(57)【要約】【課題】  発光素子を連続点灯した場合の輝度低下に対処し寿命を延長できるような、ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置の提供。【解決手段】  ラインヘッドには、副走査方向に２ラインの発光素子ライン１ａ、１ｂを形成する。時刻０〜ｔａ間では発光素子ライン１ａの各発光素子を点灯して２値データを印字し、発光素子ライン１ｂの各発光素子は点灯しない。時刻ｔａで発光素子ライン１ａを消灯し、発光素子ライン１ｂに切り替えて点灯して階調データを印字する。以下、時刻ｔｃ、ｔｄ、ｔｅ、ｔｆと、２値データおよび階調データを含む画像情報により発光素子ライン１ａ、１ｂを交互に点灯、消灯を繰り返す。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ラインに複数の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向に複数ライン設け、当該複数ラインが形成された発光素子ラインに対して、画像情報により点灯させる発光素子ラインを切り替える第１の制御手段を有することを特徴とする、ラインヘッド。
【請求項２】
前記画像情報は、２値データと階調データを含むことを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記各発光素子ラインの切り替えは、前記２値データと階調データを交互に印字するタイミングで行なわれることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記複数ラインの発光素子ラインの少なくとも１ラインを予備動作用の発光素子ラインで形成することを特徴とする、請求項ないし請求項３のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記第１の制御手段として、スイッチングトランジスタを用いることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記複数ラインの各発光素子ラインに配列された発光素子を、個別に選択して発光させる第２の制御手段を設けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記発光素子を有機ＥＬ素子、またはＬＥＤで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項８】
前記第１の制御手段により、前記発光素子のカソード側を制御して発光素子ラインを切り替えることを特徴とする、請求項７に記載のラインヘッド。
【請求項９】
前記第１の制御手段により、前記発光素子のアノードを制御して発光素子ラインを切り替えることを特徴とする、請求項７に記載のラインヘッド。
【請求項１０】
前記第１の制御手段を各発光素子ラインに対応して設け、一方の発光素子ラインを制御する前記第１の制御手段に供給される動作信号の反転信号を、他方の発光素子ラインを制御する前記第１の制御手段に供給することを特徴とする、請求項９に記載のラインヘッド。
【請求項１１】
前記第１の制御手段を伝導層が異なる一対のＦＥＴで形成し、一方伝導層のＦＥＴがオンのときに他方伝導層のＦＥＴがオフとなるように構成して、前記発光素子ラインの発光素子をオン側のＦＥＴで選択して発光させることを特徴とする、請求項９に記載のラインヘッド。
【請求項１２】
像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、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１４】
中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項１２または請求項１３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、２値データや階調データのような画像情報に応じて複数ラインの発光素子ラインを切り替えて点灯させることにより、ラインヘッドの寿命を延長させる構成とした、ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１ラインに多数の発光素子を設けたラインヘッドを露光手段として用いる画像形成装置が開発されている。特許文献１には、プリンタヘッドに１ラインのＥＬ（Electroluminesence、電界発光）素子を配列し、発光パルスの時間間隔を制御することによりＥＬ素子の寿命を長くすることが記載されている。また、特許文献２には、多数の端面発光型ＥＬ素子を１ライン、アレイ状に連設したラインヘッドにおいて、端面発光型ＥＬ素子に一主走査中に１回補助パルスを印加して全点灯させることにより、長時間の無発光の後でも短時間で所定の光強度が得られる構成とすることが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平４―３６３２６４号公報
【特許文献２】特開平３―１０１３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１、特許文献２に記載の技術は、いずれもラインヘッドに１ラインのみの発光素子ラインが設けられている。発光素子は、連続点灯の場合には温度上昇により輝度が低下して正常な印字動作ができなくなる場合があるが、従来の技術ではこのような事態に対処することは記載されていない。このため、印字品質が劣化することがあるという問題があった。また、発光素子を連続点灯するため、発光素子およびラインヘッドの寿命が短縮されるという問題があった。なお、１ラインのみの発光素子ラインが設けられているので、連続点灯の時間が長くなると各発光素子の輝度にばらつきが生じる。このため、均一性が要求される階調印字の品質劣化が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子を連続点灯した場合の輝度低下に対処して印字品質の劣化を防止し、しかも寿命を延長できるような、ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、１ラインに複数の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向に複数ライン設け、当該複数ラインが形成された発光素子ラインに対して、画像情報により点灯させる発光素子ラインを切り替える第１の制御手段を有することを特徴とする。このように、画像情報により発光素子ラインを切り替えているので、発光素子ラインは輝度低下の度合いに応じてデータ量が多い画像の印字、またはデータ量が少ない画像の印字に振り分けて点灯されることになる。したがって、単一の発光素子ラインを長時間連続点灯動作させることによる輝度の低下を抑制し、ラインヘッドの寿命を延長させることができる。
【０００７】
また、本発明は、前記画像情報は、２値データと階調データを含むことを特徴とする。このため、発光素子ラインにおいてデータ量が少ない２値データと、データ量が多い階調データがどれだけの量印字されたかにより発光素子の輝度低下の度合いを判定して、発光素子ラインの切り替え制御により印字品質の劣化を未然に防止することができる。また、輝度低下により階調印字には使用できなくなった発光素子を、２値印字に使用することにより結果的には寿命を延長させることができる。
【０００８】
また、本発明は、前記各発光素子ラインの切り替えは、前記２値データと階調データを交互に印字するタイミングで行なわれることを特徴とする。このため、輝度が低下した発光素子ラインを短時間２値データの印字を行なわせ、他の発光素子ラインで階調データの印字を比較的長い時間行なわせるような制御が可能となる。その結果、輝度が低下した発光素子ラインは、時間経過により温度が低下して輝度を回復させ通常動作を行なわせることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記複数ラインの発光素子ラインの少なくとも１ラインを予備の発光素子ラインで形成することを特徴とする。このように、ラインヘッドには予め通常動作用の発光素子ラインの外に予備動作用の発光素子ラインを設けている。このため、通常動作用の発光素子ラインの発光素子に輝度低下が生じた場合でも迅速に対応することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記第１の制御手段として、スイッチングトランジスタを用いることを特徴とする。このため、発光素子ラインの切り替えを精度良く素早く行うことができる。
【００１１】
また、本発明は、前記複数ラインの各発光素子ラインに配列された発光素子を、個別に選択して発光させる第２の制御手段を設けたことを特徴とする。このため、１ラインの発光素子ラインに配列された個別の発光素子の点灯、非点灯の制御を簡単に行うことができる。
【００１２】
また、本発明は、前記ラインヘッドの発光素子を有機ＥＬ、またはＬＥＤで構成したことを特徴とする。有機ＥＬは静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できる。また、ＬＥＤで構成した場合には発光素子の製造が簡単になる。
【００１３】
また、本発明は、前記第１の制御手段により、前記発光素子のカソード側を制御して発光素子ラインを切り替えることを特徴とする。このように、発光素子のアノード側は電源線の接続を固定した状態で発光素子ラインを切り替えるので、発光素子に接続される電源線を両極性で切り替える場合よりも切り替え制御を簡単にすることができる。
【００１４】
また、本発明は、前記第１の制御手段により、前記発光素子のアノードを制御して発光素子ラインを切り替えることを特徴とする。このように、発光素子のカソード側は電源線の接続を固定した状態で発光素子ラインを切り替えるので、発光素子に接続される電源線の両極性で切り替える場合よりも切り替え制御を簡単にすることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記第１の制御手段を各発光素子ラインに対応して設け、一方の発光素子ラインを制御する前記第１の制御手段に供給される動作信号の反転信号を、他方の発光素子ラインを制御する前記第１の制御手段に供給することを特徴とする。前記反転信号は制御部内部で形成できるので、発光素子ライン切り替え用の信号形成を簡単に行うことができる。
【００１６】
また、本発明は、前記第１の制御手段を伝導層が異なる一対のＦＥＴで形成し、一方伝導層のＦＥＴがオンのときに他方伝導層のＦＥＴがオフとなるように構成して、前記発光素子ラインの発光素子をオン側のＦＥＴで選択して発光させることを特徴とする。このため、発光素子ラインを切り替えるためのデータ線の配線が簡単になるという利点がある。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、前記ラインヘッド、現像手段、転写手段の各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、１ラインの発光素子ラインにおける発光素子が輝度低下した場合でも印字動作が続行可能なので、ラインヘッドの信頼性を高めることができる。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、前記ラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、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、ロータリ現像ユニットを備えた画像形成装置において、１ラインの発光素子ラインにおける発光素子が輝度低下した場合でも印字動作が続行可能なので、ラインヘッドの信頼性を高めることができる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えたを備えた画像形成装置において、１ラインの発光素子ラインにおける発光素子が輝度低下した場合でも印字動作が続行可能なので、ラインヘッドの信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置によれば、複数ラインの発光素子ラインを、２値データと階調データを含む画像情報により切り替えて点灯させている。このため、発光素子の輝度にばらつきが生じて、均一性が要求される階調印字には使用できなくなった場合でも、輝度に均一性が要求されない２値印字に使用することにより、発光素子の寿命を延長させることができる。また、ラインヘッドの寿命も延長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図を参照して本発明を説明する。一般に画像形成する際に、文字情報のような２値データを印字する場合と、自然画のような諧調データを印字する場合では、発光素子が輝度低下した際の画像形成の精度が相違する。２値データの場合には、発光素子が多少輝度低下しても印字品質の劣化の度合いが諧調データの場合よりも少ない。
【００２２】
本発明は、このような知見に基づいて、予め複数ラインの発光素子ラインをラインヘッドに設けておき、点灯動作中の発光素子ラインにおける発光素子の輝度が一定値よりも低下した場合には、休止中の発光素子ラインを併用して印字品質の劣化を防止するものである。
【００２３】
図１１は、本発明のラインヘッドの例を示す説明図である。図１１において、ラインヘッド１０には、主走査方向（Ｙ方向）に多数の発光素子Ｌａを形成した発光素子ライン１ａを設ける。この発光素子ラインは、副走査方向（Ｘ方向）に複数ライン形成される。この例では、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの４ライン設けられている。
【００２４】
図１１の例では、発光素子ライン１ｂ〜１ｄの少なくとも１ラインは予備動作用の発光素子ラインとして形成されている。通常動作用の発光素子ライン１ａの発光素子Ｌａが所定時間使用により輝度が低下した場合には、詳細を後述する切り替え手段により予備動作用の発光素子ライン１ｂを発光させる。発光素子ライン１ｃ、１ｄも所定周期で順次駆動される。
【００２５】
このように、本発明のラインヘッドにおいては、予備動作用として設けられる発光素子ラインは１ラインのみに限定されるものではない。発光素子ライン１ｃを発光素子ライン１ｄの予備動作用として形成することもできる。また、図１１の例では発光素子ラインを副走査方向に４ライン形成しているが、発光素子ラインを２列形成し、一方の１ラインを通常動作用の発光素子ライン、他方の１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして切り替えて使用する構成とすることもできる。
【００２６】
本発明の実施形態においては、ラインヘッドの副走査方向に複数ラインの発光素子ラインを設け、その中の少なくとも１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして形成するものである。その形態は、前記のように、２ラインの発光素子ラインを通常動作用の発光素子ラインと予備動作用の発光素子ラインに区分して形成する場合、３ライン以上の複数ラインで発光素子ラインを形成し、その中の少なくとも１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして使用する場合が含まれる。後者の場合には、予備動作用の発光素子ラインは２ライン以上形成することもできる。
【００２７】
図１は、図１１に対応した本発明の実施形態を示す特性図である。この例では簡単のため、発光素子ライン１ａ、１ｂのみを表示している。この例では、発光素子ライン１ａは２値データ印字用に、発光素子ライン１ｂは階調データ形成用に配置されている。図１において、時刻０〜ｔａ間では発光素子ライン１ａの各発光素子を点灯して２値データを印字する。発光素子ライン１ｂの各発光素子は点灯しない。
【００２８】
発光素子ライン１ａの連続使用により、時刻ｔａで輝度が所定値よりも低下すると、発光素子ライン１ａを消灯する。この発光素子ライン１ａを消灯するタイミングで、発光素子ライン１ｂに切り替えて発光素子を点灯し階調データを印字する。時刻ｔｂで発光素子ライン１ｂをオフ、発光素子ライン１ａをオンにして時刻ｔｃまでの短時間２値データを印字する。発光素子ライン１ａのオン時間は短時間であり、２値データのみを印字するので印字品質の劣化は実用上問題が生じない。
【００２９】
以下、時刻ｔｄまでは発光素子ライン１ｂによる階調データの印字、時刻ｔｄ−ｔｅ間は発光素子ライン１ａによる２値データの印字を行う。ここで、発光素子ライン１ａの各発光素子は時刻ｔａで連続点灯をオフにしてから一定の時間が経過し、温度が低下しているので輝度が回復している。このため、前記ｔｂ−ｔｃ間よりも長いｔｄ−ｔｅ間２値データを印字する。時刻ｔｅ−ｔｆ間では発光素子ライン１ｂによる階調データの印字を行う。時刻ｔｆでは発光素子ライン１ａの発光素子は時間経過により温度がさらに低下して輝度が十分に回復しているので、２値データを連続印字する。
【００３０】
このように、図１の例ではラインヘッドの副走査方向に２ラインの発光素子ラインを形成し、各発光素子ラインを２値データ印字用と、階調データ印字用に区分して使用している。このため、単一の発光素子ラインのみを用いて、２値データと階調データの双方を連続印字する場合に比較して、発光素子の輝度低下による印字品質の劣化を防止することができる。また、発光素子およびラインヘッドの寿命を延長させることができる。
【００３１】
図１に示したような発光素子ラインの切り替えタイミングの設定は、種々の要因を考慮して行う。すなわち、発光素子材料の温度特性、発光素子を取り付けるラインヘッドのパネルの放熱特性などに基づいて最適のタイミングを設定する。図１の例では、２ラインの発光素子ラインを２値データおよび階調データを含む画像情報により切り替えているが、３ライン以上の発光素子ラインを適宜のタイミングで切り替えて使用する構成とすることもできる。
【００３２】
図２は、本発明に係る他の実施形態を示す特性図である。この例では、発光素子ライン１ａは当初２値データと階調データの双方を印字し、発光素子ライン１ｂは使用しないが、一定時間経過後に発光素子ライン１ａは２値データを印字し、発光素子ライン１ｂは階調データを印字する。そして、発光素子ライン１ａと１ｂは交互に点灯する構成とするものである。
【００３３】
図２において、時刻０〜ｔｐ間では発光素子ライン１ａの各発光素子を点灯し、２値データおよび階調データを印字する。発光素子ライン１ｂの各発光素子は点灯しない。発光素子ライン１ａの連続使用により、時刻ｔｐで輝度が所定値よりも低下すると、発光素子ライン１ａを消灯し、発光素子ライン１ｂに切り替えて点灯して階調データを印字する。時刻ｔｑで発光素子ライン１ｂをオフ、発光素子ライン１ａをオンにして時刻ｔｒまでの短時間２値データを印字する。発光素子ライン１ａのオン時間は短時間であり、２値データのみを印字するので印字品質の劣化は実用上問題が生じない。
【００３４】
以下、時刻ｔｓまでは発光素子ライン１ｂによる階調データの印字、時刻ｔｓ−ｔｕ間は発光素子ライン１ａによる２値データの印字、時刻ｔｕ−ｔｖ間では発光素子ライン１ｂによる階調データの印字を繰り返す。時刻ｔｖでは発光素子ライン１ａの発光素子は時間経過により温度が低下して輝度が回復しているので、再度２値データおよび階調データを印字する。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態を示すブロック図である。本体コントローラ２３は例えばコンピュータで構成され画像データを形成する。また、画像形成装置の制御部２０には、複数ラインの発光素子ライン１ａ、１ｂが形成されているラインヘッドの切り替え回路２１、カウンタ２４ａ、２４ｂ、メモリ２５ａ、２５ｂが設けられている。
【００３６】
カウンタ２４ａは、発光素子ライン１ａの駆動時間をカウントし、カウント値をメモリ２５ａに記憶する。メモリ２５ａには、予め発光素子ライン１ａの切り替えタイミングのデータが記憶されている。また、カウンタ２４ｂは、発光素子ライン１ｂの駆動時間をカウントし、カウント値をメモリ２５ｂに記憶する。本体コントローラ２３は、発光素子ライン１ａ、１ｂの駆動時間がメモリ２５ａ、２５ｂに記憶されている切り替えタイミングとなったかどうかを判定する。点灯動作中の発光素子ラインが切り替えタイミングとなったと判定した場合には、切り替え回路２１に信号を送信し、ラ他の発光素子ラインに点灯動作を切り替える。
【００３７】
図３の例ではカウンタ２４ａ、２４ｂ、メモリ２５ａ、２５ｂの制御を本体コントローラ２３で行っている。本発明の実施形態においては、カウンタ２４ａ、２４ｂ、メモリ２５ａ、２５ｂを制御するＣＰＵなどの制御部をラインヘッド側に設け、その際に前記制御部を切り替え回路２１と同一基板上に形成することも可能である。この場合には、制御系の構成がコンパクトになり、本体コントローラ２３を介さないので配線長さが短くなり処理速度も向上する。
【００３８】
図４は、本発明における発光素子ライン切り替えの基本的構成の実施形態を示す回路図である。図４においては、簡単のため発光素子ラインは２ライン設けた例を示している。ラインヘッド１０には、発光素子ライン１、２が設けられている。発光素子ライン１には、例えばＥＬ素子を用いた発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が配列されている。また、発光素子ライン２にも、ＥＬ素子を用いた発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３が配列されている。４は正の電源線、５、６は負の電源線である。
【００３９】
正の電源線４は、発光素子ライン１、２における各発光素子のアノードに共通して接続されている。また、負の電源線５は発光素子ライン１における各発光素子のカソードに接続され、負の電源線６は発光素子ライン２における各発光素子のカソードに接続されている。すなわち、発光素子ライン１は電源線４、５間に接続されて直流電圧が印加される。また、発光素子ライン２は電源線４、６間に接続されて直流電圧が印加される構成としている。なお、実際のラインヘッド１０では、個々の各発光素子のアノードと正の電源線４間に、個々の各発行素子を点灯させるための制御回路が設けられているが、本図では図示を省略している。
【００４０】
３は切り替えスイッチで、接触子３ｃが接点３ａ側に投入されている場合には電源線４、５間に直流電圧が印加されて発光素子ライン１の各発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が点灯動作する。切り替えスイッチ３の接触子３ｃが接点３ｂ側に投入されている場合には、電源線４、６間に直流電圧が印加されて発光素子ライン２の各発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３が点灯動作する。
【００４１】
発光素子ライン１は通常動作用に設けられており、発光素子ライン２は予備動作用に設けられている。発光素子ライン１の輝度が低下した場合には、前記切り替えスイッチ３により発光素子ライン２の各発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３に電圧を印加して点灯動作を行わせる。このように、図４の例では各発光素子ラインの発光素子のカソード側が共通に接続される電源線５、６を切り替えスイッチ３で切り替えることにより、発光素子ラインを切り替えている。この際に、正の電源線４は各発光素子ラインの発光素子のアノードに共通して接続されている。すなわち、発光素子の一方極性に接続されている電源線のみを切り替えるので、両極性の電源線を切り替える場合よりも切り替え回路の構成が簡略化される。
【００４２】
切り替えスイッチ３は、図４に示されているような機械的なスイッチの外に、トランジスタなどの電子的スイッチを用いる構成とすることができる。また、発光素子ライン１、２の一方を通常動作用（２値データのみ、または２値データと階調データの印字）、他方を予備動作用（階調データの印字）とするものであり、発光素子ライン２を通常動作用、発光素子ライン１を予備動作用として用いることもできる。
【００４３】
図５は、本発明の実施形態の例を示す回路図である。図５に示したラインヘッド１０ａの図４と同じところには同じ符号を付している。図５において、Ｔｒ２は各発光素子のアノード側に接続されるドライブトランジスタ、Ｔｒ１はドライブトランジスタＴｒ２のゲートにソースが接続される制御トランジスタである。ドライブトランジスタＴｒ２、制御トランジスタＴｒ１は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）により形成される。７は制御トランジスタＴｒ１に制御信号を付与する制御回路である。
【００４４】
図５の例において、切り替えスイッチ３の接触子３ｃが接点３ａ側に投入されている状態で、電源線４、５間に電圧が印加されているものとする。制御回路７からの信号で制御トランジスタＴｒ１が動作すると、ドライブトランジスタＴｒ２が導通し、発光素子ライン１の各発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が発光する。ここで、切り替えスイッチ３の接触子３ｃを接点３ｂ側に投入すると、点灯動作は発光素子ライン２側の各発光素子に切り替わる。図５の例も図４と同様に、発光素子のアノード側の制御で発光素子ラインを切り替えるものである。
【００４５】
図５の例では、各発光素子に接続されるドライブトランジスタＴｒ２に制御トランジスタＴｒ１を直列に接続しているので、各発光素子ライン１、２の個別の発光素子を選択して発光させることができる。このように、任意の位置の発光素子を選択点灯させる制御手段を設けているので、種々の画像形成の要請に対応することができる。
【００４６】
図６は、本発明に係る他の実施形態であるラインヘッド１０ｂの例を示す回路図である。図６において、Ｔｒ３、Ｔｒ４は発光素子ライン１、２に共通のドライブトランジスタＴｒ２に直列に接続される、発光素子ラインの切り替え用トランジスタである。８、９は、発光素子ラインのセレクト信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２が供給される信号線である。ＩＮＶはセレクト信号Ｓｅｌ１を反転したＳｅｌ２を出力するインバータであり、信号線９に供給する。ここで、セレクト信号Ｓｅｌ１を反転したＳｅｌ２を外部から供給することも可能であり、この場合インバータは不要となる。
【００４７】
図６の例では、正の電源線４は発光素子ライン１、２における各発光素子のアノードに共通して接続されている。また、負の電源線５は発光素子ライン１における各発光素子のカソードに接続され、負の電源線６は発光素子ライン２における各発光素子のカソードに接続されている。負の電源線５、６は共通の電位で接続された状態を保持する。
【００４８】
制御回路７からの信号で制御トランジスタＴｒ１が動作すると、ドライブトランジスタＴｒ２が導通する。この状態で、信号線８から発光素子ラインの切り替え用トランジスタＴｒ３のゲートにセレクト信号Ｓｅｌ１が供給されると、発光素子ライン１の各発光素子が点灯する。この際に、信号線９からはセレクト信号Ｓｅｌ２が供給されないので、発光素子ライン２の発光素子は点灯しない。
【００４９】
信号線８のセレクト信号Ｓｅｌ１を停止し、信号線９からセレクト信号Ｓｅｌ２が供給されると、切り替え用トランジスタＴｒ３が遮断されＴｒ４が導通する。このため、発光素子ライン１の発光素子は消灯し、発光素子ライン２の発光素子が点灯する。このように、図５の例は、信号線８、９からのセレクト信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２によりトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４が動作して各発光素子ライン１、２のカソード側で切り替え制御を行うものである。すなわち、セレクト信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２が供給されるトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４は発光素子ラインを切り替える第１の制御手段として作用する。
【００５０】
上記のように図６の例では、発光素子ラインを切り替える第１の制御手段をトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４で構成している。このため、切り替え動作を迅速に、また、機械的スイッチと比較して信頼度の高い発光素子ラインの切り替えを実現できる。また、図４の例のように電源線の極性を切り替えることなく信号線の信号で発光素子ラインを切り替えるので、切り替えに伴う瞬時電圧の発生を抑制し、発光素子の損傷を防止することができる。
【００５１】
発光素子を有機ＥＬ素子で、切り替え用のトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４をＴＦＴ（Thin Film Transistor）で形成する場合には、ラインヘッドに切り替え用のトランジスタと発光素子とを同じ製造技術を用いて作製できるので、製造コストを低減することができる。図６の例でも、制御回路７の信号で制御トランジスタＴｒ１の動作タイミングを制御することにより、各発光素子ラインの個別の発光素子を点灯制御することが可能である。
【００５２】
図７は、本発明に係る他の実施形態であるラインヘッド１０ｃの例を示す回路図である。図７において、Ｔｒ５は発光素子ライン１の発光素子のドライバトランジスタ、Ｔｒ６は発光素子ライン２の発光素子のドライバトランジスタ、Ｔｒ７、Ｔｒ８は、発光素子ライン１、２に共通の制御トランジスタＴｒ１に直列に接続されている発光素子ライン切り替え用のトランジスタである。
【００５３】
図７の例では、制御回路７からの信号で制御トランジスタＴｒ１が導通した状態で、信号線８、９の選択信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２のいずれかを発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ７、またはＴｒ８に供給する。この際に、当該トランジスタＴｒ７、またはＴｒ８に接続されているドライバトランジスタＴｒ５、またはＴｒ６が動作して、発光素子ライン１、または発光素子ライン２の各発光素子が点灯する。
【００５４】
図８は、本発明に係る他の実施形態であるラインヘッド１０ｄの例を示す回路図である。図８においても、発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ７、Ｔｒ８が、発光素子ライン１、２に共通の制御トランジスタＴｒ１に対して直列に接続されている。また、発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ７、Ｔｒ８は、各発光素子ラインの発光素子のドライブトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６に直列に接続されている。
【００５５】
信号線１１には発光素子ライン１の各発光素子を選択するセレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４が供給される。また、信号線１２には発光素子ライン２の各発光素子を選択するセレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４の反転信号が供給される。セレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４がオンのときには反転信号がオフとなり、反転信号がオンのときにはセレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４はオフとなる。
【００５６】
セレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４のいずれかの信号は、発光素子ライン１の各発光素子に対応する切り替え用トランジスタＴｒ７のドレインに供給される。また、セレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４のいずれかの反転信号は、発光素子ライン２の各発光素子に対応する切り替えトランジスタＴｒ８のドレインに供給される。
【００５７】
制御回路７からの信号で制御トランジスタＴｒ１が動作した状態で、信号線１１のセレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４がオンのときには切り替え用トランジスタＴｒ７、ドライブトランジスタＴｒ５が導通する。このため、発光素子ライン１の各発光素子が点灯する。この際に、信号線１２におけるセレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４の反転信号はオフであり、発光素子ライン２の各発光素子は消灯している。
【００５８】
信号線１２におけるセレクト信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４の反転信号をオンにすると、発光素子ライン２の各発光素子が点灯し、発光素子ライン１の各発光素子は消灯する。なお、図７の例においても、制御回路７の信号で制御トランジスタＴｒ１の動作タイミングを制御することにより、発光素子ライン１、２の個別の発光素子を選択して発光させることができる。
【００５９】
図９は、本発明に係る他の実施形態であるラインヘッド１０ｅの例を示す回路図である。図８と同じところには同じ符号を付している。図９において、Ｔｒ９、Ｔｒ１０は発光素子ラインの切り替え用トランジスタである。図８の切り替え用トランジスタＴｒ９は、ゲートを信号線１１に接続し、ドレインを制御Ｔｒ１のソースに接続する。また、切り替えトランジスタＴｒ１０は、ゲートを信号線１２に接続し、ドレインを制御トランジスタＴｒ１のソースに接続する。発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ９、Ｔｒ１０は同一伝導層（チャンネル）、この例ではＮチャンネルのＦＥＴで構成される。
【００６０】
この例でも発光素子ラインの切り替え用トランジスタＴｒ９、Ｔｒ１０は制御トランジスタＴｒ１と直列に接続されている。制御回路７からの信号で制御トランジスタＴｒ１が導通した状態で、信号線１１、または１２のいずれかを活性化することにより、発光素子ライン１、または発光素子ライン２の各発光素子を点灯する。
【００６１】
この際に、制御トランジスタＴｒ１の動作タイミングを制御回路７により制御して、発光素子ライン１、２の個別の発光素子を選択して発光させることができる。図９の例では、制御トランジスタＴｒ１の出力信号が発光素子ラインの切り替え用トランジスタＴｒ９、Ｔｒ１０のドレインに供給される点と、前記切り替え用トランジスタＴｒ９、Ｔｒ１０のゲートにセレクト信号が供給される点が図８の構成とは相違している。すなわち、図８と図９は、制御トランジスタＴｒ１と発光素子ラインの切り替え用トランジスタＴｒ９、Ｔｒ１０の接続の形態が相違している。
【００６２】
図１０は、本発明に係る他の実施形態に係るラインヘッド１０ｆの例を示す回路図である。図９と同じところには同じ符号を付している。図１０においては、発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ９とＴｒ１１は伝導層が異なるＦＥＴを使用する。この例では、トランジスタＴｒ９をＮチャンネルのＦＥＴ、トランジスタＴｒ１１をＰチャンネルのＦＥＴで構成する。
【００６３】
一対のトランジスタＴｒ９、Ｔｒ１１のゲートには、同じデータ線の信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４が供給される。したがって、一方のトランジスタＴｒ９がオンのときに他方のトランジスタＴｒ１１はオフ、また、トランジスタＴｒ１１がオンのときにトランジスタＴｒ９はオフとなる。すなわち、信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４がオンのときには発光素子ライン１の各発光素子が点灯し、発光素子ライン２の各発光素子が非点灯となる。また、信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４がオフのときには発光素子ライン１の各発光素子が非点灯、発光素子ライン２の各発光素子が点灯となる。
【００６４】
このように、図１０の例では信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４の反転信号を供給するデータ線が不要になるという利点がある。しかしながら、発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ９、Ｔｒ１１は異なる伝導層で形成されるので、ＦＥＴの製造プロセスが複雑になる。これに対して、図９の例では、信号Ｓｅｌ１〜Ｓｅｌ４の反転信号を供給するデータ線が必要となるが、発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ９、Ｔｒ１０は同じ伝導層で構成されるので製造プロセスが簡単になる。
【００６５】
図４〜図１０の例では、発光素子ラインが２ラインのラインヘッドについて説明した。本発明のラインヘッドは、発光素子ラインを図１１に示したように３ライン以上の複数ラインを設けることができる。この場合の発光素子ラインの切り替えを、図４〜図１０で説明したような回路を適用して、スイッチングトランジスタで構成することは当業者において容易である。
【００６６】
本発明においては、モノクロプリンタの他に、４サイクルカラープリンタや、タンデム方式のカラープリンタにも当該ラインヘッドは当然適用されるものである。これらのカラープリンタにおいては、本発明の構成とすることにより、ラインヘッドに形成される複数ラインの発光素子ラインを合理的に使用することができる。
【００６７】
図１２は、発光素子として有機ＥＬを用いた画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
【００６８】
図１２に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。
【００６９】
前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。
【００７０】
各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
【００７１】
また、この有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。
【００７２】
ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エナルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。
【００７３】
現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。
【００７４】
このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。
【００７５】
なお、図１２中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
【００７６】
このように、図１２の画像形成装置は、書き込み手段として有機ＥＬアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。
【００７７】
次に、本発明に係る画像形成装置に係る他の実施の形態について説明する。図１３は、画像形成装置の縦断側面図である。図１３において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段（露光ヘッド）１６７、中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着器の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。
【００７８】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【００７９】
１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書込手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。
【００８０】
中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００８１】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【００８２】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレイ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００８３】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、例えば低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。
【００８４】
図の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。
【００８５】
中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。
【００８６】
４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。
【００８７】
以上、本発明のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、本発明によれば、発光素子の寿命が延長されるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施形態を示す特性図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示す特性図である
【図３】本発明の制御部を示すブロック図である。
【図４】本発明の一例を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図７】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図８】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図９】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図１１】ラインヘッドの一例を示す説明図である。
【図１２】本発明のタンデム方式の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。
【図１３】発明の他の実施形態を示す画像形成装置の縦断側面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・発光素子ライン（通常動作用）、２・・・発光素子ライン（予備動作用）、３・・・切り替えスイッチ、４・・・正の電源線、５、
６・・・負の電源線、７・・・データ線、８、９・・・選択線、１１〜１３・・・シフトレジスタ、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・一次転写ローラ、４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・クリーニング装置、５０・・・中間転写ベルト、６６・・・二次転写ローラ、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ・・・有機ＥＬアレイ露光ヘッド（ラインヘッド）、１６１・・・現像装置、１６５・・・感光体ドラム、１６７・・・露光ヘッド（ラインヘッド）、１６９・・・中間転写ベルト、１７１・・・二次転写ローラ、Ｐ…記録媒体、Ｄ００〜Ｄ２３、Ｄ５０〜Ｄ７３・・・発光素子、Ｔｒ１・・・制御トランジスタ、Ｔｒ２、Ｔｒ５、Ｔｒ６・・・ドライブトランジスタ、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ７〜Ｔｒ１１・・・切り替え用トランジスタ
【図１】
2005096261.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】
2005096261.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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