(57)【要約】【課題】色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保され、さらに装置の小型化が可能なカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明のカラー画像形成装置は、複数の円筒状または円柱状の像形成体としての感光体１１〜１４とそのそれぞれに付属する複数の現像器４１〜４４とを有し、二色目以降の感光体１２、１３、１４のそれぞれにおいて各現像器４２、４３または４４により形成された本来の色のトナー像に対しそれより前にある感光体の表面に形成された全ての前色トナー像が重畳されることにより重畳トナー像が形成および保持され、その感光体１２、１３または１４において少なくとも次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像がその直後にある感光体１３または１４もしくは記録紙７に転写されるように構成される。【選択図】図１
2006106548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円筒状または円柱状の像形成体とそのそれぞれに付属する複数の現像器とを有し、二色目以降の像形成体のそれぞれにおいて各現像器により形成された本来の色のトナー像に対しそれより前にある全ての像形成体の表面に形成された前色トナー像が重畳されることにより重畳トナー像が形成および保持され、その像形成体が最後色の場合は次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像が記録紙に転写され、それ以外の場合はその像形成体において次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像がその直後にある像形成体に転写されるように構成されたカラー画像形成装置。
【請求項２】
三個以上の円筒状または円柱状の像形成体がそれらの回転軸の方向からみて千鳥状に配置された請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記像形成体と同数かまたはそれよりも一個少ない数の円筒状または円柱状の中間転写体を有し、このうち像形成体よりも一個少ない数の中間転写体が各像形成体のそれぞれの間に配置され、前色トナー像がその表面に前記直後色トナー像を有する像形成体または記録紙に転写される際に、これらの各中間転写体を介して転写されるように構成された請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記像形成体および中間転写体の回転軸の方向からみて、各像形成体の回転中心を結ぶ線および各中間転写体の回転中心を結ぶ線がそれぞれ一直線となるよう配置され、これらの二つの直線が平行でかつ重ならないように配置された請求項３に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前色トナー像がその直後に配置された像形成体の上に転写される前に、直後色トナー像を保持する像形成体の表面をあらかじめ逆帯電または除電するための逆帯電手段または除電手段がその像形成体に対向して配置された請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
逆帯電手段または除電手段が現像器と前色トナー像の転写位置との間において像形成体に対向して配置された請求項５に記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
逆帯電手段または除電手段が像形成体上のトナー像に接触しないで逆帯電または除電を行うように構成された請求項５に記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の像形成体に対する露光手段をさらに有し、その露光手段からの露光光が前記複数の像形成体に対し装置の上面または下面のいずれかより照射されるように構成された請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項９】
前記露光手段からの露光光の照射方向が奇数番目の像形成体と偶数番目の像形成体とで互いに異なるように構成された請求項８に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー画像を形成するカラー画像形成装置が広く実用化されてきている。特に画像担持体を複数有するいわゆるタンデム方式と呼ばれるカラー画像形成装置（特許文献１）が、その画像形成の生産性の利点を生かして、従来の複数回転（たとえば４回転）で１コピーを得る方式のカラー画像形成装置と並んで開発されてきている。
【０００３】
図１２はタンデム方式によるカラー画像形成装置の構成の一例を示す模式図である。４つの円筒状または円柱状の像形成体としての感光体５１、５２、５３、５４と、これらに跨って延在しているベルト状転写体５５を有する中間転写ユニット５６が図示されている。それぞれの感光体５１、５２、５３、５４の周辺には、帯電装置（ここでは帯電ローラ）５７、５８、５９、６０、露光装置６１、上部にそれぞれ現像剤格納部を有する現像装置６２、６３、６４、６５、感光体クリーナ６６、６７、６８、６９が配置されている。ここで露光装置６１はレーザ発光ユニットとしているが、各感光体５１、５２、５３、５４の直上にそれぞれＬＥＤヘッドなどのラインヘッドを設けた構成であっても構わない。
【０００４】
なお、中間転写ユニット５６には、記録紙７０に転写されずにベルト状転写体５５の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするためのベルトクリーナ７１が設けられている。さらに、中間転写ユニット５６のベルト状転写体５５には、各感光体５１、５２、５３、５４で形成された後転写され重畳されたトナー像を記録紙７０に転写するのに必要な最終転写ローラ７２が当接または対向している。定着器７３は記録紙７０に転写されたトナー像を定着させる手段である。
【０００５】
次に画像形成の詳細について説明する。まず、感光体５１が帯電装置５７により一様に帯電された後露光装置６１により露光され、これにより形成された静電潜像を単色のトナーにより現像する。静電潜像が可視化されたトナー画像は、中間転写ユニット５６のベルト状転写体５５と対向または接する位置でベルト状転写体５５に転写される。この第１のトナー画像が感光体５２と接触する位置に進むタイミングに合わせて同様に形成された感光体５２の表面に形成された他の色のトナー画像が、第２のトナー画像として第１のトナー画像の上に重ねて転写される。以下同様に第３、第４のトナー画像が重ねて転写され、４色の重ね画像が完成する。この中間転写ユニット５６のベルト状転写体５５の上に形成された重ね画像は、その後最終転写ローラ７２と接する部分において記録紙７０に一括転写され、定着器７３により記録紙７０に定着されて、記録紙７０にカラー画像が形成される。
【０００６】
中間転写ユニット５６のベルト状転写体５５においては、４つの感光体５１、５２、５３、５４と接する位置を移動する間に駆動の変動等による伸縮や蛇行が発生するため、各色のトナー画像はなかなかねらった位置通りに転写されず、それらの位置が微妙にずれるので好ましい画像が得られない。そこで、従来このトナー画像の位置を合わせるために様々な方法が採られてきている。例えば決められた画像を現像してその画像の位置を画像検出センサ７４にて読み取り、各色の位置を算出した後例えばレーザー光源の書き出し位置を補正したり光源の反射ミラーの位置を微妙に調整する方法がある。しかしながら、この方法は非常に複雑な機構を必要とし、また適度な間隔をおいて調整を行う必要がある。
【０００７】
画像形成の生産性が高いカラー画像形成装置としては、前述の図１２に示すタンデム方式のほかに多重現像方式と呼ばれるものがある（特許文献２）。図１３は多重現像方式によるカラー画像形成装置の構成の一例を示す模式図である。本カラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を順次感光体８１上に形成し、その感光体８１上にフルカラー像を形成後、中間転写ローラ８２を介して記録紙８３に転写する構成である。フルカラー画像形成の色順番は、第1色目がイエロー、第２色目がマゼンタ、第３色目がシアン、第４色目がブラックとする。
【０００８】
図１３の多重現像方式によるカラー画像形成装置の画像形成過程を簡単に説明する。
【０００９】
まず、帯電器８４によって感光体８１上を一様な電位（例えば−７００Ｖ）に帯電する。そして、第１色目のイエローの画像データに対応して露光装置８５が選択的に発光し、発光点に対応して感光体８１が露光された部位の表面電位が低下する（例えば−１００Ｖ）。これによって感光体８１上に−７００Ｖと−１００Ｖの電位勾配による静電潜像が形成される。そして、イエロー現像器８６の現像ローラ９０（現像のためのトナー層形成部）に所定の電圧（例えば−３００Ｖ）を印加すると、感光体８１と現像ローラ９０との間に電界が発生し、露光装置８５によって感光体８１が露光された部位に対し現像ローラ９０からトナーが選択的に付着し、感光体８１にイエローのトナー像が形成される。
【００１０】
以降、２色目のマゼンタ、３色目のシアン、４色目のブラックのトナー像を各色の現像器８７、８８、８９の現像ローラ９１、９２、９３を用いて順次感光体８１上に形成し、感光体８１上にフルカラーのトナー像が形成される。その後、感光体８１上に形成されたトナー像は中間転写ローラ８２と最終転写ローラ９４からなる転写手段によって記録紙８３に一括転写され、定着器９５により定着される。
【００１１】
図１３では中間転写ローラ８２を介して記録紙８３へ一括転写する構成であるが、中間転写ローラ８２を介さず感光体８１から記録紙８３へ直接転写する構成でも良い。感光体８１から中間転写ローラ８２への転写および中間転写ローラ８２から記録紙８３への転写においては、いずれも電界による転写あるいは圧力による転写（オフセット転写）を用いることができる。
中間転写ローラ８２と最終転写ローラ９４からなる転写手段によってトナー像を転写された記録紙８３は、定着器９５によって加熱定着される。その後、フルカラーのトナー像の転写を終えた感光体８１上の残存トナーは感光体クリーナ９６によって除去される。
【００１２】
以上のような構成を有する多重現像方式によるカラー画像形成装置ではベルト状転写体よりもはるかに剛性の高い感光体８１の表面において各色のトナー像を重畳させるので、前述の図１２におけるタンデム方式のようなベルト状転写体５５の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくく、したがって色ずれが起きにくいという利点がある。
【特許文献１】特開２００２−７２６１６号公報
【特許文献２】特開平３−７２３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら前述の図１３に示すような多重現像方式のカラー画像形成装置においては、トナー像を感光体の表面上に載せたまま帯電、露光、現像を繰り返し行うことに起因する困難さがある。特に、２色目以降のトナー像形成時における帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等、画像品質そのものに係わる問題が多数発生するという課題を有していた。
【００１４】
また、１つの円筒状または円柱状の形状を有する像形成体すなわち感光体１の表面に全ての色のトナー像を形成しながら重畳させるため大型の像形成体が必要であり、装置を型化できないという課題を有していた。
【００１５】
本発明は上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保され、さらに装置の小型化が可能なカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明のカラー画像形成装置は、複数の円筒状または円柱状の像形成体とそのそれぞれに付属する複数の現像器とを有し、二色目以降の像形成体のそれぞれにおいて各現像器により形成された本来の色のトナー像に対しそれより前にある全ての像形成体の表面に形成された前色トナー像が重畳されることにより重畳トナー像が形成および保持され、その像形成体が最後色の場合は次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像が記録紙に転写され、それ以外の場合はその像形成体において次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像がその直後にある像形成体に転写されるように構成されたものである。この構成によりベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避され、それにより色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保され、さらに装置の小型化が可能なカラー画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のカラー画像形成装置によれば、ベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保され、さらに装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のカラー画像形成装置は、複数の円筒状または円柱状の像形成体とそのそれぞれに付属する複数の現像器とを有し、二色目以降の像形成体のそれぞれにおいて各現像器により形成された本来の色のトナー像に対しそれより前にある全ての像形成体の表面に形成された前色トナー像が重畳されることにより重畳トナー像が形成および保持され、その像形成体が最後色の場合は次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像が記録紙に転写され、それ以外の場合はその像形成体において次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像がその直後にある像形成体に転写されるように構成されたものである。
【００１９】
これによりベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保される。
【００２０】
また、三個以上の円筒状または円柱状の像形成体がそれらの回転軸の方向からみて千鳥状に配置されてもよい。
【００２１】
これにより帯電、露光、現像等の一連の手段が各像形成体の周囲に効率よく配置され、それらの一連の手段による作像形成領域の面積が大きく確保されるので、カラー画像形成装置の小型化と高画質化の両方が実現される。
【００２２】
また、像形成体と同数かまたはそれよりも一個少ない数の円筒状または円柱状の中間転写体を有し、このうち像形成体よりも一個少ない数の中間転写体が各像形成体のそれぞれの間に配置され、前色トナー像がその表面に前記直後色トナー像を有する像形成体または記録紙に転写される際に、これらの各中間転写体を介して転写されるように構成されてもよい。
【００２３】
これによりトナー像に作用する転写エネルギーが連続的に供給されるので、像形成体の表面にあるトナー像がその直後にある像形成体または記録紙に転写される際の転写効率が向上する。これは特に像形成体が感光体である場合に顕著である。
【００２４】
また、像形成体および中間転写体の回転軸の方向からみて、各像形成体の回転中心を結ぶ線および各中間転写体の回転中心を結ぶ線がそれぞれ一直線となるよう配置され、これらの二つの直線が平行でかつ重ならないように配置されてもよい。
【００２５】
これにより像形成体と中間転写体とが交互に千鳥状に配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能である。さらに、中間転写体を挟む像形成体の間の距離が小さくなり１色目の画像形成開始から記録紙への転写までの距離が小さくなるので、ファーストプリントの速度が向上する。
【００２６】
また、前色トナー像がその直後に配置された像形成体の上に転写される前に、直後色トナー像を保持する像形成体の表面をあらかじめ逆帯電または除電するための逆帯電手段または除電手段がその像形成体に対向して配置されてもよい。
【００２７】
これにより単色トナー像を載せた状態で像形成体が逆帯電または除電されるので、像形成体の表面のトナー像がある部分と無い部分の表面電位が同電位となり、画像ムラが低減される。
【００２８】
また、逆帯電手段または除電手段が現像器と前色トナー像の転写位置との間において像形成体に対向して配置されてもよい。
【００２９】
これにより単色トナー像を載せた状態で像形成体が逆帯電または除電されるので、像形成体の表面のトナー像がある部分と無い部分の表面電位が同電位となり、画像ムラが低減される。
【００３０】
また、逆帯電手段または除電手段が像形成体に保持されたトナー像に接触しないで逆帯電または除電を行うように構成されてもよい。
【００３１】
これにより像形成体の表面に保持されたトナー像が乱されないので、さらに高い画像品質が確保される。
【００３２】
また、複数の像形成体に対する露光手段をさらに有し、その露光手段からの露光光が前記複数の像形成体に対し装置の上面または下面のいずれかより照射されるように構成されてもよい。
【００３３】
これにより帯電、露光、現像等の一連の手段が各像形成体の周囲に効率よく配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能となる。
また、露光手段からの露光光の照射方向が奇数番目の像形成体と偶数番目の像形成体とで互いに異なるように構成されてもよい。
【００３４】
これにより帯電、露光、現像等の一連の手段が各像形成体の周囲に効率よく配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明の具体的な内容について実施例を用いて説明する。
【００３６】
（実施例１）
本発明によるカラー画像形成装置の第一の実施例に係る構成を示した模式図を図１に示す。
【００３７】
本実施例１のカラー画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を像形成体としての各感光体１１、１２、１３、１４の表面にそれぞれ形成し、それらのトナー像をその直後にある感光体のトナー像に順次転写しながら最終的には第4色目のトナー像が形成された感光体１４にフルカラートナー像を形成した後、記録紙に転写する構成である。なお、フルカラー画像形成の色順番は、第1色目がイエロー、第２色目がマゼンタ、第３色目がシアン、第４色目がブラックとする。
【００３８】
各感光体１１、１２、１３、１４は、導電性基体の上に有機系あるいはアモルファスＳｉなどの無機系の感光層を設けたドラム状の回転体である。本実施例１においては、これらの感光体１１〜１４はその回転軸がほぼ一直線上になるよう配置されている。
【００３９】
帯電器１５、１６、１７、１８はそれぞれ感光体１１、１２、１３、１４を一様な電位に帯電させる手段である。本実施例１における帯電器は帯電ローラであるが、例えば周知のコロナ帯電器（コロトロン帯電器あるいはスコロトロン帯電器）を用いてもよい。
【００４０】
図１に図示しない露光装置からの露光ビーム１９、２０、２１、２２は、各感光体１１、１２、１３、１４の表面がそれぞれ帯電器１５、１６、１７、１８によって一様な電位に帯電された後、それぞれ感光体１１、１２、１３、１４の表面に画像データに対応した静電潜像を形成する手段である。露光ビーム１９〜２２は例えば周知のＬＥＤヘッドなどのラインヘッドを用いて照射させてもよいし、ポリゴンミラー等を有する一つのレーザ発光ユニットから４つの露光ビームを照射させるように構成されてもよい。
【００４１】
２３、２４、２５、２６は各色の現像器である。本実施例１においてはイエローの現像器２３と、マゼンタの現像器２４と、シアンの現像器２５と、ブラックの現像器２６とからなる。ただし、各現像器２３、２４、２５、２６に格納されるトナーの色はこの限りではない。各現像器２３、２４、２５、２６は、それぞれの内部に格納されている現像ローラ２７、２８、２９、３０を介して、各感光体１１〜１４上に形成された静電潜像をそれぞれ現像器２３、２４、２５、２６内の各色のトナーにより現像し、感光体１１、１２、１３、１４の表面に各色のトナー像を形成する手段である。
【００４２】
中間転写体としての中間転写ローラ３１、３２、３３は、そのそれぞれの直前にある感光体上に形成および重畳されたトナー像が一時的に転写され、そのトナー像がその直後にある感光体上に形成されたトナー像の上から転写されるように各感光体の間に配置されており、本発明の特徴的な構成となっている。すなわち、中間転写ローラ３１は感光体１１と１２の間に配置され、中間転写ローラ３２は感光体１２と１３の間に配置され、中間転写ローラ３３は感光体１３と１４の間に配置される。
【００４３】
最終転写ローラ３４は感光体１４に対向して配置され、感光体１４の表面上に形成および重畳された４色のトナー像を記録紙３５へ転写するための手段である。
【００４４】
感光体クリーナ３６〜３９は、中間転写ローラ３１〜３３または記録紙３５への転写後に各感光体１１〜１４上に残ったトナーを回収するクリーニング手段である。定着器４０は、記録紙３５に転写されたトナー像を形成するトナーを溶融し、記録紙３５上にトナー像を固定させるための定着手段である。
【００４５】
現像後逆帯電器４１、４２、４３は、２色目以降の感光体１２〜１４に対向して配置される。配置される位置は、２色目以降のそれぞれの感光体１２、１３、１４の表面にトナー像を形成する現像器２４、２５、２６の各現像ローラ２８、２９、３０と、それらがトナー像の形成を行う感光体１２、１３、１４のそれぞれの直前に配置された中間転写ローラ３１、３２、３３との間である。例えば２色目（マゼンタ）の現像後逆帯電器４１の場合は、マゼンタの現像器２４の現像ローラ２８と中間転写ローラ３１との間に配置される。これら現像後逆帯電器４１、４２、４３により、中間転写ローラ３１、３２、３３の表面に保持されているトナー像がその直後に位置する各感光体１２、１３、１４に転写される前に、２色目以降の各感光体１２、１３、１４の表面上をトナー像の有無に関わらず一様な電位とする。これにより２色目以降の感光体１２、１３、１４の直前に位置する中間転写ローラ３１、３２、３３に保持されたトナー像の転写不均一を防ぐことで、画像ムラおよび画像汚れや感光体クリーナ等の各クリーニング手段の短寿命化を防ぐことができる。
【００４６】
転写前帯電器４４、４５、４６、４７は、各感光体１１、１２、１３、１４の表面に形成および重畳されたトナー像をその直後に配置された中間転写ローラ３１、３２、３３または記録紙３５に転写する前に各感光体１１、１２、１３、１４の表面上をトナー像の有無に関わらず一様な電位とする逆帯電手段である。これにより各感光体１１、１２、１３、１４の直後に配置された中間転写ローラ３１、３２、３３または記録紙３５へのトナー像の転写不均一を防ぎ、画像ムラおよび画像汚れや感光体クリーナ等の各クリーニング手段の短寿命化を防ぐことができる。
【００４７】
なお、帯電ローラ１５〜１８、現像後逆帯電器４１〜４３、転写前帯電器４４〜４７、中間転写ローラ３１〜３３および最終転写ローラ３４等には図１に図示されない高圧電源が接続されており、それらのそれぞれに対して高圧電圧が印加される。
【００４８】
以上のような構成を有する図１のカラー画像形成装置の画像形成過程について、図２〜図５を用いて具体的に説明する。まず、図２（ａ）に示すように帯電器１５、１６、１７、１８によって各感光体１１、１２、１３、１４の表面をそれぞれ一様な電位（例えば−６００Ｖ）に帯電する。そして、図２（ｂ）に示すようにそれぞれの画像データに対応して露光装置からの露光ビーム１９、２０、２１、２２が選択的に照射され、照射点に対応して各感光体１１、１２、１３、１４の表面は露光された部位の表面電位が低下する（例えば−１００Ｖ）。これによって感光体１１〜１４上に−６００Ｖと−１００Ｖの電位勾配による静電潜像が形成される。そして、イエロー現像器２３の現像ローラ２７（現像のためのトナー層形成部）に所定の電圧（例えば−３００Ｖ）を印加すると、感光体１１と現像ローラ２７との間に電界が発生し、図２（ｃ）に示すように露光装置からの露光ビーム１９によって感光体１１が露光された部位に対し現像ローラ２７からトナーが選択的に付着し、感光体１１にイエローのトナー像Ｙが形成される。以降、２色目のマゼンタ、３色目のシアン、４色目のブラックの各トナー像Ｍ、Ｃ、Ｋについても、各色の現像器２４、２５、２６の現像ローラ２８、２９、３０を用いてそれぞれ感光体１２、１３、１４上に所定のタイミングで形成を開始する。
【００４９】
感光体１１上にイエローのトナー像Ｙが形成された後、図３（ａ）に示すように感光体１１の表面は転写前帯電器４４によりトナー像の有無にかかわらず一様な電位（例えば−６００Ｖ）に帯電される。中間転写ローラ３１には所定の電圧（例えば−３００Ｖ）が印加されているので、感光体１１とその直後に配置されている中間転写ローラ３１との間に電界が発生し、図３（ｂ）に示すように中間転写ローラ３１に対して感光体１１上に形成されたイエローのトナー像Ｙが均一に転写される。
【００５０】
次に、中間転写ローラ３１に転写されたイエローのトナー像Ｙは感光体１２上にあらかじめ形成されたマゼンタのトナー像Ｍの上に重畳転写されるが、その前にマゼンタのトナー像Ｍが形成された感光体１２の表面は、図３（ｃ）に示すようにトナー像の有無に関わらず現像後逆帯電器４１によってあらかじめ一様な電位（例えば−１００Ｖ）に逆帯電される。これにより中間転写ローラ３１から感光体１２へのトナー像Ｙの転写不均一を防ぐことができる。中間転写ローラ３１には所定の電圧（例えば−３００Ｖ）が印加されているので、中間転写ローラ３１と感光体１２との間に電界が発生し、図３（ｄ）に示すようにマゼンタのトナー像Ｍが形成された感光体１２に対して中間転写ローラ３１上のイエローのトナー像Ｙが均一に重畳転写される。なお、現像ローラ２８を有する現像器２４により行われる感光体１２の表面へのマゼンタトナー像Ｍの形成は、その形成開始位置が中間転写ローラ３１の表面に保持されるイエロートナー像Ｙのそれとズレを生じないタイミングで開始されなければならない。
【００５１】
こうして感光体１２の表面にイエローとマゼンタのトナー像ＹおよびＭが形成および重畳された後、感光体１２の表面は図４（ａ）に示すように転写前帯電器４５によりトナー像の有無にかかわらず一様な電位（例えば−６００Ｖ）に帯電される。中間転写ローラ３２には所定の電圧（例えば−３００Ｖ）が印加されているので、感光体１２とその直後に配置された中間転写ローラ３２との間に電界が発生し、図４（ｂ）に示すように中間転写ローラ３２に対して感光体１２上に形成および重畳されたイエローとマゼンタのトナー像ＹおよびＭが均一に転写される。
【００５２】
中間転写ローラ３２上に転写されたイエローとマゼンタの重畳トナー像ＹおよびＭは、次にその直後に配置された感光体１３上にあらかじめ形成されたシアンのトナー像Ｃの上に重畳転写されるが、その前にシアンのトナー像Ｃが形成された感光体１３の表面は、図４（ｃ）に示すようにトナー像の有無に関わらず現像後逆帯電器４２によってあらかじめ一様な電位（例えば−１００Ｖ）に逆帯電される。これにより中間転写ローラ３２から感光体１３へのトナー像の転写不均一を防ぐことができる。中間転写ローラ３２には所定の電圧（例えば−３００Ｖ）が印加されているので、中間転写ローラ３２と感光体１３との間に電界が発生し、図４（ｄ）に示すようにシアンのトナー像Ｃが形成された感光体１３に対して中間転写ローラ３２上のイエローとマゼンタの重畳トナー像ＹおよびＭが均一に重畳転写される。なお、現像ローラ２９を有する現像器２５により行われる感光体１３の表面へのシアントナー像Ｃの形成は、その形成開始位置が中間転写ローラ３２の表面に保持されるイエローとマゼンタの重畳トナー像ＹおよびＭとズレを生じないタイミングで開始されなければならない。
【００５３】
以下、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように感光体１３、１４および中間転写ローラ３３においても前述と同様な画像形成過程が行われ、感光体１４の表面にフルカラーのトナー像Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫが形成される。その後、感光体１４上に形成されたフルカラーのトナー像Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫは最終転写ローラ３４によって記録紙３５に一括転写される。
【００５４】
中間転写ローラ３１〜３３には高圧電源が接続され、画像形成動作中にはこれらに対して常に高電圧が印加されている。これは、各感光体の表面に保持されるトナー像を移動させるための転写エネルギーが転写電流として連続的に供給されていることを意味する。このことによって、各感光体の表面に保持されるトナー像のその直後の感光体への転写効率が向上する。
【００５５】
なお、図１においては感光体１４から中間転写ローラ３１〜３３以外の中間転写ローラを介さずに記録紙３５にトナー像を直接転写する構成をとっているが、中間転写ローラ３１〜３３以外の第四の中間転写ローラを介して記録紙３５に転写する構成でも良い。この場合の感光体１４から第四の中間転写ローラへの転写および第四の中間転写ローラから記録紙３５への転写については、いずれも電界による転写あるいは圧力による転写（オフセット転写）あるいはその両方を併用して用いることができる。電界による転写を用いる場合は、この新たに設けられた第四の中間転写ローラに対しても、前述の中間転写ローラ６１〜６３と同様に高圧電源が接続され、画像形成動作中には常に高電圧が印加される。このことによって、トナー像の記録紙への転写効率が向上する。
【００５６】
最終転写ローラ３４によってフルカラーのトナー像を転写された記録紙３５は、定着器４０によって加熱定着される。トナー像の転写を終えた各感光体１１〜１４上の残存トナーはそれぞれ感光体クリーナ３６〜３９によって除去される。
【００５７】
このように本実施例１のカラー画像形成装置は、複数の円筒状または円柱状の像形成体としての感光体１１〜１４とそのそれぞれに付属する複数の現像器２３〜２６とを有し、二色目以降の感光体２４〜２６のそれぞれにおいて各現像器により形成された本来の色のトナー像に対しそれより前にある全ての感光体の表面に形成された前色トナー像が重畳されることにより重畳トナー像が形成および保持され、その感光体において少なくとも次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像がその直後にある感光体もしくは記録紙に転写されるように構成されており、ベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保される。
【００５８】
また、感光体１１〜１４と同数かまたはそれよりも一個少ない数の円筒状または円柱状の中間転写体としての中間転写ローラ３１〜３３を有し、このうち感光体１１〜１４よりも一個少ない数の中間転写ローラ３１〜３３が感光体１１〜１４のそれぞれの間に配置され、前色トナー像がその表面に前記直後色トナー像を有する感光体または記録紙３５に転写される際、これらの各中間転写ローラ３１〜３３を介して転写されるように構成されており、これによりトナー像に作用する転写エネルギーが連続的に供給されるので、感光体の表面にあるトナー像がその直後にある感光体３１〜３３または記録紙３５に転写される際の転写効率が向上する。
【００５９】
また、感光体１１〜１４および中間転写ローラ３１〜３３の回転軸の方向からみて、各感光体１１〜１４の回転中心を結ぶ線および各中間転写ローラ３１〜３３の回転中心を結ぶ線がそれぞれ一直線となるよう配置され、これらの二つの直線が平行でかつ重ならないように配置されており、これにより感光体１１〜１４と中間転写ローラ３１〜３３とが交互に千鳥状に配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能である。さらに、中間転写ローラ３１〜３３を挟む感光体１１〜１４の間の距離が小さくなり１色目の画像形成開始から記録紙への転写までの距離が小さくなるので、ファーストプリントの速度が向上する。
【００６０】
また、前色トナー像がその直後に配置された感光体の上に転写される前に、直後色トナー像を保持する感光体の表面をあらかじめ逆帯電するための逆帯電手段４１〜４４が現像器２３〜２６と前色トナー像の転写位置との間において感光体１１〜１４に対向して配置され、しかもそれらの逆帯電手段４１〜４４が感光体の表面に保持されたトナー像に接触しないで逆帯電または除電を行うように構成されており、これにより逆帯電手段４１〜４４が感光体１１〜１４の表面に保持されたトナー像が乱されずに単色トナー像を載せた状態で感光体１１〜１４が逆帯電されるので、感光体１１〜１４の表面のトナー像がある部分と無い部分の表面電位が同電位となり、画像ムラが低減され、さらに高い画像品質が確保される。
【００６１】
また、露光手段からの露光光（露光ビーム１９〜２２）の照射方向が奇数番目の感光体１１および１３と偶数番目の感光体１２および１４とで互いに異なるように構成されており、これにより帯電１５〜１８、露光１９〜２２、現像２３〜２６等の一連の手段が各感光体１１〜１４の周囲に効率よく配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【００６２】
以上説明したように本実施例１によれば、上記の構成によりベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保される。さらに、感光体１１〜１４と中間転写ローラ３１〜３３とが交互に千鳥状に配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【００６３】
（実施例２）
本発明によるカラー画像形成装置の第二の実施例に係る構成を示した模式図を図６に示す。
【００６４】
本実施例２のカラー画像形成装置は前述の実施例１のカラー画像形成装置とほぼ同じ構成であるが、唯一つ異なるのは現像後逆帯電器４１、４２、４３の代わりに除電露光器４８、４９、５０が用いられていることである。これらの機能は、感光体１１〜１４のそれぞれにおける各色のトナー像Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの形成後、感光体１１〜１４の表面上においてトナーが存在する部分と存在しない部分との間に生ずる表面電位の差を解消するというもので、その点において前述の実施例１の現像後逆帯電器４１、４２、４３と本実施例２の除電露光器４８、４９、５０とでは機能的に大きな相違はない。
【００６５】
その他の部分に関しても構成が同じであり、その画像形成過程や発揮される作用効果も同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００６６】
以上説明したように本実施例２によれば、上記の構成によりベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保される。さらに、感光体１１〜１４と中間転写体としての中間転写ローラ３１〜３３とが交互に千鳥状に配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【００６７】
（実施例３）
本発明によるカラー画像形成装置の第三の実施例に係る構成を示した模式図を図７に示す。
【００６８】
本実施例３のカラー画像形成装置が前述の実施例２のカラー画像形成装置とその構成上において異なる点は中間転写体としての中間転写ローラ３１〜３３が省略されているということにある。すなわち２色目以降の各感光体１２、１３、１４においてそれぞれの現像器２４、２５、２６により形成された単色のトナー像の上には、それぞれの感光体より前にある感光体の表面に保持されたトナー像が中間転写ローラを介さずに転写される。
【００６９】
以下に図７のカラー画像形成装置の画像形成過程について、図２および図８〜図１０を用いて具体的に説明する。各感光体１１、１２、１３、１４の表面における各色トナー像の形成工程は、実施例１において図２を用いて説明したものと同様である。すなわちまず、図２（ａ）に示すように帯電器１５、１６、１７、１８によって各感光体１１、１２、１３、１４の表面をそれぞれ一様な電位（例えば−６００Ｖ）に帯電する。そして、図２（ｂ）に示すようにそれぞれの画像データに対応して露光装置からの露光ビーム１９、２０、２１、２２が選択的に照射され、照射点に対応して各感光体１１、１２、１３、１４の表面は露光された部位の表面電位が低下する（例えば−１００Ｖ）。これによって感光体１１〜１４上に−６００Ｖと−１００Ｖの電位勾配による静電潜像が形成される。そして、イエロー現像器２３の現像ローラ２７（現像のためのトナー層形成部）に所定の電圧（例えば−３００Ｖ）を印加すると、感光体１１と現像ローラ２７との間に電界が発生し、図２（ｃ）に示すように露光装置からの露光ビーム１９によって感光体１１が露光された部位に対し現像ローラ２７からトナーが選択的に付着し、感光体１１にイエローのトナー像Ｙが形成される。以降、２色目のマゼンタ、３色目のシアン、４色目のブラックの各トナー像Ｍ、Ｃ、Ｋについても、各色の現像器２４、２５、２６の現像ローラ２８、２９、３０を用いてそれぞれ感光体１２、１３、１４上に所定のタイミングで形成を開始する。
【００７０】
感光体１１上にイエローのトナー像Ｙが形成された後、図８（ａ）に示すように感光体１１の表面は転写前帯電器４４によりトナー像の有無にかかわらず一様な電位（例えば−６００Ｖ）に帯電される。
【００７１】
次に、感光体１１上に形成されたイエローのトナー像Ｙは感光体１２上にあらかじめ形成されたマゼンタのトナー像Ｍの上に重畳転写されるが、その前にマゼンタのトナー像Ｍが形成された感光体１２の表面は、図８（ｂ）に示すようにトナー像の有無に関わらず除電露光器４８によってあらかじめ一様な電位（例えば−１５０Ｖ）に光除電される。これにより感光体１１から感光体１２へのトナー像Ｙの転写不均一を防ぐことができる。感光体１１は所定の電位（例えば−６００Ｖ）に帯電されているので、感光体１１と感光体１２とが対向する部分に電界が発生し、図８（ｃ）に示すようにマゼンタのトナー像Ｍが形成された感光体１２に対して感光体１１の表面に保持されるイエローのトナー像Ｙが均一に重畳転写される。なお、現像ローラ２８を有する現像器２４により行われる感光体１２の表面へのマゼンタトナー像Ｍの形成は、その形成開始位置が感光体１１の表面に保持されるイエロートナー像Ｙのそれとズレを生じないタイミングで開始されなければならない。
【００７２】
こうして感光体１２の表面にイエローとマゼンタのトナー像ＹおよびＭが形成および重畳された後、感光体１２の表面は図９（ａ）に示すように転写前帯電器４５によりトナー像の有無にかかわらず一様な電位（例えば−６００Ｖ）に帯電される。
【００７３】
感光体１２の表面上に転写されたイエローとマゼンタの重畳トナー像ＹおよびＭは、次にその直後に配置された感光体１３の表面上にあらかじめ形成されたシアンのトナー像Ｃの上に重畳転写されるが、その前にシアンのトナー像Ｃが形成された感光体１３の表面は、図９（ｂ）に示すようにトナー像の有無に関わらず除電露光器４９によってあらかじめ一様な電位（例えば−１５０Ｖ）に光除電される。これにより感光体１２から感光体１３へのトナー像の転写不均一を防ぐことができる。感光体１２には所定の電圧（例えば−１５０Ｖ）が印加されているので、感光体１２と感光体１３との間に電界が発生し、図９（ｃ）に示すようにシアンのトナー像が形成された感光体１３に対して感光体１２の表面上に保持されたイエローとマゼンタの重畳トナー像ＹおよびＭが均一に重畳転写される。なお、現像ローラ２９を有する現像器２５により行われる感光体１３の表面へのシアントナー像Ｃの形成は、その形成開始位置が感光体１２の表面に保持されるイエローとマゼンタの重畳トナー像ＹおよびＭとズレを生じないタイミングで開始されなければならない。
【００７４】
以下、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように感光体１３、１４においても前述と同様な画像形成過程が行われ、感光体１４の表面にフルカラーのトナー像Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫが形成される。その後、感光体１４上に形成されたフルカラーのトナー像Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫは最終転写ローラ３４によって記録紙３５に一括転写される。
【００７５】
なお、図７においては感光体１４から中間転写ローラを介さずに記録紙３５にトナー像を直接転写する構成をとっているが、中間転写ローラを介して記録紙３５に転写する構成をとっても良い。この場合の感光体１４から中間転写ローラへの転写および中間転写ローラから記録紙３５への転写においては、いずれも電界による転写あるいは圧力による転写（オフセット転写）を用いることができる。最終転写ローラ３４によってフルカラーのトナー像Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫを転写された記録紙３５は、定着器４０によって加熱定着される。トナー像の転写を終えた各感光体１１〜１４上の残存トナーはそれぞれ感光体クリーナ３６〜３９によって除去される。
【００７６】
このように本実施例３のカラー画像形成装置は、複数の円筒状または円柱状の像形成体としての感光体１１〜１４とそのそれぞれに付属する複数の現像器２３〜２６とを有し、二色目以降の感光体２４〜２６のそれぞれにおいて各現像器により形成された本来の色のトナー像に対しそれより前にある全ての感光体の表面に形成された前色トナー像が重畳されることにより重畳トナー像が形成および保持され、その感光体において少なくとも次の画像形成工程が開始される前に前記重畳トナー像がその直後にある感光体もしくは記録紙に転写されるように構成されており、ベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保される。
【００７７】
また、前色トナー像がその直後に配置された感光体の上に転写される前に、直後色トナー像を保持する感光体の表面をあらかじめ除電するための除電手段４８〜５０が現像器２３〜２６と前色トナー像の転写位置との間において感光体１１〜１４に対向して配置され、しかもそれらの除電手段４８〜５０が感光体の表面に保持されたトナー像に接触しないで除電を行うように構成されており、これにより除電手段４８〜５０が感光体１１〜１４の表面に保持されたトナー像が乱されずに単色トナー像を載せた状態で感光体１１〜１４が除電されるので、感光体１１〜１４の表面のトナー像がある部分と無い部分の表面電位が同電位となり、画像ムラが低減され、さらに高い画像品質が確保される。
【００７８】
また、露光手段からの露光光（露光ビーム１９〜２２）の照射方向が奇数番目の感光体１１および１３と偶数番目の感光体１２および１４とで互いに異なるように構成されており、これにより帯電１５〜１８、露光１９〜２２、現像２３〜２６等の一連の手段が各感光体１１〜１４の周囲に効率よく配置されるので、カラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【００７９】
なお、除電露光器１２１〜１２３の代わりに実施例１における現像後逆帯電器が配置されてもよい。前述の実施例２において説明したように、これらには機能的に大きな相違はない。
【００８０】
以上説明したように本実施例３によれば、上記の構成によりベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保される。さらに、感光体１１〜１４のそれぞれの間に中間転写体としての中間転写ローラを配置していないのでカラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【００８１】
（実施例４）
本発明によるカラー画像形成装置の第四の実施例に係る構成を示した模式図を図１１に示す。
【００８２】
本実施例４のカラー画像形成装置は前述の実施例３のカラー画像形成装置とほぼ同じ構成であるが、前述の実施例３のカラー画像形成装置とその構成上において異なる点は、感光体１１〜１４がいわゆる千鳥状に配置されているということと、除電露光器４８、４９、５０の代わりに現像後逆帯電器４１、４２、４３を用いていることにある。
【００８３】
なお、図１１においては中間転写ローラ９９を介して記録紙３５に転写する構成をとっているが、感光体１４から中間転写ローラ９９を介さず記録紙３５にトナー像を直接転写する構成でも良い。
【００８４】
このように本実施例４のカラー画像形成装置は、三個以上の円筒状または円柱状の像形成体としての感光体１１〜１４がそれらの回転軸の方向からみて千鳥状に配置されおり、帯電１５〜１８、露光１９〜２２、現像２３〜２６等の一連の手段が各感光体１１〜１４の周囲に効率よく配置され、それらの一連の手段による作像形成領域の面積が前述の実施例３と比較して大きく確保されるので、カラー画像形成装置の小型化と高画質化の両方が実現される。
【００８５】
作像面積に関してもう少し詳しく述べる。一般に作像面積はできるだけ大きいほうがトナー像の形成に有利であることは知られている。前述の実施例３で説明したカラー画像形成装置の構成を示す図７における帯電ローラ１５、現像ローラ２７、感光体１１のそれぞれの中心を結ぶことにより形成される角度θ１と、本実施例４で説明したカラー画像形成装置の構成を示す図７における帯電ローラ１５、現像ローラ２７、感光体１１のそれぞれの中心を結ぶことにより形成される角度θ２とを比較すると、もし感光体１１の径が両者で同じであるならば、θ２＞θ１である。つまり、本実施例４に示すように、感光体１１〜１４を千鳥状に配置するほうが、実施例３のように感光体を一列に配置する場合よりも、より多くの作像面積が取れることとなる。
【００８６】
除電露光器４８、４９、５０の代わりに現像後逆帯電器４１、４２、４３を用いていることについては、前述の実施例２にもあるようにこれらの間には機能的に大きな相違はない。現像後逆帯電器４１〜４３の代わりに実施例１における除電露光器が配置されてもよい。また、その画像形成過程についても前述の実施例３と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００８７】
以上説明したように本実施例４によれば、上記の構成によりベルト状転写体の伸縮や蛇行に相当する現象が起きにくくかつ帯電電位の不均一や露光障害、異なる色トナーの混入によるカラーバランス崩壊等の画像品質そのものに係わる問題が回避されるので、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保される。さらに、感光体１１〜１４が千鳥状に配置されるのでカラー画像形成装置の小型化が可能となる。
【００８８】
最後に、以上の実施例１〜４において示す各電圧は一例であって、これら以外の電圧を用いても構わない。また、これらの実施例１〜４においては感光体以外の像形成体を用いてもよい。例えばその表面において画素単位ごとに異なる電位が発生するものである。その場合は実施例１〜４における帯電器や露光器が不要となる。それとあわせて転写電流（転写エネルギー）を連続的に供給できる機能が付加されれば中間転写体としての中間転写ローラも不要となる。これにより実施例３および実施例４の形態がさらに実現されやすくなる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上のように本発明にかかるカラー画像形成装置は、色ずれが起きにくくかつ画像品質が確保され、さらにカラー画像形成装置の小型化が可能となるところから、例えばビジネスまたはＳＯＨＯ市場向けのプリンタ、複写機、ファクシミリ装置および小ロット印刷市場向けの小型オンデマンド印刷機などへの利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明によるカラー画像形成装置の第一の実施例に係る構成を示した模式図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明によるカラー画像形成装置の実施例における画像形成過程の一部を示した図
【図３】（ａ）〜（ｄ）は第一の実施例のカラー画像形成装置における画像形成過程の一部を示した図
【図４】（ａ）〜（ｄ）は第一の実施例のカラー画像形成装置における画像形成過程の一部を示した図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は第一の実施例のカラー画像形成装置における画像形成過程の一部を示した図
【図６】本発明によるカラー画像形成装置の第二の実施例に係る構成を示した模式図
【図７】本発明によるカラー画像形成装置の第三の実施例に係る構成を示した模式図
【図８】（ａ）〜（ｃ）は第三の実施例のカラー画像形成装置における画像形成過程の一部を示した図
【図９】（ａ）〜（ｃ）は第三の実施例のカラー画像形成装置における画像形成過程の一部を示した図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は第三の実施例のカラー画像形成装置における画像形成過程の一部を示した図
【図１１】本発明によるカラー画像形成装置の第四の実施例に係る構成を示した模式図
【図１２】タンデム方式によるカラー画像形成装置の構成の一例を示す模式図
【図１３】多重現像方式によるカラー画像形成装置の構成の一例を示す模式図
【符号の説明】
【００９１】
１１〜１４、５１〜５４、８１    感光体
１５〜１８、５７〜６０、８４    帯電器（帯電ローラ）
１９〜２２    露光ビーム
２３〜２６、６２〜６５、８６〜８９    現像器
２７〜３０、９０〜９３    現像ローラ
３１〜３３、５１、８２、９９    中間転写ローラ
３４、７２、９４    最終転写ローラ
３５、７０、８３    記録紙
３６〜３９、６６〜６９、９６    感光体クリーナ
４０、７３、９５    定着器
４１〜４３    現像後逆帯電器
４４〜４７    転写前帯電器
４８〜５０    除電露光器
５５    ベルト状転写体
５６    中間転写ユニット
６１、８５    露光装置
７１    ベルトクリーナ
７４    画像検出センサ
【図１】
2006106548.tif 000003
【図２】
2006106548.tif 000004
【図３】
2006106548.tif 000005
【図４】
2006106548.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006106548.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006106548.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2006106548.tif 000015