(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路の終端寄りに、記録紙を搬送路から反転搬送路へ変向案内するスイッチバック機構の変向爪と、記録紙を排紙トレイへ向かって送出する排紙ローラと、紙端検知構造とが設けられている画像形成装置であって、
前記紙端検知構造は、記録紙の搬送力を受けて傾動する１個のフィラーと、前記フィラーでオン状態とオフ状態に切換えられる排紙センサ、およびスイッチバックセンサを備えており、
前記フィラーは、フィラー軸と、前記排紙センサをオン状態とオフ状態に切換える第１切換片と、前記スイッチバックセンサをオン状態とオフ状態に切換える第２切換片とを備えており、
前記第１切換片と前記第２切換片とが、前記フィラー軸の傾動中心回りの異なる位相位置に配置され、前記排紙センサがオン状態に切換わるタイミングと、前記スイッチバックセンサがオン状態に切換わるタイミングとを異ならせてあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１切換片および前記第２切換片と、前記排紙センサおよび前記スイッチバックセンサのそれぞれが、前記搬送路の通紙範囲の外の領域に配置されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記フィラーは、フィラー軸と、前記フィラー軸の一端に設けられて記録紙の搬送力を受けて傾動するセンサアームと、前記フィラー軸の他端側に軸心方向へ位置ずれした状態で配置される前記第１切換片、および前記第２切換片とを一体に備えており、
前記フィラーが、復帰ばねで中立位置に保持されている請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコピー機、プリンターなどの画像形成装置に関し、なかでも記録紙の両面に画像を形成するためのスイッチバック機構と、排紙部の近傍において記録紙の前端の通過と、後端の通過を検知する紙端検知構造を備えている画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関して、スイッチバック機構を備えている画像形成装置は特許文献１に公知である。そこでは、排紙ローラより上流側の搬送路に設けた排紙センサで、記録紙の前端が通過したことを検知している。また、記録紙の両面に画像を形成する際に、記録紙の後端が通過したことをスイッチバックセンサで検知している。排紙センサは、全てのサイズの記録紙が通過したことを検知する必要上、搬送路の中央部分に配置されているのに対して、スイッチバックセンサは、Ａ４サイズの記録紙のみを検知できる位置、すなわち搬送路の幅方向の片側に配置されている。また、排紙センサの出力信号に基づき制御される排紙ローラの駆動タイミングと、スイッチバックセンサの出力信号に基づき制御される変向爪の駆動タイミングとが異なるため、スイッチバックセンサは排紙センサより搬送方向の下流側に配置されている。排紙センサおよびスイッチバックセンサは、いずれも反射型のフォトインタラプタで構成されており、記録紙で反射された検知光の有無で記録紙の前端および後端を検知している。
【０００３】
本発明の紙端検知構造は、記録紙の搬送力を受けて変位するフィラーと、フィラーの変位に伴う光量の変化を検知する光センサとで、記録紙の前端および後端の通過を検知するが、この種の紙端検知構造は特許文献２に公知である。そこでは、原稿の搬送路を横切るセンサレバーと、センサレバーに同行して変位する検知フラグと、検知スイッチとで紙端検知構造を構成している。センサレバーと検知フラグとは一体に設けられて傾動可能に支持されており、原稿の搬送力を受けてセンサレバーが傾動するとき、検知フラグがセンサレバーとは逆向きに傾動してレジストセンサと正対し、レジストセンサをオン状態に切換える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３０５７９号公報（段落番号００３２〜３４、図３）
【特許文献２】特開平０８−９９７７０号公報（段落番号００８６〜８７、図１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の排紙センサおよびスイッチバックセンサは、いずれも反射型のフォトインタラプタで構成されており、非接触状態で記録紙の先端および後端を検知できる。しかし、各センサを搬送路の幅方向の中央と片側とに配置するので、給電リードあるいは検知信号を出力するための出力リードを、各センサごとに配線する必要があり排紙部の構造が煩雑になりやすい。また、記録紙で反射された検知光の有無で記録紙の前端および後端を検知するため、記録紙が透明ないし半透明の紙あるいはフィルムである場合など、紙質の違いによる検知ミスを生じるおそれがある。
【０００６】
その点、記録紙の端部をセンサレバーで機械的に検出する特許文献２の紙端検知構造によれば、透明ないし半透明の原稿（または記録紙）であっても、原稿の搬送力でセンサレバーが傾動することで原稿の前端および後端の通過を検知できる。しかし、特許文献２の紙端検知構造では、原稿の前端および後端を検知するときの、センサレバーの傾動タイミングが殆ど同じであるので、１個のセンサレバーのみで排紙ローラとスイッチバック機構の変向爪を制御するのには適さない。特許文献１の紙端検知構造と同様にセンサを２組用意し、フィラーとレジストセンサで構成した各センサを、搬送方向の異なる位置に配置すると、原稿の前端および後端を検知するときの傾動タイミングを異ならせることができる。しかし、排紙部における紙端検知構造が複雑化しコストが嵩んでしまう。
【０００７】
本発明の目的は、記録紙の端部を機械的に検出する紙端検知構造でありながら、その構造を簡素化してコスト削減に寄与できる画像形成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】
本発明に係る画像形成装置は、搬送路８の終端寄りに、記録紙を搬送路８から反転搬送路１５へ変向案内するスイッチバック機構１３の変向爪１７と、記録紙を排紙トレイ７へ向かって送出する排紙ローラ１４と、紙端検知構造とが設けられている。紙端検知構造は、記録紙の搬送力を受けて傾動する１個のフィラー３０と、フィラー３０でオン状態とオフ状態に切換えられる排紙センサ３１、およびスイッチバックセンサ３２を備えている。フィラー３０は、フィラー軸３３と、排紙センサ３１をオン状態とオフ状態に切換える第１切換片３５と、スイッチバックセンサ３２をオン状態とオフ状態に切換える第２切換片３６とが設けられている。第１切換片３５と第２切換片３６は、フィラー軸３３の傾動中心回りの異なる位相位置に配置され、排紙センサ３１がオン状態に切換わるタイミングと、スイッチバックセンサ３２がオン状態に切換わるタイミングとを異ならせてある。
【０００９】
第１切換片３５および第２切換片３６と、排紙センサ３１およびスイッチバックセンサ３２のそれぞれは、搬送路８の通紙範囲の外の領域に配置されている。
【００１０】
フィラー３０は、フィラー軸３３と、フィラー軸３３の一端に設けられて記録紙の搬送力を受けて傾動するセンサアーム３４と、フィラー軸３３の他端側に軸心方向へ位置ずれした状態で配置される第１切換片３５、および第２切換片３６とを一体に備えている。フィラー３０は復帰ばね３８で中立位置に保持されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、１個のフィラー３０と、フィラー３０でオン状態とオフ状態に切換えられる排紙センサ３１およびスイッチバックセンサ３２で紙端検知構造を構成して、構造の簡素化を実現した。また、フィラー３０に設けた第１切換片３５と第２切換片３６を、フィラー軸３３の傾動中心回りの異なる位相位置に設けて、排紙センサ３１とスイッチバックセンサ３２がオン・オフに切換わるタイミングを自由に設定できるようにした。これにより、フィラー３０を２組設ける場合と同様の検知機能を発揮しながら、紙端検知構造の全体構造を簡素化してコスト削減に寄与できる。また、１個のフィラー３０のみで記録紙の前端および後端の検知を行うので、紙端検知構造が占めるスペースを最小限化して機体の小形化とコンパクト化に寄与できる。
【００１２】
第１切換片３５、第２切換片３６、排紙センサ３１と、スイッチバックセンサ３２を、搬送路８の通紙範囲の外の領域に配置すると、両センサ３１・３２の給電リードおよび出力リードの配線を一個所に集約して配線構造を簡素化できる。また、排紙センサ３１と、スイッチバックセンサ３２の点検あるいは調整などのメンテナンス作業を、１個所でまとめて行うことができる。
【００１３】
フィラー軸３３と、フィラー軸３３の一端および他端に設けたセンサアーム３４、および第１、第２の切換片３５・３６を一体に備えるフィラー３０によれば、フィラー３０の全体構造を簡素化して、フィラー３０が占めるスペースを小さくできる。これは、センサアーム３４あるいは第１、第２の切換片３５・３６をフィラー軸３３に固定するための構造が不要となるからである。組付け時には、フィラー軸３３を軸受３７に組むだけで、フィラー３０の組付けを終了できるうえ、センサアーム３４、および第１、第２の切換片３５・３６を適正に位置決めできる。また、フィラー３０を復帰ばね３８で待機位置に保持するので、センサアーム３４が搬送方向の下流側へ傾動し、あるいは上流側へ傾動する場合のいずれであっても、記録紙がセンサアーム３４を通過した時点で速やかにフィラー３０を中立位置へ復帰できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の参考例に係る紙端検知構造を示す平面図である。
【図２】本発明の参考例に係る画像形成装置の概略構造を示す概念図である。
【図３】本発明の参考例に係る排紙部周辺の構造を示す平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図１におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】フィラーが搬送方向下流側へ傾動した状態を示す縦断側面図である。
【図９】図８の状態における各切換片の傾動状態を示す側面図である。
【図１０】フィラーが搬送方向上流側へ傾動した状態を示す縦断側面図である。
【図１１】図１０の状態における各切換片の傾動状態を示す側面図である。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の実施例を示すものであり、フィラーが搬送方向下流側へ傾動した状態の各切換片の傾動状態を示す側面図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置において、フィラーが搬送方向上流側へ傾動した状態の各切換片の傾動状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（参考例）  図１から図１１に、本発明に係る画像形成装置をコピー機能とファクシミリ機能とを備えた複合機に適用した参考例を示す。なお、本発明における前後、左右、上下とは、図２および図３に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。図２において、複合機１は、画像形成部２、および定着器３等が配置された本体部４と、本体部４の上部の画像読取部５などを備えており、本体部４の下側に配置した給紙カセット６と本体部４の上側の排紙トレイ７との間に記録紙の搬送路８を備えている。画像形成部２は搬送路８の下側に配置され、定着器３は画像形成部２の上方に配置されている。画像読取部５の前面には、各種の操作ボタンを備えた操作パネル９が設けられており、画像読取部５の上面には自動原稿搬送装置１０が設けられている。本などの綴られた原稿の画像は、画像読取部５の上面のプラテンガラスに載置した状態で読み込むことができ、さらに枚葉状の原稿は自動原稿搬送装置１０を通すことにより連続して読み込むことができる。
【００１６】
定着器３より下流側の搬送路部分と、画像形成部２より上流側の搬送路部分との間には、片面に画像が形成された記録紙を反転して再度画像形成部２へ搬送するスイッチバック機構１３が設けられている。また、搬送路８の終端寄りには、記録紙を排紙トレイ７へ向かって送出する排紙ローラ１４と、紙端検知構造とが設けてある。排紙ローラ１４および紙端検知構造と、後述する変向爪１７などを支持するために、上フレーム２３ａと下フレーム２３ｂを本体部４のハウジングの上部に設けている（図４参照）。
【００１７】
図２に示すように、スイッチバック機構１３は、搬送路８の一側に設けられる反転搬送路１５と、反転搬送路１５の入口１６に配置される変向爪１７と、反転搬送路１５の中途部に設けられる搬送ローラ１８などで構成する。図４に示すように変向爪１７は、くさび形に形成した板状体を軸１９の軸心に沿って一定間隔置きに配置して構成されており、全体が下フレーム２３ｂで支持した軸１９の軸心周りに上下方向に傾動できる。変向爪１７は、常態において自重で反時計回転方向へ傾動して、搬送路８を遮断し入口１６を開放する遮断姿勢（図４に示す状態）になっており、この状態の変向爪１７の爪先端は爪受凹部３９の内部に入り込んでいる。定着器３から搬送されてきた記録紙は、自己の搬送力で変向爪１７を時計回転方向へ押し上げながらくぐり抜ける。記録紙を円滑に搬送するために、変向爪１７の下面および上面には、上凹み湾曲面からなる下ガイド面２７と、上凸湾曲面からなる上ガイド面２８とが形成されている。
【００１８】
排紙ローラ１４は、下側の駆動ローラ２１と、上側の従動ローラ２２とで構成する。駆動ローラ２１は、シフトフレーム２５でローラ軸２４を介して回転自在に支持されており、ローラ軸２４の後端部に設けた動力機構（図示していない）で回転駆動される。図３に示すように従動ローラ２２は、上フレーム２３ａに組付けたシフトフレーム２５で遊転自在に支持されており、駆動ローラ２１と共同して記録紙を排紙トレイ７へ向かって送出する。
【００１９】
上記のように構成した排紙部には、ユーザの希望に応じて、記録紙を一定枚数ごとに横ずれした状態で送出して、記録紙の部数ごとの分別を容易化するシフト機構を設ける場合と、シフト機構を設けない場合とがある。この参考例の複合機１は、シフト機構が省略してある場合を示しており、そのためシフトフレーム２５は、図３に示すように、ばね２６でホーム位置に押付けて固定してある。
【００２０】
紙端検知構造は、変向爪１７と排紙ローラ１４との間の搬送路８に配置される１個のフィラー３０と、このフィラー３０でオン状態とオフ状態に切換えられる排紙センサ３１、およびスイッチバックセンサ３２とで構成する。図１および図５においてフィラー３０は、フィラー軸３３と、フィラー軸３３の後端に設けられるセンサアーム３４と、フィラー軸３３の前端において軸心方向へ位置ずれした状態で配置される後方の第１切換片３５と、前方の第２切換片３６とを一体に備えたプラスチック成形品からなる。
【００２１】
フィラー軸３３の前後２個所は、上フレーム２３ａに設けた軸受３７で回転自在に支持してあり、この装着状態におけるセンサアーム３４は、搬送路８の前後方向の中央部において、搬送路８を上下方向に横切っている（図４参照）。従って、記録紙が搬送路８に沿って送られてくると、センサアーム３４は記録紙の前端に押されて、図８に示すように時計回転方向へ傾動する。また、排紙ローラ１４によって記録紙が反転搬送路１５へ向かって逆向きに搬送される場合には、センサアーム３４は記録紙の後端に押されて、図１０に示すように反時計回転方向へ傾動する。記録紙のサイズが大小に異なる場合でも、センサアーム３４は左右方向へ傾動する。なお、図３に、搬送可能な最大サイズの記録紙の外形を想像線で示しており、搬送路８の通紙範囲は最大サイズの記録紙の前後幅より僅かに大きく設定されている。
【００２２】
フィラー３０を中立位置（図４に示す状態）に保持するために、フィラー軸３３と上フレーム２３ａとの間に引っ張りコイル形の復帰ばね３８が掛止されている（図５参照）。これにより、記録紙がセンサアーム３４を通過するのと同時に、フィラー３０を復帰ばね３８の付勢力で強制的に中立位置へ復帰操作することができる。フィラー３０が中立位置にあるときのセンサアーム３４の先端を受入れ、さらに、遮断姿勢に切換わった変向爪１７の爪先端を受入れるために、搬送路８の下周壁に爪受凹部３９が形成されている（図４参照）。
【００２３】
図７に示すように、第１切換片３５は、フィラー軸３３から垂下する支持腕４１と、支持腕４１に連続する遮蔽壁４２とを有し、フィラー３０の傾動に連動して排紙センサ３１の光路を遮蔽壁４２で遮断し、あるいは光路を開放する。同様に、第２切換片３６は、図６に示すように、フィラー軸３３から垂下する支持腕４３と、支持腕４３に連続する遮蔽壁４４とを有し、フィラー３０の傾動に連動してスイッチバックセンサ３２の光路を遮蔽壁４４で遮断し、あるいは光路を開放する。
【００２４】
排紙センサ３１がオン状態に切換わるタイミングと、スイッチバックセンサ３２がオン状態に切換わるタイミングとは同じに設定してある。そのために、各センサ３１・３２の配置位置に対応して第１切換片３５と第２切換片３６が、フィラー３０の傾動中心回りの異なる位相位置に配置されている。詳しくは、図７に示すように、第１切換片３５は、フィラー３０が中立位置にあるとき、遮蔽壁４２の部分円弧状の周縁４５の殆どが、フィラー軸３３の中心を通る垂直線より搬送方向の下流側に位置するように形成されている。また、第２切換片３６は、図６に示すように、フィラー３０が中立位置にあるとき、遮蔽壁４４の部分円弧状の周縁４６の殆どが、フィラー軸３３の中心を通る垂直線より搬送方向の上流側に位置するように形成されている。
【００２５】
図５に示すように、排紙センサ３１は、発光部４８と受光部４９が隙間を介して対向配置してある光センサからなり、発光部４８と受光部４９の対向面の間を、第１切換片３５の遮蔽壁４２が左右方向へ傾動する。同様にスイッチバックセンサ３２は、発光部５０と受光部５１が隙間を介して対向配置してある光センサからなり、発光部５０と受光部５１の対向面の間を、第２切換片３６の遮蔽壁４４が左右方向へ傾動する。
【００２６】
排紙センサ３１およびスイッチバックセンサ３２は、下フレーム２３ｂに装着されて、それぞれ搬送路８の通紙範囲の外の領域に配置されている（図３参照）。また、第１切換片３５および第２切換片３６を含むフィラー３０は、上フレーム２３ａに設けた軸受３７で軸支してある。このように、各部材３１・３２・３５・３６を上フレーム２３ａおよび下フレーム２３ｂの前部に集約する状態で配置することにより、両フレーム２３ａ・２３ｂにおける両センサ３１・３２の給電リードおよび出力リードの配線構造を簡素化することができる。
【００２７】
次に紙端検知構造の動作を説明する。記録紙の片面にのみ画像が形成される場合には、変向爪１７は遮断姿勢に保持されて、搬送路８と交差している。定着器３で定着処理された記録紙の前端は、変向爪１７の下ガイド面２７にガイドされながら、変向爪１７を押し上げるようにして下流側へ移動し、やがて、センサアーム３４に接当する。記録紙の搬送力を受けたフィラー３０は、図８に示すように、全体が復帰ばね３８の付勢力に抗して時計回転方向へ傾動し、記録紙が通過し終わるまで傾動した状態に維持される。
【００２８】
記録紙の前端がセンサアーム３４の先端をくぐり抜けたときの第１切換片３５は、図９に示すように時計回転方向へ傾動して、その遮蔽壁４２が排紙センサ３１の検知光路から退避しており、従って、排紙センサ３１はオン状態に切換わる。同様に、第２切換片３６は時計回転方向へ傾動して、その遮蔽壁４４がスイッチバックセンサ３２の検知光路から退避しており、従って、スイッチバックセンサ３２はオン状態に切換わる。排紙センサ３１のオン信号を受けた制御装置は、記録紙が円滑に通過したと判断して搬送を続行し、記録紙を排紙トレイ７へ送出する。また、排紙センサ３１がオン状態に切換わらなかった場合には、搬送路８においてジャムが発生していると判断して搬送を停止し、紙詰まり状態であることを表示する。
【００２９】
記録紙の両面に画像が形成される場合には、上記と同様にして排紙ローラ１４を回転駆動するが、記録紙の後端がセンサアーム３４の先端をくぐり抜けるのと同時に、フィラー３０が中立位置へ復帰する。そのため、第１切換片３５は、その遮蔽壁４２が排紙センサ３１の検知光路を遮断して、排紙センサ３１をオフ状態に切換える。同様に、第２切換片３６は、その遮蔽壁４４がスイッチバックセンサ３２の検知光路を遮断して、スイッチバックセンサ３２をオフ状態に切換える。このとき、制御装置は、スイッチバックセンサ３２からオフ信号を受けるのと同時に、駆動ローラ２１の駆動状態を切換えて排紙ローラ１４を逆転駆動する。従って、記録紙は図１０に示すように変向爪１７の上ガイド面２８に案内されて反転搬送路１５へと送られる。
【００３０】
排紙ローラ１４で反転搬送路１５へ向かって逆向きに搬送された記録紙は、図１０に示すようにセンサアーム３４に接当して、フィラー３０を復帰ばね３８の付勢力に抗して反時計回転方向へ傾動させる。記録紙の後端がセンサアーム３４の先端をくぐり抜けたときの第２切換片３６は、図１１に示すように反時計回転方向へ傾動して、その遮蔽壁４４がスイッチバックセンサ３２の検知光路から退避しており、従って、スイッチバックセンサ３２はオン状態に切換わっている。同様に、第１切換片３５は、その遮蔽壁４２が排紙センサ３１の検知光路から退避しており、従って排紙センサ３１はオン状態に切換わっている。しかし、記録紙の前端がセンサアーム３４の先端をくぐり抜けるのと同時に、フィラー３０が中立位置へ復帰する。このとき、排紙センサ３１およびスイッチバックセンサ３２は、それぞれオフ状態に切換わるが、この信号の変化は制御に反映されない。
【００３１】
反転搬送路１５内に搬送された記録紙は、搬送ローラ１８で搬送されたのち、反転搬送路１５と搬送路８との合流部を介して再び搬送路８内へ送出され、画像形成部２と定着器３を経て表裏両面に画像が形成された状態となる。以後は、記録紙の片面にのみ画像が形成される場合と同様にして、記録紙が排紙ローラ１４で排紙トレイ７へと送出されて一連の作業を終了する。
【００３２】
図１２および図１３に、本発明に係る画像形成装置の実施例を示す。そこでは、第１切換片３５および第２切換片３６の形状を変更して、排紙センサ３１がオン状態に切換わるタイミングと、スイッチバックセンサ３２がオン状態に切換わるタイミングとを異ならせるようにした。図１２は記録紙の前端がセンサアーム３４の先端をくぐり抜けて、排紙ローラ１４へ向かって搬送されている状態を示しており、排紙センサ３１のみがオン状態に切換わり、スイッチバックセンサ３２はオフ状態になっている。図１３は記録紙の後端がセンサアーム３４の先端をくぐり抜けて、反転搬送路１５へ向かって搬送されている状態を示しており、スイッチバックセンサ３２のみがオン状態に切換わり、排紙センサ３１はオフ状態になっている。このような各センサ３１・３２の信号状態の変化をトリガにして、排紙ローラ１４を逆転駆動するときの制御を行うことができる。
【００３３】
上記の実施例では、排紙センサ３１、およびスイッチバックセンサ３２を透過型の光センサで構成したが、その必要はなく、反射型の光センサで構成することができる。その場合には、光センサと対向する遮蔽壁４２・４４の壁面に反射面を形成するとよい。必要があれば、センサアーム３４はフィラー軸３３の複数個所に設けることができる。
【符号の説明】
【００３４】
７  排紙トレイ
８  搬送路
１３  スイッチバック機構
１４  排紙ローラ
１５  反転搬送路
１７  変向爪
３０  フィラー
３１  排紙センサ
３２  スイッチバックセンサ
３３  フィラー軸
３４  センサアーム
３５  第１切換片
３６  第２切換片
３８  復帰ばね
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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