(57)【要約】【課題】  カラー画像形成装置において、搬送部材表面の状態が変化したり経時変化によってレジストセンサの出力が変化したりした場合でも、メモリ、回路等の特別な部品を用意することなく、安定した色ずれ補正を行えるようにすることにある。【解決手段】  このカラープリンタ１において、レジストセンサ７は、用紙に形成された画像を検知した場合に、検知された濃度に応じた波形の第１検知信号を出力する。２値化回路１１は、第１検知信号を所定の閾値に従って２値化する。濃度センサ１２は、搬送転写ベルト４の表面濃度を地肌値として検知可能であり、検知された地肌値に応じた第２検知信号を出力可能である。閾値調整手段９ａは、２値化回路１１からの第１検知信号と第２検知信号とが入力され、第２検知信号からの地肌値が閾値より大きい場合に、閾値が地肌値を超えるよう閾値を調整する。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各色の画像間の位置ずれを補正する色ずれ補正機能を有するとともに、転写材を保持して搬送可能な搬送部材を備えたカラー画像形成装置であって、
各色の現像剤を用いて前記搬送部材上の転写材に対し画像形成を行う画像形成手段と、
前記搬送部材近傍に配置され、前記転写材に形成された画像を検知した場合に、検知された濃度に応じた波形の第１検知信号を出力する第１検知手段と、
前記第１検知信号が入力され、入力された前記第１検知信号を所定の閾値に従って２値化する２値化手段と、
前記搬送部材近傍に配置され、前記搬送部材の表面濃度を地肌値として検知可能であり、検知された前記地肌値に応じた第２検知信号を出力可能な第２検知手段と、
前記２値化手段からの前記第１検知信号と、前記第２検知信号とが入力されるとともに、前記第２検知信号からの前記地肌値が前記閾値より大きい場合に、前記閾値が前記地肌値を超えるよう前記閾値を調整する閾値調整手段と、
を備えたカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記第１検知手段は、前記搬送部材上に形成される色ずれ補正用画像を検知するためのレジストセンサであり、
前記第２検知手段は、前記搬送部材上に形成される濃度補正用画像を検知するため濃度センサである、
請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記第２検知手段は、前記搬送部材上に形成される色ずれ補正用画像を検知するとともに前記第１検知手段としても機能するレジストセンサである、請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
各色の画像間の位置ずれを補正する色ずれ補正機能を有するとともに、転写材を保持して搬送可能な搬送部材を備えたカラー画像形成装置において行われる色ずれ補正用前処理方法であって、
各色の現像剤を用いて前記搬送部材上の転写材に対し画像形成を行う画像形成ステップと、
前記搬送部材近傍に配置される第１検知手段において、前記転写材に形成された画像が検知された場合に、検知された濃度に応じた波形の第１検知信号を出力する第１検知ステップと、
前記第１検知信号が入力され、入力された前記第１検知信号を所定の閾値に従って２値化する２値化ステップと、
前記搬送部材近傍に配置され、前記搬送部材の表面濃度を地肌値として検知可能な第２検知手段において、検知された前記地肌値に応じた第２検知信号を出力する第２検知ステップと、
前記２値化ステップを経た前記第１検知信号と、前記第２検知信号とが入力されるとともに、前記第２検知信号からの前記地肌値が前記閾値より大きい場合に、前記閾値が前記地肌値を超えるよう前記閾値を調整する閾値調整ステップと、
を含むカラー画像形成装置の色ずれ補正用前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像形成装置、特に、各色の画像間の位置ずれを補正する色ずれ補正機能を有するとともに、転写材を保持して搬送可能な搬送部材を備えたカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、そのようなカラー画像形成装置の色ずれ補正用前処理方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
カラープリンタ等のカラー画像形成装置では、一般に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色の現像剤ごとに用紙に画像が形成され、これらが重ね合わされることでカラー画像が得られる。そして、このようなカラー画像形成装置は、通常、各色の画像間で位置ずれが生じた場合に、それを補正するための色ずれ補正機能を有している。
【０００４】
色ずれ補正機能では、一般に、用紙を搬送するための搬送ベルトの表面に所定のレジストパッチが形成されるとともに、搬送ベルト近傍に配置されたレジストセンサによってレジストパッチが検知され、検知信号が出力され、これに基づいて各色の画像間のずれ量が算出され、調整される。
【０００５】
この種の従来の色ずれ検出のための技術として、レジストセンサからの検知信号を２値化回路等において所定の閾値に従って２値化する技術が既に知られている。この技術によれば、レジストセンサからの検知信号を基に、閾値を超える部分と閾値以下の部分とに分かれた形状の矩形波が生成され、これによりレジストパッチの有無が検知される。
【０００６】
しかしながら、搬送ベルトは、カラー画像形成装置での印刷回数が増えるにつれ、その表面に記録剤が付着し濃度が高くなることで、その地肌値が上昇する。すると、転写材上に画像が検知されない場合であっても、レジストセンサにおいて常に一定の濃度が検知された状態となり、レジストセンサからの信号のベースラインは、徐々に上方にシフトし、やがて常に閾値を超えた状態となる。このような状態では、レジストパッチの有無を検出できなくなる。
【０００７】
また、経時変化によってレジストセンサからの出力が変化した場合にもこれと同様の問題が生じ得る。
【０００８】
そこで、例えば、下記特許文献１において既に提案されているように、各色の検知信号の波形のエッジと重心の距離の差分に応じて補正する技術（同文献の請求項５）や、各色の検知信号の波形から各色のエッジ、重心間の距離が等しくなるよう閾値を切り替える技術（同請求項６）、各色のエッジ、重心間の距離が等しくなるよう、検知信号の出力を増幅させる増幅手段のゲインを切り替える技術（同請求項７）などが知られている。
【特許文献１】特開平１１−２１２３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１において、請求項５に記載の技術では、検知信号の波形から予めエッジと重心の関係を取得し、記憶しておく必要がある。このため、記憶用のメモリが必要であるとともに、経時変化等によってエッジと重心が常に一定の関係にはなり得ない。
【００１０】
また、請求項６に記載の技術では、閾値を設定するに際し、検知信号のＡ／Ｄ変換値を複数個記憶しておく必要があり、そのためのメモリを必要とする。
【００１１】
さらに、同請求項７に記載の技術では、ゲインを調整する手段を各色について用意する必要があり、コスト的に不利である。
【００１２】
本発明の課題は、カラー画像形成装置において、搬送部材表面の状態が変化したり経時変化によってレジストセンサの出力が変化したりした場合でも、メモリ、回路等の特別な部品を用意することなく、安定した色ずれ補正を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係るカラー画像形成装置は、各色の画像間の位置ずれを補正する色ずれ補正機能を有するとともに、転写材を保持して搬送可能な搬送部材を備えた装置であって、画像形成手段と、第１検知手段と、２値化手段と、第２検知手段と、閾値調整手段とを備えている。画像形成手段は、各色の現像剤を用いて搬送部材上の転写材に対し画像形成を行う。第１検知手段は、搬送部材近傍に配置され、転写材に形成された画像を検知した場合に、検知された濃度に応じた波形の第１検知信号を出力する。２値化手段は、第１検知信号が入力され、入力された第１検知信号を所定の閾値に従って２値化する。第２検知手段は、搬送部材近傍に配置され、搬送部材の表面濃度を地肌値として検知可能であり、検知された地肌値に応じた第２検知信号を出力可能である。閾値調整手段は、２値化手段からの第１検知信号と、第２検知信号とが入力されるとともに、第２検知信号からの地肌値が閾値より大きい場合に、閾値が地肌値を超えるよう閾値を調整する。
【００１４】
カラー画像形成装置では、一般に、搬送部材は、印刷回数が増えるにつれその表面に現像剤が付着して地肌値が徐々に上昇する。したがって、第１検知手段からの信号は、ベースラインが上方にシフトしてしまい、転写材上に画像が検知されない場合であっても、やがて常に閾値を超えた状態となり、２値化されなくなる。
【００１５】
そこで、請求項１の装置では、地肌値が閾値より大きい場合には、閾値を搬送部材の地肌値を超えるよう変更することで、第１検知信号を確実に２値化させ、これにより、搬送部材の地肌値が上昇したり、経時変化によって第１検知手段からの出力が変化したりしても、これらに影響されることなく、安定していろずれ検出を行うことができる。
【００１６】
また、ここでは、第１検知信号を２値化して色ずれ検出するカラー画像形成装置において既存の構成である２値化手段の閾値を調整するようにしたことから、従来のように特別なメモリ、回路等を別途設ける必要がなく、コスト的に有利である。
【００１７】
なお、本発明において、カラー画像形成装置には、タンデム式のもののみでなく、１ドラム式のものも含まれる。また、搬送部材には、搬送転写ベルトのみでなく、通常の印刷時にも表面に画像が形成される中間転写ベルトも含まれる。
【００１８】
さらに、第１検知手段と第２検知手段とは、例えば、互いに別体のセンサに設けられても良く、また、１つのセンサにおいて２つの機能として実現されるものであっても良い。
【００１９】
請求項２に係るカラー画像形成装置は、請求項１の装置において、第１検知手段は、搬送部材上に形成される色ずれ補正用画像を検知するためのレジストセンサである。第２検知手段は、搬送部材上に形成される濃度補正用画像を検知するため濃度センサである。
【００２０】
カラー画像形成装置は、一般に、色ずれ補正のためのレジストセンサのほか、転写材上の画像の濃度を補正するための濃度センサを備えている。
【００２１】
請求項２の装置では、このような従来のカラー画像形成装置において既存の構成である濃度センサを、搬送部材の地肌値を検知するための第２検知手段として用いたことで、地肌値を検知するための専用の部品等を別途用意する必要がなく、コスト的に有利である。
【００２２】
請求項３に係るカラー画像形成装置は、請求項１の装置において、第２検知手段は、搬送部材上に形成される色ずれ補正用画像を検知するとともに第１検知手段としても機能するレジストセンサである。
【００２３】
この装置では、色ずれ補正用のレジストセンサにおいて、第１検知手段及び第２検知手段の両方の手段が機能するよう構成されているので、コスト的に有利である。
【００２４】
請求項４に係るカラー画像形成装置の色ずれ補正用前処理方法は、各色の画像間の位置ずれを補正する色ずれ補正機能を有するとともに、転写材を保持して搬送可能な搬送部材を備えたカラー画像形成装置において行われる方法であって、画像形成ステップと、第１検知ステップと、２値化ステップと、第２検知ステップと、閾値調整ステップとを含む。画像形成ステップでは、各色の現像剤を用いて搬送部材上の転写材に対し画像形成を行う。第１検知ステップでは、搬送部材近傍に配置される第１検知手段において、転写材に形成された画像が検知された場合に、検知された濃度に応じた波形の第１検知信号を出力する。２値化ステップでは、第１検知信号が入力され、入力された第１検知信号を所定の閾値に従って２値化する。第２検知ステップでは、搬送部材近傍に配置され、搬送部材の表面濃度を地肌値として検知可能な第２検知手段において、検知された地肌値に応じた第２検知信号を出力する。閾値調整ステップでは、２値化ステップを経た第１検知信号と、第２検知信号とが入力されるとともに、第２検知信号からの地肌値が閾値より大きい場合に、閾値が地肌値を超えるよう閾値を調整する。
【００２５】
この方法では、請求項１に記載ののカラー画像形成装置と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、地肌値が閾値より大きい場合には、閾値を搬送部材の地肌値を超えるよう変更することで、第１検知信号を確実に２値化させ、これにより、搬送部材の地肌値が上昇したり、経時変化によって第１検知手段からの出力が変化したりしても、これらに影響されることなく、安定していろずれ検出を行うことができる。
【００２７】
また、本発明によれば、第１検知信号を２値化して色ずれ検出するカラー画像形成装置において既存の構成である２値化手段の閾値を調整するようにしたことから、従来のように特別なメモリ、回路等を別途設ける必要がなく、コスト的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜カラープリンタの構成＞
図１及び図２に、本発明の一実施形態が採用されたタンデム式カラープリンタ１を示す。
【００２９】
このカラープリンタ１は、各色の画像間の位置ずれを補正する色ずれ補正機能を有するプリンタであって、画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ（画像形成手段）と、各色のトナー容器３Ｋ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｍと、搬送転写ベルト４（搬送部材）と、各色に対応する転写ローラ５Ｋ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｍと、定着部８と、レジストセンサ７（第１検知手段）と、濃度センサ１２（第２検知手段）と、制御部９と、２値化回路１１（２値化手段）と、他の入出力部とを備えている。
【００３０】
画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍは、用紙搬送方向の先端側（下流側）から順に並べて配置されており、それぞれブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各トナーを用いて用紙に対し画像形成を行う。画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍはそれぞれ、像担持体としてのアモルファスシリコン等からなる感光層を有する感光体ドラム２１を有しており、各感光体ドラム２１の周囲には帯電器２３、露光器２５、現像装置２７及びクリーニング機構２９が配置されている。
【００３１】
また、画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍは、図３に示すように、搬送転写ベルト４の表面に直接、各色のトナーを用いてレジストパッチ４３を形成可能である。なお、図３において、矢印は、用紙搬送方向を示す。
【００３２】
搬送転写ベルト４は、駆動ローラ３１と従動ローラ３３との間に掛け渡されて循環駆動される無端ベルトであり、給紙機構６から給紙搬送路３７を介して搬送されてきた用紙をその表面に吸着してほぼ水平方向に搬送する。
【００３３】
転写ローラ５Ｋ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｍはそれぞれ、搬送される用紙に各色のトナー画像を転写するためものであり、搬送転写ベルト４を介して各画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍに対向するように配置されている。
【００３４】
定着部８は、内部にヒータを有する加熱ローラ及び加熱ローラに押圧される加圧ローラを有している。
【００３５】
レジストセンサ７は、発光素子としての発光ダイオードと、受光素子としてのフォトダイオードとを有する反射型フォトセンサであり、画像形成部２Ｋの下流側の搬送転写ベルト４近傍の用紙幅方向両端部の２カ所に配置されている。レジストセンサ７は、発光素子から搬送転写ベルト４の表面に光を照射し、搬送転写ベルト４の表面に形成されたレジストパッチ４３での反射光を受光素子で受光して、レジストパッチ４３の濃度に応じた出力電圧の第１検知信号（図４、図６乃至図８のSn1）を出力する。
【００３６】
第１検知信号は、色ずれ補正のために用いられる信号であり、レジストパッチ４３の濃度に比例するとともにレジストセンサ７に対する光量制御電圧（図４のVled）に比例する出力電圧（図６乃至図８のVout）で出力され、後述する地肌値に相当するベースライン（図５及び図６のVb）と、レジストパッチ４３の濃度に対応するピーク（図６のVsはその最高値）とを有している。
【００３７】
レジストパッチ４３は、搬送転写ベルト４の用紙幅方向両端部において、それぞれブラック、イエロー、シアン、マゼンタの順に並ぶ４本の斜め線及び４本の横線（用紙幅方向線）で１対のものとして複数対が形成される。
【００３８】
濃度センサ１２は、レジストセンサ７と同様に発光素子及び受光素子を有する反射型のフォトセンサであり、図３に示すように、２つのレジストセンサ７の用紙幅方向間に配置されている。濃度センサ１２は、搬送転写ベルト４での反射光を受光して、図５に示すように、搬送転写ベルト４表面の濃度に応じた出力電圧Vbの第２検知信号（図４及び図５のSn3）を出力する。
【００３９】
第２検知信号は、濃度補正のために用いられる信号であり、搬送転写ベルト４の表面の濃度である地肌値に比例する出力電圧（図５及び図６のVb）を出力する。
【００４０】
制御部９は、ＣＰＵ、メモリ及び他の制御回路を含むマイクロコンピュータで構成される。メモリには、外部に接続されたＰＣ等から送られる画像データが保存されるとともに、ＣＰＵに実行される各種制御プログラム、画像処理プログラム等が格納されている。制御部９は、ここでは、閾値調整手段９ａ及び色ずれ補正手段９ｂとして機能する。
【００４１】
閾値調整手段９ａとしての制御部９は、レジストセンサ７からは２値化回路１１を経由した第１検知信号と、第２検知信号とが入力されるとともに、第２検知信号からの地肌値が閾値より大きい場合は、２値化回路１１の閾値電圧（図４、図６乃至図８のVth）が地肌値を超えるよう閾値を調整する。
【００４２】
具体的には、新たな閾値は、下記式によって算出される。
［数１］
Vth＝Vb＋α
ここで、α＝（Vs−Vb）／２
なお、制御部９は、図８に示すように、第１検知信号のピークと閾値電圧との交点である立ち上がりエッジ位置ａと立ち下がりエッジ位置ｂの位置を基にパッチ位置を特定する。
【００４３】
色ずれ補正手段９ｂとしての制御部９は、電源投入時や、プリンタ１内の温度が所定の温度を超えた場合、或いは、所定時間内に所定枚数の印刷が行われた場合に、色ずれ補正を行う。具体的には、レジストパッチ４３に対する、閾値調整手段９ａにより調整された２値化された第１検知信号を基に、色ずれ量を算出し、その結果を基に補正を行う。
【００４４】
より具体的には、第１検知信号に基づいて、傾き、副走査及び主走査の３種の色ずれ量を調整することで行われる。傾き色ずれ量は、主走査方向（用紙幅方向）に並ぶ同色の横線パッチの位置を基に算出される。副走査色ずれ量は、副走査方向（用紙搬送方向）に並ぶ各色の横線パッチの間隔を基に算出される。主走査色ずれ量は、副走査方向に並ぶ同色の斜め線パッチと横線パッチの間隔を基に算出される。
【００４５】
そして、これらの算出結果を基に、制御部９は、画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの各露光器２５に対し、ずれ量に応じて画像データの書き込みのタイミングを変更することで、色ずれを補正する。
【００４６】
２値化回路１１は、レジストセンサ７からの第１検知信号を２値化するためのものであり、図４に示すように、制御部９とレジストセンサ７との間に配置されている。２値化回路１１は、図５乃至図７に示すように、予め設定された又は調整された閾値電圧に従って第１検知信号の出力電圧を２値化し、第１検知信号（図６及び図８のSn2）を制御部９に出力する。
【００４７】
カラープリンタ１はまた、他の入出力部として、給紙機構６、排出部１０、通信部（図示せず）等をさらに備えている。給紙機構６は、画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍに用紙を給紙するための機構である。排出部１０は、定着部８を通過した用紙が排出搬送路３９を通ってプリンタ１の上面に排出させるものである。
【００４８】
＜カラープリンタの動作＞
次に、図９に基づいて、カラープリンタ１の動作について説明する。
【００４９】
このカラープリンタ１では、電源投入時や、プリンタ内の温度が所定の温度を超えた場合などに自動的に色ずれ補正が行われる。
【００５０】
このとき、画像形成部２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍにより、循環駆動する搬送転写ベルト４上に、レジストパッチ４３が形成され（Ｓ１）、レジストセンサ７により検知されると（Ｓ２）、第１検知信号が２値化回路１１に入力される。
【００５１】
ここで、図６に示すように、第１検知信号のベースラインが閾値電圧以下であれば（Ｓ３のYes）、２値化され（Ｓ４）、次いで、レジストパッチ４３のパッチ位置が特定される（Ｓ５）。
【００５２】
一方、２値化回路において、図７に示すように、第１検知信号の出力電圧が閾値電圧を超えない場合は（Ｓ３のNo）、濃度センサ１２において、搬送転写ベルト４の濃度が検知され、第２検知信号が制御部９に入力されて、地肌値が取得されるとともに（Ｓ４）、制御部９において、閾値電圧が、地肌値を超えるまで増大される（Ｓ６）。これにより、２値化可能となり、図７に示すように２値化される（Ｓ５）。
【００５３】
この後、レジストパッチのパッチ位置が特定されたあと、制御部９において、色ずれ量が算出され（Ｓ７）、算出結果に応じて色ずれ補正が行われる（Ｓ８）。
【００５４】
以上のカラープリンタ１によれば、第２検知信号からの地肌値が閾値より大きい場合は、閾値を搬送部材の地肌値を超えるよう変更することで、第１検知信号を確実に２値化させ、これにより、搬送部材の地肌値が上昇したり、経時変化によって第１検知手段からの出力が変化したりしても、これらに影響されることなく、安定していろずれ検出を行うことができる。
【００５５】
また、本発明によれば、第１検知信号を２値化して色ずれ検出するカラー画像形成装置において既存の構成である２値化手段の閾値を調整するようにしたことから、従来のように特別なメモリ、回路等を別途設ける必要がなく、コスト的に有利である。
【００５６】
＜他の実施形態＞
（ａ）閾値調整手段において、新たな閾値は、地肌値を超えかつ第１検知信号のピークの最高値より小さければ、上記式で算出されるものに限定されず、例えば、上記式において、αをレジストセンサ７のノイズレベルVnの２倍としても良い。
【００５７】
（ｂ）第２検知手段は、濃度センサに代えて、第１検知手段としても機能するレジストセンサが機能するよう構成されても良い。この場合、第２検知信号は、２値化回路を介さずに直接制御部に入力される。
【００５８】
（ｃ）第１検知手段は、反射型フォトセンサに限定されず、透過型フォトセンサ等、他の手段が採用されても良い。
【００５９】
（ｄ）カラー画像形成装置は、タンデム式のものに限定されず、１ドラム式のものであっても良い。
【００６０】
（ｅ）カラー画像形成装置は、プリンタ機能に代えて又は併せて、複写機、ファクシミリ装置としての機能を有するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態が採用されたカラー画像形成装置を示す縦断面図。
【図２】前記カラー画像形成装置の構成を模式的に示すブロック図。
【図３】前記カラー画像形成装置の搬送部材をその周辺部品及びレジストパッチと共に示す平面図。
【図４】前記カラー画像形成装置での要部での信号の入出力関係等を示す概念図。
【図５】前記カラー画像形成装置での印刷枚数と搬送部材の地肌値との関係を示す図。
【図６】前記搬送部材が初期状態にある場合の前記第１検知信号の波形図。
【図７】色ずれ調整を行う前の前記第１検知信号の波形図。
【図８】色ずれ調整を行った後の前記第１検知信号の波形図。
【図９】前記カラー画像形成装置の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００６２】
１  カラープリンタ（カラー画像形成装置）
２Ｋ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ  画像形成部（画像形成手段）
４  搬送転写ベルト（搬送部材）
７  レジストセンサ（第１検知手段）
９ａ  閾値調整手段
１１  ２値化回路（２値化手段）
【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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