(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真感光体と、該電子写真感光体に作用する少なくとも１つのプロセス手段を有するプロセスカートリッジを着脱可能であって、電子写真感光体に形成した像を記録媒体に転写するための転写手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱する際に可動する可動部材と、
前記可動部材に設けられ、プロセスカートリッジの装着状態を検出するための被検出部と、
前記被検出部を検出する単一の検出手段と、
を有し、
前記検出手段は、前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に前記可動部材が正規位置まで移動する間、前記被検出部の検出動作を行い、前記検知手段の状態が、最終的に検出状態であるか、或いは一旦検出状態になった後最終的に未検出状態であるか、或いは最初から未検出状態のままであるか、をもとに、プロセスカートリッジの装着状態、及びプロセスカートリッジの種類を判断するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記可動部材は、前記電子写真感光体を保護するためのシャッタ部材であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記被検出部の通過を検知可能なフォトセンサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記プロセス手段は、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つである請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプロセスカートリッジを画像形成装置に確実に装着したことを判別することが出来る画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の画像形成装置は、帯電器によって一様に帯電させた電子写真感光体に選択的な露光をして潜像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤（以下「トナー」という）で顕像化すると共に、該トナーによる像を記録媒体に転写して画像記録を行う。このような装置にあっては、各部材のメンテナンスは専門のサービスマンが行っていた。
【０００３】
そこで、前記電子写真感光体、帯電器、現像器、クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化することにより、使用者が前記カートリッジを装置本体に装填することによって、トナーの補給や寿命に達した電子写真感光体の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にしたものが実用化されている。
【０００４】
このようなプロセスカートリッジを用いる画像形成装置にあっては、プロセスカートリッジが装置本体内に装着されているか否かを判別するために、装置本体内にフォトセンサやマイクロスイッチ等を設け、カートリッジに設けた突起やカートリッジ枠体を検出することによってカートリッジ装着の有無を検出するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来はプロセスカートリッジが装置本体に装着されているか否かは検出出来るが、例えばドラムシャッタが正常に開放された状態で装着されているか否かまでは検出し得なかった。
【０００６】
ドラムシャッタは、電子写真感光体を保護するためのものでありカートリッジ使用前はカートリッジ枠体のドラム開口を閉じて電子写真感光体を保護し、プロセスカートリッジを装置本体に装着すると、これに連動してドラムシャッタが前記開口を開放し、電子写真感光体に形成したトナー像を記録媒体に転写可能にするものである。
【０００７】
上記ドラムシャッタはプロセスカートリッジを持ち運ぶ際に破損等すると開放不能となる場合があり、このカートリッジを装置本体に装着してもドラムシャッタが正規位置に開放しない。このとき、カートリッジ有無センサはカートリッジが装置本体に挿入されていれば検出信号を出力してしまい、ドラムシャッタが開いていない旨の警告は発しない。
【０００８】
従って、使用者が記録開始キーを操作すると画像形成不良、或いは紙詰まり等を生じてしまう。
【０００９】
本発明は従来の上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、カートリッジの装着有無のみならず、例えばドラムシャッタが正規位置まで開放してあるか否かを識別し、更にはカートリッジの種類を識別することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、電子写真感光体と、該電子写真感光体に作用する少なくとも１つのプロセス手段を有するプロセスカートリッジを着脱可能であって、電子写真感光体に形成した像を記録媒体に転写するための転写手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱する際に可動する可動部材と、前記可動部材に設けられ、プロセスカートリッジの装着状態を検出するための被検出部と、前記被検出部を検出する単一の検出手段と、を有し、前記検出手段は、前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に前記可動部材が正規位置まで移動する間、前記被検出部の検出動作を行い、前記検知手段の状態が、最終的に検出状態であるか、或いは一旦検出状態になった後最終的に未検出状態であるか、或いは最初から未検出状態のままであるか、をもとに、プロセスカートリッジの装着状態、及びプロセスカートリッジの種類を判断するよう構成したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
上記構成にあっては、カートリッジが装置本体に対して装着状態であっても、可動部材として例えば電子写真感光体を保護するシャッタ部材が正規の位置にないと、装置本体の検出手段がシャッタ部材に設けた被検出部を検出し得ない。従って、検出手段により、プロセスカートリッジが正常な状態で装着されていないことが検出される。
【００１２】
また、前記と同一の検出手段によってプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に可動部材が正規位置まで移動する間、被検出部の検出動作を行うことでカートリッジが正常な状態で装置本体に装着されているか否かのみならず、装着されたカートリッジの種類も検出することが可能となる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明に係る一実施例としての画像形成装置について、図面を参照して具体的に説明する。尚、ここでは、最初に第１乃至第３参考例としてプロセスカートリッジの装着状態と種類の検出とを個別に行う例を示し、次に本発明の実施例であるプロセスカートリッジの装着状態とカートリッジの種類とを単一の検出手段で検出する例について説明する。
【００１４】
〔第１参考例〕
まず第１参考例に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置について、図１乃至図４を参照して説明する。尚、図１及び図２は画像形成装置の構成説明図であり、図３はプロセスカートリッジの構成説明図、図４はプロセスカートリッジが正常に装着された状態説明図である。
【００１５】
ここでは説明の順序として、まずプロセスカートリッジ及びこれは装着した画像形成装置の全体構成を説明し、次にプロセスカートリッジが正常に装着されたか否かの検出構成について説明する。
【００１６】
｛全体構成｝
まず全体構成を図１乃至図３を参照して説明すると、この画像形成装置Ａは、図１及び図２に示すように、読取手段１からの画像情報に基づいて光像を照射して電子写真感光体に潜像を形成し、その潜像を現像手段によってトナー像にして記録媒体２に転写するものである。尚、以下説明する画像形成装置Ａは、電子写真画像形成方法を用いて画像形成を行う電子写真画像形成装置である。
【００１７】
前記読取手段１は、原稿ガラス１ａ上に画像面を下向きにして載置した原稿に対した光源１ｂから光照射し、その反射光を複数枚のミラー１ｃ及び合焦レンズ１ｄを介してプロセスカートリッジＢ内の電子写真感光体へ照射して潜像を形成し、その潜像を現像手段によってトナー像として可視像化する。
【００１８】
一方、前記像の形成と同期して、記録媒体２を給紙カセット３ａからピックアップローラ３ｂ、反転ローラ３ｃ、更には搬送ローラ対３ｄ及びレジストローラ対３ｅ等からなる搬送手段３で搬送し、且つプロセスカートリッジＢとしてカートリッジ化された画像形成部において、前記電子写真感光体に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって記録媒体２に転写し、その記録媒体２を搬送ベルト３ｆによって定着手段５へと搬送する。
【００１９】
この定着手段５はヒータを有する定着回転体５ａと前記回転体５ａに記録媒体２を押圧して搬送する駆動ローラ５ｂとからなり、記録媒体２が回転体５ａとローラ５ｂ間を通過する際に熱及び圧力を印加してトナー像を定着するものである。
【００２０】
そして定着手段５を通過した記録媒体２は排出ローラ対３ｇによって排出トレイ６へと排出される。
【００２１】
前記画像形成部を構成するプロセスカートリッジＢは、図３に示すように、感光層を有する電子写真感光体としての感光体ドラム７を回転し、その表面を帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電し、前記読取手段１からの光像を露光用開口を介して感光体ドラム７に露光して潜像を形成し、現像手段９によって現像するようにしている。この現像手段９は、トナー溜め９ａ内のトナーをトナー送り部材９ｂで送り出し、固定磁石９ｃを内蔵した現像ローラ９ｄを回転させると共に、現像ブレード９ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ９ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化する。
【００２２】
そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に転写した後は、クリーニングブレード１０ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート１０ｂによってすくい取り、廃トナー溜め１０ｃへ集めるクリーニング手段１０によって感光体ドラム７上に残留したトナーを除去するように構成している。
【００２３】
前記感光体ドラム７や現像ローラ９ｄ等は下枠体１１ａと上枠体１１ｂとを結合したカートリッジ枠体１１に支持されてカートリッジ化されている。
【００２４】
前記プロセスカートリッジＢは画像形成装置Ａに装着されるが、そのために前記画像形成装置Ａは、図１に示すように、下本体１２と上本体１３とで装置本体を構成してなり、上本体１３は回動支軸１４を中心にして回動可能であり、下本体１２に対して所謂鰐口状に開閉可能である。そして前記上本体１３にはプロセスカートリッジＢの装着手段が設けてある。この装着手段は、図１及び図２に示すように、プロセスカートリッジＢの短手方向両側を支持する装着ガイド１５が一定間隔を隔てて設けてあり、このガイド１５にカートリッジ枠体１１の一部を係止してプロセスカートリッジＢを挿入、引き出すことによってプロセスカートリッジＢを着脱するものである。
【００２５】
｛カートリッジの検出構成｝
次にプロセスカートリッジが正常に装着されたか否かの検出構成について説明する。
【００２６】
このプロセスカートリッジＢは、図３に示すように、カートリッジ枠体１１の下方に感光体ドラム７を露出させるためのドラム開口１６が設けてあり、上方には露光開口１７が設けてある。そして、可動部材として感光体ドラム７を保護するためのドラムシャッタ部材１８がドラム開口１６を開閉可能に取り付けてあり、露光開口１７を開閉可能な露光シャッタ部材１９が取り付けてある。
【００２７】
ここで、前記ドラムシャッタ部材１８は、図４に示すように、軸２０を中心にしてカートリッジ枠体１１に回動可能に取り付けてあり、該軸２０に取り付けた捩じりコイルバネ（図示せず）によって常時シャッタ部材１８が閉じる方向へ付勢されている。
【００２８】
そして装着ガイド１５にプロセスカートリッジＢを挿入した後、上本体１３を閉じると、下本体１２に設けたシャッタ開閉部材２１に、ドラムシャッタ部材１８に設けたシャッタレバー１８ａが当たり、シャッタ部材１８がバネの付勢力に抗して図４の矢印ａ方向に回転して開放状態となるり、上本体１３を開くとバネの付勢力によって閉じる。
【００２９】
前記シャッタ部材１８には、図４に示すように、被検出部としてのリブ１８ｂが設けてあり、装置本体にはシャッタ部材１８の開放状態を検出可能な検出手段としての透過型フォトセンサ２２が設けてある。
【００３０】
従って、プロセスカートリッジＢを装着し、上本体１３を閉じたときにシャッタ部材１８が正規位置まで開放すると、該シャッタ部材１８に設けたリブ１８ｂが検出センサ２２の光路に入り込む。これにより、センサ２２がオフしてプロセスカートリッジＢが正常に装着され、且つドラムシャッタ部材１８が正規位置に開いていることを検出する。
【００３１】
一方、プロセスカートリッジＢを装着ガイド１５に挿入し、上本体１３を閉じてもドラムシャッタ部材１８が正規位置に開いていないときは、リブ１８ｂがセンサ２２の位置にないためにセンサ２２がオンしたままになる。このため、プロセスカートリッジＢを装着して上本体１３を閉じたときに、センサ２２がオフしないときはシャッタ部材１８が正常に開いていないとして、表示部に装着異常表示を行い、使用者にプロセスカートリッジＢが正常にセットされていないことを警告する。
【００３２】
これにより、使用者はドラムシャッタ部材１８が正常に開いていない状態で記録開始キーを操作することがなくなり、無駄な画像形成を行ったり、紙詰まり等を生じさせることがない。
【００３３】
〔第２参考例〕
次にプロセスカートリッジが正常に装着されたか否かの検出構成の第２参考例について、図５を参照して説明する。
【００３４】
画像形成装置に装着するプロセスカートリッジは、種々の色トナー（例えば黒トナー、赤トナー、青トナー等）を収納したもの、或いは収納トナー量が異なるもの等、種々のものがある。そして、これらカートリッジの種類に応じて画像形成条件（例えば現像バイアス値、定着温度の値等）を変える必要がある。
【００３５】
そこで、図５（ａ）に示すように、装置本体にカートリッジ検出手段として、二個のフォトセンサ２３ａ，２３ｂを設け、プロセスカートリッジＢのドラムシャッタ部材１８に設ける被検出部としてのリブ１８ｂの形状を、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すようにカートリッジＢの種類によって異ならせる。
【００３６】
これにより、プロセスカートリッジＢが装着されてドラムシャッタ部材１８が正常に開いた状態で、図５（ｂ）に示すように上センサ２３ａがオフし、下センサ２３ｂがオンした場合、図５（ｃ）に示すように上センサ２３ａがオンし、下センサ２３ｂがオフした場合、図５（ｄ）に示すように上下センサ２３ａ，２３ｂの双方がオフした場合の３種類のカートリッジＢを識別することが出来る。
【００３７】
そして、本参考例では前記検出したカートリッジの種類に応じて現像バイアス値や定着温度等の画像形成条件を変えるように構成している。
【００３８】
尚、この参考例では３種類のカートリッジを検出する例を示しているが、前記センサの数を増加すると共に、リブの形状をセンサ数に応じて多様にすれば、より多くのカートリッジ種類を検出することが可能となる。
【００３９】
上記のようにセンサを複数設けると共に、該センサによって検出されるリブの形状をプロセスカートリッジの種類に応じて異ならせることにより、プロセスカートリッジが装置本体に対して装着されてドラムシャッタ部材が正規位置に開放しているか否かを検出するセンサによって、プロセスカートリッジの種類まで検出することが出来る。
【００４０】
このため、カートリッジの装着状態検出とカートリッジ種類の検出のセンサを兼用することにより、センサ数を減少させてカートリッジ識別を効率よく行うことが可能となり、またセンサ設置スペースを小さくして省スペース化が可能となる。
【００４１】
〔第３参考例〕
前述した第１参考例及び第２参考例では、プロセスカートリッジの検出手段として透過型のフォトセンサを用い、被検出部としてドラムシャッタ部材にリブを設けた例を示したが、反射率の相違によって検出するように構成することも可能である。
【００４２】
例えば、図６に示すように、上本体１３に設ける検出手段として反射型のフォトセンサ２４を設け、このセンサ２４が検出する被検出部をプロセスカートリッジＢを装置本体に装着し、且つドラムシャッタ部材１８が正規位置に開放したときに前記センサ２４と対向するドラムシャッタ部材面に他の面と光の反射率が異なるラベル２５を貼着する。
【００４３】
これにより、プロセスカートリッジＢが装着されてドラムシャッタ部材１８が正規位置まで開くと、センサ２４から発光した光がラベル２５で反射してセンサ２４に受光されてオンするようになり、プロセスカートリッジＢが正常な状態で装着されていることを検出することが出来る。
【００４４】
尚、この参考例では被検出部として反射率の異なるラベル２５を用いた例を示したが、ラベルの代わりにドラムシャッタ部材１８の所定位置に反射率の異なるペイントを行うことによって被検出部を設けるようにしても同様の効果を得ることが出来る。
【００４５】
〔第１実施例〕
次に本発明の実施例について説明する。前述した第２参考例では複数の透過型フォトセンサを用いることにより、プロセスカートリッジの種類を検出可能にした例を示したが、本実施例は１個の透過型フォトセンサによってプロセスカートリッジの種類及び装着状態を検出するものである。
【００４６】
例えば、プロセスカートリッジの種類によってドラムシャッタ部材１８に設ける被検出部としてのリブ１８ｂの形状を異ならせ、ある種類のリブ形状は、図７（ａ）に示すように、プロセスカートリッジＢを上本体１３に装着して該上本体１３を閉じ、ドラムシャッタ部材１８が正規位置まで開いたときに、リブ１８ｂがフォトセンサ２２の位置、即ちフォトセンサ２２の光を切った位置にあるようにする。
【００４７】
一方、他の種類のプロセスカートリッジＢのリブ形状は、図７（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジＢを上本体１３に装着して該上本体１３を閉じ、ドラムシャッタ部材１８が正規位置まで開いたときに、リブ１８ｂがフォトセンサ２２の光を一度切った後、正規位置ではセンサ２２の光を切らない位置にあるようにする。
【００４８】
尚、プロセスカートリッジＢが装着されていない状態ではセンサ２２が反応しない。
【００４９】
これにより、フォトセンサ２２が最終的にオフ状態にあるか、或いは一旦オフ状態になった後最終的にオン状態にあるか、更には最初からオン状態のままであるかを検出することにより、プロセスカートリッジＢの装着状態のみならず、カートリッジの種類まで検出することが可能となる。
【００５０】
そして、この実施例にあっても前記検出したカートリッジ種類に応じて現像バイアス値や定着温度等の画像形成条件を変えるように構成している。
【００５１】
この実施例の構成にあっては、反射型センサよりも安価な透過型センサ１個によって、プロセスカートリッジＢの装着状態及びカートリッジの種類を検出することが可能となる。
【００５２】
特に、本実施例のように装置本体が下本体１２と上本体１３からなり、上本体１３が開いている状態にあっても、警告表示部である表示パネル等が通電状態にある画像形成装置にあっては、プロセスカートリッジＢが装置本体に装着されてからドラムシャッタ部材１８が正規の位置に開放してセッティングされるまでにセンサ２２は常時検出可能であるために効果的である。
【００５３】
〔他の実施例〕
前述したプロセスカートリッジＢは前述のように単色の画像を形成する場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像或いはフルカラー等）を形成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。
【００５４】
また現像方法としても、公知の２成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
【００５５】
また電子写真感光体としては、前記感光体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。まず感光体としては光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったものである。
【００５６】
また帯電手段の構成も、前述した第１参考例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
【００５７】
尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【００５８】
また感光体ドラムに残存するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【００５９】
また前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体等と、少なくともプロセス手段の１つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施例のもの以外にも、例えば電子写真感光体と帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とを一体化的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体とクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更には電子写真感光体と、前記プロセス手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。
【００６０】
即ち、前述したプロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをいう。
【００６１】
更に前述した実施例では画像形成装置として電子写真複写機を例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えばレーザービームプリンタ、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも当然可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は前述したように、プロセスカートリッジの可動部材にプロセスカートリッジの装着状態を検出するための被検出部を設け、この被検出部を装置本体に設けた検出手段で検出するようにしたために、プロセスカートリッジが装置本体に対して装着状態であっても、可動部材として例えば電子写真感光体を保護するシャッタ部材が正規の位置にないと、これを検出することが出来る。
【００６３】
よって、プロセスカートリッジが正常に装着されていることを確認することにより、画像形成の無駄や紙詰まりの発生等を未然に防止することが可能となる。
【００６４】
また、前記と同一の検出手段によってプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に可動部材が正規位置まで移動する間、被検出部の検出動作を行うことでカートリッジが正常な状態で装置本体に装着されているか否かのみならず、装着されたカートリッジの種類も検出することが可能となる。
【００６５】
よって、カートリッジの装着状態や種類等を検出するための検出手段の構成を簡単にすることが出来ると共に、検出手段の設置スペースを小さくし、且つ束線も少なくし、更には組立性も良くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に第１参考例に係る画像形成装置の上本体が開いた状態の説明図である。
【図２】上本体が閉じた状態の画像形成装置の構成説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの構成説明図である。
【図４】プロセスカートリッジが正常な状態で装置本体に装着された状態説明図である。
【図５】カートリッジ種類を検出可能な構成説明図である。
【図６】検出手段として反射型フォトセンサを用いた参考例の説明図である。
【図７】１個の透過型フォトセンサにより、カートリッジ種類を検出可能とした実施例の説明図である。
【符号の説明】
１…光学系、２…記録媒体、３…搬送手段、４…転写ローラ、５…定着手段、６…排出部、７…感光体ドラム、８…帯電ローラ、９…現像手段、１０…クリーニング手段、１１…カートリッジ枠体、１２，１３…本体、１４…軸、１５…装着ガイド、１６…ドラム開口、１７…露光開口、１８…ドラムシャッタ部材、１８ａ…シャッタレバー、１８ｂ…リブ、１９…露光シャッタ部材、２０…軸、２１…シャッタ開閉部材、２２…センサ、２３ａ，２３ｂ…センサ、２４…反射センサ、２５…ラベル
【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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