(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手差し給紙トレイを有する画像形成装置において、
前記手差し給紙トレイは、
用紙を収納するトレイと、
前記トレイにおける搬送方向先端の両端部に設けられ、第１の回転支持点を中心として少なくとも１部の外周領域にギヤが形成された一対の支点部材と、
前記第１の回転支持点に沿って設けられ、前記支点部材からそれぞれ両端へ向かって突出した一対の突起を有する支持軸と、
本体側に固定されており、前記支点部材のギヤと噛み合うラックと、前記突起が挿入される一方向に長い長穴とを有する一対のラックガイドと、
前記長穴に挿入され両端へそれぞれ突出した前記突起と遊びを持って係合した状態で、第２の回転支持点を中心に回転する一対のレバーギヤと、
前記レバーギヤを回転駆動する駆動源とを備え、
外部入力を与えられると、前記駆動源が前記レバーギヤを前記第２の回転支持点を中心に回転駆動し、前記レバーギヤが前記第２の回転支持点を中心として、係合した前記突起を駆動させ、前記突起が本体側に固定された前記ラックガイドの前記長穴を摺動しながら移動することで、前記支点部材が前記第１の回転支持点を中心に回転しつつ前記第１の回転支持点の位置が移動し、これにより、前記手差し給紙トレイの前記第１の回転支持点の位置及び角度が変化することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
手差しにて給紙される用紙が載置される手差し給紙トレイを有する画像形成装置において、
前記手差し給紙トレイは、
用紙を収納するトレイと、
前記トレイにおける搬送方向先端の両端部に設けられ、第１の回転支持点を中心として少なくとも１部の外周領域にギヤが形成された一対の支点部材と、
前記第１の回転支持点に沿って設けられ、前記支点部材からそれぞれ両端へ向かって突出した一対の突起を有する支持軸と、
本体側に固定されており、前記支点部材のギヤと噛み合うラックと、前記突起が挿入される一方向に長い長穴とを有する一対のラックガイドと、
前記長穴に挿入され両端へそれぞれ突出した前記突起と遊びを持って係合した状態で、第２の回転支持点を中心に回転する一対のレバーギヤと、
前記レバーギヤを回転駆動する駆動源とを備え、
前記手差し給紙トレイに載置された用紙の種別を示す外部入力を与えられると、前記駆動源が前記レバーギヤを前記第２の回転支持点を中心に回転駆動し、前記レバーギヤが前記第２の回転支持点を中心として、係合した前記突起を駆動させ、前記突起が本体側に固定された前記ラックガイドの前記長穴を摺動しながら移動することで、前記支点部材が前記第１の回転支持点を中心に回転しつつ前記第１の回転支持点の位置が移動し、これにより、前記手差し給紙トレイの前記第１の回転支持点の位置及び角度が変化し、
前記手差し給紙トレイに載置された用紙の種別に応じた前記外部入力によって、前記手差し給紙トレイの装置本体に対する取り付け位置を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
用紙を選択されて、選択された用紙の種類に応じた出力を行う操作パネルをさらに備え、
前記外部入力は、前記操作パネルからの前記出力により与えられることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子複写機等の画像形成装置では、カセット式の自動給紙部の他に、手差し給紙部が設けられている場合が多い。通常、手差し給紙部は、自動給紙トレイの仕様から外れた種類の用紙を、臨時的に本体側に給紙搬送するために設けられている。このような手差し給紙部に対する基本的な位置付けは、現在も変わっていない。
【０００３】
しかしながら、近年の手差し給紙部に対する要求は益々拡大している。幅広い種類の用紙（特に、坪量）に対応するばかりでなく、自動給紙部と同様に、手差し給紙部においても複数枚の用紙を連続的に給紙できることが要求されている。
【０００４】
これらの要求に対し、従来は、手差し給紙部の基本的な構成要素である、用紙を取り込むための用紙取り込みローラ、取り込んだ用紙を本体側に給紙する給紙ローラ、用紙を停止させるブレーキパッド等のそれぞれの配置、材質、形状、押圧力、あるいは用紙積載トレイの配置、角度、ガイドの角度等の調整により、対処してきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような、用紙取り込みロ一ラ、給紙ローラ、ブレーキパッド、用紙積載トレイ等のそれぞれの構成要素の調整では、幅広い種類の用紙に対応するには限界があった。
【０００６】
主な問題としては、例えば、
（１）用紙間の摩擦係数が高い紙を確実に分離して給紙するためには、分離機構の手前において、傾斜の付いた分離用ガイドを設ける等、プレ分離機能が必要である。しかし、厚紙の給紙性能を考慮すると、用紙を搬送するときの紙搬送部のガイド形状は、限りなく直線に近づける必要がある。このように、相反する問題が存在し、両者の要求を満たす適当な角度をとることが困難であった。
【０００７】
（２）厚さ等の条件が異なると、摩擦係数及び給紙性能がそれぞれに異なる。このような複数種類の用紙を的確に分離し給紙することが困難であった。
【０００８】
また、従来の装置には、カセット式の自動給紙部と同様に、手差し給紙部にも用紙の枚数や坪量に応じて昇降することができる、昇降機能付きのトレイを具備したものも存在する。この方式によれば、用紙の枚数や坪量の変化にかかわらず、用紙の姿勢を常に安定した状態に維持することができる。
【０００９】
しかし、手差し給紙部の機構が、自動給紙部と同様に複雑化し大型化する。このため、装置全体のスペースユーティリティを追求すると、不利なものとなる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、小型化が可能な簡易な機構で、種類の異なる用紙に対しても確実に分離して本体側に給紙することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、手差し給紙トレイを有し、
前記手差し給紙トレイは、
用紙を収納するトレイと、
前記トレイにおける搬送方向先端の両端部に設けられ、第１の回転支持点を中心として少なくとも１部の外周領域にギヤが形成された一対の支点部材と、
前記第１の回転支持点に沿って設けられ、前記支点部材からそれぞれ両端へ向かって突出した一対の突起を有する支持軸と、
本体側に固定されており、前記支点部材のギヤと噛み合うラックと、前記突起が挿入される一方向に長い長穴とを有する一対のラックガイドと、
前記長穴に挿入され両端へそれぞれ突出した前記突起と遊びを持って係合した状態で、第２の回転支持点を中心に回転する一対のレバーギヤと、
前記レバーギヤを回転駆動する駆動源とを備え、
外部入力を与えられると、前記駆動源が前記レバーギヤを前記第２の回転支持点を中心に回転駆動し、前記レバーギヤが前記第２の回転支持点を中心として、係合した前記突起を駆動させ、前記突起が本体側に固定された前記ラックガイドの前記長穴を摺動しながら移動することで、前記支点部材が前記第１の回転支持点を中心に回転しつつ前記第１の回転支持点の位置が移動し、これにより、前記手差し給紙トレイの前記第１の回転支持点の位置及び角度が変化することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置は、手差しにて給紙される用紙が載置される手差し給紙トレイを有し、
前記手差し給紙トレイは、
用紙を収納するトレイと、
前記トレイにおける搬送方向先端の両端部に設けられ、第１の回転支持点を中心として少なくとも１部の外周領域にギヤが形成された一対の支点部材と、
前記第１の回転支持点に沿って設けられ、前記支点部材からそれぞれ両端へ向かって突出した一対の突起を有する支持軸と、
本体側に固定されており、前記支点部材のギヤと噛み合うラックと、前記突起が挿入される一方向に長い長穴とを有する一対のラックガイドと、
前記長穴に挿入され両端へそれぞれ突出した前記突起と遊びを持って係合した状態で、第２の回転支持点を中心に回転する一対のレバーギヤと、
前記レバーギヤを回転駆動する駆動源とを備え、
前記手差し給紙トレイに載置された用紙の種別を示す外部入力を与えられると、前記駆動源が前記レバーギヤを前記第２の回転支持点を中心に回転駆動し、前記レバーギヤが前記第２の回転支持点を中心として、係合した前記突起を駆動させ、前記突起が本体側に固定された前記ラックガイドの前記長穴を摺動しながら移動することで、前記支点部材が前記第１の回転支持点を中心に回転しつつ前記第１の回転支持点の位置が移動し、これにより、前記手差し給紙トレイの前記第１の回転支持点の位置及び角度が変化し、
前記手差し給紙トレイに載置された用紙の種別に応じた前記外部入力によって、前記手差し給紙トレイの装置本体に対する取り付け位置を調整することを特徴とする。
【００１３】
用紙を選択されて、選択された用紙の種類に応じた出力を行う操作パネルをさらに備え、
前記外部入力は、前記操作パネルからの前記出力により与えられるものであってもよい。
【００１４】
上記画像形成装置によれば、用紙の種類に応じて、手差し給紙トレイの支点位置及び角度を、外部入力によって変化させることにより、幅広い用紙の種類に対応することができる。
【００１５】
また、手差し給紙トレイに関し、従来のように昇降機能を付けると、機構が複雑化し大型化する。しかし、本発明では、手差し給紙トレイ自体が、その支点位置及び角度を変える簡易な構成により、用紙の種類に対応した最適な条件で給紙することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に、本発明を適用することが可能な画像形成装置を正面から見た縦断面を示す。ここで、装置の正面側の定義は、装置本体側の操作パネルが設置されている側とし、その反対側は背面側とする。
【００１８】
まず、手差し給紙部の給紙動作について説明する。図１において、手差し給紙部に設けられた手差し給紙トレイ１は、通常は画像形成装置の本体側に格納されており、ウイングレスの状態になっている。よって、操作者が手差し給紙を行う場合には、図２において矢印Ａの方向に手差し給紙トレイ１を回動させながら、所定の姿勢になるまで開く。
【００１９】
次に、コピーを行うベく、用紙を手差し給紙トレイ１上に載せる。用紙検知スイッチ２が用紙の存在を検知すると給紙作動スイッチがオンする。これにより、用紙を取り込むピックアップローラ３と、給紙ローラ４とが回動する。
【００２０】
これと同時、若しくはわずかに遅れたタイミングで、ピックアップローラ３が給紙ローラ４を中心として円弧を描きつつ、手差し給紙トレイ１上の位置まで下降し、給紙動作を開始する。
【００２１】
用紙が給紙されて本体側へ取り込まれていくと、用紙の先端が整位ローラ前スイッチ１０１をオンさせる。このスイッチ１０１がオンした時点から、所定の時間間隔をあけて、ピックアップローラ３と給紙ローラ４とが回転を停止する。用紙先端が整位ローラ５のニップに突き当たりつつ、わずかに用紙が後押しされると整位し、ピックアップローラ３及び給紙ローラ４が動作を停止する。手差し給紙部の給紙動作に関与する役割は、ここまでである。
【００２２】
次に、手差し給紙トレイ１が、用紙の種類に応じて支持軸１０２の高さ位置と、トレイの角度を変える動作について、図３を参照して説明する。本実施の形態では、一例として、手差し給紙トレイが２種類の用紙に対応して２通りの位置及び角度に変化する場合を想定している。用紙種類が更に増加して３通り以上手差し給紙トレイの支点位置（支持軸１０２の位置）及び角度を変える必要が生じた場合においても、当業者によれば、本実施の形態に基づいて容易に本発明を適用することができる。
【００２３】
図３において、実線で示された手差し給紙トレイ１の支点位置及び角度は、普通紙から比較的薄手の厚紙（坪量で、例えば約１４０ｇ／ｍ２以下）を連続給紙する時の状態であり、この状態をディフォルト状態とする。
【００２４】
このディフォルト状態において対処可能な用紙よりも、厚紙（坪量で、例えば約１４１ｇ／ｍ２以上）等のコシの強い紙を給紙すべく、操作パネル等において厚紙モードを選択するとする。これにより、図３において点線で示されたように、手差し給紙トレイ１が上昇動作及び回動動作を同時に行って、支持軸１０２の高さ位置と角度が変化し、厚紙給紙状態になる。
【００２５】
このことは、厚紙を給紙搬送する時は、手差し給紙トレイ１の支点位置が高く、角度は用紙の後端を持ち上げるベく傾斜角が大きい方が望ましく、逆に、普通紙から比較的薄い厚紙を給紙する時は、手差し給紙トレイ１の支点位置が低く、角度は水平に近く緩やかに傾いている方が好ましいことが実験結果よりわかっていることに基づく。
【００２６】
このように、手差し給紙トレイ１自体が昇降及び回動することで、普通紙の連続給紙を行う場合は、手差し給紙トレイ１の傾きを緩やかとし、その支点位置は用紙を分離する機構の手前に設けられた、傾斜した板を有するガイド部６（図２、図３参照のこと）による紙のさばき作用を生かす。
【００２７】
また、厚紙等のコシの強い紙の一枚給紙を行う場合には、ピックアップローラ３の搬送力に加担すべく、手差し給紙トレイ１の傾きを大きくし、かつ手差し給紙トレイ１の支点位置も上昇させることで、分離機構に向かって直線的に搬送することで、搬送負荷を軽減する。
【００２８】
このような手差し給紙トレイ１の支持軸１０２の位置及び角度を変化させるための具体的な機構について、図４、図５及び図６を参照して説明する。ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）は手差し給紙トレイ１の駆動機構部を背面から視た縦断面図であって、図４（ａ）がディフォルト状態、図４（ｂ）が厚紙給紙状態を示す。図５が図４（ｂ）におけるＬ−Ｌ線に沿う縦断面を示した断面図、図６が図４（ａ）におけるＴ−Ｔ線に沿う横断面であって、手差し給紙トレイの支持軸１０２周りの構造を示した詳細図である。
【００２９】
手差し給紙トレイ１は、図６で矢印Ｃで示された手差し方向の先端部において、左右の両端にそれぞれ支点部材６及び７が取り付けられている。図４（ａ）及び図４（ｂ）では、視認性を高めるために、手差し給紙トレイ１と支点部材６、７とは、一体に描かれている。
【００３０】
この図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されたように、支点部材６、７は、手差し給紙トレイ１が矢印Ｂの方向に回動するときの回転中心（支持軸１０２の回転中心）を基準として設けられ、相互に左右対称の形状を有する部品である。
【００３１】
支点部材６、７は、支持軸１０２の回転中心と一致する、軸受け用に設けられた穴を回転中心として、それぞれの前部にはギヤ６Ｇ、７Ｇが形成されている。さらに、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されたように、支点部材６、７には軸受け用の穴を中心として扇形の穴１０３が設けられており、この扇形穴１０３には、手差し給紙トレイ１の先端部の左右両端に設けられ、支持軸１０２を回転中心とする扇形突起１０４が遊びを持った状態で嵌合する。
【００３２】
この扇形突起１０４は、手差し給紙トレイ１を本体側に格納する時には、図７Ｂに示されたように、支点部材６、７の扇形穴１０３の上部よりの位置に存在する。
【００３３】
この状態は、手差し給紙トレイ１の可動範囲においては、時計回り（矢印Ｄの方向）に回転する場合の終点となる。ここでは、手差し給紙トレイ１を本体内に格納した場合のストッパ手段は示していないが、必要に応じて設けることができる。また、扇形突起１０４は、支点部材６、７の扇形の穴１０３に対して時計回り方向（矢印Ｄの方向）において遊びを有している。このような支点部材６、７が手差しトレイ１と別部品として設けられていることにより、画像形成装置の本体内に格納することができる。
【００３４】
また、扇形突起１０４は、手差し給紙トレイ１がディフォルト状態にある時には、図７（ａ）に示されたように、支点部材６、７の扇形穴１０３の下側に位置し、かつ扇形穴１０３と扇形突起１０４とがＸ線上において突き当たり、手差し給紙トレイ１が停止することで、ストッパとして機能する。
【００３５】
本実施の形態における手差し給紙トレイ１の可動範囲は、扇形穴１０３と扇形突起１０４とが常に突き当たった状態、即ち手差し給紙トレイ１と支点部材６、７とが一体となった状態を維持し続ける範囲内であるものとする。
【００３６】
図４（ａ）、図４（ｂ）、図６にそれぞれ示されたように、手差し給紙トレイ１の支持軸１０２は、ラックガイド１７、１８における一方向（図中、上下方向）に長い長穴１７Ｈ、１８Ｈを貫通し、さらに本体側に固定されたフレーム１５、１６の穴１５Ｈ、１６Ｈを貫通し、最終的にレバーギヤ８、９に設けられた、蟹のハサミ状の形状を有する狭持部材１０７、１０８の切り欠き部に遊びを持って支持された状態にある。
【００３７】
以下に、手差し給紙トレイ１、ラックガイド１７、１８、フレーム１５、１６、レバーギヤ８、９の相互関係について説明する。
【００３８】
ラックガイド１７、１８は、フレーム１５、１６にそれぞれ固定されており、上述のように一方向に長い穴１７Ｈ、１８Ｈが形成されている。この長穴１７Ｈ、１８Ｈは、上下方向に長く、一水平方向には支持軸１０２の直径より遊びを含めた分だけ大きい大きさを有する。これにより、手差し給紙トレイ１の支持軸１０２を水平方向に遊びを持った状態である程度拘束することで、手差し給紙トレイ１の水平方向の動作を規制しつつ、上下方向に滑らかに移動することができる。また、ラックガイド１７、１８の上下方向の一側面には、支点部材６、７のギヤ６Ｇ、７Ｇとそれぞれ噛み合うラック１７Ｇ、１８Ｇが一体に形成されている。
【００３９】
手差し給紙トレイ１の支持軸６Ｇ、７Ｇが貫通するフレーム１５、１６の穴１５Ｈ、１６Ｈの寸法は、ラックガイド１７、１８の長穴１７Ｈ、１８Ｈよりも大きく設定されており、手差し給紙トレイ１の支持軸１０２に対して遊びが存在する。
【００４０】
レバーギヤ８、９は、レバーギヤ９に設けられた遮光板９Ａ及び９Ｂと、ギヤ部９Ｇとを除いて、左右対称の形状を有する。レバーギヤ８、９は、その回転軸が、フレーム１５、１６に精度良く嵌合した軸受け部材１１０、１１１にて支持されており、回動可能なレバーシャフト１０に一体に固定されている。
【００４１】
レバーギヤ９の遮光板９Ａは、図４（ａ）のように、手差し給紙トレイ１が普通紙を給紙している状態（ディフォルト状態）のとき、図示されていない発光手段からの光を遮光し、光学式センサ１４が光を受光することができない。また、図４（ｂ）に示されたよに、厚紙給紙状態の時には、遮光板９Ｂが遮光し、やはり光学式センサ１４は光を受光できない。図４（ａ）のデフォルト状態と図４（ｂ）の厚紙給紙状態との間は、遮光板９Ａ及び９Ｂの間を光が通過し、遮光されることなく光学式センサ１４が受光する。
【００４２】
一方のレバーギヤ９のギヤ部９Ｇは、手差し給紙部における動力源に相当するモータ１３に固定されたピニオンギヤ１１２と噛み合っている。
【００４３】
次に、上記機構における動作について、図４（ａ）、図４（ｂ）を参照して説明する。操作者が厚紙のコピーをとるべく、後述する操作パネルに入力を行う等によって、装置外部から指示を入力する。これにより、モータ１３に固定されたピニオンギヤ１１２が反時計回り方向（矢印Ｅ方向）に駆動を開始する。
【００４４】
その駆動力により、レバーギヤ９が時計回り方向（矢印Ｆ方向）に回転する。レバーギヤ９の遮光板９Ｂが光学式センサ１４への光を遮光する位置（図４（ｂ）の位置）まで回転すると、モータ１３が動作を停止する。この位置まで、レバーギヤ８、９が回転すると、それぞれの狭持部１０７、１０８における切り欠き部において支持軸１０２が支持されている手差し給紙トレイ１が、ラックガイド１７、１８の長穴１７Ｈ、１８Ｈに沿って垂直方向に上昇する。同時に、支点部材６、７のギヤ６Ｇ、７Ｇと、ラックガイド１７、１８のラック１７Ｇ、１８Ｇとが噛み合って回動し、手差し給紙トレイ１の支点高さ及び角度が変化する。
【００４５】
逆に、操作者が普通紙のコピーを取るべく、操作パネルにおいてその旨の指示を入力すると、モータ１３が、厚紙のコピーをとる場合とは逆に時計回り方向に駆動することで、手差し給紙トレイ１がデフォルトの位置へ戻る。レバーギヤ９の遮光板９Ａが光学式センサ１４を遮蔽して受光を妨げた時点（図４（ａ）に示された位置）でモータ１３が停止する。これにより、手差し給紙トレイ１の支点位置及び角度がデフォルト状態に戻る。
【００４６】
このように、本実施の形態によれば、安価で、装置面積の増大を招くことなく小型化が可能な簡易な機構で、種類の異なる用紙に対しても確実に分離して本体側に給紙することが可能である。
【００４７】
ここで、用紙の種類を選択する操作であるが、次のように行ってもよい。例えば、図８に示されたように、普通紙用スイッチ１２１、Ａ３ワイド用スイッチ１２２、ＯＨＰフィルム用スイッチ１２３、厚紙用スイッチ１２４（９１〜１０５ｇ／ｍ２）、厚紙用スイッチ１２５（１０６〜１４１ｇ／ｍ２）、厚紙用スイッチ１２６（１４１〜２０９ｇ／ｍ２）等の各種スイッチが配置された操作パネルにおいて、用紙の坪量に対応したいずれかのスイッチを選択する。
【００４８】
このように、操作者が操作パネルにおいて、用紙の種類を選択する簡単な操作を行うことによって、自動的に手差し給紙トレイの支点位置及び角度を切り換えて、複数種類の用紙に対してそれぞれ最適な給紙搬送経路を実現することができる。
【００４９】
上述した実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、図１〜図７に示された機構、あるいは図８に示された操作パネルは一例であり、請求の範囲を逸脱しない範囲内において、様々な変形が可能である。また、用紙の種類を選択するための外部入力は、操作パネルにおける操作者の入力に限らず、手動により与えられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用が可能な画像形成装置の正面から視た縦断面を示した断面図。
【図２】本発明の一実施の形態による画像形成装置を手差し給紙部の構成を示した縦断面図。
【図３】同手差し給紙部における手差し給紙トレイの高さ位置及び角度の変化を示した縦断面図。
【図４】図４（ａ）は、ディフォルト状態における、手差し給紙トレイの駆動機構部を背面側から視た縦断面を示した断面図、図４（ｂ）は、厚紙給紙状態における手差し給紙トレイの駆動機構部を背面側から視た縦断面図。
【図５】図４ＢにおけるＬ−Ｌ線に沿う縦断面を示す断面図。
【図６】図４（ａ）におけるＴ−Ｔ線に沿う横断面を示す断面図であって、手差し給紙トレイの支点部の構造を示した詳細図。
【図７】図７（ａ）は、手差し給紙トレイを本体側から引き出して給紙可能な状態に設定したときの縦断面構造を示した断面図、図７（ｂ）は手差し給紙トレイを本体側に収納したときの縦断面構造を示した断面図。
【図８】本発明を適用することが可能な操作パネルにおける各ボタンの配置の一例を示した平面図。
【符号の説明】
１  手差し給紙トレイ
２  用紙検知スイッチ
３  ピックアップローラ
４  給紙ローラ
５  整位ローラ
６、７  支点部材
６Ｇ、７Ｇ  ギヤ
８、９  レバーギヤ
９Ａ、９Ｂ  遮光板
９Ｇ  ギヤ部
１０  レバーシャフト
１３  モータ
１４  光学式センサ
１５、１６  フレーム
１５Ｈ、１６Ｈ  穴
１７、１８  ラックガイド
１７Ｈ、１８Ｈ  長穴
１７Ｇ、１８Ｇ  ラック
１０１  整位ローラ前スイッチ
１０２  支持軸
１０３  穴
１０４  扇形突起
１０７、１０８  狭持部材
１１０、１１１  軸受け部材
１１２  ピニオンギヤ
【図１】
0003597125.tif 000002
【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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