(57)【要約】【課題】簡便な方法を用いて各記録素子上のコゲの堆積の除去を実行することで、記録ヘッド素子のエージング時間の短縮化（最適化）を図り、画像劣化を抑制し、かつ、エージング回復に必要なインクの消費量を少なくすることを可能にする。【解決手段】記録ヘッドによるインクの累積吐出回数を計数し（Ｓ３，Ｓ４）、記録ヘッドの温度を検知する（Ｓ１０，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１９）。計数された累積吐出回数が所定の閾値を超えたとき、発熱素子に所定周波数の駆動パルスを印加してインク吐出動作を実行するエージング回復処理を行う（Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０）。ここでエージング回復処理は、検知された記録ヘッドの温度に応じて、エージング回復処理における、発熱素子に印加する駆動パルスの周波数及びインク吐出発数を設定する。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子で発生した熱エネルギーを利用してインクを吐出可能な記録ヘッドと該記録ヘッドと対向する記録媒体とを相対移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出することで前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドによるインクの累積吐出回数を計数する計数手段と、
前記記録ヘッドの温度を検知する検知手段と、
前記計数手段により計数された累積吐出回数が所定の閾値を超えたときに、前記発熱素子に所定周波数の駆動パルスを印加してインク吐出動作を実行するエージング回復処理を行うエージング回復処理手段と、
前記検知手段により検知された前記記録ヘッドの温度に応じて、前記エージング回復処理における、前記発熱素子に印加する駆動パルスの周波数及びインク吐出発数を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドはインクの各色に対応する複数の記録ヘッドを有し、
前記計数手段、前記エージング回復処理手段、前記検知手段、及び前記制御手段における各処理は、前記複数の記録ヘッドの各々に対して実行されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記エージング回復処理は、受信した印刷ジョブの印刷を行う印刷モードとは別のエージング回復処理モードにおいて実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記エージング回復処理は、受信した印刷ジョブに係る印刷を行う印刷モードにおいて、印刷動作と同時に実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
発熱素子で発生した熱エネルギーを利用してインクを吐出可能な記録ヘッドと該記録ヘッドと対向する記録媒体とを相対移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出することで前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記記録ヘッドによるインクの累積吐出回数を計数する計数工程と、
前記記録ヘッドの温度を検知する検知工程と、
前記計数工程で計数された累積吐出回数が所定の閾値を超えたときに、前記発熱素子に所定周波数の駆動パルスを印加してインク吐出動作を実行するエージング回復処理を行うエージング回復処理工程と、
を有し、
前記エージング回復処理工程は、前記検知工程で検知された前記記録ヘッドの温度に応じて、前記エージング回復処理における、前記発熱素子に印加する駆動パルスの周波数及びインク吐出発数を設定する
ことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドから被記録材に対しインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等において用いられる記録装置は、文字、画像などの記録情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の被記録材上に上記記録情報に応じてドットを形成して記録を行うものである。このような記録装置は、その記録方式として、インクジェット方式、ワイヤドット方式、熱転写方式、レーザービームなどを用いた電子写真方式などが知られている。これらの方式のうち、インクジェット方式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出ノズルからインク（記録液）滴を吐出し、これを被記録材に付着させてドットを形成する。インクジェット記録装置は、用いる被記録材の種類がそれほど限定されず、また、記録動作が比較的高速であり、しかもその動作に伴う騒音も少ないなど種々の利点を有し、広く用いられている。
【０００３】
インクジェット記録装置では、インク滴を吐出するノズルの集積密度を上げながら、１ドットあたりのインク吐出量を小さくすることで、更なる高解像度画像の記録を実現する。また、より銀塩写真に迫る画質を実現するために、基本となる４色インク（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の他に、これらの染料濃度を低くした淡インクを同時に記録する等の多彩な技術が展開されている。更には、この高画質化が進むにつれて懸念される記録スピードの低下も、記録素子の多数化や駆動周波数の向上、更には、記録ヘッドの往復の走査時に記録を行う両方向記録のような記録技術により良好な結果が得られている。
【０００４】
上記のような発展を遂げている一方で、インクジェット記録技術においては、印字の明瞭さや耐水性・耐光性等が求められ、それを達成する１つの方法として、インクの着色剤として染料ではなく顔料を使用することが提案されている。顔料を用いたインクでは、顔料はインク溶媒中に分散された状態で存在している。このため、熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる記録素子を用いたインクジェット記録装置の場合、記録素子表面に堆積するコゲの量が染料を使用した場合よりも多い。そのため、コゲの堆積量のばらつきに起因して印字物に濃度ムラが生じたり、インク滴の吐出スピードが異なるために着弾精度が低下し、画像の輪郭がぼやけたり、さらにひどい場合には二重になるなど、様々な画像劣化を引き起こしていた。
【０００５】
顔料を使用したインクに限らず、こうしたコゲの問題に対し、特開平０７−０８１０８１号公報（特許文献１）においては、各記録素子ごとに堆積しているコゲの量を算出し、インクは吐出するが被記録材の上には吐出しない予備吐という動作を行う。そのとき、算出されたコゲの堆積量に応じてヒートパルスを決定し、記録素子間のコゲの堆積量の差がゼロもしくは所定の値以下になったときに予備吐を中断する。コゲの堆積量のばらつきを抑えることを目的としており、染料を使用したインクを用いた場合には効果がある。しかし、顔料を使用したインクではコゲそのものを除去する、もしくは堆積させない技術が求められていた。
【０００６】
特開平０９−０１１４６４号公報（特許文献２）では、記録ヘッドの中に形成されているインク路のうち、発熱部である記録素子の上方の高さを他の部分よりも高くする。これにより、発泡体積を大きくし、発泡が消滅するときのキャビテーションの強度を大きくすることで、記録素子表面に堆積したコゲを除去する。
【０００７】
また、特開平０９−３１４８６０号公報（特許文献３）も、気泡を形成し、気泡が吐出口を介して外気と連通させると共にインクを吐出口から吐出させるインクジェット記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置を開示する。ここでは、記録素子表面のコゲを除去するときは気泡が吐出口を介して外気と連通しない駆動条件を使用し、キャビテーションの力を利用してコゲを除去する構成が開示されている。
【０００８】
さらに、特開２００５−１３１９０７号公報（特許文献４）でも、上記技術と同様に、エージングによるキャビテーションの力を利用してコゲを除去している。ここでは、そのエージングに掛ける時間を印字の頻度（累積）度合いによって記録ヘッドの長手方向で変化させており、エージングに掛ける時間を必要最小限にして記録ヘッドに与えるダメージを軽減している。
【０００９】
このように、気泡の消泡時のキャビテーションの力を利用して記録素子表面のコゲを除去する技術はよく知られている。
【００１０】
コゲ除去の技術として、特開平０８−０３９８２５号公報（特許文献５）では、記録素子それぞれについてインクの累積吐出回数を記憶し、累積吐出回数に応じて記録素子ごとに最適なエージング回復処理を行う構成が開示されている。また、上記した特許文献４でも、長手方向で最適なエージング回復処理を行っている。これらの方法によって、コゲ除去処理、すなわちエージング回復処理を、より効果的に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０７−０８１０８１号公報
【特許文献２】特開平０９−０１１４６４号公報
【特許文献３】特開平０９−３１４８６０号公報
【特許文献４】特開２００５−１３１９０７号公報
【特許文献５】特開平０８−０３９８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来手法では、記録素子ごとにインクの累積吐出回数する制御を行い、その記憶した結果に基づいてエージング回復処理を行なっているが、インクの累積吐出回数によっては、エージング回復処理に要する時間が長くなってしまうという懸念が生じている。
【００１３】
そこで、本発明は、簡便な方法を用いて各記録素子上のコゲの堆積の除去を実行することで、記録ヘッド素子のエージング時間の短縮化（最適化）を図る。そしてこれにより、画像劣化を抑制するとともに、エージング回復に必要なインクの消費量を少なくすることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一側面によれば、発熱素子で発生した熱エネルギーを利用してインクを吐出可能な記録ヘッドと該記録ヘッドと対向する記録媒体とを相対移動させながら前記記録ヘッドからインクを吐出することで前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドによるインクの累積吐出回数を計数する計数手段と、前記記録ヘッドの温度を検知する検知手段と、前記計数手段により計数された累積吐出回数が所定の閾値を超えたときに、前記発熱素子に所定周波数の駆動パルスを印加してインク吐出動作を実行するエージング回復処理を行うエージング回復処理手段と、前記検知手段により検知された前記記録ヘッドの温度に応じて、前記エージング回復処理における、前記発熱素子に印加する駆動パルスの周波数及びインク吐出発数を制御する制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡便な方法を用いて各記録素子上のコゲの堆積を除去することができ、これにより、コゲの除去に掛かる時間が短縮され、結果として良好なインクジェット記録を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図。
【図２】実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図。
【図３】実施形態における記録ヘッドの構成を示す図。
【図４】初期状態における記録ヘッドの発熱素子表面のようすを表す図。
【図５】コゲが付着した記録ヘッドの発熱素子表面のようすを表す図。
【図６】実施形態におけるエージング回復処理に係る記録ヘッド周りの構成を示す図。
【図７】セル温度毎のエージング効果確認結果を示す図。
【図８】セル温度毎のエージング条件を記述したテーブルの一例を示す図。
【図９】実施形態１におけるエージング回復処理を示すフローチャート。
【図１０】（ａ）は、実施形態２における通常印刷時（エージング回復処理前）の印字結果、（ｂ）は、エージング回復処理後の印字結果のイメージを表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００１８】
なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。さらに人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かも問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００１９】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００２０】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２１】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。本実施形態において、インクジェット記録装置の本体１０には、発熱素子で発生した熱エネルギーを利用してインクを吐出可能な記録ヘッド１が搭載されている。
【００２２】
図３に記録ヘッド１の構成を示す。図示の如く、記録ヘッド１は、インクの各色に対応する複数の記録ヘッドを有する。具体的には、記録ヘッド１は、通紙方向Ｆに対して上流側から、ブラックインク（Bk）を吐出する記録ヘッド１１、シアンインク（C）を吐出する記録ヘッド１２、マゼンタインク（M）を吐出する記録ヘッド１３、イエローインク（Y）を吐出する記録ヘッド１４を配列した構成を有する。この４本の記録ヘッドはいずれも接しており、記録ヘッドと記録ヘッドとの間のギャップは無い構成となっている。記録ヘッド１１，１２，１３，１４はそれぞれ、発熱素子（ヒータ）１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを有する。各記録ヘッドにおいて、発熱素子は例えば１２００ｄｐｉの間隔で配置されている。また、各発熱素子１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａに対して、発熱をアシストするためのサブヒータがそれぞれ設けられてもよい。更に、発熱素子１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａに近接した位置にそれぞれ、温度センサ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂが設けられている。温度センサは例えばダイオードセンサである。
【００２３】
図１に戻り、回復桶部材５は、待機中の記録ヘッドの暴露を防止するために記録ヘッド１を密接にカバーする。４本の記録ヘッドにインクを供給しているのが、各色のインクタンクである。ブラック記録ヘッド１１にはブラックインクタンク４１、シアン記録ヘッド１２にはシアンインクタンク４２、マゼンタ記録ヘッド１３にはマゼンタインクタンク４３、イエロー記録ヘッド１４にはイエローインクタンク44から、それぞれの供給路を通じて（図示省略）インクが供給される構成になっている。
【００２４】
また、記録動作において、記録媒体である記録紙Ｐは、不図示の一対の搬送ローラに張設された無端の搬送ベルト２によって、通紙方向Ｆに搬送される。これにより、記録ヘッド１とこの記録ヘッド１と対向する記録紙Ｐとが相対移動しながら記録ヘッド１からインクを吐出することで記録紙Ｐに画像が記録されていく。記録紙Ｐが通紙方向Ｆに搬送されていきながら、インク液はブラックインク（Bk）、シアンインク（C）、マゼンタインク（M）、イエローインク（Y）の順序で吐出される。印字データを受信した後、そのデータに合わせた形でインクを吐出しつつ搬送ベルト２によって記録紙Ｐは排紙側へと流れていき、排紙口Ｅに設けられた排紙ガイド３により、正常に排紙され且つ綺麗に折りたたまれる構成となっている。
【００２５】
図２は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【００２６】
制御装置４００内のＣＰＵ４０１は、ホストコンピュータ４０２からホストインタフェース４０３を介して記録データを受信する。記録データは、イメージメモリ４０４に一時的に展開、記憶される。予め決められたサイズの記録画像の展開が完了すると、ＣＰＵ４０１は入出力ポート４０６を介して搬送部４０７、給送部４０８、印刷部４０９の各々が持つ駆動モータ等の不図示のアクチュエータを駆動し、記録動作をスタートさせる。ＣＰＵ４０１は、イメージメモリ４０４の読み出しを開始し、ヘッド駆動回路４１２を介して各記録ヘッド１１，１２，１３，１４に順次記録データを転送し、記録媒体にカラー記録を行う。これらの一連の動作は、プログラムＲＯＭ４１４に記憶された制御プログラムに基づきＣＰＵ４０１が実行する。ＣＰＵ４０１は、その実行の際に必要とする作業用メモリとしてワークＲＡＭ４０５を利用する。制御装置４００には、この他に種々の指令やデータなどの入力を行うオペレーションパネル４１５、ＥＥＰＲＯＭ４１６、給送部及び搬送部にて記録媒体の搬送状態を検出するセンサ類４１７が接続されている。ここで、印刷の際に、吐出されたドットの数が色毎に計数され、それぞれの累積値（累積吐出回数）がＥＥＰＲＯＭ４１６に書き込まれる。なお、このようなＥＥＰＲＯＭは、各記録ヘッド内に設けられる構成であってもよい。
【００２７】
さて、初期状態における記録ヘッドの発熱素子表面は、図４に示されるようにクリーンな状態であったところ、インク吐出を重ねるうち徐々に、図５に示されるように、記録ヘッド内の発熱素子にインクの焦げ付き（以下、「コゲ」という。）が付着してしまう。その結果、インク吐出の際に不具合が生じてしまい、濃度薄やヨレといった不良画像が印字される。このような不良を抑制するために、本実施形態では、インク吐出の際のドット数を計数し、その累積値が所定の閾値を超えたときに、コゲを除去すべく、発熱素子に所定周波数の駆動パルスを印加してインク吐出動作を実行するエージング回復処理（以下では、単に「エージング」ともいう。）を実行する。以下、最適なエージング回復処理を確立するための実施条件についての検討結果を示す。
【００２８】
本発明のエージング回復処理を決定するにあたり、温度センサ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂで各記録ヘッドの温度を検知し、その検知温度から各セル温度を算出してコゲの除去を行う。ここでは、発熱素子に印加する駆動パルスにはダブルパルスを採用し、吐出係数を1.5にして通常よりも強いエネルギーでエージング回復処理を行った。図６に示すように、記録ヘッド１は回復桶部材５によって密閉されている状態でエージング回復処理を行う。そのため、エージング回復処理によって、回復桶部材５内にインクが溜まりあふれないようにするため、回復桶部材５の下位置から吸引し、回復桶部材５内に溜まっているインク７を廃液タンク部材６に送っている。
【００２９】
図７に、セル温度毎のエージング効果確認結果を示す。
【００３０】
図７（ａ）は、セル温度が３０℃の際に、インク吐出発数を１００００発、２００００発、・・・、１２００００発までそれぞれ振り、駆動パルスの周波数を５００Hz、１０００Hz、・・・、４０００Hzまで変化させた結果を示している。この結果、エージング効果と経済性を最も高く両立する条件、すなわち、最もコゲの堆積を除去でき、かつ、エージングに使用するインク消費量が少なくヘッドに与える温度も抑える（耐久性を守る）ことができる最適条件は、６００００発を３０００Hzで行うという条件であった。
【００３１】
図７（ｂ）は、セル温度が４０℃の場合の結果を示している。この結果、エージング効果と経済性を最も高く両立する最適条件は、３００００発を４０００Hzで行うという条件であった。
【００３２】
図７（ｃ）は、セル温度が５０℃の場合の結果を示している。この結果、エージング効果と経済性を最も高く両立する最適条件は、２００００発を３０００Hzで行うという条件であった。
【００３３】
図７（ｄ）は、セル温度が６０℃の場合の結果を示している。この結果、エージング効果と経済性を最も高く両立する最適条件は、１００００発を４０００Hzで行うという条件であった。
【００３４】
この結果から、図８に示すような、セル温度毎のエージング条件を記述したテーブルが作成される。このようなテーブルのデータを、例えばプログラムＲＯＭ４１４に記憶しておく。
【００３５】
図９は、本実施形態におけるエージング回復処理を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、インクジェット記録装置の電源をONさせる（Ｓ１）。印刷ジョブを受信した時点で（Ｓ２）、各記録ヘッドのエージング用のドットカウントを計数する（Ｓ３）。次に、そのエージング用ドットカウントの累積値（累積吐出回数）が例えば１００万発以下であるか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、ドットカウント累積値が１００万発以下である場合は、そのまま印刷を開始する（Ｓ２１）。
【００３７】
しかし、ドットカウント累積値が１００万発を超えた場合は、エージング回復処理モード（予備吐出モード）に移行する（Ｓ５）。次に、ドットカウント累積値が１００万発を超えた色を選定し（Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９）、エージング回復処理を行う記録ヘッドを決定する。次に、処理対象の記録ヘッドのセル温度を検知し、図８のテーブルを参照して、検知した温度に対応する条件を選択し設定して、エージング回復処理を実行する。具体的には、Ｓ１０において検知した温度が３０℃未満であった場合は、対象の記録ヘッドのサブヒータをＯＮして検知温度が３０℃以上になるまで上昇させる（Ｓ１１）。その後、図８のテーブルを参照して、対応する条件（駆動パルス３０００Hz、インク吐出発数６００００発）でエージング回復処理を行う（Ｓ１２）。検知した温度が３０℃以上４０℃未満であった場合も（Ｓ１３ＹＥＳ）、駆動パルス３０００Hz、インク吐出発数６００００発でエージング回復処理を行う（Ｓ１４）。検知した温度が４０℃以上５０℃未満であった場合は（Ｓ１５ＹＥＳ）、駆動パルス４０００Hz、インク吐出発数３００００発でエージング回復処理を行う（Ｓ１５）。検知した温度が５０℃以上６０℃未満であった場合は（Ｓ１７ＹＥＳ）、駆動パルス３０００Hz、インク吐出発数２００００発でエージング回復処理を行う（Ｓ１８）。検知した温度が６０℃以上であった場合は（Ｓ１９ＹＥＳ）、駆動パルス４０００Hz、インク吐出発数１００００発でエージング回復処理を行う（Ｓ２０）。
【００３８】
エージング回復処理はセル単位で行い、エージング回復処理が完了ししだい、印刷動作に移行する（Ｓ２１）。このとき、エージングドットカウントはリセットされる。
【００３９】
＜実施形態２＞
エージング回復処理を予備吐出モードで行うのではなく、受信した印刷ジョブに係る印刷を行う通常の印刷モードにおいて、印刷動作と同時にエージング回復処理を実行する構成としてもよい。
【００４０】
例えば、印刷ジョブを受信した時点で、各記録ヘッドのエージング用のドットカウントを計数し、そのエージング用ドットカウントの累積値が例えば１００万発以下であるか否かを判断し、１００万発以下の場合は印刷を開始する。しかし、ドットカウント累積値が１００万発を超えた場合はエージング回復処理モード（印刷エージングモード）に移行する。次に、ドットカウント累積値が１００万発を超えた色を選定し、エージング回復処理を行う記録ヘッドを決定する。次に、処理対象の記録ヘッドのセル温度を検知し、図８のテーブルを参照して、検知した温度に対応するエージング回復処理の条件を選択し、設定する。そして本実施形態では、印刷動作における印刷データに基づき、そのデータ部分を印字する時に、エージング回復処理が上記設定された条件で実行される。画像データに従い印字する部分のみでエージング回復処理が実施されるため、通常の印刷物（図１０（ａ））よりも濃い（太い）画像が形成されることになる（図１０（ｂ））。
【００４１】
以上説明した実施形態によれば、簡便な方法でコゲの堆積の除去を行うことができる。これにより、記録ヘッド素子のエージング時間の短縮化（最適化）が図られる。また、画像劣化が抑制され、かつ、エージング回復に必要なインクの消費量を少なくすることもできる。
【００４２】
累計の吐出数が選択されたエージング条件のインク吐出発数を超えた時点でエージング処理を停止する。エージング回復処理が終了した時点で、エージングドットカウントはリセットされる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態によって限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。
【００４４】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或は装置に供給し、そのシステム或は装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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【図５】
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