(57)【要約】【課題】駆動源の出力を抑えつつ高速化に対応することができる低コストな駆動装置を備える画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、各像担持体２にトナー像を形成する各像担持体毎に設けられた現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋと、複数の像担持体に対向配置された中間転写ベルト３とを有し、各像担持体２に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト３に重ね転写するカラー画像形成装置であり、１つの駆動モータ４１によって複数の現像装置９Ｃ，９Ｋに駆動を伝達するギヤ列を具備する現像装置用の第２駆動装置４０を有し、第２駆動装置４０は駆動モータ４１の正転、逆転によりギヤ列を介して駆動伝達する現像装置９Ｃ，９Ｋの数を切り換える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、各像担持体にトナー像を形成する各像担持体毎に設けられた現像装置と、複数の像担持体に対向配置された中間転写体とを有し、各像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写体に重ね転写することによりカラー画像を得るカラー画像形成装置において、
１つの駆動源によって複数の現像装置に駆動を伝達する駆動伝達手段を具備する現像装置用の駆動装置を有し、該駆動装置は前記駆動源の正転、逆転により前記駆動伝達手段を介して駆動伝達する現像装置の数を切り換えることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー画像形成装置において、前記駆動装置は２つの現像装置を駆動するとともに、前記駆動源の正転で両現像装置を駆動し、前記駆動源の逆転で一方の現像装置のみを駆動することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカラー画像形成装置において、前記駆動源が正転時の両現像装置を駆動するとき、両現像装置の駆動開始タイミングをずらすことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載のカラー画像形成装置において、前記両現像装置は前記駆動源の正転時に、前記中間転写体の移動方向下流側の現像装置の駆動を遅らすようにずらすことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載のカラー画像形成装置において、前記中間転写体移動方向下流側の現像装置の駆動開始が当該中間転写体に転写されたトナー像の電子写真プロセス間の移動時間と略等しいことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載のカラー画像形成装置において、前記駆動装置が駆動する前記現像装置の１つが黒色トナーで現像する黒現像装置であり、該黒現像装置は前記駆動源の正転、逆転の何れにおいても駆動されることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れかに記載のカラー画像形成装置において、連続プリント中に前記駆動源の正転、逆転を行わないことを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の像担持体と、各像担持体にトナー像を形成する各像担持体毎に設けられた現像装置とを備えたカラー複写機、カラープリンター等のカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタの画像形成機器においては、デジカメ等のイメージング機器の普及に伴い、出力の高速化だけでなく、画像のカラー化及び高画質化のニーズが高まっている。このような要求を満たすためカラー画像形成装置では、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色毎に画像形成ユニットを持ち、一度の画像形成工程で各色画像を順次、転写材もしくは中間転写体上に重ね転写することでカラー画像の形成を行う、タンデム型の画像形成装置が多く出現している。
【０００３】
このようなタンデム型カラー画像形成装置では、特許文献１に示すように、各色の画像形成ユニット毎に駆動力が必要となるが、低価格機等ではコストダウンのため、１つのモータで複数の画像形成ユニットに駆動を伝達する構成とすることがある。タンデム型カラー画像形成装置においては、カラー画像形成時には全色の画像形成ユニットを回転させるが、モノクロ画像形成時にはブラック画像形成ユニットのみ回転させれば十分その機能を果たす。そこで、画像形成ユニットには回転による摩耗や剤の劣化等による寿命があるため、カラー（イエロー、マゼンタ、シアン）とブラックでモータを別にすることや電磁クラッチを用いて駆動力を切断することで必要な画像形成ユニットだけを駆動させることが多い。
【０００４】
しかし、さらなる高速化の流れを受けて画像形成時の回転速度が速くなるのに伴い、必要とするモータ出力が非常に大きくなり、出力の大きいモータを１つ使用するよりも出力の小さいモータを複数個使用する方がコストに有利となる場合が出てきた。特に、画像形成ユニットの中でも現像剤を搬送する現像ユニットは負荷トルクが高く、高速化によりモータ出力が大きくなりやすい。
【０００５】
ここで、２つのモータを用いてカラー（イエロー、マゼンタ、シアン）とブラックの切り分けだと、同時に駆動する画像形成ユニットの数の違いから必ずカラー用のモータ出力が大きくなってしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０５６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来の不具合に鑑みを解消し、駆動源の出力を抑えつつ高速化に対応することができる低コストな駆動装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の像担持体と、各像担持体にトナー像を形成する各像担持体毎に設けられた現像装置と、複数の像担持体に対向配置された中間転写体とを有し、各像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写体に重ね転写することによりカラー画像を得るカラー画像形成装置において、１つの駆動源によって複数の現像装置に駆動を伝達する駆動伝達手段を具備する現像装置用の駆動装置を有し、該駆動装置は前記駆動源の正転、逆転により前記駆動伝達手段を介して駆動伝達する現像装置の数を切り換えることを特徴とするカラー画像形成装置を提案する。
【０００９】
なお、本発明は、前記駆動装置は２つの現像装置を駆動するとともに、前記駆動源の正転で両現像装置を駆動し、前記駆動源の逆転で一方の現像装置のみを駆動すると効果的である。
【００１０】
さらに、本発明は、前記駆動源が正転時の両現像装置を駆動するとき、両現像装置の駆動開始タイミングをずらすと効果的である。
さらにまた、本発明は、前記両現像装置は前記駆動源の正転時に、前記中間転写体の移動方向下流側の現像装置の駆動を遅らすようにずらすと効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明は、前記中間転写体移動方向下流側の現像装置の駆動開始が当該中間転写体に転写されたトナー像の電子写真プロセス間の移動時間と略等しいと効果的である。
【００１２】
さらにまた、本発明は、前記駆動装置が駆動する前記現像装置の１つが黒色トナーで現像する黒現像装置であり、該黒現像装置は前記駆動源の正転、逆転の何れにおいても駆動されると効果的である。
【００１３】
さらにまた、本発明は、連続プリント中に前記駆動源の正転、逆転を行わないと効果的である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータ以外の高価なメカトロ部品を必要としないで、画像形成ユニットの寿命を短くすることのない低コストの画像形成装置を提供することができる。さらに、複数の現像装置の駆動開始タイミングが異なるようにすると、回転開始時における衝撃を分散させ、作像時における他ユニットへの振動の影響を少なくし、高画質な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
図１は、カラープリンタの一例を示す垂直断面図であり、ここに示したプリンタは、プリンタ本体１内に配置されたドラム状の感光体より成る第１ないし第４の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、同じくプリンタ本体１内に配置された無端状の中間転写ベルト３として構成された中間転写体を有している。中間転写ベルト３は支持ローラ４，５，６に巻き掛けられて矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００１６】
上記中間転写ベルト３は、各像担持体２Ｙないし２Ｋの上方に位置し、該中間転写ベルト３の下側の走行辺が各像担持体２Ｙないし２Ｋの周面に当接している。中間転写ベルト３は、各像担持体の表面にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像が重ねて転写される転写材の一例を構成するものである。
【００１７】
第１ないし第４の各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、第１の像担持体２Ｙにトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３に転写する構成だけを説明する。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添え字はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色を示しており、これら添え字は必要に応じて割愛する。
【００１８】
図２は、添え字「Ｙ」を割愛して示しているが、イエローに対応した像担持体２と、その像担持体２の表面にトナー像を形成するための各作像装置を示す拡大図である。像担持体２は図２における時計方向に回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電ローラ７より成る帯電装置によって像担持体２が所定の極性に帯電される。帯電後の像担持体２には、図１に示した光書き込み装置８から出射する光変調されたレーザビームＬが照射され、これによって像担持体２Ｙに静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置９によってイエロートナー像として可視像化される。
【００１９】
現像装置９は、乾式の現像剤Ｄを収容した現像ケース１０と、この現像ケース１０に回転自在に支持され、かつ該現像ケースに形成された開口を通して像担持体２に近接して対向配置された現像ローラ１１と、現像ローラ１１上の現像剤量を規制する現像ブレード１２と、現像ローラ１１に対向して配置された第１及び第２搬送スクリュー１３，１４を有している。現像ケース１０内の現像剤Ｄは、第１及び第２搬送スクリュー１３，１４によって搬送されながら撹拌され、矢印方向に回転する現像ローラ１１上に供給される。このとき現像ブレード１２によって、現像ローラ１１上の現像剤の高さが一定に規制され、規制後の現像剤が現像ローラ１１と像担持体２との間の現像領域に運ばれ、ここで現像剤中のトナーが像担持体に形成された静電潜像に静電的に移行して、該潜像がトナー像として可視像化される。現像剤として一成分又は二成分のいずれの現像剤を用いることもできるが、ここではトナーとキャリアを有する二成分系現像剤が用いられている。
【００２０】
中間転写ベルト３を挟んで、像担持体２と反対側に一次転写ローラ１５が配置され、この一次転写ローラ１５に転写電圧が印加されることにより、像担持体２上のトナー像が、矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト３上に一次転写される。トナー像転写後の像担持体２上に付着する転写残トナーはクリーニング装置１６によって除去される。また、像担持体２上に残留する電荷は図示していない除電装置に除去され次の作像に備える。
【００２１】
上述したところと全く同様にして、図１に示した第２ないし第４の像担持体２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト３上に合成トナー像が形成される。トナー像転写後の各像担持体２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上の転写残トナーがクリーニング装置１６により除去されることも第１の像担持体２Ｙの場合と変わりはない。
【００２２】
一方、図１に示すように、プリンタ本体１内の下部には、例えば転写紙より成る記録媒体Ｐを収容した給紙カセット１７と、給紙ローラ１８を有する給紙装置１９が配置され、給紙ローラ１８の回転によって最上位の記録媒体Ｐが矢印Ｂ方向に送り出される。送り出された記録媒体は、レジストローラ対２０によって、所定のタイミングで支持ローラ６に巻き掛けられた中間転写ベルト３の部分と、これに対置された二次転写ローラ２１との間に給送される。このとき、二次転写ローラ２１には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の合成トナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。
【００２３】
合成トナー像を二次転写された記録媒体Ｐはさらに上方に搬送されて定着装置２２を通り、このとき記録媒体Ｐ上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置２２を通過した記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２３によって、プリンタ本体１の上部の排紙部２４に排出される。また、トナー像転写後の中間転写ベルト３上に付着する転写残トナーはクリーニング装置２５によって除去される。
【００２４】
上記プリンタでは、４個の現像装置９を備えており、この現像装置９を駆動する駆動装置は、図３に示す第１駆動装置３０と図４に示す第２駆動装置４０との２つが設けられている。第１駆動装置３０はイエローとマゼンタの現像装置９Ｙ，９Ｍを駆動するもので、第２駆動装置４０はシアンとブラックの現像装置９Ｃ，９Ｋ駆動するものであり、最初に第１駆動装置３０について説明する。
【００２５】
第１駆動装置３０は、１つの駆動モータ３１を備え、駆動モータ３１のモータ軸に固定されたモータ軸ギヤ３２は中間ギヤ３３に噛み合い、中間ギヤ３３はイエロー用アイドラギヤ３４とマゼンタ用アイドラギヤ３７を介してＹ用現像装置駆動ギヤ３５とＭ用現像装置駆動ギヤ３８にそれぞれ伝達される。そして、Ｙ用現像装置駆動ギヤ３５とＭ用現像装置駆動ギヤ３８の駆動はカップリング３６，３９を介して現像装置９Ｙと現像装置９Ｍと駆動連結される。なお、現像装置９Ｙ、９Ｍの装置本体１への着脱の際には、このカップリング３６，３９の部分で接断される。かかる第１駆動装置３０は、現像装置９Ｙと現像装置９Ｍはその一方だけを駆動しなければならないときがないので、第１駆動装置３０は両方の現像装置を一緒に駆動し、一緒に停止するものである。
【００２６】
次に、第２駆動装置４０について説明する。
第２駆動装置４０も１つの駆動モータ４１を備えているが、第２駆動装置４０は、モノクロプリント時に現像装置９Ｋだけを駆動し、カラープリント時は両方の現像装置９Ｃ，９Ｋを駆動しなければならないので、第１駆動装置３０と異なる構成となっている。
【００２７】
図４において、第２駆動装置４０は駆動源である駆動モータ４１のモータ軸に固定されたモータ軸ギヤ４２が２つの中間ギヤ４３，５４と噛み合い、中間ギヤ４３はシアン用アイドラギヤ４４に噛み合い、そのシアン用アイドラギヤ４４の軸４４ａに設けられたギヤ４５がＣ用現像装置駆動ギヤ４６に駆動連結されている。また、中間ギヤ４３の軸４３ａに設けられたギヤ４８はブラック用アイドラギヤ４９を介してＫ用現像装置駆動ギヤ５０に駆動連結されている。そして、Ｃ用現像装置駆動ギヤ４６とＫ用現像装置駆動ギヤ５０の駆動は第１駆動装置３０と同様にカップリング４７，５１を介して現像装置９Ｃと現像装置９Ｋと駆動連結される。
【００２８】
さらに、第２駆動装置４０は駆動モータ４１が正転・逆転可能なモータを用いており、図４の矢印は駆動モータ４１が反時計方向に回転したときの回転方向を示しており、説明の便宜上、駆動モータ４１が反時計方向に回転を正転とし、時計方向に回転を逆転とする。
【００２９】
第２駆動装置４０は駆動モータ４１の正転時に両現像装置９Ｃ，９Ｋを駆動し、逆転時ではブラック現像装置９Ｋだけを駆動する。このため、逆転時の駆動がＣ用現像装置駆動ギヤ４６に駆動伝達されないように、ギヤ４５がワンウェイクラッチ５２を介して設けられ、正転時のみＣ用現像装置駆動ギヤ４６に駆動が伝達される。同様に、ギヤ４８がワンウェイクラッチ５３を介して設けられ、正転時に中間ギヤ４３の駆動がＫ用現像装置駆動ギヤ５０に伝達され、逆転時にＫ用現像装置駆動ギヤ５０の中間ギヤ４３に達しないように構成される。
【００３０】
このように、第２駆動装置４０は駆動モータ４１の正転時で両現像装置９Ｃ，９Ｋを駆動するが、その駆動伝達ルートは逆転時においてワンウェイクラッチ５２，５３によって伝達しないため、駆動モータ４１の逆転時に現像装置９Ｋを駆動するための別の駆動伝達ルートが設けられている。
【００３１】
別の駆動伝達ルートは、モータ軸ギヤ４２に噛み合い中間ギヤ５４を有し、その中間ギヤ５４の軸５４ａに設けられたギヤ５５が２つのアイドラギヤ５６，５７を介してＫ用現像装置駆動ギヤ５０に駆動連結されている。そして、この駆動ルートにおいても中間ギヤ５４とＫ用現像装置駆動ギヤ５０との伝達を制御するワンウェイクラッチ５８がギヤ５５を取り付ける軸５４ａに設けられている。なお、ワンウェイクラッチ５８は正転時のＫ用現像装置駆動ギヤ５０に駆動が中間ギヤ５４に伝わらないようにする用もなしている。
【００３２】
図５の矢印は駆動モータ４１が逆転時の回転方向を示しており、駆動モータ４１の逆転は中間ギヤ５４、ギヤ５５、２つのアイドラギヤ５６，５７を介してＫ用現像装置駆動ギヤ５０が回転される。また、中間ギヤ４３も矢印方向に回転するが、ワンウェイクラッチ５２によってシアン用アイドラギヤ４４の回転がギヤ４５に伝わらず、ワンウェイクラッチ５３によって中間ギヤ４３の回転がギヤ４８に伝わらないので、Ｃ用現像装置駆動ギヤ４６は回転せず、中間ギヤ４３の逆回転がＫ用現像装置駆動ギヤ５０に伝わることがない。なお、別の駆動ルートにおいてアイドラギヤ５６，５７を２つ設けたのは駆動モータ４１の正転・逆転においてＫ用現像装置駆動ギヤ５０の回転方向を合わせるためのものである。
【００３３】
このように構成されたプリンタは、４つの現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋが２つの駆動装置３０，４０で駆動されるとともに、１つの駆動装置が２つの現像装置を駆動するように構成されている。よって、駆動源として同等の出力のモータを用いることができるとともに、モノクロプリント時は第１駆動装置３０の駆動を停止し、第２駆動装置４０は駆動モータ４１を逆転することで現像装置９Ｋのみを駆動し、他の現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃは回さないので寿命を短くすることがない。
【００３４】
ところで、第２駆動装置４０は現像装置９Ｃ，９Ｋの駆動開始タイミングを遅らせるためのジョイント機構を備えておりその説明をする。
図６において、同軸上に取り付けられた回転部材６０と回転部材６１はそれぞれのツメ６２，６３を介して駆動伝達する構成となっており、それぞれのツメ６２とツメ６３の間には回転方向に遊びが設けられている。
【００３５】
ここで、このジョイントがモータの回転方向により駆動側ギヤが変わるようなギヤ４９に取り付けられている場合、モノクロプリント時に駆動モータ４１が逆転し、中間ギヤ５４、ギヤ５５、２つのアイドラギヤ５６，５７を経由して現像駆動ギヤ５０が回転する。このとき、現像駆動ギヤ５０が回転すると、それと噛み合っているブラック用アイドラギヤ４９も回転し、ブラック用アイドラギヤ４９の現像駆動ギヤ５０側に回転部材６０、ギヤ４８側に回転部材６１となる２体化されたジョイントが設けられている場合、ブラック用アイドラギヤ４９は図７に示すような回転部材６０の回転で回転部材６１が回転を続ける態様となる。但し、その回転はワンウェイクラッチ５３によってギヤ４８から中間ギヤ４３に伝わることがない。
【００３６】
そして、カラープリント時には、駆動モータ４１が正転し、中間ギヤ４３、ギヤ４８、アイドラギヤ４９を経由して現像駆動ギヤ５０が回転する。このとき、ブラック用アイドラギヤ４９は図８に示すように、回転部材６１の回転してツメ６２，６３同士が当たるまで回転部材６１が動かない。このとき現像駆動ギヤ４６はモータが回転し始めるとほぼ同時に回り始めるため、両者、すなわち現像装置９Ｃと９Ｋの駆動開始タイミングをずらすことができる。これにより、書き込みユニットや読み取りユニットなどへの振動を減らすことができ、高画質な画像を得ることができるようになる。なお、ジョイント機構による現像装置９Ｃ，９Ｋの駆動開始タイミングはツメの数やその配置によって制御することができる。
【００３７】
また、このジョイントを下流側の画像形成ユニットに取り付けておけば、下流側の回転タイミングを遅らせることができるので、画像形成ユニットの寿命を延ばすことができる。この遅れる時間が中間転写ベルト上に転写されたトナー像の電子写真プロセス間の移動時間と概略等しくするとなお良い。
【００３８】
以上のように、本実施形態のプリンタではブラック現像装置９Ｋの駆動に、第２駆動装置４０が備わっていると、カラーモードとモノクロモードで最適な駆動構成をとることができる。
【００３９】
また、プリント条件により必要とする現像ユニットを判断することで、例えばＣとＫだけ必要な画像であれば、ＹとＭを駆動するモータは動かさないことで、必要な現像駆動ギヤだけを回し、画像形成ユニットの寿命を延ばすことができる。
【００４０】
ただし、連続プリント中にモノクロ画像とカラー画像が混在するような場合、それぞれに最適なように現像駆動ユニットを回すと、モータを逆転させなければならないため、作像プロセスが一時中断してしまうことになる。そこで、連続プリント中についてはモータの正逆転による最適駆動を行わないことで、ユーザを待たせることが無くなる。なお、プリントデータに予めモノクロ画像とカラー画像が混在するときは、カラーモードにてプリントするようにしておくとよい。
【００４１】
また、カラーモードプリント時に２つの現像駆動モータの駆動開始タイミングを、ずらすことで書き込みユニットや読み取りユニットなどへの振動を減らすことができ、高画質な画像を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
【図２】同プリンタにおけるＹ用のプロセスユニット及び現像装置を示す拡大構成図である。
【図３】現像装置駆動用の第１駆動装置を示す説明図である。
【図４】現像装置駆動用の第２駆動装置の正転時を示す説明図である。
【図５】現像装置駆動用の第２駆動装置の逆転時を示す説明図である。
【図６】駆動開始の遅延するジョイントを示す説明図である。
【図７】図６のジョイントの逆転時を示す動きを説明する図である。
【図８】図６のジョイントの正転時を示す動きを説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ  像担持体
９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ  現像装置
４０  第２駆動装置
４１  駆動モータ
４２  モータ軸ギヤ
４３，５４  中間ギヤ
４４  シアン用アイドラギヤ
４５  ギヤ
４６  Ｃ用現像装置駆動ギヤ
４７，５１  カップリング
４８  ギヤ
４９  ブラック用アイドラギヤ
５０  Ｋ用現像装置駆動ギヤ
５２，５３，５８  ワンウェイクラッチ
５４  中間ギヤ
５５  ギヤ
５６，５７  アイドラギヤ
【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】
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【図８】
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