(57)【要約】【課題】高精度で画像形成のタイミング調整を行なうことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の色成分の内の基準となる色成分（たとえばブラック）の基準色画像及び調整対象である他の色成分（たとえばシアン，マゼンタ，イエロー）の調整色画像が各色成分に対応する感光ドラム１０に形成され、転写ベルト３０に転写される。この際、各色成分画像に対応するレーザダイオード４２から同一のタイミングでレーザビームが出力され、１個のポリゴンミラー４０の同一の反射面によってそれぞれに対応する感光ドラム１０へ反射されることにより、各色成分画像が同一タイミングでそれぞれに対応する感光ドラム１０に形成される。転写ベルト３０に転写された基準色画像を基準として各調整色画像の位置と予め設定されている規定位置との差が所定値以下になるように、各感光ドラム１０上での画像形成タイミング調整がされる。【選択図】図１
2006281778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、複数色の各色成分画像を、前記複数の像担持体の内の対応する像担持体にそれぞれ形成する画像形成手段と、前記各像担持体に形成された各色成分画像が転写される転写媒体と、該転写媒体上に転写された各色成分画像の前記転写媒体上での位置を検出する画像位置検出手段と、該画像位置検出手段により検出された各色成分画像の前記転写媒体上での位置に基づいて、前記画像形成手段により各色成分画像が前記各像担持体にそれぞれ形成されるタイミングを調整するタイミング調整手段とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成手段は、
各像担持体に対応する光ビームを同一タイミングでそれぞれ照射する複数の照射手段と、
該複数の照射手段それぞれから同一タイミングで照射された各像担持体に対応する光ビームをそれぞれに対応する像担持体へ照射することにより、各色成分画像が同一タイミングで各像担持体に形成されるように同一の反射面で反射させる１個のポリゴンミラーと
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の色成分画像のいずれか一つを調整のための基準の基準色画像とし、他の色成分画像を調整対象の調整色画像とし、
前記タイミング調整手段は基準色画像の前記転写媒体上での形成位置を基準として、各調整色画像の前記転写媒体上での前記画像位置検出手段による検出位置と予め設定されている規定位置との差が所定値以下になるように画像形成のタイミングを調整するようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成手段は前記転写媒体上に複数の同色の色成分画像を形成し、
前記画像位置検出手段は、前記転写媒体上での同色の複数の色成分画像の位置を検出し、検出した複数の位置の平均値を各色成分画像の位置として算出するようにしてあること  を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。                                  
【請求項４】
前記各像担持体の回転角度位置を検出する回転角度位置検出手段と、円筒状の感光ドラムである前記各像担持体による前記転写媒体上への画像形成のタイミングが一致する回転角度位置である基準回転角度位置を検出する基準回転角度位置検出手段とを更に備え、
前記画像形成手段は前記転写媒体上に複数の同色の色成分画像を形成し、
前記画像位置検出手段は、前記画像形成手段が前記転写媒体上に形成した複数の同色の色成分画像の位置を検出し、
前記基準回転角度位置検出手段は、前記画像位置検出手段が検出した複数の同色の色成分画像の位置に基づいて、前記各像担持体の基準回転角度位置を検出し、
前記タイミング調整手段は、前記回転角度位置検出手段が検出した各像担持体の回転角度位置と前記基準回転角度位置検出手段が検出した前記各像担持体の基準回転角度位置とに基づいて、前記転写媒体上での画像形成タイミングが一致するように前記基準色画像の像担持体の基準回転角度位置に対する前記各調整色画像の像担持体の基準回転角度位置を調整することにより、画像形成のタイミングを調整するようにしてあること
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成手段に各色成分画像を所定間隔で形成させる所定間隔画像形成手段を更に備え、
前記画像位置検出手段は、前記所定間隔画像形成手段が前記画像形成手段に形成させた各色成分画像の前記転写媒体上での位置を検出し、
前記基準回転角度位置検出手段は、前記画像位置検出手段が検出した前記転写媒体上に形成された各色成分画像の形成位置と前記所定間隔に対応する位置との差から極大値及び極小値を選定する極大・極小値選定手段と、該極大・極小値選定手段が選定した極大値と極小値との間の中間値を算出する中間値算出手段とを有し、該中間値算出手段が算出した中間値に基づいて基準回転角度位置を検出するようにしてあること
を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定値を色成分に応じて異ならせてあることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の像担持体の内の少なくとも２個以上は共通のモータによって回転される感光ドラムであり、
前記タイミング調整手段は前記共通のモータによって回転される複数の感光ドラムに対応する色成分の内の検出位置と前記規定位置との差が最も大きい色成分に対して画像形成のタイミングを調整するようにしてあること
を特徴とする請求項２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、複数色の各色成分画像を対応する複数の像担持体にそれぞれ形成し、各像担持体に形成された各色成分画像を転写媒体上に転写することにより複数色の画像、即ちカラー画像を形成する画像形成装置に関する。特に本発明は、各色成分画像の位置合わせのために画像形成のタイミング調整を行なう画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像を用紙に形成する装置として、例えばブラック用、シアン用、マゼンタ用、イエロー用の各感光ドラムに各色成分画像を個別に形成し、転写ベルトに重ねて転写する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、各感光ドラムへの色成分画像の形成は、各感光ドラムに対応する複数のレーザダイオードからそれぞれ出力されたレーザビームを、各感光ドラムに対応する複数の各ポリゴンミラーでそれぞれ反射させて各感光ドラムへ照射することにより行なわれる。但し、ポリゴンミラーは比較的高価であることから主としてコストを低減する目的で、、複数のレーザダイオードからのレーザビームを共通の、即ち１個のポリゴンミラーに照射し、この１個のポリゴンミラーで反射された各レーザビームをそれぞれ対応する感光ドラムへ照射することにより、ポリゴンミラーの数を削減した画像形成装置も知られている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、転写ベルトに転写された各色成分画像の位置ずれに起因して、画質の低下が生じるという問題がある。そのため、画像形成のタイミング調整用の画像（以下、マークという）を形成し、形成したマークの位置を検出し、検出した位置に基づいて、画像形成のタイミング調整を行なう画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１４９４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような１個のポリゴンミラーを使用する画像形成装置では、移動する転写ベルト上に例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色成分のマークが順番に形成されるので、マークの画像形成タイミングは色成分毎に異ならざるを得ない。そのため、各色成分用のレーザビームがポリゴンミラーの同一の反射面で反射されるとは限らないので、ポリゴンミラーの複数の面の個体差によってマークの形成位置にずれが生じるという問題がある。また、転写ベルトを駆動するベルト駆動ローラ又は感光ドラムの回転速度の変動等により、各色成分のマークを形成している間に、マークの形成位置にずれが生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、画像形成のタイミング調整を行なう場合、各色成分画像が同一タイミングで各像担持体に形成されるようにすることにより、画像形成のタイミング調整を高精度に行なうことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、各像担持体に対応する光ビームを１個のポリゴンミラーへ照射する構成において、ポリゴンミラーの各反射面の個体差、又は、回転角度の誤差等の影響を受けずに、基準色画像及び調整色画像を正確に形成することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、転写媒体上に同色の色成分画像を複数形成する構成において、色成分画像の形成時に不規則に生じる誤差等の影響を低減し、色成分画像の形成位置を正確に検出することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【０００８】
また、本発明は、転写媒体に同色の色成分画像を複数形成する構成において、感光ドラムの周期的な回転速度の変動等の一回転周期で生じる誤差の影響を低減し、画像形成のタイミング調整を高精度に行なうことができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、転写媒体に同色の色成分画像を複数形成する構成において、転写ベルトに形成された各色成分画像の検出位置と所定間隔に対応する各位置との差の中から極大値及び極小値を選定し、選定した極大値と極小値との間の中間値に基づいて、転写ベルト上での画像形成タイミングが一致する回転角度位置である基準回転角度位置を検出することにより、感光ドラムの回転周期で発生する色ずれを精度良く補正することができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、基準色画像を基準にして、各調整色画像の検出位置と予め設定されている規定位置との差が、各調整色毎に予め定められている所定値以下になるように画像形成のタイミング調整を行なう構成において、色ずれが目立つ色成分に対しては、色ずれが目立たない他の色成分よりも少ない色ずれであっても調整を行なうことが可能な画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【００１１】
また、本発明は、基準色成分以外の色成分に対応する複数の感光ドラムが共通のモータによって回転される構成において、検出位置と予め設定されている規定位置との差が最も大きい色成分に対して画像形成のタイミング調整を行なうことにより、共通のモータによって回転される複数の感光ドラムの色ずれを抑えることができる画像形成装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、複数の像担持体と、複数色の各色成分画像を、前記複数の像担持体の内の対応する像担持体にそれぞれ形成する画像形成手段と、前記各像担持体に形成された各色成分画像が転写される転写媒体と、該転写媒体上に転写された各色成分画像の前記転写媒体上での位置を検出する画像位置検出手段と、該画像位置検出手段により検出された各色成分画像の前記転写媒体上での位置に基づいて、前記画像形成手段により各色成分画像が前記各像担持体にそれぞれ形成されるタイミングを調整するタイミング調整手段とを備えた画像形成装置において、前記画像形成手段は、各像担持体に対応する光ビームを同一タイミングでそれぞれ照射する複数の照射手段と、該複数の照射手段それぞれから同一タイミングで照射された各像担持体に対応する光ビームをそれぞれに対応する像担持体へ照射することにより、各色成分画像が同一タイミングで各像担持体に形成されるように同一の反射面で反射させる１個のポリゴンミラーとを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置において、複数の色成分画像のいずれか一つを調整のための基準の基準色画像とし、他の色成分画像を調整対象の調整色画像とし、前記タイミング調整手段は基準色画像の前記転写媒体上での形成位置を基準として、各調整色画像の前記転写媒体上での前記画像位置検出手段による検出位置と予め設定されている規定位置との差が所定値以下になるように画像形成のタイミングを調整するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
以上のような本発明の画像形成装置では、画像形成のタイミング調整が行なわれる場合、同一タイミングで各像担持体上に各色成分画像が形成されるため、各色成分画像の転写媒体への転写も同一タイミングで行なわれる。この場合、原理的には、転写媒体上に形成された各色成分画像の間隔は各像担持体の間隔と同一になる。従って、各色成分画像を別々のタイミングで各像担持体に形成する方法に比して、転写媒体上に各色成分画像を形成している間に生じる位置ずれの影響が低減されるので、画像形成のタイミング調整が高精度に行なわれる。また、タイミング調整手段は、例えば各色成分画像のいずれかを調整基準の基準色画像とし、他の色成分画像を調整対象の調整色画像とし、基準色画像を基準にして各調整色画像の検出位置と予め設定されている規定位置との差が予め定められている所定値以下になるように画像形成のタイミング調整を行なう。または、各色毎に規定位置を予め設定しておくことにより、検出された位置と規定位置との差が予め定められている所定値以下になるように画像形成のタイミング調整を行なう。
【００１５】
また上述のような本発明の画像形成装置では、複数の照射手段から、各像担持体に対応する光ビームが１個のポリゴンミラーへ照射され、このポリゴンミラーで反射された各光ビームがそれぞれに対応する像担持体に照射される。このため、各光ビームは１個のポリゴンミラーで反射される。従って、同一タイミングで各像担持体に各色成分画像を形成するために複数の照射手段から同一タイミングでそれぞれ光ビームが照射された場合、各光ビームは１個のポリゴンミラーの同一の反射面で反射される。よって、ポリゴンミラーの各反射面の個体差、又は、回転角度の誤差等の影響を受けずに、基準色画像及び調整色画像が正確に形成される。このため、画像形成のタイミング調整が高精度に行なわれる。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置において、前記画像形成手段は前記転写媒体上に複数の同色の色成分画像を形成し、前記画像位置検出手段は、前記転写媒体上での同色の複数の色成分画像の位置を検出し、検出した複数の位置の平均値を各色成分画像の位置として算出するようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
以上のような本発明の画像形成装置では、転写媒体上に形成された同色の各色成分画像の位置が検出され、検出された各位置の平均値が各色成分画像の位置として算出される。このため、個々の色成分画像の形成時に生じる誤差の影響が低減され、色成分画像の形成位置が正確に検出される。よって、画像形成のタイミング調整が高精度になる。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置において、前記各像担持体の回転角度位置を検出する回転角度位置検出手段と、円筒状の感光ドラムである前記各像担持体による前記転写媒体上への画像形成のタイミングが一致する回転角度位置である基準回転角度位置を検出する基準回転角度位置検出手段とを更に備え、前記画像形成手段は前記転写媒体上に複数の同色の色成分画像を形成し、前記画像位置検出手段は、前記画像形成手段が前記転写媒体上に形成した複数の同色の色成分画像の位置を検出し、前記基準回転角度位置検出手段は、前記画像位置検出手段が検出した複数の同色の色成分画像の位置に基づいて、前記各像担持体の基準回転角度位置を検出し、前記タイミング調整手段は、前記回転角度位置検出手段が検出した各像担持体の回転角度位置と前記基準回転角度位置検出手段が検出した前記各像担持体の基準回転角度位置とに基づいて、前記転写媒体上での画像形成タイミングが一致するように前記基準色画像の像担持体の基準回転角度位置に対する前記各調整色画像の像担持体の基準回転角度位置を調整することにより、画像形成のタイミングを調整するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
以上のような本発明の画像形成装置では、像担持体は円筒状の感光ドラムである。また、転写媒体上に形成された同色の各色成分画像の位置が検出され、検出された各位置に基づいて感光ドラムによる転写媒体上への画像形成タイミングが一致する回転角度位置である基準回転角度位置が検出される。そして、基準色画像及び調整色画像の転写媒体上への画像形成タイミングが一致するように、各像担持体の基準回転角度位置が決定されることにより、画像形成のタイミング調整が行なわれる。このため、感光ドラムの周期的な回転速度の変動等のような一回転周期で生じる誤差の影響が低減され、画像形成のタイミング調整が高精度に行なわれる。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置において、前記画像形成手段に各色成分画像を所定間隔で形成させる所定間隔画像形成手段を更に備え、前記画像位置検出手段は、前記所定間隔画像形成手段が前記画像形成手段に形成させた各色成分画像の前記転写媒体上での位置を検出し、前記基準回転角度位置検出手段は、前記画像位置検出手段が検出した前記転写媒体上に形成された各色成分画像の形成位置と前記所定間隔に対応する位置との差から極大値及び極小値を選定する極大・極小値選定手段と、該極大・極小値選定手段が選定した極大値と極小値との間の中間値を算出する中間値算出手段とを有し、該中間値算出手段が算出した中間値に基づいて基準回転角度位置を検出するようにしてあることを特徴とする。
【００２１】
以上のような本発明の画像形成装置では、同色の複数の色成分画像が所定間隔となるように転写ベルト上に形成された同色の各色成分画像の実際の検出位置と所定間隔に対応する各位置との差の中から極大値及び極小値が選定される。そして、選定された極大値と極小値との間の中間値が算出され、算出された中間値に基づいて基準回転角度位置が検出される。これにより、感光ドラムの回転周期間隔で生じる誤差を補正することができる。例えば、感光ドラムの偏心に起因して周期的に発生する色ずれの周期は感光ドラムの回転周期とほぼ一致する。このような回転周期間隔で生じる色ずれに関しては、色ずれ範囲内の極大値と極小値とがずれたとしても、極大値と極小値と間の中間値はほとんど変動しない。従って、極大値と極小値との間の中間値に基づく基準回転角度位置を用いることにより、感光ドラムの回転周期で発生する色ずれが精度良く補正される。
【００２２】
本発明に係る画像形成装置は、前記の画像形成装置において、前記所定値を色成分に応じて異ならせてあることを特徴とする。
【００２３】
以上のような本発明の画像形成装置では、基準色画像を基準にして、各調整色画像の検出位置と予め設定されている規定位置との差が、各調整色毎に予め定められている所定値以下になるように画像形成のタイミング調整が行なわれる。このため、色ずれが目立つ色成分に対しては、色ずれが目立たない他の色成分よりも実際の色ずれが小さい場合にも調整を行なうことが可能となる。例えば、基準色がブラックであり、調整色がマゼンタ、シアン、イエローである場合、マゼンタの色ずれは他の調整色よりも目立ち易いので、マゼンタに対して予め定められている所定値を他の色のそれよりも小さくすることにより、マゼンタの色ずれが他の調整色の色ずれよりも重点的に補正される。
【００２４】
本発明に係る画像形成装置は、前記の画像形成装置において、前記複数の像担持体の内の少なくとも２個以上は共通のモータによって回転される感光ドラムであり、前記タイミング調整手段は前記共通のモータによって回転される複数の感光ドラムに対応する色成分の内の検出位置と前記規定位置との差が最も大きい色成分に対して画像形成のタイミングを調整するようにしてあることを特徴とする。
【００２５】
以上のような本発明の画像形成装置では、複数の像担持体には共通のモータによって回転される複数の感光ドラムが含まれており、これらの共通のモータによって回転される複数の感光ドラムに対応する色成分の内の検出位置とそれぞれの色成分に関して予め設定されている規定位置との差が最も大きい色成分に対して画像形成のタイミング調整が行なわれる。このため、共通のモータによって回転される複数の感光ドラムの色ずれを抑えることができる。また、複数の感光ドラムが共通のモータで駆動されるため、個別のモータで駆動される場合に比して、各感光ドラム間に回転速度の誤差が生じることは事実上あり得ない。
【発明の効果】
【００２６】
前述のような本発明の画像形成装置によれば、各色成分画像を別々のタイミングで各像担持体に形成する従来の方法に比して、転写媒体上に各色成分画像を形成している間に生じる位置ずれの影響が低減され、高精度での画像形成のタイミング調整が可能になる。また、基準色画像を基準にして各調整色画像の検出位置と予め設定されている規定位置との差が予め定められている所定値以下になるように画像形成のタイミング調整を行なうことが可能になる。または、各色毎に規定位置を予め設定しておくことにより、画像が実際に検出された位置と規定位置との差が予め定められている所定値以下になるように画像形成のタイミング調整を行なうことが可能になる。
【００２７】
また本発明の画像形成装置によれば、ポリゴンミラーの各反射面の個体差、又は回転角度の誤差等の影響を受けることがなくなるので、基準色画像及び調整色画像を正確に形成することが可能になる。従って、高精度での画像形成のタイミング調整が可能になる。
【００２８】
更に本発明の画像形成装置によれば、色成分画像の実際の形成位置を正確に検出することができるので、高精度での画像形成のタイミング調整が可能になる。
【００２９】
また更に本発明の画像形成装置によれば、感光ドラムの周期的な回転速度の変動等のような一回転周期で生じる誤差の影響を低減することが可能になるので、高精度での画像形成のタイミング調整が可能になる。
【００３０】
更にまた本発明の画像形成装置によれば、感光ドラムの回転周期間隔で生じる画像形成位置の誤差を補正することができる。例えば、感光ドラムの偏心により周期的に発生する色ずれの周期は感光ドラムの回転周期とほぼ一致する。このような回転周期間隔で生じる色ずれの場合、色ずれ範囲内の極大値と極小値とがずれたとしても、極大値と極小値との間の中間値はほとんど変動しない。従って、中間値に基づく基準回転角度位置を用いることにより、感光ドラムの回転周期で発生する色ずれを精度良く補正することが可能になる。
【００３１】
また本発明の画像形成装置によれば、例えば、基準色がブラックであり、調整色がマゼンタ、シアン、イエローである場合、マゼンタの色ずれは他の調整色よりも目立ち易い。従って、マゼンタに対して予め定められている所定値を他の色のそれよりも小さくすることにより、マゼンタの色ずれが他の調整色の色ずれよりも重点的に補正されて全体としての色ずれを目立ち難くすることが可能になる。
【００３２】
更にまた本発明の画像形成装置によれば、共通のモータによって回転される複数の感光ドラムの色ずれを抑えることが可能になる。また、複数の感光ドラムが共通のモータで駆動されるため、個別のモータで駆動される場合に比して、各感光ドラム間に回転速度の誤差が生じることは事実上あり得ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す模式図である。本発明に係る画像形成装置は、主要構成要素として、静電潜像として画像が形成される複数の感光ドラム（像担持体）１０と、レーザビーム（光ビーム）を出力する複数のレーザダイオード（照射手段）４２と、複数のレーザダイオード４２から出力されたレーザビームを複数の感光ドラム１０へそれぞれ導くための複数の第１ミラー４４，１個のポリゴンミラー４０及び複数の第２ミラー４６と、レーザビームによって複数の感光ドラム１０にそれぞれ形成された潜像を現像する複数の現像ローラ２４と、複数の感光ドラム１０それぞれに形成された画像が転写される転写ベルト（転写媒体）３０とを備える。
【００３４】
複数の感光ドラム１０は、ブラック用，シアン用，マゼンタ用及びイエロー用の感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙを含む。同様に、複数の現像ローラ２４は、ブラック用，シアン用，マゼンタ用及びイエロー用の現像ローラ２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｍ及び２４Ｙを含む。また、レーザダイオード４２は、ブラック用，シアン用，マゼンタ用及びイエロー用のレーザダイオード４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｍ及び４２Ｙを含む。
【００３５】
第１ミラー４４は、シアン用，マゼンタ用及びイエロー用のレーザダイオード４２Ｃ，４２Ｍ及び４２Ｙそれぞれから出力されたレーザビームをポリゴンミラー４０へ導くためのシアン用，マゼンタ用及びイエロー用の第１ミラー４４Ｃ，４４Ｍ及び４４Ｙを含む。但し、ブラック用のレーザダイオード４２Ｂから出力されたレーザビームは直接ポリゴンミラー４０へ照射される。また、第２ミラー４６は、ポリゴンミラー４０で反射されたレーザビームを、ブラック用，シアン用，マゼンタ用及びイエロー用の感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙのそれぞれに導くブラック用，シアン用，マゼンタ用及びイエロー用の第２ミラー４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｍ及び４６Ｙを含む。このように複数のミラーを組み合わせることにより、間隔を開けて配置された複数のレーザダイオード４２から照射されるレーザビームの照射位置（ビームスポット) を近接させ、ポリゴンミラー４０の同一の反射面に各レーザビームを照射することができる。
【００３６】
転写ベルト３０はループ状に構成されている。転写ベルト３０の表面と対向するように各色成分用の感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙが並んで配置されている。また、転写ベルト３０に転写された画像は、転写ベルト３０に内接するベルト駆動ローラ３２が転写ベルト３０を駆動することにより、感光ドラム１０に対して図１中において右側から左側へ移動する。また、転写ベルト３０の表面と対向するように、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)３４が配置されている。なお、ＣＣＤ３４は、感光ドラム１０よりもベルト移動方向の下流側に配置されている。また、感光ドラム１０は、ＣＣＤ３４よりもベルト移動方向の上流側に、ブラック用の感光ドラム１０Ｂ、シアン用の感光ドラム１０Ｃ、マゼンタ用の感光ドラム１０Ｍ及びイエロー用の感光ドラム１０Ｙの順に配置されている。
【００３７】
また、転写ベルト３０を挟んでベルト駆動ローラ３２と対向して転写ローラ３６が配置されている。転写ローラ３６と転写ベルト３０との間を通過する用紙５０に、転写ベルト３０から画像が転写され、転写ベルト３０に転写された画像は定着ローラ３８によって用紙５０に定着される。
【００３８】
図２は本発明に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。画像形成装置の制御系は、レーザダイオード４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ及びポリゴンミラー４０を含むＬＳＵ（Laser Scanning Unit)６４と、転写ベルト３０上に形成された画像形成のタイミング調整用の画像（以下、マークという）を検出するＣＣＤ３４と、感光ドラム１０，ベルト駆動ローラ３２及びポリゴンミラー４０を駆動する駆動部６６と、イメージスキャナ等の原稿画像を読取る画像入力部６２と、上述したＣＣＤ３４，ＬＳＵ６４，駆動部６６及び画像入力部６２に接続されていてＣＰＵ（Central Processing Unit)等で構成される制御部６０と、制御部６０に接続されたＲＡＭ６８及びＲＯＭ７０とを備える。制御部６０は、ＲＯＭ７０に記憶されているプログラム及びデータに基づいて、装置内の各構成部の制御を行なう。なお、ＲＡＭ６８は制御部６０による制御に際して発生する種々のデータを一時記憶するために利用される。
【００３９】
駆動部６６は、ポリゴンミラー４０を駆動するモータ（図示せず）及びベルト駆動ローラ３２を駆動するモータ（図示せず）と、ブラック用の感光ドラム１０Ｂを駆動する個別モータ２６と、ブラック以外の他の色成分用の感光ドラム１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙを駆動する共通モータ２８とを備える。
図３は感光ドラム及び各感光ドラムを駆動するための駆動系の構成例を示す模式図である。感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙは、それぞれの回転中心となる回転軸（図示せず）に固定された平歯車１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｙと、平歯車１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｙに噛合されたウォーム歯車１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｍ及び１４Ｙとをそれぞれ備える。ブラック用のウォーム歯車１４Ｂは個別モータ２６により駆動されるウォーム１６Ｂと噛合している。また、ブラック以外の他の色成分用のウォーム歯車１４Ｃ，１４Ｍ及び１４Ｙは共通モータ２８により同時に駆動されるウォーム１６Ｃとそれぞれ噛合している。よって、個別モータ２６により感光ドラム１０Ｂが単独で回転され、共通モータ２８により感光ドラム１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙが共通して同時に回転される。
【００４０】
各平歯車１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｙがそれぞれ固定された各感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙの回転軸は画像形成装置本体の図示しないフレームに回転可能に支持されている。各平歯車１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｙには、それぞれリブ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｍ及び２０Ｙが設けられている。そして、各リブ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｍ及び２０Ｙに対応して、各感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙに対してそれぞれ同一の位置関係になるような画像形成装置本体のフレーム上の位置に、それぞれリブセンサ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｍ及び２２Ｙが設けられている。各リブセンサ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｍ及び２２Ｙは、例えば発光部及び受光部を備え、発光部と受光部との間をリブ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｍ及び２０Ｙがそれぞれ通過することによって遮光されたことを検出するセンサである。
【００４１】
各リブセンサ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｍ及び２２Ｙは、それぞれの発光部及び受光部間を各リブ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｍ及び２０Ｙが通過したタイミングでそれぞれ所定の信号を出力する。従って、これらの所定の信号は、各感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙの回転に同期した同期信号である。これらの同期信号に基づいて、具体的には、同期信号が出力された時点との時間差に基づいて、制御部６０は各感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙの回転角度位置を求めることができる。従って、各リブセンサ２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｍ及び２２Ｙは各感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙの回転角度位置検出手段として機能する。
【００４２】
ＬＳＵ６４は、基準となるブラックの基準マーク（基準色画像）及び調整対象であるシアン，マゼンタ及びイエローの調整マーク（調整色画像）を、各色成分に対応する感光ドラム１０に形成する画像形成手段として機能する。ＣＣＤ３４及び制御部６０は、転写ベルト３０に転写された各マーク（色成分画像）の位置を検出する画像位置検出手段として機能する。制御部６０は、基準マークを基準にして各調整マークの検出位置と予め設定されている規定位置との差が予め定められている所定値以下になるように、ＬＳＵ６４を制御して画像形成のタイミング調整を行なうタイミング調整手段として機能する。但し、上述の所定値は色成分に応じて異なり、例えば、イエローが最も大きく、マゼンタが最も小さい。
【００４３】
なお、本実施の形態では、シアン，マゼンタ及びイエローに対応する感光ドラム１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙは共通モータ２８によって共通して同時に回転される。このため、シアン，マゼンタ及びイエローそれぞれの色成分に対して個別に画像形成のタイミング調整を行なうことはできないので、検出位置と予め設定されている規定位置との差が最も大きく、しかも、その差が前述した所定値よりも大きい色成分に対して画像形成のタイミング調整が行なわれる。
【００４４】
画像形成のタイミング調整が行なわれる場合、制御部６０は、各レーザダイオード４２を同一タイミングで発光させることにより、各色成分のマークが同一タイミングで各感光ドラム１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙにそれぞれ形成されるようにＬＳＵ６４を制御する。このため、各レーザダイオード４２から照射された各色成分用のレーザビームは１個のポリゴンミラー４０の同一の反射面で各感光ドラム１０へ反射される。従って、図１に示すように、ブラック，シアン，マゼンタ及びイエローの各マークは同一タイミングで転写ベルト３０に転写される。この場合、原理的には、転写ベルト３０に転写された各マークの間隔と、各感光ドラム１０の間隔とは同一になる。
【００４５】
制御部６０は、基準マーク（ブラック）とシアンの調整マークとの間隔Ｓ１が、ブラックの感光ドラム１０Ｂとシアンの感光ドラム１０Ｃとの間隔Ｐ１と実質的に同一（差が予め定められている所定値以下）になるように、シアンに関する画像形成タイミングを調整する。同様に、制御部６０は、基準マーク（ブラック）とマゼンタの調整マークとの間隔Ｓ２が、ブラックの感光ドラム１０Ｂとマゼンタの感光ドラム１０Ｍとの間隔（Ｐ１＋Ｐ２）と実質的に同一（差が予め定められている所定値以下）になるように、マゼンタに関する画像形成タイミングを調整する。なお、間隔Ｐ２はシアンの感光体ドラム１０Ｃとマゼンタの感光体ドラム１０Ｍとの間隔である。また同様に、制御部６０は、基準マーク（ブラック）とイエローの調整マークとの間隔Ｓ３が、ブラックの感光ドラム１０Ｂとイエローの感光ドラム１０Ｙとの間隔（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）と実質的に同一（差が予め定められている所定値以下）になるように、イエローに関する画像形成タイミングを調整する。なお、間隔Ｐ３はマゼンタの感光体ドラム１０Ｍとイエローの感光体ドラム１０Ｙとの間隔である。
【００４６】
ここで、各色成分画像の位置としては、ＣＣＤ３４で検出されたマークの移動方向に対する先端位置と後端位置との平均値が用いられる。この平均値は制御部６０により求められてＲＡＭ６８に記憶されている。なお、マークの位置は、ある時点からＣＣＤ３４で検出された時点までの時間で表される。
【００４７】
本実施の形態では、画像形成のタイミング調整が行なわれる場合、ＬＳＵ６４は、制御部６０の制御によって、転写ベルト３０上に同色のマークを複数形成する。図４は、同色のマークが転写ベルト３０上に複数形成された例を示す模式図である。なお、図４に示す例では、同色のマークが転写ベルト３０上に３個ずつ連続的に形成されている。制御部６０は、ＣＣＤ３４が検出した同色の各マークの位置の平均値を算出する。具体的には、１番目の基準マーク（ブラック）と１番目のシアンの調整マークとの間隔、２番目の基準マークと２番目のシアンの調整マークとの間隔、及び３番目の基準マークと３番目のシアンの調整マークとの間隔の平均値が算出される。そしてこのようにして算出された平均値が基準マーク（ブラック）とシアンの調整マークとの間隔Ｓ１とされる。
【００４８】
各感光ドラム１０は円筒状であり、制御部６０は、同色の各マークの位置に基づいて、それぞれの感光ドラム１０の基準回転角度位置を検出する基準回転角度位置検出手段として機能する。そして制御部６０は、転写ベルト３０上での画像形成タイミングが一致するように、基準色、即ちブラック用の感光ドラム１０Ｂに対応する基準回転角度位置に対する各調整色用の感光ドラム１０に対応する基準回転角度位置を決定することにより、調整色の画像形成タイミングを調整する。
【００４９】
図５（ａ）, （ｂ）及び（ｃ）は、各調整色用の感光ドラム１０の中間値の例を示す概念図である。複数の基準マーク及び複数の調整マークが、制御部６０の制御により、転写ベルト３０上に所定間隔で各色毎に形成される。制御部６０は、基準マーク及び調整マークを各色ごとに検出し、転写ベルト３０上で実際にマークが検出された検出位置とマークが形成されるべき前述の所定間隔に対応する予定位置とを複数の各マークにおいてそれぞれ比較し、それぞれの差の中から極大値及び極小値を選定する極大・極小値選定手段として機能する。また、制御部６０は、選定された極大値と極小値との間の中間値を算出する中間値算出手段としても機能する。そして、制御部６０は、算出された中間値に基づいて感光ドラム１０の基準回転角度位置を検出し、ＲＡＭ６８に検出結果を記憶する。
【００５０】
具体的には、感光ドラム１０の基準回転角度位置は、検出された中間値の位置に形成された画像の潜像がレーザビームにより書き込まれた感光ドラム１０の回転角度位置である。
【００５１】
また、感光ドラム１０の回転角度位置は、リブ２０がリブセンサ２２により検出された時点と、レーザダイオード４２がレーザビームを出力した時点との時間差から求めることが可能である。従って、感光ドラム１０の基準回転角度位置は、リブ２０がリブセンサ２２により検出された時点と、上述した中間値の位置に形成された画像の潜像がレーザビームにより感光ドラム１０に書き込まれた時点との時間差から求めることが可能である。
【００５２】
なお図５（ａ）, （ｂ）及び（ｃ）は、横軸に示された各番号のマークの検出位置と予定位置との差を縦軸に時間（秒：ｓ）で示している。転写ベルト３０は一定速度で移動しているので、転写ベルト３０上の位置の差はＣＣＤ３４によるマークの検出時間の差として表すことができる。即ち、ＣＣＤ３４が実際にマークを検知した時点と、マークが検知されるべき時点との間の時間差がマークの形成位置のズレを表わす値になる。
【００５３】
図６は、極小値及び極大値の選定の例を示す概念図である。なお以下においては、最大値と最小値との差、または極大値と極小値との差を振幅という。制御部６０は、極小値として、最小値から「最小値＋振幅／４」までの範囲に含まれるデータの内の中央のデータを選定する。中央のデータが複数存在する場合、制御部６０は、上記の範囲の左右に隣接し、しかも全データ数の８．３％を含む両方の範囲のそれぞれにおけるデータの平均値を求める。そして制御部６０は平均値が小さい方の範囲の中央のデータを極小値として選定する。極大値の選定方法も同様である。
【００５４】
なお、上記の８．３％は、感光体ドラム１０の１周期（３６０°）に対する３０°（３０／３６０＝０．０８３）に相当している。具体的には、極小値及び極大値を選定する際に、感光体ドラム１０の１周期（３６０°）に含まれる全ての色ずれデータの内の３０°の範囲に含まれるデータを使用すれば十分良好な結果が得られるとの本願発明者の知見に基づいている。
【００５５】
図７は基準回転角度位置に関する画像形成のタイミング調整手順の例を示すフローチャートである。まず、制御部６０の制御により、複数の基準マーク及び複数の調整マークが転送ベルト３０上に各色毎に所定間隔で形成される。従って、制御部６０は所定間隔画像形成手段として機能する。制御部６０は、ＣＣＤ３４により検出された各色成分のマークの先端位置及び後端位置に基づいてマークのセンタ位置を算出し（Ｓ１０）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。次に制御部６０は、基準マーク（ブラック）及びブラック以外の他の色成分（シアン，マゼンタ，イエロー）のそれぞれに関して、検出位置に基づいて算出した各センタ位置とマークが形成されるべき予定位置に基づいて算出した各センタ位置との差に基づいて最大値及び最小値と振幅とを求め（Ｓ１２）、ＲＡＭ６８に記憶する。次に制御部６０は、ブラック以外の他の色成分（シアン，マゼンタ，イエロー）に対応する振幅を補正する（Ｓ１６）。この補正は、例えばイエローに対応する振幅を１／２倍することにより行なわれる。
【００５６】
制御部６０は、補正後の振幅が最大である色成分を調整色（調整されるべき色）として決定し（Ｓ１８）、決定された調整色に対応する振幅が予め定められている所定値以上であるか否かを確認する（Ｓ２０）。調整色に対応する振幅が予め定められている所定値よりも小さい場合は（Ｓ２０：ＮＯ）、制御部６０はタイミング調整を行なわない。調整色に対応する振幅が予め定められている所定値以上の場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御部６０は、調整色に対応する基準回転角度位置を算出し（Ｓ２２）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。また、制御部６０は、基準色（ブラック）に対応する基準回転角度位置を算出し（Ｓ２４）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。そして、制御部６０は、転写ベルト３０上での画像形成タイミングが一致するように、基準色に対応する基準回転角度位置に対する調整色に対応する基準回転角度位置を決定することにより、調整色の画像形成タイミングを調整する（Ｓ２６）。このようにすることで、感光ドラムの偏心による周期的な色ずれが基準色と調整色との間に生じているとしても、それらが同一の周期でずれるように調整されるので、色ずれが目立つことを抑制できる。
【００５７】
図８は、図７のフローチャートのステップＳ２２及びＳ２４の基準回転角度位置の算出手順の例を示すフローチャートである。
【００５８】
制御部６０はまず、最小値から「最小値＋振幅／４」までの範囲に含まれるデータ数を求め（Ｓ３０）、ＲＡＭ６８に記憶する。データ数が奇数である場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、制御部６０は上記の範囲の中央のデータを極小値として決定し（Ｓ３４）、ＲＡＭ６８に記憶する。データ数が偶数である場合（Ｓ３２：ＮＯ）、制御部６０は、上記の範囲の前後それぞれに隣接する全データ数の８．３％個の範囲のデータの平均値を算出し（Ｓ３６）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。そして制御部６０は、上記の両方の範囲それぞれの中央のデータの内の平均値が小さい方のデータを極小値として決定し（Ｓ３８）、ＲＡＭ６８に記憶する。
【００５９】
次に、制御部６０は、「最大値−振幅／４」から最大値までの範囲に含まれるデータ数を求め（Ｓ４０）、ＲＡＭ６８に記憶する。データ数が奇数である場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、制御部６０は上記の範囲の中央のデータを極大値として決定し（Ｓ４４）、ＲＡＭ６８に記憶する。データ数が偶数である場合（Ｓ４２：ＮＯ）、制御部６０は上記の範囲の前後それぞれに隣接する全データ数の８．３％個の範囲のデータの平均値を算出し（Ｓ４６）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。そして制御部６０は、上記の両方の範囲それぞれの中央のデータの内の平均値が大きい方のデータを極大値として決定し（Ｓ４８）、ＲＡＭ６８に記憶する。
【００６０】
極大値と極小値との間のデータ数が奇数である場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、制御部６０は、極大値と極小値との間の中央のデータを中間値として基準回転角度位置を決定し（Ｓ５２）、ＲＡＭ６８に記憶する。極大値と極小値との間のデータ数が偶数である場合（Ｓ５０：ＮＯ）、制御部６０は、極大値と極小値との間の中央の２つのデータの内の振幅中心に近い方のデータを中間値として基準回転角度位置を決定し（Ｓ５４）、ＲＡＭ６８に記憶する。
【００６１】
なお、マークの間隔は、上述したように時間で表す以外にもたとえば、時間に対応する距離で表すことも、時間に対応するドット数で表すことも可能である。
【００６２】
上述した実施の形態においては、調整色の感光ドラム１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙを共通モータ２８で駆動するように構成されている。しかし、各調整色の感光ドラム１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙをそれぞれ個別モータで駆動することも可能である。図９は、各調整色の感光ドラム１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙをそれぞれ個別モータで駆動する実施の形態のための駆動系の構成例を示す模式図である。具体的には、シアン用のウォーム歯車１４Ｃは個別モータ２６Ｃによって駆動されるウォーム１６Ｃと、マゼンタ用のウォーム歯車１４Ｍは個別モータ２６Ｍによって駆動されるウォーム１６Ｍと、イエロー用のウォーム歯車１４Ｙは個別モータ２６Ｙによって駆動されるウォーム１６Ｙとそれぞれ噛合している。
【００６３】
図１０は、各調整色に対応する感光ドラム１０Ｃ，１０Ｍ及び１０Ｙをそれぞれ個別モータ２６Ｃ, ２６Ｍ及び２６Ｙで駆動する場合の基準回転角度位置に関する画像形成のタイミング調整手順の例を示すフローチャートである。
図１０において、ステップＳ１０、Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ２４及びＳ２６では図７のフローチャートと同様の処理が行なわれる。具体的には、制御部６０は、ブラック以外の他の色成分に対応する振幅を補正する（Ｓ１６）。シアンに対応する振幅が予め定められている所定値以上である場合（Ｓ１９ａ：ＹＥＳ）、制御部６０はシアンに対応する基準回転角度位置を算出し（Ｓ１９ｂ）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。一方、マゼンタに対応する振幅が予め定められている所定値以上である場合（Ｓ２１ａ：ＹＥＳ）、制御部６０はマゼンタに対応する基準回転角度位置を算出し（Ｓ２１ｂ）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。イエローに対応する振幅が予め定められている所定値以上である場合（Ｓ２３ａ：ＹＥＳ）、制御部６０はイエローに対応する基準回転角度位置を算出し（Ｓ２３ｂ）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。
【００６４】
この後、制御部６０はブラックに対応する基準回転角度位置を算出し（Ｓ２４）、ＲＡＭ６８に算出結果を記憶する。そして、基準回転角度位置が算出されている調整色に関しては、制御部６０は転写ベルト３０上での画像形成タイミングが一致するように、基準色に対応する基準回転角度位置に対する調整色に対応する基準回転角度位置を決定することにより、調整色の画像形成タイミングを調整する（Ｓ２６）。
【００６５】
以上に詳述したように、本発明の画像形成装置によれば、従来の方法に比して、転写媒体上に各色成分画像を形成している間に生じる位置ずれの影響が低減される。また、ポリゴンミラーの各反射面の個体差、又は回転角度の誤差等の影響を受けることがなくなるので、基準色画像及び調整色画像を正確に形成することが可能になる。従って、高精度での画像形成のタイミング調整が可能になる。
【００６６】
更に本発明の画像形成装置によれば、色成分画像の実際の形成位置を正確に検出することができる。また更に、感光ドラムの周期的な回転速度の変動等のような一回転周期で生じる誤差の影響を低減することが可能になる。更にまた、感光ドラムの回転周期間隔で生じる画像形成位置の誤差を補正することができる。従って、中間値に基づく基準回転角度位置を用いることにより、感光ドラムの回転周期で発生する色ずれを精度良く補正することが可能になる。
【００６７】
また本発明の画像形成装置によれば、例えば、基準色がブラックであり、調整色がマゼンタ、シアン、イエローである場合、マゼンタの色ずれは他の調整色よりも目立ち易いが、マゼンタの色ずれが他の調整色の色ずれよりも重点的に補正されて全体としての色ずれを目立ち難くすることが可能になる。更にまた、共通のモータによって回転される複数の感光ドラムの色ずれを抑えることが可能になる。また、複数の感光ドラムが共通のモータで駆動されるため、個別のモータで駆動される場合に比して、各感光ドラム間に回転速度の誤差が生じることは事実上あり得ない。従って、高精度での画像形成のタイミング調整が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】感光ドラム及び各感光ドラムを駆動するための駆動系の構成例を示す模式図である。
【図４】同色のマークを転写ベルトに複数形成した例を示す模式図である。
【図５】各調整色の中間値の例を示す概念図である。
【図６】極小値及び極大値の選定の例を示す概念図である。
【図７】基準回転角度位置に関する画像形成のタイミング調整手順の例を示すフローチャートである。
【図８】基準回転角度位置の算出手順の例を示すフローチャートである。
【図９】各調整色の感光ドラムをそれぞれ個別モータで駆動ための駆動系の構成例を示す模式図である。
【図１０】各調整色に対応する感光ドラムをそれぞれ個別モータで駆動する場合の基準回転角度位置に関する画像形成のタイミング調整手順の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ  感光ドラム
２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ  リブ
２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ  リブセンサ
２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｙ  現像ローラ
２６  個別モータ
２８  共通モータ
３０  転写ベルト
３２  ベルト駆動ローラ
３４  ＣＣＤ
４０  ポリゴンミラー
４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ  レーザダイオード
６０  制御部
６２  画像入力部
６４  ＬＳＵ
６６  駆動部
【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】
2006281778.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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