(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調値を有するビットマップデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、単位ドットを複数のサブドットに分けた場合の、該サブドットごとにパルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータを読み出して、ビットマップデータの１ドットごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を基端位置データとともに出力し、当該１ドットごとのパルス幅および基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、パルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、
前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとが同一の画素に対して合成されるように同期を取りながら、前記ドットパターンデータおよび前記パルス幅データの、前記サブドットごとの幅データおよび基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、合成データを生成する合成手段と、
前記合成手段により生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うパルス幅変調手段と、を備えることを特徴とするプリンタの制御装置。
【請求項２】
外部装置から送られる印刷データに基づいてビットマップデータを生成するビットマップデータ生成手段と、
前記ビットマップデータを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、単位ドットを複数のサブドットに分けた場合の、該サブドットごとにパルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、
前記記憶手段に記憶されたビットマップデータを読み出して、ビットマップデータの１ドットごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を基端位置データとともに出力し、当該１ドットごとのパルス幅および基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、パルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、
前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとが同一の画素に対して合成されるように同期を取りながら、前記ドットパターンデータおよび前記パルス幅データの、前記サブドットごとの幅データおよび基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、合成データを生成する合成手段と、
前記合成手段により合成された合成データをパルス幅変調し、レーザ照射機構を駆動するためのパルス信号を出力するパルス幅変調手段と、
前記パルス変幅調手段から出力される駆動信号に従ってレーザ照射機構を駆動し、印刷記録媒体に対して印刷を行うプリントエンジンと、を備えることを特徴とするプリンタ。
【請求項３】
階調値を有するビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、単位ドットを複数のサブドットに分けた場合の、該サブドットごとにパルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、ドットパターンデータを生成するとともに、
前記ビットマップデータを読み出して、ビットマップデータの１ドットごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を基端位置データとともに出力し、当該１ドットごとのパルス幅および基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、パルス幅データを生成し、
前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとが同一の画素に対して合成されるように同期を取りながら、前記ドットパターンデータおよび前記パルス幅データの、前記サブドットごとの幅データおよび基端位置データに基づいて、前記サブドットごとに前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するように、合成データを生成し、
前記生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うことを特徴とするプリンタのデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタの技術に関するもので、特に、レーザビームをＯＮ−ＯＦＦ変調するためのパルス信号を生成し、プリントエンジンに供給する装置の技術に関する。
【従来技術】
レーザプリンタは、レーザビームの変調精度を高めることにより、極めて高精細の解像度で文字や画像を印刷することができる。一般に、レーザプリンタが印刷すべき画像を高精細の解像度で印刷しようとすればするほど、その画像のデータをより高密度のビットマップデータで構成する必要がある。従って、レーザプリンタがこのような高密度のビットマップデータを扱うと、処理すべきデータ量が増加し、結果として装置のコスト上昇を招くことになる。
【０００２】
このため、レーザプリンタが、印刷すべき画像データ中のエッジ領域に対していわゆるスムージング処理を行うことにより、プリントアウトされる画像をより精細に表現するための技術が知られている。このスムージング処理は、もとのビットマップデータ中のエッジ領域で生じうる単位ドット分の段差部に、例えば単位ドットの４分の１に相当するサブドットを追加又は削除して、エッジ領域が滑らかに見えるように、もとのビットマップデータを修正するというものである。
【０００３】
そして、レーザプリンタは、その画像データの階調値に基づいてレーザ照射機構を駆動するためのパルス信号のパルス幅を単位ドットごとに調節し、単位ドットにおけるトナーの付着量を制御して、多階調の画像を表現する。
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザプリンタは、多階調の画像を表現するために、単位ドットごとにしかパルス幅を調節することができなかった。
【０００４】
従って、ビットマップデータ中のエッジ領域を滑らかに表現するため、スムージング処理によりサブドットごとにビットマップデータの修正を行っても、より忠実な画像を表現することに限界があった。
【０００５】
そこで、本発明は、スムージング処理を行ったサブドットごとにパルス幅の調節を行うことにより、より高品質な印刷を可能にするレーザプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のように特定される。
【０００６】
すなわち、本発明は、階調値を有するビットマップデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいて、パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するパルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、前記スムージング処理手段によって生成されたドットパターンデータと、前記パルス幅データ生成手段によって生成されたパルス幅データとに基づいて、合成データを生成する合成手段と、前記合成手段により生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うパルス幅変調手段と、を備えたことを特徴とするプリンタの制御装置である。
【０００７】
ここで、前記スムージング処理手段は、前記パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するサブドットパターンデータから構成されるドットパターンデータを生成する手段を備えることが好ましい。また、前記パルス幅データ生成手段は、単位ドットのパルス幅データを、前記単位ドットを構成するサブドットごとのサブドットパルス幅データに変換する変換手段を備えることが好ましい。
【０００８】
また、前記合成手段は、特定の画素に対する前記ドットパターンデータと前記パルス幅データとを合成するための同期手段を備えることが好ましい。
【０００９】
さらに、前記スムージング処理手段は、複数のドットパターンデータを記憶するドットパターンレジスタと、ビットマップデータに基づいて得られる補正量に従って、前記複数のドットパターンデータの中から特定のドットパターンデータを決定する決定手段とを備えることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、外部装置から送られる印刷データに基づいてビットマップデータを生成するビットマップデータ生成手段と、前記ビットマップデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、ドットパターンデータを生成するスムージング処理手段と、前記記憶手段に記憶されたビットマップデータに基づいて、パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するパルス幅データを生成するパルス幅データ生成手段と、前記スムージング処理手段によって生成されたドットパターンデータと、前記パルス幅データ生成手段によって生成されたパルス幅データとに基づいて、合成データを生成する合成手段と、前記合成手段により合成された合成データをパルス幅変調し、レーザ照射機構を駆動するためのパルス信号を出力するパルス幅変調手段と、前記パルス変幅調手段から出力される駆動信号に従ってレーザ照射機構を駆動し、印刷記録媒体に対して印刷を行うプリントエンジンと、を備えたことを特徴とするプリンタである。
【００１１】
さらに、本発明は、方法の発明としても成立する。具体的には、本発明は、階調値を有するビットマップデータに基づいてスムージング処理を行って、ドットパターンデータを生成するとともに、前記ビットマップデータに基づいて、パルス幅変調のための幅データおよび基端位置データを有するパルス幅データを生成し、前記生成されたドットパターンデータと前記生成されたパルス幅データとに基づいて合成データを生成し、前記生成された合成データに基づいてパルス幅変調を行うことを特徴とするプリンタのデータ処理方法である。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの制御装置の構成を示すブロックダイアグラムである。制御装置１は、パーソナルコンピュータなどの外部装置２からプリントデータを受信し、この印刷データに基づいて出力画像を表現するビットマップデータを作成し、このビットマップデータに基づいて後述するスムージング処理およびパルス幅変調を行った後、印刷用紙に対して印刷を実行するプリントエンジンに出力する。なお、本実施形態においては、ビットマップデータは、２５６階調、つまり、８ビットで表現される階調値を有するものとする。
【００１３】
制御装置１は、プリントデータを処理するための中央処理装置（ＣＰＵ）１０１、主記憶やワークエリヤ、受信バッファなどに使用されるＲＡＭ１０２、ＣＰＵ１０１によって解釈され、実行されるプログラムを格納したＲＯＭ１０３、プリントデータ内のキャラクタコードを、そのキャラクタを表現するビットマップデータに変換するためのフォントデータを格納したキャラクタジェネレータ１０４、およびプリントデータに基づいて生成された画像のビットマップデータをページ単位で格納するフレームバッファ１０５を備える。ＣＰＵ１０１は、クロック信号発生回路１０６から発振されるクロック信号に従って動作する。
【００１４】
外部装置２が送信したプリントデータは、インターフェース回路１０７を介して内部バスに取り込まれ、ＣＰＵ１０１によって実行される解釈プログラムによってビットマップデータに変換され、フレームバッファ１０５に格納される。フレームバッファ１０５に格納されたビットマップデータは、スムージング処理回路１８に読み込まれるとともに、パルス幅変調回路１０９に読み込まれる、スムージング処理回路１０８は、パターンのエッジを滑らかにするための処理（スムージング処理）が施される。つまり、スムージング処理は、ビットマップデータの１画素に対して４分の１の横幅を有するサブドットを、パターンのエッジの段差形状部分に追加または削除することにより、エッジが段差なく滑らかに見えるように修正するものである。一方、パルス幅データ生成回路１０９は、ビットマップデータの画素ごとに与えられた階調値をパルス幅データに変換する。階調値からパルス幅データへの変換は、例えば、その画素の階調値とパルス幅とが予め対応付けられた変換テーブルを参照することにより行われる。スムージング処理が施されたビットマップデータおよびパルス幅データは、合成回路１１０に出力される。合成回路１１０は、ビットマップデータとパルス幅データとを、同期を取りながらそれぞれのサブドットごとに合成して、この合成されたデータをパルス幅変調回路１１１に出力する。パルス幅変調回路１１１は、合成データに従って変調し、レーザ照射機構１１２をＯＮ／ＯＦＦ駆動するための駆動信号を出力する。レーザ照射機構１１２は、この駆動信号に従って、感光体ドラム１１３にレーザビームをＯＮ／ＯＦＦ照射する。このとき、ＣＰＵ１０１は、ビットシフト回路１１４およびアドレス回路１１５を介して、ビットマップデータの書き込みに適するように、感光体ドラム１１３の回動駆動を制御する。これにより、感光体ドラム１１３の表面に、ビットマップデータに対応した静電潜像が描かれることになる。
【００１５】
また、ＣＰＵ１０１は、Ｉ／Ｏ制御回路１１６を介して合成回路１０８に対して各種の制御信号を送る。ここで、各種の制御信号としては、例えば、レーザビームのＯＮ／ＯＦＦ変調周期に同期したビデオクロック信号、レーザビームの水平走査の周期に同期した水平同期信号および垂直方向の周期に同期した垂直同期信号などがある。
【００１６】
図２は、本実施形態に係るスムージング処理回路１０８の構成を示すブロックダイアグラムである。同図において、フレームバッファ１０５に記憶されたビットマップデータが、ページの左上端から水平ライン方向にラスタスキャン方式で右下端まで順次一定のタイミングで読み出され、ラスタバッファ２０１に書き込まれる。
【００１７】
ラスタバッファ２０１は、１水平ライン分のビットマップデータを保持可能な容量をそれぞれ持つ９本のＦＩＦＯメモリを有する。このラスタバッファ２０１は、連続する９本の水平ライン分のビットマップデータを記憶できるように構成される。このラスタバッファ２０１に記憶された９本の水平ライン中の同一垂直ラインに位置する９つの画素データは、それぞれ同期して読み出され、９×９段のシフトレジスタ２０２に入力される。シフトレジスタ２０２は、それぞれに入力された水平ラインの画素データを順次後段にシフトしていく。つまり、シフトレジスタ２０２は、９×９画素の領域のビットマップデータを保持し、しかも、その９×９画素の領域は、一定のタイミングで１画素ずつ水平方向にシフトされ、その水平シフトが水平ラインの終端（右端）に達すると、１水平ライン分だけ垂直方向にシフトして再び同様の水平シフトを繰り返す。
【００１８】
シフトレジスタ２０２の９×９画素のビットマップデータは、補正演算部２０３，２０４に入力される。補正演算部２０３，２０４は、垂直方向および水平方向のそれぞれについて、サブドットによる補正量を計算するためのものである。つまり、補正演算部２０３は、９×９画素中の水平方向の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを抽出し、注目画素に対するそのエッジの特徴パターンを計算し、その特徴パターンに従ってサブドットの付加量または削除量を計算する。また、補正演算部２０４は、９×９画素中の垂直方向の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを抽出し、注目画素（図中、ハッチングで示される。）に対するそのエッジの特徴パターンを計算し、その特徴パターンに従ってサブドットの付加量または削除量を計算する。補正演算部２０３，２０４から出力される垂直方向および水平方向の補正量は、出力決定部２０５に入力される。出力決定部２０５は、ドットパターンレジスタ２０６に記憶されたドットパターン群の中から、補正演算部２０３，２０４から送られる垂直方向および水平方向の補正量に対応する特定のドットパターンを選択する。ドットパターンレジスタ２０６は、図３に示すように、１ドットの１／４に相当するサブドットごとに、どのようなレーザビームの波形を出力するかに関するデータを保持している。つまり、１つのドットパターンレジスタにおける１つのサブドットパターンデータは、１０ビットで表現され、そのうちの上位８ビットはサブドットの幅を示すデータであり、下位２ビットは基端位置（左または右）を示すデータ（基端位置データ）である。例えば、サブドットパターンデータが左から５０％の幅の波形を示すものである場合には、その値は“１０００００００＋００”として表現され、サブドットパターンが右から７５％の幅の波形を示すものである場合には、その値は“１１００００００＋１１”として表現される。
【００１９】
なお、フレームバッファ１０５から読み出されたビットマップデータは、高濃度抽出回路を通され、スムージング処理回路１０９に送られるようにしてもよい。これにより、スムージング処理回路１０９は、階調値が所定値以上の場合に、上述のスムージング処理を行うことになる。
【００２０】
図４は、本実施形態に係るパルス幅データ生成回路１０９の構成を示すブロックダイアグラムである。同図において、フレームバッファ１０５に記憶されたビットマップデータが、ページの左上端から水平ライン方向にラスタスキャン方式で右下端まで順次一定のタイミングで読み出され、階調値−パルス幅データ変換部４０１に入力される。階調値−パルス幅データ変換部４０１は、階調値−パルス幅変換テーブル４０２を参照し、ビットマップデータの１ドット（画素）ごとに与えられた階調値に対応するパルス幅を、基端位置データとともに出力する。パルス幅データは、１ドットごとに、左または右いずれかの基端位置からの幅を示すデータである。なお、基端位置データは、例えば、注目している画素の前後の画素を参照することにより、決定される。階調値−パルス幅データ変換部４０１は、生成したパルス幅データをデータフォーマット変換部４０３に出力する。データフォーマット変換部４０３は、データフォーマット変換テーブル４０４を参照し、図５に示すように、１ドットごとのパルス幅データＤを１／４ドット（サブドット）ごとのパルス幅データｄ１〜ｄ４に変換する。サブドットパルス幅データｄ１〜ｄ４のそれぞれは、１０ビットで表現され、そのうちの上位８ビットはサブドットの幅を示すデータであり、下位２ビットは基端位置データである。つまり、サブドットパルス幅データのデータフォーマットは、上述したサブドットパターンデータのデータフォーマットと一致したものとなる。サブドットパルス幅データｄ１〜ｄ４の基端位置データの値は、もとの１ドットパルス幅データＤの基端位置データの値に一致するように、セットされる。図６は、データフォーマット変換テーブルの一例を示している。具体的には、同図（ａ）は、パルス幅データＤの基端位置データが左を示す場合、同図（ｂ）は、パルス幅データＤの基端位置データが右を示す場合の、１ドットパルス幅データＤと１／４ドットパルス幅データｄ１〜ｄ４との対応関係を示している。例えば、データフォーマット変換部４０３は、１ドットパルス幅データＤが“１０００００００＋００”、つまり、左から５０％の幅の波形出力を指示するものである場合、サブドットパルス幅データｄ１〜ｄ４は、以下のようになる。
【００２１】
ｄ１＝“１１１１１１１１＋００”
ｄ２＝“１１１１１１１１＋００”
ｄ３＝“００００００００＋００”
ｄ４＝“００００００００＋００”
データフォーマット変換部４０３は、変換したサブドットごとのパルス幅データｄ１〜ｄ４を合成回路１１０に送る。
【００２２】
図７は、本実施形態に係る合成回路１１０の構成を示すブロックダイアグラムである。合成回路１１０は、スムージング処理回路１０８から送られるビットマップデータとパルス幅データ生成回路１０９から送られるパルス幅データとを、同期を取りながら、そのサブドットごとに合成する。なお、以下では、スムージング処理回路１０８から送られるビットマップデータをＲＩＴデータと呼ぶものとし、サブドットＲＩＴデータの上位８ビットが示す値（幅）をＲＩＴ（ｗ）、下位２ビットが示す値（基端位置）をＲＩＴ（ｐ）と表すものとする。また、パルス幅データ生成回路１０９から送られるパルス幅データをＣＰＧＩデータと呼ぶものとし、サブドットＣＰＧＩデータの上位８ビットが示す値（幅）をＣＰＧＩ（ｗ）、下位２ビットが示す値（基端位置）をＣＰＧＩ（ｐ）と表すものとする。
【００２３】
同図において、同期回路７０１は、ＲＩＴデータおよびＣＰＧＩデータが同一の画素に対して合成されるように同期を取り、サブドットＲＩＴデータおよびサブドットＣＰＧＩデータを順次出力する。
【００２４】
合成回路１１０は、サブドットＲＩＴデータとサブドットＣＰＧＩデータとの基端位置が同じ場合、サブドットＲＩＴデータまたはサブドットＣＰＧＩデータのいずれか大きい方の幅およびサブドットＲＩＴデータ（またはサブドットＣＰＧＩデータ）の基端位置を出力する。一方、基端位置が異なる場合は、合成回路１１０は、サブドットＲＩＴデータの幅とサブドットＣＰＧＩデータの幅とを合わせた値で２５５を超えない値および幅が大きい方の基端位置を出力する。
【００２５】
すなわち、基端位置比較部７０２は、ＲＩＴ（ｐ）とＣＰＧＩ（ｐ）とが同じであるか、つまり、サブドットＲＩＴデータとサブドットＣＰＧＩデータの基端位置が同じであるかを判断し、その判断結果をセレクタ７０３およびセレクタ７０４に出力する。セレクタ７０３は、その判断結果に従って、基端位置が同じである場合に用いられるべき幅データまたはそれが異なる場合に用いられるべき幅データのいずれかを出力する。同様に、セレクタ７０４は、その判断結果に従って、基端位置が同じである場合に用いられるべき基端位置データまたはそれ異なる場合に用いられるべき基端位置データのいずれかを出力する。
【００２６】
基端位置が同じである場合に用いられるべき幅データは、最大値出力部７０５から送られる。最大値出力部７０５は、ＲＩＴ（ｗ）およびＣＰＧＩ（ｗ）のうち、いずれか大きい方を出力するものである。また、基端位置が同じである場合に用いられるべき基端位置データは、ＲＩＴ（ｐ）またはＣＰＧＩ（ｐ）のいずれかの値がそのままセレクタ７０４に送られる。
【００２７】
一方、基端位置が異なる場合に用いられるべき幅データは、最小値出力部７０６から送られる。最小値出力部７０６は、幅データの最大値（２５５）および加算部７０７によってＲＩＴ（ｗ）とＣＰＧＩ（ｗ）とが加算された値のうち、いずれか小さい方を出力するものである。また、基端位置が異なる場合に用いられるべき基端位置データは、基端位置出力部７０８から送られる。基端位置出力部７０８は、幅比較部７０９送られる判断結果に従って、ＲＩＴ（ｐ）またはＣＰＧＩ（ｐ）のうちいずれかをセレクタ７０４に出力する。つまり、幅比較部７０９は、ＲＩＴ（ｗ）とＣＰＧＩ（ｗ）とを比較し、その比較結果を基端位置出力部７０７に出力する。基端位置出力部７０８は、ＲＩＴ（ｗ）の方が大きいと判断される場合には、ＲＩＴ（ｐ）を出力し、ＣＰＧＩ（ｗ）の方が大きいと判断される場合には、ＣＰＧＩ（ｐ）を出力する。
【００２８】
これにより、合成回路１１０は、ＲＩＴデータとＣＰＧＩデータとを、同期を取りながらサブドットごとに合成することになる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、プリンタの制御装置は、一方で、ビットマップデータをスムージング処理することによって、サブドットごとにその形状が基端位置および幅で指定されたサブドットパターンデータを生成し、他方で、そのビットマップデータの階調値に基づいてパルス幅データを生成し、これをさらにサブドットパルス幅データに変換する。プリンタの制御装置は、これらサブドットパターンデータとサブドットパルス幅データを合成し、この合成されたデータに基づいてパルス幅変調を行う。これにより、サブドット単位でパルス幅の指定が行われ、より高精細な画像を印刷することができるようになる。
【００３０】
特に、本実施形態では、スムージング処理によるドットパターンデータと階調値−パルス幅変換によるパルス幅データとをサブドットごとにそのデータフォーマットを一致するようにしたので、これらのデータの合成を容易にすることができる。
【００３１】
上記実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を上記実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。例えば、上記機能実現手段の動作をシーケンシャルに説明したが、特にこれにこだわるものではない。従って、動作に矛盾が生じない限り、処理の順序を入れ替えまたは並行動作するように構成しても良い。
【発明の効果】
本発明によれば、スムージング処理を行ったサブドットごとにパルス幅の調節を行うことができ、より高品質な印刷を可能にすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザプリンタの制御装置の構成を示すブロックダイアグラム
【図２】スムージング処理回路の構成を示すブロックダイアグラム
【図３】サブドットパターンデータを説明するための図
【図４】パルス幅データ生成回路の構成を示すブロックダイアグラム
【図５】サブドットパルス幅データを説明するための図
【図６】データフォーマット変換テーブルの一例を示す図
【図７】合成回路の構成を示すブロックダイアグラム
【符号の説明】
１…制御装置
２…外部装置
１０１…ＣＰＵ
１０２…ＲＡＭ
１０３…ＲＯＭ
１０４…キャラクタジェネレータ
１０５…フレームバッファ
１０６…クロック信号発生回路
１０７…インターフェース回路
１０８…スムージング処理回路
１０９…パルス幅データ生成回路
１１０…合成回路
１１１…パルス幅変調回路
１１２…レーザ照射機構
１１３…感光体ドラム
１１４…ビットシフト回路
１１５…アドレス制御回路
１１６…入出力制御回路
【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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