(57)【要約】【課題】現像ローラと磁気ローラとに電圧を印加する画像形成装置において、現像ローラと磁気ローラとの間に流れるリーク電流量に起因した画質劣化を防止する。【解決手段】現像ローラと磁気ローラとのギャップ距離に基づいて現像ローラと磁気ローラとに印加する電圧値を設定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体へのトナー供給を行う現像ローラと、磁性キャリアと前記トナーからなる磁気ブラシを用いて前記現像ローラにトナー供給を行う磁気ローラと、前記現像ローラと前記磁気ローラとに印加する電圧値を制御する印加電圧制御手段とを備える画像形成装置であって、
前記現像ローラと前記磁気ローラとのギャップ距離を記憶する記憶手段を備え、
前記印加電圧制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記ギャップ距離に基づいて前記現像ローラと前記磁気ローラとに印加する電圧値を設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印加電圧制御手段は、前記現像ローラと前記磁気ローラとの最小ギャップ距離に基づいて前記現像ローラと前記磁気ローラとの間における許容最大電圧差を算出し、該許容最大電圧差を超えないように前記現像ローラと前記磁気ローラとに印加する電圧値を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記磁気ローラに対向配置されると共に前記磁気ブラシの厚さを規定する規制ブレードを備え、
前記記憶手段が前記磁気ローラと前記規制ブレードとのギャップ距離である穂切ギャップ距離を記憶し、
前記印加電圧制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記穂切ギャップ距離に基づいて前記現像ローラと前記磁気ローラとに印加する電圧値を設定する
ことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記印加電圧制御手段は、前記現像ローラに印加する電圧値を固定し、前記磁気ローラに印加する電圧値を調節することによって、前記現像ローラと前記磁気ローラとに印加する電圧値を設定することを特徴とする請求項１〜３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、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を記録媒体に転写して定着させることによって画像形成を行う複写機やプリンタ等の画像形成装置では、静電潜像が形成された感光体に帯電されたトナーが供給されることによって感光体上にトナー像が形成される。
【０００３】
このような画像形成装置は、例えば現像ローラと磁気ローラとを備え、現像ローラと磁気ローラとに電圧を印加して帯電されたトナーを飛翔させることによって感光体にトナーを供給する。
【０００４】
また、上記構成を有する画像形成装置では、現像ローラと磁気ローラとの印加する電圧の正負を逆転させることによって、感光体上に残存したトナーを現像ローラを介して磁気ローラ側に飛翔させることによって回収している。
【０００５】
そして、従来の画像形成装置では、感光体にトナーを供給する場合と感光体からトナーを回収する場合との各々の場合において一定の電圧が現像ローラと磁気ローラとに印加されている。
【特許文献１】特開平７−１２８９８３号公報
【特許文献２】特開２０００−８１７８８号公報
【特許文献３】特開平６−６７５４６号公報
【特許文献４】特開平７−９２８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像ローラと磁気ローラとのギャップ距離は、製造誤差等に起因して現像ローラと磁気ローラとの回転角度に応じて僅かながら変動する。
現像ローラと磁気ローラとの間に流れるリーク電流量は、現像ローラと磁気ローラとのギャップ距離に応じて変化する。このため、現像ローラと磁気ローラとに一定の電圧を印加している場合には、現像ローラと磁気ローラとの回転角度によってリーク電流量が変化し、場合によって許容値を超える虞がある。
【０００７】
また、フルカラー対応の画像形成装置では、現像ローラ及び磁気ローラを備える現像ユニットを複数備えている。そして、このようなフルカラー対応の画像形成装置においては、現像ユニットごとに現像ローラと磁気ローラとのギャップ距離が僅かに異なるため、全ての現像ユニットが備える現像ローラと磁気ローラとに一定の電圧を印加した場合には、現像ユニットごとに現像ローラと磁気ローラとの間に流れるリーク電流量が異なることとなる。
【０００８】
このように現像ローラと磁気ローラとの間に流れるリーク電流量が許容値を超えたり、現像ユニットごとにリーク電流量が異なると、いわゆるカブリが生じたり、色再現性が低下し画質が劣化する。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、現像ローラと磁気ローラとに電圧を印加する画像形成装置において、現像ローラと磁気ローラとの間に流れるリーク電流量に起因した画質劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１１】
第１の発明は、感光体へのトナー供給を行う現像ローラと、磁性キャリアと前記トナーからなる磁気ブラシを用いて前記現像ローラにトナー供給を行う磁気ローラと、上記現像ローラと上記磁気ローラとに印加する電圧値を制御する印加電圧制御手段とを備える画像形成装置であって、上記現像ローラと上記磁気ローラとのギャップ距離を記憶する記憶手段を備え、上記印加電圧制御手段が、上記記憶手段に記憶された上記ギャップ距離に基づいて上記現像ローラと上記磁気ローラとに印加する電圧値を設定するという構成を採用する。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記印加電圧制御手段が、上記現像ローラと上記磁気ローラとの最小ギャップ距離に基づいて上記現像ローラと上記磁気ローラとの間における許容最大電圧差を算出し、該許容最大電圧差を超えないように上記現像ローラと上記磁気ローラとに印加する電圧値を設定するという構成を採用する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１あるいは第２の発明において、上記磁気ローラに対向配置されると共に上記磁気ブラシの厚さを規定する規制ブレードを備え、上記記憶手段が上記磁気ローラと上記規制ブレードとのギャップ距離である穂切ギャップ距離を記憶し、上記印加電圧制御手段は、上記記憶手段に記憶された上記穂切ギャップ距離に基づいて上記現像ローラと上記磁気ローラとに印加する電圧値を設定するという構成を採用する。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記印加電圧制御手段が、上記現像ローラに印加する電圧値を固定し、上記磁気ローラに印加する電圧値を調節することによって、上記現像ローラと上記磁気ローラとに印加する電圧値を設定するという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、記憶手段に現像ローラと磁気ローラとのギャップ距離が記憶され、印加電圧制御手段によって、記憶手段に記憶されたギャップ距離に基づいて現像ローラと磁気ローラとに印加する電圧値が設定される。
つまり、本発明によれば、現像ローラと磁気ローラとのギャップ距離が管理されており、現像ローラと磁気ローラとの間に流れるリーク電流量が管理されている。
したがって、本発明によれば、現像ローラと磁気ローラとに電圧を印加する画像形成装置において、現像ローラと磁気ローラとの間に流れるリーク電流に起因した画質劣化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明の画像形成装置として、複写機を挙げて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の複写機Ｓの概略構成を示す機能ブロック図である。また、図２は、本実施形態の複写機Ｓの概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態の複写機Ｓは、表示操作部１、画像読取部２、画像記憶部３、画像処理部４、印刷部５及び制御部６を備えている。
【００１８】
表示操作部１は、ユーザと複写機Ｓとを関係付けるマンマシンインタフェースとして装置の前面に設置される（図２には図示せず）ものであり、タッチパネル１ａ及び操作キー１ｂを備えている。タッチパネル１ａは、表示面に抵抗膜方式等の透明な面状押圧センサを設けた表示パネルであり、ユーザに提供する情報の表示を行うと共に、ユーザの操作に基づく操作信号を出力する。操作キー１ｂは、例えば電源ボタンやコピー開始ボタン等の、タッチパネル１ａに表示される操作ボタン以外の操作キー（ハードウェアキー）であり、ユーザの操作に基づく操作信号を出力する。
【００１９】
画像読取部２は、制御部６から入力される制御指令に基づいて、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）によって自動給紙される原稿あるいはプラテンガラス上に載置された原稿の画像をラインセンサで読み取って原稿画像データに変換するものであり、この原稿画像データを出力するものである。この画像読取部２は、図２に示すように、複写機Ｓの上部を構成するものである。そして、上記表示操作部１は、例えば、画像読取部２の近傍に配置される。
【００２０】
図１に戻り、画像記憶部３は、半導体メモリあるいはハードディスク装置等であり、制御部６から入力される制御指令に基づいて、画像読取部２から入力される上記原稿画像データを記憶すると共に当該原稿画像データを読み出して出力する。
【００２１】
画像処理部４は、制御部６から入力される制御指令に基づいて、画像記憶部３から入力される原稿画像データを印刷形式の画像データに変換して出力するものであり、必要に応じて原稿画像データに各種画像処理を施して印刷形式の画像データに変換する。例えば、画像読取部２がカラー画像の形成された原稿を読み取った場合には、画像記憶部３から画像処理部４に入力される原稿画像データは、光の三原色に対応したＲＧＢ画像データとなるため、画像処理部４は、このようなＲＧＢ画像データを印刷部５の印刷形式に対応した、例えばＹＭＣＫ画像データ（Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）を基準色とする画像データ）に変換して出力する。
【００２２】
印刷部５は、制御部６から入力される制御指令に基づいて用紙カセット７あるいは給紙トレー８（図２参照）から給紙される記録用紙（印刷媒体）に印刷（画像形成）を行うものであり、図２に示すように、複写機Ｓの略中央部を構成している。
この印刷部５は、図２に示すように、感光体ドラム１０、帯電器２０、レーザスキャニングユニット３０、現像ユニット４０、クリーニングユニット５０、中間転写ユニット６０、定着器７０、トナーコンテナ８０、電源部１００及び印刷制御部２００を備えている。
【００２３】
感光体ドラム１０は、表面に静電潜像が形成される円筒部材であり、図２の紙面奥行き方向に延在して配置されている。なお、本実施形態の複写機Ｓは、フルカラー印刷が可能なタンデム方式の画像形成装置であり、トナーの基準色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に対応して、イエローに対応した感光体ドラム１０と、マゼンダに対応した感光体ドラム１０と、シアンに対応した感光体ドラム１０と、ブラックに対応した感光体ドラム１０とを有している。これらの感光体ドラム１０は、図２に示すように所定間隔にて平行に配列されている。
【００２４】
帯電器２０は、各感光体ドラム１０に対して対向配置されており、基準色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）毎に、感光体ドラム１０に対向配置されている。そして、このような帯電器２０によって感光体ドラム１０の周面が帯電状態とされる。
【００２５】
レーザスキャニングユニット３０は、感光体ドラム１０の下方に配置されており、各感光体ドラム１０に照射されるレーザ光を走査すると共に感光体ドラム１０の表面に静電潜像を形成するものである。
【００２６】
現像ユニット４０は、感光体ドラム１０の周面に対してトナーを供給することによって感光体ドラム１０の周面上に静電潜像に基づく画像を現像するものであり、各感光体ドラム１０に対して設けられている。
【００２７】
図３は、現像ユニット４０の概略構成を示す断面図である。現像ユニット４０は、内部に磁性キャリア及びトナーを収容しており、図３に示すように、攪拌ローラ４１と、マグネットローラ４２（磁気ローラ）と、現像ローラ４３と、規制ブレード４４と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable PROM）４５（記憶手段）とを備えている。
攪拌ローラ４１は、トナーコンテナ８０から補給されるトナーを攪拌して搬送するものである。
マグネットローラ４２は、磁性体からなるローラであり、表面に磁性キャリアとトナーからなる磁気ブラシを形成し、当該磁気ブラシを用いてトナーを現像ローラ４３に供給するものである。
現像ローラ４３は、マグネットローラ４２から供給されたトナーを飛翔させることによって感光体ドラム１０に供給するものである。
規制ブレード４４は、マグネットローラ４２に対向配置されると共にマグネットローラ４２の表面に形成される磁気ブラシの厚さを規定するものであり、例えばＳＵＳ材料やアルミニウム材料によって形成されている。
ＥＥＰＲＯＭ４５は、マグネットローラ４２と現像ローラ４３との最小ギャップ距離と、マグネットローラ４２と規制ブレード４４とのギャップ距離である穂切ギャップ距離とを記憶している。
これらの最小ギャップ距離及び穂切ギャップ距離は、現像ユニット４０が組み立てられた段階にて測定されてＥＥＰＲＯＭ４５に記憶される。つまり、各現像ユニット４０は、複写機Ｓに組み込まれる前に最小ギャップ距離及び穂切ギャップ距離を記憶している。
【００２８】
なお、ここでの最小ギャップ距離とは、製造誤差等に起因してマグネットローラ４２と現像ローラ４３との回転角度に応じて変化するマグネットローラ４２と現像ローラ４３とのギャップ距離のうち、最小のギャップ距離を意味する。
【００２９】
なお、図３においては、単一の現像ユニット４０の構成についてのみ説明したが、本実施形態の複写機Ｓが備える全ての現像ユニット４０が、上述の攪拌ローラ４１と、マグネットローラ４２（磁気ローラ）と、現像ローラ４３と、規制ブレード４４と、ＥＥＰＲＯＭ４５とを備えている。
【００３０】
図２に戻り、クリーニングユニット５０は、感光体ドラム１０から中間転写ユニット６０へ画像が転写された後に、感光体ドラム１０に残存するトナーを除去する摺擦ローラ５１を有するものであって、各感光体ドラム１０に対向配置されている。
【００３１】
中間転写ユニット６０は、感光体ドラム１０の上方に配置されており、感光体ドラム１０に現像された画像が転写される中間転写ベルト６１と、該中間転写ベルト６１を回転させるための駆動ローラ６２と、中間転写ベルト６１に張力を与えるためのテンションローラ６３と、中間転写ベルト６１の回転に伴って回転する従動ローラ６４と、感光体ドラム１０上のトナーを中間転写ベルト６１に転写するための一次転写ローラ６５と、中間転写ベルト６１上のトナーを記録用紙に転写するための二次転写ローラ６６とを備えている。
そして、各感光体ドラム１０において現像された画像は、一旦中間転写ユニット６０の中間転写ベルト６１上において重ね合わされ、その後、記録用紙に一括転写される。すなわち、中間転写ユニット６０によって、感光体ドラム１０上のトナーが記録用紙に移動されて転写される。
【００３２】
定着器７０は、熱及び圧力を加えることによって、中間転写ユニット６０によって記録用紙に対して転写されたトナーを記録用紙に対して定着させるものであり、記録用紙の搬送経路に配置されている。  
【００３３】
トナーコンテナ８０は、現像ユニット４０に供給するトナーを収容するものであり、中間転写ユニット６０の上方に配置されている。このトナーコンテナ８０は、各現像ユニット４０に対して設けられている。
【００３４】
また、装置の下部には給紙ローラ９０が設けられており、この給紙ローラ９０によって、用紙カセット７あるいは給紙トレー８から給紙される記録用紙が、上述した印刷部５に供給される。
【００３５】
図４は、電源部１００及び印刷制御部２００に関連する機能構成を示すブロック図である。
電源部１００は、各現像ユニット４０が備えるマグネットローラ４２及び現像ローラ４３に対して電気的に接続されており、各現像ユニット４０が備えるマグネットローラ４２及び現像ローラ４３にトナーの搬送を行うための電力を供給する。そして、電源部１００は、各現像ユニット４０と各現像ローラ４３に印加する電圧を個別に調節可能なように構成されている。また、本実施形態において電源部１００は、マグネットローラ４２及び現像ローラ４３に対して交流電圧と直流電圧とを供給する。
【００３６】
印刷制御部２００は、印刷部５全体の制御を行うものであり、印刷部５全体の制御に必要な各種パラメータ、各種プログラムを記憶している。そして、本実施形態において印刷制御部２００は、各現像ユニット４０のＥＥＰＲＯＭ４５及び電源部１００に電気的に接続されており、ＥＥＰＲＯＭ４５に記憶された各現像ユニット４０におけるマグネットローラ４２と現像ローラ４３とのギャップ距離に基づいて電源部１００を制御することによってマグネットローラ４２及び現像ローラ４３に供給する電圧値を設定する。
また、本実施形態において印刷制御部２００は、ＥＥＰＲＯＭ４５に記憶された各現像ユニット４０におけるマグネットローラ４２と規制ブレード４４とのギャップ距離である穂切ギャップ距離に基づいてマグネットローラ４２及び現像ローラ４３に供給する電圧値を設定する。
【００３７】
具体的には、印刷制御部２００は、現像ユニット４０に印加する電圧値を感光体ドラム１０に対してトナーを適切に供給可能な電圧値に設定する。その後、印刷制御部２００は、マグネットローラ４２と現像ローラ４３との最小ギャップ距離に基づいてマグネットローラ４２と現像ローラ４３との間における許容最大電圧差を算出する。なお、許容最大電圧差は、マグネットローラ４２と現像ローラ４３との間に流れるリーク電流が最大許容値となる電圧差であり、マグネットローラ４２と現像ローラ４３との最小ギャップ距離によって一義的に算出可能である。
続いて、印刷制御部２００は、上述のように設定した現像ユニット４０の電圧値を固定し、マグネットローラ４２と現像ローラ４３との間における許容最大電圧差を超えない範囲をマグネットローラ４２の電圧設定可能値とする。
そして、印刷制御部２００は、上記電圧設定可能値の範囲から、マグネットローラ４２から現像ローラ４３へのトナー供給及び現像ローラ４３からマグネットローラ４２へのトナー回収に適した電圧値を穂切ギャップ距離に基づいて設定する。
なお、印刷制御部２００は、電圧値の設定を行う際には、ベース電圧値及びピーク電圧値の設定を行う。また、印刷制御部２００は、ＥＥＰＲＯＭ４５がマグネットローラ４２と現像ローラ４３との最大ギャップ距離を記憶している場合には、例えば、最大ギャップ距離に基づいて許容最小電圧差を算出し、当該許容最小電圧差を超えない範囲にてマグネットローラ４２の電圧設定可能値を設定しても良い。
【００３８】
このように、本実施形態の複写機Ｓにおいては、電源部１００及び印刷制御部２００によって、マグネットローラ４２と現像ローラ４３とのギャップ距離に基づいてマグネットローラ４２と現像ローラ４３とに印加する電圧値が制御される。
つまり、本実施形態の複写機Ｓにおいては、本発明の印加電圧制御手段が、電源部１００及び印刷制御部２００によって構成されている。
【００３９】
図１に戻り、制御部６は、複写機Ｓの全体の制御を行うものであり、表示操作部１、画像読取部２、画像記憶部３、画像処理部４及び印刷部５と電気的に接続されている。
【００４０】
以上のような構成を有する複写機Ｓにおいては、制御部６の制御の下、ユーザの表示操作部１の操作に基づいて、画像読取部２にセットされた原稿の画像データが読み込まれ、読み込まれた画像データが画像記憶部３に記憶される。画像記憶部３に記憶された画像データは、画像処理部４において印刷形式の画像データに変換され印刷部５に入力する。
そして、印刷部５では、画像処理部４から入力された印刷形式の画像データに基づいて印刷用紙への画像形成が行われる。その後、画像が形成された印刷用紙が印刷物として複写機Ｓの外部に排出される。
【００４１】
このような本実施形態の複写機Ｓによれば、各現像ユニット４０が備えるＥＥＰＲＯＭ４５にマグネットローラ４２と現像ローラ４３との最小ギャップ距離が記憶され、リーク電流が許容値を超えないようにマグネットローラ４２と現像ローラ４３とに印加される電圧値が設定される。
したがって、本実施形態の複写機Ｓによれば、マグネットローラ４２と現像ローラ４３との間に流れるリーク電流に起因した画質劣化を防止することが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の複写機Ｓによれば、穂切ギャップ距離がＥＥＰＲＯＭ４５に記憶されており、穂切ギャップ距離に応じてマグネットローラ４２と現像ローラ４３とに印加される電圧値が設定される。
したがって、マグネットローラ４２に形成される磁気ブラシの厚さに応じて、トナーを搬送するために最適な電圧がマグネットローラ４２及び現像ローラ４３に印加される。
このため、本実施形態の複写機Ｓによれば、現像ローラ４３にトナーを良好に供給し、また現像ローラ４３からトナーを良好に回収することができる。
【００４３】
また、本実施形態の複写機Ｓによれば、現像ローラ４３に印加する電圧値を固定し、マグネットローラ４２に印加する電圧値を調節することによって、マグネットローラ４２と現像ローラ４３とに印加する電圧値が設定される。
このため、現像ローラ４３の電圧値を感光体ドラム１０にトナーを供給するために最適な値に設定することが可能となる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳説したが、具体的な構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更等が可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態においては、本発明の画像形成装置の一例として、複写機を挙げて説明した。
しかしながら、本発明は複写機に限定されるものではなく、複合機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置に適用することも可能である。
【００４６】
また、上記実施形態においては、マグネットローラ４２と現像ローラ４３との最小ギャップ距離に基づいてマグネットローラ４２と現像ローラ４３とに印加する電圧値を設定する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各マグネットローラ４２と各現像ローラ４３とのギャップ距離に基づいて、複数の現像ユニット４０間の現像性が均質となるようにマグネットローラ４２と現像ローラ４３とに印加する電圧値を設定しても良い。
【００４７】
また、上記実施形態においては、現像ユニット４０が備えるＥＥＰＲＯＭ４５が、マグネットローラ４２と現像ローラ４３とのギャップ距離及び穂切ギャップ距離を記憶する構成、すなわち本発明の記憶手段がＥＥＰＲＯＭ４５である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の記憶手段がマグネットローラ４２と現像ローラ４３とのギャップ距離及び穂切ギャップ距離を記憶していても良い。また、記憶手段が現像ユニット４０に設置されている必要もない。
【００４８】
また、上記実施形態においては、マグネットローラ４２と現像ローラ４３とに対して交流電圧と直流電圧とを印加する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばマグネットローラ４２には直流電圧のみを印加するようにしても良い。
【００４９】
また、例えば、上記実施形態において説明した印刷制御部２００の機能の一部または全部を制御部６に担わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態の複写機の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の複写機の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の複写機が備える現像ユニットの概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の複写機が備える電源部及び印刷制御部に関連する機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｓ……複写機、４０……現像ユニット、４２……マグネットローラ（磁気ローラ）、４３……現像ローラ、４４……規制ブレード、４５……ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）、１００……電源部、２００……印刷制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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