感光体ドラム１０が配置されている。レーザ走査装置４から出力されたレーザビームＬＢは、当該感光体ドラム１０の所定の露光位置において、その軸方向（主走査方向）に沿って繰り返し走査される。この露光位置よりもわずかに上流側には、感光体ドラム１０に近接して帯電ロール１１が配置されており、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させるようになっている。帯電器としては、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させるものであればよく、帯電ロール以外にも、例えばスコロトロンやコロトロン等のコロナ帯電器を用いても良い。
【００３０】
この帯電後の感光体ドラム１０表面にレーザービームＬＢが照射されることで、感光体ドラム１０の表面には、画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、露光位置よりも下流側のドラム表面で、現像装置１２によって現像される。この現像装置１２内には、トナーを磁気的に穂立ちさせて静電潜像の現像を行なうための現像ロール１３や、現像装置１２内のトナーを現像ロール１３に供給するためのトナー供給機構１４等の部品が配置されている。現像ロール１３には、所定の現像バイアスが印加されるように構成されている。
【００３１】
現像装置１２の現像によって形成されたトナー像は、感光体ドラム１０の回転に伴って転写ロール１５にニップしている位置まで移動し、ここで記録用紙１６（普通紙）に静電的に転写されることになる。なお、本実施の形態で使用される帯電ロール１１および転写ロール１５は、芯金上に半導電性部材を円筒状に被覆したもので、その芯金の一端に電圧印加端子を設けた構造となっている。
【００３２】
次に、記録用紙１６の搬送経路について簡単に説明する。記録用紙１６は、このレーザビームプリンタ本体１の下部に着脱自在に配置された給紙装置１７内に前面から挿入されたカセットトレイ１８に積層状態で収納されるようになっている。カセットトレイ１８の最上層に配置された記録用紙１６は、半月状の形状をした給紙ロール１９によってトレイ１８外に送り出される。なお、給紙ロール１９の代わりにリタードロール等の他の給送手段を用いても良い。
【００３３】
送り出された記録用紙１６は、破線で示したような経路を搬送ロール２０によって搬送され、レジストロール２１に先端が到達した時点で、一旦停止される。この後、感光体ドラム１０の回転位置と同期をとって図示しない電磁クラッチが作動してレジストロール２１の回転を開始し、これにより記録用紙１６が一定した速度でかつ安定して搬送される。このようにして記録用紙１６は、所定のタイミングで感光体ドラム１０と転写ロール１５との間を通過する。この記録用紙１６が感光体ドラム１０と転写ロール１５との間を通過する時点だけ、転写ロール１５には転写電圧が印加され放電を行なう。
【００３４】
これによって、感光体ドラム１０上のトナー像が静電的に転写ロール１５方向に吸引され、記録用紙１６上にトナー像の転写が行なわれる。転写が行なわれた記録用紙１６は、転写ロール１５の下流側に配置された除電針２２によってその背面から除電され、ドラム表面から剥離される。
【００３５】
剥離された記録用紙１６は、その緊張を解くために所定の長さの搬送路上を搬送された後、ヒートロール２３とプレッシャロール２４との対からなる定着装置２５に運ばれる。定着装置２５に搬送された記録用紙１６は、所定幅でニップしているヒートロール２３とプレッシャロール２４との間を通過する。このとき、記録用紙１６におけるトナー像の転写された側がヒートロール２３側となり、プレッシャロール２４は記録用紙１６をヒートロール２３に押し付けて効率的な熱伝達を可能にする。
【００３６】
ヒートロール２３は高温の一定した温度に制御されている。この状態で記録用紙１６上に転写されたトナー像は、用紙面に熱定着される。定着装置２５の出口側には、出口ロール２６が配置されており、この出口ロール２６に搬送された記録用紙１６は、排出ロール２７によってレーザビームプリンタ本体１の上部に設けられた排出トレイ２８上に排出される。記録用紙１６は前述の経路を経るために記録面が下になって排出され、１ページづつ順に印刷したものを排出された順序のままステープラで閉じることが可能となっている。
【００３７】
一方、記録用紙１６に転写されなかったトナー像は、転写ロール１５のさらに下流側に配置されたクリーニング装置２９によってドラム表面から除去される。クリーニング装置２９には、ドラム表面からトナーを削りとるためのブレード２９ａや、トナー漏れを防止するためのフィルム２９ｂが配置されている。
【００３８】
ところで、この実施の形態のレーザビームプリンタでは、図２に示すように、感光体ドラム１０とクリーニング装置２９と帯電ロール１１および現像装置１２とが、プロセスカートリッジ３０として一体的に構成されており、このプロセスカートリッジ３０は、レーザビームプリンタ本体１に対して着脱可能となっている。
【００３９】
また、この実施の形態のレーザビームプリンタでは、前カバー３１を有しており、この前カバー３１は、ヒンジ３２を中心に開閉するようになっている。そして、この前カバー３２を開くことにより使用者は用紙詰まりの除去や、プロセスカートリッジ３０や転写ロール１５の交換を極めて容易に行なうことができる。さらに、この実施の形態のレーザビームプリンタでは、定着装置２５の着脱も使用者が容易に行なえるように構成されている。
【００４０】
転写ロール１５の下方には、高圧電源部３３が配置されており、プロセスカートリッジ３０や定着装置２５等の各構成部品へ必要な電力を供給している。高圧電源部３３の側方には、制御装置３４が配置されており、レーザビームプリンタの電気的制御を行なっている。高圧電源部３３と制御装置３４の奥側には、前述した画像処理部２が配置され、コンピュータ等から送られてきた画像情報をレーザビームプリンタの言語に翻訳して制御装置３４へ送るようになっている。
【００４１】
図２は上記レーザビームプリンタに使用される現像装置をプロセスカートリッジ全体と共に示す構成図である。
【００４２】
この現像装置１２は、図２に示すように、現像装置ハウジング４０を備えており、この現像装置ハウジング４０は、大きく分けて、現像剤担持体としての現像ロール１３が設けられた現像槽４１と、この現像槽４１の後方に連設された現像剤貯蔵槽４２とから構成されている。上記現像装置ハウジング４０の現像槽４１には、感光体ドラム１０側の端部に、現像ロール１３が回転可能に配設されており、この現像ロール１３は、既知の如く、所定の位置に所定の極性の磁極が着磁され、固定状態に配置された図示しないマグネットロールと、このマグネットロールの外周に矢印方向に沿って回転可能に配置された図示しない現像スリーブとから構成されている。
【００４３】
また、上記現像ロール１３の外周には、当該現像ロール１３の外周に図示しないマグネットロールの磁力によって吸着された一成分磁性現像剤４３（トナー）を、摩擦帯電によって所定の極性（マイナス）に帯電するための帯電部材としての帯電ブレード４４が設けられている。この帯電ブレード４４は、全体を合成樹脂等によって形成しても良いし、又、金属等からなる板バネ部材と、この板バネ部材の先端部に接着等の手段により固着された合成樹脂等からなる摩擦帯電部材とから構成しても良い。上記帯電ブレード４４の基端部は、現像装置ハウジング４０に固着されているとともに、その先端部は、現像ロール１３の表面に所定の圧力で圧接されている。
【００４４】
さらに、上記の如く構成される現像槽４１と、この現像槽４１の後方に連設された現像剤貯蔵槽４２との間には、図２に示すように、当該現像剤貯蔵槽４２から現像槽４１側へ供給される現像剤４３の量を規制する開口部４５が設けられており、この開口部４５には、必要に応じて、その長手方向に沿って所定の間隔をおいて、当該開口部４５を仕切る図示しないリブが複数本設けられている。
【００４５】
また、上記現像剤貯蔵槽４２は、例えば、磁性一成分のトナーからなる現像剤４３を所定量だけ貯蔵可能なように大きく構成されており、この現像剤貯蔵槽４２の現像剤貯蔵率、つまり現像剤貯蔵槽４２の体積に占める現像剤４３の割合は、例えば、６０〜７０％に設定されている。さらに、上記現像剤貯蔵槽４２の内部には、当該現像剤貯蔵槽４２の内部に貯蔵された現像剤４３を攪拌しつつ、現像槽４１側へと搬送する現像剤攪拌搬送部材１４が回転可能に設けられている。この現像剤攪拌搬送部材１４は、現像装置１２の背面側に配設されたギア等を介して、感光体ドラム１０等を駆動する図示しない駆動モーターによって、所定のタイミングで回転駆動されるようになっている。
【００４６】
ところで、この実施の形態では、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させた後に、重畳された直流と交流成分共に瞬断するように制御する制御手段を備えるように構成されている。
【００４７】
図３は、以上のような構成のレーザビームプリンタの高圧電源部構成部品の一部として設けられた現像バイアス発生部と制御装置内の同バイアス出力制御回路を表したものであり、デューティ比可変制御部及び交流電圧のピークトウピーク値を可変可能な現像交流バイアス発生装置の回路構成を示している。
【００４８】
上記レーザビームプリンタのプリントシーケンスを制御する制御装置３４は、マイクロコンピュータ５０（以後、マイコンと呼ぶ）を内包している。マイコン５０内のＣＰＵ５１は、タイマー５２を用いて内部Ｄ／Ａ回路５３のオンオフを行なうことによって、図４に示すようなデジタル信号を高圧電源部内の現像バイアス出力回路５４へ出力する。この高圧電源部内現像バイアス出力回路５４では、図４に示すようなデジタル信号を、所望のデューティ比及びピークトウピーク電圧を有する交流バイアス電圧に昇圧するとともに、所定の直流電圧を重畳して、現像装置１２の現像ロール１３に印加する。そして、上記現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させた後に、重畳された直流と交流成分共に瞬断するように、ＣＰＵ５１によって制御されるようになっている。
【００４９】
ここで、ＣＰＵ５１から内部Ｄ／Ａ回路５３へ入力されるデジタル値に応じてＯＮ時に出力される電圧は２５５段階に調整可能であり、図４に示されるようなデジタル信号は、その振幅に応じて駆動回路５５、昇圧回路５６を経て図５に示すような高周波の高圧バイアスに増幅される。なお、直流バイアスは、図４に示す電圧検出回路５７のコンデンサ容量により交流バイアスの中心電圧として一定に出力することができ、本実施の形態では−４００Ｖに設定されている。
【００５０】
以上の構成において、この実施例に係る現像装置を適用したレーザビームプリンターでは、次のようにして、装置や画像形成制御の複雑化を伴うことなく、交流現像バイアスを用いた現像装置及び画像形成装置の現像終了時における像担持体表面へのトナーの付着、所謂トナー吐き出し現象を、現像装置の個体差や使用環境及び経時的変動に対して可及的に減少することができ、あわゆる条件下で用紙裏面等にトナー汚れの無い良好な画像が得られるようになっている。
【００５１】
すなわち、従来の電子写真式の画像形成装置における現像バイアスとしては、プラス側周期とマイナス側周期が等しい５０：５０デューティ比の正弦波や矩形波の交流電圧が用いられてきた。しかし近年、現像性能に効果があると言うことで、４０：６０や３０：７０の偏デューティ比の波形が広く用いられ始めている。偏デューティ比の波形を形成する場合には、図４のごときデジタル信号を増幅或いは高圧電源のオンオフ信号を用いて交流波形を発生させるため、矩形波が波形の形状として一般的であるが、矩形波出力の立ち上がり及び立ち下がりの回路定数を変更することで疑似的な正弦波や鋸形状波を作り出すことも容易に可能である。
【００５２】
画像処理部２によって処理され、制御装置３４へ送られたプリント命令により図５に示すように、感光体ドラム１０の駆動と帯電ロール１１による帯電が開始される。
【００５３】
この実施の形態のレーザビームプリンタにおいては、感光体ドラム１０の回転周速は１２０ｍｍ／ｓであり、このとき帯電ロール１１には、ピークツーピーク値が１．６ｋＶの交流電圧と−５００Ｖの直流電圧が印加されており、帯電部を抜けた感光体ドラム１０の表面は、一様に−５００Ｖに帯電される。
【００５４】
帯電面が露光装置４により画像露光されると、露光された部分は、感光体ドラム１０の感光層から、＋電荷が発生し、−１５０Ｖの潜像を形成する。
【００５５】
露光部の下流に配置された現像装置１２は、感光体ドラム１０の表面に０．３５ｍｍのギャップを保持して対向する現像ロール１３を備えており、現像ロール１３は、その表面に現像剤（以下、トナーと呼ぶ）を薄層担持して感光体ドラム１０の回転にあわせて回転している。本実施の形態では、感光体ドラム１０と現像ロール１３が非接触の構成を取り上げているが、本発明の作用は非接触方式に限定されるものでは無く、感光体ドラム１０と現像ロール１３が接触している接触方式のものでも良い。
【００５６】
また、この実施の形態に使用しているトナーは、磁性１成分トナーであり、現像ロール１３の回転時に現像ロール１３に圧接されている層厚規制部材４４との圧接部を通過することにより、マイナス極性に帯電されるものを用いている。磁性現像剤の場合は、現像ロール１３内に内包される磁石部材によりトナーが現像ロール１３表面に拘束保持されるが、非磁性一成分系のトナーや二成分系のトナーも各粒子の帯電により発生する現像ロール１３表面への鏡像力により保持されており、言うまでもなく感光体ドラム１０表面の電位と現像ロール１３に印加される現像バイアスの電位の差を用いて現像を行なうのであるから、その現像バイアスに交流電圧を伴う方式のものでもよいし、帯電極性も本実施例ではマイナス側であるがプラス側帯電のものでもよい。
【００５７】
現像ロール１３上に薄層担持されたトナー粒子は各々形状や大きさ、表面積が異なる微妙に帯電量が異なっている。このようなトナーの帯電量のバラツキは一般的であり、図１４のような分布を有することが周知である。
【００５８】
ところで、記録用紙１６の搬送路近傍には、図示しない用紙センサが設けられており、その出力信号は制御装置３４に送られている。本実施の形態では、この用紙センサの出力を基にして制御装置は現像バイアスをオンする時間とオフする時間をセットする。通常、搬送路近傍の用紙センサは用紙先端によりオンされ、用紙後端の通過によりオフされるので、このオンタイミングとオフタイミングによって現像バイアスのオンオフタイミングを決定し、制御装置３４に備えられたマイコン５０によって画像形成時に最初の潜像が現像位置に到達するのにあわせて現像バイアスが印加され、記録紙サイズに対応する最終潜像部が通過後に現像バイアスをオフ状態に移行する。
【００５９】
前述したように、現像時のバイアスは、直流電圧と交流電圧が重畳されたバイアスであり、交流電圧のピークツーピーク値及びデューティ比はマイコン５０の命令により変更可能であるが、本実施の形態においては直流成分が−４００Ｖ、交流電圧は周波数が２４００Ｈｚでピークツーピーク値は１．６ｋＶ、デューティ比５０：５０の矩形波を用いている。
【００６０】
感光体ドラム１０表面に形成された静電潜像は、背景部が−５００Ｖ、潜像部分は−１５０Ｖに成っているため、現像ロール１３に印加されている直流現像バイアスの−４００Ｖによりマイナス極性に帯電したトナーに作用する電界力は、背景部については感光体ドラム１０表面から現像ロール１３側へ向かい、逆に潜像部については現像ロール１３から感光体ドラム１０表面に向かう。この電界力によりトナーは感光体ドラム１０表面の潜像部に静電吸着して現像像を形成するが、同時に背景部にもランダムに飛翔してしまうトナー粒子が存在し、背景部に微小黒点等の汚れを引き起こすことが周知である。
【００６１】
微小粉体であるトナーが一度感光体ドラム１０側に吸着してしまうと静電気的な吸着力のほかに鏡像力と呼ばれる吸着力も加わるため、現像バイアスの直流電圧によって形成される電界力だけではこれらの背景部に吸着したトナーを現像ロール１３側にひきもどすことが困難となるためである。
【００６２】
このため、背景部の汚れ、すなわちカブリを発生させてしまうのであるが、このようなカブリの発生を無くし、潜像に対して忠実な現像像を形成するために直流バイアスに交流バイアスを重畳した現像バイアスを用いて直流電圧より大きい交番する電界を形成し、トナー粒子に現像ロール１３と感光体ドラム１０間を往復させる電界力をかけて、潜像部に吸着したトナーは感光体ドラム１０から離さず、しかも背景部に飛んだかぶりトナーを現像ロール１３側に引き戻す方法が用いられている。
【００６３】
この交流バイアスは直流バイアスの１００Ｖコントラストによる電界よりも大きく、本実施の形態ではピークツーピーク値は１．６ｋＶであるから、非現像側の交流位相においては短時間ではあるが、ピークトウピーク値の半値である８００Ｖコントラストで現像ロール１３側に引き戻す電界を形成して、前述した背景部に吸着してしまったトナーを感光体ドラム１０表面から引き剥がし、現像ロール１３側にひきもどしてカブリの無い良好な現像像を得ることができるようになっている。
【００６４】
また、感光体ドラム１０表面の潜像部に対しても、交流バイアスの重量によって現像コントラストを強めて現像力を安定的にする効果ばかりでなく、必要量以上に潜像部に吸着してしまったトナー粒子の余剰分を非現像部側の交流位相時の電界力により現像ロール１３側に引き戻すので、常に安定した像濃度を確保できるという効果も合わせて備えている。
【００６５】
記録用紙１６の搬送路近傍に配設された用紙センサのオフ信号により、マイコン５０は、記録紙サイズに対応する最終潜像部が現像部位を通過するタイミング以降のある定まった時間で図６のシーケンスタイミングチャートのように現像バイアスをオフ状態とする。
【００６６】
ここで、現像バイアスのオフ状態の定義は、高圧電源部からの印加停止に限定されるものではなく、出力値として０Ｖ近傍の低電圧出力状態や、図９に示したような、交流バイアスの印加が継続されていても０Ｖ近傍の電圧の出力時間がその交流周期のほとんどで、変化する電界の時間が短すぎて実質的にトナー粒子に電界による現像挙動を付与不能な状態もオフ状態に含めて述べている。
【００６７】
本実施の形態に使用している感光体ドラム１０と現像ロール１３がギャップを持っているギャップ現像方式においては、現像バイアスの印加中には、そのギャップ領域中で複数のトナー粒子が各々様々な位置で往復飛翔運動をしている所謂トナークラウドを形成している。
【００６８】
このような状態から図５に示す従来の現像バイアスオフ制御を用いると、それまで往復飛翔運動をしていたトナー粒子に加わるエネルギーが消滅してしまうため、各トナー粒子は各々の位置、例えば感光体ドラム１０の表面付近に存在したトナーは、感光体ドラム１０の表面へ付着するし、現像ロール１３近傍にいたトナー粒子は、現像ロール１３表面へ吸着する事となる。このとき、感光体ドラム１０表面へ吸着してしまったトナーが所謂吐き出しトナーである。
【００６９】
しかし、本発明の現像バイアス制御を用いた場合は、そのギャップ領域中で往復飛翔運動をしている全てのトナーは、印加されている現像交流バイアスデューティの偏り変調に従い現像ロール１３表面側へ移動し、現像ロール１３にトナークラウド自体が吸着してしまう。
【００７０】
これは、図１０に示すように、トナーの帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させているため、印加されている交流現像バイアスのうち、トナー粒子に対して現像ロール１３側への帰還電界を形成する周期、つまり帰還電界形成時間が増加し、逆方向への電界形成時間が減少するので、トナー粒子の現像ロール１３側への移動時間が増加し、最終的にはトナークラウドを形成していたトナーが全て現像ロール１３表面に到達してしまうからである。現像ロール１３表面にトナークラウドが吸収された後にも、現像ロール１３表面上のトナーには現像ロール１３側への帰還電界がかかり続けているので、トナー粒子は、現像バイアスが印加されているにも関わらず飛翔運動を停止してしまう。従って、この様な状態でその後に直流と交流現像バイアスをいっぺんに切断しても感光体ドラム１０表面へはトナー粒子が付着することは皆無である。
なお、現像バイアスの交流成分は、図１１に示すような矩形波であっても、図１２に示すような正弦波あるいは図１３に示すような鋸波であっても、他の波形のものであって良い。
【００７１】
実施の形態２
図８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させるとともに、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のピーク値を０Ｖに収束させるように制御するように構成されている。
【００７２】
すなわち、この実施の形態２では、印加されている現像交流バイアスデューティの偏り変調に併せて、交流バイアスのピークツーピーク値を徐々に低下させて、図８のごとくトナー粒子に対する現像ロール１３側への帰還位相のピーク値を０Ｖに収束させることによって、やはりトナークラウドを形成していたトナーをすべて現像ロール１３表面に到達させてから直流と交流現像バイアスをいっぺんに切断することにより感光体ドラム１０表面へのトナー粒子の付着を防止することができるようになっている。
【００７３】
特に、このような実施形態においては、直流と交流現像バイアス電圧の瞬断時に電界の消滅にともなって発生する誘導電界によるトナー粒子の感光体ドラム１０表面への付着を防止する効果が高い。
【００７４】
その効果を更に詳細に述べれば、図８に示すように偏デューティの周期により現像交流バイアスの印加時間中の殆どの０Ｖ状態であり、非常に短い時間だけ、トナーを現像させる側の周期すなわち現像ロール１３から感光体ドラム１０側へトナーを向かわせる電界を生じさせていることになる。
【００７５】
勿論電界が形成されている時間が、逆方向電界に比べて短いので、トナー粒子は感光体ドラム１０側へ向かうための実質的な電界力による加速度とその移動時間を得られず現像ロール１３表面に拘束されることになる。
【００７６】
ここで、交流及び直流現像バイアスを停止させると、消滅する電界を補う方向に誘導起電力が生じ、誘導電界が瞬間的に発生する。前述したように、現像バイアスは、その周期から殆どの時間０Ｖ状態にあり、発生している電界は短デューティ側のマイナス電界である。このマイナス電界が消滅する場合に生じる誘導電界はこれと逆方向のプラス電界となり、すなわちマイナス極性のトナー粒子を現像ロール表面に拘束する方向に働くこととなって、現像バイアス電圧の瞬断時にトナー粒子の感光体ドラム１０表面への付着を防止する効果を更に高めることとなるのである。
【００７７】
実施の形態３
図９はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、制御手段が、現像状態から非現像状態に移行する際、現像剤の帯電極性と逆極性側の交流バイアス電圧のデューティ比を徐々に増加させ、当該デューティ比が予め定められた８０％以上のある値になった時点で、デューティ比の増加を終了するように構成されている。
【００７８】
すなわち、この実施の形態３では、図９に示すように、現像交流バイアスデューティの偏り変調に併せて、交流バイアスのピークツーピーク値を徐々に低下させて行き、トナー粒子に対する現像ロール１３側への帰還位相のピーク値を０Ｖに収束させることによって、やはりトナークラウドを形成していたトナーをすべて現像ロール１３表面に到達させた状態を以て現像バイアスのオフとすることを示している。この場合には、図６に示したタイミングチャートにおいて２ページ目の印刷が終わり、感光体ドラム１０の回転駆動及び帯電バイアスの供給停止と同時に現像バイアスの直流と交流バイアスを停止させることとなる。この実施の形態３においても現像ロール１３表面にトナークラウドが吸収された後にも、現像ロール１３表面上のトナーには現像ロール１３側への帰還電界がかかり続けているばかりでなく、電界が消滅する場合に生じる誘導電界も発生させない為、感光体ドラム１０表面へのトナー粒子の付着を防止することが出来る。
【００７９】
ここで、本実施の形態３において、現像交流バイアスの偏デューティ比の大きさによるトナー粒子の現像性の差異を説明する。前述したように、感光体ドラム表面の背景電位：−５００Ｖ、露光された潜像電位：−１５０Ｖ、現像ロール１３に印加される現像交流バイアスは−４００Ｖであることから、一般に現像コンテスト、すなわち現像させる直流電界は、｜直流現像バイアス−潜像電位｜＝２５０Ｖである。
【００８０】
つまり、交流バイアスを除いた定常的な現像電界を２５０Ｖにして、５０％デューティ比、１．６ｋＶの矩形波交流バイアスを重畳させて現像を行わせるのであるが、この電位差により記録用紙上に形成されるトナー画像の濃度を反射濃度を用いて測定すると、約１．５なる反射濃度値を得ることができる。
【００８１】
現像の設定を同等として、露光量を制御して潜像電位−２５０Ｖの潜像を形成して画像形成を行うと反射濃度は０．８、同じように潜像電位−３２０Ｖの潜像を形成して画像形成を行うと反射濃度は０．２となり、非常に薄い画像しか得ることが出来なくなる。
【００８２】
この３種類の潜像電位を持った潜像に対して、交流バイアスのプラス側のデューティ比を増加させていったときに得られる画像反射濃度の推移を図１５に示した。
【００８３】
いずれの潜像電位おいても、トナーの反帯電極性であるプラス側のデューティ比を増加させるとトナーの現像量は低下し、現像を抑制していることがわかる。特にデューティ比が８０％の付近からは現像コントラストによらず著しく画像濃度が低下することから、本実施の形態に用いているトナー粒径、帯電量等の特性上に閾値であることが推測される。
【００８４】
ところで、本実施の形態で用いているマイナス極性トナーの粒径は約３〜１０ミクロンに分布し、その平均粒径は７ミクロン、帯電量も図１４のごとく分布し、平均は約−１０μＣ／ｇであるから、現在の電子写真を用いた画像形成装置としては一般的なトナー特性である。
【００８５】
また更には、本実施の形態で用いている感光体ドラム１０の帯電電位及び潜像電位、そして現像電位ともに磁性現像剤を用いた画像形成装置においても略同等の電位レベルが使用されている。
【００８６】
略同一の電場で現像が行われている訳であるから、交流バイアスのトナー帯電と反対極性のデューティ比を増加させていったときに得られる画像反射濃度の推移も同一傾向であることが容易に予測され、デューティ比が８０％付近に同様の閾値を持つと考えられる。
【００８７】
図１５は、現像側のコントラストについての変化をプロットしたものであるが、各デューティ比に変化させた後に現像バイアスを瞬断させて、トナー吐き出し量を比較したところやはり同じようにデューティ比が８０％付近からトナーの吐き出しが全くなくなった。
【００８８】
また、デューティ比の変化割合についてであるが、交流バイアスの１周期内にトナーが感光体ドラム１０と現像ロール１３を一往復しているわけではなく、結果として現像されるトナー粒子も前述したように、ギャップ中にクラウドを形成して徐々に感光体ドラム１０表面に近づき吸着するため、急激なデューティの変化にトナーの挙動が追従できなくなって感光体ドラム１０表面に付着してしまうことや、先に述べたように急激な現像電界変化により逆側、すなわちトナーが感光体ドラム１０へ向かう方向に誘導電界が生じてしまい、やはり感光体ドラム１０表面に付着してしまうことがある。
【００８９】
本発明者の実験によれば、デューティ比の変化割合は低いほど現像バイアスの交番電界の周期変化に追従出来ない為に感光体ドラム１０へ付着してしまうトナーは少なく、問題の無いことが分かっている。
図１６にデューティ比を５０％から８５％に変調させる過程において、デューティ比の変化割合を変化させた時に変化時間中に感光体ドラム１０へ付着してしまったトナーを用紙上に転写させ、反射濃度計で反射濃度を測定した結果を示した。
画像形成前の用紙表面の反射濃度値は、用紙の種類や光沢の有無によっても多少異なり０．０４〜０．１５程度が一般的であるが、本実験で用いた用紙の画像形成前の反射濃度値は０．０７であった。従って、全くトナーが用紙上に付着してしない場合においても反射濃度の測定値は０．０７である。
このような条件下でデューティ比を５０％から８５％に変調させる過程の変化割合を増加させた場合には、図１６に示すように、変調割合に対応して反射濃度値も上昇していくことが分かる。
反射濃度が０．２０（Ｄ）を過ぎると目視によっても付着したトナーによって筋状に用紙表面が汚れていることが確認出来るため、変化割合は１．０％／ｍｓ以下に抑制する必要があることがわかる。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、画像形成中の現像剤担持体に印加される交流を含んだ現像バイアスの停止にともなう像担持体表面へのトナーの吐き出し現象を二次的障害を伴うことなく、いかなる画像形成装置の使用環境においても抑制することが可能となり、用紙の裏面汚れ等の無い、安定した画像品質を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図２】  図２はこの実施の形態で使用の画像形成部材を一体化したプロセスカートリッジの断面略図である。
【図３】  図３はこの発明の実施の形態１に使用される制御装置及び電源装置を示す回路図ある。
【図４】  図４はこの実施の形態１でマイコンから出力される交流現像バイアスを示す増幅前波形図である。
【図５】  図５は従来の現像装置で用いられる現像バイアスのオフ状態を示す波形図である。
【図６】  図６はこの実施の形態１に係る画像形成装置における２枚連続プリント時のタイミングチャートである。
【図７】  図７はこの実施の形態１に係る現像装置で用いられている現像バイアスオフ形態の実施例を示す波形図である。
【図８】  図８はこの実施の形態２に係る現像装置で用いられている現像バイアスオフ形態の実施例を示す波形図である。
【図９】  図９はこの実施の形態３に係る現像装置で用いられている現像バイアスオフ形態の実施例を示す波形図である。
【図１０】  図１０はこの発明の実施の形態におけるデューティ比の変化割合を示す説明図である。
【図１１】  図１１はこの実施の形態１に係る現像装置で用いられている現像バイアス波形を示す波形図である。
【図１２】  図１２は同じく現像バイアス波形の他の例を示す波形図である。
【図１３】  図１３は同じく現像バイアス波形の更に他の例を示す波形図である。
【図１４】  図１４はこの実施の形態１に係る現像装置で用いられている現像剤の帯電分布及び極性を示す説明図である。
【図１５】  図１５は現像交流バイアスのデューティ比による潜像の現像濃度変化を示す波形図である。
【図１６】  図１６は現像交流バイアスのデューティ比の変化割合と反射濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０：感光体ドラム（像担持体）、１３：現像ロール（現像剤担持体）、３３：高圧電源部、３４：制御装置（制御手段）。
【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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