(57)【要約】      （修正有）【課題】クリーニングブレードの異常を振動測定の結果に基づいて判定する機構を低コストに運用することが可能なクリーニングブレード異常判定装置を提供する。【解決手段】クリーニングブレード５１側（クリーニング装置側）に振動センサを設けるのではなく、被クリーニング部材である感光体ドラム１１側（トナー像担持体側）に振動センサ５３を設ける。そして、異常判定部が、振動センサ５３により測定された感光体ドラム１１の振動の測定値を受信し、当該測定値をメモリに記憶された基準値と比較してクリーニングブレード５１の異常判定を行い、異常判定部によりクリーニングブレード５１に異常があると判定された場合に、報知部が、その旨を報知する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーニングブレードが圧接されたトナー像担持体側に設けられ、トナー像担持体の振動を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定されたトナー像担持体の振動値に基づいて、クリーニングブレードの異常を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とするクリーニングブレード異常判定装置。
【請求項２】
前記測定手段は、トナー像担持体である回転体、若しくは、トナー像担持体であるベルトを挟んでクリーニングブレードに対向して配置された回転体、又は、これら回転体の回転軸に対して設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のクリーニングブレード異常判定装置。
【請求項３】
前記測定手段は、前記トナー像担持体の振動を増幅する増幅機構を介して設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニングブレード異常判定装置。
【請求項４】
コンピュータに、
クリーニングブレードが圧接されたトナー像担持体側に設けられた測定手段により測定されたトナー像担持体の振動値に基づいて、クリーニングブレードの異常を判定する判定機能と、
前記判定機能による判定結果を報知する報知機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングブレード異常判定装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、これらの機能を併せもった複合機など、紙などの記録材にトナーによって画像を形成する画像形成機能を備えた装置である。
このような画像形成装置では、トナーにキャリアや帯電促進剤などを混合した現像剤が用いられる。例えば、画像形成装置に備えられる現像器では、容器に収容された現像剤からトナーを現像ロールに付着させ、現像ロールの回転によりトナーを感光体ドラム上へ運んで、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像する。感光体ドラム上のトナー像は、中間転写ベルトを経て記録材に転写される。
また、画像形成装置には、感光体ドラムや中間転写ベルトといったトナー像担持体から、トナー像の転写において残留したトナーをブラシロールやクリーニングブレードにより除去するクリーニング装置が設けられている。
【０００３】
ここで、このようなクリーニング装置に関し、以下のような発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、像担持体に圧接するクリーニングブレードを備えたクリーニング装置において、該クリーニングブレード又はその近傍に振動検知素子を配設する発明が開示されている。
例えば、特許文献２には、エラストマー製のブレードを回転体に当接させて、ブレード又はこの支持部材の振動を観測し、その振動のフーリエ変換で得られた周波数毎の多次元データを信号として、正常状態を基準とする指標値を算出することによって、回転体上の付着物又は傷の有無等のブレードの当接状態の異常を検出する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２６７９８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１０６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、クリーニングブレードの異常を振動測定の結果に基づいて判定する機構を低コストに運用することが可能な技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る本発明は、クリーニングブレードが圧接されたトナー像担持体側に設けられ、トナー像担持体の振動を測定する測定手段と、前記測定手段により測定されたトナー像担持体の振動値に基づいて、クリーニングブレードの異常を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とするクリーニングブレード異常判定装置である。
【０００７】
請求項２に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、前記測定手段は、トナー像担持体である回転体、若しくは、トナー像担持体であるベルトを挟んでクリーニングブレードに対向して配置された回転体、又は、これら回転体の回転軸に対して設けられる、ことを特徴とするクリーニングブレード異常判定装置である。
【０００８】
請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記測定手段は、前記トナー像担持体の振動を増幅する増幅機構を介して設けられる、ことを特徴とするクリーニングブレード異常判定装置である。
【０００９】
請求項４に係る本発明は、コンピュータに、クリーニングブレードが圧接されたトナー像担持体側に設けられた測定手段により測定されたトナー像担持体の振動値に基づいて、クリーニングブレードの異常を判定する判定機能と、前記判定機能による判定結果を報知する報知機能と、を実現させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１，４に係る本発明によれば、クリーニングブレードの交換に伴う測定手段の交換が発生せず、クリーニングブレードの異常を振動測定の結果に基づいて判定する機構を低コストに運用することができる。
【００１１】
請求項２に係る本発明によれば、クリーニングブレードとトナー像担持体との圧接による発生する振動を適切に測定することができる。
【００１２】
請求項３に係る本発明によれば、トナー像担持体の振動値に基づくクリーニングブレードの異常判定の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の装置構造の例を示す図である。
【図２】ドラムクリーナの一部を拡大した例を示す図である。
【図３】感光体ドラムの回転軸に対して振動センサを取り付ける構成の例を示す図である。
【図４】感光体ドラムそのものに対して振動センサを取り付ける構成の例を示す図である。
【図５】感光体ドラムの回転軸の支持部に対して振動センサを取り付ける構成の例を示す図である。
【図６】図５を感光体ドラムの軸方向に断面視した例を示す図である。
【図７】クリーニングブレード異常判定装置の機能ブロックの例を示す図である。
【図８】図５に示したセンサ配置における振動値の測定結果の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明に係るクリーニングブレード異常判定装置が設けられる画像形成装置について説明する。
画像形成装置は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、これらの機能を併せもった複合機など、紙などの記録材にトナーによって画像を形成する画像形成機能を備えた装置である。
【００１５】
図１には、画像形成装置の画像形成機能に係る装置構造を例示してある。
図示の画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式であり、代表的な機能部として、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部２１と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を用紙Ｐ（記録材の一例）に一括転写（二次転写）させる二次転写部２２と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器３４と、を備えている。
【００１６】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々は、図中の矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を有する。また、感光体ドラム１１の各々の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を書き込む露光器１３、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化したトナー像を形成する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分のトナー像を一次転写部２１にて中間転写ベルト１５に重畳転写する一次転写ロール１６、といった各種の電子写真用デバイスが順次配設されている。
これらの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されており、中間転写ベルト１５に対して接離可能に構成されている。
【００１７】
また、図示の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙収容部から用紙Ｐを取り出して二次転写部２２へと送り込む給紙動作を行う給紙機構部３１と、二次転写部２２を通過した用紙Ｐを定着器３４側へと搬送する搬送ベルト３２と、用紙Ｐを定着器３４の入口へとガイドする定着入口ガイド３３と、定着器３４から排紙された用紙Ｐをガイドする排紙ガイド３５と、排紙ガイド３５によりガイドされた用紙Ｐを装置外部に排出する排紙ロール３６と、を備えている。
【００１８】
すなわち、給紙機構部３１により用紙収容部から二次転写部２０へと給紙された用紙Ｐは、二次転写部２２にて中間転写ベルト１５上のトナー像が静電転写された後、中間転写ベルト１５から剥離された状態で搬送ベルト３２へと搬送される。そして、搬送ベルト３２により、定着器３４の動作速度に合わせて、定着入口ガイド３３を介して定着器３４まで搬送される。定着器３４に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器３４によって熱及び圧力を加える定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。その後、定着画像が形成された用紙Ｐは、排紙ガイド３５及び排紙ロール３６を介して、装置外部に設けられた排紙収容部（図示せず）へと搬送される。
【００１９】
ここで、感光体ドラム１１及び中間転写ベルト１５が、本発明におけるトナー像担持体に相当する。また、予め定められたパターンのトナー像を用いて画像形成に係る各種のパラメータ値を調整（又は構成）するプロセスコントロール制御（又はキャリブレーション処理）では、中間転写ベルト１５から記録材へのトナー像の転写は行われず、この場合には、二次転写部２２にて中間転写ベルト１５に対向して設けられる二次転写バイアスロール２３にもトナー像が付着し得るので、この二次転写バイアスロール２３もトナー像担持体として扱う。
【００２０】
これらのトナー像担持体には、その表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置が配設される。図示の例では、クリーニング装置として、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７が一次転写部２１の下流側に配設されており、中間転写ベルト１５上の残留トナーを除去するベルトクリーナ１８が二次転写部２２の下流側に配設されており、二次転写バイアスロール２３上のトナーを除去するロールクリーナ２４が二次転写部２２の下流側に配設されている。
以下では、ドラムクリーナ１７を例にしてクリーニング装置の説明を行う。なお、ドラムクリーナ１８及びロールクリーナ２４も、ベルトクリーナ１７と基本的に同様な構成及び機能を持つため、その説明は省略する。
【００２１】
ドラムクリーナ１７は、感光体ドラム１１に臨む開口が形成された箱型の筐体を有し、この筐体内に、感光体ドラム１１の表面に残留しているトナーを除去するブラシロールやクリーニングブレードといったトナー除去部材が、筐体の開口部で感光体ドラム１１に接するように設けてある。
【００２２】
図２には、ドラムクリーナ１７の一部を拡大した例を示してある。
図示のドラムクリーナ１７は、ブレードの先端（エッジ）を感光体ドラム１１の表面移動方向（図中の矢印方向）に対向させ、且つ、感光体ドラム１１に対して若干の傾斜（数度〜１０度程度）を持たせて配置した板状のクリーニングブレード５１を有する。このクリーニングブレード５１は、ウレタンゴムやポリウレタンゴム等を素材に用いた硬質の弾性部材であり、ブレード先端を感光体ドラム１１の表面に或る程度の圧力で押しつけた状態で保持されており、感光体ドラム１１の表面に残留しているトナーをブレード先端で掻き落とす。
【００２３】
このようなドラムクリーナ１７では、クリーニングブレード５１に欠け等が生じてトナー除去性能を十分に発揮できなくなると、ドラムクリーナ１７の通過後も感光体ドラム１１にトナーが残存してしまい、その結果、感光体ドラム１１のクリーニング不良となる。このクリーニング不良は、出力画像の欠陥や画質の劣化をもたらす原因となる。したがって、クリーニングブレード５１の欠け等の異常を速やかに検知してクリーニングブレード５１（又はクリーニングブレード５１を備えたドラムクリーナ１７）の交換を行う必要がある。
【００２４】
ここで、クリーニングブレード５１の振動を測定する振動センサをクリーニングブレード５１自体又はその支持部材に設け、クリーニングブレード５１と感光体ドラム１１との摺擦で発生した振動を振動センサで測定し、測定結果の振動値に基づいてクリーニングブレード５１の異常を検知する従来技術がある。この従来技術では、消耗品であるクリーニングブレード５１に高額な振動センサを設けるため、クリーニングブレード５１やドラムクリーナ１７の交換時に振動センサも交換されることになり、その結果、ランニングコストが高額になりかねない。
【００２５】
そこで、本例の画像形成装置では、クリーニングブレード５１側（クリーニング装置側）に振動センサを設けるのではなく、被クリーニング部材である感光体ドラム１１側（トナー像担持体側）に振動センサを設けることで、クリーニングブレード５１の交換に伴う振動センサの交換を防ぐようにした。
なお、感光体ドラム１１側（トナー像担持体側）への振動センサの取り付け方は、感光体ドラム１１の回転軸に対する取り付け、感光体ドラム１１の表面に対する取り付け、感光体ドラム１１の回転軸の支持部に対する取り付け等の種々の手法がある。
【００２６】
図３には、感光体ドラム１１の回転軸５２に対して振動センサ５３を取り付ける構成の例を示してある。
同図では、感光体ドラム１１の回転軸５２に対し、センサ支持具５５を介して振動センサ５３が取り付けられている。このセンサ支持具５５は、感光体ドラム１１に対するクリーニングブレード５１の圧接部と感光体ドラム１１の回転軸５２とを結ぶ軸（以下、Ｘ軸という）に直交する方向に延びる部材である。また、センサ支持具５５は、回転軸５２に当接する側の端部に回転自在のロール部材５４を設けてあり、他方の端部は画像形成装置のフレームに設けられた軸受５６に回転自在に保持されており、ロール部材５４が感光体ドラム１１の回転軸５２に圧接するようにバネ材５７で付勢されている。すなわち、センサ支持具５５は、軸受５６を基点にしてＸ軸方向に可動する。また、ロール部材５４の回転軸はＸ軸上にあり、感光体ドラム１１とクリーニングブレード５１の圧接部で発生した振動のＸ軸成分がロール部材５４に効率的に伝達するようにしてある。
振動センサ５３は、センサ支持具５５に伝達された振動の振幅が最大となる部位（例えば、ロール部材５４の回転軸付近）に配置される。また、振動センサ５３は、その感度軸をＸ軸に合わせて配置してあり、感光体ドラム１１とクリーニングブレード５１の圧接部で発生した振動のＸ軸成分を効率良く測定できるようにしてある。
【００２７】
図４には、感光体ドラム１１そのものに対して振動センサ５３を取り付ける構成の例を示してある。
同図では、感光体ドラム１１そのものに対し、センサ支持具５５を介して振動センサ５３が取り付けられている。このセンサ支持具５５は、感光体ドラム１１に対するクリーニングブレード５１の圧接部と感光体ドラム１１の回転軸５２とを結ぶＸ軸に直交する方向に延びる、可撓性を有する部材である。また、センサ支持具５５は、感光体ドラム１１に当接する側の端部に回転自在のロール部材５４を設けてあり、他方の端部は画像形成装置のフレームに設けられた軸受５６に回転自在に保持されており、ロール部材５４が感光体ドラム１１に圧接するようにバネ材５７で付勢されている。すなわち、センサ支持具５５は、軸受５６を基点にしてＸ軸方向に可動する。また、ロール部材５４の回転軸はＸ軸上にあり、感光体ドラム１１とクリーニングブレード５１の圧接部で発生した振動のＸ軸成分がロール部材５４に効率的に伝達するようにしてある。
振動センサ５３は、センサ支持具５５に伝達された振動の振幅が最大となる部位（例えば、ロール部材５４の回転軸付近）に配置される。また、振動センサ５３は、その感度軸をＸ軸に合わせて配置してあり、感光体ドラム１１とクリーニングブレード５１の圧接部で発生した振動のＸ軸成分を効率良く測定できるようにしてある。
【００２８】
図５には、感光体ドラム１１の回転軸５２の軸受に対して振動センサ５３を取り付ける構成の例を示してある。また、図６には、図５を感光体ドラム１１の軸方向に断面視した例を示してある。
同図では、感光体ドラム１１の回転軸５２近傍に、センサ支持具５５を介して振動センサ５３が取り付けられている。このセンサ支持具５５は、感光体ドラム１１に対するクリーニングブレード５１の圧接部と感光体ドラム１１の回転軸５２とを結ぶＸ軸に直交する方向に延びる部材、可撓性を有する部材である。また、センサ支持具５５は、一方の端部が画像形成装置のフレームにおける回転軸５２の軸受近傍に固定され、他方の端部は自由状態にしてある。すなわち、センサ支持具５５は、回転軸５２の軸受近傍を基点にしてＸ軸方向に振動する。
振動センサ５３は、センサ支持具５５のしなりが最大となる部位（自由端）に配置してあり、センサ支持具５５のしなりによる振動の増幅効果が最大限得られる部位で振動測定する。また、振動センサ５３は、その感度軸をＸ軸に合わせて配置してあり、感光体ドラム１１とクリーニングブレード５１の圧接部で発生した振動のＸ軸成分を効率良く測定できるようにしてある。
【００２９】
図７には、振動センサ５３によって測定された振動値に基づいてクリーニングブレード５１の異常を判定するクリーニングブレード異常判定装置の機能ブロックの例を示してある。
図示のクリーニングブレード異常判定装置は、異常判定部６１、メモリ６２、報知部６３を有する。
メモリ６２には、クリーニングブレード５１の異常判定に用いる基準値を記憶する。本例では、振動の振幅値の正常範囲を規定する上限振幅値を基準値として記憶するが、他の情報を記憶してもよく、異常判定の方式に応じた基準値を記憶させればよい。
異常判定部６１は、振動センサ５３により測定された感光体ドラム１１の振動の測定値を受信し、当該測定値をメモリ６２に記憶された基準値と比較してクリーニングブレード５１の異常判定を行う。本例では、振動センサ５３から受信した感光体ドラム１１の振動の振幅値がメモリ６２に記憶された上限振幅値を上回った場合に、クリーニングブレード５１に異常があると判定する。
報知部６３は、異常判定部６１によりクリーニングブレード５１に異常があると判定された場合に、その旨を報知する出力（メッセージ表示、警告灯の点灯、アラーム音の発報など）を行う。
【００３０】
ここで、これまでの説明では、感光体ドラム１１又はその回転軸５２の振動を測定する構成を例にして、ドラムクリーナ１７に設けられたクリーニングブレード５１の異常判定について説明したが、ドラムクリーナ１８やロールクリーナ２４に設けられたクリーニングブレード５１の異常判定についても同様に行うことができる。
【００３１】
なお、中間転写ベルト１５上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１８についてクリーニングブレード５１の異常判定を行うには、中間転写ベルト１５を挟んでドラムクリーナ１８に対向して配置された対向ロール１９又はその回転軸に対して振動センサ５３を設ければよい。
また、二次転写バイアスロール２３上の残留トナーを除去するロールクリーナ２４についてクリーニングブレード５１の異常判定を行うには、転写バイアスロール２３又はその回転軸に対して振動センサ５３を設ければよい。
【００３２】
図８には、図５に示したセンサ配置における振動値の測定結果の例を示してある。
本例では、ベルト転写システムを構成する金属製フレームにおける対向ロール１９の軸受け近傍中央部に、小野測器社製の振動センサ（ＮＰ−２１１０）を設けた冶具（センサ支持棒）を接着して、そのセンサ信号をキーエンス社のセンサアンプ（ＮＲ−ＣＡ０４）とデータロガー（ＮＲ−５００）で測定し、結果をＰＣに取り込んで解析した。
Ａ３用紙２００，０００枚のプリント試験を行なった結果、当初（１０枚目付近）は、非画像部にトナーの付着がない綺麗な画像を得ることができ、この時点では、図８（ａ）に示すような波形のセンサ信号が得られた。１６０，０００枚目付近では、図８（ｂ）に示すようにセンサ信号に周期的なスパイク上の変化が見られるようになったが、プリントは正常だった。２００，０００枚目付近では、図８（ｂ）に示すようにセンサ信号となり、明らかな異音が聞こえ、プリントの全面に筋状の汚れが見られるようになった。
このような振動波形の変化に鑑みれば、例えば、振動の大きさを測定することで、クリーニングブレード５１の異常を速やかに検知して、警告の発報や装置の自動停止を行うことが可能となる。また、振動の波形形状を監視することで、異常発生の初期状態を捉え、深刻な故障が発生する前に警告の発報などを行うことが可能となる。
【００３３】
ここで、本例の画像形成装置には、各種演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵの作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）や基本的な制御プログラムなどを記録したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置、各種のプログラムやデータを記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置、各種の情報を表示出力するための表示装置及び操作者により入力操作に用いられる操作ボタンやタッチパネル等の入力機器とのインタフェースである入出力Ｉ／Ｆ、他の装置との間で有線又は無線により通信を行うインタフェースである通信Ｉ／Ｆ、といったハードウェア資源を備えたコンピュータが設けられている。
【００３４】
そして、本発明に係るプログラムを補助記憶装置等から読み出してＲＡＭに展開し、これをＣＰＵにより実行させることで、本発明に係るクリーニングブレード異常判定装置の機能を画像形成装置のコンピュータ上に実現している。
すなわち、例えば、本発明に係る判定手段の機能を異常判定部６１により実現し、本発明に係る報知手段の機能を報知部６３により実現している。
【００３５】
ここで、本発明に係るプログラムは、例えば、当該プログラムを記憶したＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶媒体から読み込む形式や、通信網等を介して受信する形式などにより、画像形成装置のコンピュータに設定される。
なお、本例のようなソフトウェア構成により各機能部を実現する態様に限られず、各機能部を専用のハードウェアモジュールで実現するようにしてもよい。
【００３６】
また、本例では、画像形成装置自身がクリーニングブレード異常判定装置の機能を有しているが、画像形成装置と通信可能に接続された監視サーバ等の外部装置にクリーニングブレード異常判定装置の機能部を設け、外部装置が、画像形成装置からトナー像担持体の振動値を取得してクリーニングブレードの異常を判定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１１：感光体ドラム、  １５：中間転写ベルト、  １７：ドラムクリーナ、  １８：ドラムクリーナ、  ２３：二次転写バイアスロール、  ２４：ロールクリーナ、  ５１：クリーニングブレード、  ５２：回転軸、  ５３：振動センサ、  ５４：ロール部材、  ５５：センサ支持具、  ５６：軸受、  ６１：異常判定部、  ６２：メモリ、  ６３：報知部
【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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