(57)【要約】      （修正有）【課題】印字ヘッドの不吐出ノズルを吸引して回復する回復装置において、吸引するインクの廃液量を減少することができ、かつ吐出口面にインク残りが発生しない回復装置及びこれを備えたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクを吐出する吐出口を有する吐出口面に密着して、吐出口からインクを吸引するキャッピング手段１１の多孔質弾性部材１１０が中空の連続多孔質弾性体で形成され、回復動作が、１．キャップ部の多孔質弾性部材を吐出口へ当接し不吐出ノズルを覆う、２．多孔質弾性部材を圧縮、３．吸引、４，吸引停止及びキャップ部位置保持、５．多孔質弾性部材圧縮解除、６．空吸引、７．空吸引継続し多孔質弾性部材が吐出口から離間、である回復装置及びインクジェット記録装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、前記印字ヘッドの吐出口を被覆し、前記吐出口から吐出されたインクを回収するキャッピング手段とを有するインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段は、前記印字ヘッドの吐出口が設けられた吐出口面に当接可能であって、前記印字ヘッドの吐出口を開放する中空構造である連続気泡タイプの多孔質弾性部材と、前記多孔質弾性部材を収納するベース部材と、前記多孔質弾性部材の中空構造部に連通して前記印字ヘッドの吐出口からインクを吸引する吸引手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記多孔質弾性部材を前記印字ヘッドの吐出口面に対して付勢する、前記ベース部材に支持された付勢手段を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記多孔質弾性部材は、一つの吐出口を中心として近傍を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、請求項１乃至３の何れか１項に記載のキャッピング手段を有するインクジェット記録装置において、
前記ベース部材を支持し、前記キャッピング手段を移動させる移動手段と、
前記移動手段により、前記多孔質弾性部材を前記印字ヘッドの吐出口面に当接させ、
前記移動手段により、前記多孔質弾性部材を前記吐出口面に付勢して圧縮させ、
前記多孔質弾性部材を圧縮させた状態で、前記吸引手段により、前記印字ヘッドの吐出口からインクを吸引させる制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、請求項１乃至３の何れか１項に記載のキャッピング手段を有するインクジェット記録装置において、
前記ベース部材を支持し、前記キャッピング手段を移動させる移動手段と、
前記移動手段により、吐出口面に当接圧縮された前記多孔質弾性部材の圧縮を解除させながら、かつ前記多孔質弾性部材を前記吐出口面に当接させた状態で、前記吸引手段によりインクを吸引させ、
前記移動手段により、インクを吸引しながら前記多孔質弾性部材を前記吐出口面から離間させる制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、請求項１乃至３の何れか１項に記載のキャッピング手段を有するインクジェット記録装置において、
請求項４及び請求項５に記載の制御手段を有し、請求項４に記載の制御手段の制御の後に、前記多孔質弾性部材の圧縮状態を保ちつつ吸引を所定時間停止し、その後請求項５に記載の制御手段の制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関する。詳しくは、インクジェットの印字ヘッド（以下、インクジェットヘッドとも言う）の吐出口からインクを吸引するキャッピング手段有するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置においては、長期間使用しないと印字ヘッドのインクの吐出口からの水分の蒸発によりインクの粘度が上昇し目詰まりを起こしたり、吐出口であるノズルに紙粉が入り込んで目詰まりを起こしたり、ノズルから気泡が入って内圧に圧力損失が生じインクの吐出が不能になったりするなどの支障が生じる。更に、吐出口面に不要なインクが付着するとインクの出射曲がりや吐出不良を誘発する原因となる。
【０００３】
このような状態で印画すると、出力画像に抜けや色の濃い部分ができる等出力画像劣化をおこす。このため、目詰まりや圧力損失の状態を回復させるためのメンテナンスが必要になる。
【０００４】
このメンテナンス方法として、吐出口面をキャップで密着して覆い、密着状態にある吐出口面とキャップを部分的に離して吸引を行い、不吐出を回復させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、複数の吐出口の内、一部の吐出口のみを覆う部分キャップ手段と、該キャップ手段を通じて前記一部の吐出口からインクを吸引する吸引手段、あるいは、複数の吐出口の内、一部の吐出口のみを閉塞する閉塞手段と、前記閉塞された吐出口の内の、一部の吐出口以外の吐出口からインクを排出させる加圧手段を有する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３０８３４０９号公報
【特許文献２】特許第２７１８７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクジェット記録装置は、近年、印字速度の向上からインクを吐出するノズルの多ノズル化が進んでいる。これらのノズルに不吐出が発生すると出力画像の劣化をおこす。
【０００７】
その回復手段として、特許文献１のようにキャップで吸引を行い、不吐出を回復させる方法では、ノズル数が多いと、一つのノズルを回復させるために印字ヘッド全体を覆う必要があり、そのため一つのノズルの回復のために多量のインクが排出されることとなり、インクの無駄が生じる。
【０００８】
また、印字ヘッドは小型化のためノズル部が高密度化しており、単ノズルに対応するキャップは製作困難であり、コストアップになる。そのため実際は、単ノズルを吸引するのでなく、近傍の数ノズルを含めた形で吸引を行う。これらの問題に対し、特許文献２では、吐出口の一部を覆うキャップが考案されている。しかし、特許文献２に記載の構成では、キャップの構造上、キャップを当接、吸引、保持、離間というシーケンスでの回復動作において、キャップと印字ヘッドが接触している部分のインク残りがノズルの縁に付着した場合、インクの出射曲がりの原因となる。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、不吐出がおきたノズルを回復する手段において、ノズルをピンポイントで吸引することによって、少ない廃液量で不吐出ノズルの回復を可能とし、また、印字ヘッドとキャップ部の当接によるインク残りがノズルの縁に付着したことによる、インクの出射曲がりを低減することができるインクジェット記録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】
【００１０】
上記目的は、下記の構成により達成される。
１．インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、前記印字ヘッドの吐出口を被覆し、前記吐出口から吐出されたインクを回収するキャッピング手段とを有するインクジェット記録装置において、前記キャッピング手段は、前記印字ヘッドの吐出口が設けられた吐出口面に当接可能であって、前記印字ヘッドの吐出口を開放する中空構造である連続気泡タイプの多孔質弾性部材と、前記多孔質弾性部材を収納するベース部材と、前記多孔質弾性部材の中空構造部に連通して前記印字ヘッドの吐出口からインクを吸引する吸引手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
２．前記多孔質弾性部材を前記印字ヘッドの吐出口面に対して付勢する、前記ベース部材に支持された付勢手段を有することを特徴とする１項に記載のインクジェット記録装置。
３．前記多孔質弾性部材は、一つの吐出口を中心として近傍を覆うことを特徴とする１項または２項に記載のインクジェット記録装置。
４．インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、１項乃至３項の何れか１項に記載のキャッピング手段を有するインクジェット記録装置において、前記ベース部材を支持し、前記キャッピング手段を移動させる移動手段と、前記移動手段により、前記多孔質弾性部材を前記印字ヘッドの吐出口面に当接させ、前記移動手段により、前記多孔質弾性部材を前記吐出口面に付勢して圧縮させ、前記多孔質弾性部材を圧縮させた状態で、前記吸引手段により、前記印字ヘッドの吐出口からインクを吸引させる制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
５．インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、１項乃至３項の何れか１項に記載のキャッピング手段を有するインクジェット記録装置において、前記ベース部材を支持し、前記キャッピング手段を移動させる移動手段と、前記移動手段により、吐出口面に当接圧縮された前記多孔質弾性部材の圧縮を解除させながら、かつ前記多孔質弾性部材を前記吐出口面に当接させた状態で、前記吸引手段によりインクを吸引させ、前記移動手段により、インクを吸引しながら前記多孔質弾性部材を前記吐出口面から離間させる制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
６．インクを吐出する複数の吐出口を有する印字ヘッドと、１項乃至３項の何れか１項に記載のキャッピング手段を有するインクジェット記録装置において、４項及び５項に記載の制御手段を有し、４項に記載の制御手段の制御の後に、前記多孔質弾性部材の圧縮状態を保ちつつ吸引を所定時間停止し、その後５項に記載の制御手段の制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成によれば、連続気泡タイプのスポンジで形成された中空構造の多孔質弾性部材を、中空構造部分が吐出口を解放するように当接することにより、吐出口からインクを吸引することができる。
【００１２】
上記構成によれば、多孔質弾性部材を、中空部分が吐出口を解放するように密着及び圧縮することにより、中空部分周囲の多孔質弾性部材からの吸引を防止し、吸引力を吐出口からの吸引に集中することができる。
【００１３】
上記構成によれば、多孔質弾性部材が複数の吐出口の内、不吐出を起こした所定の吐出口及びその近傍のみを覆い、前記所定の吐出口及びその近傍からインクを吸引することにより、吸引不要な吐出口からの吸引を防止でき、廃液量を減少させることができる。
【００１４】
上記構成によれば、吸引力を吐出口からの吸引に集中できるとともに、簡単な制御で不吐出ノズルの吸引ができ、ノズルの回復が可能となる。
【００１５】
上記構成にによれば、多孔質弾性部材の圧縮を解除させながら、かつ前記多孔質弾性部材を前記吐出口面に当接させた状態で、前記吸引手段によりインクを吸引させ、前記移動手段により、インクを吸引しながら前記多孔質弾性部材を前記吐出口面から離間させることにより、吐出口面に付着したインクを前記多孔質弾性部材に吸収するとともに、多孔質弾性部材に吸収した前記インクを前記吸引手段により多孔質弾性部材より排出することができ、多孔質弾性部材の吸収力の減少を防止できる。
【００１６】
上記構成によれば、簡単な制御で不吐出ノズルの吸引回復、及び吐出口面に付着したインクの除去を連続動作で短時間ででき、効率的な不吐出ノズル回復動作を行うことができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の回復装置及びインクジェット記録装置に関する実施の形態を、図を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明に係るインクジェット記録装置Ａの概念図である。なお、本発明のインクジェット記録装置は、以下の形態に限定されるものではない。
【００１９】
印字ヘッドＨはキャリッジ３０に搭載されている。キャリッジ３０は主走査方向に沿って往復移動し、印字ヘッドＨを主走査方向に沿って往復移動させ、その過程でインクを吐出することにより画像記録を行い、後述するようにインク吸引用キャップ部１１との密着及び離間を行う。
【００２０】
印字ヘッドＨには、インクカートリッジＡ１及びＡ２からインク供給路２０を介してインクが供給される。本実施例においては、画像の階調をより精緻に表現するためインクカートリッジＡ１の他に、該インクカートリッジＡ１より低濃度のインクを有するインクカートリッジＡ２を具備している。
【００２１】
インクカートリッジＡ１及びＡ２と印字ヘッドＨとの間には、上流側から供給弁Ａ３，中間タンクＡ４が配設されている。
【００２２】
供給弁Ａ３は、例えば電磁弁等のように電気的に開閉可能に構成された弁であり、インクカートリッジＡ１及びＡ２から中間タンクＡ４に供給されるインク量を調節する。
【００２３】
中間タンクＡ４は、インクカートリッジＡ１及びＡ２から印字ヘッドＨに供給されるインクを一旦貯留する。インクの残量が残り少なくなった時にインクカートリッジの交換を行う。また、中間タンクが、印字ヘッドＨよりも下方に配設することにより、高さを低く保つことで負圧を発生させてインクの射出に適正な圧力を保つ。
【００２４】
キャッピング手段１は、キャップ部１１と、キャップ部を上下させキャップ部を吐出口面に当接及び離間するラックピニオン１２と、キャップ部及びラックピニオンをノズル列方向であるキャップ部移動方向に移動させる図示しないキャップ部移動手段と、吸引手段である吸引管１３と吸引ポンプ１４と吸引ポンプ１４により吸引された廃液を排出する廃液タンク１５とで構成される。
【００２５】
キャッピング手段１は、図２に示すように印字ヘッドのノズル列方向は、図示しないキャップ部移動手段によりキャップ部が移動し、ノズル列と垂直方向即ち主走査方向は印字ヘッドがキャリッジ方向に走査を行い、吸引を要する部分を適正な位置に制御を行う。吸引を要する部分が適正な位置になった時、キャップ部１１がラックピニオン１２により上下動を行うことによりキャップ部と吐出口面が当接、離間し、吸引回復動作を行う。
【００２６】
次に、本発明に係るキャッピング手段の構成について説明する。
【００２７】
図３は、本発明に係るキャップ部の構成図である。キャップ部１１は、連続気泡タイプのスポンジで形成され中空部１１０ａを有する多孔質弾性部材１１０と、多孔質弾性部材１１０を支持する中空構造の支持体１１２と、付勢手段であるバネ１１３と、前記多孔質弾性部材の側面の一部と底面、バネ及び支持体を覆う形状のベース体で構成される。
【００２８】
多孔質弾性部材と支持体の中空部は連通され、吸引管１３に接続されている。
【００２９】
多孔質弾性部材を形成する連続気泡タイプのスポンジは、限定するものではないが、例えば、ポリウレタン材質の東洋ポリマー社のルビーセル、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジ等が使用可能である。
【００３０】
本発明に係るインクジェット記録装置における機能的構成について図４を用いて説明する。図４は、本発明に係るインクジェット記録装置Ａの機能的構成を示すブロック図である。なお、図１乃至図３に示したものと同じ構成要素には同符号を付してある。
【００３１】
制御手段１８は、各種の制御手順を実行するマイクロプロセッサーからなるＭＰＵ１８Ａ、制御手順やデータ等を格納するＲＯＭ１８Ｂ、各種データの一時保管を行うＲＡＭ１８Ｃ、タイマー機能を有するキャッピングタイマ１８Ｄ、待機時間を計測する待機タイマ１８Ｈ等で構成されている。
【００３２】
更に、制御手段１８は、上位のホストコンピュータＨＣから転送される画像データを受け取るインターフェース１８Ｆ、印字ヘッドＨを駆動する印字ヘッドドライバー１８３等に制御信号を送出するインターフェース１８Ｇを有している。
【００３３】
制御手段１８の各種の制御信号により、キャリッジモータドライバー１８２、吐出駆動手段（印字ヘッドドライバ）１８３、搬送モータドライバ１８４及びキャッピングモータドライバ１８５は、それぞれ、キャリッジモータ３、印字ヘッドＨ、搬送モータ１１及びキャッピングモータ１２１を駆動する。
【００３４】
また、ホームポジションセンサ２２、キャッピングセンサ１４２、吐出検知センサ１５２の検知信号は、インターフェース１８Ｇを介して制御手段１８に取り込まれる。
【００３５】
２３は主電源スイッチで、外部電力（本実施の形態では、ＡＣ１００Ｖ）をインクジェット記録装置Ａに供給し作動状態にするためのスイッチである。
【００３６】
２４は副電源スイッチであり、主電源スイッチ２３がオンの状態の時に操作者が副電源スイッチ２４を繰り返し押すことにより、制御手段１８に設けられた副電源制御手段２５により副電源装置３０の出力がオン、オフを繰り返すように構成されている。
【００３７】
３０は副電源装置であり、主電源スイッチ２３を介して外部電源より電力供給を受け、副電源制御手段２５の制御信号によりオン、オフ制御され、主電源装置２９から直接電力を供給される手段（部材）を除いたキャッピング手段、及び、その他の被制御手段、即ち、キャリッジモータドライバ１８２、搬送モータドライバ１８４、キャッピングモータドライバ１８５、ホームポジションセンサ２２、及び、キャップ部１１を吐出口面に対して当接、離脱を行うためのキャッピングモータ１２１、あるいは、印字データ、異常データ等を表示する液晶パネル等からなる表示手段等に電力を供給する。
【００３８】
上述した構成において、主電源スイッチ２３がオンされると、主電源装置２９、副電源装置３０に外部電源より電力が供給され、インクジェット記録装置Ａが印字待機状態になる。
【００３９】
この様な状態で、ホストコンピュータＨＣからの画像データがインターフェース１８Ｆを通して制御手段１８に取り込まれると、取り込まれた画像データは画像処理された後ＲＯＭ１８Ｂ上に格納された制御手順に従って制御信号に変換され、変換された制御信号はインターフェース１８Ｇを介して印字ヘッドドライバー１８２を駆動させ、印字動作を行う等各種の動作を実行する。
【００４０】
本発明に係るインクジェット記録装置の動作について説明する。
【００４１】
図８は、不吐出ノズルの検知を行う吐出検知センサの一例を示す概念図である。
【００４２】
吐出検知センサ１５２は、インク吐出部のノズル列方向の両端に配置された発光素子１５２Ａと受光素子１５２Ｂとで構成される。発光素子及び受光素子はノズル列方向に沿う同一直線状に配置されており、発光素子から発せられた光線は受光素子で受光されるようになっている。
【００４３】
吐出口からインクが正常に吐出されれば、そのインクにより発光素子から発せられた光線が一時的に遮断されて受光素子に受光されるため、吐出検知センサはその吐出口が正常なインクの吐出を行うと検知する。一方、吐出口からインクが吐出されなければ、発光素子から発せられた光線が遮断されずにそのまま受光素子に受光されるため、吐出検知センサはその吐出口がインクを吐出しないと検知する。
【００４４】
図５は、インクジェット記録装置で行われる回復動作のシーケンスを表すフローチャートである。図６は、各過程でのキャップ部の状態と、吐出口面位置との関係を示す図である。
（動作シーケンス）
ステップＳ１．不吐出ノズルの位置に合わされたキャップ部１１はラックピニオン１２により上方向に移動し、キャップ部の多孔質弾性部材と吐出口面が当接し、不吐出ノズルＮを覆う（図６（ｂ））。
ステップＳ２．当接したキャップ部を更に上方向に移動させ、多孔質弾性部材を圧縮する（図６（ｃ））。
ステップＳ３．ステップＳ２で多孔質弾性部材を圧縮した後、吸引動作を行い、中空部分を負圧にする。ステップＳ２での多孔質弾性部材の圧縮により、多孔質弾性部材自体の密度が高くなるため、吸引ポンプを作動させても中空部分が適度な吸引圧（負圧）を保つことが可能になる。
ステップＳ４．吸引動作を停止した後キャップ部の状態を保持し、多孔質弾性部材内部の負圧がノズルからインクがでることにより大気圧近傍になる状態にする。
ステップＳ５．ラックピニオンによりキャップ部を下降させ、バネにより多孔質弾性部材が吐出口に当接した状態で多孔質弾性部材の圧縮を解除する（図６（ｄ））。
ステップＳ６．前記５．の状態で吸引する空吸引を行い、中空部の内部にあるインクと多孔質弾性部材に吸収されているインクを吸引する。
ステップＳ７．空吸引を継続した状態で、吐出口面とキャップ部の多孔質弾性部材を所定速度以下で離間する（図６（ｅ））。前記所定速度とは、吐出口面上のインクの液滴を途中で千切れることなく多孔質弾性部材に吸収することができる速度である。
【００４５】
なお、本実施の形態では、シャトル型インクジェット記録装置の印字ヘッドとしたが、ライン型インクジェット記録装置のラインヘッド、マルチヘッド等にも適用することができる。
【００４６】
図７は、本発明に係る回復装置をライン型インクジェット記録装置のラインヘッド、ヘッドをライン状に複数並べたマルチヘッドに適用した場合の模式図である。キャップ部は、ラインヘッド型、マルチヘッド型共に、図示しない移動手段により、ペーパー搬送方向及びノズル列方向に移動可能であり、キャップ部が不吐出ノズル位置に移動して回復動作を行う。本発明に係る回復装置をライン型及びマルチ型ヘッドに適用した場合は、廃液量を減少させ、より効果が大きい。
【００４７】
このように本発明に係るキャップ部と吸引手段及び回復動作シーケンスにより、不吐出ノズルの回復において、廃液量を減少させることができ、かつ吐出口面とキャップ部の多孔質弾性部材との当接によるインク残りがノズルの縁に付着したことによる、インクの出射曲がりを低減させることができる回復方法が可能になる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
図１に示すインクジェット記録装置により、不吐出ノズルについて、本発明のキャップ部と吸引手段及び回復動作シーケンスの評価を行った。評価は、実際の印画を行い出力画像に抜けや色の濃い部分の発生の有無を目視評価した。
＜評価条件＞
１．多孔質弾性部材：ポリウレタン連続多孔質弾性体（東洋ポリマー社製ルビーセル）
気孔径５〜７μｍ、気孔率８０％、密度０．２２ｇ／ｃｍ3
２．吸引時の吸引圧力：３０ｋＰａ
３．多孔質弾性部材を圧縮して吸引している時間：略５秒
４．吸引停止で多孔質弾性部材圧縮状態保持時間：略７秒
５．空吸引時間：略２０秒
６．吐出口面と多孔質弾性部材の離間速度：０．４ｍｍ／秒
上記条件で、不吐出ノズルの回復動作を２０回実施した。各回復動作毎に実際の印画を行い出力画像の抜けや色の濃い部分の発生の有無を目視評価したが、発生は認められず、不吐出ノズルの回復動作及び吐出口面のインク残りの除去は良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の概念図である。
【図２】キャッピング手段概略図である。
【図３】本発明に係るキャップ部の構成図である。
【図４】本発明に係るインクジェット記録装置の制御ブロック図である。
【図５】回復動作のシーケンスを表すフローチャートである。
【図６】図６（ａ）乃至図６（ｅ）は回復動作各過程でのキャップ部の状態と、吐出面位置との関係を示す図である。
【図７】本発明に係る回復装置をライン型インクジェット記録装置に適用した場合の模式図である。
【図８】吐出検知センサの一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  キャッピング手段
１１  キャップ部
１１０  多孔質弾性部材
１１０ａ  中空部
１１１  ベース体
１１２  支持体
１１３  バネ
１２  ラックピニオン
１３  吸引管
１４  吸引ポンプ
１５  廃液タンク
２０  インク供給路
３０  キャリッジ
４０  保湿キャップ
１５２  吐出検知センサ
Ａ１，Ａ２  インクカートリッジ
Ａ３  供給弁
Ａ４  中間タンク
Ｈ  印字ヘッド
【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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