(57)【要約】【課題】画像形成手段が故障しても、装置を休止せずに画像形成を行うことができ、かつ画像面積率の高い画像を連続出力しても画像濃度が薄くなるのを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と、前記現像器とを有し、互いに同一色のトナー像を転写紙や中間転写体に形成する複数の画像形成手段たる画像形成ユニット（第１の画像形成ユニット、第２の画像形成ユニット）を有している。そして、第１の画像形成ユニットおよび第２画像形成ユニットのいずれか一方を用いて、単色画像を形成するか、両方の画像形成ユニットを用いて、単色画像を形成するかを選択する選択手段たる制御部２００を備えている。【選択図】図１
2009151206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込手段で、潜像担持体上に潜像を形成し、前記潜像担持体上の潜像を現像手段で現像しトナー像化し、前記潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する画像形成装置において、
前記潜像担持体と、前記現像手段とを有し、互いに同一色のトナー像を前記転写体に形成する複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段のいずれかを用いて、単色画像を形成するか、前記複数の画像形成手段を用いて、単色画像を形成するかを選択する選択手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記複数の画像形成手段を用いて、単色画像を形成するとき、
画像データの主走査方向のラインデータをひとつ飛ばして一方の画像形成手段の潜像担持体に書き込み、飛ばされた主走査方向のラインデータを他方の画像形成手段の潜像担持体に書き込むよう前記書込手段を制御するとともに、
前記他方の画像形成手段の潜像担持体上に形成されたトナー像が、前記転写体に転写された前記一方の画像形成手段のトナー像に対して、前記画像データの１ラインデータ分、位相をずらして、前記転写体に転写されるよう制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
光源からの光ビームを副走査方向に分割して、各画像形成手段の潜像担持体に書込むよう前記書込手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
各画像形成手段が形成する単色画像を、黒色としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記複数の画像形成手段のうちのひとつを、少なくとも、Ｙ色のトナーを収容した現像手段と、Ｍ色のトナーを収容した現像手段と、Ｃ色のトナーを収容した現像手段とを有し、Ｙ色トナー、Ｍ色トナー、Ｃ色トナーを重ね合わせることで、転写体に黒色画像を形成するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記複数の画像形成手段のうちのひとつを、Ｙ色のトナー像を担持するＹ色の潜像担持体と、Ｍ色のトナー像を担持するＭ色の潜像担持体と、Ｃ色のトナー像を担持するＣ色の潜像担持体とを備え、各色の潜像担持体を、前記転写材移動方向に等間隔で配置し、各色の潜像担持体上のトナー像を転写材に順次重ね合わせるように転写することで、転写体に黒色画像を形成するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
Ｋ色のトナー像を担持する潜像担持体と、Ｋ色のトナー像を収容した現像手段とで構成された画像形成手段における潜像担持体の周長を、Ｙ色のトナー像を担持するＹ色の潜像担持体と、Ｍ色のトナー像を担持するＭ色の潜像担持体と、Ｃ色のトナー像を担持するＣ色の潜像担持体とを備えた画像形成手段の各潜像担持体の周長よりも長くしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５乃至７いずれかの画像形成装置において、
トナーを収容したトナー収容手段を色毎に設け、Ｋ色のトナーを収容するトナー収容手段の容量が、他の色の容量よりも大きい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、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置として、画像データに基づいて潜像担持体たる感光体上に潜像を形成し、この潜像を黒色のトナーを収容した現像手段によりトナー像化する画像形成手段たる画像形成ユニットを設け、画像形成ユニットで形成したトナー像を転写手段で転写材に転写することで転写材にモノクロ画像を形成するものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４２３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画像形成ユニットが故障してしまうと、画像形成ユニットが修理されるまで、画像形成が行えず、装置のダウンタイムが発生するという問題があった。
また、画像面積率の高い画像を連続形成した場合に、画像濃度が薄くなってしまうという問題もあった。これは、現像手段は、感光体上の潜像をトナー像化することによって消費されたトナー量分、トナー補給装置から補給されることで現像手段内のトナー濃度を一定に維持している。トナー補給装置から補給されたトナーは、十分に帯電していない。このトナー補給装置から補給されたトナーは、現像手段内で攪拌されることで、所定の帯電量を帯びる。画像面積率の高い画像は、消費されるトナー量が多いため、現像手段に補給されるトナー量が多くなる。その結果、画像面積率の高い画像を連続形成した場合に、現像手段内のトナーを次の画像形成までに十分に帯電させることができなくなり、画像濃度が薄くなってしまう。特に、画像形成スピードが高速化されると、次の画像形成までの間隔が短くなるため、画像濃度が薄くなってしまうという問題が顕著に発生してしまう。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像形成手段が故障しても、装置を休止せずに画像形成を行うことができ、かつ画像面積率の高い画像を連続出力しても画像濃度が薄くなるのを抑制することのできる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ために、請求項１の発明は、書込手段で、潜像担持体上に潜像を形成し、前記潜像担持体上の潜像を現像手段で現像しトナー像化し、前記潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する画像形成装置において、前記潜像担持体と、前記現像手段とを有し、互いに同一色のトナー像を前記転写体に形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段のいずれかを用いて、単色画像を形成するか、前記複数の画像形成手段を用いて、単色画像を形成するかを選択する選択手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記複数の画像形成手段を用いて、単色画像を形成するとき、画像データの主走査方向のラインデータをひとつ飛ばして一方の画像形成手段の潜像担持体に書き込み、飛ばされた主走査方向のラインデータを他方の画像形成手段の潜像担持体に書き込むよう前記書込手段を制御するとともに、前記他方の画像形成手段の潜像担持体上に形成されたトナー像が、前記転写体に転写された前記一方の画像形成手段のトナー像に対して、前記画像データの１ラインデータ分、位相をずらして、前記転写体に転写されるよう制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、光源からの光ビームを副走査方向に分割して、各画像形成手段の潜像担持体に書込むよう前記書込手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、各画像形成手段が形成する単色画像を、黒色としたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、前記複数の画像形成手段のうちのひとつを、少なくとも、Ｙ色のトナーを収容した現像手段と、Ｍ色のトナーを収容した現像手段と、Ｃ色のトナーを収容した現像手段とを有し、Ｙ色トナー、Ｍ色トナー、Ｃ色トナーを重ね合わせることで、転写体に黒色画像を形成するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、前記複数の画像形成手段のうちのひとつを、Ｙ色のトナー像を担持するＹ色の潜像担持体と、Ｍ色のトナー像を担持するＭ色の潜像担持体と、Ｃ色のトナー像を担持するＣ色の潜像担持体とを備え、各色の潜像担持体を、前記転写材移動方向に等間隔で配置し、各色の潜像担持体上のトナー像を転写材に順次重ね合わせるように転写することで、転写体に黒色画像を形成するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、Ｋ色のトナー像を担持する潜像担持体と、Ｋ色のトナー像を収容した現像手段とで構成された画像形成手段における潜像担持体の周長を、Ｙ色のトナー像を担持するＹ色の潜像担持体と、Ｍ色のトナー像を担持するＭ色の潜像担持体と、Ｃ色のトナー像を担持するＣ色の潜像担持体とを備えた画像形成手段の各潜像担持体の周長よりも長くしたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５乃至７いずれかの画像形成装置において、トナーを収容したトナー収容手段を色毎に設け、Ｋ色のトナーを収容するトナー収容手段の容量が、他の色の容量よりも大きいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１乃至８の発明によれば、互いに同一色のトナー像を転写体に形成することのできる複数の画像形成手段を設けることで、いずれかの画像形成手段が故障しても、選択手段で、故障していない方の画像形成手段を選択すれば、装置を休止せずに画像形成を行うことができる。
また、選択手段で、複数の画像形成手段を用いて、単色画像を形成する方を選択すれば、１つの画像形成手段が消費するトナー量を少なくできる。これにより、画像面積率の高い画像が形成されても、現像手段へ補給される十分に帯電していないトナー量が少なくなるので、次の画像形成までに現像手段内のトナーの帯電量を十分に回復させることができ、画像濃度が低下するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を、レーザプリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。このプリンタは、トナー像形成部１、手差しトレイ２、給紙カセット３、レジストローラ対４、転写ローラ５、定着ユニット６、排出ローラ対７、排紙トレイ８、スイッチバック搬送路９、図示しない電源ユニットなどを備えている。
【０００９】
上記手差しトレイ２は、トレイ上に複数枚の図示しない転写体たる転写紙を載置し、一番上の転写紙に給紙ローラ２ａを当接させる。そして、この給紙ローラ２ａを図示しない駆動手段によって回転させることで、レジストローラ対４に向けて転写紙を送り出す。
【００１０】
上記給紙カセット３は、内部に複数枚の図示しない転写紙を重ねて収容しており、一番上の転写紙には給紙ローラ３ａを当接させている。そして、この給紙ローラ３ａを図示しない駆動手段によって回転させることで、レジストローラ対４に向けて転写紙を送り出す。
【００１１】
上記転写ローラ５は、トナー像形成部１の中間転写ベルトに接離可能に構成され、接触時には転写体たる中間転写ベルトとともに２次転写ニップを形成する。
【００１２】
上記レジストローラ対４は、手差しトレイ２や給紙カセット３から送られてくる転写紙を、ローラ間に挟み込んでそのスキューを補正した後、上記中間転写ベルト上に形成されたトナー画像が転写されるタイミングで上記２次転写ニップに向けて送り出す。
【００１３】
上記転写ローラ５には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されており、これによって上記２次転写ニップ内には２次転写電界が形成される。上記中間転写ベルト上のトナー像は、２次転写ニップ内でこの２次転写電界やニップ圧の影響を受けて転写紙上に２次転写される。このようにしてトナー像が２次転写せしめられた転写紙は、定着ユニット６に送られる。
【００１４】
上記定着ユニット６は、内部に図示しない加熱源を有する加熱ローラ６ａ、これの周面の一部に定着ベルトを巻き付けながら回転させて定着ニップを形成するベルトユニット６ｂなどを備えており、上記２次転写ニップから送られてくる転写紙をこの定着ニップに挟み込む。そして、加熱ローラ６ａでの加熱やニップ圧などの影響によってトナー像を転写紙に定着せしめる。
【００１５】
定着ユニット６でトナー像が定着せしめられた転写紙は、排出ローラ対７を経由してプリンタ本体の上面部分に設けられた排紙トレイ８上にスタックされる。但し、定着ユニット６と排出ローラ対７との間には、図示しない搬送経路切替装置が設けられている。転写紙に対する両面転写が実施される場合には、この搬送路切替装置によって紙搬送経路がスイッチバック側に切り替えられ、転写紙は排出ローラ対７ではなく、裏おもてを反転させるようにしてスイッチバック搬送路９に送られる。
【００１６】
このようにしてスイッチバック搬送路９に送られた転写紙は、再びレジストローラ対４に送られ、その裏面にトナー像が転写された後、定着ユニット６と排出ローラ対７とを経由して排紙トレイ８上にスタックされる。
【００１７】
図２は上記トナー像形成部１を示す拡大構成図である。図において、トナー像形成部１は、画像形成手段たる第１画像形成ユニット１０、第２の画像形成手段たる第２画像形成ユニット２０、書込手段たる光書込ユニット３０、転写手段たる中間転写ユニット４０、ベルトクルーニングユニット５０などを備えている。
【００１８】
上記第１画像形成ユニット１０は、像担持体としての感光体１１、これの周りに配設された現像手段たる現像器１２、１次転写チャージャ１４、クリーニングローラ１５、帯電ローラ１６などから構成されている。
【００１９】
また、上記第２画像形成ユニット２０は、感光体２１、これの周りに配設された現像器２２、１次転写チャージャ２４、クリーニングローラ２５、帯電ローラ２６などから構成されており、第１画像形成ユニット１０とほぼ同様の構成となっている。なお、現像器１２、２２は、Ｋトナーを用いて感光体上の静電潜像を現像する。
【００２０】
上記光書込ユニット３０は、詳細は、後述するが、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて感光体１１、２１の表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００２１】
上記転写手段たる中間転写ユニット４０は、転写体としての中間転写ベルト４１、これをテンション張架する駆動ローラ４２、従動ローラ４３などから構成され、駆動ローラ４２の回転駆動によって中間転写ベルト４１を感光体１１、２１に接触させながら図中矢印方向に無端移動させる。中間転写ベルト４１と感光体１１との接触位置や、中間転写ベルト４１と感光体２１との接触位置は、それぞれ１次転写ニップとなっており、中間転写ベルト４１裏面と所定の間隙を介してこれら１次転写ニップに対向するように、上記１次転写チャージャ１４、２４が配設されている。
【００２２】
上記ベルトクルーニングユニット５０は、駆動ローラ４３による中間転写ベルト４１の巻き付き部分に対して接離可能に構成され、接触時には中間転写ベルト４１に付着しているトナーをクリーニンググレードによって掻き取り除去する。
【００２３】
上記第１画像形成ユニット１０において、交流電圧が印加された帯電ローラ１６によって一様帯電せしめられた感光体１１表面に、上記光書込ユニット３０で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されると、ドラム表面にＫ用静電潜像が形成される。また、上記第２画像形成ユニット２０内でも、同様にして感光体２１表面にＫ用静電潜像が形成される。
【００２４】
上記現像器１２、２２は、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ローラや、これに並行配設された２つの搬送スクリュウ、トナー濃度センサ、図示しないトナー補給装置等を備えている。ケーシング内には、磁性キャリア及びマイナス帯電性のＫトナーを含むＫ現像剤が収容されている。このＫ現像剤は２つの搬送スクリュウによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像ローラの表面に担持される。そして、規制ブレードによってその層厚が規制されてから感光体との対向位置である現像位置に搬送され、ここで感光体上の静電潜像にＫトナーを付着させる。この付着により、感光体上にＫトナー像が形成される。現像によってＫトナーを消費したＫ現像剤は、現像ローラの回転に伴ってケーシング内に戻される。ケーシング内のＫ現像剤のトナー濃度は、上記Ｔセンサによって検知され、必要に応じて上記トナー補給装置からＫトナーが補給される。
【００２５】
上記感光体１１、２１上で現像されたトナー像は、図中時計回りに駆動されるドラム回転に伴って上記１次転写ニップまで搬送され、ここで、１次転写チャージャ１４、２４による電荷やニップ圧の影響によって中間転写ベルト４１上に１次転写される。１次転写後の上記感光体１１、２１は、それぞれクリーニングバイアスが印加されるクリーニングローラ１５によってその表面に残留トナー除去処理が施された後、図示しない除電ランプによって残留電荷が除去されて次の画像形成に備えられる。
【００２６】
図３は、本プリンタの電気回路の要部を示すブロック図である。同図において制御手段たる制御部２００は、演算手段たるＣＰＵ２００ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、不揮発性メモリたるＲＡＭ２００ｃ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、一時記憶手段たるＲＯＭ２００ｂ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を有している。制御部２００は、装置全体の制御を司るものであり、様々な機器やセンサが接続されているが、同図では、本プリンタの特徴点に関連する機器やセンサだけを示している。制御部２００は、ＲＡＭ２００ｃやＲＯＭ２００ｂ内に記憶している制御プログラムに基づいて、各手段の機能を実現している。具体的には、制御部２００は、第１画像形成ユニット１０または第２画像形成ユニット２０のいずれか一方を用いて、画像を形成するか、第１画像形成ユニット１０と第２の画像形成ユニット２０の両方を用いて、単色画像を形成するかを選択する選択手段としても機能する。具体的には、装置に設けられた操作パネル２０１に対する入力操作や、パーソナルコンピュータ３００から送られてくる制御信号などにより、高画質モードが設定されている場合は、第１画像形成ユニットと第２の画像形成ユニットの両方を選択して画像を形成する。一方、設けられた操作パネル２０１に対する入力操作や、パーソナルコンピュータ３００から送られてくる制御信号などにより、通常モードに設定されている場合は、いずれか一方の画像形成ユニットを選択して画像形成を行う。
【００２７】
次に、光書込ユニット３０について説明する。
図４は、光書込ユニット３０の概略構成図である。
図に示すように、光書込ユニット３０は、半導体レーザ３１、３１’を有し、これら半導体レーザ３１、３１’はホルダ３２に所定の位置関係で保持されている。
【００２８】
半導体レーザ３１、３１’から放射された各光ビームはそれぞれ、カップリングレンズ３３、３３’により以後の光学系に適した光束形態（平行光束あるいは弱い発散性もしくは弱い収束性の光束）に変換される。この例ではカップリングレンズ３３，３３’によりカップリングされた光ビームは共に平行光束である。
【００２９】
カップリングレンズ３３，３３’によって所望の光束形態となった各光ビームは、光ビーム幅を規制するアパーチャー４５の開口部を通過して「ビーム整形」されたのち、ハーフミラープリズム３４に入射し、ハーフミラープリズムの作用により副走査方向に２分割されてそれぞれが２本の光ビームに分けられる。すなわち、半導体レーザ３１、３１’から放射された各光ビームはそれぞれ、ハーフミラープリズムによって２分割され、４本の光ビームが得られる。
【００３０】
これら４本の光ビームはシリンドリカルレンズ３５ａ、３５ｂに入射し、これらシリンドリカルレンズ３５ａ、３５ｂの作用により副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器３７の偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。具体的には、半導体レーザ３１、３１’から放射され、ハーフミラープリズム３４より分割された光ビームの一方は、シリンドリカルレンズ３５ａに入射し、他方がシリンドリカルレンズ３５ｂに入射する。
【００３１】
４本の光ビームは防音ガラス３６を介して多面鏡式光偏向器３７に入射し、偏向された光ビームは防音ガラス３６を介して走査結像光学系側へ射出する。
【００３２】
多面鏡式光偏向器３７は、図示のように上ポリゴンミラー３７ａ、下ポリゴンミラー３７ｂを回転軸方向に上下２段に積設して一体とし、図示されない駆動モータにより回転軸の周りに回転させられるようになっている。
【００３３】
上ポリゴンミラー３７ａ、下ポリゴンミラー３７ｂは、この例において共に４面の偏向反射面を持つ同一形状のものである。上ポリゴンミラー３７ａの偏向反射面に対し、下ポリゴンミラー３７ｂの偏向反射面が、回転方向へ所定角：θ（＝４５度）ずれている。上・下ポリゴンミラーは一体的に形成してもよい。
【００３４】
上ポリゴンミラー３７ａによって偏光された２本ビームは、第１走査レンズ３８ａ、第２走査レンズ４４ａと、光路折り曲げミラー３９ａと、を通って、第２画像形成ユニットの感光体２１上に導光する。これにより、感光体２１上に副走査線方向に２本の走査線が形成される。
【００３５】
また、下ポリゴンミラー３７ｂによって偏光された２本ビームは、第１走査レンズ３８ｂ、第２走査レンズ４４ｂと、光路折り曲げミラー３９ｂと、を通って、第１画像形成ユニットの感光体１１上に導光する。これにより、感光体１１上に副走査線方向に２本の走査線が形成される。
【００３６】
本光書込ユニット３０においては、感光体１１、２１上に走査される２本の走査線の副走査方向の走査ピッチが、６００ｄｐｉとなっている。
【００３７】
多面鏡式光偏向器３７の上ポリゴンミラー３７ａと下ポリゴンミラー３７ｂの偏向反射面は互いに回転方向に４５度ずれている。よって、上ポリゴンミラー３７ａによる偏向光ビームが感光体２１の光走査を行うとき、下ポリゴンミラー３７ｂによる偏向光ビームは、感光体１１には導光されず、下ポリゴンミラー３７ｂによる偏向光ビームが感光体１１の光走査を行うとき、上ポリゴンミラー３７ａによる偏向光ビームは、感光体２１には導光されない。すなわち、感光体１１、２１の光走査は、時間的にずれて交互に行われることになる。
【００３８】
なお、一方のポリゴンミラーによる偏向光が光走査位置へ導光されている間に、他方のポリゴンミラーによる偏向光が「ゴースト光」として作用しないように、適宜の遮光手段を用いて、光走査位置へ導光されない偏向光を遮光するのがよい。これは実際には、前述の「防音ハウジング」の内壁を非反射性とすることにより容易に実現できる。
【００３９】
制御部２００は、画像データをラインメモリ上に記憶し、ポリゴンミラーの回転に同期した信号（いわゆる同期信号）に合わせて、各ドットに対応するラインメモリ状のデータ（以下、ラインデータという）を所定のタイミング（ドットクロック）で、光書込ユニット３０へと引き渡す。光書込ユニット３０では、このデータが信号へと変換され、半導体レーザ３１を駆動する。
【００４０】
次に、高画質モード設定時の画像データの受け渡し制御について、説明する。
まず、１番目のラインメモリデータと、３番目のラインメモリデータを光書込ユニット３０へと引き渡し、半導体レーザ３１を１番目のラインメモリデータに基づいて、駆動制御し、半導体レーザ３１’を３番目のラインメモリデータに基づいて、駆動制御する。これにより、第１画像形成ユニットの感光体１１に６００ｄｐｉの間隔を開けて、１番目のラインデータに基づく潜像と３番目のラインデータに基づく潜像とが形成される。
次に、２番目と、４番目のラインデータを光書込ユニット３０へと引き渡し、半導体レーザ３１を２番目のラインメモリデータに基づいて、駆動制御し、半導体レーザ３１’を４番目のラインメモリデータに基づいて、駆動制御する。これにより、第２画像形成ユニットの感光体２１に６００ｄｐｉの間隔を開けて、２番目のラインデータと４番目のラインデータの潜像が形成される。
同様に、第１画像形成ユニットの感光体１１に形成された３番目のラインデータの潜像から６００ｄｐｉの間隔を開けて、５番目のラインデータの潜像が形成され、５番目のラインデータの潜像が形成されるのと同時に、５番目のラインデータに対して６００ｄｐiの間隔を開けて、７番目のラインデータの潜像が感光体１１に形成される。
【００４１】
このように、第１画像形成ユニットの感光体１１には、画像データにおける奇数番目のラインデータの潜像が副走査線方向に６００ｄｐｉの間隔を開けて形成され、第２画像形成ユニットの感光体２１には、画像データにおける偶数番目のラインデータの潜像が副走査線方向に６００ｄｐｉの間隔を開けて形成される。
【００４２】
第１画像形成ユニットの感光体１１に形成された画像データにおける奇数番目のラインデータの潜像は、現像装置によって、トナー像化され中間転写ベルト４１に転写される。中間転写ベルト４１の速度は、第２画像形成ユニットの感光体２１に形成された画像データの偶数番目のラインデータのトナー像が、中間転写ベルト４１上の奇数番目のラインデータのトナー像の間に転写されるように制御されている。すなわち、図５に示すように、中間転写ベルト４１上の１番目のラインデータのトナー像と３番目のラインデータのトナー像との間に、２番目ラインデータのトナー像が形成され、３番目のラインデータのトナー像と５番目のラインデータのトナー像との間に４番目のラインデータのトナー像が転写されるのである。これにより、中間転写ベルト４１上には、副走査線方向の間隔が１２００ｄｐｉの高画質のトナー像が形成される。そして、中間転写ベルト４１上に形成された１２００ｄｐｉの高画質のトナー像は、転写紙に転写され、定着ユニットにて転写紙に定着される。
【００４３】
このように、本プリンタにおいては、画像形成速度を落とさずに、１２００ｄｐｉの高画質の画像を得ることができる。また、２つの画像形成ユニットを用いて、１つの画像を形成することで、１つの画像形成ユニットを用いて画像を形成した場合に比べて、現像器内のトナーの消費量を、半分に抑えることができる。これにより、画像面積率の高い画像を連続プリントしたときに、現像器内のトナーの帯電が間に合わずに、画像が薄くなるなどの不具合を抑制することができる。
【００４４】
図６は、画像形成実行時の制御フロー図である。
操作パネル２０１に対する入力操作や、パーソナルコンピュータ３００から送られてくる制御信号などにより画像形成の要求があったら、制御部２００は、第１画像形成ユニット１０および第２画像形成ユニット２０が故障していないかチェックする（Ｓ１〜Ｓ２）。例えば、感光体を駆動させて、そのときの駆動トルクを検知し、その値が閾値以上のときは、画像形成ユニットが故障したと判断したり、現像器の現像ローラの駆動をさせて、そのときの駆動トルクを検知し、その値が閾値以上ときは、画像形成ユニットが故障したと判断したりする。
【００４５】
検知の結果、第１、第２画像形成ユニットともに、感光体や現像ローラなどが正常に駆動し故障していない場合（Ｓ１のＮＯ、Ｓ２のＮＯ）は、高画質モードに設定されているか否かを検知（Ｓ３）し、高画質モードに設定されているとき（Ｓ３のＹＥＳ）は、第１画像形成ユニット１０と第２画像形成ユニット２０とを用いて、高画質の画像を形成する（Ｓ４、Ｓ５）。一方、通常モードのとき（Ｓ３のＮＯ）は、第１画像形成ユニット１０または第２画像形成ユニット２０を選択（Ｓ５）して、６００ｄｐｉの画像を形成する（Ｓ６）。
【００４６】
一方、第１画像形成ユニット１０の故障が検知された場合（Ｓ１のＹＥＳ）は、第２画像形成ユニット２０を選択（Ｓ７）して、操作パネル２０１やスピーカーなどを用いて、第１画像形成ユニット１０が故障している旨をユーザーに警告表示する（Ｓ９）。同様に、第２画像形成ユニット２０の故障が検知された場合（Ｓ８ｎｏＹＥＳ）は、第１画像形成ユニット１０を選択（Ｓ８）して、第２画像形成ユニット２０が故障している旨をユーザーに警告表示する（Ｓ９）。
【００４７】
第１画像形成ユニット１０または第２画像形成ユニット２０のいずれかが故障している場合において、高画質モードが設定されているとき（Ｓ１１のＹＥＳ）は、画像形成速度を落とし（Ｓ１１）、ワンビームで１２００ｄｐｉの高画質の画像を形成する（Ｓ６）。一方、通常モードのとき（Ｓ１０のＮＯ）は、故障してない方の画像形成ユニットを用いて、６００ｄｐｉの画像を形成する（Ｓ６）。
【００４８】
このように、第１画像形成ユニット１０または第２画像形成ユニット２０が故障しても、壊れていない方の画像形成ユニットを用いて画像を形成することができるので、装置のダウンタイムが発生することがない。特に、高速印刷機のように、２４時間フル稼働させて大量に転写紙に画像形成するような装置において、第１画像形成ユニット１０が故障しても、もう一方の画像形成ユニットを使用することで、画像形成を行い続けることができる。
【００４９】
また、第１の画像形成ユニット１０と第２の画像形成ユニット２０の駆動源は、別々に設けることが好ましい。これにより、いずれか一方の駆動源を停止するだけで、他方の画像形成ユニットだけで、モノクロ画像を形成でき、クラッチなどを用いる必要がなくなる。また、駆動源を別々に設けることで、一方の駆動源が故障した場合でも、モノクロ画像を形成することができる。また、同様に、書込ユニットを第１画像形成ユニット用と、第２の画像形成ユニット用それぞれ設けてもよい。これにより、書込ユニットが故障しても、もう一方の画像形成ユニットで画像を形成することができる。
【００５０】
また、２つの画像形成ユニットで６００ｄｐｉの画像を転写紙に形成するように制御すれば、通常モードよりも速い速度で画像を形成することもできる。この場合は、第１画像形成ユニットの感光体にワンビームで３００ｄｐｉの奇数番目のラインデータからなるトナー像を形成し、第２画像形成ユニットの感光体にワンビームで３００ｄｐｉの偶数番目のラインデータからなるトナー像を形成する。そして、第１画像形成ユニットのトナー像に対して第２画像形成ユニットのトナー像の位相をずらして、転写することで転写紙上に６００ｄｐｉの画像を形成する。
【００５１】
また、上述では、中間転写ベルト４１に各画像形成ユニットの感光体上のトナー像を中間転写してから、転写紙に転写する中間転写方式のプリンタについて説明したが、図７に示すように、各画像形成ユニットの感光体上のトナー像を転写紙に直接転写する直接転写方式のプリンタにも本発明を適用することができる。
【００５２】
また、図８に示すように、第２画像形成ユニット２０を、感光体２１の周辺にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像を形成するための帯電装置２６と現像器２２とが３組が配置した構成としてもよい。これにより、フルカラー画像と、副走査線方向の解像度が、各画像形成ユニットが形成する解像度の２倍の高画質モノクロ画像とを得ることができる。
具体的に説明すると、第２画像形成ユニットの感光体２１の周りに、イエロー（Ｙ）用の帯電装置２６Ｙ、現像器２２Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の帯電装置２６Ｍ、現像器２２Ｍ、シアン（Ｃ）用の帯電装置２６Ｃ、現像器２２Ｃが順に配置されている。また、これら下流の感光体２１の周辺には、一次転写装置２４と、クリーニング装置２５とが設けられている。
【００５３】
フルカラー画像を得るときは、画像データをＹ，Ｍ，Ｃ及びＫの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納する。第１画像形成ユニット１０の感光体１１を図中時計回りに回転させ、帯電装置１６で感光体１１を帯電する。Ｋ色の画像信号に基づいて、不図示の光書込ユニット内の半導体レーザを点滅させて、感光体１１にＫ色の潜像を形成し、現像器１２で感光体１１上のＫ色の潜像をトナー像化する。そして、所定のタイミングで給紙カセット３から搬送された転写紙にＫ色のトナー像を転写する。
【００５４】
一方、第２画像形成ユニット２０では、画像形成動作がスタートして、感光体２１が回転すると、まず、Ｙ用の帯電装置２６Ｙで感光体２１を帯電する。Ｙ色の画像信号に基づいて不図示の光書込ユニットから、Ｙ用の帯電装置２６ＹとＹ用の現像器２２Ｙとの間を通って、光ビームＬＹが走査され、感光体２１上にＹ色の潜像が形成される。Ｙ色の潜像は現像器２２Ｙにて、非接触現像され、感光体２１上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００５５】
次いで、イエロー（Ｙ）のトナー像の上に、Ｍ用帯電装置２２Ｍの帯電作用により電位を付与され、不図示の光書込ユニットよりＭ色の画像信号に基づき照射される光ビームＬＭによりマゼンタ（Ｍ）の潜像が感光体上に形成される。Ｍ色の潜像は現像器２２Ｍにて、非接触現像され、イエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像の一部が重ね合わせて形成される。同様のプロセスによりＣ用帯電装置２６Ｃ、不図示の光書込ユニットよりＣ色の画像信号に基づき照射される光ビームＬＣ、現像器２２Ｙによってシアン（Ｃ）のトナー像の一部が、Ｙ色またはＭ色のトナーに重ね合わせて形成され、感光体２１の一回転以内にその周面上にＹ、Ｍ、Ｃ色のトナー像が形成される。
【００５６】
次に、Ｋ色のトナー像が転写された転写紙上に感光体２１上に形成されたＹ、Ｍ、Ｃ色のトナー像をＫ色のトナー像に重ね合わせて転写され、転写紙上にフルカラー画像が形成される。
【００５７】
高画質のモノクロ画像を得るときは、第１画像形成ユニット１０の感光体１１に、奇数番のラインデータのトナー像を形成し、転写紙に転写する。
一方、第２画像形成ユニット２０では、Ｙ用の帯電装置２６Ｙで感光体２１を帯電した後、不図示の光書込ユニットによって、偶数番目のラインデータの潜像を書き込み、Ｙ用現像器２２Ｙにて、現像して、感光体上にＹ色のトナー像を形成する。次いで、Ｍ用帯電装置で感光体２１を帯電した後、感光体上のＹ色トナー像の上に、偶数番目のラインデータの潜像を書き込み、感光体上のＹ色トナー像と完全に重なるようにＭ色のトナー像がＭ色の現像器２２Ｍにて形成される。次に、Ｃ用帯電装置２６Ｃで感光体２１を帯電した後、感光体上のＹ色とＭ色とが完全に重なったトナー像上に、偶数番目のラインデータの潜像を書き込み、感光体上のＹ色とＭ色とが完全に重なったトナー像と完全に重なるように、Ｃ色のトナー像がＣ色の現像器２２Ｃにて形成される。このように、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色が、完全に重ね合わせられることによって、感光体２１上にＫ色の偶数番目のラインデータのトナー像が形成される。
【００５８】
そして、第２画像形成ユニット２０のＹ、Ｍ、Ｃ色で形成したK色の偶数番目のラインデータのトナー像が、転写紙の奇数番目のラインデータのトナー像の間に転写される。これにより、各画像形成ユニットの副走査線方向の解像度に対して２倍の解像度のモノクロ画像を転写紙に形成することができる。
【００５９】
この図８の構成においても、画像速度を落とさずに、高画質のモノクロ画像を得ることができる。また、第１画像形成ユニット１０が故障した場合は、第２画像形成ユニット２０で黒画像を形成することができるので、ダウンタイムが生じるのを抑制することができる。
【００６０】
また、図９に示すように、第２画像形成ユニット２０を、Ｙ用の画像形成ユニット２０Ｙ、Ｍ用の画像形成ユニット２０Ｍ、Ｃ用の画像形成ユニット２０Ｃとで構成し、これらを転写紙の移動方向に等間隔で配置した構成としてもよい。
【００６１】
フルカラー画像を得るときは、公知のタンデム型の画像形成装置と同様、第１画像形成ユニット１０でＫ色のトナー像を形成し、Ｙ用の画像形成ユニット２０ＹでＹ色のトナー像を形成し、Ｍ用の画像形成ユニット２０ＭでＭ色のトナー像を形成し、Ｃ用の画像形成ユニット２０ＣでＣ色のトナー像を形成する。これらのトナー像を順次転写紙に転写することで、フルカラー画像を得る。
【００６２】
高画質のモノクロ画像を得るときは、第１画像形成ユニット１０で奇数番目のラインデータからなるトナー像を形成し、Ｙ用、Ｍ用、Ｃ用の画像形成ユニット２０Ｙ、Ｍ、Ｃでそれぞれ偶数番目のラインデータからなるトナー像を形成する。転写紙上に転写された第１画像形成ユニット１０で形成された奇数番目のラインデータからなるトナー像の間に、Ｙ用の画像形成ユニット２０Ｙで形成された偶数番目のラインデータからなるＹ色トナー像を転写する。次に、Ｍ用の画像形成ユニット２０Ｍで形成された偶数番目のラインデータからなるＭ色トナー像が、Ｙ色トナー像に完全に重なるように転写される。そして、Ｃ用の画像形成ユニット２０Ｃで形成された偶数番目のラインデータからなるＣ色トナー像が、Ｙ色とＭ色のトナー像と完全に重なるように転写される。これにより、転写紙上の偶数番目のラインデータからなるトナー像がＫ色になり、各画像形成ユニットの副走査線方向の解像度に対して２倍の解像度のモノクロ画像が転写紙に形成される。
【００６３】
また、高画質のモノクロ画像を得るべく、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃを用いて、転写紙上に偶数番目のラインデータからなるＫ色トナー像を形成する場合、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色の各トナー像のトナー付着量は、第１画像形成ユニット１０で形成するトナー像のトナー付着量の１／３でよい。このため、Ｋ色のトナーは、他の色に比べて、消費スピードが速く、他の色に比べて、交換サイクルが短くなる。このため、図９に示すプリンタにおいては、Ｋ色のトナー収容手段たるトナー収容ボトル３０１Ｋの容量を、他の色のトナー収容ボトル３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃよりも大きくしている。これにより、Ｋ色のトナー収容ボトル３０１Ｋの交換サイクルを延ばすことができる。
【００６４】
また、モノクロ画像を得るときは、第１画像形成ユニット１０でモノクロ画像形成し、このときは、転写紙搬送ベルト４６をＹ、Ｍ、Ｃ色の感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃから離間させる。このため、第１画像形成ユニット１０の感光体１１は、他の感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃに比べて、磨耗の進行が早く、他の感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃに比べて、寿命が短くなる。このため、図９に示すプリンタにおいては、第１画像形成ユニット１０の感光体１１の直径Ｄ１を、第２画像形成ユニット２０の各感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの直径Ｄ２よりも大きくしている。これにより、第１画像形成ユニット１０の感光体１１の周長が、各色の感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃの周長よりも長くすることができる。このように、周長が長くなることによって、第１画像形成ユニット１０の感光体の磨耗による膜厚の減少スピードが低減され、第１画像形成ユニット１０の感光体１１を長寿命化することができる。
【００６５】
また、図１０に示すように、第２の画像形成ユニットを複数設けてもよい。図１０に示すように、第２画像形成手段の一方が、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃを備えたカラー用の第２画像形成ユニット２０−２であり、他方が、第１の画像形成ユニット１０と同じ構成のＫ用の第２画像形成ユニット２０−１とした。このように、第２の画像形成ユニットを複数設けることで、さらに、モノクロ画像の副走査線方向の解像度を上げることができ、さらに高画質な画像を得ることができる。
【００６６】
フルカラー画像を得るときは、第１の画像形成ユニット１０およびＫ用の画像形成ユニット２０−１のいずれかと、カラー用画像形成ユニット２０−２とを用いて形成する。
【００６７】
一方、高画質のモノクロ画像を得る場合は、第１画像形成ユニット１０で、１，４，７，１０・・・・（３ｎ＋１）のラインデータのトナー像を形成し、Ｋ用の第２の画像形成ユニット２０−１で、２，５，８，１１・・・・（３ｎ＋２）のラインデータのトナー像を形成し、カラー用画像形成ユニット２０−２で、３，６，９，１２・・・・・（３ｎ＋３）のラインデータのトナー像を形成する。
【００６８】
次に、第１画像形成ユニット１０で形成したトナー像を転写紙に転写紙し、第１画像形成ユニット１０で形成したトナー像に対して、１／３位相をずらした位置にＫ用の第２の画像形成ユニット２０−１で形成したトナー像を転写紙に転写する。そして、カラー用の第２の画像形成ユニット２０−２の各色の画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃで形成した各色のトナー像は、第１画像形成ユニット１０で形成したトナー像に対して、２／３位相をずらした位置にそれぞれ転写する。これにより、各画像形成ユニットに形成された副走査線方向の解像度に対して、３倍の解像度のモノクロ画像を転写紙に形成することができる。
【００６９】
第２の画像形成ユニットを増やすことによって、各画像形成ユニットに形成された副走査線方向の解像度に対して、第２の画像形成ユニットの数＋１の解像度のモノクロ画像を転写紙に形成することができる。
【００７０】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、書込手段たる光書込ユニットで、潜像担持体たる感光体上に潜像を形成し、感光体上の潜像を現像手段たる現像器で現像しトナー像化し、感光体上のトナー像を転写体たる転写紙や中間転写ベルトに転写する。また、本実施形態の画像形成装置は、感光体と、前記現像器とを有し、互いに同一色のトナー像を転写紙や中間転写体に形成する複数の画像形成手段たる画像形成ユニット（第１の画像形成ユニット、第２の画像形成ユニット）を有している。そして、第１の画像形成ユニットおよび第２画像形成ユニットのいずれか一方を用いて、単色画像を形成するか、両方の画像形成ユニットを用いて、単色画像を形成するかを選択する選択手段たる制御部２００を備えている。
これにより、第１画像形成ユニットおよび第２画像形成ユニットのいずれか一方が故障しても、制御部２００で故障してない方の画像形成ユニットを選択すれば、装置を休止せずに画像形成を行うことができる。また、制御部２００で、２つの画像形成ユニットを用いて、単色画像を形成する方を選択すれば、１つの画像形成ユニットが消費するトナー量が半分で済む。これにより、画像面積率の高い画像が形成されても、各画像形成ユニットの現像器へ補給される十分に帯電していないトナーが少なくなくて済むので、次の画像形成までに十分に現像器内のトナーの帯電量を十分に回復させることができ、画像濃度が低下するのを抑制することができる。
【００７１】
また、制御部２００は、２つの画像形成ユニットを用いて、単色画像を形成するとき、画像データの主走査方向のラインデータをひとつ飛ばしで第１画像形成ユニットの感光体に書き込み、飛ばされた主走査方向のラインデータを第２画像形成ユニットの感光体に書き込むように書込ユニットを制御する。また、制御部は、第２画像形成ユニットの感光体上に形成されたトナー像が、転写紙に転写された第１画像形成ユニットのトナー像に対して、画像データの１ラインデータ分、位相をずらして、転写紙に転写されるよう制御する。これにより、各画像形成ユニットで形成した画像に対して２倍の解像度の画像を転写紙に形成することができる。
【００７２】
また、光源からの光ビームを副走査方向に分割して、各感光体に書込むよう光書込ユニットを構成することで、光源の数を減少させることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００７３】
また、第１画像形成ユニットおよび第２画像形成ユニットが形成する単色画像を、黒色とすることで、画像形成スピードを落とさずに高解像度のモノクロ画像を形成することができる。
【００７４】
また、少なくとも、Ｙ色のトナーを収容した現像器と、Ｍ色のトナーを収容した現像器と、Ｃ色のトナーを収容した現像器とを有し、Ｙ色トナー、Ｍ色トナー、Ｃ色トナーを重ね合わせることで、転写材に黒色画像を形成するよう第２画像形成ユニットを構成する。これにより、第１画像形成ユニットと、第２画像形成ユニットとを用いることで、フルカラー画像も形成することが可能となる。
【００７５】
また、Ｙ色のトナー像を担持するＹ色の感光体と、Ｍ色のトナー像を担持するＭ色の感光体と、Ｃ色のトナー像を担持するＣ色の感光体とを備え、各色の感光体を、転写紙移動方向に等間隔で配置し、各色の感光体上のトナー像を転写紙に順次重ね合わせるように転写することで、転写材に黒色画像を形成するよう第２画像形成ユニットを構成する。これにより、一般的な、フルカラータンデム画像形成装置の構成で、第１画像形成ユニットが故障しても、装置を休止せずにモノクロ画像を形成することができ、かつ画像面積率の高いモノクロ画像を連続出力しても画像濃度が薄くなるのを抑制することのできる画像形成装置を提供することができる。
【００７６】
また、第１画像形成ユニットの感光体の周長を、第２画像形成ユニットの感光体よりも長くすることで、第１画像形成ユニットの感光体の周長を第２画像形成ユニットの感光体の周長と同じとしたものに比べて、第１画像形成ユニットの感光体の磨耗による耐久性を高めることができ、第１画像形成ユニットの感光体の寿命を延ばすことができる。
【００７７】
また、トナーを収容したトナー収容手段たるトナー収容ボトルを色毎に設け、Ｋ色のトナーを収容するトナー収容ボトルの容量を、他の色の容量よりも大きくすることで、トナー収容ボトルの容量を、他の色の容量と同じにしたものに比べて、Ｋ色のトナー収容ボトルの交換時期を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタのトナー像形成部を示す拡大構成図
【図３】同プリンタにおける制御ブロック図。
【図４】同プリンタにおける光書込ユニットの概略構成図。
【図５】高画質モード時に第１画像形成ユニットで形成したトナー像と、第２画像形成ユニットで形成したトナー像とが転写された後の中間転写ベルト上の画像について説明する図。
【図６】画像形成実行時の制御フロー図。
【図７】直接転写方式のプリンタに本発明を適用した概略構成図。
【図８】感光体の周辺にイエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像を形成するための帯電装置と現像器とを３組配置した第２画像形成ユニットを用いたプリンタの概略構成図。
【図９】Ｙ用の画像形成ユニット、Ｍ用の画像形成ユニット、Ｃ用の画像形成ユニットでこれらを転写紙の移動方向に等間隔で配置した第２画像形成ユニット２０を用いたプリンタの概略構成図。
【図１０】第２画像形成ユニットを複数個設けたプリンタの概略構成図。
【符号の説明】
【００７９】
１：トナー像形成部
２：手差しトレイ
３：給紙カセット
４：レジストローラ対
５：２次転写ローラ
６：定着ユニット
１０：第１画像形成ユニット
１１，２１：感光体
１２，２２現像器
２０：第２画像形成ユニット
３０：光書込ユニット
３１：半導体レーザ
３４：ハーフミラープリズム
３７：多面鏡式光偏向器
４０：中間転写ユニット
４１：中間転写ベルト
４６：転写紙搬送ベルト
５０：ベルトクルーニングユニット
２００：制御部
２０１：操作パネル
【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】
2009151206.tif 000009
【図８】
2009151206.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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