(57)【要約】【課題】  用紙反転装置の反転ローラ対離間機構を工夫し、接離機構の簡素化を図り、反転ローラ対の離間動作の信頼性を向上させる。【解決手段】  複数の反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂを備える場合、対をなすローラ間の接離動作は本来的には用紙の搬送方向の一方、例えば第１反転ローラ対２０ａ、２１ａでのみ行えば良い。他方の反転ローラ対をなす駆動ローラ２０ｂの回転力を利用し、これに従動ローラ２１ａを保持するアーム３０を取り付ける。取り付けは駆動ローラ２０ｂの回転中心であるその軸に行い、軸にはトルクリミッタ３１を配置する。これで装置構成が簡易化し、他の反転ローラ対の駆動ローラ２０ｂの回転を制御すれば、接離対象となる反転ローラ対の従動ローラ２１ａを駆動ローラに対して接離させることができ、容易にニップを開けられるようにして紙詰まり時の用紙除去も行え得る。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を反転路からスイッチバック部へと入れ、該スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせ、再給紙路を通して前記用紙を反転させる用紙反転装置において、前記スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせるための正逆転可能な駆動ローラと該駆動ローラに対向する従動ローラとからなる反転ローラ対を複数対有し、前記従動ローラの少なくとも一つを該従動ローラが対向する前記駆動ローラに対して接離させる接離手段を備え、
該接離手段が、前記接離させる従動ローラが対を構成しない一つの前記駆動ローラの回転力により動作するアームと、該アームの回転支点部に配したトルクリミッタとを有することを特徴とする用紙反転装置。
【請求項２】
請求項１の用紙反転装置において、前記アームの前記回転支点部を、前記接離させる従動ローラが対を構成しない一つの前記駆動ローラの回転中心に配置したことを特徴とする用紙反転装置。
【請求項３】
前記アームの回転位置を規制するストッパを、前記従動ローラの前記駆動ローラに対する接、離両状態に対応させて有することを特徴とする用紙反転装置。
【請求項４】
用紙を反転路からスイッチバック部へと入れ、該スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせ、再給紙路を通して前記用紙を反転させる用紙反転装置において、前記スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせるための正逆転可能な駆動ローラと該駆動ローラに対向する従動ローラとからなる反転ローラ対を複数対有し、前記従動ローラの少なくとも一つを該従動ローラが対向する前記駆動ローラに対して接離させる接離手段を備え、
該接離手段が、前記接離させる従動ローラが対を構成する前記駆動ローラの回転力により動作するカムと、該カムの回転支点部に配したトルクリミッタとを有することを特徴とする用紙反転装置。
【請求項５】
請求項３の用紙反転装置において、前記カムの前記回転支点部を前記駆動ローラの回転中心に配置したことを特徴とする用紙反転装置。
【請求項６】
前記カムの回転位置を規制するストッパを、前記従動ローラの前記駆動ローラに対する接、離両状態に対応させて有することを特徴とする用紙反転装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかの反転装置において、用紙紙詰まり時に前記従動ローラを前記駆動ローラから離す方向へ駆動可能としたことを特徴とする用紙反転装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの反転装置において、前記接離可能な反転ローラ対を、複数の反転ローラ対のうち前記スイッチバック部への前記用紙の入側のものとしたことを特徴とする用紙反転装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかの用紙反転装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかの用紙反転装置を備えたことを特徴とする複写機、プリンタ、イメージスキャナ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙を反転させる用紙反転装置と、この用紙反転装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリあるいはこれらの複合機、またはイメージスキャナ等においては、記録紙や原稿などの用紙を１枚ずつ給送する給紙装置が従来広く利用されている。
【０００３】
一枚ずつ搬送される用紙をスイッチバック反転させることで自動両面印刷が可能なプリンタや複写機等に代表される画像形成装置が実用化されている（例えば特許文献１参照）。このような従来の画像形成装置における排紙部の構成の一例を図９により説明する。
【０００４】
図９において、画像形成装置１００に設けた定着装置９０は、互いに圧接させた熱ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂとから構成してあり、用紙に転写されたトナー像を定着させる。図中２００はスタッカである。また図中１１０はゲートで、搬送されてくる用紙の方向を切り替える機能を有する。定着装置９０と画像形成装置１００の排出口１１１を連絡する用紙搬送路１２０を「送紙路」と、用紙搬送路１３０ａを「引込み路」と、用紙搬送路１３０ｂを「反転排紙路」と言う。引込み路１３０は定着装置９０に対して用紙搬送方向下流側の送紙路１２０から分岐して設けてあり、ゲート１１０の切り替え制御により定着装置９０から送り出されてきた用紙を選択的に引き込む。また、反転排紙路１３０ｂは引込み路１３０ａの途中から分岐し、その終端を画像形成装置１００のシート排出口１１１の上流の送紙路１２０に合流させて設けてある。なお、図中１５０はゲート１１０の前段に設けた搬送ローラ対、１６０はゲート１１０の後段に設けた排出ローラ対、１７０は引込み路１３０ａ及び反転排出路１３０ｂ上に設けた搬送ローラ対１７０ａ、１７０ｂの駆動ローラ、１８０は引込み路１３０ａ上に設けた正転／逆転切り替え可能な反転ローラ対である。
【０００５】
さらに反転ローラ対１８０は、反転ローラ対１８０を離間するためのローラ保持部材１９０、反転ローラ対１８０にニップ荷重を与えるためのスプリング２２０、反転ローラ対１８０を離間させるためのソレノイド２１０で構成してあり、反転ローラ対１８０の離間時には、ソレノイド２１０がスプリング２２０の張力に逆らって反転ローラ対１８０の可動側ローラ１８０ａを離間させるためのローラ保持部材１９０を引き上げ、反転ローラ対１８０を離間させる構成が知られている。
【０００６】
また特許文献１には、カム等で接離を行うことにより、小型モータ等の動力で接離を行う方式も提案されている。この離間機構の他の例を図１０に示す。この例は、モータ２３０を駆動源とする偏心カム２４０を有し、偏心カム２４０の回転動作によりスプリング２２０の張力に逆らい反転ローラ対１８０を離間させるようになっている。ただし、駆動源（小型モータ）等を必要とし、またカムの位置を制御する制御手段も必要とすることから、決して安価な装置であるとはいえないものとなっている。
【特許文献１】特開２００１−３３５２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、反転ローラ対１８の可動側ローラ１８ａをニップさせるためのスプリング２０の張力に逆らった方向にローラ保持部材１９を回動する必要があるため、スプリング２０の張力より大きな駆動力が必要となる。その結果、ソレノイド２１または駆動モータ２３の大型化を招くという課題が生じる。
【０００８】
またソレノイド２１を用いた方式の場合には、ソレノイド２１の応答時間のバラツキによる反転ローラ対１８の離間動作の信頼性が低くなるという課題が生じる。
【０００９】
さらに、用紙搬送路において用紙ジャムが発生し、ジャムクリアのために画像形成装置のカバーを開けた時には、安全性の観点から画像形成装置の動力は切断されるのが一般的であり、従来技術では反転ローラ対は、駆動源が切断された場合にはニップ荷重付与バネによりニップ状態で保持されるため、ローラ間にニップされたシートを除去することが困難である。
【００１０】
またさらに、これを解決するには反転ローラ対離間機構を含む単位で搬送路を開放する必要があり、画像形成装置の高コスト化を招くことになる。また駆動源を小型化するだけでは低コストとは言い切れないものである。
【００１１】
本発明は、前述したような従来技術の欠点を解消するもので、用紙反転装置の反転ローラ対離間機構を工夫することにより、接離機構の簡素化を図り、かつ反転ローラ対の離間動作の信頼性を向上させるとともに、用紙搬送路のペーパガイド開閉機構を不要とした用紙反転装置と、これを備えた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】
【００１２】
本発明は、複数の反転ローラ対を備える場合、対をなすローラ間の接離動作は本来的には用紙の搬送方向の一方でのみ行えばいいものであることにかんがみ、かつ反転ローラ対の回転力を利用し、従動ローラを保持するアーム部材の回転中心もしくは従動ローラを接離可能にするカムの中心部にトルクリミッタを配置することにより、装置を簡易化させ、しかも反転ローラ対の駆動ローラの回転を制御するだけで、従動ローラをニップ開放状態として紙詰まり時の用紙除去を行えるようにして上記課題を解決するものである。
【００１３】
すなわち本発明の請求項１に係る用紙反転装置は、用紙を反転路からスイッチバック部へと入れ、該スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせ、再給紙路を通して前記用紙を反転させる用紙反転装置において、前記スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせるための正逆転可能な駆動ローラと該駆動ローラに対向する従動ローラとからなる反転ローラ対を複数対有し、前記従動ローラの少なくとも一つを該従動ローラが対向する前記駆動ローラに対して接離させる接離手段を備え、該接離手段が、前記接離させる従動ローラが対を構成しない一つの前記駆動ローラの回転力により動作するアームと、該アームの回転支点部に配したトルクリミッタとを有することを特徴とする。
【００１４】
同請求項２に係るものは、請求項１の用紙反転装置において、前記アームの前記回転支点部を、前記接離させる従動ローラが対を構成しない一つの前記駆動ローラの回転中心に配置したことを特徴とする。
【００１５】
同請求項３に係るものは、前記アームの回転位置を規制するストッパを、前記従動ローラの前記駆動ローラに対する接、離両状態に対応させて有することを特徴とする。
【００１６】
同請求項４に係るものは、用紙を反転路からスイッチバック部へと入れ、該スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせ、再給紙路を通して前記用紙を反転させる用紙反転装置において、前記スイッチバック部で前記用紙をスイッチバックさせるための正逆転可能な駆動ローラと該駆動ローラに対向する従動ローラとからなる反転ローラ対を複数対有し、前記従動ローラの少なくとも一つを該従動ローラが対向する前記駆動ローラに対して接離させる接離手段を備え、該接離手段が、前記接離させる従動ローラが対を構成する前記駆動ローラの回転力により動作するカムと、該カムの回転支点部に配したトルクリミッタとを有することを特徴とする。
【００１７】
同請求項５に係るものは、請求項３の用紙反転装置において、前記カムの前記回転支点部を前記駆動ローラの回転中心に配置したことを特徴とする。
【００１８】
同請求項６に係るものは、前記カムの回転位置を規制するストッパを、前記従動ローラの前記駆動ローラに対する接、離両状態に対応させて有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかの反転装置において、用紙紙詰まり時に前記従動ローラを前記駆動ローラから離す方向へ駆動可能としたことを特徴とする。
【００２０】
同請求項８に係るものは、請求項１から７のいずれかの反転装置において、前記接離可能な反転ローラ対を、複数の反転ローラ対のうち前記スイッチバック部への前記用紙の入側のものとしたことを特徴とする。
【００２１】
同請求項９に係る画像形成装置は、請求項１から８のいずれかの用紙反転装置を備えたことを特徴とする。
【００２２】
同請求項１０に係るものは、請求項１から８のいずれかの用紙反転装置を備えたことを特徴とする複写機、プリンタ、イメージスキャナ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、ソレノイドや別駆動のモータを用いることなく信頼性の高い安価な反転ローラ対の離間機構を構成可能となる。また用紙ジャム時の反転ローラ離間機構を含む単位での用紙搬送路の開放を必要としないため、ジャムクリアが容易に行えるようにすることを可能とする。さらにトルクリミッタを使用して接離動作を緩やかに行えるため、接離動作音の低減も同時に達成可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る画像形成装置の転写材の搬送経路を示す説明図、図１に示す画像形成装置の反転装置部分の拡大説明図である。図１に示す画像形成装置は、装置本体（図示せず）の下部に２段の給紙カセット１ａ、１ｂを配置し、図示しない制御装置等から給紙指令が発せられると、一方の給紙カセット、例えば給紙カセット１ａから転写材としての用紙を分離給送手段２によって１枚ずつ分離させて給紙する。給紙された用紙は、グリップローラ対３を通過し、再給紙搬送路との合流地点の中間ローラ対４を経てレジストローラ対５に達する。なお、分離給送手段２、グリップローラ対３、中間ローラ対４及びレジストローラ対５は、それぞれクラッチ、ステッピングモータ等により単独で駆動できるように構成してある。
【００２６】
図中６は像担持体としての感光体ドラムであり、この感光体ドラム６上には公知の電子写真プロセスによってトナー像が形成され、給送された用紙はレジストローラ対５によりこのトナー像に同期して感光体ドラム６の転写位置に搬送され、そしてトナー像が転写される。転写を終えた用紙は、定着装置７に搬送され、ここでトナー像が用紙に定着される。
【００２７】
このような画像形成を終えた用紙は、反転しない場合、そのままストレートに排紙ローラ９に搬送されて機外に排紙される。また、反転排紙若しくは両面コピーが選択されている場合は、分岐爪８の切り替えにより用紙は反転装置１０へ搬送される。
【００２８】
反転装置１０は、図１及び図２に示すように、スイッチバック路としての中間トレイ１２に通ずる反転往路１１と、中間トレイ１２から上記排紙ローラ９に通ずる反転復路１３とを有する。反転往路１１に送り込まれた用紙は、搬送ローラ対１４を経由して入口ローラ対１５ａ、１５ｂに挟持され、その搬送作用により中間トレイ１２に送られる。中間トレイ１２には、反転ローラ対が二対設けてあり（以下反転ローラ対２０ａ、２１ａを第１反転ローラ対、反転ローラ対２０ｂ、２１ｂを第２反転ローラ対と言う。）、第１反転ローラ対の従動ローラ２１ａが、後述するように接離手段を構成する第２反転ローラ対の反転ローラ２０ｂの回転力により、反転ローラ２０ａに対し接離可能となっている。
【００２９】
反転往路１１には、本例の場合入口ローラ対１５の上流側に入口センサ２２が設けてあり、この入口センサ２２が用紙の先端を検知すると、その検知をトリガとして第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂを用紙を受け入れるように回転駆動し、用紙後端が所定の用紙停止位置に到達したとき駆動を停止させる。その後、第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂを逆転方向に回転駆動し、用紙の後端を前端として進入方向と逆方向に搬送する。
【００３０】
出口ローラ対１７ａ、１７ｂに挟時された用紙は、その搬送作用により搬送され、第１反転ローラ対の反転ローラ２１ａは、後述する接離手段によりニップを開放するように移動され、次給紙を中間トレイ１２に進入可能とする。
【００３１】
中間トレイ１２に続いて設けた切り換え爪２３により用紙を反転排出する場合と、両面コピーする場合とでは搬送方向を切り換える。切り換え爪２３が図１及び図２の実線の位置にあるとき、スイッチバックされる用紙は第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂ、反転出口ローラ対１７ａ、１７ｂにより反転復路を搬送され、図１に示す搬送ローラ対２４、１４を介し、そして排紙ローラ９に搬送されて機外に排紙される。また、切り換え爪２３の切り替えにより用紙は反転出口ローラ対１７ａ、１７ｂに沿って送られ、中間トレイ１２の下方に設けられた再給紙搬送路２５、中間ローラ対４を経てレジストローラ対５へ送られる。そして、用紙の裏面に画像形成の終えると機外に排紙される。
【００３２】
これより詳細の説明を記載する。図２〜４で本装置の用紙のすれ違い動作について記載する。
【００３３】
図３は、図２に用紙の反転経路を示した詳細図である。用紙は反転経路１１を通過し、第１反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂで所定の位置間を搬送した後、逆転動作を受け、その後に再給紙路に導かれる。この用紙Ｐ１は、その後に出口ローラ対１７ａ、１７ｂにより搬送され、さらに第２反転ローラ対２０ｂ、２１ｂのニップを用紙Ｐ１の後端が通過した後、第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂを逆回転させることにより、後述する接離手段で第１反転ローラ対２０ａ、２１ａのニップを解除し、次の用紙の受け入れを可能にし、用紙のすれ違いが行えるようにする。
【００３４】
接離手段、動作の詳細を説明する。図５、６に示すように、第２反転ローラ対の駆動ローラ２０ｂの駆動軸に、搬送経路外側に位置しており、従動ローラ２１ｂを加圧するアーム３０を設けるとともに、その回転中心にトルクリミッタ３１を設けてある。このアーム３０による第１反転ローラ対の従動ローラ２１ａの開放状態での位置を決定する第１ストッパ３２が、従動ローラ２１ａの下側に配置してある。またアーム３０による従動ローラ２１ｂの加圧状態での位置を決定する第２ストッパ３４が用紙搬送路を形成する搬送路部材３３の下面に配置してある。さらに、アーム３０には、従動ローラ２１ａの軸からアーム３０の回転端側を離す方向へ付勢するスプリング３５が設けてある。
【００３５】
この例では、図５のように用紙を再搬送路へ搬送する方向に第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂが回転したときは、第２反転ローラ対の駆動ローラ２０ｂの回転力がトルクリミッタ３１を介してアーム３０を従動ローラ２１ｂを加圧する方向（図では上方）に回転駆動する。アーム３０は、第２ストッパ３４に突き当たるまで回転する。逆に第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂが中間トレイ１２に用紙を受け入れる方向へ回転して用紙を搬送する際は、第２反転ローラの駆動ローラ２０ｂの回転力がトルクリミッタ３１を介してアーム３０を第１反転ローラ対の従動ローラ２１ａが駆動ローラ２０ａから離れて両ローラの間が開放される方向（図では下方）へ回転する。アーム３０は、第１ストッパ３３に突き当たるまで回転する。
【００３６】
なお図ではアーム３０の回転中心と第２反転ローラ対の駆動ローラ２０ｂの軸を同軸上に配置しているが、ギヤ、ベルト等を用いて別中心に構成しても問題ない。
【実施例２】
【００３７】
図６、図７は本発明の第２実施例を示す。本実施例では、第１反転ローラ対の駆動ローラ２０ａの駆動軸に、搬送経路の外側に位置させて、従動ローラ２１ａの軸２１ａｘを押し下げるように構成したカム４０を、駆動ローラ２０ａの駆動軸を中心に回転するように配置し、その中心にトルクリミッタ４１を設けている。従動ローラ２１ａは、図示しない装置本体側に設けた加圧ブラケット４２とスプリング４３で加圧されている。
【００３８】
カム４０は、切り欠き部４４が設けてあり（図では上方側となる部位）、図示しない装置本体側にはこの切り欠き部４４内に嵌るようにストッパピン４５が備えてある。
【００３９】
図７に示すように、用紙を再搬送路に搬送する方向へ第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂが回転したときは、第１反転ローラ対の回転力がトルクリミッタ４１を介してカム４０を回転させる。カム４０は、切り欠き部４４の一方側の端面（図では左側）がストッパ４５に突き当たるまで回転する。カム４０のカム面は従動ローラ２１ａの軸から外れ、従動ローラ２１ａはスプリング４３の付勢力によって駆動ローラ２０ａに圧接され、回転駆動される。この状態は、第１反転ローラ対の駆動ローラ２０ａが同方向へ回転（図では右回転）していれば保持される。
【００４０】
逆に第１、第２反転ローラ対２０ａ、２１ａ、２０ｂ、２１ｂが中間トレイ１２に用紙を受け入れる方向へ回転して用紙を搬送する際は、反転ローラ１の回転力がトルクリミッタを介しカム４０を回転させる。カム４０は、切り欠き部４４の他方側の端面（図では右側）がストッパ４５に突き当たるまで回転する。カム４０のカム面は従動ローラ２１ａの軸２１ａｘに上方から当接し、スプリング４３の付勢力に抗して従動ローラ２１ａを押し下げ、図８に示すように駆動ローラ２０ａとの間を開く。すなわち、このときのカムの位置が第１反転ローラ対のニップ開放位置である。この状態は、第１反転ローラ対の駆動ローラ２０ａが同方向へ回転（図では左回転）していれば保持される。
【００４１】
なお図ではカム４０の回転中心と反転ローラ対の駆動ローラ２０ａの軸を同軸上に配置しているが、ギヤ、ベルト等を用いて別中心に構成しても問題ない。
【００４２】
また以上説明してきた両実施例装置では、開放する従動ローラを反転往路入側に設けている。これは用紙がすれ違う際に、図４における用紙Ｐ２の搬送方向に第１反転ローラ対がニップ開放状態でも回転しているため、用紙先端の搬送アシストを行え、用紙反転時のスキュー等を防止できるためである。用紙の紙詰まり時には従動ローラ２１ａを駆動ローラ２０ａから離す方向に移動させ、紙詰まりの解消を容易に行えるようにすることができる。
【００４３】
また、トルクリミッタをアームやカムに配置し、反転ローラ対の駆動ローラの回転力で従動ローラの接離を行えば、制御手段を必要とするソレノイド等のパーツ及び制御手段を必要とせず、またソレノイド等の解除では解除時の騒音等があり、ユーザに連続使用時等では不快感を与えるが、本実施例ではトルクリミッタを使用しているために緩やかな解除動作を行える、騒音も気にならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る画像形成装置のシート搬送経路を示す説明図
【図２】図１に示す画像形成装置の反転装置部分の拡大説明図
【図３】図２に示す反転装置部分での用紙の移動を説明する図
【図４】図１に示す画像形成装置の反転装置部分の拡大説明図
【図５】本発明に係る用紙反転装置の第１実施例の拡大説明図
【図６】同動作説明図
【図７】本発明に係る用紙反転装置の第２実施例の拡大説明図
【図８】同動作説明図
【図９】従来の画像形成装置における排紙部の構成の一例を示す概念図
【図１０】従来の画像形成装置における排紙部の構成の他の例を示す概念図
【符号の説明】
【００４５】
１  給紙カセット
２  分離給紙手段
３  グリップローラ
４  中間ローラ
５  レジストローラ
６  感光体ドラム
７  定着装置
８  分岐爪
９  排紙ローラ
１０  反転装置
１１  反転往路
１２  中間トレイ
１３  反転復路
１４  搬送ローラ
１５  入口ローラ
１７  出口ローラ
２０ａ  第１反転ローラ対の駆動ローラ
２０ｂ  第２反転ローラ対の駆動ローラ
２１ａ  第１反転ローラ対の従動ローラ
２１ａｘ  第１反転ローラ対の従動ローラの軸
２１ｂ  第２反転ローラ対の従動ローラ
２２  入口センサ
２３  切り換え爪
２４  搬送ローラ
２５  再給紙路
３０  アーム
３１  トルクリミッタ
３２  第１ストッパ
３３  搬送路部材
３４  第２ストッパ
３５  スプリング
４０  カム
４１  トルクリミッタ
４２  加圧ブラケット
４３  スプリング
４４  切り欠き部
４５  ストッパピン
【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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