(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と，前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部とを有する画像形成装置において，
前記トナー像形成部によって前記像担持体上に形成されたトナー像に光を照射してその反射光の強度を取得するセンシング部と，
前記トナー像形成部における，形成されるトナー像のトナー付着量に影響する条件についての画像形成時に用いる値を決定する条件決定部と，
前記トナー像形成部によって前記像担持体上に，前記条件の値が異なる複数のトナーパッチを形成するパッチ形成部とを有し，
前記センシング部は，
前記像担持体上のトナー像に光を照射する発光素子と，
前記発光素子から照射された光の前記像担持体による正反射位置以外の位置に設けられ，受光量を出力する第１受光素子とを有し，
前記条件決定部は，
トナー付着量の増加に対して前記第１受光素子の受光量が一定の程度で増加する範囲であって，トナー付着量がゼロである点を含まず，トナー付着量の増加量と前記第１受光素子の受光量の増加量との比が画像形成装置の機種ごとに固有の値となる範囲の下限のトナー付着量における前記第１受光素子の受光量と，その範囲内における前記増加の程度とにより定まる，受光量−トナー付着量テーブルを用いて決定を行うものであり，
前記パッチ形成部により形成された複数のトナーパッチのそれぞれについての前記第１受光素子の受光量を取得し，
取得した前記第１受光素子の複数の受光量と，前記受光量−トナー付着量テーブルとから，前記複数のトナーパッチのそれぞれについてのトナー付着量を取得し，
取得した複数のトナー付着量と，それぞれのトナーパッチを形成したときの前記条件の値とを用いて，トナー付着量が狙いの値となる前記条件の値を算出し，算出された値を画像形成時に用いる値として決定するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記受光量−トナー付着量テーブルをあらかじめ記憶していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
前記一定の程度で増加する範囲が，前記像担持体をトナーが覆い尽くすトナー付着量以上のトナー付着量に対応する範囲であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
トナー付着量の前記狙いの値が，１００％濃度の画像のトナー付着量を得ようとする値であり，
前記複数のトナーパッチとして，前記条件の値を，その時点での画像形成に用いている前記条件の値よりトナー付着量を大きくする値と，その時点での画像形成に用いている前記条件の値よりトナー付着量を小さくするとともにトナー付着量を前記下限以上であるようにする値とを，少なくとも含むように設定して形成した１００％濃度のベタ画像を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記センシング部は，前記発光素子から照射された光の前記像担持体による正反射位置に設けられ，受光量を出力する第２受光素子をさらに有し，
前記条件決定部は，
前記受光量−トナー付着量テーブルにおける前記増加の程度をあらかじめ記憶しており，
前記パッチ形成部により形成された複数のトナーパッチのそれぞれについての前記第２受光素子の受光量を取得し，
取得した前記第２受光素子の複数の受光量から，その受光量が極小となるときのトナー付着量である基準付着量を求め，
求めた基準付着量と，取得した前記第１受光素子の複数の受光量とから，基準付着量に対応する前記第１受光素子の基準受光量を求め，
求めた基準付着量および基準受光量と，あらかじめ記憶している前記増加の程度とにより前記受光量−トナー付着量テーブルを作成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において，
前記センシング部は，
前記発光素子の照射光路に設けられ退避可能な第１偏光フィルターと，
前記第１受光素子の受光光路に設けられ退避可能であるとともに，前記第１偏光フィルターとは偏光方向が異なる第２偏光フィルターとをさらに有し，
前記条件決定部は，
前記条件の値の算出のための前記複数のトナーパッチによる前記第１受光素子および前記第２受光素子の受光量の取得を，前記第１偏光フィルターおよび前記第２偏光フィルターをいずれも退避させた状態で行い，
それとは別に，前記第１偏光フィルターおよび前記第２偏光フィルターをいずれも進出させた状態での前記第１受光素子の受光量に基づく階調補正処理を行うものである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，電子写真方式，静電記録方式等の画像形成装置に関する。さらに詳細には，静電潜像を現像してトナー像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，トナーを用いて静電潜像を現像する方式の画像形成装置では，形成されたトナー像のトナー付着量を検出し，その結果に基づいて各部を制御することが行われている。そのために，トナー付着量を検出するトナー濃度センサーが使用されている。トナー濃度センサーとして，トナー付着面に光を照射し，その反射光を受光することによるものがある。
【０００３】
トナー付着面は，例えば感光体や転写ベルト等の像担持体上に，トナー粒が付着している状態である。トナー粒の付着がまばらな状態では，照射光はトナー粒および像担持体によって反射され，反射光にはその両方が含まれる。トナー粒がほぼ隙間なく付着すれば，像担持体による反射光はほとんど無くなり，トナー粒による反射光がほとんどとなる。ここで，像担持体は略平滑面であるため，像担持体による反射光は，正反射成分がほとんどである。一方，トナー粒は細かい粒子の重なりであるため，トナー粒による反射光は，拡散反射成分が多いが正反射成分もいくらか含んでいる。トナー濃度センサーが受光する受光量は通常これらを合わせたものである。そのため，単に受光量だけに基づいてトナー付着量を把握することはできない。
【０００４】
これに対し，例えば特許文献１の技術では，１個の受光素子に対して，正反射用と拡散反射用との計２個の発光素子を備え，正反射光量と拡散反射光量とを分けて測定できるようにされている。また，特許文献２に記載されているセンサーは，発光素子を１個と，受光素子を２個備え，偏光フィルターを用いて偏光光を投光するものである。受光素子にも偏光フィルターを用いることにより，正反射光と拡散反射光とを選択して受光している。そして，いずれの文献の技術においても，正反射光量と拡散反射光量とに基づいて，トナー付着量を取得できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１００４８１号公報
【特許文献２】特開平６−２５０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，発光素子または受光素子を２個備えることによって正反射光量と拡散反射光量とを選択的に取得できるためには，発光素子と受光素子との位置関係の精度が重要となる。つまり，センサーの取りつけ位置や取りつけ角度等の僅かなズレによって，検出結果に大きな差が発生してしまうという問題点があった。特許文献２に記載のセンサーは，この問題点を偏光フィルターを備えることによって回避している。しかし，発光素子と受光素子とのすべてに偏光フィルターを備えることが必要となるため，コストの大きいものとなっている。
【０００７】
それに加え，前記した従来の技術ではいずれも，トナー付着量の大きい高付着量領域で，トナー付着量についての感度がなくなるという問題点があった。上記のいずれの技術でも，像担持体からの反射光とトナーからの反射光とがともに存在する領域で，正反射光量と拡散反射光量とを得て，それらの結果に基づいてトナーの付着量が取得されている。そのため，像担持体の露出面積がほとんど無くなり，像担持体からの反射光が得られない高付着量領域では，正確な測定ができなくなるのである。ところが，画像形成装置においては，この付着量の多い領域についてもトナー付着量が適切に得られることが望まれている。そこで従来では，検出可能な範囲の結果に基づいた外挿によって，この領域の値が得られている。
【０００８】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，トナーの付着量が大きい高付着量領域でも，また，センシング部の取りつけ精度がさほど高精度でなくても，センシング部を使用して適切にトナー付着量を把握でき，適切にトナー像形成条件を設定することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，像担持体と，像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部とを有する画像形成装置であって，トナー像形成部によって像担持体上に形成されたトナー像に光を照射してその反射光の強度を取得するセンシング部と，トナー像形成部における，形成されるトナー像のトナー付着量に影響する条件についての画像形成時に用いる値を決定する条件決定部と，トナー像形成部によって像担持体上に，条件の値が異なる複数のトナーパッチを形成するパッチ形成部とを有し，センシング部は，像担持体上のトナー像に光を照射する発光素子と，発光素子から照射された光の像担持体による正反射位置以外の位置に設けられ，受光量を出力する第１受光素子とを有し，条件決定部は，トナー付着量の増加に対して第１受光素子の受光量が一定の程度で増加する範囲であって，トナー付着量がゼロである点を含まず，トナー付着量の増加量と第１受光素子の受光量の増加量との比が画像形成装置の機種ごとに固有の値となる範囲の下限のトナー付着量における第１受光素子の受光量と，その範囲内における増加の程度とにより定まる，受光量−トナー付着量テーブルを用いて決定を行うものであり，パッチ形成部により形成された複数のトナーパッチのそれぞれについての第１受光素子の受光量を取得し，取得した第１受光素子の複数の受光量と，受光量−トナー付着量テーブルとから，複数のトナーパッチのそれぞれについてのトナー付着量を取得し，取得した複数のトナー付着量と，それぞれのトナーパッチを形成したときの条件の値とを用いて，トナー付着量が狙いの値となる条件の値を算出し，算出された値を画像形成時に用いる値として決定するものである。
【００１０】
本発明の画像形成装置によれば，像担持体上に形成されたトナー像に発光素子から光を照射し，拡散反射位置の第１受光素子で受けた反射光の強度を得ることができる。さらに，本発明者は，受光量−トナー付着量テーブルの範囲内における，トナー付着量の増加に対する第１受光素子の受光量の増加の程度は，センシング部の取り付け精度にかかわらず一定となることを見出した。すなわち，第１受光素子による受光量に対して受光量−トナー付着量テーブルを用いれば，この増加の程度が一定となる範囲については，トナー付着量を取得できる。狙いのトナー付着量がこの範囲にある場合は，条件の値を変えてパッチ形成部によって複数のトナーパッチを形成し，それぞれのトナーパッチのトナー付着量を取得できるので，トナー付着量が狙いの値となる条件の値を得ることができる。これにより，センシング部の取りつけ精度がさほど高精度でなくても，センシング部を使用して適切にトナー付着量を把握でき，適切にトナー像形成条件を設定することができる画像形成装置となっている。
【００１１】
さらに本発明では，受光量−トナー付着量テーブルをあらかじめ記憶していることが望ましい。
このようなものであれば，受光量からトナー付着量を容易に得ることができる。
【００１２】
さらに本発明では，一定の程度で増加する範囲が，像担持体をトナーが覆い尽くすトナー付着量以上のトナー付着量に対応する範囲であることが望ましい。
像担持体がトナーで覆い尽くされれば，像担持体による反射光はほとんど無いはずである。本発明者は，それ以上のトナー付着量においては，トナー付着量の増加に対する第１受光素子の受光量の増加の程度が一定となることを見出した。これにより，トナーの付着量が大きい高付着量領域でも，センシング部を使用して適切にトナー付着量を測定できる手法となっている。
【００１３】
さらに本発明では，トナー付着量の狙いの値が，１００％濃度の画像のトナー付着量を得ようとする値であり，複数のトナーパッチとして，条件の値を，その時点での画像形成に用いている条件の値よりトナー付着量を大きくする値と，その時点での画像形成に用いている条件の値よりトナー付着量を小さくするとともにトナー付着量を下限以上であるようにする値とを，少なくとも含むように設定して形成した１００％濃度のベタ画像を用いることをが望ましい。
１００％濃度の画像のトナー付着量は，像担持体をトナーが覆い尽くすトナー付着量より多い。つまり，トナー付着量の増加に対する第１受光素子の受光量の増加の程度が一定となる範囲内にある。従って，このようにトナーパッチの形成条件を設定すれば，内挿によって，狙いのトナー付着量を示す条件の値を得ることができる。
【００１４】
さらに本発明では，センシング部は，発光素子から照射された光の像担持体による正反射位置に設けられ，受光量を出力する第２受光素子をさらに有し，条件決定部は，受光量−トナー付着量テーブルにおける増加の程度をあらかじめ記憶しており，パッチ形成部により形成された複数のトナーパッチのそれぞれについての第２受光素子の受光量を取得し，取得した第２受光素子の複数の受光量から，その受光量が極小となるときのトナー付着量である基準付着量を求め，求めた基準付着量と，取得した第１受光素子の複数の受光量とから，基準付着量に対応する第１受光素子の基準受光量を求め，求めた基準付着量および基準受光量と，あらかじめ記憶している増加の程度とにより受光量−トナー付着量テーブルを作成することが望ましい。
このようなものであれば，第２受光素子による受光量に基づいて，受光量−トナー付着量テーブルを作成することができる。すなわち，トナーの性質が新品状態からある程度変化していたとしても，そのときのトナーについての受光量−トナー付着量テーブルに基づいて，条件の値を決定することができる。従って，より精密に狙いのトナー付着量を示す条件の値を得ることができる。
【００１５】
さらに本発明では，センシング部は，発光素子の照射光路に設けられ退避可能な第１偏光フィルターと，第１受光素子の受光光路に設けられ退避可能であるとともに，第１偏光フィルターとは偏光方向が異なる第２偏光フィルターとをさらに有し，条件決定部は，条件の値の算出のための複数のトナーパッチによる第１受光素子および第２受光素子の受光量の取得を，第１偏光フィルターおよび第２偏光フィルターをいずれも退避させた状態で行い，それとは別に，第１偏光フィルターおよび第２偏光フィルターをいずれも進出させた状態での第１受光素子の受光量に基づく階調補正処理を行うものであることが望ましい。
このようなものであれば，１００％濃度の画像のトナー付着量に適した条件の値を求めるのみでなく，階調補正処理をも行うことのできる画像形成装置となっている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置によれば，トナーの付着量が大きい高付着量領域でも，また，センシング部の取りつけ精度がさほど高精度でなくても，センシング部を使用して適切にトナー付着量を把握でき，適切にトナー像形成条件を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本形態のカラープリンターの概略構成図である。
【図２】トナー濃度調整動作の制御ブロック図である。
【図３】第１の形態のセンシング部を示す説明図である。
【図４】トナー付着量に対する拡散反射出力の例を示すグラフ図である。
【図５】トナー付着量と拡散反射光の受光量との関係を示すグラフ図である。
【図６】トナー付着量と拡散反射光の受光量との関係を示すグラフ図である。
【図７】トナーパッチを示す説明図である。
【図８】トナー濃度調整動作の概略フローチャートである。
【図９】第２の形態のセンシング部を示す説明図である。
【図１０】トナー付着量に対する正反射出力の例を示すグラフ図である。
【図１１】トナー付着量と正反射光の受光量の関係を示すグラフ図である。
【図１２】第３の形態のセンシング部を示す説明図である。
【図１３】第３の形態のセンシング部でフィルターを退避させた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
「第１の形態」
以下，本発明を具体化した第１の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，タンデム方式のカラープリンターに本発明を適用したものである。
【００１９】
本形態のカラープリンター１は，図１にその概略構成を示すように，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが中間転写ベルト１１に沿って並べられた，いわゆるタンデム方式のものである。以下の文中では，特に区別する必要のない場合には，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの添字を省略して表記する。
【００２０】
カラープリンター１はさらに，図１中で下部に示した給紙カセット１２と，図中で右側に示した記録媒体の経路に沿って，２次転写部１３，定着部１４，排紙ローラー１５等を有している。また，カラープリンター１は，中間転写ベルト１１の図中上方にセンシング部１８，中間転写ベルト１１の図中左方にベルトクリーナー１９を有している。なお，センシング部１８は，中間転写ベルト１１の幅方向（図中奥行き方向）について，両端部に対向する位置にそれぞれ設けられている。また，各画像形成部１０は，画像形成用の一般的な装置であり，それぞれ，感光体２１と，その周囲に配置された帯電装置２２，露光装置２３，現像装置２４，転写装置２５，クリーニング装置２６等を有している。
【００２１】
画像形成時には，感光体２１の表面は，帯電装置２２によって一様に帯電される。その後，露光装置２３によって画像データに基づいた静電潜像が形成される。さらに，その静電潜像に現像装置２４によってトナーが供給されることによりトナー像が形成される。各色の画像形成部１０の各感光体２１上に形成された各色のトナー像は，順に中間転写ベルト１１に転写されて重ね合わせられる。転写後も感光体２１上に残るトナーは，クリーニング装置２６によって除去される。
【００２２】
一方，給紙カセット１２から記録媒体が１枚ずつ給紙される。そして，中間転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像が，２次転写部１３において記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は，定着部１４に導かれる。さらに，定着部１４において，加圧されるとともに加熱されることにより，トナーが記録媒体に定着される。画像形成された記録媒体は，排紙ローラー１５によって外部に排出される。２次転写後も中間転写ベルト１１上に残るトナーはベルトクリーナー１９によって除去される。
【００２３】
さらに，本形態のカラープリンター１は，画像形成動作とは別に，画像形成時のトナー濃度を適切な範囲のものとするための，トナー濃度調整動作を行うことがある。トナー濃度調整動作とは，画像形成時に形成される画像の全体としての濃度が，適切な範囲内となるように，トナー像のトナー付着量に影響を与えるデバイスのトナー像形成条件の値を決定する動作のことである。なお，本形態でいうトナー付着量は，像担持体（ここでは，中間転写ベルト１１）の単位面積当たりに付着しているトナーの重量のことである。
【００２４】
トナー濃度調整動作が実行されると，本形態のカラープリンター１は，トナー像形成条件の値が異なる複数のテスト用のトナー像を形成し，そのそれぞれのトナー付着量を取得する。そして，トナー付着量が適切な狙いの値となるように，トナー像形成条件を決定する。なお，本形態のカラープリンター１は，このトナー濃度調整動作を，例えば主電源投入時やユーザーによって実行指示された場合等の画像形成時以外のタイミングで行う。
【００２５】
例えば本形態のカラープリンター１では，現像装置２４に印加される現像バイアス電圧の交流成分のＤｕｔｙをトナー像形成条件の値としてトナー濃度調整動作を行う。例えば，複数の異なるＤｕｔｙでそれぞれ，画像データが１００％濃度のトナー像を形成し，そのトナー付着量を取得する。そして，１００％濃度のトナー像のトナー付着量が予め決めた適切な値の範囲内となるＤｕｔｙを決定するのである。なお，このトナー濃度調整動作によって調整されるトナー像形成条件は，Ｄｕｔｙに限らないし，現像バイアス電圧以外でも良い。
【００２６】
次に，本形態のカラープリンター１のトナー濃度調整動作のための機能構成を，図２に示す。本形態のカラープリンター１においては，システムバス３１を介して，制御部３２，記憶部３３，通信部３４，印刷部３５，センシング部１８，表示操作部３７の間でデータの授受ができるようになっている。制御部３２は，トナー濃度調整動作に係る制御を司るものである。制御部３２は，テスト画像形成部４１，トナー付着量算出部４２，現像バイアス制御部４３を備えている。
【００２７】
本形態の制御部３２のテスト画像形成部４１は，トナー濃度調整動作でテスト用のトナー像を中間転写ベルト１１上に形成するものである。トナー付着量算出部４２は，テスト用のトナー像のトナー付着量を算出するものである。さらに制御部３２は，算出されたトナー付着量の値に基づいて、画像形成時に使用するＤｕｔｙを決定する。現像バイアス制御部４３は，画像形成時に，トナー濃度調整動作によって決定されたＤｕｔｙを用いて現像バイアスを制御するものである。
【００２８】
カラープリンター１は，トナー濃度調整動作の実行時には，制御部３２の制御に基づき，印刷部３５によって，中間転写ベルト１１上にテスト用のトナー像を形成する。そして，カラープリンター１は，２次転写部１３による転写を行わずに中間転写ベルト１１を回転して，センシング部１８の位置までテスト用のトナー像を移動させる。さらに，センシング部１８は，そのトナー像に光を照射して反射光を受け，受光量を出力する。本形態の制御部３２は，センシング部１８の出力を受けて，後述するように，トナー像形成条件としてのＤｕｔｙを決定する。
【００２９】
記憶部３３は，ＨＤＤや不揮発性のメモリー等を有し，制御部３２の制御に基づいて，各種の情報を記憶するものである。通信部３４は，機外との通信を担う部材であり，例えば，双方向性通信媒体を介してホストコンピューター４５等との通信を行うものである。本形態のカラープリンター１は，通信部３４を介して，ホストコンピューター４５から送信される各種の設定情報や画像データ等を受信することができる。また，通信部３４は，ホストコンピューター４５に向けて，カラープリンター１の内部状態や画像形成条件等を必要に応じて送信する場合にも使用される。
【００３０】
印刷部３５は，図１中に示した各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと中間転写ベルト１１とを含むものである。表示操作部３７は，スイッチやＬＣＤ等を有し，ユーザーによる入力を受けるとともに，ユーザーに向けて各種の情報を表示するものである。ユーザーは，表示操作部３７を介して，例えば，印刷の実行の指示や印刷条件の設定，トナー濃度調整動作の実行の指示等をカラープリンター１に対して入力することができる。
【００３１】
次に，本形態のセンシング部１８について説明する。センシング部１８は，図３に示すように，ＬＥＤ等の発光素子５１とセンサーである受光素子５２とをそれぞれ１個ずつ有する光学式反射型のものである。本形態のセンシング部１８は，図１に示したように，中間転写ベルト１１に対向して配置されている。発光素子５１は，中間転写ベルト１１上の検査箇所（テスト用のトナー像が付着している箇所）へ向けて光を照射するように配置されている。本形態の発光素子５１は，中間転写ベルト１１によってもトナーによっても反射される光を照射するものである。
【００３２】
そして，受光素子５２は，中間転写ベルト１１について発光素子５１の正反射位置とならないように配置されている。すなわち，本形態のセンシング部１８は，発光素子５１から中間転写ベルト１１上の検査箇所に向けて照射された光のうち，検査箇所によって拡散反射された光を受光素子５２によって受光し，受光した反射光の強度を取得するものである。そして，センシング部１８は，受光した反射光の受光量を値として出力するものである。
【００３３】
なお，本形態のセンシング部１８は，例えば図３に示すように，発光素子５１と受光素子５２とが隣接して配置されているものであってもよい。そして，発光素子５１が，中間転写ベルト１１の表面に対して斜め角度で光を照射するとともに，中間転写ベルト１１に当たった光が最も強い箇所の正面近くに，受光素子５２を配置するようにしてもよい。あるいは，発光素子５１とその光路とを含んで中間転写ベルト１１に垂直な面内以外の箇所，つまり図中で紙面に対して手前側や奥側に受光素子５２を配置するようにしても良い。また，発光素子５１と受光素子５２との位置関係は，中間転写ベルト１１に平行な面内については，どのような向きであっても良い。つまり，図３に示した中間転写ベルト１１は，その幅方向，走行方向，またはそれら以外の方向のいずれの方向の断面であっても良い。
【００３４】
このセンシング部１８でテスト用のトナー像からの反射光を検出すると，トナー像のトナー付着量（ｇ／ｍ2）とセンシング部１８の出力値（ｍＶ）との関係は，例えば図４に示すようなものとなる。すなわち，センシング部１８の出力値は，テスト用のトナー像のトナー付着量が０であってもある程度の値があり，トナー付着量が増大するにつれて増大する。しかし，トナー像のトナー付着量がある程度以上となると，受光量の増大の程度は小さくなる。
【００３５】
トナー付着量と拡散反射光量との関係を模式的に表すと図５に示す様な関係となる。センシング部１８で受光される光量は，トナーの反射による光量と中間転写ベルト１１の反射による光量との合計の光量である。つまり，トナーの反射による光量や中間転写ベルト１１の反射による光量は，それ自体は分からない。そして，トナーの反射による光量は，図中に実線Ｌ２で示すように，トナー付着量が０のときは０であり，トナー付着量が増加するにつれて増加するが，次第に飽和すると考えられる。
【００３６】
一方，中間転写ベルト１１による光量は，図５中に実線Ｌ３で示すように，トナー付着量が０のときもある程度の値があって，トナー付着量が増加するにつれて次第に減少し，トナー付着量がある程度以上では，非常に小さい値となると考えられる。このように考えると，これらの合計である受光量が，図中の太線Ｌ１に示したようになることと矛盾しない。センシング部１８による受光量Ｌ１は，トナー付着量が０であってもある程度の値があり，トナー付着量が増大するにつれて増大するが，トナー付着量がある程度以上となると，受光量の増大の程度は小さくなる。
【００３７】
ただし，センシング部１８による受光量Ｌ１は実際には，図６中に破線（Ｌ１ｕ，Ｌ１ｄ）でその範囲を示すように，かなり大きなバラツキがある。これは，主に中間転写ベルト１１による反射光の光量Ｌ３が，破線（Ｌ３ｕ，Ｌ３ｄ）の範囲程度にばらつくことが原因である。このバラツキは，トナー付着量が小さい範囲で特に大きく，トナー付着量がある程度以上となればかなり小さい値となる。なお，図６では省略しているが，トナーの反射による光量Ｌ２にも，ある程度のバラツキはある。しかし，光量Ｌ２のバラツキは，トナー付着量にはあまりよらず，また，光量Ｌ３の低付着量におけるバラツキほどに大きくはない。
【００３８】
そして，中間転写ベルト１１の反射による光量Ｌ３のバラツキは主に，センシング部１８の取り付け位置や取り付け角度のバラツキによるものと考えられる。これは組み付け精度の範囲内であっても，センシング部１８と中間転写ベルト１１との距離や受光素子５２の向き等が，機体ごとに多少異なることが原因である。僅かなバラツキであっても，反射光の光量Ｌ３の大きなバラツキとなって現れてしまうことがある。なお，このバラツキは，１つの機体でのセンシング部１８の検出結果が，検出の度に異なるという検出バラツキではなく，機体ごとのバラツキである。
【００３９】
つまり，センシング部１８による受光量Ｌ１は，同一機種でも，機体ごとに，図６中の破線（Ｌ１ｕ，Ｌ１ｄ）で挟まれた範囲内の上限近くの値をたどるものもあれば，下限近くの値をたどるものもある。このバラツキが大きすぎるために，センシング部１８の受光量Ｌ１から，単純に換算してトナー付着量を取得しようとすると，誤差が大きすぎることとなる。
【００４０】
本発明者は，実験を繰り返すうちに，トナー付着量がある程度の量を超えると，センシング部１８の受光量Ｌ１は，トナー付着量に対してほぼ同一の増加率を示すことに気づいた。つまり，前述のバラツキに関わらず，トナー付着量が境界点Ａ（図５や図６中にＡで示す）以上の範囲における受光量Ｌ１のグラフは，ほぼ同じ傾きとなっていた。すなわち，図６中では，境界点Ａより右側の範囲では，実線Ｌ１と破線Ｌ１ｕ，Ｌ１ｄとが互いにほぼ平行となっていた。
【００４１】
このことから，本発明者は，この境界点Ａにおけるトナー付着量以上のトナー付着量の範囲における，トナー付着量の増加に対する受光量Ｌ１の増加の程度は，同一の機種であれば，機体によらずほぼ同程度であることを見出した。この増加の程度は，受光量の増加量と付着量の増加量との比であることから，以下では「受光付着比Ｒ」という。つまり，受光付着比Ｒの値は機種ごとにほぼ固有の値である。そして，境界点Ａにおけるトナー付着量が，この増加の程度（受光付着比Ｒ）が一定となる範囲の下限のトナー付着量である。
【００４２】
さらに本発明者は，境界点Ａにおけるセンシング部１８の受光量Ｌ１の値である境界受光量Ｄ（図５中にＤで示す）が，個々の機体についてはそれぞれほぼ不変の値であることをも見出した。つまり，境界受光量Ｄは，センシング部１８の取りつけバラツキ等によって機体ごとに異なるものの，経年変化や使用による変化等はほとんど無いことが分かった。ただし，境界受光量Ｄは，トナー粒径が変化すれば同一の機体であっても変化する。通常は，使用開始後にトナー種を変更することはないので，その場合には，境界受光量Ｄは機体ごとに固定値とみなすことができる。
【００４３】
従って，個々の機体においては，トナー付着量が境界点Ａにおける値以上の量である範囲に限り，センシング部１８の受光量Ｌ１とトナー付着量との関係は，１対１の関係として表すことができる。この関係は，境界受光量Ｄと受光付着比Ｒとが得られれば，得られるものであり，例えば，テーブルとして記憶しておくこともできる。なお，このようになる境界点Ａのトナー付着量は，光量Ｌ３がほとんど無くなったトナー付着量であり，中間転写ベルト１１が満遍なくトナーで覆いつくされた状態のトナー付着量に相当している。そして，境界点Ａよりトナー付着量の多い範囲では，中間転写ベルト１１の露出されている箇所はほとんど無い。
【００４４】
そこで，本形態のカラープリンター１は，出荷前に，境界点Ａにおけるセンシング部１８の境界受光量Ｄと境界点Ａ以上の範囲における受光付着比Ｒとを取得して記憶している。境界受光量Ｄについては，装置組立の終了後に調査することにより，その機体の固有値を取得することができる。なお，この調査は，トナーパッチをセンシング部１８で検出した場合と同様の出力を得ることができるタイル等の基準パッチを用いて行うことが望ましい。また，受光付着比Ｒについては，同機種の標準品等について調査を行うことによりあらかじめ取得することができる。
【００４５】
さらに，取得した境界受光量Ｄと受光付着比Ｒとから，受光量Ｌ１が境界受光量Ｄ以上の範囲における受光量Ｌ１とトナー付着量との関係をテーブルとして作成しておくこともできる。本形態のカラープリンター１は，このテーブルを記憶部３３（図２参照）に記憶している。このテーブルは，例えば，図５中で受光量Ｌ１のうち境界点Ａより右側の部分に相当する。ただし，テーブルの左端は，境界点Ａでなくても良い。テーブルが，境界点Ａより左側を含まず，右側だけであればよい。
【００４６】
そしてこのテーブルが，受光量−トナー付着量テーブルに相当する。このテーブルの内容は，前述したように機体ごとの取りつけバラツキを含むものであるので，同一の機種であっても機体ごとに多少異なる。つまり，個体バラツキが特定されたものである。本形態のカラープリンター１は，このテーブルを記憶しているので，境界点Ａを超えるトナー付着量の範囲においては，あるいは，受光量Ｌ１が境界受光量Ｄより大きい範囲においては，センシング部１８の受光量Ｌ１に基づいてトナー付着量を容易に算出することができる。すなわち，本形態のカラープリンター１は，高付着量領域におけるトナー付着量を，センシング部１８の受光量Ｌ１から適切に取得することができる。
【００４７】
ところで，前述したように，トナー濃度調整動作では，本形態のカラープリンター１は，画像データが１００％濃度であるトナー像のトナー付着量が適切な範囲内となるように，Ｄｕｔｙを決定する。この１００％濃度のトナー像のトナー付着量の狙いの値は，境界点Ａを超える範囲にある。これは，１００％濃度の画像を形成するためには，２次転写効率等を考慮すると，少なくとも中間転写ベルト１１の全面を覆うトナー付着量は必要だからである。
【００４８】
そこで，トナー濃度調整動作では，本形態のカラープリンター１は，テスト画像として，例えば図７に示すように，異なるトナー像形成条件によってそれぞれ，１００％濃度で形成した単色のベタトナー像（トナーパッチ）を色ごとに複数個ずつ形成する。本形態のトナー濃度調整動作では，狙いのトナー付着量を挟むように少しずつＤｕｔｙを変えて，複数個のトナーパッチを，色ごとに形成する。なお，Ｄｕｔｙ以外の条件は全て同じものとする。
【００４９】
なお，カラープリンター１は，色ごとに現像装置２４を含む画像形成部１０を有しているので，Ｄｕｔｙも色ごとに決定される。そのため，トナー濃度調整動作においては，各色についての処理は互いに独立なものである。ただし，並行して行うこともできる。すなわち，カラープリンター１は，各色ごとにトナーパッチのＤｕｔｙを設定して，各色ごとにトナーパッチを形成し，各トナーパッチのトナー付着量を受けて，各色ごとにＤｕｔｙを決定する。決定されたＤｕｔｙはその後の画像形成に使用される。なお，カラープリンター１の出荷時には，Ｄｕｔｙの初期値が設定されている。各トナーパッチのＤｕｔｙについては後述する。
【００５０】
次に，図８を参照してトナー濃度調整動作の流れを説明する。本形態のカラープリンター１は，まず，検出用に形成する各トナーパッチのＤｕｔｙを決定する（Ｓ１０１）。本形態のカラープリンター１では，図７に示したように，各色４水準ずつの例えば２ｃｍ×６ｃｍ程度のトナーパッチを形成する。この図では，色ごとにハッチングを変えて示している。なお，このトナーパッチの形成における４水準のＤｕｔｙも，色ごとにそれぞれ適切な値が選択される。
【００５１】
トナーパッチのＤｕｔｙの４水準は，以下のようにして決定される。ここでは，イエローの４つのパッチ（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４）を例にとって説明する。これらの４つのパッチは，パッチＹ１のトナーの付着量が最も小さく，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４の順にトナー付着量が大きくなるように，Ｄｕｔｙが設定されている。そして，狙いのトナー付着量となるＤｕｔｙを挟むように，パッチＹ２とパッチＹ３とのＤｕｔｙを設定する。ただし，狙いのトナー付着量となるＤｕｔｙは，この時点ではまだ分からないので，そのときに画像形成に使用しているＤｕｔｙを挟むように，パッチＹ２とパッチＹ３とのＤｕｔｙを設定する。
【００５２】
この時点で画像形成に使用しているＤｕｔｙは，前回のトナー濃度調整動作によって決定されたＤｕｔｙであるかまたは，初期状態の場合にはＤｕｔｙの初期値である。なお，最もトナー付着量が小さいパッチＹ１についても，境界点Ａを超えるトナー付着量となるように，各パッチのＤｕｔｙが選択されている。
【００５３】
次に，カラープリンター１は，その選択された各水準のＤｕｔｙに基づいて，各色複数個のトナーパッチを，中間転写ベルト１１上に形成する。例えば，図７に示したように，各色４水準のＤｕｔｙで各色４個のトナーパッチを，中間転写ベルト１１の幅方向の両端部に形成する。なお，中間転写ベルト１１の幅方向の両端部に沿ってトナーパッチを形成しているのは，この位置にセンシング部１８が設けられているからである。
【００５４】
例えば，図７の例では，中間転写ベルト１１の幅方向の一端側に沿って，シアン（Ｃ１〜Ｃ４）とイエロー（Ｙ１〜Ｙ４）のトナーパッチが交互に形成されている。また，中間転写ベルト１１の幅方向の他端側に沿って，ブラック（Ｂ１〜Ｂ４）とマゼンタ（Ｍ１〜Ｍ４）のトナーパッチが交互に形成されている。このように２色を交互に形成することにより，効率よくトナーパッチの形成を行うことができる。なお，色の組み合わせや左右の配置，パッチの形状や濃度の順番等はこれに限るものではない。
【００５５】
続いて，カラープリンター１は，形成した各トナーパッチを，センシング部１８によって検出する（図８のＳ１０２）。これにより，４水準の受光量Ｌ１が得られる。さらに，制御部３２は，得られた各受光量Ｌ１から，記憶部３３に記憶されているテーブルを用いて，各トナーパッチのトナー付着量を取得する。トナーパッチの狙いのトナー付着量は予め決められているので，４水準のトナー付着量とそれぞれの形成時のＤｕｔｙとから，内挿により，狙いのトナー付着量が得られるためのＤｕｔｙを決定することができる。こうして決定されたＤｕｔｙをその後の画像形成時に使用するものとして設定する（Ｓ１０３）。
【００５６】
こうして，本形態のカラープリンター１は，中間転写ベルト１１がトナーで覆い尽くされた状態であっても，適切にそのトナー付着量を取得することができる。従って，トナー濃度調整動作において，狙いのトナー付着量を挟むようにトナーパッチを形成して，各トナーパッチのトナー付着量を検出できるので，適切に画像形成条件を決定することができる。
【００５７】
以上詳細に説明したように，本形態のカラープリンター１は，発光素子５１と受光素子５２とを１個ずつ含むセンシング部１８を有している。受光素子５２は，発光素子５１の拡散反射位置に配置されている。また，本形態のカラープリンター１は，機種ごとに固有の受光付着比Ｒと，装置組立後に取得するトナー付着量が境界点Ａとなるときの境界受光量Ｄとから，製品出荷前にテーブルを作成して記憶している。従って，トナー付着量が境界点Ａを超える範囲については，カラープリンター１は，センシング部１８の受光量Ｌ１からトナー付着量を取得することができる。従って，トナーの付着量が大きい高付着量領域でもセンシング部１８によって正確にトナー付着量を測定できるとともに，センシング部１８の取りつけ精度がさほど高精度でなくても正確にトナー付着量を測定できるカラープリンター１となっている。
【００５８】
さらに，このテーブルを用いることにより，出荷されユーザによる使用が開始された後におけるトナー濃度調整動作によっても，テスト用のトナー像のトナー付着量を正確に取得することができる。しかも，その時点において使用しているトナー像形成条件の値を挟むように設定したトナー像形成条件でトナーパッチを形成して，それぞれのトナーパッチのトナー付着量を取得することができる。これにより，それらの結果から内挿によって，その後の画像形成に使用する適切なトナー像形成条件を決定することができる。
【００５９】
「第２の形態」
次に，本発明を具体化した第２の形態について説明する。本形態は，センシング部の構成が第１の形態のものと異なるのみであり，その他の共通な部材については共通の符号を付し，説明を省略する。
【００６０】
本形態のセンシング部６１は，図９に示すように，１個の発光素子６２と２個の受光素子６３，６４を有するものである。２個の受光素子６３，６４は，発光素子６２から中間転写ベルト１１に発光された光の拡散反射位置に配置された受光素子６３と正反射位置に配置された受光素子６４とである。つまり，本形態のセンシング部６１は，第１の形態のセンシング部１８に，正反射位置の受光素子６４を追加したものである。
【００６１】
発光素子６２は第１の形態の発光素子５１に，受光素子６３は第１の形態の受光素子５２に相当するものである。従って，本形態のセンシング部６１によれば，正反射光量と拡散反射光量とを区別して得ることができる。なお，拡散反射位置の受光素子６３による検出結果は，第１の形態のセンシング部１８によるものと同様である。
【００６２】
本発明者は，本形態のセンシング部６１によってトナー付着量の異なる複数のトナー像を検出してみたところ，正反射位置での受光素子６４による受光量は，図１０の例に示すように変化することを見出した。つまり，トナー付着量の全くない状態では，受光素子６４の受光量はある程度大きく，トナー付着量を次第に大きくしていくと，受光素子６４による受光量はまず次第に小さくなる。そして，境界点Ａを境にどちらかというと上昇に転じる。この境界点Ａは，第１の形態における境界点Ａと同じく，中間転写ベルト１１を覆い尽くす程度にトナーが載った状態に対応するものである。
【００６３】
このようになるのは，正反射位置での受光素子６４による受光量が，中間転写ベルト１１による反射光量が支配的であるものの，トナーによる反射光量も含むものであるからである。これらの関係を模式的に表したものが，図１１に示すグラフである。この図中で実線Ｌ４は，正反射位置の受光素子６４の受光量Ｌ４を示している。受光量Ｌ４は，トナー付着量がないときに最大であり，トナー付着量が増加するにつれて次第に小さくなり，境界点Ａにて最小値となる。さらに，受光量Ｌ４は，トナー付着量が境界点Ａを超えると僅かに上昇する。
【００６４】
正反射位置での中間転写ベルト１１の反射による光量は，図１１中の実線Ｌ５に示すように，トナー付着量がないときに最大であり，トナー付着量が増加するにつれて次第に低下すると考えられる。一方，正反射位置でのトナーの反射による光量は，図１１中の実線Ｌ６に示すように，トナー付着量がないときには０であり，トナー付着量が大きいほど大きいと考えられる。このように考えると，これらの合計である受光量Ｌ４が，図中に実線Ｌ４で示したように変化することと矛盾しない。
【００６５】
つまり，本形態のセンシング部６１を用いることにより，受光素子６４の受光量Ｌ４に基づいて，その最小値を示す境界点Ａとなるためのトナー像形成条件を得ることができる。そこで，本形態のカラープリンタでは，境界点Ａを挟むようにトナーパッチを形成し，正反射位置の受光素子６４によってそれらのトナーパッチを検出することにより，境界点Ａを示すトナー像形成条件を得ることができる。
【００６６】
従って，もしそのトナー像形成条件を用いてトナーパッチを形成し，拡散反射位置の受光素子６３によって検出すれば，境界点Ａに対応する境界受光量Ｄを求めることもできる。境界受光量Ｄが得られれば，受光素子６３の受光量を用いて，第１の形態と同様に，テスト用のトナー像のトナー付着量を取得することができる。そしてこれにより，狙いのトナー付着量が得られるトナー像形成条件を決定することができる。なお，本形態のカラープリンターにおいても，第１の形態と同様に，機種ごとに固有の受光付着比Ｒは，あらかじめ実験により取得されており，記憶部３３に記憶されている。
【００６７】
従って，本形態のセンシング部６１を用いれば，第１の形態とは異なり，使用開始後にトナー粒径が多少変化したことにより，境界受光量Ｄが多少変化したとしても対応できる。つまり，境界受光量Ｄが第１の形態のように固定とされてはいない。
【００６８】
本形態では，センシング部６１を用いることにより，境界点Ａのトナー付着量が得られるＤｕｔｙを求める処理と，１００％濃度のトナー像に適した狙いのトナー付着量となるＤｕｔｙを求める処理とを，一続きの処理として連続して行うことができる。なお，狙いのトナー付着量は，境界点Ａのトナー付着量より大きい付着量である。そのために，第１形態と同様に，複数水準のトナーパッチを形成して，それをセンシング部６１で検出する。ただし，本形態で形成するトナーパッチには，境界点Ａのトナー付着量より小さいトナー付着量のものも含まれている。
【００６９】
例えば，本形態のトナー濃度調整動作では，第１の形態の場合と同様に，４水準のトナーパッチを形成する。ただし，本形態では，少なくとも最も薄いパッチＹ１が，境界点Ａのトナー付着量より小さいトナー付着量となるようにする。そして，パッチＹ１のトナー付着量とパッチＹ２のトナー付着量とで境界点Ａのトナー付着量を挟み，パッチＹ３のトナー付着量とパッチＹ４のトナー付着量とで狙いのトナー付着量を挟むようにする。このようにＤｕｔｙの各水準を設定してトナーパッチを形成し，本形態のセンシング部６１で各トナーパッチからの反射光を検出する。このとき，２個の受光素子６３，６４でそれぞれ，各トナーパッチの受光量を得る。
【００７０】
そして，正反射光を受光する受光素子６４による検出結果から，境界点Ａに相当するトナー付着量を得られるＤｕｔｙを取得する。例えば，二次曲線に近似して最小二乗法によって近似式を算出し，受光量が最小となる境界点Ａを求めることとすればよい。このようにすれば，使用開始からの経年変化によってトナーの粒径が多少変化した場合にも対応できる。
【００７１】
次に，このようにして得られた境界点Ａのトナー付着量を示すＤｕｔｙを利用して，狙いのトナー付着量が得られるＤｕｔｙを決定する。本形態では，４水準のうちパッチＹ１は境界点Ａより小さい範囲のトナー付着量であるため，Ｄｕｔｙを求める処理においてはパッチＹ１を使用しない。つまり，他の３つのパッチ（Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４）を拡散反射光を受光する受光素子６３で検出した結果を用いて，第１の形態と同様の処理によって，画像形成に適切なＤｕｔｙを決定することができる。
【００７２】
以上詳細に説明したように，本形態のカラープリンターによっても，トナーの付着量が大きい高付着量領域でもセンシング部６１によって正確にトナー付着量を測定できるとともに，センシング部６１の取りつけ精度がさほど高精度でなくても正確にトナー付着量を取得できる。それらの結果から内挿によって，その後の画像形成に使用する適切なトナー像形成条件を決定することができるカラープリンターとなっている。さらに，この第２の形態のカラープリンターでは，境界点Ａのトナー付着量を示すトナー像形成条件をも求めることができるので，カラープリンターの新品状態から後にトナー粒径がある程度変化した場合にも対応できる。
【００７３】
「第３の形態」
本形態は，第２の形態で用いたセンシング部６１を階調制御にも兼用できるようにしたものである。本形態のカラープリンターは，図１２に示すように，偏光フィルター部材７１をさらに備えている。偏光フィルター部材７１は，１個の発光素子６２と２個の受光素子６３，６４をそれぞれ同時に覆うことのできる３つの偏光フィルター７２，７３，７４を有しているものである。さらに，これらの偏光フィルター７２，７３，７４が一体的に，枠部材７５に取り付けられている。
【００７４】
そして，このカラープリンターはさらに，この枠部材７５を進退移動させる移動部材７７を有している。すなわち，図１２に示すように，移動部材７７によって枠部材７５が進出されると，発光素子６２に偏光フィルター７２が，受光素子６３に偏光フィルター７３が，受光素子６４に偏光フィルター７４が，それぞれ装着される。一方，図１３に示すように，移動部材７７によって枠部材７５が退避されると，いずれの素子６２，６３，６４にもフィルターが装着されていない状態となる。
【００７５】
３つの偏光フィルター７２，７３，７４のうち，偏光フィルター７２と７４は偏光方向が等しいものである。偏光フィルター７２と７４の偏光方向は，中間転写ベルト１１の表面に平行な方向の光の成分が通過できる方向である。一方，偏光フィルター７３の偏光方向は，偏光フィルター７２，７４の偏光方向と直交している。図１２や図１３では，これらのフィルターの種類をハッチングの向きによって区別している。なお，偏光フィルター７４は省略可能である。
【００７６】
本形態のセンシング部を階調制御に使用する場合は，図１２に示すように，偏光フィルター部材７１は進出位置とされる。このようにすることにより，トナーからの反射光を選別して受光することができ，図５中の実線Ｌ２に相当する関係を知ることができる。そして，低付着量領域でのトナー付着量そのものの検出が可能である。これにより，階調制御の補正を行うことができる。なお，階調制御の方法やその補正方法等は，いずれも公知のものとすればよい。
【００７７】
一方，本形態のセンシング部を濃度１００％のトナー像形成条件の補正に使用する場合には，図１３に示すように，偏光フィルター部材７１が退避位置とされる。偏光フィルター部材７１がこの位置にあれば，本形態のセンシング部は，第２の形態のセンシング部６１と同じものである。従って，第２の形態で述べたように，境界点Ａの境界受光量Ｄを求めることができ，狙いのトナー付着量となるＤｕｔｙを適切に決定することができる。すなわち，本形態のセンシング部によれば，偏光フィルター部材７１を退避・進出させることにより，濃度１００％のトナー像形成条件の補正と，階調補正とを両方とも行うことができる。
【００７８】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，トナーパッチの個数は，上記の形態の例に限るものではない。上記の各形態では，各色４水準のトナーパッチを形成するとしたが，４水準に限らず，第１の形態では少なくとも２水準以上，第２の形態では少なくとも３水準以上のトナーパッチを形成すればよい。また，トナーパッチの大きさや形状も，上記の形態の例に限らない。センシング部の視野範囲をカバーする程度の大きさがあればよい。
【符号の説明】
【００７９】
１  カラープリンター
１０  画像形成部
１１  中間転写ベルト
１８，６１  センシング部
３２  制御部
３３  記憶部
４１  テスト画像形成部
４２  トナー付着量算出部
５１，６２  発光素子
５２，６３  第１受光素子
６４  第２受光素子
【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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