(57)【要約】【課題】帯電した顔料の粉により構成される画像を記録材に転写させるためのバイアス電圧を加える回転体の回転軸および／またはこの回転軸の軸受から、前記記録材の搬送を案内する金属部材への放電を防止するために、バイアス電圧の値が予め決められた電圧を超えた場合に、この電圧を前記金属部材以外の部分で放電させる技術に係り、この放電を生じさせる閾値電圧を精密に制御する。【解決手段】転写ロール１０２にバイアス電圧を供給する軸１０４、この軸１０４を支持する軸受１０５、転写ロール１０２に向けて搬送される用紙を案内する金属製の案内板１１１を備えた構成において、バイアス電圧の給電経路の途中に距離を隔てて配置された放電電極１１３と１１４とを配置する。ここで、放電電極１１３と１１４との間の間隔を軸１０４から案内板１１１への放電が始まる前に、放電電極１１３と１１４との間で放電が始まる値とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電した粉を記録材に転写させるバイアス電圧が加えられる回転体と、
前記回転体に前記バイアス電圧を供給する回転軸と、
前記回転軸に接触し、前記回転軸に前記バイアス電圧を供給するバイアス電圧供給部材と、
前記バイアス電圧を出力する電源回路から前記バイアス電圧供給部材への導電経路に配置された第１の放電電極と、
前記第１の放電電極に予め決められた距離を隔てて配置され、基準電位に接続された第２の放電電極と、
前記基準電位に接続されており、前記回転体に向けて搬送される記録材を案内する案内手段の金属部材と
を備えることを特徴とする転写装置。
【請求項２】
前記回転軸と前記金属部材との間における放電が生じる電位差よりも、前記第１の放電電極と前記第２の放電電極との間における放電が生じる電位差の方が小さいことを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
【請求項３】
前記回転軸と前記金属部材との間における最短距離よりも、前記第１の放電電極と前記第２の放電電極との間の最短距離の方が小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の転写装置。
【請求項４】
前記バイアス電圧供給部材は、前記回転軸の軸受であり、
前記軸受には、前記軸受に力を加えるバネの一端が接触しており、
前記バネの他端は、前記バネに前記バイアス電圧を供給する供給電極に接触しており、
前記第１の放電電極が前記供給電極であること、または前記第１の放電電極が前記供給電極に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の転写装置。
【請求項５】
前記バイアス電圧供給部材は、前記回転軸の軸受であり、
前記軸受は、前記案内手段の金属部材に対して相対的に動くことが可能とされ、
前記軸受を前記案内手段の金属部材に対して動かしても前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離が変化しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の転写装置。
【請求項６】
帯電した粉が形成される回転体と、
前記回転体から被転写面に前記粉を転写する請求項１〜５のいずれか一項に記載の転写装置と
を備える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、転写装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、用紙を導くための接地されたシュートと、電圧が加えられるロール部と、このロール部の軸部とを備えた構成において、軸部に対して金属部材をシュートよりも近づけて配置し、異常高電圧が軸部に加わった際に、軸部と金属部材との間で放電を生じさせ、軸部とシュートとの間で放電が生じないようにした構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、帯電した粉を記録材に転写させるバイアス電圧が加えられる回転体の回転軸および／またはこの回転軸の軸受から、前記記録材の搬送を案内する案内手段の金属部材への放電を防止するために、バイアス電圧の値が予め決められた電圧を超えた場合に、この電圧を前記金属部材以外の部分で放電させる技術において、この放電を生じさせる閾値電圧をより精密に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、帯電した粉を記録材に転写させるバイアス電圧が加えられる回転体と、前記回転体に前記バイアス電圧を供給する回転軸と、前記回転軸に接触し、前記回転軸に前記バイアス電圧を供給するバイアス電圧供給部材と、前記バイアス電圧を出力する電源回路から前記バイアス電圧供給部材への導電経路に配置された第１の放電電極と、前記第１の放電電極に予め決められた距離を隔てて配置され、基準電位に接続された第２の放電電極と、前記基準電位に接続されており、前記回転体に向けて搬送される記録材を案内する案内手段の金属部材とを備えることを特徴とする転写装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記回転軸と前記金属部材との間における放電が生じる電位差よりも、前記第１の放電電極と前記第２の放電電極との間における放電が生じる電位差の方が小さいことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記回転軸と前記金属部材との間における最短距離よりも、前記第１の放電電極と前記第２の放電電極との間の最短距離の方が小さいことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記バイアス電圧供給部材は、前記回転軸の軸受であり、前記軸受には、前記軸受に力を加えるバネの一端が接触しており、前記バネの他端は、前記バネに前記バイアス電圧を供給する供給電極に接触しており、前記第１の放電電極が前記供給電極であること、または前記第１の放電電極が前記供給電極に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明は、前記バイアス電圧供給部材は、前記回転軸の軸受であり、前記軸受は、前記案内手段の金属部材に対して相対的に動くことが可能とされ、前記軸受を前記案内手段の金属部材に対して動かしても前記第１の電極と前記第２の電極との間の距離が変化しないことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、帯電した粉が形成される回転体と、前記回転体から被転写面に前記粉を転写する請求項１〜５のいずれか一項に記載の転写装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、帯電した粉を記録材に転写させるバイアス電圧が加えられる回転体の回転軸および／またはこの回転軸の軸受から、前記記録材の搬送を案内する案内手段の金属部材への放電を防止するために、バイアス電圧の値が予め決められた電圧を超えた場合に、この電圧を前記金属部材以外の部分で放電させる技術において、この放電を生じさせる閾値電圧をより精密に制御することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、金属部材に対する放電が生じる前に第１の電極と第２の電極との間で放電を生じさせることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、金属部材に対する放電が生じる前に第１の電極と第２の電極との間で放電を生じさせることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、バネの反発力により軸受が動いても、第１の電極と第２の電極との間における放電の開始電圧の値に影響が及ばない構成が得られる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、第１の電極と第２の電極との間における放電の開始電圧の値が、軸受の動きに影響されない構成が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】発明を利用した転写装置の概念図である。
【図２】発明を利用した転写装置の概念図である。
【図３】発明を利用した転写装置の概念図である。
【図４】発明を利用した転写装置の概念図である。
【図５】放電電極の一例を示す概念図である。
【図６】発明を利用した画像形成装置の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（１）第１の実施形態
図１は、実施形態の転写装置の一例を示す概念図である。図１には、転写装置１００が示されている。転写装置１００は、感光体ドラム１０１を備えている。感光体ドラム１０１が図の時計回り方向に回転しつつある状態において、図示省略した光源からレーザー光が走査されつつ照射されることで、感光体ドラム１０１の表面が部分的に感光し、潜像が形成される。この潜像が形成された部分に図示省略する現像装置から顔料の粉であるトナーが供給され、トナー像が感光体ドラム１０１の表面に形成される。
【００１８】
感光体ドラム１０１に対向して、転写ロール１０２が配置されている。転写ロール１０２は、カーボン粒子を含んだ円筒形状のウレタンにより構成されている。転写ロール１０２は、その回転中心に金属製の軸１０４を貫通させた構造を有している。この例では、転写ロール１０２を構成する円筒形状のウレタンは、その抵抗率が１×１０８〜１×１０１０Ω・ｍとなるようにカーボン粒子の含有量が調整されている。図１に示すように、感光体ドラム１０１は、転写ロール１０２に少し（この例では、２ｍｍ程度）めり込み、その分、転写ロール１０２が変形している。
【００１９】
軸１０４は、樹脂製の軸受１０５によって回転可能な状態で支持されている。軸受１０５は、抵抗率が１×１０８〜１×１０１０Ω・ｍとなるようにカーボン粒子が混ぜられ、軸１０４にバイアス電圧を伝えることが可能な抵抗値とされている。軸受１０５には、軸１０４を受ける溝が形成され、自身を構成する樹脂の弾性変形する性質を利用して、この溝に軸１０４が回転可能な状態で嵌め込まれている。
【００２０】
軸受１０５は、樹脂製の軸受支持部材１０６の凹部１０７に図の上下に動くことが可能な状態で嵌め込まれ、凹部１０７の底からバネ１０８の反発力を受けた状態とされている。このバネ１０８の反発力によって、転写ロール１０２が感光体ドラム１０１に向かって押し付けられている。軸受支持部材１０６は、転写装置１００が配置される画像形成装置の筐体１１２に固定されている。なお、筐体１１２は樹脂により構成されている。
【００２１】
圧縮された状態にあるバネ１０７は金属製であり、凹部１０７の底面に設けられた電極１０９からバイアス電圧が与えられている。電極１０９は、電源回路１１０に接続されている。電極１０９は、バイアス電圧を出力する。このバイアス電圧は、グランド電位に対して例えば−３〜８ｋＶ程度となる。バイアス電圧の値は、使用するトナーの種類等によって決められる。電源回路１１０は、スイッチング電源であり、制御回路、スイッチング素子、トランス、整流回路、電圧安定化回路および電流安定化回路を備えている。
【００２２】
電極１０９と電源回路１１０とを接続する配線には、放電用電極１１３が接続されている。放電用電極１１３は、軸受支持部材１０６の側面に露出している。放電用電極１１３に対抗して、空間を隔てて放電用電極１１４が配置されている。放電用電極１１４は、放電用電極１１３との間における放電が生じやすいように、放電用電極１１３に対向する側が尖った形状とされている。放電電極１１４は、筐体１１２に固定され、基準電位となるグランド電位に接続されている。
【００２３】
感光体ドラム１０１と転写ロール１０４との接触部分の上流側（用紙の搬送方向で考えた上流側）には、案内手段としての金属製の案内板（ガイド部材として機能するシュート）１１１が配置されている。案内板１１１は、用紙への意図しない帯電を防ぐために基準電位（グランド電位）に接続されている。なお、図では、案内板１１１が直接接地されているが、抵抗やバリスタを介して接地されていてもよい。また、案内板１１１は、金属製の案内板（ガイド部材として機能するシュート）に換えて、樹脂のガイド部材からなり当該樹脂のガイド部材の一部に金属が設けられた構成や、逆に金属製のガイド部材からなり当該金属製のガイド部材の一部から樹脂が突出した構成でもよい。
【００２４】
放電電極１１３と放電電極１１４との間の間隔ｄは、電極１０９の対グランド電位を高くしていった場合に、軸１０４および/または軸受１０５と案内板１１１との間で放電が始まる前に、放電電極１１３と放電電極１１４との間で放電が開始する距離とされている。この間隔ｄは、実験的に求められるが、軸１０４および/または軸受１０５と案内板１１１との間の最短距離に対して６０〜９０％の値が目安とした値に設定されている。
【００２５】
（寸法ｄの一例）
以下の説明においては、電源回路１１０は、対グランド電位で考えて負の電位を出力し、その絶対値の定格の最大値は５ｋＶであり、この値が８ｋＶを超えると、軸１０４と案内板１１１との間、あるいは軸受１０５と案内板１１１との間で放電が生じる可能性が発生する場合を説明する。この場合、異常高電圧の値は、絶対値で考えて６．５ｋＶを超えた値とする。異常高電圧というのは、電源回路１１０の出力の絶対値が、転写装置１００の正常な動作を保障する値(当然、ある程度の余裕を見込んだ値)よりも大きな値の電圧（以下の説明の例では、６．５ｋＶ以上の電位差）のこという。
【００２６】
（基本動作）
まず、定着装置１００の基本的な動作の概略を説明する。用紙は、図１の右方向から供給されて、案内板１１１上を滑り、感光体ドラム１０１の転写ロール１０２との接触部分に向かって搬送される。そして用紙が、感光体ドラム１０１と転写ロール１０２との間に挟まれることで、感光体ドラム１０１上のトナー像が、用紙上に転写される。
【００２７】
この際、転写ロール１０２には、電源回路１１０から負のバイアス電圧が与えられる。このバイアス電圧により、トナー像を構成する帯電したトナー（帯電した顔料の粉）を用紙側に押さえ付ける電気力が作用し、上記の転写が助長される。
【００２８】
（異常高電圧発生時の動作）
電源回路１１０から異常高電圧が出力された場合の動作の一例を説明する。電源回路１１０を構成するデバイスの故障や動作不良によって、異常高電圧が電源回路１１０から出力される場合を想定する。
【００２９】
この場合、軸１０４と案内板１１１との間、あるいは軸受１０５と案内板１１１との間における放電が発生する前に、より放電開始電圧が低く設定された放電電極１１３と放電電極１１４との間で放電が発生する。このため、軸１０４と案内板１１１との間、あるいは軸受１０５と案内板１１１との間において放電が生じる現象が抑えられる。
【００３０】
（優位性）
上述した異常高電圧の発生時において、放電用の電極を利用した意図的な放電を生じさせる技術では、装置の動作の安定性や部品へのダメージをコントロールする観点から、放電開始の電位差（しきい値）を精密に設定できるようにすることが望まれる。例えば、製品毎に上記の放電用の電極を利用した構成におけるしきい値にばらつきがあると、ある製品では、放電電極間における放電開始の電位差が低く、ある製品では、高くなる。前者の場合、正常な動作範囲において、放電用電極を用いた放電が発生する可能性が増大し、正常な動作が妨げられる可能性が増大する。後者の場合、異常高電圧をバイパスする機能が正常に機能する前に、軸１０４と案内板１１１との間、あるいは軸受１０５と案内板１１１との間で放電が発生する可能性が増大する。
【００３１】
したがって、放電用の電極間における放電開始の電位差（しきい値）の精密な設定は重要となる。この放電用の電極間における放電開始の電位差は、間隔ｄの寸法によって決まる。よって、ｄを精密に制御することが重要となる。一般に空気を挟んだ電極間における放電開始電圧は、１ｍｍ当たり約１ｋＶと見積もることができる。したがって、ｍｍ単位で変動する部分で放電を意図的に生じさせる場合、ｋＶ単位の誤差は避けられない。言い替えると、１ｋＶ以下の偏差で放電開始電圧を制御する必要がある場合、放電を起こさせる部材の位置の精度として、１ｍｍ以下の精度が必要となる。
【００３２】
図１に示す例では、放電電極１１３と放電電極１１４は可動しない（動かない）固定された部材に固定されている。すなわち、放電電極１１３は軸受支持部材１０６に固定され、放電電極１１４は筐体１１２に固定されている。また、軸受支持部材１０６は、筐体１１２に固定されている。このため、ｄの値はｍｍ単位以下の精度で精密に定めることができ、また製品毎におけるｄの値の偏差を小さくできる。
【００３３】
（変形例１）
図２は、実施形態の転写装置の一例を示す概念図である。図２には、転写装置１２０が示されている。転写装置１２０における図１と同じ符号の部分は、図１に関連して説明した内容と同じである。
【００３４】
図２に示す転写装置１２０は、電極１０９からの配線が、筐体１１２に設けられた電極１２１に接続されている。電極１２１は、平面形状を有し、電源回路１１０の出力からの配線が接続されている。また、電極１２１には、予め決められた間隔をおいて、放電電極１２２が対向して配置されている。放電電極１２２は、グランド電位に接続され、電極１２１に対向する尖った先端部を有している。また、放電電極１２２は、筐体１１２に支持部材１２３を介して固定されている。
【００３５】
この例においては、電極１２１が、放電電極１２２と対となる放電電極としても機能する。電極１２１と放電電極１２２との間の距離は、電極１２１に電源回路１１０から加わる電圧の絶対値を高くしていった場合に、軸１０４と案内板１１１との間、あるいは軸受１０５と案内板１１１との間で放電が発生する前に、電極１２１と放電電極１２２との間で放電が発生する値とされている。この電極１２１と放電電極１２２との間の距離の設定については、図１の場合と同じである。
【００３６】
図２に示す例においても電極１２１および放電電極１２２は、動かない部材に固定されるので、両者の間の距離を精密に設定できる。このため、放電が開始する電位差を精密に設定できる。
【００３７】
（変形例２）
図３は、実施形態の転写装置の一例を示す概念図である。図３には、転写装置１３０が示されている。転写装置１３０における図１と同じ符号の部分は、図１に関連して説明した内容と同じである。
【００３８】
図３に示す転写装置１３０は、軸受支持部材１０６の凹部１０７の底面に配置された電極１０９の下に密閉された空間１３１が設けられ、そこに放電電極１３２が固定されている。放電電極１３２は、電極１０９のバネ１０８に接触した側の裏面側に予め決められた間隔を有して対向している。また、放電電極１３２の電極１０９に対向する側は、尖った形状とされている。この放電電極１３２と電極１０９との間の距離の設定については、図１の場合と同じである。
【００３９】
図３に示す例においても電極１０９および放電電極１３２は、動かない部材に固定されるので、両者の間の距離を精密に設定できる。このため、放電が開始する電位差を精密に設定できる。また空間１３１が密閉されているので、他の部品の交換作業等において、意図せず放電電極が触れられて、放電開始電圧の設定が変化する事態が防止される。また空間１３１が密閉されているので、放電開始電圧の値への塵、トナー粉、湿度の影響を低減できる。このため、放電開始電圧の設定値の安定性を高めることができる。
【００４０】
（変形例３）
図４は、実施形態の転写装置の一例を示す概念図である。図４には、転写装置１４０が示されている。転写装置１４０における図１と同じ符号の部分は、図１に関連して説明した内容と同じである。
【００４１】
転写装置１４０では、案内板１１１に放電電極１４１が接続されている。放電電極１４１は、固定部材１４２によって、軸受支持部材１０６に固定されている。放電電極１４１に対向する軸受支持部材１０６の側面には、放電電極１４４が配置されている。放電電極１４４は、軸受支部部材１０６の凹部１０７の縁の部分に形成された電極１４３に接続されている。電極１４３は、凹部１０５に取り付けられた軸受１０５に接触する。
【００４２】
この構成によれば、放電電極１４１は、案内板１１１を介してグランド電位に接続され、放電電極１４４は、電極１４３、軸受１０５、バネ１０８、電極１０９を介して、電源回路１１０の出力に接続される。ここで、放電電極１４１と放電電極１４４との間の距離の設定については、図１の場合と同じである。
【００４３】
電源回路１１０が異常高電圧を出力した場合、軸１０４と案内板１１１との間での放電、あるいは軸受１０５と案内板１１１との間での放電が開始される前に、放電電極１４１と放電電極１４４との間で放電が生じる。これにより、軸１０４と案内板１１１との間での放電、あるいは軸受１０５と案内板１１１との間での放電が抑えられる。
【００４４】
（変形例４）
図４に示す構成において、回転軸１０４に弾性変形しつつ接触する電極を配置し、この電極を放電電極１４４に接続するようにしてもよい。
【００４５】
（その他）
図１〜図４に示す例では、符号１０１によって示される回転体は、感光体ドラムであるが、転写ロール１０２に対向する回転体として、転写ベルトが採用される形式に本発明を適用することも可能である。この場合、この転写ベルトにトナー像が一次転写され、この転写ベルトと転写ロール１０２との間に用紙が挟まれることで、用紙に転写ベルト上のトナー像が２次転写されることになる。
【００４６】
図５は、放電電極の部分の一例を示す概念図である。図１には、放電電極１５１と１５２とが対向して予め決められた寸法で離して配置され、その周囲が円筒形状の覆い１５３によって覆われ、密閉空間とされた構成が記載されている。この例では、放電電極１５１は、平面形状で、放電電極１５２が放電電極１５１に向かって尖った突出形状を有した棒状の構造とされている。符号１５４と１５５は、それぞれの放電電極からの引き出し配線である。
【００４７】
図５に示す構造は、放電空間が密閉されているので、他の部品の交換作業等において、意図せず放電電極が触れられて、放電電極の電極間隔が変化する不都合が回避される。また、放電空間が密閉されているので、放電開始電圧への塵、トナー粉、湿度の影響を低減できる。このため、放電開始電圧の設定値の安定性を高めることができる。図５に示した構成は、例えば図１、図２、図４に示した構成に適用できる。
【００４８】
以上説明した複数の例示において、放電電極の両方を尖った突出構造としてもよい。また突出構造を採用する場合に、突出部を複数配置してもよい。放電電極の一方は、電源電圧が通電されている部分であれば、配線パターンや給電に利用される金属部分等であってもよい。
【００４９】
（２）第２の実施形態
本発明を利用した画像形成装置の一例を説明する。図６は、発明を利用した画像形成装置の一例を示す概念図である。図６には、画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、用紙収納装置１１を備えている。用紙収納装置１１は、用紙を複数枚収納している。用紙収納装置１１に収納された用紙は、図示省略した搬送ロールにより、搬送経路１２に引き出され、転写装置１３に送られる。
【００５０】
転写装置１３は、図１に示す転写装置１００と同様の構成を有している。図６には、図１において記載が省略されているクリーニングロール３１、帯電装置３２、感光を行うためのレーザー光照射装置３３および現像装置３４が示されている。
【００５１】
クリーニングロール３１は、感光体ドラム１０１の表面に残存した不要なトナーを除去する。帯電装置３２は、感光体ドラム１０１の表面を負の電位に帯電させる。レーザー光照射装置３３は、感光体ドラム１０１の表面に潜像を形成するための描画光となるレーザー光を感光体ドラム１０１に照射する。レーザー光照射装置３３は、レーザー光を走査して照射する光学系とレーザー光の発生装置が内蔵されている。現像装置３４は、トナーを収納する容器を備え、また感光体ドラム１０１にトナーを供給するトナー供給ロール３４ａを備えている。
【００５２】
転写装置１３の下流側には、転写装置１４〜１６が順次配置されている。転写装置１４〜１６は、転写装置１３と同様の構成を有している。この例では、転写装置１３〜１６において、ＣＭＹＫの４色の基本トナー像が用紙上に順次転写される。ここで、Ｃはシアン、Ｍはマゼンダ、Ｙはイエロー、Ｋはブラックである。
【００５３】
転写装置１３〜１６において、各基本色のトナー像が形成された用紙は、定着装置１７に送られる。定着装置１７は、ヒータを内蔵する加熱ロール１８と加圧ロール１９とを備え、両ロールの間に用紙を挟んで、熱と圧力を加える。これにより、用紙上の未定着状態のトナー像が用紙に定着し、定着画像が得られる。定着処理が終了した用紙は、用紙排出面２０上に排出される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、画像形成装置の転写装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０１感光体ドラム、１０２…転写ロール、１０４…軸、１０５…軸受、１０６…軸受支持部材、１０７…凹部、１０８…バネ、１０９…電極、１１０…電源回路、１１１…案内板。
【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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