(57)【要約】【課題】  感光ドラムに対する、帯電ローラの帯電バイアスの印加時間を短くして、感光ドラムの寿命を延ばす。【解決手段】  現像高圧電源２５，２６によって現像スリーブ４１，４２に現像バイアスＶ２，Ｖ３を印加して感光ドラム１上の静電潜像を現像する。感光ドラム１上の画像領域の先端が現像部４１ａに到達したときに先に現像スリーブ４１にＶ２をオンし、現像スリーブ４１，４２間の長さをｙ、感光ドラム１の周速度をｖとしたときに、ｙ／ｖ後に現像スリーブ４２にＶ３をオンする。また、画像形成領域の後端が現像部４１ａに到達したときにＶ２をオフし、ｙ／ｖ経過後にＶ３をオフする。感光ドラム１に対する帯電バイアスの印加時間を短縮できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面の移動方向に沿っての上流側に配設された第１の現像剤担持体と、下流側に配設された第２の現像剤担持体とを備えた現像装置において、
前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加電源と、
前記現像バイアス印加電源を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記現像バイアスのオン又はオフの少なくとも一方の動作を、
前記第１の現像剤担持体での実行後、所定時間の後に、前記第２の現像剤担持体での実行を行なう、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像バイアスは、直流電圧である、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像バイアスは、直流電圧と交流電圧とが重畳されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記所定時間が、前記像担持体表面の画像形成領域の先端が前記第１の現像剤担持体を通過してから前記第２の現像剤担持体を通過するまでの時間である、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記画像形成領域の先端は、帯電手段により帯電された領域の先端である、
ことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記現像バイアスのオン時に、前記現像バイアスを漸増させる、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記現像バイアスのオフ時に、前記現像バイアスを漸減させる、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
移動可能な表面を有する像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーによって現像する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を他部材に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、
前記現像装置が、請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置である、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の現像剤担持体を有する現像装置、及びこれを備えたプリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数（２本）の現像スリーブを有する現像装置、及びこの現像装置を備えた画像形成装置が記載されている。
【０００３】
図９に示す画像形成装置は、感光ドラム１表面を帯電ローラ２で帯電し、露光装置３で露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置４で現像してトナー像を形成する。このトナー像を、矢印Ｋｐ方向に搬送されてくる転写材Ｐに転写ローラ５によって転写し、その後、定着装置７で定着して画像形成を行う。トナー像転写後に感光ドラム１表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置６によって除去する。
【０００４】
同図に示す現像装置４は、２本の現像スリーブ４１，４２、すなわち上流側の第１の現像スリーブ４１と下流側の第２の現像スリーブ４２とを有していて、それぞれ感光ドラム１と第１の現像部４１ａ、第２の現像部４２ａで接触している。また、帯電ローラ２には帯電高圧電源（帯電バイアス印加電源）２４によって所定の電圧（帯電バイアス）Ｖ１が印加され、現像スリーブ４１，４２には、現像高圧電源（現像バイアス印加電源）２５によって所定の電圧（現像バイアス）Ｖ２，Ｖ３が印加される。これらの電源２４，２５は、現像バイアスの大きさや、印加タイミングが制御手段２７によって制御される。
【０００５】
図２は、感光ドラム１、転写ローラ２、現像器４の位置関係を示す拡大図である。ここで感光ドラム１の回転方向を矢印Ｒ１方向、感光ドラム１と帯電ローラ２との接触部を帯電部２ａ、感光ドラム１と上流側の現像スリーブ４１ａとの接触部を第１の現像部４１ａ、感光ドラム１と下流側の現像スリーブ４２との接触部を第２の現像部４２ａ、感光ドラム１のプロセススピード（周速度）をｖとする。
【０００６】
また、感光ドラム１の回転方向に沿って測った、感光ドラム上の長さ（距離）について、帯電部２ａから第１の現像部４１ａまでの長さをｘ、第１の現像部４１ａから第２の現像部４２ａまでの長さをｙ、画像形成領域の長さ（画像形成領域の先端から後端までの長さ）をｚ（図３参照）とする。
【０００７】
図１０に、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のオン（起動）／オフ（停止）のタイムチャートを示す。なお、各電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、感光ドラム１の特性によって、極性が異なることがあるので、同図ではこれらの絶対値｜Ｖ１｜，｜Ｖ２｜，｜Ｖ３｜で示している。
【０００８】
【特許文献１】特許第２７９０９８８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、特許文献１によると、図９，図１０に示すように、２本の現像スリーブ４１，４２を同時のオン／オフされるため、オン時には、感光ドラム１上の帯電領域の先端が下流側の第２の現像部４２ａに到達したときに現像スリーブ４１，４２をオンする。このとき感光ドラム１上の画像形成領域の先端は上流側の第１の現像部４１ａに到達している。一方、オフ時には、帯電領域の後端が上流側の第１の現像部に到達したときに現像スリーブ４１，４２をオフする。このとき、現像領域の後端は下流側の第２の現像部４２ａに到達している。
【００１０】
このように、感光ドラム１上の画像形成領域の先端側と後端側には、それぞれ第１の現像部４１ａと第２の現像部４２ａとの長さｙに相当する長さだけ余分に帯電領域が形成されることになる。ここで、画像形成領域の長さがｚで、感光ドラム１のプロセススピードがｖの場合は、帯電ローラ２が画像形成領域を帯電するのに要する時間は、ｚ／ｖである。また、上述の長さｙに対応する時間は、ｙ／ｖとなる。すなわち、特許文献１の構成によると、帯電バイアスＶ１の印加時間が、ｙ／ｖの２倍だけ余分に必要であるということになる。
【００１１】
そして、帯電バイアスの印加時間については、帯電バイアスＶ１の電圧及び印加時間は印加電圧のおおよそ積分値として感光ドラムの寿命に大きく関係する。帯電バイアスＶ１の印加電圧が高い程、また印加時間が長い程、感光ドラムの寿命が短くなってしまうことになる。
【００１２】
そこで、本発明は、像担持体に対する帯電電圧の印加時間を短縮することのできる現像装置、及びこの現像装置を備えることで像担持体の寿命を延長するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、像担持体表面の移動方向に沿っての上流側に配設された第１の現像剤担持体と、下流側に配設された第２の現像剤担持体とを備えた現像装置において、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加電源と、前記現像バイアス印加電源を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記現像バイアスのオン又はオフの少なくとも一方の動作を、前記第１の現像剤担持体での実行後、所定時間の後に、前記第２の現像剤担持体での実行を行なう、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明は、移動可能な表面を有する像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーによって現像する現像装置と、前記像担持体上のトナー像を他部材に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置において、前記現像装置が、請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置である、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、複数の現像剤担持体のオン又はオフの少なくとも一方の実行時に、時間差を持って上流側の第１の現像剤担持体を先に、下流側の第２の現像剤担持体を後に実行することにより、像担持体に対する帯電バイアスの印加時間を少なくすることが可能となる。さらに、これにより、像担持体の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同じ符号を付したものは、同様の構成あるいは同様の作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明を適用することができる現像装置及び画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、同図はこの画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。
【００１８】
同図に示す画像形成装置は、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電手段）２、露光装置（潜像形成手段）３、現像器（現像手段）４、転写ローラ（転写手段）５、クリーニング装置（クリーニング手段）６が配設されている。また記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋｐ方向）に沿っての、転写ローラ５の下流側には、定着装置（定着手段）７が配設されている。
【００１９】
以下、順に詳述する。
【００２０】
像担持体としての感光ドラム１は、ドラム基体としての接地されたアルミニウムシリンダーの外周面に感光層を形成したものである。感光層としては、例えば有機感光体（ＯＰＣ）や、無機感光体（例えば、アモルファスシリコン）によって構成することができる。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２１】
帯電器としての帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に対して接触するように配設されており、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２には、帯電高圧電源（帯電バイアス印加電源）２４から所定の電圧（帯電バイアス）Ｖ１が印加され、これにより感光ドラム１表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。
【００２２】
帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３によって静電潜像が形成される。露光装置３としては、画像情報に基づいてオン／オフ制御されるレーザスキャナが使用される。露光装置３は、オン／オフ制御されたレーザ光Ｌによって帯電後の感光ドラム１表面を走査露光する。これにより感光ドラム１表面の露光部分の電荷が除去されて画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２３】
現像器４は、現像容器４０を有している。現像容器４０には、感光ドラム１表面に対向する部分に開口部が形成されていて、この開口部には、２本の現像剤担持体としての現像スリーブ４１，４２が配設されている。これら現像スリーブ４１，４２は、同形のものであり、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿っての上流側に現像スリーブ４１が配設され、下流側に現像スリーブ４２が配設されている。上流側の現像スリーブ４１には、第１の現像高圧電源（第１の現像バイアス印加電源）２５によって所定の電圧（現像バイアス）Ｖ２が印加され、また下流側の現像スリーブ４２には、第２の現像高圧電源（第２の現像バイアス印加電源）２６によって所定の電圧（現像バイアス）Ｖ３が印加される。これにより、感光ドラム１上の静電潜像は、現像剤中のトナーが付着され、トナー像として現像される。
【００２４】
このトナー像は、感光ドラム１と転写ローラ５との間に形成される転写部５ａにおいて、他部材としての転写材Ｐに転写される。転写材Ｐとしては、紙や透明フィルムが使用される。給紙カセット（不図示）に収納された転写材Ｐは、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ（いずれも不図示）等によって、感光ドラム１上のトナー像にタイミングを合わせるようにして、転写部５ａに供給される。このとき転写ローラ５には、転写高圧電源（不図示）から感光ドラム１上のトナー像を逆極性の電圧が印加され，これにより感光ドラム１上のトナー像が転写材Ｐ上に転写される。
【００２５】
トナー像転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナー（転写残トナー）がクリーニング装置６によって除去され、次の画像形成に供される。
【００２６】
一方、トナー像転写後の転写材Ｐは、定着装置７に搬送され、ここで加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、画像形成装置本体（不図示）の外部に排出される。これにより１枚の転写材Ｐの片面に対する画像形成（コピー）が終了する。
【００２７】
上述の高圧電源２４，２５，２６は、制御手段２７によって制御される。
【００２８】
図２は、感光ドラム１、転写ローラ２、現像器４の位置関係を示す拡大図である。ここで感光ドラム１の回転方向を矢印Ｒ１方向、感光ドラム１と帯電ローラ２との接触部を帯電部２ａ、感光ドラム１と上流側の現像スリーブ４１ａとの接触部を第１の現像部４１ａ、感光ドラム１と下流側の現像スリーブ４２との接触部を第２の現像部４２ａ、感光ドラム１のプロセススピード（周速度）をｖとする。なお、以下では、これらの接触部の幅（感光ドラム１の回転方向に沿った方向の長さ）は０であるものとして説明する。
【００２９】
また、感光ドラム１の回転方向に沿って測った、感光ドラム上の長さ（距離）について、帯電部２ａから第１の現像部４１ａまでの長さをｘ、第１の現像部４１ａから第２の現像部４２ａまでの長さをｙ、画像形成領域の長さ（画像形成領域の先端から後端までの長さ）をｚ（図３参照）とする。
【００３０】
図３に、帯電高圧電源２４による電圧Ｖ１、第１の現像高圧電源２５による電圧Ｖ２、第１の現像高圧電源２６による電圧Ｖ３のオン（起動）／オフ（停止）のタイムチャートを示す。なお、各電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、感光ドラム１の特性によって、極性が異なることがあるので、同図ではこれらの絶対値｜Ｖ１｜，｜Ｖ２｜，｜Ｖ３｜で示している。
【００３１】
図３に示すように、図２に示す感光ドラム１上の画像形成領域の先端が帯電部２ａに到達したとき（時間ｔ１）に、｜Ｖ１｜をオンする。ｔ１からｘ／ｖ経過後、すなわち画像形成領域の先端が図２の第１の現像部４１ａに到達したとき（時間ｔ２）に｜Ｖ２｜をオンする。さらに時間ｔ２からｙ／ｖ経過後、すなわち画像形成領域の先端が図２の第２の現像部４２ａに到達したとき（時刻ｔ３）に｜Ｖ３｜をオンする。画像形成領域の先端が帯電部２ａを通過した（時間ｔ１）後、ｚ／ｖ経過後（時間ｔ４）に、画像形成領域の後端が帯電部２ａを通過するので｜Ｖ１｜をオフする。その後、先端部の場合と同様に、時間ｔ４からｘ／ｙ経過後、すなわち画像形成領域の後端が図２の第１の現像部４１ａに到達したとき（時間ｔ５）に｜Ｖ２｜をオフする。さらに時間ｔ５からｙ／ｖ経過後、すなわち画像形成領域の後端が図２の第２の現像部４２ａに到達したとき（時刻ｔ６）に｜Ｖ３｜をオフする。
【００３２】
以上のように、画像形成領域の先端が第１の現像部４１ａと第２の現像部４２ａとの間を移動する時間（ｙ／ｖ）だけ、｜Ｖ２｜オンから｜Ｖ３｜オンまでのタイミングを遅くし、また｜Ｖ２｜オフから｜Ｖ３｜オフまでのタイミングを遅くすることにより、帯電ローラ２に電圧Ｖ１を印加する時間（帯電バイアス印加時間）を必要最小限のｚ／ｖとすることができる。
【００３３】
＜実施の形態２＞
図４に示すように、図２中の第１の現像部４１ａから第２の現像部４２ａまでの長さが短い場合、または感光ドラム１のプロセススピードｖが速い場合には、ｙ／ｖ（＝ｔ３−ｔ２）が短くなって、オン／オフ時に発生する現像スリーブ４１，４２間の電位差｜Ｖ２−Ｖ３｜が相互の現像スリーブ４１，４２に影響を与えてしまうことになる。
【００３４】
このような場合、図５に示すように、｜Ｖ１｜，｜Ｖ２｜，｜Ｖ３｜のオン時には、これらを漸増してそれぞれの立ち上げ時間（ｔ１´−ｔ１），（ｔ２´−ｔ２），（ｔ３´−ｔ３）を長くする。一方、｜Ｖ１｜，｜Ｖ２｜，｜Ｖ３｜のオフ時には、これらを漸減してそれぞれの立ち下げ時間（ｔ４´−ｔ４），（ｔ５´−ｔ５），（ｔ６´−ｔ６）を長くする。
【００３５】
このように設定することで、図５に示すように、｜Ｖ２｜−｜Ｖ３｜の値を抑制することが可能となる。例えば、立ち上げ時間、及び立ち下げ時間を、３ｙ／２ｖに設定することにより、｜Ｖ２｜−｜Ｖ３｜の値を、約６７％程度に抑制することができた。
【００３６】
また、このとき帯電バイアスの印加電圧積分値の増加分は、電圧（現像バイアス）Ｖ２、Ｖ３を同時にオン／オフした場合と比較して７５％程度に抑えることができる。
【００３７】
＜実施の形態３＞
図６に本実施の形態の画像形成装置を示す。同図に示すように、本実施の形態においては、現像スリーブ４１，現像スリーブ４２に電圧を印加する現像高圧電源２５Ａが共通化されて、構成が簡略化されている。
【００３８】
図７に、現像高圧電源２５Ａの構成の詳細を示す。現像高圧電源２５Ａによって、現像スリーブ４１，４２にそれぞれ直流成分（直流電圧）を重畳した交流成分（交流電圧）を印加する。このとき、交流電圧のみ感光ドラム１上の画像形成領域の先端または後端が第１の現像部４１ａ，第２の現像部４２ａを通過する時間差だけずらしてオン／オフする構成とした。図７に示すように、現像高圧電源２５Ａ内の直流電源Ｖｄｃを共通にし、交流電源をＶａｃ１，Ｖａｃ２を独立させた一般的な構成で実現することが可能である。
【００３９】
＜実施の形態４＞
図６に本実施の形態の画像形成装置を示す。同図に示すように、本実施の形態においては、現像スリーブ４１，現像スリーブ４２に電圧を印加する現像高圧電源２５Ｂが共通化されて、構成が簡略化されている。
【００４０】
図８に、現像高圧電源２５Ｂの構成の詳細を示す。現像高圧電源２５Ｂによって、現像スリーブ４１，４２にそれぞれ直流成分（直流電圧）を重畳した交流成分（交流電圧）を印加する。このとき、直流成分のみ感光ドラム１上の画像形成領域の先端または後端が第１の現像部４１ａ，第２の現像部４２ａを通過する時間差だけずらしてオン／オフする構成とした。図８に示すように、現像高圧電源２５Ｂ内の交流電源Ｖａｃを共通にし、直流電源をＶｄｃ１，Ｖｄｃ２を独立させた一般的な構成で実現することが可能である。
【００４１】
以上の説明では、現像剤担持体としての現像スリーブが２本ある場合を例に説明したが、２本以上の現像スリーブを有する場合も同様である。この場合には、それぞれ隣接する現像スリーブ間の距離の応じて、現像バイアスを印加する時間差を設定すればよい。
【００４２】
以上の説明では、説明を簡略化すべく、第１の現像部４１ａ及び第２の現像部４２ａに幅が無い場合を例に説明した。これに対して、第１の現像部４１ａの幅がＮ１、第２の現像部４２ａの幅がＮ２である場合には、上述の第１の現像スリーブ４１ａと第２の現像スリーブ４２との間の長さｙに代えて、第１の現像部４１ａの幅Ｎ１のうちの最上流側の位置から、第２の現像部４２ａの幅Ｎ２のうちの最下流側の位置までの長さ（距離）を用いればよい。
【００４３】
以上の説明では、１つの感光ドラムと、１つの現像器を備えた画像形成装置の場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、１つの現像器と複数（複数色）の現像器を備えた画像形成装置や、複数の感光ドラムとそれぞれの感光ドラムに対して１つの現像器を有するいわゆるタンデム型の画像形成装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】複数の現像スリーブを有する現像装置を備えた、実施の形態１の画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】感光ドラム、帯電ローラ、上流側の現像スリーブ、下流側の現像スリーブの位置関係を説明する図である。
【図３】実施の形態１における帯電バイアス｜Ｖ１｜、第１の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ２｜、第２の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ３｜のオン／オフを示すタイムチャートである。
【図４】実施の形態２の適用前における帯電バイアス｜Ｖ１｜、第１の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ２｜、第２の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ３｜のオン／オフ、及び｜Ｖ２｜−｜Ｖ３｜を示すタイムチャートである。
【図５】実施の形態２の適用後における帯電バイアス｜Ｖ１｜、第１の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ２｜、第２の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ３｜のオン／オフ、及び｜Ｖ２｜−｜Ｖ３｜を示すタイムチャートである。
【図６】複数の現像スリーブを有する現像装置を備えた、実施の形態３，４の画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図７】実施の形態３における現像高圧電源の構成を説明する図である。
【図８】実施の形態４における現像高圧電源の構成を説明する図である。
【図９】複数の現像スリーブを有する現像装置を備えた、従来の画像形成装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図１０】従来の帯電バイアス｜Ｖ１｜、第１の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ２｜、第２の現像スリーブに対する現像バイアス｜Ｖ３｜のオン／オフを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１          感光ドラム（像担持体）
２          帯電ローラ（帯電手段）
２ａ        帯電部
３          露光装置（潜像形成手段）
４          現像器（現像装置，現像手段）
２４        帯電高圧電源（帯電バイアス印加電源）
２５        現像高圧電源（現像バイアス印加電源）
２６        現像高圧電源（現像バイアス印加電源）
２７        制御手段
４１        第１の現像スリーブ（第１の現像剤担持体）
４１ａ      第１の現像部
４２        第２の現像スリーブ（第２の現像剤担持体）
４２ａ      第２の現像部
Ｒ１        感光ドラムの回転方向
【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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