(57)【要約】【課題】書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新して記憶手段に記憶できる構成とした画像形成装置の提供。【解決手段】図１は画像形成装置がプリント動作モードで運転中の２４Ｖ電源と５Ｖ電源の主電源が遮断された場合の電圧特性である。時刻ｔａで主電源が遮断（オフ）すると、２４Ｖ電源は特性（Ｃ）のように電圧が低下し、時刻ｔｃで０Ｖになる。５Ｖ電源は、時刻ｔｂから電圧の低下が開始して、特性（Ｂ）のように時刻ｔｃで０Ｖとなる。２４Ｖ電源が１０％低下の時刻は、電源遮断時のｔａよりも僅かに遅れた時刻ｔｘとなる。このため、５Ｖ電源においては電圧低下を開始する時刻ｔｂまでに時間が存在し、この時間にＦＲＡＭに寿命管理情報の書き込みを行なう。画像形成装置には増設ユニットが連結される。【選択図】    図１
2004361543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源の電圧から形成される駆動系電源および制御系電源と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、動作モードを印字動作モードと非印字動作モードに切り替える手段とを有すると共に、画像処理関連のユニットが増設可能な画像形成装置であって、前記増設されたユニットには電源が画像形成装置から供給され、前記制御系電源に前記交換可能なユニットの寿命管理情報を記憶する強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）を接続し、前記メモリへ書き込む寿命管理情報の更新を印字動作モードの際に行なうことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記主電源の遮断時に、前記駆動系電源の電圧低下を検出する手段を設け、前記電圧が所定レベルに低下したときから制御系電源の電圧が低下を開始するまでの時間内に前記メモリへの書き込み情報の更新を行なう制御手段を設けたことを特徴とする、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、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項４】
前記請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、前記像担持体の周りに像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとを備え、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記像担持体と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
少なくとも静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、画像処理関連の増設ユニットとを備えてなり、動作モードを印字動作モードに設定して前記像担持体に画像形成を行なう段階と、印字動作モードの際に前記交換可能なユニットの寿命管理情報を制御系電源に接続された強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）に書き込む段階とからなることを特徴とする、画像形成方法。
【請求項７】
さらに、駆動系電源の電圧が所定レベルに低下したことを検出して主電源の遮断を判定する段階を含み、前記主電源の遮断を判定した時点から５Ｖ電源の電圧が低下を開始するまでの時間内に、前記メモリに前記寿命管理情報を書き込む段階とからなることを特徴とする、請求項６に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新して記憶手段に記憶できる構成とした、画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナーを使用して画像を形成する画像形成装置においては、トナー補給などのメンテナンスや画質の維持などの理由で、トナー消費量または残量を確認し、トナーカートリッジの寿命を管理している。その他、露光ユニットや帯電ユニット、定着ユニットなども交換可能なユニットとして寿命管理される場合がある。このような寿命管理情報はメモリに記憶されている。また、濃度調整などの装置の調整情報もメモリに記憶されている。
【０００３】
画像形成装置における各種設定情報は、主電源遮断時にも消去されないように不揮発性メモリに記憶させておくことが望ましい。不揮発性メモリの中で、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去書き込み可能なメモリ）は安価であるという利点がある。各種設定情報を、このようなＥＥＰＲＯＭに記憶させることが特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、停電などの主電源遮断時には、ＥＥＰＲＯＭを用いたメモリに記憶されている寿命管理データが瞬時電圧の印加などにより破壊されたり、不正確なデータの書き込みがなされる場合がある。このような場合に対処するために、データを修復する画像形成装置用寿命管理装置を、本件出願人は特許文献２としてすでに開示している。
【０００５】
この種の画像形成装置には、ＣＰＵなどの制御系部品に給電する制御系の５Ｖ電源、モータなどの駆動系部品に給電する駆動系の２４Ｖ電源、定着ヒータに給電する１００Ｖ電源の三系統の電源が備えられている。主電源のメインスイッチをオンにすると、前記各電源が活性化されて各部品が使用可能な状態となる。前記各種情報を記憶しているメモリは５Ｖ電源に接続されている。
【０００６】
ところで、ユーザの多様な要請に対応するために、プリント機能を有する画像形成装置に、画像処理関連のユニットを増設して使用する機種が開発されている。このようなユニットとしては、例えば、画像形成された記録媒体を振り分けて排出するビンを備えたマルチビンユニットと称するユニットが用いられる場合がある。また、複数頁に画像形成された記録媒体をステイプル（閉じ針）で閉じ処理をして排出するために、ステイプラや排紙トレイを備えたフィニッシャと称するユニットが用いられる場合がある。プリント機能を有する画像形成装置に前記の増設ユニットを連結する場合には、これらの増設ユニットには、画像形成装置から電源が供給される。
【０００７】
このような増設ユニットを設ける場合には、増設ユニットを動作させるための制御部や表示部、メモリなどの部材が必要となる。これらのメモリや表示部などの部品は、５Ｖ電源に接続される。このため、増設ユニットを設けた場合には、画像形成装置に設置した５Ｖ電源に接続される負荷が増大する。
【０００８】
画像形成装置において、主電源が遮断された場合には、２４Ｖ電源の電圧はある時間をかけて０Ｖに低下する。また、５Ｖ電源の電圧は、２４Ｖ電源の電圧よりも時間的に遅れて低下するようにシーケンスが設定されている。そして、主電源が遮断されたことは、２４Ｖ電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを電圧センサで検出することにより判定している。５Ｖ電源に接続されたメモリに対する主電源遮断時の情報の書き込み処理は、前記２４Ｖ電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを検出してから、５Ｖ電源の電圧が低下を開始する間の短時間に行なう必要がある。
【０００９】
画像形成装置においても、近年の省エネの要請に対処するために、印字動作モードと非印字動作モード（待機モード）に切り替えて運転する機種が開発されている。画像形成装置を非印字動作モードで運転する際には、スキャナモータなどの電流容量の大きな部品は運転を休止して、２４Ｖの電源にはファンなどの軽負荷のみが接続される。このために、非印字動作モードで運転中に主電源が遮断された場合には、２４Ｖ電源の消費電流が少ないのでその電圧低下は緩やかな特性となる。ここで、画像形成装置に前記増設ユニットを設けて機能を拡張して使用する際には、前記のように５Ｖ電源に接続される負荷が多くなっている。したがって、画像形成装置を非印字動作モードで運転する際には、２４Ｖ電源の消費電流は最小となるが、５Ｖ負荷は最大となる場合がある。
【００１０】
図７は、画像形成装置が非印字動作モードで動作している際に、主電源遮断となった場合の２４Ｖ電源、および５Ｖ電源の電圧低下特性の例を示す特性図である。図７において、時刻ｔａで主電源遮断（オフ）になったものとする。２４Ｖ電源は、特性（Ａ）のように時間とともに電圧が低下し、時刻ｔｄで０Ｖになる。５Ｖ電源は、時刻ｔａよりも遅れて時刻ｔｂから電圧の低下が開始して、特性（Ｂ）のように時刻ｔｃで０Ｖとなる。ここで、主電源遮断により２４Ｖ電源が一定レベル低下したことを、例えば定格電圧の１０％である２．４Ｖ減少して２１．６Ｖを検知した時点に設定する。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２９１０８２１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１７２１３３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、特許文献１においては、画像形成装置における各種設定情報をＥＥＰＲＯＭに記憶させている。ＥＥＰＲＯＭには書き込み回数に制約があるので、特許文献１は、次のような処理を行なっている。すなわち、印字可能な作動モードにおいて設定情報を更新して揮発性メモリに記憶させ、作動モードから待機モードになるときに揮発性メモリに記憶した設定情報を不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶させている。
【００１３】
特許文献１では、このようにして不揮発性メモリの書き込み回数を制限しているが、停電などによる突然の主電源遮断の際には、寿命管理情報などの必要な情報の更新が行なえないという問題があった。また、不揮発性メモリの書き込み回数を制限するために特別な制御を必要としており、制御系の構成が複雑になるという問題があった。
【００１４】
特許文献２には、不揮発性メモリを使用した場合において、主電源遮断時のデータ保護について記載されている。しかしながら、特許文献２においても不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭを使用しているため、書き込み回数に制約があるという問題があった。また、電源遮断時のデータ保護も複雑な処理を必要としており、処理が煩雑になるという問題があった。
【００１５】
２４Ｖ電源の電圧が一定のレベルまで低下したことを検出した際に、５Ｖ電源を一定時間保持するコンデンサを５Ｖ電源に接続すれば、主電源遮断の際にメモリに情報の書き込みを続行させることができる。しかしながら、この際に安定した情報の書き込みを実行するためには、コンデンサの容量を大きくしなければならず、コストが高くなるという問題があった。
【００１６】
特に、増設ユニットを画像形成装置に連結して非印字動作モードで運転中に主電源が遮断されると、図７のように、２４Ｖ電源の電圧が一定レベル低下した２１．６Ｖを検知した時点では、５Ｖ電源の電圧が低下を開始している。したがって、主電源遮断時にはメモリに寿命管理情報などの必要な情報の書き込みができなくなり、正確な寿命管理ができなくなるという問題があった。
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、書き込み回数に制約がなく、しかも主電源の遮断時にも寿命管理情報を更新してメモリに記憶できる構成とした、画像形成装置および画像形成方法の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、主電源の電圧から形成される駆動系電源および制御系電源と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、動作モードを印字動作モードと非印字動作モードに切り替える手段とを有すると共に、画像処理関連のユニットが増設可能な画像形成装置であって、前記増設されたユニットには電源が画像形成装置から供給され、前記制御系電源に前記交換可能なユニットの寿命管理情報を記憶する強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）を接続し、前記メモリへ書き込む寿命管理情報の更新を印字動作モードの際に行なうことを特徴とする。このように、寿命管理情報を不揮発性の強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）に記憶させているので、書き込み回数に制約がなく正確に寿命管理情報の更新を行なうことができる。また、寿命管理情報の更新を駆動系電源の消費電流が多くなる印字動作モードの際に行なっている。このため、画像形成装置の機能を拡張して増設ユニットを連結することにより５Ｖ電源の負荷が増大した場合にも、寿命管理情報を支障なく更新することができる。
【００１９】
また、本発明は、前記主電源の遮断時に、前記駆動系電源の電圧低下を検出する手段を設け、前記電圧が所定レベルに低下したときから制御系電源の電圧が低下を開始するまでの時間内に前記メモリへの書き込み情報の更新を行なう制御手段を設けたことを特徴とする。このため、制御系電源に接続するコンデンサの容量を大きくすることなく、主電源の遮断時に寿命管理情報を更新することができる。したがって、寿命管理情報を行進するためのコストを低減することができる。
【００２０】
また、本発明の前記画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、図２に示したようなロータリー現像ユニットを備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。
【００２１】
また、本発明の前記画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、前記像担持体の周りに像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとを備え、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記像担持体と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、像担持体の回転方向に沿って配置され複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットを備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。
【００２２】
また、本発明は、前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新することができる。
【００２３】
また、本発明の画像形成方法は、少なくとも静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、画像形成に用いる交換可能なユニットと、画像処理関連の増設ユニットとを備えてなり、装置の動作モードを印字動作モードに設定して前記像担持体に画像形成を行なう段階と、印字動作モードの際に前記交換可能なユニットの寿命管理情報を制御系電源に接続された強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）に書き込む段階とからなることを特徴とする。このように、強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）に交換可能なユニットの寿命管理情報を記憶させているので、書き込み回数に制約がない。このため、メモリとしてＥＥＰＲＯＭを用いた場合のように、書き込み回数を制限するための特別な制御を行なう必要がなく、制御系の構成を簡単にすることができる。
【００２４】
また、本発明の画像形成方法は、さらに、駆動系電源の電圧が所定レベルに低下したことを検出して主電源の遮断を判定する段階を含み、前記主電源の遮断を判定した時点から制御系電源の電圧が低下するまでの時間内に、前記不揮発性メモリに前記寿命管理情報を書き込む段階とからなることを特徴とする。このため、停電などにより突発的に主電源が遮断された場合でも、寿命管理情報の更新を安定して行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に適用される画像形成装置の一実施形態を示す縦断側面図である。また、図３は図２の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像の形成や、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像の形成を行なう。本発明の画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じて、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられる。この際に、メインコントローラ１１からエンジンコントローラ１０に指令信号が送信される。この指令信号に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御して、シートＳ（記録媒体）に画像信号に対応する画像を形成するものである。
【００２６】
このエンジン部ＥＧでは、「像担持体」として機能する感光体２が図２の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３は帯電制御部１０３から帯電バイアスが印加されており、感光体２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。
【００２７】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して、画像信号に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット６には、レンズ、ミラーなどの適宜の光学素子が設けられている。これらの画像形成に用いる帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４、露光ユニット６などの各ユニットは交換可能もしくはメンテナンス可能に構成されている。そして、それぞれのユニットの寿命管理情報が後述するＦＲＡＭ１０７に記憶されている。
【００２８】
ホストコンピュータなどの外部装置より、インターフェース１１２を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。この制御信号に応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２上に形成される。
【００２９】
こうして形成された静電潜像はロータリ現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、ロータリー現像ユニット４には、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、図示を省略する回転駆動部などの部材が設けられている。また、支持フレーム４０に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵する、イエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。これらの各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、トナーカートリッジとして交換可能に装着されている。
【００３０】
このロータリー現像ユニット４は、図３に示すように、現像器制御部１０４により制御されている。そして、この現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、ロータリー現像ユニット４が回転駆動される。また、これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と対向する所定の現像位置に位置決めされて、選択された色のトナーを感光体２の表面に付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００３１】
また、ロータリー現像ユニット４は、画像形成領域への画像形成に先立って、エンジンコントローラ１０により各色のパッチ画像を形成する。パッチ画像には、べた画像のパッチ（Ｖｄｃパッチ）単独で、またはべた画像のパッチと細線パッチ（Ｅパッチ）が作成される。細線パッチは、例えば１ラインのパッチ画像を形成し、副走査方向に１０ライン分画像を形成しないいわゆる「１オン１０オフ」形式で作成される。
【００３２】
また、メインコントローラ１１は、濃度調整パターンを決定するために階調パッチの画像を形成する。階調パッチは、像担持体上に単色、または複数色の重ね合わせにより形成される。エンジンコントローラ１０で作成されるパッチ画像と、メインコントローラ１１で作成されるパッチ画像のトナー消費量を予めオフセット値として記憶手段に記憶させている。
【００３３】
この画像形成装置においては、現像位置で当該位置に位置決めされた現像器（図２の例ではイエロー用現像器４Ｙ）に設けられた現像ローラ４４が感光体２と当接して、または所定のギャップを隔てて対向配置されている。この現像ローラ４４は、その表面に摩擦帯電されたトナーを担持するトナー担持体として機能している。そして、現像ローラ４４が回転することによって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に、トナーが搬送される。
【００３４】
ここで、現像器制御部１０４から直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスが現像ローラ４４に印加される。このような現像バイアスによって、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【００３５】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１において転写ユニット７の中間転写ベルト（中間転写部材）７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。さらに、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して図示を省略した電磁クラッチにより、当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７８が設けられている。
【００３６】
カラー画像をシートＳ（記録媒体）に転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成する。そして、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７８との間の二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上に、カラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。ロータリー現像ユニット４は、同量の記録媒体に対して各色の画像形成を行う手段として用いられている。
【００３７】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の感光体２は、図示を省略した除電手段によりその表面電位がリセットされる。さらに、感光体２の表面に残留したトナーがクリーニング部５により除去された後、帯電ユニット３により次の帯電を受ける。クリーニング部５により除去されたトナーは、図示を省略したトナータンクに回収される。
【００３８】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６、濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。これらのうち、クリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。クリーナ７６のブレードで除去されたトナーは、転写廃トナータンクに回収される。
【００３９】
垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト（中間転写部材）７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて制御される。さらに、濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、濃度制御処理において、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【００４０】
図３に示すように、各現像器（トナーカートリッジ）４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶する「記憶素子」であるメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、コネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。
【００４１】
そして、必要に応じて、これらのコネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋが選択的に本体側に設けられたコネクタ１０８と接続される。このため、インターフェース１０５を介して、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って、該現像器（トナーカートリッジ）に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。
【００４２】
なお、この実施形態では本体側コネクタ１０８と各現像器側のコネクタ４９Ｋ等とが機械的に嵌合することで相互にデータ送受を行っているが、例えば無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行うようにしてもよい。また、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋに固有のデータを記憶するメモリ９１〜９４は、電源オフ状態や該現像器が本体から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましい。
【００４３】
また、図２では記載を省略しているが、この画像形成装置では図３に示すような表示部１２が設けられている。そして、必要に応じＣＰＵ１１１から与えられる制御指令に応じて所定のメッセージを表示することで、必要な情報をユーザに対し報知する。例えば、装置の故障や紙詰まり等の異常が発生したときにはその旨をユーザに知らせるメッセージを表示する。また、いずれかの現像器内のトナー残量が所定値以下まで低下したときには、当該現像器の交換が近づいたことを報知するメッセージを表示する。
【００４４】
この表示部１２としては、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置を用いることができるが、これ以外に、必要に応じて点灯あるいは点滅する警告ランプを用いてもよい。さらに、メッセージを表示することで視覚によりユーザに報知する以外に、予め録音された音声メッセージやブザー等の音声による警報装置を用いたり、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。
【００４５】
コントローラ１１には、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するために、画像メモリ１１３が設けられている。符号１０６は、ＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭである。また符号１０７は、トナーカートリッジ、その他の各交換可能なユニットの寿命管理情報や濃度調整などの各種調整情報が記憶される不揮発性のＦＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：強誘電体メモリ）である。
【００４６】
上記のように構成された画像形成装置において、各現像器（トナーカートリッジ）４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋそれぞれについて、トナー残量が求められている。この種の画像形成装置においては、同じ装置に、トナー収容量が多い大容量のトナーカートリッジと、トナー収容量が少ない小容量のトナーカートリッジの２種類の異なる容量のトナーカートリッジを交換して装着できる機種が開発されている。このような場合には、大容量または小容量のトナーカートリッジのトナー収容量に応じてその寿命が相違する。すなわち、トナーカートリッジの交換時期と判定されるトナー残量の所定値が、同色に対して大容量または小容量のトナーカートリッジでそれぞれ異なる値に設定される。
【００４７】
図４は、本発明の電源と制御部との接続構成を部分的に示すブロック図である。図３と対応する部分には同じ符号を付している。図４において、１１はメインコントローラ、１０はエンジンコントローラ、５０は画像形成装置のエンジン機構部、７０は電源である。メインコントローラ１１には、ＣＰＵ１１１、画像メモリ１１３、ハードディスク１１４、スイッチ６１が設けられている。スイッチ６１はリレーまたは電子スイッチが使用される。このスイッチ６１はＣＰＵ１１１の信号で開閉して、５Ｖ電源を画像メモリ１１３とハードディスク１１４に接続、遮断する。ＣＰＵ１１１には常時５Ｖ電源の電流が供給されている。
【００４８】
エンジンコントローラ１０には、ＣＰＵ１０１、スイッチ６３、６４、ＦＲＡＭ１０７、モータ駆動回路、ソレノイド駆動回路１０９、トライアック（ＳＳＲ）１１０設けられている。スイッチ６３、６４もリレーまたは電子スイッチが使用され、ＣＰＵ１０１の信号で開閉する。スイッチ６３は、２４Ｖ電源をモータ駆動回路、ソレノイド駆動回路１０９に接続、遮断する。スイッチ６４は、１００Ｖ電源をトライアック（ＳＳＲ）１１０に接続、遮断する。ＣＰＵ１０１には常時５Ｖ電源からの電流が供給されている。
【００４９】
このように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１とエンジンコントローラのＣＰＵ１０１は常時５Ｖ電源からの電流が供給されているので、待機モードが設定された場合でも相互に通信可能である。すなわち、マスターとしての機能を有するメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１は、スレーブとしての機能を有するエンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１に対してデータ処理のコマンドを送信する。これに対して、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１はステータス情報をＣＰＵ１１１に返送する。
【００５０】
電源７０には、制御系の５Ｖの電源７１、駆動系の２４Ｖの電源７２、１００Ｖの電源７３の三系統の電源が設置されている。各電源は、メインコントローラ１１、エンジンコントローラ１０の所定の部品に必要な電力を供給する。また、増設ユニットが設置された場合には、当該増設ユニットに対しても電源７０からの各電源が接続される。これらの各電源の電圧は、同じ主電源の電圧から電圧変換手段を用いて形成されている。したがって、主電源が遮断されると５Ｖ、２４Ｖ、１００Ｖの各電源も遮断される。
【００５１】
また、２４Ｖ電源７２には、主電源遮断時に電圧低下を検出する電圧センサ７４が設けられている。電圧センサ７４の信号はＣＰＵ１０１に入力される。ＣＰＵ１０１は、電圧センサ７４からの信号により、図１に示したように２４Ｖ電源の電圧が２１．６Ｖに低下したことを判定する。そして、ＦＲＡＭ１０７に対して主電源遮断時の寿命管理情報の書き込み制御を行なう。この際の制御については、図１により後述する。
【００５２】
画像形成装置のエンジン機構部５０には、ロータリー現像ユニット回転用の駆動モータ５１、冷却ファン５２、ソレノイド５３が設けられている。エンジン機構部５０に設けられているこれらの部品に対しては、２４Ｖ電源からの電力を給電する。また、定着ヒータ５４にはトライアック（ＳＳＲ）１１０を介して１００Ｖ電源の電力が供給される。なお、５Ｖ電源は、図４には図示されていないが、この外に、濃度センサなどの各種センサ、表示部などの部材にも接続されている。
【００５３】
メインコントローラ１１は、外部コンピュータからの印刷指令信号を一定時間受信しない場合には、タイマーなどである時間印刷動作をしていなかったものと判断する。この場合には、メインコントローラ１１自らの判断で「休止指示（待機モード設定指示）」コマンドをエンジンコントローラ１０に対して発行する。メインコントローラ１１は自らに非印字動作モードを設定すると共に、エンジンコントローラに対しても非印字動作モードを設定し、両者が非印字動作モード状態となる。
【００５４】
外部コンピュータからの印刷指令信号がメインコントローラ１１に入力された場合には、非印字動作モードから通常モード（印字動作モード）に復帰する。すなわち、メインコントローラ１１は、画像形成装置の動作モードを印字動作モードと非印字動作モードに切り替える手段として機能している。エンジンコントローラ１０は、メインコントローラ１１からの前記動作モード指令信号に基づいてエンジン各部を制御する。
【００５５】
図５は、本発明の画像形成装置に増設ユニットを設置して機能を拡張した場合の構成を示す概略の構成図である。図５において、画像形成装置８０には、隣接配置されるフィニッシャ９０と、この画像形成装置８０の上方位置に配置されたマルチビンユニット１４０と、画像形成装置８０の下方位置に配置されたオプション給紙カセット８７の各ユニットが増設されている。
【００５６】
この画像形成装置８０は、図２の画像形成装置と同様に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を用紙に印字する。また、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を用紙に印字する。図５に示すように、ケース内部には、現像ユニット８１、感光体ユニット８２、露光ユニット８３、転写ユニット８４、定着ユニット８５および給排紙ユニット８６が設けられている。
【００５７】
この感光体ユニット８２は、同図紙面において反時計方向に回転可能な感光体８２ａ（像担持体）を備えている。さらに感光体８２ａの周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ８８、現像手段としての現像ユニット８１Ｙ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｋ、およびクリーニング部８９がそれぞれ配置されている。そして、帯電ローラ８８によって帯電された感光体８２ａの外周面に向けて露光ユニット８３からレーザ光が照射されて、後述するように装置外部から与えられる画像形成指令に対応する静電潜像が形成される。現像ユニット８１Ｙ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｋは、複数色のトナーをその表面に担持する現像ユニットとして構成される。そして、前記像担持体が所定の回転方向に回転することによって前記現像ユニットの異なる色のトナーが順次前記感光体８２ａ（像担持体）と対向し、前記像担持体と前記現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する。このように、感光体８２ａは、静電潜像を担持可能に構成された像担持体として機能している。
【００５８】
このようにして形成された静電潜像は、現像ユニット８１によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像ユニット８１として、イエロー用の現像ユニット８１Ｙ、シアン用の現像ユニット８１Ｃ、マゼンタ用の現像ユニット８１Ｍ、およびブラック用の現像ユニット８１Ｋがこの順序で感光体８２ａに沿って配置されている。これらの現像ユニット８１Ｙ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｋは、それぞれ感光体８２ａに対して接離自在に構成されている。そして、エンジンコントローラからの指令に応じて、上記４つの現像ユニット８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋの中で一の現像ユニットが選択的に感光体８２ａに当接して感光体８２ａ上の静電潜像を顕在化する。このように感光体ユニット８２は、画像形成指令に対応するトナー像を感光体８２ａ上に形成する。
【００５９】
現像ユニット８１により現像されたトナー像は、ブラック現像８１Ｋとクリーニング部８９との間に位置する一次転写領域で、転写ユニット８４の中間転写ベルト１３１上に一次転写される。  この転写ユニット８４は、複数のローラと、これらローラに掛け渡された中間転写ベルト１３１と、この中間転写ベルト１３１に転写された中間トナー像を用紙に二次転写する二次転写ローラ１３２とを備えている。
【００６０】
そして、カラー画像を用紙に転写する場合には、感光体８２ａ上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト１３１上に重ね合わせてカラー像を形成する。それとともに、給排紙ユニット８６の給紙部１２１によって、カセット１２２、手差しトレイ１２３あるいはオプション給紙カセット８７から用紙を取出して二次転写領域に搬送する。その後、この用紙に、カラー像を二次転写してフルカラー画像を得る。
【００６１】
また、モノクロ画像を用紙に転写する場合には、感光体８２ａ上にブラックトナー像のみを中間転写ベルト１３１上に形成し、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域に搬送されてきた用紙に転写してモノクロ画像を得る。このように、この実施形態では、中間転写ベルト１３１が本発明の「像担持体」として機能し、感光体ユニット８２、露光ユニット８３および転写ユニット８４によって用紙に画像を形成する画像形成手段が構成されている。
【００６２】
また、転写ユニット８４によってトナー像が転写された用紙は、給排紙ユニット８６の給紙部１２１によって所定の給紙経路に沿って二次転写領域の下流側に配設された定着ユニット８５に搬送され、搬送されてくる用紙上のトナー像を用紙に定着する。そして、当該用紙はさらに給紙経路に沿って排紙部１２４に搬送される。
【００６３】
この排紙部１２４は２つの排紙経路１２４ａ、１２４ｂを有している。一方の排紙経路１２４ａは、定着ユニット８５から標準排出トレイに導入される。他方の排紙経路１２４ｂは、排紙経路１２４ａとほぼ平行に、再給紙部１２５とマルチビンユニット１４０との間に延長している。これらの排紙経路１２４ａ、１２４ｂに沿って３組のローラ対Ｒ１〜Ｒ３が設けられている。これらのローラ対は、定着済みの用紙を標準排出トレイ、フィニッシャ９０あるいはマルチビンユニット１４０に向けて排出するために使用される。また、用紙のもう一方面側にも画像を形成するため、すなわち用紙の両面に画像を形成するために再給紙部１２５側に用紙を搬送する際に使用される。
【００６４】
再給紙部１２５は、図５に示すように、排紙部１２４から反転搬送されてきた用紙を再給紙経路に沿って給紙部１２１のゲートローラ対１２６に搬送するものである。再給紙経路に沿って配設された３つの再給紙ローラ対Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃで構成されている。このように、排紙部１２４から搬送されてきた用紙を再給紙経路に沿ってゲートローラ対１２６に戻すことによって、給紙部１２１において用紙の非画像形成面が中間転写ベルト１２１に向くことになり、当該面に画像が二次転写可能となる。
【００６５】
次に、フィニッシャ９０の構成について図５を参照しながら、簡単に説明する。このフィニッシャ９０の側面部には、画像形成装置８０から排出される用紙を受け入れるための排紙口（図示省略）が設けられている。また、この排紙口の近傍には、用紙にパンチ孔を穿設するためのパンチ部９３が設けられており、必要に応じて用紙に対してパンチ孔を穿設する。
【００６６】
フィニッシャ９０内に搬入された用紙は、ノンソート用トレイ９４に搬送されるか、あるいは搬送機構９５によって中間トレイ９１に搬送される。この中間トレイ９１は、画像形成装置８０から搬入されてきた用紙を一時的に収納するものである。中間トレイ９１に所定枚数の用紙が収納されると、それらの用紙からなる用紙束に対して必要に応じてステイプラ９６によるステイプル処理を施した後、メイントレイ９２に排出するように構成されている。
【００６７】
次に、マルチビンユニット１４０の構成について説明する。マルチビンユニット１４０は、画像形成装置８０の排紙部（搬送手段）１２４によってユニット内に搬送されてきた画像形成済みの用紙を搬送する共通搬送路１４１を有している。そして、この共通搬送路１４１に対して互いに異なる分岐位置で分岐し、１０個のビンＢ１〜Ｂ１０が垂直方向にスタック配置されている。なお、この実施形態では、共通搬送路１４１の上流側にビンＢ１０が配置されるとともに、下流側（図面上では上方側）に進むにしたがってビンＢ９〜Ｂ１がこの順序で配列されている。
【００６８】
また、各分岐位置に１対１で対応して用紙の排出先を切り換える分岐爪（図示を省略）が揺動自在に設けられている。そして、マルチビンユニットコントローラの排出先切換制御部によって、分岐爪のそれぞれを揺動位置決めすることで、共通搬送路１４１に沿って搬送されてくる用紙を、複数段設けられたビンＢ１〜Ｂ１０の中で一のビンに選択的に排出する。
【００６９】
また、近年では、このマルチビンユニットをメールボックスとして用いることも行われている。マルチビンユニットをメールボックスとして用いる場合には、各ビンは個人専用の出力ビンとして割り当てられる。画像形成装置が受信した画像形成指令に個人の宛先識別情報が含まれていた場合、より具体的には、ヘッダ部に出力先のビン番号を含む画像データがホストコンピュータなどの外部装置から送られてきた場合には、画像形成装置は指定されたビン番号のビンに画像形成された用紙を排出する。これにより、個人宛の用紙が他人宛の用紙と混在することがなく、しかも、自分宛の用紙を容易に見つけだすことができるようになる。さらに、マルチビンユニットをメールボックスとして用いることは、ネットーワークを構成して複数人で１台の画像形成装置を共有する場合、特に有用となる。
【００７０】
図６は、図５に示した画像形成装置に増設ユニットを連結した場合の電気的構成を示すブロック図である。図６に示すように、画像形成装置８０内にメインコントローラ１１とエンジンコントローラ１０とが設けられている。画像形成装置８０は、図４に示したような電源７０を有しており、必要に応じて５Ｖ電源、２４Ｖ電源、１００Ｖ電源の各電源を、フィニッシャ９０、マルチビンユニット１４０およびオプション給紙カセット８７に供給する。
【００７１】
メインコントローラ１１は、ＣＰＵ、画像メモリおよび通信インターフェースなどを備えている。ホストコンピュータ１５０から画像形成指令（印字要求内容を示す信号）を受信すると、画像形成装置８０の各部の動作指示に適した形式のジョブデータ（印字情報）に変換し、エンジンコントローラ１０に送信する。  ジョブデータを受信したエンジンコントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび通信インターフェースなどを備えており、ジョブデータに応じて画像形成装置８０の各部を制御している。なお、ＲＡＭに代えてＦＲＡＭを用いることもできる。
【００７２】
また、これに対応して、エンジンコントローラ１０はシリアル通信によって、フィニッシャコントローラ９０ａに種々の制御信号などを与える。また、マルチビンユニットコントローラ１４０ａに種々の制御信号を与える。さらに、オプション給紙カセットコントローラ８７ａに種々の制御信号を与えることで、フィニッシャ９０、マルチビンユニット１４０およびオプション給紙カセット８７の各部を制御して画像形成指令に対応する印字処理を実行し、その他必要な処理を実行する。これらの各増設ユニットに設けられているコントローラは、５Ｖ電源に接続される。なお、フィニッシャ９０、マルチビンユニット１４０およびオプション給紙カセット８７には、用紙を搬送するための駆動系が設けられており、これらの駆動系には２４Ｖ電源が接続される。
【００７３】
本発明においては、画像形成装置にフィニッシャ、マルチビンユニット、オプション給紙カセットなどの増設ユニットを連結可能な構成としている。これらの増設ユニットには、図４で示したような前記画像形成装置の電源７０から電力を供給している。このため、５Ｖ電源に接続される負荷が増大する。なお、図５で説明したような増設ユニットは、図２で示した現像ロータリーを有する画像形成装置においても適宜設置することができる。したがって、現像ロータリーを有する画像形成装置においても、増設ユニットを連結すると５Ｖ電源に接続される負荷が増大する。
【００７４】
本発明においては、寿命管理情報などを書き込むメモリとして、書き込み回数に制約がないＦＲＡＭを使用する。このため、主電源遮断時などのように突発的な事態が発生した場合でも寿命管理情報の更新を行なうことができる。また、画像形成装置が非印字動作モードの際には、２４Ｖ電源の消費電流が少なくなるので、寿命管理情報などはメモリ書き込みを行なわない。
【００７５】
画像形成装置が印字動作モードで運転中、すなわち、スキャナモータなどが動作しており、２４Ｖ電源の消費電流が多くなる期間に前記情報のＦＲＡＭへの書き込みを行なう。したがって、容量が大きなコンデンサを５Ｖ電源に接続しなくても、主電源遮断時の寿命管理情報の書き込みができるので、寿命管理情報を更新する際のコストを低減することができる。
【００７６】
図１は、本発明の実施形態において、主電源遮断となった場合の２４Ｖ電源、および５Ｖ電源の電圧低下特性の例を示す特性図である。図１は、画像形成装置が印字動作モードで運転中の特性である。図１において、時刻ｔａで主電源が遮断（オフ）されたものとする。２４Ｖ電源は、特性（Ｃ）のように時間とともに電圧が低下し、時刻ｔｃで０Ｖになる。
【００７７】
５Ｖ電源は、時刻ｔａよりも遅れて時刻ｔｂから電圧の低下が開始されて、特性（Ｂ）のように時刻ｔｃで０Ｖとなる。なお、主電源遮断の時刻ｔａから５Ｖ電源の電圧が低下を開始する時刻ｔｂまでの時間は、図７で示した非印字モードの場合と、図１の印字動作モードで運転中の場合では、ＣＰＵは稼動し続けているのでほぼ同一の時間である。
【００７８】
ここで、印字動作モードで運転中には、２４Ｖ電源は消費電流が多くなるため、図７の特性と比較して主電源遮断時の電圧低下速度が速くなる。２４Ｖ電源の電圧が、定格電圧から１０％低下した際の時刻は、主電源遮断時のｔａよりも僅かに遅れた時刻ｔｘとなる。このため、５Ｖ電源においては、電圧低下を開始する時刻ｔｂまでに、（ｔｂ−ｔｘ）の時間が存在する。この時間は、数ｍｓ〜１０ｍｓ程度である。
【００７９】
このように、図１においては、２４Ｖ電源の電圧が一定レベルに低下したことにより主電源遮断を検出してから、５Ｖ電源の電圧が低下を開始するまでの間に、所定の時間が得られている。この時間内に、前記エンジンコントローラのＣＰＵ１０１は、寿命管理情報などの情報をＦＲＡＭ１０７に書き込むように制御する。したがって、本発明においては、主電源遮断の際にも、寿命管理情報などの必要な情報をメモリに書き込み処理することができる。なお、主電源が遮断した際に、ＦＲＡＭへの寿命管理情報などの情報を書き込む処理は特別な制御を必要としないので、従来よりも制御系の構成を簡単にすることができる。
【００８０】
本発明においては、図２で説明したようなロータリー現像ユニットと中間転写部材を備えた画像形成装置や、図５で示したような構成の現像ユニットと中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に用いるユニットの寿命管理情報を正確に更新でき、ユニットの交換時期を把握することができる。また、画像形成装置の機能を拡張して増設ユニットを連結するために５Ｖ電源の負荷が増大した場合にも、寿命管理情報を支障なく更新することができる。なお、ＦＲＡＭに寿命管理情報を書き込んでいるので、メモリとしてＥＥＰＲＯＭを用いた場合のように、書き込み回数を制限するための特別な制御を行なう必要がなく、制御系の構成を簡単にすることができる。
【００８１】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００８２】
以上の説明では、駆動系の電源電圧を２４Ｖ、制御系の電源電圧を５Ｖとしている。しかしながら、モータなどの駆動系部品に接続される駆動系の電源電圧は、２４Ｖ以外の電圧を設定することができる。また、ＣＰＵなどの制御系部品に接続される制御系の電源電圧は、５Ｖ以外の電圧を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す特性図である。
【図２】画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。
【図３】図２の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す構成図である。
【図６】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図７】従来例の特性図である。
【符号の説明】
２…感光体（像担持体）、４Ｃ、４Ｋ、４Ｍ、４Ｙ…現像器（トナーカートリッジ）、４４…現像ローラ（トナー担持体）、１０…エンジンコントローラ、１１…メインコントローラ、７０…電源、８０…画像形成装置、８７…オプション給紙カセット、９０…フィニッシャ、１０１…エンジンコントローラのＣＰＵ、１０７…メモリ（ＦＲＡＭ）、１１１…メインコントローラのＣＰＵ、１４０…マルチビンユニット
【図１】
2004361543.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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