(57)【要約】【課題】現像ローラーと循環系スクリューの速度関係が変化しても、回収スクリューに係る現像剤貯留部に現像剤が滞留せず、循環系スクリューに係る現像剤貯留部の現像剤液面が変動しない現像装置および画像形成装置を提供する【解決手段】現像剤を担持しかつ回転駆動される現像ローラー１３１，１３６と、回転駆動されることにより、現像剤を攪拌しかつ現像ローラー１３１，１３６に搬送する循環系スクリュー１５１，１５６と、回転駆動されることにより、静電潜像の現像後において現像ローラー１３６から剥離された現像剤を、循環系スクリュー１５１，１５６に戻して回収する回収スクリュー１４６と、を有し、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度および回収スクリュー１４６の駆動速度は、それぞれ独立して制御可能である。【選択図】図２
2019191485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持しかつ回転駆動される現像剤担持体と、
回転駆動されることにより、現像剤を攪拌しかつ前記現像剤担持体に搬送する現像剤攪拌部材と、
回転駆動されることにより、静電潜像の現像後において前記現像剤担持体から剥離された現像剤を、前記現像剤攪拌部材に戻して回収する現像剤回収部材と、を有し、
前記現像剤攪拌部材の駆動速度および前記現像剤回収部材の駆動速度は、それぞれ独立して制御可能である、現像装置。
【請求項２】
前記現像剤攪拌部材の駆動速度、前記現像剤回収部材の駆動速度および前記現像剤担持体の駆動速度は、それぞれ独立して制御可能である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤回収部材の駆動速度は、以下の式を満たすように設定されている、請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
ＲＡ≧ＣＡ
ただし、
ＲＡ：前記現像剤回収部材によって前記現像剤攪拌部材に戻される現像剤量（ｇ／ｓ）
ＣＡ：前記現像剤担持体によって前記現像剤回収部材に搬送される現像剤量（ｇ／ｓ）
【請求項４】
現像剤を前記現像装置の外に排出する現像剤排出部をさらに有し、
前記現像剤排出部は、前記現像剤攪拌部材による現像剤の搬送方向の延長上に位置し、
前記現像剤排出部による現像剤の排出量は、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を変更することで調整可能である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置と、
前記静電潜像が形成される像担持体と、
前記現像装置を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記現像剤担持体が担持する現像剤に含まれるトナーを前記像担持体に転移させて前記静電潜像を現像し、前記トナーからなる画像を形成するように制御する、画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記現像剤攪拌部材が搬送する現像剤の液面高さに基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、現像剤の耐久状態に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、現像剤に含まれるトナーの帯電量に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記現像剤担持体の耐久状態に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、トナーからなる画像が形成される領域に対する前記トナーが付着する部分の面積比である印字面積率に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、請求項５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、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置の現像装置は、トナーおよびキャリアから構成される２成分現像剤を利用しており、概して、回転駆動される循環系スクリュー、現像ローラーおよび回収スクリューを有する（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
循環系スクリューは、現像剤を攪拌し、そして、攪拌された現像剤を現像ローラーに供給（搬送）する現像剤攪拌部材である。現像ローラーは、供給された現像剤によって感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像剤担持体である。回収スクリューは、静電潜像の現像後において現像ローラーから剥離された現像剤を、回収して攪拌スクリューに戻す現像剤回収部材である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４８９２１号公報
【特許文献２】特開２００９−９２９１１号公報
【特許文献３】特開２０１５−１５８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、循環系スクリューの駆動速度および回収スクリューの駆動速度は、同一であるため、現像ローラーと循環系スクリューの速度関係が変化する場合、問題を有する。
【０００６】
例えば、循環系スクリューおよび回収スクリューの駆動速度が一定の条件下で現像ローラーの駆動速度が速くなる場合、現像ローラーから回収スクリューに送られる現像剤量は、回収スクリューから循環系に戻される現像剤量より多くなる。そのため、回収スクリューに係る現像剤貯留部に現像剤が滞留し、また、循環系スクリューに係る現像剤貯留部の現像剤液面が低下する。
【０００７】
現像剤の滞留は、現像剤の圧力を上昇させ、現像器を破損させる原因となる。また、現像剤液面の低下は、現像ローラーへの現像剤の供給不足や、トナー濃度センサーの誤検出を引き起こす。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、現像剤担持体と現像剤攪拌部材の速度関係が変化しても、現像剤回収部材に係る現像剤貯留部に現像剤が滞留せず、現像剤攪拌部材に係る現像剤貯留部の現像剤液面が変動しない現像装置および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】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１０】
（１）現像剤を担持しかつ回転駆動される現像剤担持体と、
回転駆動されることにより、現像剤を攪拌しかつ前記現像剤担持体に搬送する現像剤攪拌部材と、
回転駆動されることにより、静電潜像の現像後において前記現像剤担持体から剥離された現像剤を、前記現像剤攪拌部材に戻して回収する現像剤回収部材と、を有し、
前記現像剤攪拌部材の駆動速度および前記現像剤回収部材の駆動速度は、それぞれ独立して制御可能である、現像装置。
【００１１】
（２）前記現像剤攪拌部材の駆動速度、前記現像剤回収部材の駆動速度および前記現像剤担持体の駆動速度は、それぞれ独立して制御可能である、前記（１）に記載の現像装置。
【００１２】
（３）前記現像剤回収部材の駆動速度は、以下の式を満たすように設定されている、前記（１）又は前記（２）に記載の現像装置。
【００１３】
ＲＡ≧ＣＡ
ただし、
ＲＡ：前記現像剤回収部材によって前記現像剤攪拌部材に戻される現像剤量（ｇ／ｓ）
ＣＡ：前記現像剤担持体によって前記現像剤回収部材に搬送される現像剤量（ｇ／ｓ）
（４）現像剤を前記現像装置の外に排出する現像剤排出部をさらに有し、
前記現像剤排出部は、前記現像剤攪拌部材による現像剤の搬送方向の延長上に位置し、
前記現像剤排出部による現像剤の排出量は、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を変更することで調整可能である、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の現像装置。
【００１４】
（５）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の現像装置と、
前記静電潜像が形成される像担持体と、
前記現像装置を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記現像剤担持体が担持する現像剤に含まれるトナーを前記像担持体に転移させて前記静電潜像を現像し、前記トナーからなる画像を形成するように制御する、画像形成装置。
【００１５】
（６）前記制御部は、前記現像剤攪拌部材が搬送する現像剤の液面高さに基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、前記（５）に記載の画像形成装置。
【００１６】
（７）前記制御部は、現像剤の耐久状態に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、前記（５）に記載の画像形成装置。
【００１７】
（８）前記制御部は、現像剤に含まれるトナーの帯電量に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、前記（５）に記載の画像形成装置。
【００１８】
（９）前記制御部は、前記現像剤担持体の耐久状態に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、前記（５）に記載の画像形成装置。
【００１９】
（１０）前記制御部は、トナーからなる画像が形成される領域に対する前記トナーが付着する部分の面積比である印字面積率に基づいて、前記現像剤攪拌部材の駆動速度を制御する、前記（５）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、現像剤攪拌部材の駆動速度および現像剤回収部材の駆動速度は、独立して制御可能であるため、現像剤担持体と現像剤攪拌部材の速度関係が変化した場合であっても、現像剤担持体と現像剤回収部材の速度関係を、一定に維持することが可能である。したがって、現像剤回収部材に係る現像剤貯留部における現像剤の滞留、および、現像剤攪拌部材に係る現像剤貯留部の現像剤液面の変動が抑制される。つまり、現像剤担持体と現像剤攪拌部材の速度関係が変化しても、現像剤回収部材に係る現像剤貯留部に現像剤が滞留せず、現像剤攪拌部材に係る現像剤貯留部の現像剤液面が変動しない現像装置および画像形成装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を説明するための概略図である。
【図２】図１に示される現像装置を説明するための断面図である。
【図３】図２に示される第１現像ローラー、第２現像ローラーおよび回収ローラーを説明するための概念図である。
【図４】循環系スクリューを説明するための概略図である。
【図５】図４に示される現像剤排出部を説明するための断面図である。
【図６】第１現像ローラー、第２現像ローラー、回収ローラーおよび回収スクリューを駆動する第１モーターと、循環系スクリューを駆動する第２モーターを説明するためのブロック図である。
【図７】標準状態における現像剤液面を示している断面図である。
【図８】第１および第２現像ローラーの駆動速度が上昇した場合の現像剤液面を示している断面図である。
【図９】現像剤の排出が過多の場合の現像剤液面を示している断面図である。
【図１０】比較例に係る現像装置を説明するための断面図である。
【図１１】比較例に係る第１および第２現像ローラーの駆動速度が上昇した場合の現像剤液面を示している断面図である。
【図１２】比較例に係る現像剤の排出が過多の場合の現像剤液面を示している断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための概略図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を説明するための概略図である。
【００２４】
画像形成装置１００は、例えば、コピー機能、プリンター機能およびスキャン機能を有するＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）であり、図１に示されるように、制御部１０５、記憶部１０６、画像読み取り部１１０、操作表示部１１５、画像形成部１２０、転写部１８０、定着部１８５、用紙搬送部１９０、現像剤貯蔵部１９６および通信インターフェース１９８を有する。
【００２５】
制御部１０５は、プログラムに従って上記各部の制御や各種の演算処理を実行するマイクロプロセッサー（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等から構成される制御回路であり、画像形成装置１００の各機能は、それに対応するプログラムを制御部１０５が実行することにより発揮される。
【００２６】
記憶部１０６は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）が適宜組み合わされて構成されている。ＲＯＭは、各種プログラムおよび各種データを保存する読み取り専用の記憶装置である。ＲＡＭは、作業領域として一時的にプログラムおよびデータを記憶する高速のランダムアクセス記憶装置である。ＨＤＤは、各種プログラムや各種データを保存する大容量のランダムアクセス記憶装置である。
【００２７】
画像読み取り部１１０は、原稿の画像データを生成するために使用され、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）１１２およびスキャナー部１１３を有する。ＡＤＦ１１２は、載置された原稿を１枚ずつ、スキャナー部１１３の読取位置に搬送するために使用される。スキャナー部１１３は、例えば、ラインイメージセンサーを有し、ＡＤＦ１１２によって読取位置に搬送された原稿あるいはプラテン台上に載置された原稿の画像信号を生成する（光電変換する）。生成された電気信号は、画像処理後、画像形成部１２０に入力される。画像処理は、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、フィルター処理、画像圧縮処理等である。ＡＤＦ１１２は、必要に応じて省略することも可能である。
【００２８】
操作表示部１１５は、例えば、タッチパネル１１７および物理キーボード部１１８から構成される。タッチパネル１１７は、機器構成、プリントジョブの進行状況、現在変更可能な設定などを、ユーザーに知らせるために使用される。物理キーボード部１１８は、用紙Ｐのサイズを指定する選択キー、コピー枚数等を設定するテンキー、動作の開始を指示するスタートキー、動作の停止を指示するストップキー等からなる複数のキーを有し、文字入力、各種設定、スタート等の指示を、ユーザーが実行するために利用される。
【００２９】
画像形成部１２０は、用紙Ｐに画像を形成するために複数設けられており、上から順に、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のそれぞれの色に対応している。画像形成部１２０の各々は、感光体ドラム１２２、帯電部１２４、光書込部１２６および現像装置１３０を有する。
【００３０】
感光体ドラム１２２は、有機光導電体（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＯＰＣ）を含むポリカーボネイト等の樹脂からなる感光層を有する像担持体であり、所定の速度で回転するように構成されている。帯電部１２４は、感光体ドラム１２２の周囲に配置されるコロナ放電極からなり、生成されるイオンによって感光体ドラム１２２の表面を帯電させる。光書込部１２６は、走査光学装置が組み込まれており、ラスターイメージデータに基づいて帯電された感光体ドラム１２２を露光することにより、露光された部分の電位を低下させ、画像データに対応する電荷パターン（静電潜像）を形成する。
【００３１】
現像装置１３０は、収容している現像剤を感光体ドラム１２２に転移させて感光体ドラム１２２上に形成された静電潜像を現像する。現像剤は、キャリアと各色に対応したトナーとを混合してなり、静電潜像は、トナーによって可視化される。
【００３２】
転写部１８０は、中間転写ベルト１８２、１次転写ローラー１８３および２次転写ローラー１８４を有する。中間転写ベルト１８２は、１次転写ローラー１８３および複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持されている。１次転写ローラー１８３は、複数設けられ、上から順に、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のそれぞれの色に対応している。２次転写ローラー１８４は、中間転写ベルト１８２の外側に配置され、中間転写ベルト１８２との間を用紙Ｐが通過可能に構成されている。
【００３３】
画像形成部１２０において形成された各色のトナー画像は、１次転写ローラー１８３により、中間転写ベルト１８２上に逐次転写され、イエロー色、マゼンタ色、シアン色および黒色の各層が重畳したカラーのトナー画像が形成される。形成されたトナー画像は、２次転写ローラー１８４によって、搬送されて来る用紙Ｐに転写される。
【００３４】
定着部１８５は、用紙Ｐに転写されたカラー画像を定着するために使用され、定着ローラー（加熱ローラー）１８７および加圧ローラー１８８を有する。用紙Ｐは、定着ローラー１８７と加圧ローラー１８８との間（ニップ部）を通過する際、圧力および熱が加えられ、トナーを溶融することで、カラー画像が定着される。
【００３５】
用紙搬送部１９０は、複数の給紙トレイ１９２Ａ，１９２Ｂおよび用紙搬送路１９４を有する。給紙トレイ１９２Ａ，１９２Ｂは、複数枚の用紙Ｐが積載され、最上位の用紙Ｐが用紙搬送路１９４に向かって供給される。用紙搬送路１９４は、複数のローラー対および駆動モーター（図示せず）を有しており、給紙トレイ１９２Ａ，１９２Ｂからの用紙Ｐを、２次転写ローラー１８４の転写位置および定着ローラー１８７と加圧ローラー１８８のニップ部を経由して、装置外に排出するために使用される。用紙搬送部１９０は、用紙Ｐの表裏を反転して排出、あるいは、用紙Ｐの両面に画像を形成するための用紙反転部を有することも可能である。
【００３６】
現像剤貯蔵部１９６は、現像装置１３０に対応して複数設けられ、上から順に、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のそれぞれの色に対応する現像剤を収納したボトルが交換可能に装填されている。現像剤貯蔵部１９６は、貯蔵している現像剤の色に対応する現像装置１３０に対して、現像剤を搬送（補給）可能に構成されている。
【００３７】
例えば、ボトルに収納されている現像剤のトナー重量比は、８０〜９５％であり、現像装置１３０における現像剤のトナー重量比は、５〜１０％である。そのため、現像装置１３０において現像によりトナーが消費されると、その消費量に見合ったトナーを含む現像剤が補給され、現像装置１３０における現像剤のトナー重量比が一定に維持される。
【００３８】
通信インターフェース１９８は、例えば、印刷ジョブ等のデータの送信するコンピューターとネットワークを経由して接続するための通信機能を、画像形成装置１００に追加する拡張装置（ＬＡＮボード）である。ネットワークは、構内情報通信網（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＡＮ同士を専用線で接続した広域情報通信網（ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、これらの組合せ等の各種のネットワークからなる。
【００３９】
次に、現像装置１３０を詳述する。
【００４０】
図２は、図１に示される現像装置を説明するための断面図、図３は、図２に示される第１現像ローラー、第２現像ローラーおよび回収ローラーを説明するための概念図、図４は、循環系スクリューを説明するための概略図、図５は、図４に示される現像剤排出部を説明するための断面図である。
【００４１】
現像装置１３０は、図２、図４および図５に示されるように、第１現像ローラー１３１、第２現像ローラー１３６、回収ローラー１４１、回収スクリュー１４６、循環系スクリュー１５１，１５６、現像剤補給口１５８、現像剤排出部１５９、液面検出センサー１７０、トナー濃度検出センサー１７２およびケーシング１７４を有する。なお、現像装置１３０は、トリクル現像方式（ＡＲ（Ａｕｔｏ−Ｒｅｆｉｎｉｎｇ  ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）方式とも呼ばれる。）を採用している。トリクル現像方式は、一部の現像剤を現像装置１３０の外部に排出（廃棄）するとともに、新しい現像剤を補給することにより現像剤の劣化が抑制する方式である。
【００４２】
第１現像ローラー１３１は、回転駆動される現像剤担持体であり、図３に示されるように、感光体ドラム１２２に隣接して配置される。第１現像ローラー１３１は、スリーブ１３２および固定磁極を有し、循環系スクリュー１５１，１５６からの現像剤を、磁力に基づき吸着（担持）するように構成されている。
【００４３】
スリーブ１３２は、非磁性であり、回転軸１３４を中心に回転駆動される。固定磁極は、スリーブ１３２の内部に配置され、扇型の磁極１３３Ａ〜１３３Ｅおよび扇型の非磁極部１３３Ｆを有する。
【００４４】
磁極１３３Ａは、Ｎ極であり、現像剤をスリーブ１３２に吸着させる。磁極１３３Ｂ、１３３Ｃおよび１３３Ｄは、Ｓ極、Ｎ極およびＳ極であり、スリーブ１３２の回転に伴って、吸着されている現像剤を上方に搬送する。磁極１３３Ｅは、磁極１３３Ａと連携して発生する反発磁界によって、スリーブ１３２から現像剤を剥離する。非磁極部１３３Ｆは、Ｎ極である磁極１３３Ａおよび磁極１３３Ｅの間に位置し、非磁性体から構成されている。
【００４５】
第２現像ローラー１３６は、回転駆動される第２の現像剤担持体であり、感光体ドラム１２２の回転方向に関し、第１現像ローラー１３１より下流側に位置し、かつ、第１現像ローラー１３１の上方に配置される。第２現像ローラー１３６は、スリーブ１３７および固定磁極を有し、磁力に基づき、第１現像ローラー１３１（スリーブ１３２）から現像剤が受け渡されて、吸着（担持）するように構成されている。
【００４６】
スリーブ１３７は、非磁性であり、回転軸１３９を中心に回転駆動される。固定磁極は、スリーブ１３７の内部に配置され、扇型の磁極１３８Ａ〜１３８Ｅおよび扇型の非磁極部１３８Ｆを有する。
【００４７】
磁極１３８Ａは、Ｓ極であり、第１現像ローラー１３１（スリーブ１３２）から剥離された現像剤をスリーブ１３７上に吸着させる（受け渡される）。磁極１３８Ｂ、１３８Ｃおよび１３８Ｄは、Ｎ極、Ｓ極およびＮ極であり、スリーブ１３７の回転に伴って、吸着されている現像剤を上方に搬送する。磁極１３８Ｅは、Ｓ極であり、感光体ドラム１２２で消費されずに残留している現像剤を、磁極１３８Ａと連携して発生する反発磁界によって、スリーブ１３７から剥離する。非磁極部１３８Ｆは、Ｓ極である磁極１３８Ａおよび磁極１３８Ｅの間に位置し、非磁性体から構成されている。
【００４８】
回収ローラー１４１は、回転駆動される現像剤回収部材であり、第２現像ローラー１３６と回収スクリュー１４６との間の上方に配置される。回収ローラー１４１は、スリーブ１４２および固定磁極を有し、第２現像ローラー１３６から現像剤を、磁力に基づき受け渡されるように構成されている。
【００４９】
スリーブ１４２は、非磁性であり、回転軸１４４を中心に回転駆動される。固定磁極は、スリーブ１４２の内部に配置され、扇型の磁極１４３Ａ〜１４３Ｅと、扇型の非磁極部１４３Ｆとを有する。
【００５０】
磁極１４３Ａおよび１４３Ｂは、Ｎ極およびＳ極である。磁極１４３Ｃは、Ｎ極であり、第２現像ローラー１３６（スリーブ１３７）から剥離された現像剤をスリーブ１４２に吸着させる。磁極１４３Ｄは、Ｓ極であり、スリーブ１４２の回転に伴って、吸着されている現像剤を下方に搬送する。磁極１４３Ｅは、Ｎ極であり、磁極１４３Ａと連携して発生する反発磁界によって、スリーブ１４２に吸着されている現像剤を、スリーブ１４２から剥離する。非磁極部１４３Ｆは、Ｎ極である磁極１４３Ａおよび磁極１４３Ｅの間に位置し、非磁性体から構成されている。
【００５１】
したがって、循環系スクリュー１５１，１５６からの現像剤は、第１現像ローラー１３１のスリーブ１３２に吸着されると、スリーブ１３２の回転動作によって、感光体ドラム１２２に向かって搬送され、感光体ドラム１２２に形成された静電潜像を現像する。そして、感光体ドラム１２２に形成された静電潜像を現像した後、スリーブ１３２の回転動作によって第２現像ローラー１３６に近接すると、現像剤は、スリーブ１３２から剥離されて、第２現像ローラー１３６のスリーブ１３７に受け渡される。
【００５２】
スリーブ１３７に吸着された現像剤は、スリーブ１３７の回転動作によって、感光体ドラム１２２に向かって搬送され、感光体ドラム１２２に形成された静電潜像を現像する。そして、感光体ドラム１２２に形成された静電潜像を現像した後、残留している現像剤（余剰現像剤）は、スリーブ１３７の回転動作によって回収ローラー１４１に近接すると、スリーブ１３７から剥離されて、回収ローラー１４１のスリーブ１４２に受け渡される。
【００５３】
スリーブ１４２に吸着された現像剤は、スリーブ１４２の回転動作によって、下方に搬送され、回収スクリュー１４６に近接すると、スリーブ１４２から剥離され、自重により回収スクリュー１４６に向かって落下する。
【００５４】
なお、スリーブ１３２，１３７，１４２の内周と固定磁極１３３Ａ〜１３３Ｆ，１３８Ａ〜１３８Ｆ，１４３Ａ〜１４３Ｆの外周との間には、スリーブ１３２，１３７，１４２の回転を許容する空間が配置されている。また、非磁極部１３３Ｆ，１３８Ｆ，１４３Ｆは、空間によって構成することも可能である。
【００５５】
回収スクリュー１４６は、回収ローラー１４１の下方に位置し、回収ローラー１４１から受け渡される（回収される）現像剤を、撹拌しながら搬送する。なお、符号１７８Ａは、回収された現像剤が一時的に貯留される部位（現像剤貯留部）を示している。
【００５６】
循環系スクリュー１５１，１５６は、回転駆動される現像剤攪拌部材であり、第１現像ローラー１３１および回収スクリュー１４６の下方に位置する。循環系スクリュー１５１，１５６は、本実施の形態においては、供給スクリュー１５１および攪拌スクリュー１５６によって構成される。なお、以下においては、循環系スクリュー１５１および１５６は、供給スクリュー１５１および攪拌スクリュー１５６によって適宜参照する。
【００５７】
供給スクリュー１５１は、第１現像ローラー１３１と攪拌スクリュー１５６との間に位置し、攪拌スクリュー１５６との間には、ケーシング１７４の仕切り壁１７５が配置されている。なお、供給スクリュー１５１と回収スクリュー１４６との間に位置するケーシング１７４の仕切り壁には、連通口（不図示）が設けられている。したがって、回収スクリュー１４６によって撹拌された現像剤は、前記連通口を経由し、供給スクリュー１５１に向かって自重により落下する（供給スクリュー１５１に導入される）（図２参照）。
【００５８】
供給スクリュー１５１および攪拌スクリュー１５６の搬送方向は、互いに逆方向であり、供給スクリュー１５１の搬送路１５２の始端側および終端側と、攪拌スクリュー１５６の搬送路１５７の終端側および始端側とが、仕切り壁１７５に設けれている連通口１７６Ａ，１７６Ｂを経由して連結（連通）されている。したがって、現像剤は、図４において矢印で示す時計回りかつ略水平方向に、循環し、その一部が第１現像ローラー１３１に向かって流出する（供給される）（図４参照）。なお、符号１７８Ｂおよび１７８Ｃは、供給スクリュー１５１および攪拌スクリュー１５６に係る現像剤が貯留される部位（現像剤貯留部）を示している。
【００５９】
現像剤補給口１５８および現像剤排出部１５９は、トリクル現像方式のために設けられている。
【００６０】
現像剤補給口１５８は、攪拌スクリュー１５６上方のケーシング１７４に配置され（図２参照）、かつ、現像剤貯蔵部１９６（図１参照）と連結されており、現像剤貯蔵部１９６に装填されているボトルに収納されている現像剤を、攪拌スクリュー１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｃに補給可能に構成されている。上述のように、現像剤貯蔵部１９６のボトルに収納されている現像剤のトナー重量比は、現像装置１３０における現像剤のトナー重量比より大きいため、現像剤貯留部１７８Ｃに補給される現像剤を調整することによって、現像装置１３０における現像剤のトナー重量比を一定に維持することが可能である。
【００６１】
現像剤排出部１５９は、攪拌スクリュー１５６の搬送路１５７の終端側に配置される（現像剤の搬送方向の延長上に位置する）（図４および図５参照）。現像剤排出部１５９は、逆向きスクリュー部１５９Ａ、導出経路１５９Ｂおよび現像剤排出口１５９Ｃを有する。逆向きスクリュー部１５９Ａは、搬送路１５７を搬送されてきた（循環している）現像剤を制止するように構成されている。導出経路１５９Ｂは、逆向きスクリュー部１５９Ａとその上方に位置するケーシング１７４との間の空間によって定義され、現像剤排出口１５９Ｃに連通している。
【００６２】
したがって、攪拌スクリュー１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｃの現像剤液面が、逆向きスクリュー部１５９Ａより上方に位置する場合、現像剤は、導出経路１５９Ｂおよび現像剤排出口１５９Ｃを経由して、外部に排出されることになる。なお、この際、現像剤の排出量は、攪拌スクリュー１５６の駆動速度に対応する。したがって、現像剤排出部１５９による現像剤の排出量は、攪拌スクリュー１５６の駆動速度を変更することで調整可能である。つまり、制御部１０５は、攪拌スクリュー１５６の駆動速度を変更することによって、現像剤の排出を調整することが可能である。なお、現像剤排出部１５９は、上記構成に限定されない。
【００６３】
液面検出センサー１７０（図２参照）は、循環系スクリュー１５１，１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃの現像剤液面レベル（嵩レベル）を検出するために配置されている。現像剤液面レベルは、現像剤の循環量を適正レベルに維持するために利用される。
【００６４】
トナー濃度検出センサー１７２（図２参照）は、循環系スクリュー１５１，１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃに含まれるトナー濃度を検出するために配置されている。トナー濃度は、現像装置１３０におけるトナーの消費量に対応するため、現像剤貯蔵部１９６からの現像剤補給の制御に利用される。例えば、トナー濃度が所定値より低下したことが検出されると、現像剤貯蔵部１９６から現像剤が補給される。なお、現像剤の透磁率はトナー濃度より変化するため、透磁率を利用してトナー濃度を検出することが可能である。
【００６５】
次に、第１現像ローラー、第２現像ローラー、回収ローラー、回収スクリュー、供給スクリュー、攪拌スクリューの制御を説明する。
【００６６】
図６は、第１現像ローラー、第２現像ローラー、回収ローラーおよび回収スクリューを駆動する第１モーターと、循環系スクリューを駆動する第２モーターを説明するためのブロック図、図７は、標準状態における現像剤液面を示している断面図、図８は、第１および第２現像ローラーの駆動速度が上昇した場合の現像剤液面を示している断面図、図９は、現像剤の排出が過多の場合の現像剤液面を示している断面図である。
【００６７】
現像装置１３０は、図６に示されるように、第１モーター１６０、伝動装置１６１、第２モーター１６２および伝動装置１６３を、さらに有する。
【００６８】
第１モーター１６０は、制御部１０５によって制御可能であり、伝動装置１６１を経由して、第１現像ローラー１３１、第２現像ローラー１３６、回収ローラー１４１および回収スクリュー１４６を同一速度で駆動するように構成されている駆動源である。第２モーター１６２は、制御部１０５によって制御可能であり、伝動装置１６３を経由して、循環系スクリュー（供給スクリュー１５１および攪拌スクリュー１５６）を同一速度で駆動するように構成されている駆動源である。
【００６９】
つまり、第１現像ローラー１３１、第２現像ローラー１３６、回収ローラー１４１および回収スクリュー１４６の駆動速度と、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度とは、独立制御することが可能である。なお、循環系スクリュー１５１，１５６を構成する供給スクリュー１５１および攪拌スクリュー１５６の駆動速度は、現像剤の循環バランスを維持するため、一定であることが好ましい。
【００７０】
回収スクリューの駆動速度は、式（ＲＡ≧ＣＡ）を満たすように設計段階で設定することが好ましい。ただし、ＲＡは、回収スクリューによって循環系スクリュー１５１，１５６に戻される現像剤量（ｇ／ｓ）であり、ＣＡは、第１および第２現像ローラーによって回収スクリューに搬送される現像剤量（ｇ／ｓ）である。
【００７１】
循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度は、循環系スクリュー１５１，１５６によって搬送される現像剤液面高さ（液面検出センサー１７０によって検出される現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃの液面高さ）に基づいて、適宜制御することが好ましい。
【００７２】
例えば、印刷ジョブの内容（適用される用紙や画像形成速度）に応じて、図７に示される標準状態に比較し、第１および第２現像ローラー１３１，１３６の駆動速度が上昇する場合、第１および第２現像ローラー１３１，１３６からの現像剤量は、増加する。しかし、回収スクリュー１４６の駆動速度と、第１および第２現像ローラー１３１，１３６の駆動速度との速度関係は変化しないため、回収スクリュー１４６から循環系スクリュー１５１，１５６に戻される現像剤は増加し、現像剤貯留部１７８Ａにおける現像剤の過度の滞留は生じない。
【００７３】
これにより、循環系スクリュー１５１，１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃの現像剤液面は一定に維持され、低下しない。つまり、第１および第２現像ローラー１３１，１３６の駆動速度が上昇する場合においても、図８に示されるように、現像剤貯留部１７８Ａ，１７８Ｂ，１７８Ｃの現像剤液面は一定に維持される。
【００７４】
また、例えば、高温高湿の雰囲気環境により現像剤の物性が変化し、現像剤の排出が過多となる場合、循環系スクリュー１５１，１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃの現像剤液面が低下する。
【００７５】
現像剤の排出は、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度を変更することで調整可能である。そのため、現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃの現像剤液面を標準状態に戻すため、循環系スクリューの駆動速度を低下させ、現像剤の排出を抑制する。
【００７６】
この際、第１現像ローラー１３１、第２現像ローラー１３６、回収ローラー１４１および回収スクリュー１４６の駆動速度は、独立して制御可能であるため、循環系スクリューの駆動速度が低下しても、第１および第２現像ローラー１３１，１３６の駆動速度と、回収スクリュー１４６の駆動速度とを、一定とする（速度関係は変化しない）ことが可能である。これにより、回収スクリュー１４６に係る現像剤貯留部１７８Ａでの現像剤の過度の滞留が抑制される（現像剤液面は上昇せず、標準状態が維持される）ため、図９に示されるように、現像剤貯留部１７８Ａ，１７８Ｂ，１７８Ｃの現像剤液面は一定に維持される。
【００７７】
なお、現像剤の排出量が不十分であり、現像剤液面高さが高い場合、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度を上昇させて、現像剤の排出量を増加させることで、現像剤液面高さを低下させることが可能である。
【００７８】
次に、比較例を説明する。
【００７９】
図１０は、比較例に係る現像装置を説明するための断面図、図１１は、比較例に係る第１および第２現像ローラーの駆動速度が上昇した場合の現像剤液面を示している断面図である。
【００８０】
比較例においては、図１０に示されるように、第１モーター１６０は、伝動装置１６１を経由して、第１現像ローラー１３１、第２現像ローラー１３６および回収ローラー１４１を同一速度で駆動するように構成されている駆動源である。また、第２モーター１６２は、伝動装置１６３を経由して、回収スクリュー１４６および循環系スクリュー１５１，１５６を同一速度で駆動するように構成されている駆動源である。
【００８１】
したがって、例えば、第１および第２現像ローラー１３１，１３６の駆動速度が標準状態から上昇する場合、第１および第２現像ローラー１３１，１３６から回収スクリュー１４６に戻される現像剤量は、増加する。一方、回収スクリュー１４６は、循環系スクリュー１５１，１５６と同一速度で駆動されているため、回収スクリュー１４６から循環系スクリュー１５１，１５６に戻される現像剤量が一定である（変化しない）。そのため、図１１に示されるように、回収スクリュー１４６に係る現像剤貯留部１７８Ａにおいて現像剤が過度に滞留することになる（現像剤液面が上昇する）。現像剤貯留部１７８Ａにおける現像剤の過度の滞留は、現像剤の圧力上昇によって現像器破損の原因となる。
【００８２】
また、現像剤貯留部１７８Ａから戻される現像剤は減少するため、循環系スクリュー１５１，１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃにおける現像剤液面は、低下する。現像剤液面の低下は、トナー濃度検出センサー１７２の誤検出や、第１および第２現像ローラー１３１，１３６に供給される現像剤量の低下を引き起こす。例えば、トナー濃度検出センサー１７２の精度は、現像剤液面に影響されるため、液面の低下による誤検出を生じ、現像剤貯蔵部１９６からの現像剤の補給量（補給タイミング）を不適切なものとする。また、現像剤量の低下(現像剤供給不足)は、感光体ドラム１２２上での現像が不均一となり、画像濃度ムラを発生させる。
【００８３】
図１２は、比較例に係る現像剤の排出が過多の場合の現像剤液面を示している断面図である。
【００８４】
比較例において、現像剤の排出が過多となった場合、現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃにおける現像剤液面を標準状態に戻すため、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度を低下させ、現像剤の排出を抑制すると、同一駆動されている回収スクリュー１４６の駆動速度も低下する。
【００８５】
これにより、回収スクリュー１４６から循環系スクリュー１５１，１５６に戻される現像剤量が減少する。また、第１および第２現像ローラー１３１，１３６からの現像剤量は、変化しない。したがって、図１２に示されるように、回収スクリュー１４６に係る現像剤貯留部１７８Ａにおいて現像剤が過度に滞留することになる（現像剤液面が上昇する）。
【００８６】
また、現像剤貯留部１７８Ａから戻される現像剤は減少するため、循環系スクリュー１５１，１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｂ，１７８Ｃにおける現像剤液面は、上昇しない（低下した状態が維持される）。これにより、トナー濃度検出センサー１７２の誤検出や、第１および第２現像ローラー１３１，１３６に供給される現像剤量の低下を引き起こす。
【００８７】
以上のように、本実施の形態によれば、回収スクリュー１４６に係る現像剤貯留部１７８Ａにおける現像剤の滞留、および、循環系スクリュー１５１，１５６に係る現像剤貯留部１７８Ｂ，Ｃの現像剤液面の変動が抑制される。
【００８８】
なお、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度は、現像剤の耐久状態に基づいて、適宜制御することも可能である。現像剤の耐久状態は、例えば、現像剤の使用量、現像剤の使用時間、適用された用紙の枚数等に基づいて推定される。つまり、現像剤の使用時間が長くて現像剤の帯電量が低下する場合、現像剤貯留部の現像剤液面が低下し、トナー濃度センサーの誤検出や現像剤の搬送不良などを引き起こす虞があるため、現像剤貯留部の現像剤液面が上昇する（適正なレベルに維持される）ように、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度が制御される。
【００８９】
循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度は、現像剤に含まれるトナーの帯電量に基づいて、適宜制御することも可能である。例えば、トナーの帯電量によって現像剤液面が変化するため、トナーの帯電量は、現像剤液面高さの代わりに利用することが可能である。なお、トナーの帯電量は、例えば、現像ローラーに接続した電流計と感光体ドラム上のトナー付着量を検出する光学センサーを用いて測定される。具体的には、感光体ドラムに付着量の異なる複数のパッチ画像を形成し、そして、複数のパッチ画像に対応して、現像ローラーと感光体ドラムとの間の経路に生じる電流の変化量と、用紙に転写された画像の付着量の変化量とを検出し、そして、付着量の変化量に対する電流の変化量の割合より、トナーの帯電量が、測定される。トナーの帯電量の測定方法は、当該構成に限定されない。
【００９０】
循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度は、第１および第２現像ローラー１３１，１３６の表面の耐久状態に基づいて、適宜制御することも可能である。例えば、第１および第２現像ローラー１３１，１３６のスリーブ表面が摩耗して現像剤の搬送量が低下している場合、現像剤の搬送量が増加するように、循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度が制御される。なお、第１および第２現像ローラー１３１，１３６の耐久状態は、第１および第２現像ローラー１３１，１３６に適用された現像剤の使用量、関連する印刷用紙の枚数等に基づいて推定することが可能である。
【００９１】
循環系スクリュー１５１，１５６の駆動速度は、トナーからなる画像が形成される領域に対するトナーが付着する部分の面積比である印字面積率（カバレッジ）に基づいて、適宜制御することも可能である。例えば、高カバレッジが連続する場合、高カバレッジと低カバレッジとが頻繁に切り替えられる場合、現像剤の劣化が促進し、現像剤の物性（現像剤貯留部における液面の高さ）が変化するためである。
【００９２】
次に、本発明の実施の形態に係る変形例１および２を順次説明する。
【００９３】
図１３は、本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための概略図である。
【００９４】
回収スクリュー１４６を駆動するモーターは、第１および第２現像ローラー１３１，１３６を駆動するモーターと同一（共通）とする形態に限定されず、例えば、図１２に示されるように、回収スクリュー１４６専用のモーター（第３モーター）１６４を設ける（独立駆動する）ことも可能である。この場合、回収スクリュー１４６を独立制御することが可能であるため、回収スクリュー１４６の制御の自由度が増加する。
【００９５】
図１４は、本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための概略図である。
【００９６】
循環系スクリューは、供給スクリュー１５１および攪拌スクリュー１５６によって構成される形態に限定されない。例えば、図１４に示されるように、供給スクリュー１５１と攪拌スクリュー１５６の両方の機能を有する単一のスクリュー１５６Ａによって構成することも可能である。
【００９７】
以上のように、本実施の形態によれば、現像剤攪拌部材（循環系スクリュー）の駆動速度および現像剤回収部材（回収スクリュー）の駆動速度は、独立制御することが可能であるため、現像剤担持体（現像ローラー）と現像剤攪拌部材の速度関係が変化した場合であっても、現像剤担持体と現像剤回収部材の速度関係を、一定に維持することが可能である。したがって、現像剤回収部材に係る現像剤貯留部における現像剤の滞留、および、現像剤攪拌部材に係る現像剤貯留部の現像剤液面の変動が抑制される。つまり、現像剤担持体と現像剤攪拌部材の速度関係が変化しても、現像剤回収部材に係る現像剤貯留部に現像剤が滞留せず、現像剤攪拌部材に係る現像剤貯留部の現像剤液面が変動しない現像装置および画像形成装置を提供することが可能である。
【００９８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、画像形成装置は、ＭＦＰに限定されず、印刷専用のプリンターやファクシミリ装置を適用することも可能である。また、回収スクリュー、供給スクリューおよび攪拌スクリューの羽根形状は、特に限定されず、例えば、螺旋状の羽根やパドル状の羽根を適用することが可能である。
【００９９】
現像剤攪拌部材（循環系スクリュー）の駆動速度および現像剤回収部材（回収スクリュー）の駆動速度の独立制御は、複数の駆動源（モーター）によって達成する形態に限定されない。例えば、クラッチや多段ギヤ等を用いることで、単一の駆動源による独立制御を達成することも可能である。現像ローラーは、単一、あるいは、３つ以上とすることも可能である。循環系スクリューは、３本以上のスクリューによって構成することも可能である。回収ローラーをガイド部材（斜面）によって代替し、あるいは、回収ローラーに隣接するガイド部材（斜面）をさらに付加することも可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１００  画像形成装置、
１０５  制御部、
１０６  記憶部、
１１０  画像読み取り部、
１１２  ＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）、
１１３  スキャナー部、
１１５  操作表示部、
１１７  タッチパネル、
１１８  物理キーボード部、
１２０  画像形成部、
１２２  感光体ドラム、
１２４  帯電部、
１２６  光書込部、
１３０  現像装置、
１３１  第１現像ローラー（現像剤担持体）、
１３２  スリーブ、
１３３Ａ，１３３Ｂ，１３３Ｃ，１３３Ｄ，１３３Ｅ  磁極（固定磁極）、
１３３Ｆ  非磁極部（固定磁極）、
１３４  回転軸、
１３６  第２現像ローラー（第２の現像剤担持体）、
１３７  スリーブ、
１３８Ａ，１３８Ｂ，１３８Ｃ，１３８Ｄ，１３８Ｅ  磁極（固定磁極）、
１３８Ｆ  非磁極部（固定磁極）、
１３９  回転軸、
１４１  回収ローラー、
１４２  スリーブ、
１４３Ａ，１４３Ｂ，１４３Ｃ，１４３Ｄ，１４３Ｅ  磁極（固定磁極）、
１４３Ｆ  非磁極部（固定磁極）、
１４４  回転軸、
１４６  回収スクリュー、
１５１  供給スクリュー（循環系スクリュー（現像剤攪拌部材））、
１５２  搬送路、
１５６  攪拌スクリュー（循環系スクリュー（現像剤攪拌部材））、
１５６Ａ  スクリュー、
１５７  搬送路、
１５８  現像剤補給口、
１５９  現像剤排出部、
１５９Ａ  逆向きスクリュー部、
１５９Ｂ  導出経路、
１５９Ｃ  現像剤排出口、
１６０  第１モーター、
１６１  伝動装置、
１６２  第２モーター、
１６３  伝動装置、
１６４  第３モーター、
１７０  液面検出センサー、
１７２  トナー濃度検出センサー、
１７４  ケーシング、
１７５  仕切り壁、
１７６Ａ，１７６Ｂ  連通口、
１７８Ａ，１７８Ｂ，１７８Ｃ  現像剤貯留部、
１８０  転写部、
１８２  中間転写ベルト、
１８３  １次転写ローラー、
１８４  ２次転写ローラー、
１８５  定着部、
１８７  定着ローラー、
１８８  加圧ローラー、
１９０  用紙搬送部、
１９２Ａ  給紙トレイ、
１９２Ｂ  給紙トレイ、
１９４  用紙搬送路、
１９６  現像剤貯蔵部、
１９８  通信インターフェース、
Ｐ  用紙。
【図１】
2019191485.tif 000003
【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】
2019191485.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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