(57)【要約】【課題】本発明は、トナー残量検出センサーを用いることなく、トナー容器内のトナー残量を求めることができる画像形成装置の提供。【解決手段】トナー収容室８２と、トナー収容室８２から現像ユニット７４にトナーを搬送するディスペンスオーガ１０４と、入力された画像データの画素数に基づいてディスペンスオーガ１０４の動作目標量を設定する動作目標量設定手段と、前記ディスペンスオーガ１０４の実際の動作量である実動作量を検出するパルスジェネレータ１０５と、前記動作目標量設定手段で算出された動作目標量と実動作量検出手段で検出された実動作量とを比較し、前記実動作量と前記動作目標量との間に差があるときは、前記差が０に近接するように前記実動作量を補正する実動作量補正手段と、前記実動作量補正手段で補正された補正済み動作量に基づいてトナー収容室８２のトナー残量を求めるトナー残量検出手段とを備える画像形成装置である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データに基づいて感光体に潜像を形成し、前記潜像をトナーで現像してトナー画像を形成するとともに、
前記トナーが充填されているトナー容器と、
前記トナー容器から前記潜像を現像する現像手段にトナーを搬送するトナー搬送機構と、
前記画像データの画素数に基づいて前記トナー搬送機構の動作目標量を設定する動作目標量設定手段と、
前記トナー搬送機構の実際の動作量である実動作量を検出する実動作量検出手段と、
前記動作目標量設定手段で設定された動作目標量と実動作量検出手段で検出された実動作量とを比較し、前記実動作量と前記動作目標量との間に差があるときは、前記差が０に近接するように前記実動作量を補正する実動作量補正手段と、
前記実動作量補正手段で補正された実動作量である補正済み動作量に基づいて前記トナー容器内のトナー残量を求めるトナー残量検出手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー容器に充填された量のトナーで印刷可能な記録媒体の枚数である印刷可能枚数に対応する前記トナー搬送機構の動作量である動作可能量を設定する動作可能量設定手段
を有し、
前記トナー残量検出手段においては、前記動作可能量に対する前記補正済み動作量の割合に基づいて前記トナー容器におけるトナー残量を求める
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
所定枚数の印字が終了する毎に、前記動作目標量設定手段、および実動作量補正手段においては、夫々動作目標量の設定、および実動作量の補正済み動作量への補正を行うとともに、前記トナー残量検出手段においては、前記実動作量補正手段で求められた補正済み動作量を積算して補正済み動作量積算値を求めるとともに、前記補正済み動作量積算値と次の所定枚数印字が終了するまでの実動作量とに基づいてトナー残量を求める請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー残量検出手段で求めたトナー残量を表示する表示手段を備え、
前記トナー残量検出手段は、前記補正済み動作量積算値と次の所定枚数印字が終了するまでの実動作量との和と、前記動作可能量との差が所定値以下のときはトナー残量が少ないと判断し、前記表示手段にトナー残量が少ない旨のメッセージを表示させる請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー残量検出手段は、前記補正済み動作量積算値と次の所定枚数印字が終了するまでの実動作量との和が前記動作可能量と等しくなり、または上回った場合は、印刷を中止して前記表示手段にトナーなし表示をさせるとともに、前記場合において印刷中の画像があるときは、前記画像の印刷が終了した後に印刷を中止してトナーなし表示をさせる請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記憶手段には、実動作量と動作目標量との差の大きさに応じて予め定められた複数の係数が記憶され、
実動作量補正手段は、実動作量と動作目標量との差に応じた係数を前記記憶手段から呼び出し、前記実動作量に乗じることにより、補正済み動作量を求める請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記感光体に形成されるトナー画像のトナー濃度を測定するトナー濃度測定手段を備え、
前記動作目標量設定手段においては、前記画像データの画素数および前記トナー濃度測定手段で測定したトナー濃度に基づいて前記トナー搬送機構の動作目標量を設定する
請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
入力された画像データに基づいて感光体に潜像を形成し、前記潜像をトナーで現像してトナー画像を形成するとともに、
前記トナーが充填されているトナー容器と、
前記トナー容器に充填された量のトナーで印刷可能な画素数である印刷可能画素数を設定する印刷可能画素数設定手段と、
前記画像データの画素数に基づいて前記トナー搬送機構の動作目標量を設定する動作目標量設定手段と、
前記トナー搬送機構の実際の動作量である実動作量を検出する実動作量検出手段と、
前記動作目標量設定手段で設定された動作目標量と実動作量検出手段で検出された実動作量とを比較し、前記実動作量と前記動作目標量との間に差があるときは、前記差が０に近接するように前記画像データの画素数を補正する画素数補正手段と、
前記画素数補正手段で補正された画素数である補正済み画素数と前記印刷可能画素数設定手段で設定された印刷可能画素数とに基いて前記トナー容器内のトナー残量を求めるトナー残量検出手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー残量検出手段で求めたトナー残量を表示する表示手段を備え、
前記トナー残量検出手段は、前記印字可能画素数と、前記累積画素数と次の所定枚数印字が終了するまでの画素数の和との差が所定値以下のときはトナー残量が少ないと判断し、前記表示手段にトナー残量が少ない旨のメッセージを表示させる請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー残量検出手段は、前記累積画素数と次の所定枚数印字が終了するまでの画素数の和が前記印字可能画素数と等しくなり、または上回った場合は、印刷を中止して前記表示手段にトナーなし表示をさせるとともに、前記場合において印刷中の画像があるときは、前記画像の印刷が終了した後に印刷を中止してトナーなし表示をさせる請求項８または９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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体に潜像を形成し、これをトナーで現像してトナー画像を形成する画像形成装置においては、透過式または磁気式のトナー残量検出センサーをトナー容器に設け、前記トナー残量検センサーでトナー残量を検出することが一般的であった。
【０００３】
そして、検出したトナー残量を、トナー消費量に対応した別の指標によって補正することも行われている。
【０００４】
このような画像形成装置としては、たとえば、トナーを貯留するトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジから供給されるトナーによりトナー像を形成する像形成手段と、トナーカートリッジのトナー消費量をカウントするカウント手段と、像形成手段により形成された第１のトナー像の濃度が当該トナー画像に対応して求められた第１の所定濃度よりも低いとき、前記カウント手段のカウント値から求められる前記トナーカートリッジ内のトナー量と、装置の状態を示す指数情報とに基づいて前記カウント数の補正の要否を判断し、必要と判断したときには前記カウント手段のカウント値を補正する補正手段とを備える画像形成装置がある（特許文献１）。
【０００５】
また、記録材を収納し、更に不揮発性記憶部を備えたカートリッジと、前記カートリッジ内の記録材の残量を検知する検知手段と、累積消費記録材量を前記カートリッジの不揮発性記憶部に記憶し、残存記録材量を把握する制御手段とを有し、前記制御手段が、累積使用ドット数により前記消費量を得る画像記録装置もある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００６−２８４６６９
【特許文献２】特開平９−１２０２３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、画像形成装置のカラー化が進み、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色に対応する現像器を設けることが一般的になってきたので、現像器にトナーを供給するトナー容器も前記各色毎に設ける必要がある。したがって、トナー容器毎にトナー残量検出センサーを設けたのでは、省スペースおよび低コスト化の点から好ましくない。
【０００７】
そこで、トナー残量検出センサーを用いることなく、トナー容器内のトナー残量を求めることができれば、省スペースおよび低コスト化の点から好ましい。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、トナー残量検出センサーを用いることなく、トナー容器内のトナー残量を求めることができる画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、入力された画像データに基づいて感光体に潜像を形成し、前記潜像をトナーで現像してトナー画像を形成するとともに、前記トナーが充填されているトナー容器と、前記トナー容器から前記潜像を現像する現像手段にトナーを搬送するトナー搬送機構と、前記画像データの画素数に基づいて前記トナー搬送機構の動作目標量を設定する動作目標量設定手段と、前記トナー搬送機構の実際の動作量である実動作量を検出する実動作量検出手段と、前記動作目標量設定手段で設定された動作目標量と実動作量検出手段で検出された実動作量とを比較し、前記実動作量と前記動作目標量との間に差があるときは、前記差が０に近接するように前記実動作量を補正する実動作量補正手段と、前記実動作量補正手段で補正された実動作量である補正済み動作量に基づいて前記トナー容器内のトナー残量を求めるトナー残量検出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記トナー容器に充填された量のトナーで印刷可能な記録媒体の枚数である印刷可能枚数に対応する前記トナー搬送機構の動作量である動作可能量を求める動作可能量設定手段を有し、前記トナー残量検出手段においては、前記動作可能量に対する前記補正済み動作量の割合に基づいて前記トナー容器におけるトナー残量を求める請求項１に記載の画像形成装置に関する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、所定枚数の印字が終了する毎に、前記動作目標量設定手段、および実動作量補正手段においては、夫々動作目標量の設定、および実動作量の補正済み動作量への補正を行うとともに、前記トナー残量検出手段においては、前記実動作量補正手段で求められた補正済み動作量を積算して補正済み動作量積算値を求めるとともに、前記補正済み動作量積算値と次の所定枚数印字が終了するまでの実動作量とに基づいてトナー残量を求める請求項１または２に記載の画像形成装置に関する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記トナー残量検出手段で求めたトナー残量を表示する表示手段を備え、前記トナー残量検出手段は、前記補正済み動作量積算値と次の所定枚数印字が終了するまでの実動作量との和と、前記動作可能量との差が所定値以下のときはトナー残量が少ないと判断し、前記表示手段にトナー残量が少ない旨のメッセージを表示させる請求項３に記載の画像形成装置に関する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記トナー残量検出手段は、前記補正済み動作量積算値と次の所定枚数印字が終了するまでの実動作量路の和が前記動作可能量と等しくなり、または上回った場合は、印刷を中止して前記表示手段にトナーなし表示をさせるとともに、前記場合において印刷中の画像があるときは、前記画像の印刷が終了した後に印刷を中止してトナーなし表示をさせる請求項３または４に記載の画像形成装置に関する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記記憶手段には、実動作量と動作目標量との差の大きさに応じて予め定められた複数の係数が記憶され、実動作量補正手段は、実動作量と動作目標量との差に応じた係数を前記記憶手段から呼び出し、前記実動作量に乗じることにより、補正済み動作量を求める請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置に関する。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記感光体に形成されるトナー画像のトナー濃度を測定するトナー濃度測定手段を備え、前記動作目標量設定手段においては、前記画像データの画素数および前記トナー濃度測定手段で測定したトナー濃度に基づいて前記トナー搬送機構の動作目標量を設定する請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置に関する。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、入力された画像データに基づいて感光体に潜像を形成し、前記潜像をトナーで現像してトナー画像を形成するとともに、前記トナーが充填されているトナー容器と、前記トナー容器に充填された量のトナーで印刷可能な画素数である印刷可能画素数を設定する印刷可能画素数設定手段と、前記画像データの画素数に基づいて前記トナー搬送機構の動作目標量を設定する動作目標量設定手段と、前記トナー搬送機構の実際の動作量である実動作量を検出する実動作量検出手段と、前記動作目標量設定手段で設定された動作目標量と実動作量検出手段で検出された実動作量とを比較し、前記実動作量と前記動作目標量との間に差があるときは、前記差が０に近接するように前記画像データの画素数を補正する画素数補正手段と、前記画素数補正手段で補正された画素数である補正済み画素数と前記印刷可能画素数設定手段で設定された印刷可能画素数とに基いて前記トナー容器内のトナー残量を求めるトナー残量検出手段とを備えることを特徴とする画像形成装置備えることを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１７】
請求項９の発明は、前記トナー残量検出手段で求めたトナー残量を表示する表示手段を備え、前記トナー残量検出手段が、前記印字可能画素数と、前記累積画素数と次の所定枚数印字が終了するまでの画素数の和との差が所定値以下のときはトナー残量が少ないと判断し、前記表示手段にトナー残量が少ない旨のメッセージを表示させる請求項８に記載の画像形成装置に関する。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、前記トナー残量検出手段が、前記累積画素数と次の所定枚数印字が終了するまでの画素数の和が前記印字可能画素数と等しくなり、または上回った場合は、印刷を中止して前記表示手段にトナーなし表示をさせるとともに、前記場合において印刷中の画像があるときは、前記画像の印刷が終了した後に印刷を中止してトナーなし表示をさせる請求項８または９に記載の画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の画像形成装置においては、動作目標量設定手段で求めたトナー搬送機構の動作目標量と、実動作量検出手段で検出したトナー搬送機構の実動作量とに基づいてトナー残量検出手段においてトナー容器内のトナー残量を求めているから、トナー残量検出センサーに依らずにトナー残量を求めることができる。したがって、トナー容器にトナー残量検出センサーを設ける必要がない。
【００２０】
請求項２の画像形成装置においては、前記動作可能量に対する前記補正済み動作量の割合に基づいてトナー残量を求めているから、トナー残量を求めるための手順が簡略化される。
【００２１】
請求項３の画像形成装置においては、所定の枚数の印字が終了するごとに実動作量を補正し、積算しているから、実際のトナー残量と実動作量に基いて求めたトナー残量との乖離が大きくなることが防止される。
【００２２】
請求項４の画像形成装置においては、表示手段においてトナー残量が少ない旨のメッセージが表示することにより、トナー残量が少なくなったときにオペレータの注意を喚起することができる。
【００２３】
請求項５の画像形成装置においては、トナーなし表示によってオペレータが、トナー残量がゼロであることを知ることができる上、トナー残量がゼロの状態で印刷が継続されることが防止される。更に、ある画像を記録媒体に印刷中にトナー残量がゼロになった場合には、前記画像の印刷が終了してから前記記録媒体が排出されるから、前記画像の印刷が中断した状態の記録媒体が排出されることが防止される。
【００２４】
請求項６の画像形成装置においては、実動作量補正手段において実動作量と動作目標量との差に応じた係数を前記記憶手段から呼び出し、前記実動作量に乗じることにより、補正済み動作量を求めているから、補正済み動作量を求めるための手順が簡略化される。
【００２５】
請求項７の画像形成装置においては、前記動作目標量設定手段において、前記画像データの画素数および前記トナー濃度測定手段で測定したトナー濃度に基づいて前記トナー搬送機構の動作目標量を算出しているから、各画素におけるトナー画像が変動する場合においても、トナー残量を正確に求めることができる。
【００２６】
請求項８の画像形成装置においては、動作目標量と実動作量との間に差があるときは、入力された画素数を補正することによって前記差を０に近づける。そして、補正された画素数である補正済み画素数と、印刷可能画素数設定手段で設定された印刷可能画素数とに基いてトナー残量を求めている。したがって、トナー容器にトナー残量センサーを設ける必要がない。
【００２７】
請求項９の画像形成装置においては、表示手段においてトナー残量が少ない旨のメッセージが表示することにより、トナー残量が少なくなったときにオペレータの注意を喚起することができる。
【００２８】
請求項１０の画像形成装置においては、トナーなし表示によってオペレータが、トナー残量がゼロであることを知ることができる上、トナー残量がゼロの状態で印刷が継続されることが防止される。更に、ある画像を記録媒体に印刷中にトナー残量がゼロになった場合には、前記画像の印刷が終了してから前記記録媒体が排出されるから、前記画像の印刷が中断した状態の記録媒体が排出されることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
１．実施形態１
【００３０】
以下、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタについて説明する。
【００３１】
実施形態１に係るプリンタ１０は、図１に示すように、上下方向に沿って配設された４個のプロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに隣接して設けられ、プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの備える感光体ドラム１６を露光する露光ユニット３４と、プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの感光体ドラム１６に相対するように設けられ、用紙Ｐの搬送経路３２の一部を形成する搬送ベルト４４と、搬送ベルト４４の下方に設けられ、搬送経路３２の残りの部分を形成する搬送ローラ２８及びレジストレーションローラ３０と、底部に配設された給紙トレイ２４から用紙Ｐを取り出して搬送経路３２に誘導するピックアップローラ２６と、プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにおいて用紙Ｐに転写された画像を定着させる定着ローラ５６と、定着ローラ５６で画像が定着された用紙を、プリンタ１０の頂部に設けられた排紙トレイ６０に排出する排出ローラ５８と、外部から入力された画像信号に基づいてプリンタ１０全体を制御する制御コンピュータ６６とを備える。感光体ドラム１６、および用紙Ｐは、夫々本発明における感光体および記録媒体の一例である。制御コンピュータ６６は、本発明の動作目標算出手段、実動作量補正手段、およびトナー残量検出手段に相当する。また、プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにおいては、夫々イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）のトナー画像が形成される。
【００３２】
露光装置３４は、図１に示すように、筐体３６内に半導体レーザ（図示せず。）、ポリゴンミラー３８、結像レンズ４０及びミラー４２が配設されており、半導体レーザからの光は、ポリゴンミラー３８で偏向走査され、結像レンズ４０とミラー４２を介してプロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの感光体ドラム１６に照射される。これにより、感光体ドラム１６に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００３３】
また、搬送コンベア４４は、プリンタ１０の側壁１０Ａに沿って設けられた一対の張架ローラ４６、４８と、この張架ローラ４６、４８に巻き掛けられた搬送ベルト５０と、搬送ベルト５０を感光体ドラム１６に押圧する押圧ローラ５２とで構成されている。張架ローラ４８はモータ（図示せず。）によって回転し、これによって搬送ベルト５０が駆動される。
【００３４】
プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ（以下、「プロセスカートリッジ１４」と略称することがある。）は、本発明の画像形成カートリッジに相当し、夫々感光体ドラム１６を有する感光体カートリッジ６２と、各色のトナーが収容されるとともに、感光体カートリッジ６２に作像される静電潜像に対して、各色のトナーの現像を行う現像装置６４とで構成されている。
【００３５】
感光体カートリッジ６２は、感光体ドラム１６と、感光体ドラム１６の周囲に配設された帯電ローラ１８、清掃ブレード２０、除電ランプ２２、および筐体６３によって構成されている。筐体６３は、感光体ドラム１６に向かって開口する開口部を有する。帯電ローラ１８および除電ランプ２２もまた、筐体６３の開口部に感光体ドラム１６を間に挟むように配設されている。清掃ブレード２０は、感光体ドラム１６に沿って設けられ、前端縁において感光体ドラム１６に接触している。また、筐体６３にはサブトナー補給ユニット７０が一体に形成されている。
【００３６】
帯電ローラ１８は、帯電有効領域が、感光体ドラム１６の潜像形成領域よりも広くなるように形成されている。
【００３７】
サブトナー補給ユニット７０には、トナーの攪拌及び搬送を行う攪拌搬送部材７２が設けられている。また、サブトナー補給ユニット７０には、支持突起（図示せず。）が設けられており、この支持突起をプリンタ１０の図示しない受部に挿通させることで、プリンタ１０にプロセスカートリッジ１４が固定される、
【００３８】
現像装置６４は、二成分現像方式を採用したものであり、図２に示すように、矢印Ｘ方向に回転する感光体ドラム１６に対向し、且つ感光体ドラム１６に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む現像剤Ｇで現像する現像ユニット７４と、現像ユニット７４に対してトナーＴを供給するメイントナー補給ユニット８０とを一体化した構成とされている。メイントナー補給ユニット８０は本発明のトナー容器に相当する。
【００３９】
現像ユニット７４は、感光体ドラム１６の下方に設けられている。そして、感光体ドラム１６側に向かって開口した開口部１２８が形成されたハウジング１２４と、開口部１２８から一部が露出するように配設され、ハウジング１２４の周壁に回転可能に支持されてモータ（図示せず。）によって矢印Ｙの方向に回転する現像ローラ１２６とを備えている。ハウジング１２４内には現像剤Ｇを収容する現像剤収容室１１２が形成されている。
【００４０】
現像ローラ１２６の下方には、現像ローラ１２６の軸方向に沿って第１攪拌搬送オーガ１２０及び第２攪拌搬送オーガ１１６が配設されている。第１攪拌搬送オーガ１２０及び第２攪拌搬送オーガ１１６は、本発明における現像剤付着手段に相当する。
【００４１】
図４に示すように、第１攪拌搬送オーガ１２０及び第２攪拌搬送オーガ１１６は、それぞれ回転軸１２０Ａ、１１６Ａを備えており、ハウジング１２４の周壁にそれぞれ回転可能に支持されている。第１攪拌搬送オーガ１２０及び第２攪拌搬送オーガ１１６の回転軸１２０Ａ、１１６Ａには、所定のピッチで楕円状の螺旋羽根１２０Ｂ、１１６Ｂが固定されている。
【００４２】
第１攪拌搬送オーガ１２０と第２攪拌搬送オーガ１１６との間には、第１仕切壁１２２が形成されており、この第１仕切壁１２２によって現像剤収容室１１２内は、第１攪拌搬送オーガ１２０が配設された第１循環路１１８と、第２攪拌搬送オーガ１１６が配設された第２循環路１１４とに二分されている。
【００４３】
また、第１仕切壁１２２の長手方向の両端部には、連通口１３６、１３８が形成されている。この連通口１３６、１３８によって第１循環路１１８と第２循環路１１４とが互いに通じており、現像剤収容室１１２内の現像剤Ｇは、第１攪拌搬送オーガ１２０及び第２攪拌搬送オーガ１１６の回転によって、それぞれ第１循環路１１８及び第２循環路１１４内を攪拌されながら搬送されて、第１循環路１１８と第２循環路１１４との間を矢印の方向に沿って現像剤Ｇが循環する。したがって、現像剤Ｇは、現像ローラ１２６に沿って図６中の右方から左方に向かって搬送される。
【００４４】
現像ローラ１２６の内部には永久磁石が所定の磁極配列になるように配設されている。したがって、現像剤Ｇが現像ローラ１２６に沿って循環すると、現像剤Ｇ中のキャリアが現像ローラ１２６の表面に磁気的に吸着されて磁気ブラシを形成する。そして、前記磁気ブラシが感光体ドラム１６に接触することにより、感光体ドラム１６上に形成された静電潜像が、前記磁気ブラシを形成するキャリアに付着していたトナーによって現像される。
【００４５】
現像ローラ１２６は、感光体ドラム１６の潜像形成領域の幅を充分カバーできる幅の現像有効領域を有している。
【００４６】
メイントナー補給ユニット８０は、図２に示すように現像ユニット７４に隣接して設けられ、補給用トナーＴが収容されるトナー収容室８２と、トナー収容室８２と現像剤収容室１１２とを仕切る第２仕切壁９８、湾曲壁１００、第３仕切壁１１０と、トナー収容室８２に収容された第１アジテータ８４および第２アジテータ９２とを有する。第１アジテータ８４と第２アジテータ９２とは、現像ローラ１２６の軸方向に沿って設けられている。メイントナー補給ユニット８０には、また、記憶素子チップ８１が設けられている。
【００４７】
第２仕切壁９８の下部からは、湾曲壁１００がトナー収容室８２側へ延び、また、第３仕切壁１１０が現像剤収容室１１２側へ延びることで、ハウジング１２４の底部に、トンネル状のディスペンス室１０２を形成している。ディスペンス室１０２内には、長手方向に沿ってトナーの攪拌搬送を行うディスペンスオーガ１０４が設けられている。ディスペンスオーガ１０４は、本発明の画像形成装置におけるトナー搬送機構に相当する。
【００４８】
ここで、図２及び図４に示すように、湾曲壁１００の長手方向の一方の端部には、トナー収容室８２とディスペンス室１０２とが互いに通じるようにトナー供給口１０６が形成されている。これにより、トナー収容室８２内に収容されたトナーＴは、第１アジテータ８４によって攪拌されながらトナー収容室８２内を軸方向に搬送され、トナー供給口１０６からディスペンス室１０２へ送り込まれるようになっている。
【００４９】
一方、第３仕切壁１１０の長手方向の他方の端部には、ディスペンス室１０２と現像剤収容室１１２とが互いに通じるようにして開口部１０８が形成されており、これにより、ディスペンス室１０２内のトナーＴは、ディスペンスオーガ１０４によって攪拌されながらディスペンス室１０２内を搬送され、開口部１０８から現像剤収容室８４へ送り込まれるようになっている。
【００５０】
また、図２に示すように、開口部１０８は、下端部が現像剤収容室１１２に収容されている現像剤Ｇの表面位置よりも下方に位置するようにして形成されている。これにより、開口部１０８の少なくとも一部が、現像剤収容室１１２に収容された現像剤Ｇに埋もれた状態となっており、ディスペンス室１０２から現像剤収容室１１２へ送り込まれたトナーＴが現像剤Ｇの中に潜り込み、現像剤収容室１１２に収容された現像剤Ｇと混合しやすくなっている。
【００５１】
ディスペンスオーガ１０４は、第１攪拌搬送オーガ１２０及び第２攪拌搬送オーガ１１６と同一の構成とされており、図４に示すように、回転軸１０４Ａを備え、メイントナー補給ユニット８０の周壁に回転可能に回転可能に支持されている。回転軸１０４Ａには、所定のピッチで羽根１０４Ｂが螺旋状に巻き付けられている。また、回転軸１０４Ａの末端には本発明の実動作量検出手段に相当するパルスジェネレータ１０５が設けられている。ディスペンスオーガ１０４が回転することにより、羽根１０４Ｂによってディスペンス室１０２内のトナーＴが攪拌されながら、図４の矢印方向に沿って搬送される。また、ディスペンスオーガ１０４の回転数に応じた数のパルスがパルスジェネレータ１０５から出力されて制御コンピュータ６６に入力される。制御コンピュータ６６においては、パルスジェネレータ１０５から入力されたパルスの数に基いて後述する総トナー供給カウント数Ａ、Ｂが計算され、記憶素子チップ８１に記憶される。
【００５２】
また、ディスペンスオーガ１０４の回転軸１０４Ａには、開口部１０８と対向する位置に、板片１３０が形成されている。板片１３０は、回転軸１０４Ａの径方向に突出し、長手方向がディスペンスオーガ１０４の回転軸１０４Ａの軸に沿って設けられている。
【００５３】
これにより、ディスペンスオーガ１０４の回転によってディスペンス室１０２内を搬送されてきたトナーＴが、開口部１０８と対向する位置に到達すると、羽根１０４Ｂに攪拌されると同時に、板片１３０でも攪拌されるようになっている。そして、トナーＴは、羽根１０４Ｂおよび板片１３０によって攪拌されながら、開口部１０８から現像剤収容室１１２へ供給される。
【００５４】
図４に示すように、第１アジテータ８４は、第１回転軸８６Ａ、第１支持部８６Ｂ、第１攪拌搬送フィルム８８、及び補助フィルム９０を備え、メイントナー補給ユニット８０の周壁に回転可能に回転可能に支持されている。
【００５５】
第２アジテータ９２は、第２回転軸９４Ａ、第２支持部９４Ｂ、及び第２攪拌搬送フィルム９６を備え、メイントナー補給ユニット８０の周壁に回転可能に回転可能に支持されている。
【００５６】
図３に示すように、第１アジテータ８４の第１支持部８６Ｂには、第１攪拌搬送フィルム８８が、第１支持部８６Ｂの軸方向に亘って接着により貼付けられ固定されている。
【００５７】
第１攪拌搬送フィルム８８は、ＰＥＴ等の可撓性の樹脂フィルムからなり、一方の端部には、第１切込８８Ａ、第２切込８８Ｂ、第３切込８８Ｃが形成されている。
【００５８】
第１切込８８Ａ及び第２切込８８Ｂは、第１支持部８６Ｂの軸方向と約４５°の角度をなし、且つ両方の端部からトナー供給口１０６に向かう方向に複数設けられている。第１切込８８Ａの長さは、第２切込８８Ｂの長さよりも長くなっている。また、本実施形態においては、一対の第１切込８８Ａの間に、３つの第２切込８８Ｂが設けられている。
【００５９】
第３切込８８Ｃは、幅方向長さＷ３を有するトナー供給口１０６と対向する位置に、幅方向長さＷ１の間隔をおいて、後述する補助フィルム９０の幅方向の両側に一対設けられており、第３切込８８Ｃの切り込み方向は、第１支持部８６Ｂの回転半径方向とされている。
【００６０】
一方、第１攪拌搬送フィルム８８の、一対の第３切込８８Ｃで挟まれる領域に、幅方向長さＷ２を有する補助フィルム９０が設けられている。
【００６１】
補助フィルム９０は、ＰＥＴ等の可撓性の樹脂フィルムからなり、第１攪拌搬送フィルム８８に重ねられ、一端が第１攪拌搬送フィルム８８に貼付けられて第１支持部８６Ｂに保持されている。また、補助フィルム９０の他端は、自由端９０Ａとなっている。
【００６２】
図４に示すように、第１攪拌搬送フィルム８８及び第２攪拌搬送フィルム９６が回転すると、トナー収容室８２内のトナーＴが攪拌されながら矢印方向へ搬送される。
【００６３】
以下、プリンタ１０の作用について説明する。
【００６４】
メイントナー補給ユニット８０において、第１アジテータ８４及び第２アジテータ９２がＸ方向に回転すると、トナー収容室８２内のトナーＴが攪拌され、これによって軸方向へのトナー搬送力が生じる。
【００６５】
これによってトナーＴは、トナー供給口１０６を経由してディスペンス室１０２へ送り込まれる。トナーＴは、ディスペンス室１０２内のディスペンスオーガ１０４によって、ディスペンス室１０２内を攪拌されながら開口部１０８へ搬送される。
【００６６】
開口部１０８へ搬送されたトナーＴは、開口部１０８から現像剤収容室１１２へ供給される。開口部１０８では、板片１３０によってトナーＴが細かく粉砕され、ほぐされている。
【００６７】
現像剤収容室１１２に供給されたトナーＴは、第１循環路１１４および第２循環路１１８で第１攪拌搬送オーガ１２０及び第２攪拌搬送オーガ１１６によって第１循環路１１８及び第２循環路１１４内を攪拌されながら搬送されることにより、現像剤Ｇと混合される。そしてトナーＴが混合された現像剤Ｇは、第１循環路１１８と第２循環路１１４との間を矢印の方向に沿って循環し、現像ローラ１２６に供給される。
【００６８】
これによって、現像ローラ１２６の表面には磁気ブラシが形成され、これが感光体ドラム１６の表面に接触することにより、感光体ドラム１６に形成された潜像が現像されて転写トナー画像が形成される。
【００６９】
このようにして、プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにおいては感光体ドラム１６の表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの転写トナー画像が形成される。形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの転写トナー画像は、搬送コンベア４４によって上方に向かって搬送される用紙Ｐに転写されるとともに重ね合わされ、フルカラーの転写トナー画像とされる。
【００７０】
フルカラーの転写トナー画像が形成された用紙Ｐは、定着ローラ５６を通過し、これによって転写トナー画像が定着される。転写トナー画像が定着された用紙Ｐは排紙トレイ６０に集められる。
【００７１】
一方、規定枚数たとえば数十枚の用紙Ｐへの印刷が終了する毎に、制御コンピュータ６６においては、メイントナー補給ユニット８０から現像ユニット７４への総トナー供給量を求め、記録素子チップ８１に格納するとともに、前記総トナー供給量に基づいてトナー残量を求める。
【００７２】
制御コンピュータ６６において総トナー残量を求める手順について以下に説明する。
【００７３】
図５に示すように、先ず、ステップＳ２で、トナー供給カウント数０を以下の手順で求める。
【００７４】
先ず、前回の規定枚数の印字が終了するまでのメイントナー補給ユニット８０から現像ユニット７４への総トナー供給量に対応する総トナー供給カウント数Ａを記憶素子チップ８１から読み出す。ここで、総トナー供給カウント数Ａは、パルスジェネレータ１０５から制御コンピュータ６６に入力されたパルス数を、制御コンピュータ６６に入力された画像データの画素数で補正した値を、印字を開始してから前回の規定枚数の印字が終了するまでの分について積算した値である。
【００７５】
次に、今回の規定枚数の印字が終了するまでにパルスジェネレータ１０５から制御コンピュータ６６に入力された総パルス数である総トナー供給カウント数Ｂを求める。
【００７６】
そして、総トナー供給カウント数Ｂから総トナー供給カウント数Ａを引いてトナー供給カウント数０を求める。トナー供給カウント数０は、前回の規定枚数の印字が終了してから今回の規定枚数の印字が終了するまでの間にパルスジェネレータ１０５から制御コンピュータ６６に入力されたパルス数であり、本発明における実動作量に相当する。
【００７７】
次に、ステップＳ４で、前回の規定枚数の印字が終了してから今回の規定枚数の印字が終了するまでの間に制御コンピュータ６６に入力された画素数である画素カウント数０を求める。画素カウント数０は、今回の規定枚数の印字が終了するまでの間に制御コンピュータ６６に入力された総画素数である総画素カウント数Ｂと、前回の規定枚数の印字が終了するまでの間に制御コンピュータ６６に入力された総画素数である総画素カウント数Ａとの差として求められる。
【００７８】
次に、ステップＳ６で、画素カウント数０が０でないかどうか、即ち前回の規定枚数の印字が終了してから今回の規定枚数の印字が終了するまでの間に画像データが入力されたか否かが判断される。
【００７９】
ステップＳ６において画素カウント数０が０でないと判断されたときは、ステップＳ８で画素カウント数０に対応する画素数のトナー画像を形成するときのパルスジェネレータ１０５で発生するパルス数である目標トナー供給カウント数を求める。目標トナー供給カウント数は、本発明における動作目標量に相当する。
【００８０】
次に、ステップＳ１０で、トナー供給カウント数比Ｐを求める。トナー供給カウント数比Ｐは、トナー供給カウント数０を目標トナー供給カウント数で乗じた数として与えられる。
【００８１】
トナー供給カウント数比Ｐを求めたら、次にステップＳ１２において、トナー供給カウント数０が０で無いかどうか、即ちパルスジェネレータ１０５からパルスが入力されたか否かが判断される。
【００８２】
トナー供給カウント数０が０で無い場合は、ステップＳ１７においてトナー供給カウント数比Ｐでトナー供給カウント数０を補正してトナー供給カウント数１とする。トナー供給カウント数１は本発明における補正済み動作量に相当する。
【００８３】
ステップＳ１７は、たとえば以下の手順で行われる。図６に示すように、ステップＳ１４において１より小さな係数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、・・・Ｎｎ、および１より大きな係数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎを呼び出し、トナー供給カウント数比Ｐとこれらの係数とを比較する。ここで、係数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、・・・Ｎｎの間には、
Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３＜・・・＜Ｎｎ＜１
の関係があり、係数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎの間には、
１＜Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜・・・＜Ｐｎ
の関係があるものとする。
【００８４】
そして、トナー供給カウント数比ＰがＮｎ以下のとき、またはＰ１以上のときは、当然ながらトナー供給カウント数比Ｐが１より小さいかまたは１より大きいから、ステップＳ１６において、トナー供給カウント数０の補正を行う。トナー供給カウント数０の補正は、トナー供給カウント数０に係数Ｃを掛け、これをトナー供給カウント数１と置く。
【００８５】
ここで、トナー供給カウント数比ＰがＮ１以下のときは係数Ｃ＝Ｎ１とし、トナー供給カウント数比ＰがＮ１より大きくＮ２以下のときは係数Ｃ＝Ｎ２とし、トナー供給カウント数比ＰがＮ２より大きくＮ３以下のときは係数Ｃ＝Ｎ３とし、トナー供給カウント数比ＰがＮｎ−１より大きくＮｎ以下のときは係数Ｃ＝Ｎｎとする。
【００８６】
トナー供給カウント数比ＰがＰ１以上であってＰ２より小さいときは係数Ｃ＝Ｐ１とし、トナー供給カウント数比ＰがＰ２以上であってＰ３より小さいときは係数Ｃ＝Ｐ２とし、トナー供給カウント数比ＰがＮｎ−１以上であってＮｎより小さいときは係数Ｃ＝Ｎｎ−１とし、トナー供給カウント数比ＰがＮｎ以上のときはＰｎとする。
【００８７】
一方、トナー供給カウント数比ＰがＮｎより大きく、Ｐ１より小さいときは、ステップＳ１８においてトナー供給カウント数比Ｐ＝１であると看做し、ステップＳ１８においてトナー供給カウント数０をトナー供給カウント数１と置く。
【００８８】
ステップＳ１７でトナー供給カウント数１を求めたら、ステップＳ２４において、総トナー供給カウント数Ａにトナー供給カウント数１を足したものを新たな総トナー供給カウント数Ａとして記憶素子チップ８１に格納する。
【００８９】
一方、ステップＳ６において画素カウント数０が０であると判断されたときは、メイントナー供給ユニット８０から現像ユニット７４へのトナーの供給は無かったものと考えられるから、ステップＳ２２においては、トナー供給カウント数０を補正することなく、トナー供給カウント数０をトナー供給カウント数１と置き換え、これを前回の規定枚数印字時の総トナー供給カウント数Ａに足し合わせ、これを新たな総トナー供給カウント数Ａとして記憶素子チップ８１に格納する。
【００９０】
以上の手順を纏めると、図８に示すようにトナー供給カウント数０が目標トナー供給カウント数よりも多い場合には、１よりも小さな係数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、・・・Ｎｎの何れかを乗じてトナー供給カウント数０を小さくする補正を施し、補正を施したトナー供給カウント数０をそれまでの総トナー供給カウント数Ａに加算し、新たな総トナー供給カウント数Ａとする。
【００９１】
図９に示すようにトナー供給カウント数０が目標トナー供給カウント数よりも少ない場合には、１よりも大きな係数Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・Ｐｎの何れかを乗じてトナー供給カウント数０を増大させる補正を施し、補正を施したトナー供給カウント数０をそれまでの総トナー供給カウント数Ａに加算して新たな総トナー供給カウント数Ａとする。
【００９２】
図１０に示すようにトナー供給カウント数０と目標トナー供給カウント数とが等しい場合には、トナー供給カウント数０を補正することなく、それまでの総トナー供給カウント数Ａに加算し、新たな総トナー供給カウント数Ａとする。
【００９３】
制御コンピュータ６６は、更に、以下の手順によってトナー残量を求めるとともに、トナー残量小およびトナー無しの判定を行う。先ず、図７に示すように、ステップＳ１０２においてトナー供給ユニット８０のトナー収容室８２に最初に充填されたトナー量に対応するトナー供給可能カウント数を求める。そして、ステップＳ１０４において、記憶素子チップ８１から総トナー供給カウント数Ｂ’を呼び出し、前記トナー供給可能カウント数と比較する。ここで、総トナー供給カウント数Ｂ’は、トナー残量を求める時点における記憶素子８１に記憶されていたパルス数に対応する。したがって、前回所定枚数印字終了時の総トナー供給カウント数Ａに、次の所定枚数印字を開始後、トナー残量を求める時点までのトナー供給カウント数を加えた値になる。
【００９４】
ステップＳ１０４において総トナー供給カウント数Ｂ’がトナー供給可能カウント数よりも小さいと判断されたときは、ステップＳ１０６において、トナー供給可能カウント数と総トナー供給カウント数Ｂとの差を求め、前記差に基づいてトナー残量を求めてプリンタ１０のディスプレイ（図示せず。）などの表示手段に表示するともに、前記差を予め設定された所定値と比較する。前記差が前記所定値よりも小さなときは、トナー残量が少ないと判断し、ステップＳ１０８において前記表示手段にトナー残量が少ない旨の表示をする。そしてステップＳ１０４に戻る。
【００９５】
一方、ステップＳ１０４において総トナー供給カウント数Ｂ’がトナー供給可能カウント数以上であると判断されたときは、ステップＳ１１０において表示手段にトナーなし表示をするとともに、プロセスカートリッジ１４における印刷を中止させる。但し、プロセスカートリッジ１４で印刷中の用紙Ｐがプリンタ１０内にあるときは、前記用紙Ｐの印刷を終了してからトナー無し表示を行い、印刷を停止させる。
【００９６】
プリンタ１０において、ディスペンスオーガ１０４が１回転するときのトナー搬送量は必ずしも一定ではなく、周囲の条件によって変動する。したがって、ただ単純に、ディスペンスオーガ１０４の累積回転数のみに基いてトナー残量を求めると、プリンタ１０の表示手段にはトナー無し表示がされているにも拘らず、メイントナー補給ユニット８０のトナー収容室８２には多量のトナーが残存していたり、前記表示手段にはトナー残量が充分にある旨の表示がされているにも拘らず、実際にはトナー収容室８２のトナーが消費し尽くされた状態にあり、用紙Ｐに印刷が行われないで排紙トレイ６０に排出されたりする可能性がある。
【００９７】
トナー供給カウント数０を補正せずに積算してトナー供給量およびトナー残量を求めた場合、たとえば、図１１において白丸で示すように、ディスペンスオーガ１０４が１回転するときのトナー搬送量が動作目標値よりも少ない場合、トナー供給量は実際よりも多くなり、したがってトナー残量は字際よりも少なくなるから、プリンタ１０の表示手段にはトナー無し表示がされているにも拘らず、メイントナー補給ユニット８０のトナー収容室８２には多量のトナーが残存しているということが起り得る。
【００９８】
反対に、図１２において白丸で示すように、ディスペンスオーガ１０４が１回転するときのトナー搬送量が動作目標値よりも多い場合は、トナー供給量は実際よりも少なくなり、したがってトナー残量は字際よりも多くなるから、前記表示手段にはトナー残量が充分にある旨の表示がされているにも拘らず、実際にはトナー収容室８２のトナーが消費し尽くされた状態にあり、用紙Ｐに印刷が行われないで排紙トレイ６０に排出されるということが起り得る。
【００９９】
これに対して、プリンタ１０では、所定枚数の印字が終了する毎に、を制御コンピュータ６６に入力された画素数に基いて補正しつつ、積算しているから、図１１および図１２において黒丸で示すように、トナー供給量の理論値との乖離は補正を行わない場合に比較して遥かに小さくなっている。
【０１００】
なお、プリンタ１０においては、制御コンピュータ６６に入力された画素数に加えて感光体ドラム１６に形成されたトナー画像の濃度を用いてトナー供給カウント数０を補正してもよい。
【０１０１】
また、目標トナーカウント数とトナー供給カウント数０との間に差がある場合においてトナー供給カウント数比Ｐに基いてトナー供給カウント数０を補正する代わりに、画素カウント数を補正することにより、目標トナーカウント数とトナー供給カウント数０との差を０に近づけてもよい。具体的な手順としては、画素カウント数にトナー供給カウント数比Ｐを乗じて補正して補正済み画素カウント数とすることが挙げられる。このようにして求められた補正済みが祖カウント数を積算して積算画素カウント数を求める。ここで画素カウント数および補正済み画素カウント数は、夫々本発明の画素数および補正済み画素数に相当する。そして、トナー収容室８２に最初に充填されたトナーで印刷可能な画素カウント数である印刷可能画素カウント数と前記積算画素カウント数とを比較し、前記印刷可能画素カウント数に対する累積画素カウント数の割合に基づいてトナー残量を求めてもよい。なお、印刷可能画素カウント数は、本発明の印刷可能画素数に対応する。
【０１０２】
以上、トナー容器としてメイントナー補給ユニット８０を備えるプリンタの例について説明したが、現像ユニット７４に対してトナーカートリッジが脱着可能な形態のプリンタも本発明の画像形成装置に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタを垂直面に沿って切断した断面を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示すプリンタの備えるプロセスカートリッジを垂直面に沿って切断した断面を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図２に示すプロセスカートリッジの備えるアジテータの構成を示す概略図である。
【図４】図４は、図２に示すプロセスカートリッジの備える現像ユニットを水平面に沿って切断した断面を示す概略断面図である。
【図５】図５は、図１に示すプリンタにおいてトナー供給カウント数０を補正しつつ積算して総トナー供給カウント数Ａを求める手順を示す流れ図である。
【図６】図６は、図１に示すプリンタにおいてトナー供給カウント数０を補正してトナー供給カウント数１とする手順を示す流れ図である。
【図７】図７は、総トナー供給カウント数Ｂに基いてトナー残量を求める手順を示す流れ図である。
【図８】図８は、目標トナー供給カウント数に比較して実際のトナー供給カウント数の方が多い場合のトナー供給カウント数の補正および積算手順を示す説明図である。
【図９】図９は、目標トナー供給カウント数に比較して実際のトナー供給カウント数の方が少ない場合のトナー供給カウント数の補正および積算手順を示す説明図である。
【図１０】図１０は、目標トナー供給カウント数と実際のトナー供給カウント数とが等しい場合のトナー供給カウント数の積算手順を示す説明図である。
【図１１】図１１は、目標トナー供給カウント数に比較して実際のトナー供給カウント数の方が多い場合において、トナー供給カウント数の補正を行った場合と行わなかった場合とのトナー残量の理論力の乖離を示すグラフである。
【図１２】図１２は、目標トナー供給カウント数に比較して実際のトナー供給カウント数の方が多い場合において、トナー供給カウント数の補正を行った場合と行わなかった場合とのトナー残量の理論力の乖離を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０      プリンタ
１４      プロセスカートリッジ
１６      感光体ドラム
１８      帯電ローラ
２０      清掃ブレード
６２      感光体カートリッジ
６４      現像装置
６５      トナー返送路
６７      移送羽根
７０      サブトナー補給ユニット
７４      現像ユニット
８０      メイントナー補給ユニット
１１２      現像剤収容室
１１４      循環路
１１６      攪拌搬送オーガ
１１８      循環路
１２０      攪拌搬送オーガ
１２２      仕切壁
１２６      現像ローラ
【図１】
2008286976.tif 000003
【図２】
2008286976.tif 000004
【図３】
2008286976.tif 000005
【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】
2008286976.tif 000010
【図９】
2008286976.tif 000011
【図１０】
2008286976.tif 000012
【図１１】
2008286976.tif 000013
【図１２】
2008286976.tif 000014