(57)【要約】【課題】原稿読取装置の光源を効率よく冷却すること。【解決手段】端部に光源部を備えて光源部の照射光を原稿に対して主走査方向に拡散させる細長い導光部材と、導光部材を原稿に対して副走査方向に移動させる走査部材からなり、光源部が、基板に搭載された半導体発光素子と、基板に接触する放熱部材とを備える原稿読取装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に光源部を備えて光源部の照射光を原稿に対して主走査方向に拡散させる細長い導光部材と、導光部材を原稿に対して副走査方向に移動させる走査部材からなり、光源部が、基板に搭載された半導体発光素子と、基板に接触する放熱部材とを備える原稿読取装置。
【請求項２】
半導体発光素子が発光ダイオードである請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項３】
放熱部材が金属部材である請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項４】
細長い導光部材は両端部に光源部を有する請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項５】
導光部材は２列に並列配置された一対の棒状導光部材からなる請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項６】
放熱部材は基板を両面から挟む２つの部材から構成される請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項７】
冷却フィンと、前記放熱部材を冷却フィンに熱的に接続する接続部材とをさらに備える請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項８】
走査部材の両端を支持するガイドレールを備える請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項９】
走査部材を駆動する駆動ワイヤを備える請求項１記載の原稿読取装置。
【請求項１０】
請求項１記載の原稿読取装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原稿読取装置とそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明の背景技術としては、細長い導光板の端部にＬＥＤを有する光源と、ライン状のセンサアレイを有する受光部とを備えたイメージセンサユニットを、レールに搭載して読取方向（副走査方向）に移動させ、原稿の画像を読取るようにした画像読取装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８８５０８８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、導光板と、ＬＥＤのような点光源の組み合わせにより原稿の走査を行う場合、十分な光量を得るためには、光源に大電流を流す必要が生じ、光源の発熱による光量低下や寿命の悪化という問題が生じる。強制空冷するファンを設けるという方法もあるが、空冷ファンで強く冷やそうとすればするほど外気からホコリが入り込みやすくなり、ミラー、レンズなど光学系部品に付着して画質を悪化させるという別の問題が生じる。
従って、このような光源を効率よく冷却する方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、端部に光源部を備えて光源部の照射光を原稿に対して主走査方向に拡散させる細長い導光部材と、導光部材を原稿に対して副走査方向に移動させる走査部材からなり、光源部が、基板に搭載された半導体発光素子と、基板に接触する放熱部材とを備える原稿読取装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、光源が基板に搭載された半導体発光素子と、基板に接触する放熱部材からなるので、光源の発生する熱が基板から放熱部材に伝達され、光源が効率的に冷却される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明による原稿読取装置の特徴は、端部に光源部を備えて光源部の照射光を原稿に対して主走査方向に拡散させる細長い導光部材と、導光部材を原稿に対して副走査方向に移動させる走査部材からなり、光源部が、基板に搭載された半導体発光素子と、基板に接触する放熱部材とを備える点にある。
この発明における半導体発光素子としては、発光ダイオードやレーザダイオードのような固体素子が挙げられる。
【０００７】
放熱部材が金属部材であることが好ましい。
細長い導光部材は両端部に光源部を有してもよい。
導光部材は２列に並列配置された一対の棒状導光部材からなってもよい。
放熱部材は基板を両面から挟む２つの部材から構成されてもよい。
冷却フィンと、放熱部材を冷却フィンに熱的に接続する接続部材とをさらに備えてもよい。
この発明は、別の観点から、原稿読取装置を備えた画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
図１はこの発明に係る画像形成装置の構成説明図である。
図１に示すように、画像形成装置１には画像読取装置２が備えられる。画像読取装置２は、透明ガラスからなる原稿載置台１１、原稿載置台１１上へ自動的に原稿を供給するための両面対応自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ）１２、原稿載置台１１上に載置された原稿の画像を走査して読み取るための原稿画像読み取りユニット、すなわちスキャナユニット１３から構成されている。
【０００９】
ＲＡＤＦ１２は、原稿トレイ上に複数枚の原稿を一度にセットしておき、セットされた原稿を１枚ずつ自動的にスキャナユニット１３の原稿載置台１１上へ送給する装置である。そして、ＲＡＤＦ１２は、使用者の選択に応じて原稿の片面または両面をスキャナユニット１３に読み取らせるように、片面原稿のための搬送経路、両面原稿のための搬送経路、搬送経路切り換え手段などから構成されている。
【００１０】
スキャナユニット１３は、原稿からの反射光像を光電変換素子（ＣＣＤ）１７に導くための第１走査ユニット１４および第２走査ユニット１５、反射光像をＣＣＤ１７上に結像するための結像レンズ１６から構成される。
【００１１】
画像読取装置２では、ＲＡＤＦ１２とスキャナユニット１３の関連した動作によって、原稿載置台１１上に読み取るべき原稿を順次載置させながら、原稿載置台１１の下面においてスキャナユニット１３を駆動させて、原稿画像を読み取る。
【００１２】
原稿画像をスキャナユニット１３で読み取ることにより得られた画像データは、各種処理が施された後、画像メモリに一旦記憶され、出力指示に応じてメモリから画像データを画像形成部３に出力して、感光体ドラム２２上に可視画像として再現した後、用紙上に画像を転写してトナー像を形成する。
【００１３】
この画像形成部３は、レーザ書き込みユニット（ＬＳＵ）２１および画像を形成するための電子写真プロセス部２０を備えている。レーザ書き込みユニット２１は、画像メモリから読み出した画像データまたはパーソナルコンピュータ等の外部機器から転送されてきた画像データに応じてレーザ光を出射する半導体レーザ、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラー、等角速度偏向されたレーザ光が電子写真プロセス部２０の感光体ドラム２２上を等速度で走査するように補正するｆ−θレンズ等を有している。電子写真プロセス部２０は周知の態様に従い、感光体ドラム２２の周囲に帯電装置２３、現像装置２４、転写装置２５、クリーニング装置２７を配置し、さらに感光体ドラム２２の下流側に定着装置２８を配置して構成される。
【００１４】
給紙部４は、第１〜３カセット３１〜３３および手差しトレイ３５を有している。給紙搬送部３８は、給紙部４から感光体ドラム２２と転写装置２５との間の転写位置に用紙を搬送するために、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラを備えている。
【００１５】
この給紙部４における第１〜３カセット３１〜３３内の３つのトレイには、用紙がサイズ毎に積載されて収容されており、使用者が所望するサイズの用紙が収容されているカセットあるいはトレイを選択すると、そのトレイ内の用紙束の上から１枚ずつ送り出され、給紙搬送部３８の搬送経路を経由して順次電子写真プロセス部２０へ向けて搬送される。
定着装置２８より用紙搬送方向下流側には、用紙排出路２９が設けられている。
【００１６】
電子写真プロセス部２０において、画像メモリから読み出された画像データは、レーザ書き込みユニット２１によってレーザ光線を走査させることにより感光体ドラム２２の表面上に静電潜像として形成され、現像装置２４のトナーにより可視像化されたトナー像は給紙部４から搬送された用紙の表面上に転写装置２５により静電転写され、定着装置２８によって定着される。
【００１７】
このようにして片面に画像が形成された用紙は定着装置２８から搬送ローラ６１と切換えゲート９を介して積載トレイ６３へ送られる。
一方、両面画像形成（両面印刷）が指定されている場合には、前記の片面印刷された用紙を反転ローラ６２により積載トレイ６３に向けてシートを排出するが完全に排出せず、用紙の終端を挟持させたまま反転ローラ６２を逆転させる。そして、その用紙を逆方向、つまり再給紙搬送部４２の方向に反転搬送する。
このとき、切換えゲート９は、上向きから下向きに切換えられる。反転搬送されたシートは再給紙搬送部４２を通り、再び画像形成装置３に供給され両面印刷が行われる。
【００１８】
図２は、スキャナユニット１３を示す斜視図である。図２に示すように、スキャナユニット１３の外枠となるフレーム１３５の底部には、平板状の底板１３５ｂが取り付けられている。底板１３５ｂ上の暗箱１１９で覆われた部分には、図１に示す結像レンズ１６とＣＣＤ１７とが内蔵されている。フレーム１３５および底板１３５ｂには、例えば、表面に亜鉛メッキを施した鋼板が用いられる。また、第１走査ユニット１４と第２走査ユニット１５は、暗箱１１９の上方を通過して移動するように取り付けられている。
【００１９】
第１走査ユニット１４は、両端部にワイヤ固定部１２１ａ、１２１ｂ（図１０参照）を有し照明部１６２を搭載する金属フレーム１６１を備える。ワイヤ固定部１２１ａには、駆動ワイヤ１４５ａが固定され、ワイヤ固定部１２１ｂには、駆動ワイヤ１４５ｂが固定されている。また、第１走査ユニット１４の両端部は、ガイドレール１３６ａ、１３６ｂにそれぞれ摺動可能に支持される。
【００２０】
第２走査ユニット１５は、両端部にワイヤ固定部１２２ａ、１２２ｂを有し、ミラー１１７とミラー１１８とを支持する金属フレーム１２２を備える。ワイヤ固定部１２２ａには、プーリ１４９ａが取り付けられ、プーリ１４９ａに駆動ワイヤ１４５ａが掛けられている。ワイヤ固定部１２２ｂには、プーリ１４９ｂが取り付けられ、プーリ１４９ｂに駆動ワイヤ１４５ｂが掛けられている。また、第２走査ユニット１５の両端部は、ガイドレール１３７ａ、１３７ｂにそれぞれ摺動可能に支持される。
【００２１】
駆動モータ１３８は、第１走査ユニット１４と第２走査ユニット１５を駆動するステッピングモータであり、図示しないモータ制御回路によって回転が制御される。駆動モータ１３８の出力軸の回転は、タイミングベルト１４４を介して駆動シャフト１４３に伝達され、駆動シャフト１４３の両端部に取り付けられた駆動プーリ１３９ａ、１３９ｂを回転させる。駆動プーリ１３９ａ、１３９ｂには、駆動ワイヤ１４５ａ、１４５ｂがそれぞれ巻かれており、さらに駆動ワイヤ１４５ａ、１４５ｂは、それぞれ第１走査ユニット１４と第２走査ユニット１５に固定されている。駆動プーリ１３９ａ、１３９ｂの回転は、駆動ワイヤ１４５ａ、１４５ｂによって直線運動に変換され、第１走査ユニット１４と第２走査ユニット１５を副走査方向（矢印Ａ方向）に移動させる。駆動シャフト１４３、駆動プーリ１３９ａ、１３９ｂは鋼製であり、駆動ワイヤ１４５ａ、１４５ｂにはスチールワイヤが用いられる。
【００２２】
図３（ａ），（ｂ）は、この発明に係るスキャナユニットの構成と動作を模式的に示す説明図である。
図３（ａ）に示すようにスキャナユニット１３は、前述のように、原稿載置台１１に載置される原稿を照明する照明部１６２、原稿からの光を受光するＣＣＤ１７および原稿からの光をＣＣＤ１７に結像する結像光学系を備える。原稿載置台１１は、透明なガラスからなり、矩形板状に形成される。原稿載置台１１には、その上面に原稿が載置される。
【００２３】
結像光学系は、結像レンズ１６と、原稿からの光を結像レンズ１６に導くミラー群とを有する。ミラー群は、ミラー１１６、１１７、１１８からなる。照明部１６２から出射された光は、原稿載置台１１に載置された原稿の表面で反射される。原稿の表面から下方に反射した光は、ミラー１１６で反射され、その後ミラー１１７、ミラー１１８で順次反射されて、結像レンズ１６に導かれる。ミラー１１６は、照明部１６２と共に第１走査ユニット１４の金属フレーム１６１に搭載されている。ミラー１１７、１１８は、第２走査ユニット１５の金属フレーム１２２に搭載されている。
【００２４】
第１走査ユニット１４は、図２に示す駆動系によって駆動され、図３（ａ）のように走査始端Ｐ１から矢印Ａ１の方向（読取方向）に一定の速度Ｖで移動する。第２走査ユニット１５は、前記駆動系によって駆動され、第１走査ユニット１４の速度Ｖに対して２分の１の速度（Ｖ／２）で矢印Ａ１の方向に移動する。第１走査ユニット１４、第２走査ユニット１５の移動に伴って、ＣＣＤ１７に結像する原稿の位置（読取位置）は、図３（ｂ）のように走査始端Ｐ１から走査終端Ｐ２に移動する。第１走査ユニット１４と第２走査ユニット１５の移動中、両者の速度比は２：１に保たれるので、原稿面から結像レンズ１６に至る光路長が一定に保たれる。これによって、走査始端Ｐ１から走査終端Ｐ２までの各読取位置で、原稿載置台１１上の原稿の画像が、ＣＣＤ１７に結像する。
【００２５】
図４は、画像読取装置２の構成を示すブロック図であり、原稿読取装置２は、スキャナユニット１３、画像処理部５、記憶部６および通信部８を備える。スキャナユニット１３は、前述のように原稿に光を照射し、原稿から反射した光を結像光学系に導いてＣＣＤ１７で読み取る。ＣＣＤ１７で読み取られた原稿の画像信号は、画像処理部５へ出力される。画像処理部５は、ＣＣＤ１７からの画像信号をＡ／Ｄ変換して画像データに変換し、変換された画像データに色変換処理、フィルタ処理等の画像処理を施すと共に、シェーディング補正を実行する。記憶部（メモリ）６は、画像処理部５が画像データに画像処理を施す際、一時的に処理対象の画像データを記憶する。また、記憶部６は、処理された画像データを画像形成部３へ転送するか、又は、通信部８を介して外部の機器へ転送し終えるまで保持する。通信部８は、画像処理部５を介して記憶部６からの画像データを受領し、外部の機器へ転送する。
【００２６】
画像処理部５および通信部８は、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵ実行するプログラムを格納するＲＯＭ、作業用の記憶領域を提供するＲＡＭ、画像処理を行う各ブロックの設定値を記憶する不揮発性メモリ、画像処理用ならびに通信用の回路ブロックを集積したＬＳＩなどを用いた回路で構成することができる。記憶部６は、ＤＲＡＭや他の方式のメモリ素子で構成することができる。また、記憶部６には、ＨＤＤなどの記憶装置を適用することもできる。さらに、前記ＣＰＵは、スキャナユニット１３の制御部としても機能し、その動作を制御する。
【００２７】
図５は、照明部１６２を示す斜視図である。
図５に示されるように、照明部１６２は、両端に互いに対向するように設けられた光源部７１，７２と、対向する光源部７１，７２の間に延びて光源部７１，７２から発せられた光を主走査方向（矢印Ｘ方向）に拡散させる互いに平行な細長い第１導光板７３および第２導光板７４を有している。第１および第２導光板７３，７４は、例えば、断面寸法８ｍｍ×９ｍｍ、長さ３３０ｍｍの角棒からなり、その材料としてはアクリル樹脂が用いられる。
【００２８】
以下、光源部７１，７２について説明するが、光源部７１，７２は互いに同様の構成を有するので、光源部７１のみについて説明する。
【００２９】
図６に示されるように光源部７１は、基板７７と、基板７７を挟み込んで基板７７の両面に接触する第１放熱部材７８および第２放熱部材７９を備える。
【００３０】
第１および第２放熱部材７８，７９は、いずれも放熱性と熱伝導性に優れたアルミニウムで形成されている。
【００３１】
基板１１はアルミ製のプリント配線基板またはエポキシ樹脂製のプリント配線基板であり、図１１は基板７７に実装される電気回路の接続図である。基板７７には、図１１に示すように、第１および第２発光ダイオード７５，７６、トランジスタ８７、抵抗ｒおよび比較器８６が実装されている。動作時には、第１および第２発光ダイオード７５，７６と、トランジスタ８７と抵抗ｒとの直列回路に外部から直流電圧が印加される。そして、直列回路に電流ｉが流れるとき、基準電圧Ｖｒｅｆ＝ｉｒとなるよう比較器８６とトランジスタ８７によりフィードバック制御され、電流ｉが一定に保持されるようになっている。
【００３２】
図７〜図９は、光源部７１の構成をさらに詳しく示すための組立て説明図である。
図７に示すように、第１放熱部材７８は板状で、貫通孔８０ａ，８０ｂと、貫通孔８０ａ，８０ｂに挿入される固定ボルト８１ａ，８１ｂとを備える。
【００３３】
図８に示すように、基板７７は貫通孔８２ａ，８２ｂを有すると共に第１発光ダイオード７５と第２発光ダイオード７６を搭載している。基板７７は裏面が第１放熱部材７８に接触するように設置され、貫通孔８２ａ，８２ｂには固定ボルト８１ａ，８１ｂが挿入される。
【００３４】
図９に示すように、第２放熱部材７９はブロック状で、ねじ孔８３ａ，８３ｂと、第１および第２導光板７３，７４の先端を受入れる凹部７９ａ，７９ｂを有する。第２放熱部材７９は、基板７７の表面に接触し、かつ、第１および第２発光ダイオード７５，７６が凹部７９ａ，７９ｂから覗くように設置されると共に、固定ボルト８１ａ，８１ｂがねじ孔８３ａ，３３ｂにねじ込まれる。それによって、基板７７は両面から第１および第２放熱部材７８，７９によって挟まれた状態で強固に締付けられる。
【００３５】
このようにして組立てられた光源部７１，７２の凹部７９ａ，７９ｂには図６に示すようにそれぞれ第１および第２導光板７３，７４の両端が嵌め込まれ、照明部１６２として図１０に示すように金属フレーム１６１に固定される。
【００３６】
なお、照明部１６２においては、第１および第２導光板７３，７４の端が凹部７９ａ，７９ｂによって位置決めされることにより、第１および第２導光板７３，７４の端面が基板７７に搭載された第１および第２発光ダイオード７５，７６とそれぞれ対向するようになる。これにより、第１および第２発光ダイオード７５，７６から出射された光が第１および第２導光板７３，７４に沿って主走査方向にそれぞれ導かれ拡散される。
【００３７】
図１０に示す照明部１６２を支持する金属フレーム１６１は、図２で説明したように、その両端がガイドレール１３６ａ，１３６ｂにより摺動可能に支持される。そして、金属フレーム１６１の両端には、ガイドレール１３６ａ，１３６ｂと接触する接触部材１７１ａと１７１ｂが設けられている。接触部材１７１ａと１７１ｂは、耐摩耗性と滑り性を有するようにＡＢＳ樹脂で形成される。
【００３８】
従って、光源部７１，７２の各々において、第１および第２発光ダイオード７５，７６から発生する熱は、基板７７を介して第１および第２放熱部材７８，７９に伝達されて大気中に発散されると共に、その一部は金属フレーム１６１および接触部材１７１ａ，１７１ｂを介してガイドレール１３６ａ，１３６ｂとフレーム１３５に伝達されるか、または、駆動ワイヤ１４５ａ，１４５ｂを介してフレーム１３５に伝達され、大気中に発散される。
【００３９】
図１２は、前述の実施形態の変形例を示す図１０対応図である。
この変形例では、図１２に示すように金属フレーム１６１が光源部７１，７２の近傍に、冷却フィン１７０ａ，１７０ｂを備える。従って、第１および第２発光ダイオード７５，７６から発生した熱は、基板７７、第１および第２放熱部材７８，７９、金属フレーム１６１を介して冷却フィン１７０ａ，１７０ｂに伝達され、大気中に発散される。つまり、第１および第２発光ダイオード７５，７６の放熱作用がさらに向上し、その温度上昇が効率よく抑制される。なお、この場合、金属フレーム１６１は、第１および第２放熱部材７８，７６と、冷却フィン１７０ａ，１７０ｂを熱的に接続する接続部材として作用する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明に係る画像形成装置の構成説明図である。
【図２】この発明に係るスキャナユニットの斜視図である。
【図３】図２に示すスキャナユニットの構成と動作の説明図である。
【図４】この発明に係る画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明に係る照明部を示す斜視図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】図６の要部斜視図である。
【図８】図６の要部斜視図である。
【図９】図６の要部斜視図である。
【図１０】図２の要部断面図である。
【図１１】この発明に係る基板に搭載された部品の電気回路図である。
【図１２】この発明の変形例を示す図１０対応図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  画像形成装置
２  画像読取装置
３  画像形成部
４  給紙部
５  画像処理部
６  記憶部
８  通信部
９  切換えゲート
１１  原稿載置台
１２  両面対応自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ）
１３  スキャナユニット
１４  第１走査ユニット
１５  第２走査ユニット
１６  結像レンズ
１７  ＣＣＤ
【００４２】
２０  電子写真プロセス部
２１  レーザ書き込みユニット
２２  感光体ドラム
２３  帯電装置
２４  現像装置
２５  転写装置
２７  クリーニング装置
２８  定着装置
２９  用紙排出路
３１  第１カセット
３２  第２カセット
３３  第３カセット
３５  手差しトレイ
３８  給紙搬送部
４２  再給紙搬送部
【００４３】
６１  搬送ローラ
６２  反転ローラ
６３  積載トレイ
７１，７２  光源部
７３  第１導光板
７４  第２導光板
７５  第１発光ダイオード
７６  第２発光ダイオード
７７  基板
７８  第１放熱部材
７９  第２放熱部材
７９ａ，７９ｂ  凹部
【００４４】
８０ａ，８０ｂ  貫通孔
８１ａ，８１ｂ  固定ボルト
８２ａ，８２ｂ  貫通孔
８３ａ，８３ｂ  ねじ孔
８６  比較器
８７  トランジスタ
８３ａ，８３ｂ  ねじ孔
１１６  ミラー
１１７  ミラー
１１８  ミラー
１１９  暗箱
１２１ａ  ワイヤ固定部
１２１ｂ  ワイヤ固定部
１２２  金属フレーム
１２２ａ  ワイヤ固定部
１２２ｂ  ワイヤ固定部
【００４５】
１３５  フレーム
１３５ｂ  底板
１３６ａ  ガイドレール
１３６ｂ  ガイドレール
１３７ａ  ガイドレール
１３７ｂ  ガイドレール
１３８  駆動モータ
１３９ａ  駆動プーリ
１３９ｂ  駆動プーリ
１４３  駆動シャフト
１４４  タイミングベルト
１４５ａ  駆動ワイヤ
１４５ｂ  駆動ワイヤ
１４９ａ  プーリ
１４９ｂ  プーリ
１６１  金属フレーム
１６２  照明部
１７０ａ  冷却フィン
１７０ｂ  冷却フィン
【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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【図１２】
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