(57)【要約】      （修正有）【課題】画像読取り装置において、照明手段の配光状態の変動に対して簡単な構成で光量低下に対応する。【解決手段】少なくとも一つの発光ダイオード22から放射された光を導光体23を介して原稿面へ導く照明手段21と、原稿面からの反射光を反射鏡25,26,27、及び結像手段28により結像させて読み取る撮像手段29と、照明手段21の静止位置に原稿を１枚ずつ搬送する原稿搬送手段40と、反射鏡25の設置角度を変更することにより読取り目線を調整する角度変更手段と、照明手段21から出射された光を反射させてその強度を撮像手段29で測定するための基準パターン36と、を備えた画像読取り装置において、照明手段21と反射鏡25が静止状態にあるとき、搬送される原稿画像を読取る所定の位置において基準パターン36で反射された光を撮像手段29で測定し、その光強度に基づいて、反射鏡25の設置角度を変更するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの発光ダイオードと、該発光ダイオードから放射された光を原稿面へと導く導光体とからなる照明手段と、
原稿面からの反射光を読み取る撮像手段と、
原稿面からの反射光を前記撮像手段に結像させる結像手段と、
原稿面からの反射光を前記結像手段に導く反射鏡と、
前記照明手段の静止位置に原稿を１枚ずつ搬送する原稿搬送手段と、
前記反射鏡の設置角度を変更することにより読取り目線を調整する角度変更手段と、
前記照明手段から出射された光を反射させてその強度を前記撮像手段で測定するための基準パターンと、
を備え、
前記照明手段と前記反射鏡が静止状態にあるとき、前記原稿搬送手段によって搬送される原稿の画像を所定の読取り位置で読み取り、
前記基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって前記反射鏡の設置角度を変更すること、
を特徴とする画像読取り装置。
【請求項２】
前記原稿搬送手段によって原稿の画像を読み取る際、先の原稿の後端と次の原稿の先端とが前記読取り位置を通過する間に、前記基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定し、測定された光強度が大きくなる方向に前記反射鏡を回転させ、光強度が最大値となる付近でその回転を停止させること、を特徴とする請求項１に記載の画像読取り装置。
【請求項３】
少なくとも一つの発光ダイオードと、該発光ダイオードから放射された光を原稿面へと導く導光体とからなる照明手段と、
原稿面からの反射光を読み取る撮像手段と、
原稿面からの反射光を前記撮像手段に結像させる結像手段と、
原稿面からの反射光を前記結像手段に導く反射鏡と、
前記照明手段と前記反射鏡を保持して一方向に移動可能なスライダと、
前記スライダの移動軌跡の直上に配置された原稿載置ガラスと、
前記反射鏡の設置角度を変更することにより読取り目線を調整する角度変更手段と、
前記照明手段から出射された光を反射させてその強度を前記撮像手段で測定するための基準パターンと、
を備え、
前記スライダが一方向に移動することによって前記原稿載置ガラス上に載置された原稿の画像を読み取り、
前記基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって第１反射鏡の設置角度を変更すること、
を特徴とする画像読取り装置。
【請求項４】
前記原稿載置ガラス上に載置された原稿の画像を読み取る際、前記基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定し、測定された光強度が大きくなる方向に前記反射鏡を回転させ、光強度が最大値となる付近でその回転を停止させること、を特徴とする請求項３に記載の画像読取り装置。
【請求項５】
前記反射鏡が回転することにより読取り目線が所定の位置からずれた場合、該ずれ量に基づいて原稿の読取り開始位置をずらせること、を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像読取り装置。
【請求項６】
前記基準パターンは前記読取り開始位置よりも前記スライダの移動方向上流側に配置されていること、を特徴とする請求項５に記載の画像読取り装置。
【請求項７】
前記反射鏡は、長尺形状をなし、長辺方向の一端部を１点で支持され他端部を２点で支持されており、
前記角度変更手段は、前記反射鏡の他端を２点で支持する少なくとも一方の突出部を突出方向に移動させる駆動手段を有していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項８】
前記反射鏡は、長尺形状をなし、長辺方向の一端部を１点で支持され他端部を２点で支持されており、
第１反射鏡の他端部を２点で支持する少なくとも一方の突出部はフレームにねじにて螺着しており、
前記角度変更手段は、前記突出部を前記フレームに対して回転させる駆動手段を有していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像読取り装置。
【請求項９】
前記駆動手段は圧電素子を駆動源とするものであること、を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像読取り装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの発光ダイオードと、該発光ダイオードから放射された光を原稿面へと導く導光体とからなる照明手段と、
原稿面からの反射光を読み取る撮像手段と、
原稿面からの反射光を前記撮像手段に結像させる結像手段と、
原稿面からの反射光を前記結像手段に導く第１反射鏡、第２反射鏡及び第３反射鏡と、
前記照明手段と第１反射鏡を保持して一方向に移動可能な第１スライダと、
第２反射鏡及び第３反射鏡を保持して第１スライダと同方向に移動可能な第２スライダと、
第１スライダ及び第２スライダの移動軌跡の直上に配置された原稿載置ガラスと、
第１スライダ及び第２スライダの静止位置に原稿を１枚ずつ搬送する原稿搬送手段と、
第１反射鏡の設置角度を変更することにより読取り目線を調整する角度変更手段と、
前記照明手段から出射された光を反射させてその強度を前記撮像手段で測定するための第１基準パターン及び第２基準パターンと、
を備え、
第１基準パターンは前記原稿搬送手段によって搬送される原稿の読取り位置に配置されており、
第１スライダ及び第２スライダが静止状態にあるとき、前記原稿搬送手段によって搬送される原稿の画像を前記読取り位置で読み取る際には、第１基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって第１反射鏡の設置角度を変更し、
第２基準パターンは前記原稿載置ガラス上に載置された原稿の読取り開始位置よりも第１スライダ及び第２スライダの移動方向上流側に配置されており、
第１スライダ及び第２スライダが一方向に移動することによって前記原稿載置ガラス上に載置された原稿の画像を読み取る際には、第２基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって第１反射鏡の設置角度を変更すること、
を特徴とする画像読取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取り装置、特に、原稿画像を光学的に読み取る画像読取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原稿画像を光学的に読み取る画像読取り装置にあっては、プラテンガラス上に載置された原稿の画像を一方向（副走査方向）に移動する光学系によって読み取るプラテン方式と、静止している光学系の読み取り位置を原稿を一方向（副走査方向）に搬送しながら読取るシートスルー方式とに大別される。
【０００３】
また、読取り光学系の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を採用した場合、蛍光灯などのランプを光源とする場合に比べて、照明光の副走査方向の配光頂点は尖った配光特性を有することになる。従って、ＬＥＤを光源とする場合、配光頂点位置から副走査方向に少し離れただけで光量の低下が大きくなる。
【０００４】
また、導光体を用いた高輝度ＬＥＤによる照明系においては、ＬＥＤ自体の発熱により、ＬＥＤ自体の光量低下だけではなく、導光体の変形を招き、配光状態が変化することで読取り位置での光量が低下する。このような場合、読取り目線の副走査方向のいずれの側に光量の最大値が位置するかは、導光体の変形や導光体に対するＬＥＤの相対位置のばらつきなどによって様々である。読取り位置での光量変化により、連続して多数枚の画像を読み取る場合、数枚目と数十枚目、数百枚目の読取り画像において、均一な画像濃度が得られないという問題点を有している。
【０００５】
ところで、読取り位置での光量低下に対して、ＬＥＤへ供給する電流を大きくすると、ＬＥＤがより発熱することになり、導光体などのより一層の変形を招くことになる。それゆえ、ＬＥＤの発熱に寄与しない方法で読取り位置での光量を一定にする必要がある。特許文献１には、基準濃度パッチを読み取り、ランプ電圧を制御することで、適正光量に調整するようにした画像形成装置が記載されている。しかし、この技術をＬＥＤを光源とする画像読取り装置へ用いると、前記発熱に起因する問題点が発生することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−２８１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、照明手段の配光状態の変動に対して簡単な構成で光量低下に対応できる画像読取り装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態である画像読取り装置は、
少なくとも一つの発光ダイオードと、該発光ダイオードから放射された光を原稿面へと導く導光体とからなる照明手段と、
原稿面からの反射光を読み取る撮像手段と、
原稿面からの反射光を前記撮像手段に結像させる結像手段と、
原稿面からの反射光を前記結像手段に導く反射鏡と、
前記照明手段の静止位置に原稿を１枚ずつ搬送する原稿搬送手段と、
前記反射鏡の設置角度を変更することにより読取り目線を調整する角度変更手段と、
前記照明手段から出射された光を反射させてその強度を前記撮像手段で測定するための基準パターンと、
を備え、
前記照明手段と前記反射鏡が静止状態にあるとき、前記原稿搬送手段によって搬送される原稿の画像を所定の読取り位置で読み取り、
前記基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって前記反射鏡の設置角度を変更すること、
を特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の形態である画像読取り装置は、
少なくとも一つの発光ダイオードと、該発光ダイオードから放射された光を原稿面へと導く導光体とからなる照明手段と、
原稿面からの反射光を読み取る撮像手段と、
原稿面からの反射光を前記撮像手段に結像させる結像手段と、
原稿面からの反射光を前記結像手段に導く反射鏡と、
前記照明手段と前記反射鏡を保持して一方向に移動可能なスライダと、
前記スライダの移動軌跡の直上に配置された原稿載置ガラスと、
前記反射鏡の設置角度を変更することにより読取り目線を調整する角度変更手段と、
前記照明手段から出射された光を反射させてその強度を前記撮像手段で測定するための基準パターンと、
を備え、
前記スライダが一方向に移動することによって前記原稿載置ガラス上に載置された原稿の画像を読み取り、
前記基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって第１反射鏡の設置角度を変更すること、
を特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の形態である画像読取り装置は、
少なくとも一つの発光ダイオードと、該発光ダイオードから放射された光を原稿面へと導く導光体とからなる照明手段と、
原稿面からの反射光を読み取る撮像手段と、
原稿面からの反射光を前記撮像手段に結像させる結像手段と、
原稿面からの反射光を前記結像手段に導く第１反射鏡、第２反射鏡及び第３反射鏡と、
前記照明手段と第１反射鏡を保持して一方向に移動可能な第１スライダと、
第２反射鏡及び第３反射鏡を保持して第１スライダと同方向に移動可能な第２スライダと、
第１スライダ及び第２スライダの移動軌跡の直上に配置された原稿載置ガラスと、
第１スライダ及び第２スライダの静止位置に原稿を１枚ずつ搬送する原稿搬送手段と、
第１反射鏡の設置角度を変更することにより読取り目線を調整する角度変更手段と、
前記照明手段から出射された光を反射させてその強度を前記撮像手段で測定するための第１基準パターン及び第２基準パターンと、
を備え、
第１基準パターンは前記原稿搬送手段によって搬送される原稿の読取り位置に配置されており、
第１スライダ及び第２スライダが静止状態にあるとき、前記原稿搬送手段によって搬送される原稿の画像を前記読取り位置で読み取る際には、第１基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって第１反射鏡の設置角度を変更し、
第２基準パターンは前記原稿載置ガラス上に載置された原稿の読取り開始位置よりも第１スライダ及び第２スライダの移動方向上流側に配置されており、
第１スライダ及び第２スライダが一方向に移動することによって前記原稿載置ガラス上に載置された原稿の画像を読み取る際には、第２基準パターンで反射された光を前記撮像手段で測定した光強度に基づいて前記角度変更手段によって第１反射鏡の設置角度を変更すること、
を特徴とする。
【００１１】
前記画像読取り装置においては、照明手段から出射された光であって基準パターンで反射された光を撮像手段で測定した光強度に基づいて角度変更手段によって反射鏡の設置角度を変更することにより、読取り目線が最も光強度が大きい位置に調整される。つまり、反射鏡の角度を変更するという簡単な機構によって照明手段の配光状態の変動に起因する光量低下に対応できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、照明手段の配光状態の変動に対して簡単な構成で光量低下に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施例である画像読取り装置を示す概略構成図である。
【図２】前記画像読取り装置の照明配光の状態とミラーの角度変更を示す説明図である。
【図３】前記ミラーの両端部での保持状態を示す説明図である。
【図４】角度変更手段の第１例を示す説明図である。
【図５】前記第１例の要部を示す斜視図である。
【図６】角度変更手段の第２例を示す説明図である。
【図７】角度変更手段の第３例を示す説明図である。
【図８】前記第３例の要部を示す斜視図である。
【図９】前記画像読取り装置の制御手順のメインルーチンを示すフローチャート図である。
【図１０】調整動作のサブルーチンを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像読取り装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
まず、一実施例である画像読取り装置１０の概略構成について図１を参照して説明する。読取り光学系２０はそれ自体周知のものであって、高輝度なＬＥＤ２２（発光ダイオード）を一端又は両端に備えた導光体２３と補助ミラー２４とからなる照明手段２１と、ミラー２５，２６，２７と、結像レンズ２８と、撮像素子２９（ＣＣＤ）とで構成されている。照明手段２１とミラー２５は第１スライダ３１に搭載され、ミラー２６，２７は第２スライダ３２に搭載されている。第１及び第２スライダ３１，３２は副走査方向Ｙに往復移動可能である。プラテンガラス１１上に載置された原稿に関しては、第１スライダ３１が速度Ｖで、第２スライダ３２が速度Ｖ／２で副走査方向Ｙに移動することでその原稿の画像を読み取る。読取り開始位置を符号Ｂで示す。なお、光学系２０によるプラテン方式での画像の読取りは従来から周知である。
【００１６】
一方、シートスルー方式による場合、光学系２０を図１に示す読取り位置Ａに静止させた状態で行われる。ここで、シートスルー方式による画像読取りに際して原稿を読取り位置Ａに搬送する搬送部４０について説明する。
【００１７】
原稿搬送部４０は、給紙トレイ４１と、ピックアップローラ４２と、給紙ローラ４３ａ及び捌きローラ４３ｂと、レジストローラ対４４と、搬送ローラ対４５と、読取り前ローラ対４６と、排出ローラ対４７と、排出トレイ４８とで構成されている。原稿は各種ローラによって、給紙トレイ４１から読取りガラス３５上（読取り位置Ａ）を経由して排出トレイ４８へ搬送され、読取り位置Ａにて前記光学系２０にて画像が読み取られる。原稿搬送部４０による原稿の搬送、光学系２０によるシートスルー方式での画像の読取りは従来から周知である。
【００１８】
ここで、ＬＥＤ２２を光源とする導光体２３から読取り位置Ａへ照射される光の配光状態を図２（Ａ）に示す。導光体２３は副走査方向Ｙに対して直交する方向に延在しており、該導光体２３からの照明光は副走査方向Ｙに尖った配光特性を有している。このような配光特性の場合、ＬＥＤ２２自体の発熱、あるいは、導光体２３に対するＬＥＤ２２の取付け位置のばらつきなどに起因して、照明光の頂点部が本来の読取り位置Ａから副走査方向Ｙの上流側又は下流側にずれることがあり、読取り目線上での光量低下が発生する。
【００１９】
そこで、本実施例では、照明手段２１から出射された光を反射させてその強度を撮像素子２９で測定するための第１基準パターン３６及び第２基準パターン３７と、第１スライダ３１に搭載されたミラー２５の設置角度θを変更する角度変更手段（以下に詳説する）が設けられている。第１基準パターン３６はシートスルー方式での画像読取り時に使用されるもので、読取りガラス３５の直上に配置されている。第２基準パターン３７はプラテン方式での画像読取り時に使用されるもので、読取り開始位置Ｂに対して副走査方向Ｙの上両側に配置されている。また、読取り開始位置Ｂと第２基準パターン３７との間には、シェーディング補正などを行うための白色基準板３８が配置されている。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、ミラー２５は初期角度θに設定されており、その読取り目線は読取り位置Ａを向いている。このとき、照明光の頂点部が点線で示すように副走査方向Ｙの下流側にずれた場合、読取り目線上の光量（撮像素子２９での測定光量）は光量低下許容範囲よりも低下することになる。このような場合は、ミラー２５を点線に示すように角度θ１に変更することにより、読取り目線が最大光量方向を向き、画像読取り時の光量低下を防止することができ、読み取られた画像の品質低下を未然に防止できる。また、照明光の頂点部が逆方向（副走査方向Ｙの上流側）にずれた場合は、図２（Ｂ）に点線で示すように、ミラー２５を角度θ２に変更すればよい。
【００２１】
具体的には、第１基準パターン３６での反射光を撮像素子２９で測定しつつ、測定された光強度が大きくなる方向にミラー２５を回転させ、光強度が最大値となる付近でその回転を停止させる制御を行う。シートスルー方式の場合は、１枚目の原稿の画像を読み取る直前にこの光量補正制御を行い、その後は先の原稿の後端と次の原稿の先端とが読取り位置Ａを通過する間に光量補正制御を行う。但し、どのようなタイミングで光量補正制御を行うかは任意である。例えば、画像読取り枚数をカウントし、カウント値が所定値に達するごとに光量補正制御を行ってもよい。
【００２２】
以上は、シートスルー方式において第１基準パターン３６を使用して光量補正を行う場合を説明したが、プラテン方式において第２基準パターン３７を使用して光量補正を行う場合も同様である。プラテン方式において、ミラー２５が回転することにより読取り目線が本来の読取り位置Ａからずれた場合、該ずれ量に基づいて原稿の読取り開始位置Ｂをずらせることが好ましい。これにて、原稿画像を先端から後端まで漏れなく読み取ることができる。
【００２３】
ところで、本発明者は、照明配光の変化に合わせて読取り目線位置を調整するために、照明系を全体的に移動させること、あるいは、結像レンズや撮像素子を移動させることを考慮した。しかしながら、照明系全体の移動は、ＬＥＤ、導光体、放熱部材など多くの部品を一体的に移動させる必要があり、大掛かりな装置となる。結像レンズや撮像素子の移動は、反射鏡を今以上に大きくする必要があり、装置の大型化を避けがたい。これに対して、本実施例のごとく、ミラー２５のみの角度を調整する構成であれば、非常に簡単な構成で光量低下に対応することができる。
【００２４】
次に、ミラー２５の保持形態について説明する。ミラー２５は副走査方向Ｙに対して直交する方向に前記導光体２３と平行な長尺形状をなし、図３（Ａ）に示すように、長辺方向の一端部をフレーム５１に形成した突起５２にて１点で支持され、図３（Ｂ）に示すように、長辺方向の他端部をフレーム５１に形成した突起５３，５４にて２点支持されている。本実施例では、ミラー２５を他端部で２点支持する突起５３，５４のうち一方の突起５４をフレーム５１に進退可能に取り付けた（図４、図６参照）。突起５４を進退させることでミラー２５の配置角度を変更することができる。
【００２５】
以下に、ミラー２５の角度を調整する角度変更手段の第１例、第２例及び第３例について説明する。
【００２６】
角度変更手段の第１例は、図４、図５に示すように、外周部にねじを形成した突起５４と同軸に設けたボス部５５を圧電素子を駆動源とするアクチュエータ６１，６２で正転、逆転させるようにしたものである。ミラー２５の背面部はばね５６によって突起５４側に弾性的に付勢されている。圧電素子を駆動源として微小なストロークで動作するアクチュエータ６１，６２は周知であり、このようなアクチュエータ６１，６２とボス部５５の外周面との摩擦力によって突起５４を正転あるいは逆転させ、ミラー２５の角度を調整する。
【００２７】
角度変更手段の第２例は、図６に示すように、突起５４の末尾に圧電素子を駆動源とするアクチュエータ６３を取り付け、該アクチュエータ６３の動作によって突起５４を直接進退させるようにしたものである。
【００２８】
角度変更手段の第３例は、前記突起５２，５３，５４による３点支持ではなく、図７、図８に示すように、ミラー２５を回転自在なホルダ５７に固定し、該ホルダ５７を前記アクチュエータ６１，６２にて回転させるようにしたものである。ホルダ５７の回転と同期してミラー２５の角度が調整される。
【００２９】
次に、前記画像読取り装置１０の制御手順の一例について説明する。図９に示すように、画像の読取りがシートスルー方式である場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、通常の読取り動作が実行され（ステップＳ２）、そのとき画像が読み取られた原稿が最終頁ではなく（ステップＳ３でＮＯ）、該原稿の後端が読取り位置Ａを通過すると（ステップＳ４でＹＥＳ）、ミラー２５の調整動作を実行する（ステップＳ５）。最終頁であれば（ステップＳ３でＹＥＳ）、該原稿の後端が読取り位置Ａを通過した（ステップＳ６でＹＥＳ）後に、この制御を終了する。なお、画像の読取りがプラテン方式である場合（ステップＳ１でＮＯ）の処理（ステップＳ７）の詳細については省略する。
【００３０】
前記ステップＳ５で実行される調整動作について図１０を参照して説明する。まず、第１基準パターン３６の読取り光強度と前頁での読取り光強度とに差があるか否かを判定し、差があれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ミラー２５を所定量往復回動させ（ステップＳ１２）、ミラー２５を光強度が最も大きくなる角度に設定する（ステップＳ１３）。差がなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、調整動作を停止させる（ステップＳ１４）。
【００３１】
（他の実施例）
なお、本発明に係る、画像読取り装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更ができることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明は、画像読取り装置に有用であり、特に、簡単な構成で照明光の光量低下に対応できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３３】
１０…画像読取り装置
１１…プラテンガラス
２０…読取り光学系
２１…照明手段
２２…ＬＥＤ
２３…導光体
２５…ミラー
２８…結像レンズ
２９…撮像素子
３１，３２…スライダ
３６，３７…基準パターン
５１…フレーム
５２，５３，５４…支持突起
６１，６２，６３…アクチュエータ
Ａ…読取り位置
Ｙ…副走査方向
【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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