(57)【要約】  【課題】本発明は、機内残存用紙の自動排出に際して、ユーザや排紙トレイ等の汚損防止を図りつつ、定着処理に要する消費電力を低減することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。  【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、機内残存用紙に対する未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出するトナー付着検出部１０３と、未定着トナーの付着範囲に基づいて定着部１５を定着温度に保持する定着保持時間を算出する定着保持時間算出部１０４と、を有し、未定着トナーの付着がある場合は、定着部１５を定着保持時間Ｔだけ定着温度に保持しつつ、機内残存用紙の定着処理及び自動排出を行う一方、未定着トナーの付着がない場合は、直ちに機内残存用紙の自動排出を行う構成としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙にトナー像を転写する画像形成部と、転写されたトナー像に熱を加えて定着させる定着部と、ジャムの発生及び解消を監視するジャム監視部と、機内残存用紙の有無を検出する機内残存用紙検出部と、を有して成り、前記ジャムの発生時にはその印刷動作を停止し、前記ジャムの解消時には前記機内残存用紙を自動排出する画像形成装置において、
前記機内残存用紙に対する未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出するトナー付着検出部と、前記未定着トナーの付着範囲に基づいて前記定着部を定着温度に保持する定着保持時間を算出する定着保持時間算出部と、を有して成り、前記未定着トナーの付着がある場合には、前記定着部を前記定着保持時間だけ定着温度に保持しつつ、前記機内残存用紙の定着処理及び自動排出を行う一方、前記未定着トナーの付着がない場合には、直ちに前記機内残存用紙の自動排出を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成部の前段で用紙の到達を監視するレジストセンサと、前記レジストセンサで用紙の到達が検知される毎に当該検知後の経過時間を計測するタイマ部と、を有して成り、前記トナー付着検出部は、前記レジストセンサから前記画像形成部までの第１用紙搬送距離、前記画像形成部から前記定着部までの第２用紙搬送距離、前記機内残存用紙の用紙搬送方向長さ、用紙の搬送速度、及び、前記タイマ部で得られる経過時間に基づいて、前記未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着保持時間算出部は、前記未定着トナーの付着範囲の用紙搬送方向長さを前記機内残存用紙の搬送速度で除すことにより、前記定着保持時間を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記機内残存用紙の定着温度は、通常印刷時における用紙の定着温度よりも低温に設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記機内残存用紙の搬送速度は、通常印刷時における用紙の搬送速度よりも低速に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、特に、その消費電力低減技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、ジャム（紙詰まり等）の発生によってその印刷動作が一時停止された場合でも、ユーザ等によるジャム復旧作業が為された後に、機内残存用紙（ジャム要因となった用紙を除いて、ジャム発生時点で機外排出が完了されなかった用紙）を自動的に排出する機能を具備して成る。また、近年では、機内残存用紙の自動排出に先立ち、当該機内残存用紙に未定着トナーが付着しているものがあるか否かを判定し、付着しているものがある場合には、定着ヒータを所定の定着温度まで昇温してから自動排出を開始する一方、付着しているものがない場合には、定着ヒータが定着温度まで昇温されるのを待つことなく、直ちに自動排出を開始する画像形成装置が開示・提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平８−２０２０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
確かに、上記構成から成る画像形成装置であれば、未定着トナーが付着している機内残存用紙については、その定着処理を行うことでユーザや排紙トレイ等の汚損を防止する一方、未定着トナーが付着していない機内残存用紙については、定着ヒータの昇温を待つことなく自動排出することで、速やかに印刷動作の再開態勢を整えることが可能である。
【０００４】
しかしながら、上記構成から成る画像形成装置は、未定着トナーの付着有無に応じて、定着ヒータの昇温要否を制御する構成に過ぎず、未定着トナーが付着した機内残存用紙の自動排出に際して、定着ヒータを所定の定着温度に保持する時間については、何ら考慮されていなかった。そのため、トナー像転写中に印刷動作が停止された機内残存用紙（すなわち、先端側にのみトナー像が転写され、後端側にはトナー像が転写されていない機内残存用紙）の自動排出を行う場合、当該用紙の後端側には定着処理の必要がないにも拘わらず、その全面に対して一律に定着処理が行われることになり、電力が無駄に消費される、という課題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑み、機内残存用紙の自動排出に際して、ユーザや排紙トレイ等の汚損防止を図りつつ、定着処理に要する消費電力を低減することが可能な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】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、用紙にトナー像を転写する画像形成部と、転写されたトナー像に熱を加えて定着させる定着部と、ジャムの発生及び解消を監視するジャム監視部と、機内残存用紙の有無を検出する機内残存用紙検出部と、を有して成り、前記ジャムの発生時にはその印刷動作を停止し、前記ジャムの解消時には前記機内残存用紙を自動排出する画像形成装置において、前記機内残存用紙に対する未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出するトナー付着検出部と、前記未定着トナーの付着範囲に基づいて前記定着部を定着温度に保持する定着保持時間を算出する定着保持時間算出部と、を有して成り、前記未定着トナーの付着がある場合には、前記定着部を前記定着保持時間だけ定着温度に保持しつつ、前記機内残存用紙の定着処理及び自動排出を行う一方、前記未定着トナーの付着がない場合には、直ちに前記機内残存用紙の自動排出を行う構成としている。このような構成とすることにより、機内残存用紙の全面に対して一律に定着処理を行うことなく、必要な部分にのみ適切に定着処理を行うことができる。従って、機内残存用紙の自動排出に際して、ユーザや排紙トレイ等の汚損防止を図りつつ定着処理に要する消費電力を低減することが可能となる。
【０００７】
なお、上記構成から成る画像形成装置は、前記画像形成部の前段で用紙の到達を監視するレジストセンサと、前記レジストセンサで用紙の到達が検知される毎に当該検知後の経過時間を計測するタイマ部と、を有して成り、前記トナー付着検出部は、前記レジストセンサから前記画像形成部までの第１用紙搬送距離、前記画像形成部から前記定着部までの第２用紙搬送距離、前記機内残存用紙の用紙搬送方向長さ、用紙の搬送速度、及び、前記タイマ部で得られる経過時間に基づいて、前記未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出する構成にするとよい。このような構成とすることにより、センサ数増大を招くことなく、容易に未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出することが可能となる。
【０００８】
また、上記構成から成る画像形成装置において、前記定着保持時間算出部は、前記未定着トナーの付着範囲の用紙搬送方向長さを前記機内残存用紙の搬送速度で除すことにより前記定着保持時間を算出する構成にするとよい。このような構成であれば、未定着トナーの付着する部分にのみ適切に定着処理を行うことができる。従って、機内残存用紙の定着処理に要する消費電力を低減することが可能となる。
【０００９】
また、上記構成から成る画像形成装置において、前記機内残存用紙の定着温度は、通常印刷時における用紙の定着温度よりも低温に設定するとよい。このような構成であれば、機内残存用紙の定着処理に要する消費電力をより一層低減することが可能となる。
【００１０】
また、上記構成から成る画像形成装置において、前記機内残存用紙の搬送速度は、通常印刷時における用紙の搬送速度よりも低速に設定するとよい。このような構成とすることにより、機内残存用紙の定着温度を低温として消費電力の低減を図りつつ、その定着効果を十全に得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
上記の通り、本発明に係る画像形成装置であれば、機内残存用紙の自動排出に際して、ユーザや排紙トレイ等の汚損防止を図りつつ、定着処理に要する消費電力を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下では、本発明を複写機に適用した場合を例示して説明を行う。図１は本発明に係る複写機の制御系統を示すブロック図であり、図２は本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。両図に示すように、本実施形態の複写機１は、装置全体の動作を制御する中央演算処理装置１０（以下、ＣＰＵ［Central Processing Unit］１０と呼ぶ）と、原稿を自動搬送する原稿搬送部１１と、原稿搬送部１１から搬送された原稿を取り込んで画像データを生成する原稿取込部１２と、操作手段（テンキーやタッチパネルなど）と表示手段（液晶ディスプレイなど）から成る操作表示部１３と、画像データに基づいて用紙Ｐへの画像形成を行う画像形成部１４（プリンタヘッドや感光ドラムなど）と、画像形成部１４で用紙Ｐに転写されたトナー像に熱を加えて定着させる定着部１５（定着ヒータなど）と、画像形成部１４への給紙元となる用紙収納部１６と、用紙収納部１６から取り出された用紙Ｐの搬送経路となる用紙搬送部１７と、印刷済みの用紙Ｐが排出される用紙排出部１８と、各種制御プログラム等が格納されたＲＯＭ［Read Only Memory］や各種信号処理時に作業領域として用いられるＲＡＭ［Random Access Memory］から成るメモリ部１９と、を有して成る。
【００１３】
なお、用紙搬送部１７には、ジャムの発生及び解消を監視する複数のジャムセンサ（不図示）や、画像形成部１４の前段で用紙Ｐの到達及び通過を監視するレジストセンサＲＳが設置されており、ＣＰＵ１０は、装置全体の動作を制御するほか、各センサの検知結果に基づいて、後述するジャム発生時の印刷停止処理や機内残存用紙（ジャム発生時点で用紙排出部１８への排出が完了されなかった用紙）の自動排出処理に関する制御を行う。
【００１４】
また、上記構成から成る複写機１において、ＣＰＵ１０は、レジストセンサＲＳで用紙Ｐの到達が検知される毎に当該検知後の経過時間を計測するタイマ部１０１、ジャム解消時における機内残存用紙の有無を検出する機内残存用紙検出部１０２、機内残存用紙に対する未定着トナーの付着有無及びその付着範囲（その用紙搬送方向長さ）を検出するトナー付着検出部１０３、及び、未定着トナーの付着範囲に基づいて定着部１５を所定の定着温度に保持する時間を算出する定着保持時間算出部１０４、としての機能を有して成り、装置全体の動作制御を行うほか、後ほど詳述するように、機内残存用紙の自動排出時における定着部１５の省電力処理も行う。なお、説明の理解を容易とするために、図１ではＣＰＵ内部を各々独立ブロックとして表したが、各部１０１〜１０４での処理はいずれも、ＣＰＵ１０でソフト的に実行されるものである。
【００１５】
続いて、上記構成から成る複写機１の原稿複写動作について説明する。本実施形態の原稿複写動作では、まず原稿搬送部１１から原稿取込部１２に原稿が搬送され、該原稿の取込み（画像データの生成）が行われる。生成された画像データは、一旦メモリ部１９に格納された後、再び読み出されて画像形成部１４に送出される。一方、用紙収納部１６から取り出された用紙Ｐは、用紙搬送部１７によって画像形成部１４に供給される。画像形成部１４では、入力された画像データに基づいて用紙Ｐへの画像形成処理（静電潜像形成処理、トナー像形成処理、及び、トナー像転写処理）が行われる。その後、未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、用紙搬送部１７によって定着部１５へ搬送され、用紙Ｐに対するトナー像の定着処理が行われる。なお、定着部１５でトナー像を定着された印刷済みの用紙Ｐは、用紙搬送部１７によって機外の用紙排出部１８に送り出される。
【００１６】
次に、上記の原稿複写動作中にジャムが発生し、その原稿複写動作が一時停止された場合について、図３のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
本図に示すように、本実施形態の複写機１では、ステップＳ１における上記の原稿複写動作中、ステップＳ２において、ジャムが発生したか否かの判定が行われる。ここで、ジャムが発生していないと判定された場合には、フローがステップＳ１に戻され、引き続き上記の原稿複写動作が継続される。一方、ジャムが発生したと判定された場合には、フローがステップＳ３に進められ、その原稿複写動作が一時停止される。
【００１８】
上記のように原稿複写動作が一時停止された後、ステップＳ４では、ユーザ等の復旧作業によってジャムが解消されたか否かの判定が行われる。ここで、ジャムが解消されていないと判定された場合には、引き続き当該ステップＳ４におけるジャム解消判定が継続される。一方、ジャムが解消されていると判定された場合には、フローが続くステップＳ５に進められる。
【００１９】
ステップＳ４にてジャムが解消されていると判定された場合、ステップＳ５では、当該ジャム発生時点で用紙排出部１８への排出が完了されなかった機内残存用紙の有無判定が行われる。ここで、機内残存用紙が存在すると判定された場合は、フローがステップＳ６に進められる。一方、機内残存用紙が存在しないと判定された場合は、以下のステップＳ６〜Ｓ１１がスキップされ、一連のジャム復旧処理は終了される。
【００２０】
ステップＳ５にて、機内残存用紙が存在すると判定された場合、ステップＳ６では、機内残存用紙に対する未定着トナーの付着有無判定が行われる。ここで、未定着トナーの付着があると判定された場合には、本発明の特徴である定着処理の最適化制御を行うべく、フローがステップＳ７に進められる。一方、未定着トナーの付着がないと判定された場合には、フローがステップＳ１１に進められる。なお、ステップＳ１１では、当該機内残存用紙には定着処理が不要であることに鑑み、定着部１５を所定の定着温度まで昇温することなく、直ちに機内残存用紙の自動排出が行われ、一連のジャム復旧処理は終了される。
【００２１】
ステップＳ６にて、未定着トナーの付着があると判定された場合、ステップＳ７では、未定着トナーの付着範囲（その用紙搬送方向長さ）の検出処理が行われ、さらに、ステップＳ８では、その未定着トナーの付着範囲に基づいて、定着部１５を所定の定着温度に保持する定着保持時間Ｔの算出処理が行われる。なお、ステップＳ６〜Ｓ８における具体的な処理内容（トナー付着検出部１０３、定着保持時間算出部１０４の具体的な動作内容）については、後ほど詳細に説明する。
【００２２】
その後、ステップＳ９では、未定着トナーの定着処理に先立ち、定着部１５の昇温（定着ヒータへの通電）が開始される。定着部１５が所定の温度まで昇温されると、フローはステップＳ１０に進められ、機内残存用紙の自動排出が開始される。その際、定着保持時間Ｔが経過するまでは、定着部１５の定着温度を保持すべく、定着ヒータへの通電が行われるが、定着保持時間Ｔの経過後は、以降の定着処理が不要であることに鑑み、定着ヒータへの通電が停止される。なお、ステップＳ１０における機内残存用紙の自動排出が完了すると、一連のジャム復旧処理は終了される。
【００２３】
上記したように、本実施形態の複写機１は、機内残存用紙に対する未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出するトナー付着検出部１０３と、未定着トナーの付着範囲に基づいて定着部１５を定着温度に保持する定着保持時間Ｔを算出する定着保持時間算出部１０４と、を有して成り、未定着トナーの付着がある場合には、定着部１５を定着保持時間Ｔだけ定着温度に保持しつつ、機内残存用紙の自動排出を行う一方、未定着トナーの付着がない場合には、直ちに機内残存用紙の自動排出を行う構成としている。このような構成とすることにより、機内残存用紙の全面に対して一律に定着処理を行うことなく、必要な部分にのみ適切に定着処理を行うことができる。従って、機内残存用紙の自動排出に際して、ユーザや排紙トレイ等の汚損防止を図りつつ、定着処理に要する消費電力を低減することが可能となる。
【００２４】
次に、上記したステップＳ６〜Ｓ８における具体的な処理内容（トナー付着検出部１０３、定着保持時間算出部１０４の具体的な動作内容）について、図４を参照しながら、詳細な説明を行う。図４は、トナー付着検出処理及び定着保持時間算出処理の一例を説明するための図であり、ジャム発生時（印刷停止時）における機内残存用紙ｐの停止位置を示す図である。
【００２５】
本図（ａ）〜（ｅ）に示す通り、本実施形態の複写機１において、トナー付着検出部１０３は、レジストセンサＲＳから画像形成部１４までの第１用紙搬送距離Ｌ１、画像形成部１４から定着部１５までの第２用紙搬送距離Ｌ２、機内残存用紙ｐの用紙搬送方向長さＬｐ、通常印刷時における用紙搬送速度ｖ、及び、タイマ部１０１で得られる用紙レジスト後の経過時間ｔに基づき、未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出する構成としている。また、定着保持時間算出部１０４は、未定着トナーの付着範囲の用紙搬送方向長さを機内残存用紙ｐの搬送速度Ｖ（ジャム解消後の自動排出速度）で除すことで、定着保持時間Ｔを算出する構成としている。そこで、以下では、本図（ａ）〜（ｅ）の各状態毎に、具体的なトナー付着検出処理及び定着保持時間算出処理の説明を行うことにする。
【００２６】
まず、本図（ａ）に示す状態について詳細な説明を行う。この場合、トナー付着検出部１０３は、０≦ｖｔ＜Ｌ１という関係が成立することに鑑みて、画像形成処理前の用紙が画像形成部１４へ到達するまでに印刷動作が停止された状態であることを認識し、機内残存用紙ｐに未定着トナーの付着はないと判定する。
【００２７】
次に、本図（ｂ）に示す状態について詳細な説明を行う。この場合、トナー付着検出部１０３は、Ｌ１≦ｖｔ＜（Ｌ１＋Ｌｐ）という関係が成立することに鑑みて、画像形成処理中に印刷動作が停止された状態であることを認識し、機内残存用紙ｐの先端部分（図中斜線部）に未定着トナーの付着があると判定する。また、定着保持時間算出部１０４は、未定着トナーの付着範囲の用紙搬送方向長さ（ｖｔ−Ｌ１）を機内残存用紙ｐの搬送速度Ｖで除すことにより、定着保持時間Ｔ（＝（ｖｔ−Ｌ１）／Ｖ）を算出する。なお、当該定着保持時間Ｔを採用する場合には、機内残存用紙ｐが定着部１５へ到達するまでに要する時間を考慮し、定着部１５が定着温度に到達するタイミングに合わせて、その昇温中から機内残存用紙ｐの搬送を開始すべきである。
【００２８】
次に、本図（ｃ）に示す状態について詳細な説明を行う。この場合、トナー付着検出部１０３は、（Ｌ１＋Ｌｐ）≦ｖｔ＜（Ｌ１＋Ｌ２）という関係が成立することに鑑みて、画像形成処理済みの用紙が定着部１５へ到達するまでに印刷動作が停止された状態であることを認識し、機内残存用紙ｐの全面（図中斜線部）に未定着トナーの付着があると判定する。また、定着保持時間算出部１０４は、未定着トナーの付着範囲の用紙搬送方向長さ（Ｌｐ）を機内残存用紙ｐの搬送速度Ｖで除すことで、定着保持時間Ｔ（＝Ｌｐ／Ｖ）を算出する。なお、当該定着保持時間Ｔを採用する場合には、上記と同様、機内残存用紙ｐが定着部１５へ到達するまでに要する時間を考慮し、定着部１５が定着温度に到達するタイミングに合わせて、その昇温中から機内残存用紙ｐの搬送を開始すべきである。
【００２９】
次に、本図（ｄ）に示す状態について詳細な説明を行う。この場合、トナー付着検出部１０３は、（Ｌ１＋Ｌ２）≦ｖｔ＜（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌｐ）という関係が成立することに鑑みて、定着処理中に印刷動作が停止された状態であることを認識し、機内残存用紙ｐの後端部分（図中斜線部）に未定着トナーの付着があると判定する。また、定着保持時間算出部１０４は、未定着トナーの付着範囲の用紙搬送方向長さ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌｐ−ｖｔ）を機内残存用紙ｐの搬送速度Ｖで除すことにより、定着保持時間Ｔ（＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌｐ−ｖｔ）／Ｖ）を算出する。
【００３０】
最後に、本図（ｅ）に示す状態について詳細な説明を行う。この場合、トナー付着検出部１０３は、（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌｐ）≦ｖｔという関係が成立することに鑑みて、定着処理済みの用紙が用紙排出部１８へ排出されるまでに印刷動作が停止された状態であることを認識し、機内残存用紙ｐに未定着トナーの付着はないと判定する。
【００３１】
このように、レジストセンサＲＳから画像形成部１４までの第１用紙搬送距離Ｌ１、画像形成部１４から定着部１５までの第２用紙搬送距離Ｌ２、機内残存用紙の用紙搬送方向長さＬｐ、用紙の搬送速度ｖ、及び、タイマ部１０１で得られる用紙レジスト後の経過時間に基づいて、未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出する構成であれば、センサ数増大を招くことなく、容易に未定着トナーの付着有無及びその付着範囲を検出することが可能となる。
【００３２】
また、未定着トナーの付着範囲の用紙搬送方向長さを機内残存用紙の搬送速度Ｖで除すことにより、定着保持時間Ｔを算出する構成であれば、未定着トナーの付着する部分にのみ適切に定着処理を行うことができる。従って、機内残存用紙の定着処理に要する消費電力を低減することが可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態の複写機１において、機内残存用紙ｐの定着温度は、通常印刷時における用紙の定着温度よりも低温に設定されている。このような構成であれば、機内残存用紙ｐの定着処理に要する消費電力をより一層低減することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態の複写機１において、機内残存用紙ｐの搬送速度Ｖは、通常印刷時における用紙の搬送速度ｖより低速に設定されている。このような構成とすることにより、機内残存用紙ｐの定着温度を低温として消費電力の低減を図りつつ、その定着効果を十全に得ることが可能となる。
【００３５】
なお、上記の実施形態では、本発明を複写機に適用した場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、用紙にトナー像を転写して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置全般に広く適用することが可能である。
【００３６】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、機内残存用紙の自動排出に際して、ユーザや排紙トレイ等の汚損防止を図りつつ、定着処理に要する消費電力の低減を実現する上で有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】は、本発明に係る複写機の制御系統を示すブロック図である。
【図２】は、本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【図３】は、複写機１の原稿複写動作を示すフローチャートである。
【図４】は、トナー付着検出処理及び定着保持時間算出処理の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    複写機
１０    中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１０１    タイマ部
１０２    機内残存用紙検出部
１０３    トナー付着検出部
１０４    定着保持時間算出部
１１    原稿搬送部
１２    原稿取込部
１３    操作表示部
１４    画像形成部
１５    定着部
１６    用紙収納部
１７    用紙搬送部
１８    用紙排出部
１９    メモリ部
ＲＳ    レジストセンサ
Ｐ    用紙
ｐ    機内残存用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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