(57)【要約】【課題】  トナー容器のみを容易に交換することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成装置１０を、現像装置４０に供給するためのトナーを収容し、画像形成装置本体１２の内部に着脱自在に装着されるトナー容器２０と、当該トナー容器２０内のトナーの残量を検知するトナーセンサ３３と、当該トナーセンサ３３を前記トナー容器２０に密着させつつ前記トナー容器２０の取り外し方向に付勢する付勢手段（バネ３０）と、前記トナー容器２０の取り外し方向への移動をロック又は解除するロック部材３４とを備える構成とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置に供給するためのトナーを収容し、画像形成装置本体の内部に着脱自在に装着されるトナー容器と、
当該トナー容器内のトナーの残量を検知するトナーセンサと、
当該トナーセンサを前記トナー容器に密着させつつ前記トナー容器の取り外し方向に付勢する付勢手段と、
前記トナー容器の取り外し方向への移動をロック又は解除するロック部材とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記付勢手段が前記トナー容器を付勢する位置は、その付勢位置から付勢方向に延長した直線が前記トナー容器の重心の近傍を通るような位置に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記ロック部材は、前記トナー容器の取り外し方向と略直交する方向に往復移動可能であってその往復移動によってトナー容器をロック又は解除することができるように構成され、かつ、当該ロック部材を付勢するロック部材付勢手段により、前記トナー容器をロックする方向に付勢されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記付勢手段は、前記ロック部材によるロックが解除されたときに、前記ロック部材によって再度ロックがかからない位置まで前記トナー容器を移動させるように構成されてい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、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置は、一般に、表面に静電潜像を形成する感光体ドラムと、この感光体ドラム上の静電潜像に選択的にトナーを付着させる現像装置と、この現像装置にトナーを供給するためのトナー容器とを備えている。
【０００３】
これら感光体ドラム、現像装置、及びトナー容器は、例えば特許文献１に示すように、いわゆるプロセスカートリッジとして一体化され、画像形成装置本体に着脱自在に取り付けられる種類のものがある。このようなプロセスカートリッジは、トナー容器内のトナー残量が少なくなったときに、新品と交換されるものである。
【特許文献１】特開２００１−１０９２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記のようなプロセスカートリッジ方式の画像形成装置においては、トナー残量が少なくなったときに、トナー容器だけでなく、これと一体となっている感光体ドラムや現像装置も一緒に交換する必要がある。このため、特に大型の画像形成装置においては、プロセスカートリッジの重量や大きさが増大する。しかも、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外す作業は、画像形成装置本体のカバー等を開放し、内部にあるプロセスカートリッジを、そのカバー開放部から抜き出すようにして行う必要があるため、前記のように重たくて大きいプロセスカートリッジでは、その交換作業が行い難いものとなっていた。
【０００５】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、トナー容器のみを容易に交換することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、現像装置に供給するためのトナーを収容し、画像形成装置本体の内部に着脱自在に装着されるトナー容器と、当該トナー容器内のトナーの残量を検知するトナーセンサと、当該トナーセンサを前記トナー容器に密着させつつ前記トナー容器の取り外し方向に付勢する付勢手段と、前記トナー容器の取り外し方向への移動をロック又は解除するロック部材とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
この画像形成装置によれば、現像装置に供給するためのトナーを収容するトナー容器が、画像形成装置本体の内部に着脱自在に装着されているため、当該トナー容器内のトナーの残量が少なくなったとき、ユーザは、トナー容器のみを取り外して新品と交換することができる。さらに、トナーセンサを介してトナー容器をその取り外し方向に付勢する付勢手段と、トナー容器の取り外し方向への移動をロック又は解除するロック部材とが設けられていることにより、ユーザがロック部材によるロックを解除すれば、付勢手段による付勢力によってトナー容器がその取り外し方向にポップアップされるため、ユーザは、トナー容器の取り外し作業を容易に行うことができる。さらにまた、前記付勢手段がトナーセンサをトナー容器に密着させつつ付勢していることにより、トナーセンサとトナー容器との間に隙間が生じないようになっているため、特にトナーセンサが磁気センサである場合に、トナーセンサの精度を安定・向上させることができる。
【０００８】
この構成においては、前記付勢手段が前記トナー容器を付勢する位置を、その付勢位置から付勢方向に延長した直線が前記トナー容器の重心の近傍を通るような位置に設定することが好ましい。これにより、トナー容器が付勢手段によってポップアップされる際の姿勢を安定させることができる。
【０００９】
また、前記ロック部材を、前記トナー容器の取り外し方向と略直交する方向に往復移動可能であってその往復移動によってトナー容器をロック又は解除することができるように構成し、さらに、このロック部材を付勢するロック部材付勢手段を設けることにより、前記ロック部材を、前記トナー容器をロックする方向に付勢するようにしてもよい。このようにすれば、前記トナー容器の取り外し方向と略直交する方向に往復移動するロック部材によって確実にトナー容器をロック又は解除することができ、また、ロック部材がトナー容器をロックしたときは、ロック部材付勢手段によってそのロック状態を安定して保持することができる。
【００１０】
また、前記付勢手段は、前記ロック部材によるロックが解除されたときに、前記ロック部材によって再度ロックがかからない位置まで前記トナー容器を移動させるように構成するのが好ましい。これより、ユーザは、一旦ロック部材をロックが解除される方向に動かせば、その後再度ロックをかけてしまうことがないため、トナー容器の取り外し作業を、より容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の画像形成装置によれば、トナー容器のみを容易に交換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。本図に示すように、画像形成装置１０は、印刷処理に供する用紙Ｐを貯留するとともに、貯留された用紙Ｐの束から１枚ずつ用紙をピックアップできるように構成された給紙ユニット６０と、この給紙ユニット６０から供給された用紙Ｐに対して画像の転写処理を施す転写ユニット１８と、この転写ユニット１８で転写処理の施された用紙Ｐに対して定着処理を施す定着ユニット７６とが、画像形成装置本体１２に内装されることによって構成されている。
【００１４】
前記給紙ユニット６０は、用紙Ｐを束状に貯留する用紙カセット６２と、この用紙カセット６２の一端側（図１の右側）の上部に設けられ、用紙Ｐの束から１枚ずつ用紙を繰り出させる大径の給紙ローラ６４と、この給紙ローラの上部に設けられた小径の搬送コロ６６とから構成されている。これら給紙ローラ６４および搬送コロ６６の駆動によって用紙カセット６２から繰り出された用紙Ｐは、下流側（図１の左側）に設けられたレジストローラ対６８を介して転写ユニット１８に給紙されるようになっている。
【００１５】
前記転写ユニット１８は、コンピュータ等から電送された画像情報に基づき用紙Ｐに転写処理を施すものであり、周面に感光体層を有する感光体ドラム７０と、この感光体ドラム７０とローラ対を成す転写ローラ７１と、前記感光体ドラム７０に対向して設けられた現像装置４０と、この現像装置４０の上部に設けられたトナー容器２０とから構成されている。
【００１６】
前記感光体ドラム７０は、図１において時計方向に回転するように構成されており、この感光体ドラム７０の周囲には、帯電装置７２、露光装置７４、及びクリーニング装置７５が配設されている。感光体ドラム７０は、まず帯電装置７２によって周面が一様に帯電され、次いで露光装置７４によって、その帯電後の周面に、コンピュータ等の外部の機器から電送されてきた画像データに基づく光（例えばＬＥＤ光や半導体レーザ）の照射を受ける構成となっている。これにより、感光体ドラム７０の周面のうち光が照射された部分のみ電荷が消去され、当該感光体ドラム７０の周面に静電潜像が形成される。そして、後述する用紙Ｐへの転写処理後、感光体ドラム７０の周面に残留しているトナーは、クリーニング装置７５によって取り除かれるようになっており、そのように清浄化された感光体ドラム７０の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電装置７２へ向かうことになる。
【００１７】
前記トナー容器２０は、一成分磁性トナーを収容する容器であり、収容したトナーを前記現像装置４０に供給するものである。なお、詳細は後述するが、このトナー容器２０は前記現像装置４０に着脱（交換）自在に取り付けられている。すなわち、ユーザは、トナー容器２０内のトナーの残量が少なくなったときは、トナー容器２０を単体で交換することが可能である。また、このトナー容器２０の交換を行うときのため、前記画像形成装置本体１２の上部には、一端を支点に回転可能な上部カバー１６が形成されている。前記トナー容器２０の交換は、この上部カバー１６を開放した状態（図１の一点鎖線に示す状態）で行い得るようになっている。また、前記現像装置４０は、前記トナー容器２０から供給されたトナーを、所定の経路を経由させて前記感光体ドラム７０上の静電潜像に付着させることにより、当該感光体ドラム７０の周面にトナー像を形成させるものである。なお、これらトナー容器２０と現像装置４０の詳細構造については後で説明する。
【００１８】
前記転写ローラ７１は、感光体ドラム７０の直下位置に送り込まれた用紙Ｐに対して当該感光体ドラム７０の周面に形成されているプラスに帯電したトナー像を用紙Ｐに転写させるものであり、トナー像の電荷と逆極性であるマイナスの電荷を用紙Ｐに付与するとともに、その用紙Ｐを感光体ドラム２１との間で押圧挟持することにより、前記トナー像を用紙Ｐに転写させる。
【００１９】
前記定着部７６は、画像転写ユニット１８においてトナー像が転写された用紙Ｐに対し熱定着処理を施すものであり、内部に発熱体が装着されたヒートローラ７６ａと、このヒートローラ７６ａの下部に対向配置された加圧ローラ７６ｂとを有している。そして、これらヒートローラ７６ａと加圧ローラ７６ｂとの間を通過することによって定着処理の施された用紙Ｐは、さらに排紙搬送路７８を通って、画像形成装置本体１２の頂部に形成された排紙トレー１４へ排出されることになる。
【００２０】
次に、前記トナー容器２０と前記現像装置４０の詳細構造、及びその取付機構について、図２〜図６を用いて詳細に説明する。図２は、トナー容器２０及び現像装置４０の断面図、図３は、トナー容器２０単体の状態を示す斜視図、図４は、トナー容器２０とロック部材３４の組立て状態を示す斜視図、図５は、図４の一部拡大図、図６は、トナー容器２０、ロック部材３４、現像装置４０の組立て状態（トナー容器２０が中途半端に取り外された状態）を示す斜視図である。
【００２１】
まず、前記現像装置４０について、図２を用いて説明する。本図に示すように、現像装置４０は、トナーを撹拌する撹拌スクリュ４８，５０と、この撹拌スクリュ４８，５０からトナーの供給を受けてトナー層を周面に形成する現像ローラ５２とが、ケース４２の内部に所定の位置関係で配設されることにより構成されている。
【００２２】
前記撹拌スクリュ４８は、前記ケース４２のうちこの撹拌スクリュ４８の上部にあたる部分に形成されたトナー授受孔４４を通じてトナーの供給を受け、その供給されたトナーを撹拌することによってトナーを摩擦帯電させる。この撹拌スクリュ４８と、これに隣接する前記撹拌スクリュ５０との間には、仕切板４５が設けられており、さらにこの仕切板４５には、連絡孔４５ａが設けられている。撹拌スクリュ４８によって撹拌されたトナーは、この連絡孔４５ａを通って、撹拌スクリュ５０へ供給される。
【００２３】
前記撹拌スクリュ５０は、前記連絡孔４５ａを通じて供給されたトナーを、さらに撹拌しつつ前記現像ローラ５２へ供給する。
【００２４】
前記現像ローラ５２は、内部に磁性体を有しており、前記撹拌スクリュ５０からトナーの供給を受けると、内部の磁性体に基づく磁力によって周面にトナーを担持する。そして、現像ローラ５２に担持されたトナーは、図略の規制ブレードによってその厚みが規制され、それによって現像ローラ５２の周面に一定厚みのトナー層が形成される。現像ローラ５２は、その周面に形成されたトナー層を前記感光体ドラム７０に対向する位置まで移送するとともに、当該感光体ドラム７０上に形成された静電潜像に選択的にトナーを飛翔させることにより、感光体ドラム７０上にトナー像を形成する。
【００２５】
次に、前記トナー容器２０の詳細について説明する。トナー容器２０は、図２に示すように、上部容器２１と下部容器２２とがフランジ部２３において接合されることにより構成されており、その内部にトナーが装填されている。このうち下部容器２２の底部は、２つの円弧を連ねたような形状を有しており、この下部容器２２に形成された２つの円弧部のうち前記現像装置４０側（図面の左側）の円弧部に、当該現像装置４０にトナーを供給するための孔であるトナー供給孔２８が形成されている。トナー容器２０は、前記現像装置４０のトナー授受孔４４の直上部にこのトナー供給孔２８が位置するように配置されており、このトナー供給孔２８及びトナー授受孔４４を通じて、前記現像装置４０にトナーを供給するようになっている。また、前記下部容器２２には、図２及び図３に示すように、壁面２２ａから突出する突出部材２４が形成されている。この突出部材２４は、後述するロック部材３４と係合するための部材であり、筒状の突起物である突起部２４ａと、この突起部２４ａの上面と一体化しているリブ２４ｂとから構成される。
【００２６】
また、前記トナー容器２０の内部には、図２に示すように、トナーを効率よくかつ残らず前記現像装置４０に供給するためのものとして、前記下部容器２２の底部に形成された２つの円弧形状に沿って回転するトナー送り部材２５，２６が配設されている。
【００２７】
一方、前記トナー容器２０の外部には、トナー容器２０内のトナーの残量を検知するためのトナーセンサ３３が配置されている。このトナーセンサ３３は、センサヘッド３１と、このセンサヘッド３１を覆うセンサカバー３２とから構成されている。このうちセンサヘッド３１には、図略の磁気センサ（透磁率の変化を電圧の変化として検知するセンサ）が内蔵されており、トナー容器２０内のトナーの残量を、トナーの磁性を利用することによって検知することができるようになっている。そして、トナーの残量が少ないときは、その検出結果が、画像形成装置１０の表示部（図示省略）に表示され、ユーザは当該表示に応じて、トナー容器２０の交換を行う。
【００２８】
前記トナーセンサ３３は、トナー容器２０の底部外面に当接する状態で配置されている。このため、前記現像装置４０のケース４２には、前記トナー容器２０の底部に対応する位置に、開口４３が設けられており、トナーセンサ３３は、この開口４３に頂部が挿入される状態で、トナー容器２０の底部外面に当接している。そして、このトナーセンサ３３は、バネ３０を介して前記画像形成装置本体１２に支持されている。このようにバネ３０を用いる第一の理由は、バネ３０の付勢力によってトナーセンサ３３をトナー容器２０の底部外面に密着させることにより、トナーセンサ３３とトナー容器２０との間に隙間が生じないようにし、それによって前記トナーセンサ３３の精度を向上・安定化させるためである。第二の理由は、トナー容器２０を、図示の矢印で示すトナー容器２０の取り外し方向（図１において、トナー容器２０を、画像形成装置本体１２の上部カバー１６を開放した部分から取り出す方向）に付勢することにより、ユーザの行うトナー容器２０の交換作業を補助するためである。
【００２９】
一方、前記トナー容器２０は、前記突出部材２４に係合するロック部材３４によって、トナー容器２０の取り外し方向への移動が阻止（ロック）されている。このロック部材３４は、トナー容器２０の左右方向（図２のおいて紙面に垂直な方向）にスライド可能となっており、それによってトナー容器２０をロック又は解除する構成となっている。図２では、トナー容器２０がロック部材３４によってロックされた状態を示しているが、その状態からロック部材３４によるロックを解除すると、前記バネ３０の付勢力により、バネ３０のストロークＳの分だけ、トナー容器２０がその取り外し方向にポップアップされるようになっている（図２の一点鎖線の状態）。このとき、前記バネ３０が、トナーセンサ３３を介してトナー容器２０を付勢する位置は、その付勢位置から付勢方向に延長した直線Ａが、トナー容器２０の重心Ｇの近傍を通るような位置に設定されている。（従って、図４にも示すが、バネ３０の付勢位置は、トナー容器２０の左右方向においてはその中央付近に設定されている。）このため、トナー容器２０は、安定した姿勢でポップアップされるようになっており、例えば図６に示すような、不安定な姿勢にならないようになっている。
【００３０】
前記ロック部材３４は、図４に示すように、トナー容器２０の壁面２２ａに平行に配された板状の部材であり、その裏面の上部に、トナー容器２０の突出部材２４と係合する２つの係合爪３６を有することにより、トナー容器２０をロックするように構成されている。そして、ロック部材３４は、トナー容器２０の取り外し方向（図２）と略直交する方向である左右方向（図４のＸ−Ｘ方向）にスライド可能な状態で、かつ、上下方向（図４のＹ−Ｙ方向）には固定された状態で、前記現像装置４０のケース４２（図２、図６）に支持される。そして、ロック部材３４は、右方（図４の＋Ｘ方向）にスライドすることにより、係合爪３６を前記トナー容器２０の突出部２４に係合させてトナー容器２０を確実にロックすることができ、また、反対の左方（図４の−Ｘ方向）にスライドすることにより、係合爪３６の係合を解除してトナー容器２０のロック状態を解除することができる。このロック部材３４をスライドさせる作業は、ロック部材３４の上部に設けられた操作レバー３５を操作することによって容易に行えるようになっている。さらに、ロック部材３４の左端（図４の−Ｘ方向の端部）には、ロック用バネ３７が取り付けられている。これにより、ロック部材３４は、常にトナー容器２０をロックする方向である右方に付勢されている。このため、一旦ロック部材３４がトナー容器２０をロックすると、その状態が安定して保持されるようになっている。なお、このロック用バネ３７の左端は、前記現像装置４０のケース４２（図２、図６）に支持されている。
【００３１】
次に図５を用いて、前記ロック部材３４がトナー容器２０をロックした状態と、そのロックを解除した状態について説明する。図５（ａ）は、図４におけるＢ部の拡大図であり、ロック部材３４がトナー容器２０をロックした状態を示している。本図に示すように、ロック状態におけるロック部材３４は、裏面に形成された係合爪３６を、トナー容器２０の突出部材２４に係合（より詳しくは、突出部材２４を構成する突起部２４ａとリブ２４ｂのうち、突起部２４ａの上面に係合）させることにより、トナー容器２０の上方（図５の＋Ｙ方向）への移動を阻止している。そしてこの状態から、ユーザがロック部材３４の操作レバー３５（図４）を左方（図５の−Ｘ方向）に操作すると、図５（ｂ）に示すロック解除状態となる。本図に示すように、ロック解除状態では、ロック部材３４が左方に移動することにより、係合爪３６と突出部材２４との係合が解除される。すると、トナー容器２０を上方へ付勢する前記バネ３０（図２）の付勢力によって、前記バネ３０のストロークＳの分だけ、トナー容器２０は図示のように上方へ移動する。このとき、前記バネ３０のストロークＳの設定により、突起部２４ａの左下角部２４１ａは、係合爪３６の上部に形成された円弧状の周面３６ａと同様の高さまで移動するようになっている。従って、ユーザが操作レバー３５（図４）を手離すことによって、ロック部材３４がロック用バネ３７の付勢力を受けて右方へ戻ろうとしても、再び図５（ａ）に示すロック状態に戻ることがないようになっている。すなわち、ロック部材３４が右方へ戻ろうとすると、係合爪３６の周面３６ａが突起部２４ａの角部２４１ａに当接してその角部２４１ａを押圧し、これによって突起部２４ａが周面３６ａの円弧形状に沿って相対移動させられる（上方へ押し上げられる）ため、再び図５（ａ）のロック状態に戻ることがない。このことから、ユーザは、ロック部材３４の操作レバー３５を操作することによって、ロック部材３４をそのロック状態を解除する方向（図例では左方）に１回動かしさえすれば、その後操作レバー３５を手離しても再度ロックをかけてしまうことがない。このため、ユーザは、トナー容器２０の交換作業を円滑に行うことができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１０によれば、現像装置４０に供給するためのトナーを収容するトナー容器２０が、画像形成装置本体１２の内部に（現像装置４０に）着脱自在に装着されているため、当該トナー容器２０内のトナーの残量が少なくなったとき、ユーザは、トナー容器２０のみを取り外して新品と交換することができる。さらに、トナーセンサ３３を介してトナー容器２０をその取り外し方向に付勢するバネ３０と、トナー容器２０の取り外し方向への移動をロック又は解除するロック部材３４とが設けられていることにより、ユーザがロック部材３４によるロックを解除すれば、バネ３０による付勢力によってトナー容器２０がその取り外し方向にポップアップされるため、ユーザは、トナー容器２０の取り外し作業を容易に行うことができる。さらにまた、バネ３０がトナーセンサ３３をトナー容器２０に密着させつつ付勢していることにより、トナーセンサ３３とトナー容器２０との間に隙間が生じないようになっているため、トナーセンサ３３の精度を安定・向上させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、トナー容器２０を付勢するためのものとしてバネ３０（図例ではコイルバネ）を用いたが、トナー容器２０を付勢できるものであればこれに限るものではなく、各種バネやその他の弾性体を用いることが可能である。
【００３４】
また、ロック部材３４がトナー容器２０をロックする機構は、トナー容器２０に突出部材２４を、またロック部材３４に係合爪３６を設けることによって構成したが、トナー容器２０がその取り外し方向に移動することをロックできるものであればこれに限るものではない。例えば、トナー容器２０に突出部材２４を設けなくても、ロック部材３４に、トナー容器２０の外周に形成された角部等に係合し得るような係合爪を設ければ、トナー容器２０をロックすることができる。また、トナー容器２０に孔を設け、ロック部材３４に、その孔に挿入し得るピンを設けるようにしてもよい。
【００３５】
さらにまた、トナーセンサ３３（センサヘッド３１）として磁気センサを用いたが、トナーの残量を検出できるものであればこれに限るものではなく、各種センサを用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】前記画像形成装置に装備される、トナー容器及び現像装置の詳細構造を示す断面図である。
【図３】前記トナー容器単体の状態を示す斜視図である。
【図４】前記トナー容器とこれをロックするロック部材の組立て状態を示す斜視図である。
【図５】図４におけるＢ部の拡大図であり、（ａ）はロック部材がトナー容器をロックしているロック状態を示し、（ｂ）はロック部材のロック状態が解除されたロック解除状態を示している。
【図６】前記トナー容器、ロック部材、現像装置の組立て状態（トナー容器が中途半端に取り外された状態）を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  画像形成装置
１２  画像形成装置本体
２０  トナー容器
３０  バネ（付勢手段）
３３  トナーセンサ
３４  ロック部材
３７  ロック用バネ（ロック部材付勢手段）
４０  現像装置
【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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