(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像を形成する像担持体と、
該像担持体上の静電潜像を液体現像剤で現像する湿式現像器と、
該液体現像器で現像された前記像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、
該中間転写体に転写されたトナー像が転写される転写材とを備え、
前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写する１次転写と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材上に転写する２次転写とを行う湿式画像形成装置において、
前記中間転写体として、その体積抵抗が１００Ωｃｍ以上で１０３Ωｃｍ以下の無端ベルトを用い、かつ、該無端ベルトに、前記１次転写側のバイアスを印加するためのバイアス電極と前記２次転写側のバイアスを印加するためのバイアス電極との間で、前記１次転写のバイアス電位と同電位を保持する電位保持手段を設け、前記無端ベルトの一部で前記像担持体から前記中間転写体への前記１次転写を行っている最中に、前記無端ベルトの他の一部で前記中間転写体から前記転写材への前記２次転写を行うことを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の湿式画像形成装置において、
前記液体現像剤が、１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤であることを特徴とする湿式画像形成装置。
【請求項３】
請求項１、又は、２の湿式画像形成装置において、
前記電位保持手段による電位の保持は、前記無端ベルトを懸架するための懸架部材を介して行われることを特徴とする湿式画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、液体現像剤を用いて像担持体上の静電潜像を現像する湿式現像装置と、該湿式現像装置で現像された像担持体上のトナー像を転写材に転写するための中間転写体とを備えた湿式画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持体としての感光体に形成された静電潜像を帯電粒子であるトナーで現像する湿式現像装置で、該湿式現像装置を小型化できるように、現像剤のトナー濃度を高めに設定した高濃度・高粘度の現像剤を用いることが提案されている。例えば、特開平７―２０９９２２号公報では、「画像支持体上に形成された静電潜像を、帯電した顕像化粒子であるトナーによって現像する静電潜像の液体現像方法であって、導電性を有する現像剤支持体上に塗布された絶縁性液体中にトナーが高濃度に分散された、１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤を、前記画像支持体の潜像面に前記液体現像剤を供給する現像手段を備えることを特徴とする静電潜像の液体現像方法」が提案されている。
また、従来、上記中間転写体としての中間転写ベルトと、トナーが固体（粉体）の乾式現像剤を用いる乾式現像装置とを備えた乾式画像形成装置が提案されている。この乾式画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写体としての中間転写ベルトに１回、あるいは複数回、転写し（１次転写）、上記中間転写ベルト上のトナー像を転写材に一括転写する（２次転写）。
【０００３】
上記中間転写ベルトは、体積抵抗で１０6Ωｃｍ以上、望ましくは、１０8〜１０9Ωｃｍの中間転写ベルトを用いるのが一般的である。これは、上記乾式画像形成装置では、トナーが粉体であり、中間転写ベルトの抵抗値が低すぎると、１次転写後にトナーのチリ（飛翔）という現象が発生してトナー像を乱すため、抵抗値を上げねばならなかったからである。上記中間転写ベルトの体積抵抗が、１０8〜１０9Ωｃｍ程度のいわゆる中抵抗である場合、該中間転写ベルトは環境にたいする抵抗の安定性にも問題を有していた。さらに、中間転写ベルトの抵抗値が高い場合、複数色のトナー像を重ね合わせる１次転写を行うと、１次転写の各色のトナー像の転写が行われる度ごとに１次転写電荷付与手段としての１次転写バイアスローラから中間転写ベルト裏面に電荷が付与され、中間転写ベルト表面の帯電量は、一次転写の回数に応じて大きくなっていき、複数色のトナー像の重ね合わせを行うときに各色において１次転写条件が異なってくる。この１次転写条件を揃えるためには中間転写ベルトの過剰帯電を除電する除電装置を設けたりする必要があり、これによるコストのアップ、また制御の困難さを有している。また、中間転写ベルトの抵抗値が高いと一次転写に必要な電荷量を付与することが困難になり、速い速度での１次転写に対する電荷量の供給が難しく、画像の輪郭だけが転写され、中程が転写されにくくなる現象が起こり、中間転写ベルトに印加する電圧も上げねばならなかった。
しかし、中間転写ベルトの抵抗値が低すぎる場合、トナー層にムラがあったり、感光体ドラムにキズがあったりすると、感光体ドラムにダメージを与える虞がある。このため、中間転写ベルトの体積抵抗の下限を、１０0Ωｃｍとする。
【０００４】
以上の点を考慮して、高粘性の液体現像剤を用いて小型化した湿式現像装置と、該湿式現像装置で現像された像担持体上のトナー像を転写材に転写するための中間転写体とを備えた湿式画像形成装置において、体積抵抗が１０0Ωｃｍ以上で１０3Ωｃｍ以下の低抵抗の中間転写ベルトを用いることにより、高価な除電装置や複雑な制御を必要とせず、高画質な画像を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中間転写体としてほとんど導体のような低抵抗の中間転写ベルトを用いた場合、中間転写ベルトの一部が感光体ドラムと接して転写バイアスが印加され１次転写が行われている最中に、同じ中間転写ベルトの他の部分が転写紙と接し、転写バイアスを印加して２次転写を行おうとすると、２次転写のために印加されている転写バイアスによるバイアス電流が１次転写側にまで回り込み、１次転写のバイアス電位が変動して、良好な画像の転写を阻害する虞れがある。
そのため、上述の湿式画像形成装置では、１次転写と２位転写を同時に行うことができないため、生産性が低いと共に、中間転写ベルトを感光体ドラムから接離する装置を必要とする不具合を有していた。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、液体現像剤を用いた湿式現像装置と、低抵抗の中間転写体とを備えた湿式画像形成装置で、２次転写のバイアス電流の１次転写部分への回り込みをなくして、突入電流などによる１次転写のバイアス電位が変動しないようにする。これにより、１次転写と２次転写を同時に行っても、良好な１次転写ができるようにして、中間転写体を像担持体から接離するための複雑な可動装置を必要としない低コストで生産性の高い、かつ、高画質な画像が得られる湿式画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体上の静電潜像を高粘性液体現像剤で現像する湿式現像器と、該液体現像器で現像された前記像担持体上のトナー像が転写される中間転写体と、該中間転写体に転写されたトナー像が転写される転写材とを備え、前記像担持体上のトナー像を前記中間転写体上に転写する１次転写と、前記中間転写体上のトナー像を前記転写材上に転写する２次転写とを行う湿式画像形成装置において、前記中間転写体として、その体積抵抗が１００Ωｃｍ以上で１０３Ωｃｍ以下の無端ベルトを用い、かつ、該無端ベルトに、前記１次転写側のバイアスを印加するためのバイアス電極と前記２次転写側のバイアスを印加するためのバイアス電極との間で、前記１次転写のバイアス電位と同電位を保持する電位保持手段を設け、前記無端ベルトの一部で前記像担持体から前記中間転写体への前記１次転写を行っている最中に、前記無端ベルトの他の一部で前記中間転写体から前記転写材への前記２次転写を行うことを特徴とするものである。
この請求項１の湿式画像形成装置では、低抵抗の無端ベルトに設けた電位保持手段により、２次転写バイアス電流の１次転写部分への回り込みによる１次転写のバイアス電位の変動がない。よって、１次転写と２次転写とを同時におこなっても、良好に１次転写ができる。また、無端ベルトを潜像担持体に接触させたままにしておける。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項２の湿式画像形成装置において、前記電位保持手段の保持する電位は接地電位であることを特徴とするものである。
この請求項２の湿式画像形成装置では、電位を保持するための新たな電源等を必要としない。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の湿式画像形成装置において、前記液体現像剤が、１００〜１００００ｍＰａ・ｓの高粘度の液体現像剤であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１、又は、２の湿式画像形成装置において、前記電位保持手段による所定電位の保持は、該無端ベルトを懸架するための懸架部材を介して行われることを特徴とするものである。
この請求項１の湿式画像形成装置では、電位の保持のために別部材を設ける必要がない。
【００１２】
上記感光体ドラム１０は矢印の時計方向に回転可能となっており、その回りには、帯電ローラ２０、湿式現像ユニット４０、中間転写ユニット５０、除電装置６０、感光体クリーニング装置７０及び不図示の露光装置等が配設されている。上記中間転写ユニット５０は、懸架ローラ５１、５２、５３、これらの懸架ローラ５１、５２、５３に張架された中間転写体としての中間転写ベルト５５、及びクリーニングブレードを有するクリーニング装置５９等から構成されている。上記紙転写ユニット８０は、２次転写電荷付与手段としての２次転写バイアスローラ８１及び該２次転写バイアスローラ８１に接続された２次転写電源８２等から構成されている（図２参照）。
【００１３】
上記トナー塗布装置９０は、液体現像剤を溜める現像タンク９２と、該現像タンク９２内の液体現像剤に浸漬するように配設された汲み上げローラ９３と、該汲み上げローラ９３から汲み上げられた液体現像剤を薄層化して現像ベルトに塗布する塗布ローラ９４等から構成されている。
上記液体現像剤は絶縁体溶媒であるキャリア液体中に顕像化粒子であるトナー粒子が高濃度に分散された高粘度の液体現像剤である。
上記現像ユニット４０は、複数のベルトローラと、これらのベルトローラに張架された現像剤担持体としての現像ベルト４１等から構成されており、該現像ベルト４１は前記塗布ローラ９４で液体現像剤が塗布されるようになっている。
【００１４】
図２は、中間転写ベルト、１次転写バイアスローラ及び２次転写バイアスローラ等の構成を説明する説明図である。
上記中間転写ベルト５５は、懸架部材としての懸架ローラ５１、懸架ローラ５２、懸架ローラ５３及び１次転写電荷付与手段としての１次転写バイアスローラ５４に所定の張力を有するように張架され、矢印の反時計方向に回転可能となっている。上記１次転写バイアスローラ５４は感光体ドラム１０に対向し、これら１次転写バイアスローラ５４と感光体ドラム１０との間に、中間転写ベルト５５を挟み込むような配置となっている。前記１次転写バイアスローラ５４は、１次転写バイアスを与える電極ともなっており、該１次転写バイアスローラ５４には１次転写電源５６から所定の転写バイアスが印加される。
なお、上記中間転写ベルト５５は、所定厚さの低抵抗の導電性部材の無端ベルトで、たとえば厚さが３０〜１５０μｍで、ポリイミドやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＤＦ樹脂などに導電性の物質（カーボンや金属粉等）を一定割合で混入させたものである。上記中間転写ベルト５５は体積抵抗が１０0〜１０3Ωｃｍのものが主に用いられている。また、２次転写性を良くするために、該中間転写ベルト５５のトナー粒子が付着する側にフッ素系、もしくはシリコン系の導電性樹脂で１〜１０μｍ程度被覆して離型性を上げる場合もある。
前記懸架ローラ５３に対向して、２次転写電荷付与手段としての２次転写バイアスローラ８１が配設されており、該２次転写バイアスローラ８１は、２次転写バイアスを与える電極ともなっている。該２次転写バイアスローラ８１には２次転写電源８２から所定の転写バイアスが印加される。
【００１５】
次に、本実施形態に係る湿式電子写真複写機の動作について、図面に基づき説明する。
上述した低抵抗の中間転写ベルト５５を用いた湿式電子写真複写機で、図３に示すように、上記懸架ローラ５１、懸架ローラ５２及び懸架ローラ５３が電気的にフロートの場合に１次転写と２次転写とを同時に行おうとすると、２次転写バイアス電流が１次転写側にまで影響を及ぼし、たとえば、１次転写のバイアス電位が下がって、１次転写の転写条件を乱す虞れがある。
そこで、中間転写ベルト５５上に１次転写部分と２次転写部分との間で一定の電位を保持する電位保持点を設け、２次転写によるバイアス電流及び電位変動を吸収・調整し、１次転写部分に影響が及ばないようにする。また、中間転写ベルト５５上に電位保持点を設けると、完全な導体になっていない中間転写ベルト５５の低抵抗値により、１次転写バイアス電位と、懸架ローラ５１及び懸架ローラ５２における電位との電位差は一定となる。
以下、上記中間転写ベルト５５に電位保持点を設けた場合について、図１及び図４に基づいて説明する。図４は、中間転写ベルト５５を懸架する懸架ローラ５１及び懸架ローラ５２が接地されている場合に、１次転写と２次転写とを同時におこなったときの電流の流れを説明する説明図である。
図１に示すように、感光体ドラム１０を矢印方向に回転駆動しながら帯電ローラ２０で一様帯電した後、図示しない露光装置からの光３０を照射して感光体ドラム１０上に静電潜像を形成する。一方、現像タンク９２の高粘性液体現像剤に浸漬されているローラ９３に付着した液体現像剤は塗布ローラ９４を介して現像ベルト４１上に均一、たとえば、０．５〜２０μｍ程度の厚さに塗布される。
そして、上記感光体ドラム１０に現像ベルト４１を接触させ、該感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像に液体現像剤中のトナーを電界の力で移行させて現像し、トナー像を形成する。
【００１６】
ついで、該トナー像が形成された感光体ドラム１０を回転し、該感光体ドラム１０と中間転写ベルト５５とが当接する１次転写部分に移動する（図４参照）。そして、該１次転写部分で、上記中間転写ベルト５５裏面に１次転写バイアスローラ５４を介し、正極性トナーの逆極性である負極性バイアス電圧、たとえば、−３５０Ｖ程度を印加し、この印加電圧によって発生した電界で、上記感光体ドラム１０上のトナー像のトナーを、中間転写ベルト５５に引き寄せ、該中間転写ベルト５５上に転写する（１次転写）。
ついで、該１次転写で中間転写ベルト５５上にトナー像を転写しながら、トナー像の転写された中間転写ベルト５５を回転し、該中間転写ベルト５５と不図示の給紙部から矢印方向に搬送された転写紙１００とが当接する２次転写部分に移動する。この２次転写部分において、上記転写紙１００裏面に２次転写バイアスローラ８１を介して、負極性のバイアス電圧を印加し、この印加電圧によって発生した電界で、中間転写ベルト５５のトナーを転写紙１００に引き寄せ、該転写紙１００に転写する（２次転写）。該２次転写のとき、転写紙１００と中間転写ベルト５５との間の電位差は約３００Ｖで、２次転写側の方が低電圧になっている。また、上記２次転写を行うと、２次転写バイアスローラ８１から中間転写ベルト５５に電流が流れ込む構成になっている。なお、上記懸架ローラ５１及び懸架ローラ５２と１次転写バイアスローラ５４との電位差は−３００Ｖである。
上述のように懸架ローラ５１及び懸架ローラ５２が電気的に接地されている場合で１次転写と２次転写とを同時に行うとき、たとえば、２次転写バイアスローラ８１が中間転写ベルト５５に接触するときの突入電流の流れ込みによる電位変動、及び中間転写ベルト５５に流れた２次転写バイアス電流は、上記懸架ローラ５１及び懸架ローラ５２部分で吸収・調整されて１次転写側に影響が及ばない。
【００１７】
この後、トナー像が転写された転写紙１００は、不図示の分離装置により中間転写ベルト５５から分離され、不図示の定着装置で定着処理がなされた後に装置本体から排出される。一方、２次転写後の感光体ドラム１０は、除電装置６０で残留電荷が除電され、その表面がクリーニング装置７０よってクリーニングされ、未転写トナーが回収除去され、次の作像に備える。
なお、電位保持手段は、接地された懸架ローラ５１及び接地された懸架ローラ５２等からなる。
また、上述のように、体積抵抗が１０0Ωｃｍ以上で１０3Ωｃｍ以下の低抵抗の無端ベルトを用いることで、複雑な制御や高価な可動装置を用いずに高画質な画像をえることができる。
なお、体積抵抗の下限として１０0Ωｃｍ以上としたが、体積抵抗の下限は１０1Ωｃｍ程度が望ましい。
【００１８】
ここで、上述の実施形態では、中間転写ベルト５５は低抵抗であるため、１次転写バイアス電源５６及び２次転写バイアス電源８２から、接地された懸架ローラ５１、５２に対して大きな電流が流れる可能性があり、これらの１次転写バイアス電源５６及び２次転写バイアス電源８２はともに容量の大きな電源が必要となる場合がある。だだし、中間転写ベルト５５の抵抗値に依存し、たとえば、体積抵抗が１０3Ωｃｍでローラ間の距離が長いと、問題ならないこともある。
そこで、図５に示すように、上記懸架ローラ５１に電源５７を、上記懸架ローラ５２に電源５８をそれぞれ接続し、これらの電源５７、電源５８の電位を１次転写バイアス電位と同電位にする。
これにより、中間転写ベルト５５の１次転写バイアスローラ５４と、懸架ローラ５１、５２との間で無駄に流れる電流を極力少なくするようにして、１次転写バイアスの安定度をさらに上げることができる。たとえ２次転写側で変動がおきた場合でも、これらの懸架ローラ５１の電源５７及び懸架ローラ５２の電源５８により変動分を吸収できるので、１次転写バイアス電位は常に一定に保持され、良好な転写ができる。
なお、電位保持手段は、懸架ローラ５１及び電源５７と、懸架ローラ５２及び電源５８等から構成される。
【００１９】
上述の実施形態では、図１に示すように、単色の作像器としたが、該実施形態を一部変更して、カラーの作像器を用いた場合のトナー塗布装置を並列したタイプ及び現像ユニットを並列したタイプについて説明する。なお、上述の実施形態と変更のない部材については、同一の符号を用いるものとする。
上記トナー塗布装置を並列したタイプは、図６に示すように、複数のベルトローラに懸架された現像ベルト１１０の展張部に対向し、複数のトナー塗布装置１０１を並列して配設する。各トナー塗布装置１０１は液体現像剤を溜める現像タンク１０２と、該現像タンク１０２内の液体現像剤に浸漬するように配設された汲み上げローラ１０３と、該汲み上げローラ１０３から汲み上げられた液体現像剤を現像ベルト１１０に塗布する塗布ローラ１０４等で構成し、上記現像ベルト１１０に前記塗布ローラ１０４が選択的に接触して液体現像剤が塗布できるようにする。
また、上述のトナー塗布装置を並列したタイプに代えて、現像ユニットを並列したタイプとすることもできる。図７に示すように、前記感光体ドラム１０に対向して複数の現像ユニット１０５を配設する。各現像ユニット１０５には、塗布ローラ１０６、現像ローラ１０７を配設し、上記塗布ローラ１０６で液体現像剤を現像ローラ１０７に塗布する。上記塗布ローラ１０６が前記感光体ドラム１０に選択的に接触して、感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像を液体現像剤中のトナーで現像し、トナー像を形成できるようにする。
なお、上述の実施形態では、２次転写電荷付与手段として２次転写バイアスローラ８１を用いたが、転写紙１００と中間転写ベルト５５を密着させた状態で電荷を付与できるものであればよい。
また、上述の実施形態では、現像剤担持体として現像ベルト４１はベルト状としたが、ローラ状でもよい。
また、１次転写バイアスローラ５４はバックアップローラ型としたが、図８で示すように、１次転写バイアスローラ５４ａ、５４ｂと分けて構成するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、低抵抗の無端ベルトに設けた電位保持手段により、２次転写のバイアス電流の１次転写部分への回り込みによる１次転写バイアス電位の変動が生じない。よって、１次転写と２次転写とを同時におこなっても、良好に１次転写ができる。したがって、１次転写及び２次転写に要する転写時間を大幅に減少させ、生産性を高めることができ、かつ良好な転写画像を得ることができる。また、無端ベルトを像担持体に接触させたままにしておける。よって、無端ベルトを潜像担持体から接離するための複雑な可動装置が必要がなく低コストの湿式画像形成装置とすることができるという優れた効果がある。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、低抵抗の無端ベルトに設けた電位保持手段により、２次転写のバイアス電流の１次転写部分への回り込みによる１次転写バイアス電位の変動が生じない。よって、１次転写と２次転写とを同時におこなっても、良好に１次転写ができる。したがって、１次転写及び２次転写に要する転写時間を大幅に減少させ、生産性を高めることができ、かつ良好な転写画像を得ることができる。また、無端ベルトを像担持体に接触させたままにしておける。よって、無端ベルトを潜像担持体から接離するための複雑な可動装置が必要がなく低コストの湿式画像形成装置とすることができる。更に、電位保持手段で保持する電位が、１次転写のバイアス電位と同電位であるため、１次転写バイアス電源にかかる負担が減少し、１次転写のバイアス電位が一層安定するので、さらに高画質の画像をえることができるという優れた効果がある。
【００２３】
また、請求項４の発明によれば、電位を保持するために別部材を設ける必要がないので、湿式画像形成装置のコストを抑えることができるという優れた効果がある。
【００２５】
また、請求項３の発明によれば、電位を保持するために別部材を設ける必要がないので、湿式画像形成装置のコストを抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る湿式電子写真複写機の主要部である画像形成部の概略構成図。
【図２】同中間転写ベルト、１次転写バイアスローラ及び２次転写バイアスローラ等の構成を説明する説明図。
【図３】同懸架ローラ５１、懸架ローラ５２及び懸架ローラ５３が電気的にフロートである場合に、１次転写と２次転写を同時に行ったときの電流の流れを説明する説明図。
【図４】同懸架ローラ５１及び懸架ローラ５２が接地されている場合に、１次転写と２次転写とを同時におこなったときの電流の流れを説明する説明図。
【図５】同懸架ローラ５１及び懸架ローラ５２に一次転写バイアスと同電位である電源を接続し、１次転写と２次転写とを同時におこなったときの電流の流れを説明する説明図。
【図６】現像ベルト１１０の展張部に対向し、複数のトナー塗布装置１０１を並列して配置した場合の説明図。
【図７】感光体ドラム１０に対向し、複数の現像ユニット１０５を配設した場合の説明図。
【図８】同中間転写ベルトの他の構成を示す図。
【符号の説明】
１０      感光体ドラム
２０      帯電ローラ
４０      湿式現像ユニット
４１      現像ベルト
５０      中間転写ユニット
５１      懸架ローラ
５２      懸架ローラ
５３      懸架ローラ
５４      １次転写バイアスローラ
５５      中間転写ベルト
５６      １次転写バイアス電源
５７      電源
５８      電源
６０      除電装置
７０      クリーニング装置
８０      紙転写ユニット
８１      ２次転写バイアスローラ
８２      ２次転写バイアス電源
９０      トナー塗布装置
９２      現像タンク
９３      汲み上げローラ
９４      塗布ローラ
１００    転写紙
１０１    トナー塗布装置
１０２    現像タンク
１０３    汲み上げローラ
１０４    塗布ローラ
１０５    現像ユニット
１０６    塗布ローラ
１０７    現像ローラ
１１０    現像ベルト
【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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