(57)【要約】【課題】      モアレや色ムラを良好に抑制した画像を容易に得る。【解決手段】  画像形成装置１は、画像処理部５００においてスクリーン処理を行い、画像形成部６００においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を順次作像する。スクリーン処理を行う際に、画像処理部５００は、シアンとブラックに対して同一のスクリーン角度のスクリーンを適用する。マゼンタのスクリーン角度は、シアンとブラックのスクリーン角度よりも３０°以上異ならせる。これにより、モアレを低減し、シャドウ部の色ムラを抑制した画像を形成することが可能となる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分からなるカラー画像データに対して、所定のスクリーン角度のスクリーンに応じた微小領域単位で疑似階調を付与するための閾値マトリクスを、前記色成分に応じた各色について記憶する記憶手段と、
前記カラー画像データを前記記憶手段に記憶された各色の閾値マトリクスと微小領域単位で比較することにより、当該カラー画像データの各微小領域が示す濃度を前記各色について特定する比較手段と、
前記比較手段により特定された濃度に応じて、前記カラー画像データを表す各色の画像を記録材に順次形成する画像形成手段とを備え、
前記記憶手段に記憶されたスクリーンが、前記画像形成手段において連続して画像が形成される２色について同一のスクリーン角度を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記スクリーンは、スクリーン角度が同一である前記２色のスクリーン線数が同一であることを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成手段は、スクリーン角度が同一である前記２色の画像を連続して形成することを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成手段は、前記２色の画像をその他の色の画像よりも後に形成することを特徴とする
請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成手段は、
イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色材を用いて画像を形成し、
前記２色がシアンおよびブラックであり、前記その他の色がイエローおよびマゼンタであることを特徴とする
請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置において画質の良好な画像を形成するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像の中間調を表現する方法の一つとして、ディザ法が知られている。例えば特許文献１には、ディザ法を用いて中間調を表現する電子写真方式の画像形成装置が開示されている。このような画像形成装置においては、中間調を網点で表現し、網点の大きさの大小によって擬似的に階調を表現しているが、網点を用いて中間調を表現した場合には、規則的な網点パターンどうしが干渉することによってモアレが発生し、画質を損ねるという問題がある。
【０００３】
モアレを抑制するためには、各色の網点パターンの方向を定めるスクリーンの角度（スクリーン角度）を異ならせればよく、例えば直交スクリーンの場合、ある２色のスクリーンについてスクリーン角度を４５°異ならせると最も良好にモアレを抑制する。また、スクリーン角度の差が３０°未満となると、モアレが目立ちやすくなる。ところが、一般的なフルカラーの画像形成装置、すなわちＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の色材を用いた画像形成装置においては、４色のスクリーン角度をそれぞれ４５°ずつ異ならせることはできない。そのため、一般的には、モアレの最も目立ちにくい色であるＹのスクリーン角度を０°とし、Ｃ、Ｋ、Ｍのスクリーン角度をそれぞれ１５°、４５°、７５°というように３０°ずつ異ならせる、というようなことを行っている。このようにすることで、モアレをある程度抑制することは可能であるが、それでもなお、形成する画像や画像形成装置の諸条件によってはモアレが発生してしまうことがある。
【０００４】
また、画質を低下させる要因としては、色材の印画位置のずれによる色ムラも挙げることができる。
図９は色ムラを説明するための図であり、白色の用紙ＰにＹの色材によるドットｄＹとＭの色材によるドットｄＭが印画されている様子を示している。同図において、光線Ｌ１はＹの色材を透過して用紙Ｐで反射されるため、その反射光はＹの補色成分が減じられて人間の目に「イエロー」として知覚される。一方、光線Ｌ２はＹとＭの色材を透過して用紙Ｐで反射されるため、その反射光はＹとＭの補色成分が減じられて人間の目に「赤（いわゆる金赤）」として知覚される。つまり、２色の色材が完全に重なりあった場合とそうでない場合とでは、人間の目に知覚される色は異なったものとなる。色材の印画位置がずれた領域では他とは異なる色が生じ、この色が色ムラの発生する原因となる。
【０００５】
色ムラを抑制させるための取り組みも従来からなされており、例えば特許文献２に記載された技術などが挙げられる。しかしながら、モアレを良好に抑制しつつ色ムラも抑制することは難しく、スクリーン角度やスクリーン線数をさまざまに調整しても、画質の良好な画像を得ることは非常に困難であった。
【特許文献１】特開昭５７−７６９７７号公報
【特許文献２】特開平１１−２５２３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モアレや色ムラを良好に抑制した画像を容易に得ることを可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明は、複数の色成分からなるカラー画像データを取得する取得手段と、決められたスクリーン角度のスクリーンに応じた疑似階調をカラー画像データの微小領域に対して定義するための閾値マトリクスを、前記色成分に応じた各色について記憶する記憶手段と、前記取得手段により取得されたカラー画像データを構成する微小領域のそれぞれを前記記憶手段に記憶された各色の閾値マトリクスと比較することによって、当該カラー画像データの各微小領域が示す濃度を前記各色について特定する比較手段と、前記比較手段により特定された濃度に応じて、前記カラー画像データを表す各色の画像を記録材に順次形成する画像形成手段とを備え、前記記憶手段に記憶されたスクリーンが、前記画像形成手段において連続して画像が形成される２色について同一のスクリーン角度を有する画像形成装置を提供する。
かかる画像形成装置によれば、例えば色ムラの生じやすい２色を同一のスクリーン角度とすることにより、印画位置のずれを低減して色ムラを抑制することが可能となる。加えて、この２色を同一のスクリーン角度としたために、他の色のスクリーン角度との差をより大きくすることが可能となり、モアレの発生を抑制することも可能となる。
【０００８】
この画像形成装置において、前記スクリーンは、スクリーン角度が同一である前記２色のスクリーン線数が同一である構成とするのが望ましい。
このようにすることで、色ムラやモアレの発生をさらに抑制することが可能となる。
【０００９】
また、この画像形成装置において、前記画像形成手段は、スクリーン角度が同一である前記２色の画像を連続して形成する構成とするのが望ましい。
この場合、前記画像形成手段は、前記２色の画像をその他の色の画像よりも後に形成するとより好適である。
このようにすることで、この２色の印画位置のずれをさらに抑制することが可能となる。
【００１０】
さらに、この画像形成装置において、前記画像形成手段は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色材を用いて画像を形成し、前記２色がシアンおよびブラックであり、前記その他の色がイエローおよびマゼンタである構成であってもよい。
この場合、シアンおよびブラックのスクリーン角度とマゼンタのスクリーン角度の差を３０°よりも大きくすることができるので、モアレの発生をより抑制することが可能となるとともに、シアンとブラックが同一のスクリーン角度となるので、青みのあるシャドウ部に色ムラが発生することも抑えることができる。
また、従来の画像形成装置における画像の形成順序（Ｙ→Ｍ→Ｃ→Ｋ）と同じ順序で画像を形成することができるため、さまざまな画像形成装置に対して本発明を容易に適用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、モアレや色ムラを良好に抑制した画像を容易に得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】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示したブロック図である。画像形成装置１は、制御部１００と、記憶部２００と、入力部３００と、操作部４００と、画像処理部５００と、画像形成部６００とを備える。制御部１００はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種メモリとを備えており、画像形成装置１の各部の動作を制御する。記憶部２００はＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等のデータの読み書きが可能な記憶装置を備えており、画像形成に必要な各種のデータを記憶している。本実施形態においては、記憶部２００は複数の閾値マトリクスを記憶している。
【００１３】
入力部３００はコンピュータやスキャナ等の外部装置からカラー画像データを取得するインタフェース装置である。カラー画像データとは、例えばＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色、すなわちＲＧＢ表色系にて色を表現された各色８ビット（計２４ビット）の画像データのことである。
【００１４】
操作部４００はタッチパネル式の液晶ディスプレイや各種ボタン等を備えており、ユーザからの画像形成に関する各種指示を受け付ける。画像処理部５００はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integration）を備え、入力されたカラー画像データに対して後述する所定の画像処理を実行し、ＹＭＣＫ各色の画像データを生成する。画像形成部６００は画像処理部５００において生成されたＹＭＣＫ各色の網点画像データに基づいてＹＭＣＫ各色のトナー像を作像し、これを用紙に転写して画像を形成する。画像形成部６００の詳細な構成については、後に詳しく説明する。
【００１５】
図２は、本実施形態において画像処理部５００が実行する画像処理の概略を示したブロック図である。画像処理部５００が実行する主な画像処理は、色変換処理と、下色除去処理と、スクリーン処理である。なお、画像処理部５００が実際に行う処理には、画像の拡大・縮小や各種の補正処理等が含まれるが、説明の便宜上、ここではこれらの説明を省略する。
【００１６】
色変換処理とは、例えばＲＧＢの３色で表現されたカラー画像データの表色系を変換し、これをＣＭＹの３色で表現されたカラー画像データに変換する処理である。下色除去処理とは、ＣＭＹの３色の色成分が重なってグレーとなる部分に対して、そのグレーの濃度に応じたＫの色成分を付与する処理である。つまり、この下色除去処理によって、ＣＭＹの３色で表現されたカラー画像データはＣＭＹＫの４色で表現されたカラー画像データに変換される。
【００１７】
スクリーン処理とは、ＣＭＹＫの４色で表現されたカラー画像データから特定の色成分を抽出し、この色成分により画像を表したデータ（以下、これを「画像データ」という）をその色の閾値マトリクスと比較することにより、画像データを構成する微小領域の濃度をそれぞれ特定する処理を行う。スクリーン処理を行うことによって、ＣＭＹＫ各色の画像データは、それぞれが微小領域毎の濃度によって記述されたＣＭＹＫ各色の網点画像データとなる。このとき、閾値マトリクスが決められた角度、間隔で配列されたものを「スクリーン」といい、閾値マトリクスが配列された角度を「スクリーン角度」、隣接する閾値マトリクスとの間隔（ピッチ）のことを「スクリーン線数」という。
【００１８】
本実施形態におけるスクリーン処理について、より詳細に説明する。
図３は、本実施形態のスクリーン処理を実現するハードウェア構成とデータの流れとを示したブロック図である。スクリーン処理は、アドレス発生器５１と、マトリクスメモリ５２と、コンパレータ５３とによって実現される。アドレス発生器５１は画像データのサイズや座標等を示す画像位置情報と、画像データの色や出力階調に応じた閾値マトリクスを選択するためのマトリクス情報とを取得し、後述する比較処理を行う微小領域を特定するためのアドレス情報を生成する。マトリクスメモリ５２はアドレス発生器５１により生成されたアドレス情報を取得し、このアドレス情報に基づいて記憶部２００から画像データの色や出力階調に応じた閾値マトリクスを取得する。そしてマトリクスメモリ５２は、この閾値マトリクスに応じた閾値情報をコンパレータ５３に供給する。なお、閾値情報とは、閾値マトリクスが表す各ドットの位置とそのドットにおける閾値とを示す情報である。コンパレータ５３はこの閾値情報と画像データを比較し、その比較結果である網点画像データを出力する。
【００１９】
ここで、本実施形態のコンパレータ５３が行う具体的な動作を、閾値情報を示しながら説明する。
図４は、本実施形態において用いられる閾値マトリクス（解像度１２００ｄｐｉの場合）を示した図である。同図に示された閾値マトリクスＭＹは、本実施形態においてイエローに適用した閾値マトリクスであり、０°、２４０線のスクリーンを形成するものである。閾値マトリクスＭＹは５行５列のドットによるマトリクスなので、２６階調を示す。
【００２０】
この閾値マトリクスＭＹを画像データと比較した場合の例について、図５を参照しながら説明する。例えばコンパレータ５３が、イエローの画像データのうち、濃度が０％、すなわち「０／２６」である微小領域を閾値マトリクスＭＹと比較した場合、いずれのドットの閾値も「０」にはならないので、コンパレータ５３は全領域が「０」であることを示す図５（ａ）のデータを比較結果として出力する。また、イエローの画像データのうち、濃度が５０％、すなわち「１３／２６」である微小領域を閾値マトリクスＭＹと比較した場合、コンパレータ５３は閾値が「１３」以下となるドットが「１」であることを示す図５（ｂ）のデータを比較結果として出力する。また、イエローの画像データのうち、濃度が６５％、すなわち「１７／２６」である微小領域を閾値マトリクスＭＹと比較した場合、コンパレータ５３は閾値が「１７」以下となるドットが「１」であることを示す図５（ｃ）のデータを比較結果として出力する。同様の要領で、濃度が１００％である場合には、図５（ｄ）のように全てのドットが「１」となる。
【００２１】
コンパレータ５３は、画像データを構成する微小領域のそれぞれについてこのような処理を順次行っていき、各微小領域について図５のように濃度の情報を与えたデータ、すなわち網点画像データを出力する。コンパレータ５３は、以上の処理をＣＭＹＫ各色の画像データについて行い、合計４色の網点画像データを出力する。この網点画像データが示す網点の大小によって、カラー画像データの階調が擬似的に表現される。
【００２２】
本実施形態において用いられる閾値マトリクスは、シアンとブラックについて同一であり、かつ、マゼンタのスクリーンのスクリーン角度が上述のシアンとブラックのスクリーンのスクリーン角度よりも３０°以上離れている点に特徴を有している。
図６は、マゼンタのスクリーンを形成する閾値マトリクスＭＭを示した図である。この閾値マトリクスＭＭは、２６．５°、２６８線のスクリーンを形成する。また、図７は、シアンおよびブラックのスクリーンを形成する閾値マトリクスＭＣを示した図である。この閾値マトリクスＭＣは、６４．４°、２６８線のスクリーンを形成する。
【００２３】
このように、閾値マトリクスＭＣにより形成されるシアンおよびブラックのスクリーンのスクリーン角度は、閾値マトリクスＭＭにより形成されるマゼンタのスクリーンのスクリーン角度よりも３７．９°離れることとなり、従来の一般的な画像形成装置よりもモアレの発生を抑制することが可能となる。また、イエローのスクリーンのスクリーン角度は他の色のスクリーンのスクリーン角度から約２５°離れている。この場合、スクリーン角度の差が３０°以上にはならないが、従来の一般的な画像形成装置よりはスクリーン角度を離すことができるので、イエローにおいてもモアレ抑制の効果が認められる。
また、シアンとブラックのスクリーンのスクリーン角度を同一とすることによって、例えば青みのあるシャドウ部に発生する色ムラを抑制することが可能となる。
【００２４】
続いて、画像形成部６００の具体的な構成について説明する。
図８は、画像形成部６００の装置構成を示した図である。画像形成部６００は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写ベルト１２と、駆動ロール１３と、二次転写ロール１４と、バックアップロール１５と、定着器１６と、ベルトクリーナ１７と、複数の搬送ロール１８と、レジストロール１９と、用紙トレイ２０、２１とを備える。なお、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各符号の末尾に付されたアルファベットは、トナーの色を示すためのものであり、構成としては同様のものである。そこで、以下の構成の説明においては、これらのアルファベットを省略して「画像形成ユニット１０」と総称する。画像形成ユニット１０各部についても同様に、そのアルファベットを適宜省略して説明する。
【００２５】
画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１０１と、帯電器１０２と、露光器１０３と、現像器１０４と、一次転写ロール１０５と、ドラムクリーナ１０６と、除電装置１０７とを備える。感光体ドラム１０１は表面に光導電層の形成された像担持体であり、図中の矢印Ａ方向に回転される。帯電器１０２は感光体ドラム１０１表面に所定の電位差を生じさせることでこれを一様に帯電する。露光器１０３はレーザダイオード等のビーム発光源を備え、帯電された感光体ドラム１０１表面にビーム光を照射させることで照射部分の電荷を消失させ、入力された各色の網点画像データに応じた静電潜像を形成する。現像器１０４はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナーを備えており、感光体ドラム１０１表面の静電潜像にトナーを付与することでトナー像を作像する。一次転写ロール１０５は感光体ドラム１０１と中間転写ベルト１２を介して対向するする位置においてトナー像を中間転写ベルト１２に転写する。転写されたトナー像は図中のＢ方向に搬送される。
【００２６】
ドラムクリーナ１０６は、トナー像を転写された後に感光体ドラム１０１表面に残留している未転写のトナーを回収する。除電装置１０７は感光体ドラム１０１表面を除電する。すなわち、ドラムクリーナ１０６および除電装置１０７は感光体ドラム１０１から不要なトナーや電荷を除去し、感光体ドラム１０１を次の画像形成プロセスに備えさせるものである。
【００２７】
中間転写ベルト１２は無端のベルト部材である。中間転写ベルト１２は駆動ロール１３により図中の矢印Ｂ方向に回転され、画像形成ユニット１０において作像されたトナー像を二次転写ロール１４が形成するニップ領域に搬送する。このニップ領域においては、バックアップロール１５と対向する二次転写ロール１４が中間転写ベルト１２表面のトナー像を用紙Ｐに転写させる。用紙Ｐは、用紙トレイ２０または２１から供給されて複数の搬送ロール１８によって搬送される。トナー像が用紙Ｐに転写されるとき、レジストロール１９はトナー像の転写位置を調整するためのタイミング制御を行う。
【００２８】
定着器１６は、二次転写ロール１４によってトナー像を転写された用紙Ｐを加熱および加圧することでトナー像を溶融および定着する。トナー像を定着された用紙Ｐは外部に排出される。これら一連の処理が終了すると、ベルトクリーナ１７が中間転写ベルトに残留している未転写のトナーを回収する。
【００２９】
画像形成装置１の装置構成は以上の通りである。このような構成のもと、画像形成装置１は入力されたカラーの画像データ（カラー画像データ）に応じたＹＭＣＫ各色の網点画像データを生成する。そして、画像形成装置１は、各色の網点画像データに応じたトナー像を作像し、これを用紙Ｐに転写および定着させることで画像を形成する。
【００３０】
なお、本実施形態の画像形成装置１は、一般的な画像形成装置と同様にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順序で画像を形成しているが、本実施形態のようにシアンとブラックのスクリーン角度を同一とした場合、この順序で画像を形成するのが最も好適である。なぜならば、２つの画像形成ユニット１０間の印画位置のずれは、ユニット間の距離が大きくなるほど顕著に現れるからである。これは、ユニット間の距離が大きくなるほど中間転写ベルト１２の斜行の影響を強く受けることに起因している。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置１によれば、色ムラの生じやすいシアンとブラックを同一のスクリーン角度とすることにより、印画位置のずれを低減して色ムラを抑制することが可能となる。加えて、この２色を同一のスクリーン角度としたことにより、他の色のスクリーン角度との差をより大きくすることが可能となり、モアレの発生を抑制することも可能となる。
【００３２】
なお、以上においては、画像形成装置１を用いて本発明の実施の一例を説明したが、本発明はもちろん他の形態で実施することも可能である。以下にその例を示す。
上述の実施形態においては、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のトナー像を作像する画像形成装置について説明したが、本発明は他の色を用いた画像形成装置にも適用可能である。さらに、４色の画像形成装置にも限定されず、例えば６色などの多色画像形成装置であってもよい。このような多色画像形成装置の場合、スクリーン角度が同一となる２色が２組以上あってもよい。
【００３３】
なお、上述のいずれの場合においても、スクリーン角度を同一とする２色は限定されるものではなく、画像形成装置の諸条件や入力されるカラー画像データに応じて種々の色を選択してよい。また、スクリーン角度が同一である２色以外の色のスクリーン角度については特に限定されず、任意のスクリーン角度としてよい。
また、スクリーン角度を同一とする２色のスクリーンにおいては、スクリーン線数が同一であることが望ましいが、スクリーン線数が同一でなくとも本発明は一定の効果を奏し得るものである。
【００３４】
また、上述の実施形態においては、中間転写ベルトを用いた方式の画像形成装置について説明したが、このような態様に限定されない。例えば、中間転写ベルトに代えて用紙搬送ベルトを備えた構成であり、感光体ドラムからトナー像を用紙に直接転写する方式の画像形成装置であっても、本発明は適用可能である。
【００３５】
また、閾値マトリクスは、スクリーン角度やスクリーン線数の異なるものが、各色についてそれぞれ複数記憶されていてもよい。このとき、カラー画像データの種類に応じた画像形成モードを設け、この画像形成モードに応じて最適な閾値マトリクスが選択されるような構成とするとより好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示したブロック図である。
【図２】同実施形態において画像処理部が実行する画像処理の概略を示したブロック図である。
【図３】同実施形態のスクリーン処理を実現するハードウェア構成とデータの流れとを示したブロック図である。
【図４】同実施形態においてイエローのスクリーンを形成する閾値マトリクスを例示した図である。
【図５】閾値マトリクスと画像データの比較処理を例示した図である。
【図６】同実施形態においてマゼンタのスクリーンを形成する閾値マトリクスを例示した図である。
【図７】同実施形態においてシアンおよびブラックのスクリーンを形成する閾値マトリクスを例示した図である。
【図８】同実施形態の画像形成部の装置構成を示した図である。
【図９】色ムラを説明するための図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…画像形成装置、１００…制御部、２００…記憶部（記憶手段）、３００…入力部（取得手段）、４００…操作部、５００…画像処理部、５１…アドレス発生器、５２…マトリクスメモリ、５３…コンパレータ（比較手段）、６００…画像形成部（画像形成手段）、１０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ…画像形成ユニット、１２…中間転写ベルト、１３…駆動ロール、１４…二次転写ロール、１５…バックアップロール、１６…定着器、１７…ベルトクリーナ、１８…搬送ロール、１９…レジストロール、２０、２１…用紙トレイ、１０１…感光体ドラム、１０２…帯電器、１０３…露光器、１０４…現像器、１０５…一次転写ロール、１０６…ドラムクリーナ、１０７…除電装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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