(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材により支持された合成樹脂製の軸受により両端が回転自在に支持されるとともにヒータを有するヒートローラと、このヒートローラに圧接された回転自在のプレスローラと、前記ヒータへの通電回路中に接続されるとともに前記プレスローラとは反対側となる前記ヒートローラの外周に対して安全規格に定められた絶縁間隔を維持して近接配置された温度ヒューズと、前記軸受が溶解した場合に前記温度ヒューズと前記ヒートローラとの間の規定された絶縁耐力を得るための絶縁間隔を維持する範囲内で前記ヒートローラの前記温度ヒューズ方向への変位を許容する耐熱性のストッパとを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ストッパは、弾性を有する金属板により形成され前記軸受を支持する前記支持部材を弾性的に挾持する挾持部を有していることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記支持部材に支持される前記軸受は、前記ストッパを保持する保持部を有していることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記温度ヒューズは、その両端から中心線上に導出された導出部と、これらの導出部から前記ヒートローラとは離反する方向にクランク状に屈曲された屈曲部と、これらの屈曲部に連続されて通電回路に接続される接続部とが形成されたリード線を有し、前記屈曲部を含む部分が絶縁チューブにより被覆され、この絶縁チューブは前記屈曲部により前記ヒートローラとは反対側の方向に寄せられて前記温度ヒューズの前記ヒートローラに対面する側の外周面に密着されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の定着装置。
【請求項５】
前記支持部材は、前記ヒートローラの外周に接触する払拭部材が一端に設けられたクリーナを前記プレスローラとは反対方向から着脱自在に嵌合させる嵌合部を備え、前記ストッパは、前記クリーナに弾性的に係止されてこのクリーナの前記ヒートローラから離脱方向の動きを押える弾性爪を一体に備える請求項１，２，３又は４記載の定着装置。
【請求項６】
感光体の表面に画像を形成するプロセスユニットと、前記感光体上の画像を給紙部から給紙される用紙に転写する転写器と、請求項１，２，３，４又は５記載の定着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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、感光体に形成されたトナー画像を用紙に転写し、この用紙に転写された転写画像を定着する電子写真方式の画像形成装置があり、この画像形成装置に用いられる定着装置として、ヒータが内蔵されたヒートローラと、このヒートローラに圧接されたプレスローラとの間で用紙に熱と圧力とを与えて用紙上の転写画像を定着する方式がある。
【０００３】
このような定着装置では、ヒータへの通電回路中にサーモスタット又は温度ヒューズを接続し、ヒートローラの温度が異常に上昇した場合にはサーモスタットを切り、或いは温度ヒューズを溶断させて通電回路を遮断するように構成されている。この場合、サーモスタットは部品単体で規格を満たしていれば取り付け上の制約は特にないが、温度ヒューズを用いる場合は取り付け上の制約が安全規格として定められている。例えば、温度ヒューズを絶縁物で被覆していない場合の温度ヒューズとヒートローラとの間隔、温度ヒューズの両端における螺子等の接続部材とヒートローラとの間隔は、欧州や北米の安全規格では、温度ヒューズが溶断しない状態では４ｍｍ以上、温度ヒューズが溶断した状態では１．５ｋｖの絶縁耐力を維持するために１．５ｍｍ以上に定められている。
【０００４】
一方、近来の電子機器は低価格化及び小型化が要求され、定着装置及び画像形成装置も例外ではない。そこで、低価格化を図るために、温度が異常上昇したときにヒータへの通電回路を遮断する素子としては温度ヒューズを用い、ヒートローラの軸受もＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の合成樹脂により形成された安価な軸受を用いる傾向にある。また、少しでも小型化を図るために、プレスローラとは反対側におけるヒートローラの外周に温度ヒューズを近接配置する傾向にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、低価格帯で小型のプリンタ等の定着装置では、細くて肉厚の薄いヒートローラを用いている。この細くて肉厚の薄いヒートローラは温度の上昇速度が速いため、温度ヒューズが高熱を感知して溶断する前に異常温度に達し、合成樹脂製の軸受が溶解するおそれがある。このような場合には、ヒートローラは常にプレスローラにより押圧され、軸受にはプレスローラからの圧力が作用しているため、ヒートローラが温度ヒューズやその両端の接続部分に接触又は近接するまで変位し絶縁破壊を起こす危険がある。
【０００６】
本発明は、ヒータへの通電を遮断する素子として温度ヒューズを用い、ヒートローラの両端を支持する軸受に合成樹脂製の軸受を用いることで低価格化に寄与し、プレスローラとは反対側におけるヒートローラの外周に温度ヒューズを近接配置することで小型化に寄与し、且つ、絶縁破壊の危険を未然に防止し得る定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の定着装置は、支持部材により支持された合成樹脂製の軸受により両端が回転自在に支持されるとともにヒータを有するヒートローラと、このヒートローラに圧接された回転自在のプレスローラと、前記ヒータへの通電回路中に接続されるとともに前記プレスローラとは反対側となる前記ヒートローラの外周に対して安全規格に定められた絶縁間隔を維持して近接配置された温度ヒューズと、前記軸受が溶解した場合に前記温度ヒューズと前記ヒートローラとの間の規定された絶縁耐力を得るための絶縁間隔を維持する範囲内で前記ヒートローラの前記温度ヒューズ方向への変位を許容する耐熱性のストッパとを備える。したがって、高熱により軸受が溶解しヒートローラが温度ヒューズ側に変位したとしても、その変位量がストッパにより制限される。
【０００８】
請求項２記載の定着装置は、請求項１記載の発明において、前記ストッパは、弾性を有する金属板により形成され前記軸受を支持する前記支持部材を弾性的に挾持する挾持部を有している。したがって、軸受を支持する支持部材を利用してストッパをワンタッチで組み立てることが可能となる。
【０００９】
請求項３記載の定着装置は、請求項１記載の発明において、前記支持部材に支持される前記軸受は、前記ストッパを保持する保持部を有している。したがって、支持部材により支持された軸受の保持部によってストッパを保持することが可能となる。
【００１０】
請求項４記載の定着装置は、請求項１，２又は３記載の発明において、前記温度ヒューズは、その両端から中心線上に導出された導出部と、これらの導出部からヒートローラとは離反する方向にクランク状に屈曲された屈曲部と、これらの屈曲部に連続されて通電回路に接続される接続部とが形成されたリード線を有し、前記屈曲部を含む部分が絶縁チューブにより被覆され、この絶縁チューブは前記屈曲部により前記ヒートローラとは反対側の方向に寄せられて前記温度ヒューズの前記ヒートローラに対面する側の外周面に密着されている。これにより、ヒートローラから絶縁チューブを介して温度ヒューズに伝わる熱の伝導作用が促進される。
【００１１】
請求項５記載の定着装置は、請求項１，２，３又は４記載の発明において、前記支持部材は、前記ヒートローラの外周に接触する払拭部材が一端に設けられたクリーナを前記プレスローラとは反対方向から着脱自在に嵌合させる嵌合部を備え、前記ストッパは、前記クリーナに弾性的に係止されてこのクリーナの前記ヒートローラから離脱方向の動きを押える弾性爪を一体に備える。したがって、支持部材に形成された嵌合部にクリーナを嵌合したときに、クリーナはストッパが有する弾性爪に係止される。
【００１２】
請求項６記載の画像形成装置は、感光体の表面に画像を形成するプロセスユニットと、前記感光体上の画像を給紙部から給紙される用紙に転写する転写器と、請求項１，２，３，４又は５記載の定着装置とを備える。したがって、高熱により軸受が溶解しヒートローラが温度ヒューズ側に変位したとしても、その変位量がストッパにより制限される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第一の形態を図面に基づいて説明する。まず、図６を参照して画像形成装置の概略について説明する。図６は画像形成装置の内部構造を概略的に示す縦断正面図で、画像形成装置１の本体２の一側には給紙カセット３が着脱自在に装着され、本体２の他側には排紙口４が形成されている。給紙カセット３から排紙口４至る用紙搬送路５の上方には感光体６が回転自在に設けられ、この感光体６の周囲には、それぞれプロセスユニットとしての帯電器７、露光器８、現像器９が配列されている。さらに、感光体６の外周には、転写器１０、クリーニングユニット１１、除電器１２等が配列されている。さらに、用紙搬送路５に沿って上流側から下流側に向けて、給紙ローラ１３、レジストローラ１４、ヒートローラ１５とプレスローラ１６とを有する定着装置１７、排紙ローラ１８が配列されている。
【００１４】
次に、画像形成装置１の動作について説明する。感光体６は時計方向に回転駆動される過程で帯電器７により表面が帯電され、その帯電部分に露光器８からレーザ光を走査することにより静電潜像が形成され、その静電潜像は現像器９によりトナー画像として現像される。一方では、給紙カセット３内の用紙Ｓが給紙ローラ１３によりレジストローラ１４まで引き出され、感光体６の回転運動に同期回転するレジストローラ１４により用紙Ｓが感光体６の下部に給紙される。感光体６上のトナー画像は転写器１０により用紙Ｓに転写され、その用紙Ｓが定着装置１７を通るときに用紙Ｓ上の転写画像が定着される。定着後の用紙Ｓは排紙ローラ１８により外部に排出される。
【００１５】
ここで、定着装置１７の構成を図１ないし図４を参照して説明する。図１は定着装置１７の内部構造を示す縦断側面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線部の縦断正面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線部の縦断正面図、図４は軸受及びストッパの支持構造を示す分解斜視図、図５はヒートローラと温度ヒューズとの関係を示す一部の縦断側面図である。
【００１６】
定着装置１７のハウジング１９は、上部ハウジング２０と下部ハウジング２１とを螺子２２で結合することにより形成され、上部ハウジング２０の下部が画像形成装置１の本体２の底部２ａに螺子２３により固定されている。
【００１７】
上部ハウジング２０にはヒートローラ１５の両端を回転自在に支持する軸受２４が設けられている。これらの軸受２４はヒートローラ１５の上部半周を支持する半円形の形状を有しＰＰＳ等の合成樹脂により形成されている。上部ハウジング２０の両側における下面には、下面が半円形を描くような複数のリブ２５が形成されている。これらのリブ２５は、用紙Ｓの搬送方向Ｃ（図２参照）において空間部２６が形成されるように対向配置されているとともに、ヒートローラ１５の長手方向において隙間２７が形成されるように対向配置されている。用紙Ｓの搬送方向Ｃで対向するリブ２５の縁には空間部２６に臨んで段付部２６ａが形成されている。そして、軸受２４の背面には、リブ２５の隙間２７に嵌合される弧状のリブ２８と、空間部２６に突出して後述するストッパを支えて保持する突起状の保持部２９とが形成されている（図４参照）。以上の説明のように、上部ハウジング２０は軸受２４を支持する支持部材の機能を有している。
【００１８】
ヒートローラ１５は両端が開口する筒状の形状をもち、その中心にはヒータ３０が挿通されている。図１に示すように、上部ハウジング２０の内面には導電性のプレート３１，３２が沿設され、これらのプレート３１，３２には温度ヒューズ３３の両端から導出されたリード線３４が螺子３５により接続されている。これらの螺子３５は、プレート３１，３２とリード線３４とを上部ハウジング２０に固定する機能をも有している。ヒータ３０の一端は螺子３６により上部ハウジング２０の一側に固定されているとともに接続線３７に接続されている。ヒータ３０の他端は螺子３８により上部ハウジング２０の他側に固定されているとともにプレート３２の端部に接続されている。プレート３１の端部は螺子３９により上部ハウジング２０の一側に固定されているとともに接続線４０に接続されている。すなわち、ヒータ３０と温度ヒューズ３３とは直列に接続され、接続線３７，４０を介して通電回路（図示せず）に接続されている。接続線３７，４０は本体２の側面に螺子４１により固定された側面カバー４２により覆われている。
【００１９】
また、ヒートローラ１５の一端にはモータ（図示せず）に駆動されるギヤ４３が固定的に嵌合されている。前述したプレスローラ１６の両端は、下部ハウジング２１に上下動自在に支持されるとともにスプリング４４により上方に付勢された可動軸受４５により回転自在に支持されている。
【００２０】
さらに、本実施の形態における定着装置１７は、ヒートローラ１５を支持する合成樹脂製の軸受２４が溶解した場合に温度ヒューズ３３とヒートローラ１５との間の規定された絶縁耐力を得るための絶縁間隔を維持する範囲内でヒートローラ１５の温度ヒューズ３３方向への変位を許容する耐熱性のストッパ４６を備える。このストッパ４６は、弾性を有する金属板により形成され、図４に示すように軸受２４を支持するリブ２５を弾性的に挾持する挾持部４７とリブ２５の間の空間部２６に挿入される挿入部４８とを有している。このストッパ４６は、軸受２４が溶解しプレスローラ１６の圧接力により温度ヒューズ３３側に変位するヒートローラ１５に当接しても、挿入部４８の端部とリブ２５の段付部２６ａとの当接により移動することがなく、これにより、ヒートローラ１５と温度ヒューズ３３との間の絶縁空間を維持するものである。
【００２１】
このストッパ４６の組み立てに際しては、軸受２４を支持するリブ２５を挾持部４７で弾性的に挾持するだけでワンタッチで組み立てることができる。軸受２４の背面に形成された保持部２９は、ストッパ４６の挿入部４８の下面を支えてストッパ４６のヒートローラ１５方向への動きを阻止する。これにより、組立時にストッパ４６が上部ハウジング２０から脱落して落下することを防止することができる。
【００２２】
前述した温度ヒューズ３３のリード線３４は、図５に示すように、温度ヒューズ３３の両端から中心線上に導出された導出部３４ａと、これらの導出部３４ａからヒートローラ１５とは離反する方向にクランク状に屈曲された屈曲部３４ｂと、これらの屈曲部３４ｂに連続されて螺子３５及びプレート３１，３２を介して通電回路に接続される接続部３４ｃとが形成されている。さらに、温度ヒューズ３３は、リード線３４の屈曲部３４ｂを含む部分が絶縁チューブ４９により被覆されている。
【００２３】
ここで、温度ヒューズ３３とヒートローラ１５との間の絶縁間隔ａは、欧州及び北米の安全規格に合わせて４ｍｍ以上に定められているが、本実施の形態では絶縁チューブ４９が被覆されているので、露出する導電部分となる螺子３５の頭部とヒートローラ１５との間の絶縁間隔ｂが４ｍｍ以上になるように、軸受２４及び温度ヒューズ３３の取付位置が定められている。したがって、交流電源からの電流がヒータ３０と温度ヒューズ３３とに流れても、ヒートローラ１５と温度ヒューズ３３との間を確実に絶縁することができる。
【００２４】
ところで、細くて肉厚の薄いヒートローラ１５を用いた場合には、ヒートローラ１５の表面温度の上昇速度が速いため、温度ヒューズ３３が高熱を感知して溶断する前に異常温度に達し、合成樹脂製の軸受２４が溶解することがある。このような場合には、ヒートローラ１５がプレスローラ１６の圧接力により温度ヒューズ３３側に変位するが、その変位量をストッパ４６により制限することができる。また、温度ヒューズ３３はヒートローラ１５が接近するため温度に対する反応が速くなり、異常温度に達した場合に速やかに溶断する。この温度ヒューズ３３が溶断したときのヒートローラ１５との間の絶縁間隔は、１．５ｋｖの絶縁耐力を維持するために１．５ｍｍ以上を必要とするが、その絶縁間隔はストッパ４６でヒートローラ１５の外周を支えることにより維持することができる。
【００２５】
また、一般に絶縁チューブ４９の内径は、温度ヒューズ３３を挿入するために温度ヒューズ３３の外径より大きめに定められているが、リード線３４にはクランク状に屈曲する屈曲部３４ｂが形成されているため、絶縁チューブ４９に温度ヒューズ３３及びリード線３４を挿入した状態では、図５に示すように、絶縁チューブ４９が屈曲部３４ｂによりヒートローラ１５とは反対の方向に寄せられるため、温度ヒューズ３３のヒートローラ１５側の外周面に絶縁チューブ４９を密着させることができる。これにより、ヒートローラ１５から絶縁チューブ４９を介して温度ヒューズ３３に伝わる熱の伝導作用を促進することができる。これにより、ヒートローラ１５の温度が一定値に達したときに温度ヒューズ３３を速やかに溶断させることができる。
【００２６】
なお、軸受２４が溶解した場合にヒートローラ１５の温度ヒューズ３３方向への変位量を規制するために、ストッパ４６をヒートローラ１５の外周に所定の間隔を開けて対向配置したが、同様の目的を達成するために、プレスローラ１６側となるヒートローラ１５の内周面に所定の間隔で対向するストッパを対向配置させてもよい。
【００２７】
次に、本発明の実施の第二の形態を図７ないし図９に基づいて説明する。前記実施の形態と同一部分は同一符合を用い説明も省略する。図７は定着装置の内部構造を示す縦断正面図、図８は軸受、ストッパ及びクリーナの支持構造を示す分解斜視図で、図９は図８とは反対方向からに見たストッパの斜視図である。
【００２８】
前記実施の形態では示さなかったが、図７に示すように、支持部材として機能する上部ハウジング２０には、ヒートローラ１５に付着する残存トナー等の異物を清掃するクリーナ５０が設けられている。このクリーナ５０は、上部ハウジング２０に形成されたスリット状の嵌合部５１に着脱自在に嵌合されたホルダ５２と、このホルダ５２の先端縁に設けられてヒートローラ１５に接触されたフエルト等による払拭部材５３とを有する。
【００２９】
そして、本実施の形態は、前記実施の形態におけるストッパ４６に代わるストッパ５４を備えている。このストッパ５４も、ヒートローラ１５を支持する合成樹脂製の軸受２４が溶解した場合に温度ヒューズ３３とヒートローラ１５との間の規定された絶縁耐力を得るための絶縁間隔を維持する範囲内でヒートローラ１５の温度ヒューズ３３方向への変位を許容する。
【００３０】
すなわち、本実施の形態におけるストッパ５４は、弾性を有する金属板により形成され、図８及び図９に示すように、軸受２４を支持するリブ２５を弾性的に挾持する挾持部４７と、上部ハウジング２０のリブ２５の間の空間部２６に挿入される挿入部４８と、クリーナ５０のホルダ５２の長手方向の両端に形成されＶ字形の凹部５２ａに弾性的に係止される弾性爪５５とを一体に有している。このストッパ５４も、軸受２４が溶解しプレスローラ１６の圧接力により温度ヒューズ３３側に変位するヒートローラ１５に当接しても、挿入部４８の端部とリブ２５の段付部２６ａとの当接により移動することがなく、これにより、ヒートローラ１５と温度ヒューズ３３との間の絶縁空間を維持するものである。
【００３１】
このストッパ５４の組み立てに際しては、軸受２４を支持するリブ２５を挾持部４７で弾性的に挾持するだけでワンタッチで組み立てることができる。軸受２４の背面に形成された保持部２９は、ストッパ５４の挿入部４８の下面を支えてストッパ５４のヒートローラ１５方向への動きを阻止する。これにより、組立時にストッパ５４が上部ハウジング２０から脱落して落下することを防止することができる。
【００３２】
以上のように、ヒートローラ１５と温度ヒューズ３３との間の絶縁空間を維持するためのストッパ５４の一部（弾性爪５５）を利用してクリーナ５０を保持することができる。これにより、クリーナ５０を保持するための部材を別個に設ける必要がない。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１及び６記載の発明によれば、上述のように、定着装置は、支持部材により支持された合成樹脂製の軸受により支持されたヒートローラと、このヒートローラ側に付勢されたプレスローラと、プレスローラとは反対側となるヒートローラの外周に対して安全規格に定められた絶縁間隔を維持して近接配置された温度ヒューズとを備え、さらに、ヒートローラを支持する軸受が溶解した場合に温度ヒューズとヒートローラとの間の規定された絶縁耐力を得るための絶縁間隔を維持する範囲内でヒートローラの温度ヒューズ方向への変位を許容する耐熱性のストッパを備えるので、高熱により軸受が溶解しヒートローラが温度ヒューズ側に変位したとしても、その変位量をストッパにより制限することができ、これにより、ヒートローラと温度ヒューズとの間を規定された絶縁耐力以上に維持することができ、さらに、軸受が溶解したときにヒートローラを温度ヒューズ側に変位させることができるため、温度ヒューズの感熱反応を促進し、ヒートローラが異常温度に上昇した場合に速やかに温度ヒューズを溶断させることができる。
【００３４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、ストッパは、弾性を有する金属板により形成され軸受を支持する支持部材を弾性的に挾持する挾持部を有しているので、軸受を支持する支持部材を利用してストッパをワンタッチで組み立てることができる。
【００３５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、支持部材に支持される軸受は、ストッパを保持する保持部を有しているので、支持部材により支持された軸受の保持部によってストッパを保持することができる。これにより、支持部材に軸受を取り付ける前においてストッパが支持部材から脱落して落下する状態を防止することができる。
【００３６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１，２又は３記載の発明において、温度ヒューズは、その両端から中心線上に導出された導出部と、これらの導出部からヒートローラとは離反する方向にクランク状に屈曲された屈曲部と、これらの屈曲部に連続されて通電回路に接続される接続部とが形成されたリード線を有し、前記屈曲部を含む部分が絶縁チューブにより被覆され、この絶縁チューブは前記屈曲部により前記ヒートローラとは反対側の方向に寄せられて前記温度ヒューズの前記ヒートローラに対面する側の外周面に密着されているので、ヒートローラから絶縁チューブを介して温度ヒューズに伝わる熱の伝導作用を促進し、ヒートローラの温度が一定値に達したときに温度ヒューズを速やかに溶断させ、安全性を高めることができる。
【００３７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１，２，３又は４記載の発明において、支持部材は、ヒートローラの外周に接触する払拭部材が一端に設けられたクリーナをプレスローラとは反対方向から着脱自在に嵌合させる嵌合部を備え、ストッパは、クリーナに弾性的に係止されてこのクリーナのヒートローラから離脱する方向の動きを押える弾性爪を一体に備えるので、支持部材に形成された嵌合部にクリーナを嵌合したときに、クリーナを弾性爪に係止させて嵌合部からの離脱を阻止することができる。また、クリーナの離脱を阻止する弾性爪はストッパが一体に備えているため、部品点数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一の形態における定着装置の内部構造を示す縦断側面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線部の縦断正面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線部の縦断正面図である。
【図４】軸受及びストッパの支持構造を示す分解斜視図である。
【図５】ヒートローラと温度ヒューズとの関係を示す一部の縦断側面図である。
【図６】画像形成装置の内部構造を概略的に示す縦断正面図である。
【図７】本発明の実施の第二の形態における定着装置の内部構造を示す縦断正面図である。
【図８】軸受、ストッパ及びクリーナの支持構造を示す分解斜視図である。
【図９】ストッパの斜視図である。
【符号の説明】
６      感光体
８〜９      プロセスユニット
１０      転写器
１５      ヒートローラ
１６      プレスローラ
１７      定着装置
２０      支持部材
２４      軸受
２９      保持部
３０      ヒータ
３３      温度ヒューズ
３４      リード線
３４ａ      導出部
３４ｂ      屈曲部
３４ｃ      接続部
４６      ストッパ
４７      挾持部
４９      絶縁チューブ
５２      クリーナ
５１      嵌合部
５３      払拭部材
５４      ストッパ
５５      弾性爪
【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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