(57)【要約】【課題】滴吐出状態を検出して回復動作を行うときの無駄な液体消費量が多くなる。【解決手段】各ノズルに対応するＰＤ（受光）部９５からの検出出力（出力電圧Ｖ１）を取り込み、出力電圧Ｖと予め定めた正規の出力電圧Ｖ０との差分電圧ΔＶを演算し、差分電圧ΔＶが予め定めた閾値以上のノズルを異常吐出ノズルと判定して、当該差分電圧ΔＶに対応する空吐出駆動波形を選択して当該異常吐出ノズルの圧力発生手段に与えて、当該異常吐出ノズルのみから空吐出滴を吐出させる。【選択図】図１６
2013035138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルから液滴を吐出させる圧力を発生する圧力発生手段とを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルからの滴吐出状態を検出する滴吐出状態検出手段と、
画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作による回復動作を制御する回復制御手段と、を備え、
前記滴吐出状態検出手段は、前記滴吐出状態の検出結果と予め定めた閾値と比較して正常吐出か異常吐出かを判定し、
前記回復制御手段は、前記異常吐出と判定されたノズルに対応する圧力発生手段に対し、前記滴吐出状態の検出結果と前記閾値との差分に応じた空吐出駆動波形を出力して、当該前記異常吐出と判定されたノズルから空吐出滴を吐出させる制御をする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記滴吐出状態検出手段は、吐出された液滴の滴体積を検出する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】
前回以前の滴吐出状態検出動作における前記滴体積の検出結果を前記閾値とすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記滴吐出状態検出手段は、吐出された液滴の滴速度を検出する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５】
前回以前の滴吐出状態検出動作における前記滴速度の検出結果を前記閾値とすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記空吐出動作では、前記差分に応じて吐出させる滴数を異ならせることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回復動作では、滴吐出が異常と判定されたノズルについてのみ前記空吐出動作を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか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し、特に滴吐出状態検出装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置として、例えばインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、記録ヘッドは、インクをノズルから用紙に吐出させて記録を行なう関係上、ノズルからの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などにより吐出不良が発生すると、画像品質が低下することになる。
【０００４】
そこで、ヘッドからの滴吐出状態を検出する滴吐出状態検出装置を備え、滴吐出が正常でないノズルが検出されたときには、記録ヘッドの回復動作を行うことが知られている(特許文献１)。この場合、滴体積或いは滴速度を測定するものが知られている（特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１８２６４号公報
【特許文献２】特開２００５−２８０３５１号公報
【特許文献３】特開２００６−１１０７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、記録ヘッドの維持回復動作としては、記録ヘッドのノズル面をキャップでキャッピングして、キャップに接続された吸引手段を駆動することにより、ノズルから強制的に液体を吸引排出させる吸引方式、記録ヘッドに供給側から液体を加圧供給することでノズルから強制的に液体を加圧排出させる加圧方式、及び、これらの吸引と加圧を組み合わせた方式などが採用されるが、いずれにしてもヘッドの回復動作を行うときには、画像形成に寄与しない液体消費を伴うことになる。
【０００７】
そのため、滴吐出状態検出装置で吐出異常が検出されたときに行う回復動作では、吐出が正常なノズルからも液体が排出され、液体が無駄に消費されるという課題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、滴吐出不良に伴う回復動作における無駄な液体消費量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルから液滴を吐出させる圧力を発生する圧力発生手段とを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルからの滴吐出状態を検出する滴吐出状態検出手段と、
画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作による回復動作を制御する回復制御手段と、を備え、
前記滴吐出状態検出手段は、前記滴吐出状態の検出結果と予め定めた閾値と比較して正常吐出か異常吐出かを判定し、
前記回復制御手段は、前記異常吐出と判定されたノズルに対応する圧力発生手段に対し、前記滴吐出状態の検出結果と前記閾値との差分に応じた空吐出駆動波形を出力して、当該前記異常吐出と判定されたノズルから空吐出滴を吐出させる制御をする
構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置によれば、滴吐出状態検出手段は、滴吐出状態の検出結果と予め定めた閾値と比較して正常吐出か異常吐出かを判定し、回復制御手段は、異常吐出と判定されたノズルに対応する圧力発生手段に対し、滴吐出状態の検出結果と閾値との差分に応じた空吐出駆動波形を出力して、当該異常吐出と判定されたノズルから空吐出滴を吐出させる制御をする構成としたので、滴吐出不良に伴う回復動作における無駄な液体消費量を低減するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を説明する側面説明図である。
【図２】同装置の模式的平面説明図である。
【図３】記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示すノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
【図４】同じく図３のＸ−Ｘ線に沿うノズル配列方向の要部断面説明図である。
【図５】滴吐出状態検出装置の一例の説明に供する説明図である。
【図６】インクの乾燥度合いと滴体積との関係の一例を説明する説明図である。
【図７】滴吐出状態の一例の説明に供する説明図である。
【図８】図７の滴吐出状態における出力電圧（検出出力）の一例の説明に供する説明図である。
【図９】インクの乾燥度合いと滴速度との関係の一例を説明する説明図である。
【図１０】滴吐出状態の一例の説明に供する説明図である。
【図１１】図１０の滴吐出状態における出力電圧（検出出力）の一例の説明に供する説明図である。
【図１２】同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック説明図である。
【図１３】同制御部の印刷制御部及びヘッドドライバの一例を示すブロック説明図である。
【図１４】同じくノズル欠損検知及び回復動作に関わる部分の説明に供するブロック説明図である。
【図１５】滴速度と空吐出駆動波形の大きさ（入力波形倍率）との関係の一例を説明する説明図である。
【図１６】本発明の第１実施形態における回復制御（空吐出制御）を説明するフロー図である。
【図１７】本発明の第２実施形態における閾値設定処理を説明するフロー図である。
【図１８】同じく滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を説明するフロー図である。
【図１９】本発明の第３実施形態における回復制御（空吐出制御）を説明するフロー図である。
【図２０】本発明の第４実施形態における閾値設定処理を説明するフロー図である。
【図２１】同じく滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を説明するフロー図である。
【図２２】本発明の第５実施形態の説明に供する説明図である。
【図２３】空吐出駆動波形の一例の説明に供する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
【００１３】
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に移動自在に保持し、後述する主走査モータによってタイミングベルトを介してキャリッジ主走査方向に移動走査する。
【００１４】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１５】
記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００１６】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク３５」という。）を搭載している。このヘッドタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のメインタンクであるインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクが補充供給される。
【００１７】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００１８】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００１９】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、後述する副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
【００２０】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００２１】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００２２】
さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク９９が装置本体に対して交換可能に装着される。
【００２３】
また、維持回復機構８１と搬送ベルト５１との間には、記録ヘッド３４のノズルからの液滴吐出状態を検出する滴吐出状態検出手段（装置）９０が配置され、所要のタイミングで滴吐出状態の検出が行われる。
【００２４】
また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００２５】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００２６】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００２７】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００２８】
そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００２９】
次に、記録ヘッド３４を構成している液体吐出ヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図４は同じく図３のＸ−Ｘ線に沿うノズル配列方向の要部断面説明図である。
【００３０】
この液体吐出ヘッドは、流路板（流路基板、液室基板）１０１と、この流路板１０１の下面に接合した振動板部材１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを有している。
【００３１】
これらによって液滴（液体の滴）を吐出する複数のノズル１０４がそれぞれノズル連通路１０５を介して通じる個別流路としての複数の液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）１０６、液室１０６にインクを供給する流体抵抗部を兼ねた供給路１０７、この供給路１０７を介して液室１０６と通じる連通部１０８を形成し、連通部１０８に振動板部材１０２に形成した供給口１０９を介して後述するフレーム部材１１７に形成した共通液室１１０からインクを供給する。
【００３２】
流路板１０１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路１０５、液室１０６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。例えば、ＳＵＳ基板に酸性エッチング液でエッチング、あるいは打ち抜き（プレス）などの機械加工をすることで形成することもできる。流路板１０１の液室１０６の間は液室間隔壁１０６Ａとなる。
【００３３】
振動板部材１０２は、第１層１０２Ａと第２層１０２Ｂとで形成されて、第１層１０２Ａで薄肉部を形成し、第１層１０２Ａ及び第２層１０２Ｂで厚肉部を形成している。そして、この振動板部材１０２は、各液室１０６に対応してその壁面を形成する第１層１０２Ａで形成された各振動領域（ダイアフラム部）１０２ａを有し、この振動領域１０２ａの中に、面外側（液室１０６と反対面側）に第１層１０２Ａ及び第２層１０２Ｂの厚肉部で形成された島状凸部１０２ｂが設けられ、この島状凸部１０２ｂに振動領域１０２ａを変形（変位）させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１００を配置している。
【００３４】
この圧電アクチュエータ１００は、ベース部材１１３上に接着剤接合した２つの積層型圧電部材１１２を有し、圧電部材１１２にはハーフカットダイシングによって溝を加工して１つの圧電部材１１２に対して所要数の圧電柱１１２Ａ、１１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。なお、圧電部材１１２の圧電柱１１２Ａ、１１２Ｂは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を駆動柱１１２Ａ、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を非駆動柱１１２Ｂとして区別している。
【００３５】
そして、駆動柱１１２Ａの上端面（接合面）を振動板部材１０２の島状凸部１０２ｂに接合している。
【００３６】
ここで、圧電部材１１２は、圧電材料層１２１と内部電極１２２Ａ、１２２Ｂとを交互に積層したものであり、内部電極１２２Ａ、１２２Ｂをそれぞれ端面、即ち圧電部材１１２の振動板部材１０２に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極（外部電極）１２３、１２４に接続し、端面電極（外部電極）１２３、１２４間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。外部電極１２３を個別外部電極（個別電極）とし、外部電極１２４を共通外部電極（共通電極）として使用する。
【００３７】
また、圧電部材１１２には駆動柱１１２Ａに駆動信号を与えるための可撓性を有する配線部材としてのＦＰＣ１１５が接続されている。ＦＰＣ１１５には、図示しないが駆動柱１１２Ａに駆動波形を与えるドライバＩＣ（駆動回路）が搭載されている。
【００３８】
ノズル板１０３は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で形成しているが、ステンレスなどの金属、ポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂、シリコン及びそれらの組み合わせからなるものなども用いることができる。このノズル板１０３には各液室１０６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。そして、このノズル板１０３の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は液室１０６側と反対の面）には撥水層を設けている。
【００３９】
さらに、これらの圧電部材１１２、ベース部材であるベース部材１１３及びＦＰＣ１１５などで構成される圧電アクチュエータ１００の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材１１７を接合している。そして、このフレーム部材１１７には前述した共通液室１１０を形成し、更に共通液室１１０に外部からインクを供給するための図示しない供給口を形成している。
【００４０】
このように構成した液体吐出ヘッドヘッドにおいては、記録する画像に応じて駆動柱１１２Ａに印加する電圧を基準電位Ｖｅから下げることによって、駆動柱１１２Ａが収縮し、振動板部材１０２の振動領域１０２ａが下降して液室１０６の体積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後駆動柱１１２Ａに印加する電圧を上げて駆動柱１１２Ａを積層方向に伸張させ、振動板部材１０２の振動領域１０２ａをノズル板１０３方向に変形させることで、液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４から液滴が吐出される。
【００４１】
そして、駆動柱１１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材１０２の振動領域１０２ａが初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１１０から液室１０６内にインクが充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００４２】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。
【００４３】
次に、滴吐出状態検出装置９０の一例について図５を参照して説明する。なお、図５は同装置の説明に供する説明図である。
【００４４】
この滴吐出状態検出装置９０は、レーザーダイオード９１から照射された光をコリメートレンズ９２を通して集光してレーザー光９３として射出し、レーザー光９３が液滴２０１で散乱されて生じる散乱光９４をフォトダイオード９５で受光して電圧に変換して出力する。そして、この出力電圧を予め定めた閾値と比較することによって当該液滴を吐出するノズルが正常であるか異常であるかを判定（検出）する。
【００４５】
例えば、ノズル内のインクの乾燥度合いと吐出される液滴の滴体積の関係は、図６に示すように、乾燥度合いが高くなるに従って滴体積が小さく関係にある。
【００４６】
そこで、図７に示すように、記録ヘッド３４の各ノズル１０４から順次液滴２０１を吐出するとき、例えば、同図で左から６番目のノズル１０４について吐出された液滴２０２の滴体積が所定体積より少ないとする。
【００４７】
このとき、当該ノズル１０４からの液滴２０２を検出したときのフォトダイオード９５の出力電圧（滴検出出力）Ｖ１は図８に実線で示すようになる。つまり、図８に破線で示す正常吐出状態であるとき（正規）の出力電圧Ｖ０に対し、当該液滴２０２を検出した時の出力電圧Ｖ１は差分電圧ΔＶだけ低くなる。
【００４８】
ここで、正規の出力電圧Ｖ０に対する実際の出力電圧Ｖ１との差分電圧ΔＶは、滴体積に対応したものになり、滴体積が所定の滴体積よりも小さくなると電圧ΔＶも大きくなる。
【００４９】
そこで、例えば、実際の出力電圧Ｖ１と正規の出力電圧Ｖ０との差分電圧ΔＶを、許容される滴体積の変動範囲に基づいて予め定めた値（閾値）と比較して、閾値以上であるときには、当該液滴を吐出したノズルを異常吐出と判定し、閾値未満であるときには正常吐出と判定することができる。
【００５０】
また、例えばノズル内のインクの乾燥度合いと吐出される滴速度の関係は、図９に示すように、乾燥度合いが高くなるに従って滴速度が遅くなる関係にある。
【００５１】
そこで、図１０に示すように、記録ヘッド３４の各ノズル１０４から順次液滴２０１を吐出するとき、例えば、同図で左から６番目のノズル１０４について吐出された液滴２０３の滴速度が所定滴速度より少ないとする。
【００５２】
このとき、当該ノズル１０４からの液滴２０３を検出したときのフォトダイオード９５の出力電圧（滴検出出力）は図１１に実線で示すようになる。つまり、図１１に破線で示す正常吐出状態であるときの隣り合う検出出力の検出間隔である正規の検出間隔ｔ０に対し、当該液滴２０３を検出するまでの検出間隔ｔ１は差分時間Δｔだけ遅くなる。
【００５３】
ここで、正規の検出間隔ｔ０に対する実際の検出間隔ｔ１との差分時間Δｔは、滴速度に対応したものになり、滴速度が所定の滴速度よりも遅くなると差分時間Δｔも大きくなる。
【００５４】
そこで、例えば、実際の検出間隔ｔ１と正規の検出間隔ｔ０との差分時間Δｔを、許容される滴速度の範囲に基づいて予め定めた値（閾値）と比較して、閾値以上であるときには、当該液滴を吐出したノズルを異常吐出と判定し、閾値未満であるときには正常吐出と判定することができる。
【００５５】
なお、滴吐出状態検出装置９０の構成はこれに限るものではない。また、不吐出ノズルは、ユーザーの長期使用によって紙紛などに代表される異物がノズル外部から詰まったり、インク内に含まれる突発的な異物により内部から詰まったりする場合がある。
【００５６】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同制御部の全体ブロック説明図である。
【００５７】
この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行する本発明に係る空吐出動作などの回復制御を処理するプログラムなどの各種プログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。
【００５８】
また、記録ヘッド３４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５５５、維持回復機構８１の吸引ポンプ８１２及び詳細は省略するがキャップ８２等を昇降させるキャップ昇降機構８２０を作動する維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０と、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１とを備えている。
【００５９】
また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。
【００６０】
また、この制御部５００には、滴吐出状態検出装置９０からの滴吐出状態検出信号が入力されている。制御部５００は、滴吐出状態の検出を行うときには、キャリッジ３３を移動走査して記録ヘッド３４を滴吐出状態検出装置９０による検出位置まで移動させ、記録ヘッド３４の各ノズル１０４から順次液滴を吐出させて滴吐出状態検出装置９０による滴吐出状態の検出を行わせ、検出結果に応じて、記録ヘッド３４のノズル１０４の回復動作としての空吐出動作を制御する。
【００６１】
この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。
【００６２】
そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行っている。
【００６３】
印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ５０９に対して出力する。
【００６４】
ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド７を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
【００６５】
Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ駆動部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度、湿度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。
【００６６】
次に、印刷制御部５０８及びヘッドドライバ５０９の一例について図１３を参照して説明する。
印刷制御部５０８は、画像形成時に１印刷周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形（共通駆動波形）を生成して出力する駆動波形生成部７０１と、印刷画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３を出力するデータ転送部７０２と、空吐出用の駆動波形を生成して出力する空吐出駆動波形生成部７０３とを備えている。
【００６７】
なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ２０９のスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき駆動パルス又は波形要素でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。
【００６８】
ヘッドドライバ５０９は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／１チャンネル（１ノズル）を入力するシフトレジスタ７１１と、シフトレジスタ７１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路７１２と、階調データと制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ７１３と、デコーダ７１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ７１４と、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ７１６とを備えている。
【００６９】
このアナログスイッチ７１６は、各駆動柱１１２Ａの選択電極（個別電極）１２３に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３をデコーダ７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ７１５がオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動パルス及び波形要素が通過して（選択されて）圧力発生手段である駆動柱１１２Ａに印加される。
【００７０】
空吐出駆動波形生成部７０３は、空吐出動作を行うときに、空吐出駆動波形を生成してアナログスイッチ７１５に出力する。なお、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形と空吐出駆動波形生成部７０３からの空吐出駆動波形とは、選択的に生成され、あるいは、選択的にアナログスイッチ７１５に入力される。
【００７１】
次に、この制御部における滴吐出状態の検出と空吐出制御にかかる部分の詳細について図１４のブロック説明図を参照して説明する。
【００７２】
ノズル欠損検知部８０１は、液滴検知制御部８０２と、液滴異常演算部８０３とを有し、異常吐出ノズルの判定を行う。
【００７３】
液滴検知制御部８０２は、Ｉ／Ｆ８０４を介して、発光部９１を駆動制御して前述したようにレーザー光を射出させ、受光部９５からの受光出力を入力し、液滴異常演算部８０３に与える。
【００７４】
液滴異常演算部８０３は、液滴検知制御部８０２からの受光出力を受け取り、前述したように滴体積に対応する差分電圧ΔＶあるいは滴速度に対応する差分時間Δｔを演算して、液滴検知制御部８０２に演算した差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔを与える。そして、液滴検知制御部８０２の判定手段を構成する部分で、差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔと予め定めた閾値とを比較して正常吐出か異常吐出かを判定する。
【００７５】
また、液滴検知制御部８０２は、異常吐出と判定したときに、液滴異常演算部８０３を通じて当該異常判定したときの差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔを入力波形選択部８０５に出力させる。
【００７６】
入力波形選択部８０５は、液滴検知制御部８０２が異常吐出と判定したときの滴体積に対応する差分電圧ΔＶあるいは滴速度に対応する差分時間Δｔに応じて予め定めた空吐出用の駆動波形（入力波形）を選択してヘッド制御部８０６に与える。
【００７７】
ヘッド制御部８０６は、入力波形選択部８０４で選択された駆動波形（入力波形）をヘッドドライバ５０９を通じて、記録ヘッド３４の異常吐出と判定されたノズルの圧力発生手段に印加させて、当該ノズルから画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を吐出させる。
【００７８】
ここで、差分電圧ΔＶ或いは差分時間Δｔは、前述したように、ノズル内のインクの乾燥度合いに応じて変化するので、差分電圧ΔＶ或いは差分時間Δｔの大きさを「異常度合い」とするとき、図１５に示すように、異常度合いが大きくなるに従ってノズルの圧力発生手段に与える駆動波形（入力波形）の倍率（％）を高くするように設定して、例えばより大きな電位の駆動波形を与え、或いは、吐出させる滴数を多くするようにしている。
【００７９】
また、空吐出用の入力波形の選択は、例えば、前述した空吐出駆動波形生成部７０３に予め差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔに対応する複数の空吐出駆動信号を含む空吐出駆動波形データを格納しておき、データ転送部７０２から液滴異常演算部８０３からの差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔのデータに対応する駆動波形を選択する滴制御信号を出力させて、差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔに対応する駆動波形をヘッドドライバ５０９に与えるようにすることができる。
【００８０】
あるいは、前述した空吐出駆動波形生成部７０３に予め差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔに対応する複数の空吐出駆動波形データを格納しておき、液滴異常演算部８０３からの差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔのデータに対応する空吐出駆動データを選択的に出力させるようにすることもできる。
【００８１】
あるいは、前述した空吐出駆動波形生成部７０３に基準となる空吐出駆動波形データと、差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔに対応する倍率とを格納しておき、液滴異常演算部８０３からの差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔに応じた倍率を選択して基準となる空吐出駆動波形データを補正して出力するようにすることもできる。例えば、基本の空吐出駆動波形データに１５０％の倍率を乗じた空吐出駆動波形を異常吐出のノズルに与える。
【００８２】
次に、本発明の第１実施形態における回復制御（空吐出制御）について図１６のフロー図を参照して説明する。
【００８３】
まず、所定のタイミングで滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を開始し、すべてのノズルから液滴を吐出させて各ノズルに対応するＰＤ（受光部）９５からの検出出力（出力電圧Ｖ１）を取り込む。
【００８４】
そして、検出した出力電圧Ｖと正常吐出状態に対応する予め定めた正規の出力電圧Ｖ０との差分電圧ΔＶを演算する。すべてのノズルについて差分電圧ΔＶの演算が終了したときには、差分電圧ΔＶが予め定めた閾値以上のノズルがあるか否かを判別する。つまり、ここでは、差分電圧ΔＶが閾値以上であるノズルを異常吐出ノズルと判定する。
【００８５】
このとき、差分電圧ΔＶが閾値以上の異常吐出ノズルがあれば、当該差分電圧ΔＶに対応する空吐出駆動波形を選択して当該異常吐出ノズルの圧力発生手段に与えて、当該異常吐出ノズルのみから空吐出滴を吐出させる。なお、空吐出駆動波形の選択とは、前述した各例のいずれであってもよい。
【００８６】
このように、滴吐出状態の検出結果と閾値と比較して正常吐出か異常吐出かを判定し、異常吐出と判定されたノズルに対応する圧力発生手段に対し、差分に応じた空吐出駆動波形を出力して、当該異常吐出と判定されたノズルから空吐出滴を吐出させる制御をする構成とすることで、滴吐出不良に伴う回復動作における無駄な液体消費量を低減するができる。
【００８７】
次に、本発明の第２実施形態について図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態における閾値設定処理を説明するフロー図、図１８は同じく滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を説明するフロー図である。
【００８８】
本実施系形態では、滴吐出状態検出装置９０による滴吐出状態の検出結果と比較する閾値として初期状態における滴吐出状態検出動作で得られる検出結果を使用するようにしている。
【００８９】
すなわち、画像形成装置の使用を開始するとき、記録ヘッド３４やヘッドタンク３５に液体を充填する初期充填動作を行う。そこで、図１７を参照して、初期充填動作完了後、初期状態における滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を開始し、ＰＤ（受光）部９５からの検出出力を取り込んで、すべてのノズルについて検出動作が終了したときには、各ノズルについて出力電圧を閾値となる出力電圧Ｖ０として不揮発性メモリ５０４などに記録（記憶）する。
【００９０】
次に、図１８を参照して、所定のタイミングで滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を開始し、ＰＤ（受光部）９５からの検出出力を取り込んで、各ノズルについて出力電圧Ｖ１を演算する。
【００９１】
そして、検出した出力電圧Ｖ１と前記記録している出力電圧Ｖ０とを比較し、Ｖ０≧Ｖ１のノズルがあるか否かを判別する。つまり、記録している出力電圧Ｖ０を閾値として検出した出力電圧Ｖ１と比較し、Ｖ０≧Ｖ１のノズルについては異常吐出ノズルと判定する。
【００９２】
そして、Ｖ０≧Ｖ１のノズル（異常吐出ノズル）があるときには、（Ｖ０−Ｖ１）の差分電圧ΔＶを演算し、当該差分電圧ΔＶに対応する空吐出駆動波形を選択して当該異常吐出ノズルの圧力発生手段に与えて、当該異常吐出ノズルのみから空吐出滴を吐出させる。なお、空吐出駆動波形の選択とは、前述した各例のいずれであってもよい。
【００９３】
つまり、前述したように、維持回復動作を行うとき、ワイパ部材８４によって記録ヘッド３４のノズル面を払拭するが、拭き残しによって、ノズル面は記録を重ねる毎に経時劣化するおそれがある。この経時劣化が起こると、ヘッドのノズル面にメニスカスを形成できなくなり、吐出不良に繋がる場合がある。これを判定するために、初期状態の出力電圧Ｖ０を閾値として検出した出力電圧Ｖ１と比較することで、経時劣化による吐出異常の判定を行うことができる。
【００９４】
次に、本発明の第３実施形態における回復制御（空吐出制御）について図１９のフロー図を参照して説明する。
【００９５】
まず、所定のタイミングで滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を開始し、すべてのノズルから液滴を吐出させてＰＤ（受光部）９５からの検出出力（出力電圧）を取り込む。
【００９６】
その後、隣接する液滴の出力電圧の検出間隔ｔ１と正常吐出状態に対応する正規の検出間隔ｔ０との差分時間Δｔを演算する。すべてのノズルについて差分時間Δｔの演算が終了したときには、差分時間Δｔが予め定めた閾値以上のノズルがあるか否かを判別する。つまり、ここでは、差分時間Δｔが閾値以上であるノズルを異常吐出ノズルと判定する。
【００９７】
このとき、差分時間Δｔが閾値以上の異常吐出ノズルがあれば、当該差分時間Δｔに対応する空吐出駆動波形を選択して当該異常吐出ノズルの圧力発生手段に与えて、当該異常吐出ノズルのみから空吐出滴を吐出させる。なお、空吐出駆動波形の選択とは、前述した各例のいずれであってもよい。
【００９８】
このように、滴吐出状態の検出結果と閾値と比較して正常吐出か異常吐出かを判定し、異常吐出と判定されたノズルに対応する圧力発生手段に対し、差分に応じた空吐出駆動波形を出力して、当該異常吐出と判定されたノズルから空吐出滴を吐出させる制御をする構成とすることで、滴吐出不良に伴う回復動作における無駄な液体消費量を低減するができる。
【００９９】
次に、本発明の第４実施形態について図２０及び図２１を参照して説明する。なお、図２０は同実施形態における閾値設定処理を説明するフロー図、図２１は同じく滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を説明するフロー図である。
【０１００】
本実施系形態では、滴吐出状態検出装置９０による滴吐出状態の検出結果と比較する閾値として初期状態における滴吐出状態検出動作で得られる検出結果を使用するようにしている。
【０１０１】
すなわち、画像形成装置の使用を開始するとき、記録ヘッド３４やヘッドタンク３５に液体を充填する初期充填動作を行う。そこで、図２０を参照して、初期充填動作完了後、初期状態における滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を開始し、ＰＤ（受光）部９５からの検出出力を取り込んで、すべてのノズルについて検出動作が終了したときには、各ノズルについて隣り合うノズルとの検出間隔ｔ０を不揮発性メモリ５０４などに記録（記憶）する。
【０１０２】
次に、図２１を参照して、所定のタイミングで滴吐出状態検出処理（ノズル欠損検知動作）を開始し、ＰＤ（受光部）９５からの検出出力を取り込んで、各ノズルについて検出間隔ｔ１を演算する。
【０１０３】
そして、検出した検出間隔ｔ１と前記記録している初期状態の検出間隔ｔ０とを比較し、ｔ１＞ｔ０のノズルがあるか否かを判別する。つまり、記録している初期状態の検出間隔ｔ０を閾値として検出した検出間隔ｔ１と比較し、ｔ１＞ｔ０のノズルについては異常吐出ノズルと判定する。
【０１０４】
そして、ｔ１＞ｔ０のノズル（異常吐出ノズル）があるときには、（ｔ１−ｔ０）の差分時間Δｔを演算し、当該差分時間Δｔに対応する空吐出駆動波形を選択して当該異常吐出ノズルの圧力発生手段に与えて、当該異常吐出ノズルのみから空吐出滴を吐出させる。なお、空吐出駆動波形の選択とは、前述した各例のいずれであってもよい。
【０１０５】
つまり、前述したように、維持回復動作を行うとき、ワイパ部材８４によって記録ヘッド３４のノズル面を払拭するが、拭き残しによって、ノズル面は記録を重ねる毎に経時劣化するおそれがある。この経時劣化が起こると、ヘッドのノズル面にメニスカスを形成できなくなり、吐出不良に繋がる場合がある。これを判定するために、初期状態の検出間隔ｔ０を閾値として検出した検出間隔ｔ１と比較することで、経時劣化による吐出異常の判定を行うことができる。
【０１０６】
次に、本発明の第５実施形態について図２２を参照して説明する。なお、図２２は同実施形態の説明に供する説明図である。
【０１０７】
本実施形態では、異常度合い差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔに応じて、空吐出する空吐出滴の滴数を変更している。すなわち、前述したように、乾燥度合いが大きいほど、ノズル欠損検知時の滴体積が減少し、あるいは滴速度が低下するので、図２１に示すように、異常度合いが大きくなるほど（滴体積が少ないほどあるいは滴速度が遅いほど）、空吐出の滴数を多く設定する。
【０１０８】
これにより、異常吐出ノズルの回復性を向上させることができる。
【０１０９】
ここで、空吐出駆動波形の一例について図２３を参照して説明する。
この空吐出駆動波形は、液滴を吐出させないでノズル近傍のインクを振動させる微駆動パルス（駆動信号）Ｐ１と、３種類の空吐出パルス（駆動信号）Ｐ２ないしＰ４を１駆動周期内で生成出力している。空吐出パルスＰ２ないしＰ４は、順次電位が高くなるパルスであって、差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔに応じて、例えば差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔが小さいときには空吐出パルスＰ２を選択して圧力発生手段に与え、差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔが長くなるに従って空吐出パルスＰ３、Ｐ４を選択して圧力発生手段に与える。
【０１１０】
また、差分電圧ΔＶあるいは差分時間Δｔが長くなったときには、空吐出パルスＰ２ないしＰ４のうちの複数の空吐出パルスを選択する（滴数を多くする）ようにすることもできる。
【０１１１】
また、正常吐出と判定されたノズルについては、微駆動パルスＰ１を印加してノズル状態を良好に維持することができる。
【０１１２】
以上の回復制御や滴吐出状態検出処理など、本発明に係る処理は、ＲＯＭ５０２に格納されている本発明に係るプログラムによってコンピュータに実行させる。このプログラムは、情報処理装置（ホスト６００）側にダウンロードして画像形成装置にインストールすることができる。また、上記処理は、情報処理装置（ホスト６００）側のプリンタドライバで行う構成とすることもできる。さらに、本発明に係る画像形成装置と情報処理装置又は画像形成装置と本発明に係る処理を行うプログラムを有する情報処理装置とを組み合わせて画像形成システムとして構成することもできる。
【０１１３】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【０１１４】
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【０１１５】
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【０１１６】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０１１７】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【０１１８】
３３  キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ  記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
９０  滴吐出状態検出装置
１０４  ノズル
１０６  液室
１１２  圧電部材（圧力発生手段）
５００  制御部
６００  ホスト（情報処理装置）
８０１  ノズル欠損検知部
８０２  液滴検知制御部
８０３  液滴異常演算部
８０５  入力波形選択部
【図１】
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【図２】
2013035138.tif 000004
【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】
2013035138.tif 000012
【図１１】
2013035138.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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