(57)【要約】【課題】ライン型ヘッド内、或いは交換可能なヘッドモジュール単位としての状態を示す情報、個々のヘッドの位置関係などを得ることができない。【解決手段】液滴を吐出する複数のヘッド１０１を並べて配列したヘッドモジュール５１が交換可能に装着され、ヘッドモジュール５１には装置本体のメイン制御部５００からの信号を中継する中継基板１０８が設けられ、中継基板１０８には、各ヘッド１０１の当該ヘッドモジュール５１の基準位置に対する位置情報を記憶するヘッド位置情報記憶手段５２１を備えている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のヘッドを並べて配列したヘッドモジュールが交換可能に装着され、
前記ヘッドモジュールには装置本体の制御部からの信号を中継する中継基板が設けられ、
前記中継基板には、前記各ヘッドの当該ヘッドモジュールの基準位置に対する位置情報を記憶するヘッド位置情報記憶手段を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ヘッド位置情報記憶手段には、各ヘッド毎の位置情報又は各ヘッドの位置情報を平均化した１又は複数の位置情報が記憶されてい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】
用紙先端を検知する用紙先端検知手段と、前記用紙先端検知手段による検知位置に対する前記ヘッドモジュールの位置情報を記憶するモジュール位置情報記憶手段とを備えてい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】
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッド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インクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰ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、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出方式の「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。また、「インク」とは、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、パターン材料なども含まれる。
【０００４】
ところで、搬送される用紙の全幅に相当するノズル列を配置したライン型ヘッドを備えるライン型画像形成装置においては、ライン型記録ヘッドとして、例えば、液滴を吐出するノズルを並べたノズル列を有する短尺のヘッドを複数個、ノズル配列方向に沿って配置したヘッド列を配置したもの（これを「ヘッドモジュール」と称する。マルチアレイヘッド、マルチヘッドユニットなどとも称される。）が用いられている。
【０００５】
このような構成のヘッドモジュールを複数個並べて記録ヘッドに用いた場合、各ヘッドモジューの取付位置精度、即ちラインを構成している複数のヘッド間のノズル位置精度が、そのままインク滴の着弾位置精度となって現れ、取付位置精度が悪い場合には異常画像が生じることになる。
【０００６】
そこで、用紙幅方向と同じノズル列方向には、隣り合うヘッドモジュールのヘッドのノズル列が少しだけ重なるようにヘッドを予め配置し、ノズル列が重なる部分に関しては、画像データを両ヘッドモジュールに振り分けるなどの補正処理を施すことにより、両者の位置ずれが判り難くなるようにすることが知られている。
【０００７】
また、用紙搬送方向には、もともとヘッドやヘッドモジュールユニットの構成（千鳥配置、多ライン化など）による配置ずれに対応するために、ヘッドの吐出タイミングを調整するような吐出タイミング調整手段をヘッド毎に備え、ヘッドの取付け位置精度による微小な配置ずれに関しても、その吐出タイミング調整手段を利用し、微調整を行うことが知られている。
【０００８】
さらに、複数のヘッドを使用することから、ヘッドに不吐出などの異常が発した場合、当該吐出不良を生じたヘッドや当該ヘッドを含むヘッドモジュールを交換する必要があり、そのため、駆動電圧や駆動波形など、ヘッド毎に設定される固有情報を記憶する記憶手段を備えて、ヘッドやヘッドモジュール交換の際に、その記憶した固有情報を基に画像形成装置の設定を行うことが知られている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２７１５４号公報
【特許文献２】特開２００７−９０６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしならが、従来のヘッドに記憶媒体を設け、ヘッドの固有情報を保持させる構成では、ヘッド個々の固有情報は持てるものの、ライン型ヘッドとして構成された状態を示す情報を保持することはできない。特に、ライン型ヘッドとして構成された状態を示す情報、各ヘッドの配置ずれなどは、ライン型ヘッド或いは交換可能なヘッドモジュールとして構成された後でなければ、その情報を得ることはできないため、個々のヘッドにその情報を記憶させること自体好ましくとはいえない。言い換えれば、ヘッドモジュールを交換した場合、その情報が何を基準にしているのか不明確な情報となる。
【００１１】
このように、従来は、ライン型ヘッド内、或いは交換可能なヘッドモジュール単位としての状態を示す情報、個々のヘッドの位置関係などを得ることができないという課題がある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドモジュール単位で交換を行った場合の各ヘッドの位置調整を不要にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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ヘッドを並べて配列したヘッドモジュールが交換可能に装着され、
前記ヘッドモジュールには装置本体の制御部からの信号を中継する中継基板が設けられ、
前記中継基板には、前記各ヘッドの当該ヘッドモジュールの基準位置に対する位置情報を記憶するヘッド位置情報記憶手段を備えている
構成とした。
【００１４】
ここで、前記ヘッド位置情報記憶手段には、各ヘッド毎の位置情報又は各ヘッドの位置情報を平均化した１又は複数の位置情報が記憶されている構成とできる。
【００１５】
また、用紙先端を検知する用紙先端検知手段と、前記用紙先端検知手段による検知位置に対する前記ヘッドモジュールの位置情報を記憶するモジュール位置情報記憶手段とを備えている構成とできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置によれば、ヘッドモジュールの中継基板に各ヘッドについての当該ヘッドモジュールの基準位置に対する位置情報を記憶する手段を有しているので、ヘッド交換に伴う位置調整が不要になって、ヘッドモジュール単位での交換が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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概略構成図、図２は同装置の模式的平面説明図である。
【００１８】
この画像形成装置はライン型画像形成装置であり、装置本体１と、用紙Ｐを積載し給紙する給紙トレイ２と、印刷された用紙Ｐを排紙積載する排紙トレイ３と、用紙Ｐを給紙トレイ２から排紙トレイ３まで搬送する搬送ユニット４と、搬送ユニット４によって搬送される用紙Ｐに液滴を吐出し印字するヘッドモジュール５１を含む画像形成ユニット５と、印刷終了後又は所要のタイミングで画像形成ユニット５の各記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構であるクリーニング装置６と、クリーニング装置６を開閉する搬送ガイド部７と、画像形成ユニット５のヘッドモジュール５１にインクを供給するインクタンクユニット８と、インクタンクユニット８にインクを供給するメインタンクユニット９とを備えている。
【００１９】
装置本体１は、図示しない前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ２上に積載されている用紙Ｐは、分離ローラ２１及び給紙ローラ２２によって１枚ずつ搬送ユニット４に給紙される。
【００２０】
搬送ユニット４は、搬送駆動ローラ４１ａと搬送従動ローラ４１ｂと、これらのローラ４１ａ、４１ｂ間に掛け回された無端状の搬送ベルト４３とを備えている。この搬送ベルト４３の表面には複数の図示しない穴が形成されており、搬送ベルト４３の下部には用紙Ｐを吸引する吸引ファン４４が配置されている。また、搬送駆動ローラ４１ａ、搬送従動ローラ４１ｂ上部には、それぞれ搬送ガイドローラ４２ａ、４２ｂが図示しないガイドに保持されて、自重にて搬送ベルト４３に当接している。
【００２１】
搬送ベルト４３は、搬送駆動ローラ４１ａが図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト４３上に吸引ファン４４により吸い付けられ、搬送ベルト４３の周回移動によって搬送される。なお、搬送従動ローラ４１ｂ、搬送ガイドローラ４２ａ、４２ｂは搬送ベルト４３に従動して回転する。
【００２２】
搬送ユニット４の上部には用紙Ｐに印字する液滴を吐出する複数のヘッドモジュール５１で構成される画像形成ユニット５が矢示Ａ方向（及び逆方向）に移動可能に配置されている。この画像形成ユニット５は、維持回復動作時（クリーニング時）にはクリーニング装置６上方まで移動され、画像形成時には図１の位置に戻される。
【００２３】
画像形成ユニット５は、液滴を吐出する複数のノズルを配列したノズル列を二列有する複数のヘッドを一列に配列したヘッドモジュール５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが、用紙搬送方向に沿って並べてラインベース部材５２に交換可能に取付けられて配置されている。ここでは、ヘッドモジュール５１ａ、５１ｂの２つのノズル列の一方でイエロー（Ｙ）の液滴を、他方でマゼンタ（Ｍ）の液滴を吐出し、また、ヘッドモジュール５１ｃ、５１ｄの２つのノズル列の一方でシアン（Ｃ）の液滴を、他方でブラック（Ｋ）の液滴を吐出する。
【００２４】
つまり、この画像形成ユニット５は、同じ色の液滴を吐出する２つのヘッドモジュール５１が用紙搬送方向に並べて配置され、２つのヘッドモジュール５１で用紙幅相当の１列分のノズル列が構成されている構成としている。
【００２５】
この画像形成ユニット５の上流側にはインクタンクユニット８のインクタンク８１（図示の都合上１つのインクタンクのみ符号を付している。）が配置され、供給チューブ８２を介して各ヘッドモジュールユニット５１に供給され、インクタンク８１とヘッドモジュール５１との水頭差によりヘッドモジュール５１の各ヘッドに対する負圧が形成される。このインクタンクユニット８は画像形成ユニット５とともに矢示Ａ方向に移動可能に配置されている。なお、インクタンク８１からヘッドモジュール５１に対する供給チューブ８２は分かり易くするためヘッドモジュール５１の上方から接続して状態で図示しているが、後述するように、ヘッドモジュール５１の長手方向（用紙搬送方向と直交する方向）の端部に接続される。
【００２６】
さらに、インクタンク８１の上流側にはメインタンクユニット９が配置され、メインタンク９１から供給チューブ９２を介してインクがインクタンク８１に供給される。
【００２７】
搬送ユニット４の下流側には用紙Ｐを排紙トレイ３に排紙する搬送ガイド部７が設けられている。搬送ガイド部７にて案内されて搬送される用紙Ｐは排紙トレイ３に排紙される。排紙トレイ３は、用紙Ｐの幅方向を規制する対のサイドフェンス３１と用紙Ｐの先端を規制するエンドフェンス３２を備えている。
【００２８】
維持回復機構（クリーニング装置）６は、画像形成ユニット５の各ヘッドモジュール５１に対応して、４列分のクリーニング手段６１ａ〜６１ｄが配置され、１つのクリーニング手段６１はヘッドモジュール５１の各ヘッドに対応するキャップ部材６２及び図示しないがワイパ部材などで構成されている。なお、各クリーニング手段６１のキャップ部材６２は各列毎に独立して上下動させることができる構成としている。さらに、クリーニング手段６１の下方には、キャップ部材６２でヘッドモジュール５１のノズル面をキャッピングした状態でノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ６３ａ〜６３ｄが配置されている。
【００２９】
また、この画像形成装置においては、印刷終了後、液滴を吐出するヘッドモジュール５１の各ヘッドのノズル面をクリーニング手段６１でキャッピングした状態でノズルからインクを吸引する場合、あるいは、ヘッドモジュール５１の各ヘッドのノズル面に付着したインクをワイピング部材で清掃する場合は、図１にも示すように、印刷停止後、搬送ユニット４全体が搬送従動ローラ４１ｂを支点に矢印Ｂ方向に回動し、画像形成ユニット５との間の空間を画像形成時よりも大きくすることで、画像形成ユニット５の移動スペースを確保するようにしている。このとき、クリーニング装置６上部に配置されている搬送ガイド部７も支点７１にて矢印Ｃ方向上方に回動され、クリーニング装置６の上方が開放される。
【００３０】
そして、搬送ユニット４と搬送ガイド部７がそれぞれ解放（解除）された後に、画像形成ユニット５が用紙通紙方向（矢示Ａ方向）に移動し、クリーニング装置６上方で停止され、クリーニング手段６１が上昇して各ヘッドモジュール５１のクリーニング動作（維持回復動作）に移行する。
【００３１】
次に、ヘッドモジュールの詳細について図３ないし図５を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドモジュールの斜視説明図、図４は同ヘッドモジュールの側面概略模式的説明図、図５は同ヘッドモジュールの１つのヘッドの底面説明図である。
【００３２】
１つのヘッドモジュール５１は、液滴を吐出する複数（ここでは５個の例で示している。）のヘッド１０１を一列にベース部材１０２上に並べて配置し、これら複数のヘッド１０１上にヘッド配列方向に沿って複数のヘッド１０１にインクを分配して供給する共通流路を形成するインク供給部材である分岐部材（共通流路部材）１０４が配置され、分岐部材１０４とベース部材１０２との間に架けた板バネ部材１０３によってヘッド１０１が分岐部材１０４側に付勢されて一体化されている。分岐部材１０４にはインク供給口１０５Ａと空気抜き穴１０５Ｂが設けられている。
【００３３】
ヘッド１０１は、例えば図５に示すように、液滴を吐出する複数のノズル２０１を配列したノズル列２０１Ａ、２０１Ｂを有するノズル面２０４を有している。ヘッド１０１は、これに限るものではなく、３列以上のノズル列を有するものを用いることもできる。
【００３４】
また、分岐部材１０４の両端に取付けた支持部材１０６、１０６にて分岐部材１０４の上方に中継基板１０８を保持している。この中継基板１０８と各ヘッド１０１とはコネクタ１１０及びケーブル１１１を介して電気的に接続されている。中継基板１０８には、後述するように、ヘッドモジュール５１の基準位置に対するヘッド位置に関する情報（ヘッド位置情報）を記憶したヘッド位置情報記憶手段５２１が搭載されている。
【００３５】
次に、この画像形成装置の制御系について図６に示すブロック説明図を参照して説明する。
装置本体１側にはメイン制御部５００が配置され、メイン制御部５０とヘッドモジュール５１の中継基板１０８との間はフレキシブルケーブル５０１を介して接続されている。
【００３６】
メイン制御部５００は、画像形成ユニット５のヘッドモジュール５１ａ〜５１ｄの各ヘッド１０１の制御を司るヘッドコントローラ５１１と、外部の情報処理装置などから与えられる画像データを記憶する画像データ記憶手段５１２と、各ヘッドモジュール５１ａ〜５１ｄの各ヘッド１０１を駆動するためのヘッド駆動信号を生成する各ヘッドモジュール用のヘッド駆動信号生成手段５１３ａ〜５１３ｄと、ヘッド駆動信号以外のヘッド１０１の駆動制御に必要なヘッド制御信号（例えばクロック信号、ラッチ信号、滴制御信号など）を生成するヘッド制御信号生成手段５２２とを備えている。各ヘッド駆動信号生成手段５１３は、各ヘッド１０１ａ〜１０１ｅ用のヘッド駆動信号生成手段５１４ａ〜５１４ｅで構成される。同様に、ヘッド制御信号生成手段５２２は、各ヘッド１０１ａ〜１０１ｅに対するヘッド制御信号を生成するヘッド制御信号生成手段５２３ａ〜５２３ｅで構成される。
【００３７】
ヘッドモジュール５１ａ〜５１ｄの各中継基板１０８には、当該ヘッドモジュール５１の各ヘッド１０１のヘッドモジュール５１の基準位置に対する位置情報を記憶するヘッド位置情報記憶手段５２１を備えている。
【００３８】
ここでは、図７に示すように、例えば、ヘッドモジュール５１のモジュールベース１０２の用紙搬送方向の端を基準位置としてヘッド１０１の第１ノズル列（用紙搬送方向上流側のノズル列）２０１Ａの位置（距離Ｌ）を、ヘッド位置情報としてヘッド位置情報記憶手段５２１に記憶している。
【００３９】
次に、メイン制御部５００による滴吐出タイミングの調整について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は滴吐出タイミングの調整に係わる部分の構成の概要を示す説明図、図９は滴吐出タイミングの調整に係わる部分の機能ブロック説明図である、
先ず、図８に示すように、複数のヘッドモジュール５１ａ〜５１ｄは用紙送り方向に並べて配置されている。搬送ベルト４３を駆動する駆動ローラ４１ａには用紙Ｐの移動量を検知するロータリエンコーダ４６を備えている。また、複数のヘッドモジュール５１ａ〜５１ｄの上流側には、用紙Ｐの先端を検出する用紙先端検知センサ４７が配置されている。
【００４０】
そして、図９に示すように、メイン制御部５００は、ヘッドモジュール５１ａ〜５１ｄの各ヘッド１０１からの滴吐出を制御する滴吐出制御手段６０１と、ヘッドモジュール位置情報を記憶したヘッドモジュール位置情報記憶手段６０２と、ヘッドモジュール位置情報記憶手段６０２のヘッドモジュール位置情報とヘッド位置情報記憶手段５２１のヘッド位置情報とに基づいて、滴吐出タイミングを調整（設定）する滴吐出タイミング調整手段６０３とを備えている。
【００４１】
モジュール位置情報記憶手段６０２には、用紙先端検知センサ４７による先端検知位置を基準位置として、この基準位置に対する各ヘッドモジュール５１ａ〜５１ｄの位置（図７で説明した用紙搬送方向上流側の端まで距離）ｙａ１、ｙｂ１、ｙｃ１、ｙｄ１（図８参照）をモジュール位置情報として記憶している。
【００４２】
滴吐出制御手段６０１は、用紙先端検知手段４７が用紙Ｐの先端を検知した時点から滴吐出タイミング調整手段６０３で調整された各ヘッドモジュール５１の滴吐出タイミングになった時に滴吐出動作を開始させる。これにより、各ヘッドモジュール５１のヘッド１０１から吐出させる液滴の着弾位置が用紙Ｐ上で合わせられる。
【００４３】
なお、位置情報は、基準位置に対する距離情報、基準位置に対する距離情報と用紙搬送速度から算出される時間情報、若しくは、基準位置に対する距離情報と用紙搬送速度から算出される時間情報と内部クロックの周波数から算出されるカウント情報のいずれであってもよい。
【００４４】
また、ヘッド１０１はモジュールベース部材１０２に高精度に位置決めして取付けられ、モジュールベース部材１０２は取付け基準穴１０２ａを基準としてラインベース部材５２に取付けられるので、用紙先端検知位置からこの基準穴１０２ａまでの距離をモジュール位置情報とし、基準穴１０２ａからノズル列２０１Ａまでの距離などをヘッド位置情報として処理することもできる。
【００４５】
次に、メイン制御部５００による滴吐出タイミングの調整の他の例について図１０を参照して説明する。なお、図１０は滴吐出タイミングの調整に係わる部分の機能ブロック説明図である、
ここでは、ヘッド位置情報記憶手段５２１からのヘッド位置情報に基づいて１つのヘッドモジュール５１内での各ヘッド１０１の位置情報を平均化するヘッド位置情報平均化手段６０４を備え、滴吐出タイミング調整手段６０３は、吐出タイミング調整方法選択信号に応じて、ヘッド位置情報記憶手段５２１からの個々のヘッド位置情報に基づく吐出タイミングの調整、又は、ヘッド位置情報平均化手段６０４からのヘッドモジュール５１内のヘッド位置情報の平均値に基づく吐出タイミングの調整を行うようにしている。
【００４６】
この場合、ヘッド位置情報平均化手段６０４は、例えば図１１に示すように、ヘッド位置情報記憶手段５２１とともにヘッドモジュール５１の中継基板１０８に搭載することもできるし、図示しないが、ヘッド位置情報として各ヘッドの位置情報を平均化した平均化位置情報を記憶したヘッド位置情報記憶手段を中継基板に搭載することもできる。また、前述した吐出タイミング調整手段なども中継基板１０８に搭載することもできる。
【００４７】
なお、位置情報は、基準位置に対する距離情報、基準位置に対する距離情報と用紙搬送速度から算出される時間情報、若しくは、基準位置に対する距離情報と用紙搬送速度から算出される時間情報と内部クロックの周波数から算出されるカウント情報のいずれであってもよい。
【００４８】
また、ヘッド１０１はモジュールベース部材１０２に高精度に位置決めして取付けられ、モジュールベース部材１０２は取付け基準穴１０２ａを基準としてラインベース部材５２に取付けられるので、用紙先端検知位置からこの基準穴１０２ａまでの距離をモジュール位置情報とし、基準穴１０２ａからノズル列２０１Ａまでの距離などをヘッド位置情報として処理することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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概略説明図である。
【図２】同じく要部平面説明図である。
【図３】ヘッドモジュールの斜視説明図である。
【図４】同ヘッドモジュールの側面説明図である。
【図５】同ヘッドモジュールの１つのヘッドの底面説明図である。
【図６】同画像形成装置の制御系の説明に供するブロック説明図である。
【図７】ヘッドモジュール内ヘッド位置情報の説明に供する説明図である。
【図８】滴吐出タイミングの調整に係わる部分の説明に供する説明図である。
【図９】同じく滴吐出タイミングの調整に係わる部分の機能ブロック説明図である。
【図１０】同じく滴吐出タイミングの調整に係わる部分の他の例の機能ブロック説明図である。
【図１１】同ヘッドモジュールの他の例を示す側面説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…装置本体
４…搬送ユニット（搬送部）
５…画像形成ユニット
６…クリーニング装置（維持回復機構）
７…搬送ガイド部
８…インクタンクユニット
９…メインタンクユニット
５１…ヘッドモジュール
５２…ラインヘッドベース部材
６１…クリーニング手段
１０１…ヘッド
１０８…中継基板
５２１…ヘッド位置情報記憶手段
６０４…平均化手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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