(57)【要約】【課題】  現像ロールと筐体の摺動部である現像ロール端部へは、トナー集中が発生しやすく、安定にトナーをシールすることが難しい。本発明では、現像ロール端部における安定なトナーシールを実現する。【解決手段】規制ブレードの先端を、端部シール部材の一部に食い込むように設置することにより、規制ブレードと端部シール部材が確実に密着して隙間がなくなり、トナーケース内に内包されたトナーが端部に集中しても、規制ブレードと端部シール部材の隙間に入り込むことがなくなり、その結果、現像ロール端部におけるトナー漏れの発生がなくなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一成分現像による電子写真方式にて潜像を可視化する現像装置を備えた電子写真装置において、
前記現像装置は、静電潜像が形成された感光体に対向する開口部を有しトナーを内包するトナーケースと、前記トナーケース開口部に回転自在に保持されたトナー担時体と、前記トナー担時体に接触し前記トナー担時体上にトナー薄層を形成するための規制ブレードと、前記トナーケース開口部の両端部分で前記トナー担時体表面との隙間をシールするためのシール部材を有し、前記規制ブレードの先端が前記シール部材の一部に食い込む形状であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記規制ブレードが食い込む部分の前記シール部材の幅が、前記規制ブレード先端方向に向かって小さくなっていることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記シール部材には、前記現像ロールの回転方向と平行の方向に、少なくとも１箇所以上切込みが入っていることを特徴とする、請求項１乃至２記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一成分現像を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリまたはそれら複合機等の電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやファクシミリなどの電子写真プロセスを用いた電子写真装置では、感光体などの静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、それを帯電した微小粉体を付着・可視化することで、記録画像を形成する。静電潜像担持体を現像する現像装置は、可視剤を保持し回転する現像剤担持体である現像ロールを有しており、この現像ロールを、静電潜像担持体に近接または接触させるとともに、適切な電圧を印可することで、静電潜像にトナーを付着させることができる。現像装置では、現像装置内のトナーを現像ロールに供給する手段が設けられており、現像ロール全体に均一にトナーを供給することで、現像ロールにトナー層を形成する。
現像に用いられる現像装置は、大きく二成分現像方式と一成分現像方式に分類される。二成分現像方式は、感光体に付着して静電潜像を可視化する微小着色樹脂粉体からなるトナーと、トナーの数倍から数十倍程度の大きさを有する磁性体からなるキャリアを現像剤として用いる方式である。この方式では、トナーとキャリアを混合撹拌することでトナーを摩擦帯電させる。また、現像ロールが磁性体ロールとなっており、磁力でトナーの付着したキャリアを吸着することで、現像ロール上に磁気ブラシを形成し、トナーを静電潜像担持体である感光体表面に搬送し、現像を行う。
一方、一成分現像方式は、キャリアを用いない方式であり、現像ロールに搬送されたトナーは現像ロールに接触する規制ブレードによって規制され、現像ロール上にトナー薄層が形成される。この方式におけるトナーの帯電は、規制ブレード通過時におけるトナーとブレードや現像ロールとの摩擦によって与えられる。
上記、いずれの現像装置構成においても、現像ロール側全体に均一にトナー層を形成するために、供給ロールなどで均等にトナーを供給する。しかし、現像ロール側に供給されたトナーのうち、規制されて残った余剰トナーや現像後のトナーは、現像ロール中央部から周囲部に向かう流れが生じるために、現像ロール端部の壁面付近にトナー量の多い領域が発生する。
【０００３】
現像ロール端部には、回転駆動される現像ロールと、現像装置匡体との摺動部があり、この部分は現像装置全体で安定にトナーをシールすることが最も難しい箇所である。
前記したように、現像ロールに供給されたトナーのうち、余剰トナーはこの部分に集中しやすくなる。この結果、現像ロールと、摺動部に設けたシール部材との間にトナーが入り込みやすくなる。この部分にトナーが入り込むと、トナーが現像ロールの回転による摩擦熱などにより溶着して、シール性能が著しく劣化するとともに、現像ロール表面、あるいは規制ブレードの傷にもつながる。これらにより、現像ロール端部からのトナー漏れはもちろん、現像ロール表面のトナー薄層の不均一を招く。
現像ロールと現像装置匡体との摺動部のシール方法としては、弾性部材を現像ロール端部に押し当てる方式などが用いられる。この方式で、シール性能を向上させるためには、弾性シール部材の現像ロール端部への押し付け圧力を増加させる必要がある。しかし、シールの押しつけ圧力を増加させると、現像ロールとシール材との摩擦抵抗が増加するために、駆動トルクが増加するという問題が生じる。特に、一成分現像のうち、カラー現像装置などで用いられる磁性体を用いない非磁性一成分現像では、トナーを磁力で拘束できないために、現像ロール端部におけるシールは難しい。このため、トナーが現像ロール端部より漏れやすいとともに、かなり高いシールの押しつけ圧力が要求され、結果として現像装置の駆動トルクが非常に高くなってしまうという問題点が発生する。
従って現像ロールの駆動トルクを上げずにトナーのシール効果を保持する必要があり、その解決策として端部シールを現像ロール表面と規制ブレードの間に挿入する方式が提案されている。（例えば特許文献１）しかし、この方式では、規制ブレードと現像ローラの間に挿入するシール部材の位置決めが難しく、シール部材の張り方如何によっては、シール部材が規制ブレードと現像ロールとの隙間に入り込み過ぎ、規制ブレードが歪んだり、現像ロール端部におけるトナー漏れが発生することもある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５１５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術における一成分現像を用いた電子写真装置において、現像ロールの両端部から現像装置に内包されたトナーが漏れ出ることを防止する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一成分現像による電子写真方式にて潜像を可視化する現像装置を備えた電子写真装置において、静電潜像が形成された感光体に対向する開口部を有しトナーを内包するトナーケースと、トナーケース開口部に回転自在に保持されたトナー担時体と、トナー担時体に接触しトナー担時体上にトナー薄層を形成するための規制ブレードと、トナーケース開口部の両端部分で前記トナー担時体表面との隙間をシールするためのシール部材を有し、規制ブレードの先端が、シール部材の一部に食い込むように設置された現像装置を設けた電子写真装置とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電子写真装置では、端部シール部材の一部に規制ブレード先端を食い込ませることにより、現像ロール端部付近へ集中するトナーを抑制できるので、最もトナーシールの難しい現像ロールとトナーケースの摺動部におけるトナーシールを比較的容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施例１）
以下、図１から図６を用いて本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明を適用した非磁性一成分現像装置の実施例を示す断面図である。
最初に、図１に示される現像装置１１の動作について説明する。トナー格納室６には、現像に用いられるトナー９が格納されている。トナー格納室６内には搬送羽根３を配置しており、搬送羽根３が回転することで順次現像ロール１側にトナー９を搬送するように構成されている。トナー格納室６の感光体７側に必要以上にトナーが偏らないように、トナー格納室６内の後方の搬送羽根（図示せず）は搬送羽根３に比較して搬送力が小さくなるように設定することが好ましい。以下、説明する本実施例では、感光体７から離れるに従って設けられた搬送羽根（図示せず）は、搬送羽根３に対して回転速度が遅くなるように設定している。また、搬送羽根３に比較して、感光体７から離れるにしたがって羽根面積の小さい送り搬送羽根（図示せず）としている。
トナー格納室内６のトナー９は、搬送羽根３の回転によって現像ロール１側に搬送される。現像ロール１側面上方には、ガイド板１２で分離されたトナー供給室８がある。トナー格納室６最前部（感光体７側）まで搬送されたトナー９は、搬送羽根３で、供給室８に搬送される。供給室８内には、導電性弾性発砲ロールからなる供給ロール２が配置されており、供給室８内に供給されたトナー９を現像ロール１側に供給し押しつける。より安定に、現像ロール１に供給するためには、数百ミクロンから数ミリ程度に現像ロール１と接触した状態で、供給ロール２を配置することが好ましい。供給室８に供給されたトナー９は、供給ロール２の回転によって、現像ロール１側に押しつけられ、現像ロール１側下方に配置されたシート状部材１３によって、現像ロール１に押しつけられながらトナー回収室１０に漏れ出す。シート状部材１３の一方は、供給室８を分離しているガイド板１２に固定されている。トナー９は、現像ロール１やシート状部材１３および供給ロール２などとの摩擦によって若干帯電するために、導電性部材からなる現像ロール１表面に付着し、現像ロール１表面にトナー層を形成する。
このようにして現像ロール１上に形成されたトナー層は、現像ロール１表面に押し当てられた規制ブレード５で現像に適正なトナー層厚とトナー帯電量に規制される。現像時に必要な最終的なトナー薄層の帯電量や付着量は、現像条件や装置条件および使用するトナー条件によって異なるが、一般に付着量が０．１〜１．５ｍｇ／ｃｍ２、帯電量が５〜４０μＣ／ｇの範囲の値である。トナー供給室８とトナー回収室１０を分離しているシート状部材１３によって、規制ブレード５通過前の現像ロール１表面に付着させるトナーの付着量は、この最終的な目標付着量よりも十分多くなるようにしなければならない。また、帯電量は、最終的な目標帯電量よりも小さくなるようにしなくてはならない。比較的低い帯電量で多くのトナーを現像ロール１上に付着させるために、トナー供給室８とトナー回収室１０を分離しているシート状部材１２は、現像ロール１回転方向下流側に配置した規制ブレード５に比べて低い圧力で接触させるとともに、シート状部材１３の平面部（腹の部分）を現像ロール１に接触させる構成としている。シート状部材１３の圧力が必要以上に高いと、形成されるトナー層が薄くなり、規制ブレード５で適正なトナー層が形成できなくなる。シート状部材１３と現像ロール１との接触圧力は、供給ロール２の供給能力や使用するトナー材料の流動性および最終的な目標トナー量によって異なるが、一般に０．１〜５０ｇ／ｃｍ程度が適正値となる。本実施例の現像装置１１においては、最終的に現像ロール１に形成するトナー帯電量を１０〜２０μＣ／ｇとし、付着量を０．４〜０．８ｍｇ／ｃｍ２としたとき、規制ブレード圧力が約３０〜８０ｇ／ｃｍであるのに対してシート状部材１３の接触圧力を約１〜１０ｇ／ｃｍとすることで、規制ブレード５前に帯電量として１〜５μＣ／ｇとし、付着量として０．６〜１．５ｍｇ／ｃｍ２程度のトナー層を形成することができた。
【０００９】
また、シートの平面部ではなく角部（エッジ）が当たる構成では、形成されるトナー層がムラになりやすく、最終的な規制ブレード５で形成されたトナー層の均一性が不安定になりやすかった。安定したトナー層を形成するためには、シート状部材１３の平面部で現像ロール１と接触されることが好ましい。
規制ブレード５による規制で残ったトナー９は、トナー供給室８下方に設けられたトナー回収室１０側に流れ落ちる。トナー回収室１０には、回転撹拌部材４が配置されており、回収経路内に回収されたトナー９を撹拌し、室内での停滞や塊となることを防止するとともに、トナー格納室６側に掻き出し搬送を行う。これによって、トナー回収室１０内は常に空隙を維持し、規制ブレード５によって規制された残りのトナー９が安定にトナー回収室１０内に流れ込むようになっている。
図１の現像装置では、トナー格納室６内の搬送羽根３とトナー回収室内１０の回転攪拌部材４の回転直径が３対１の比率であって、回転周期が１対３になるように構成されている。このため、本発明の実施例では、トナー格納室６内の搬送羽根３がトナー９をトナー回収室１０出口側に搬送するタイミングに合わせて、トナー回収室１０内のトナー９が回転攪拌部材４で押し出されるとともに、搬送羽根３が再びトナー９をトナー回収室１０側に押し込むまでに、回転攪拌部材４によって２回トナー９をトナー回収室１０からトナー格納室６に搬送するように動作する。これによって、より効率よくトナー９をトナー格納室６に戻すことができるとともに、搬送羽根３によってトナー９がトナー回収室１０側に入り込むのを抑制できる。
図２は、本発明の現像装置の供給ロール２と現像ロール１付近を現像装置の上側から見た構成を示す模式図である。説明のために供給ロール１を取り外して示してあり、現像ロール１へのトナー供給をガイドするシート状部材１３がある。図中には、供給ロール２の位置が一点鎖線（２）で仮想的に示してある。供給ロール２によって現像ロール１に供給されたトナー９は、図中の矢印１５で示されるように中央部から周辺部に向かって流れる。この為、現像ロール周辺部１７に余剰トナーが集中する傾向が発生する。
本実施例の現像装置は、非磁性一成分トナーを用いる現像装置であり、二成分現像装置や磁性一成分現像装置のように磁力でトナーを保持できないためにトナーシールが難しい。さらに、本実施例の構成は、一般に広く用いられる非磁性一成分現像と異なり、規制ブレード５が現像ロール１下部に配置されているために、トナー９が規制ブレード５付近に溜まりやすく、トナーシールがもっとも難しい構成となっている。
図３は、従来の現像装置における、現像ロール１の端部シール構成を示す模式図である。端部シール部材１６は、発泡ポリウレタンなどの弾性のある部材の表面に、フェルトやスウェード、毛ブラシなどの摺動性を持った部材を貼り付ける構成を取っている。この構成では、図中の矢印１５で示されるように中央部から周辺部に向かって流れるトナーは、規制ブレード５先端部を伝わるようにして、現像装置匡体に設けられたトナーシール部材１６と、現像ロール１との間の摺擦部に入り込む。摺擦部に入り込んだトナーは、現像ロール１の回転による摩擦熱などにより溶着し、シール性能が著しく劣化するとともに、現像ロール１表面、あるいは規制ブレード５の傷にもつながる。これらにより、現像ロール１端部からのトナー漏れはもちろん、現像ロール１表面のトナー薄層の不均一を招く。
図４に、本発明の現像装置における一実施例である端部シール付近の模式図である。この構成では、シール部材１６の形状の一部が、円１８に示すように、規制ブレード５先端に向かってだんだん小さくなる構成となっている。規制ブレード５は、矢印１９の方向に移動しながら端部シール部材１６に食い込むように設置される。
図５は、規制ブレード５が最後まで設置された状態を示す拡大図である。このように、規制ブレード５が、端部シール部材１６の一部に食い込むことで、規制ブレード５先端と、端部シール部材１６とのシール性が向上し、現像装置端部に集中するトナーの進入を確実に防止することが可能となる。また、規制ブレード５が食い込む部分の形状を、規制ブレードに向かってだんだん小さくすることにより、規制ブレード５が端部シール１６に食い込むような構成でも、規制ブレード５先端に大きな負荷をかけることが無いため、規制ブレード５が歪む等の不具合も発生しない。
（実施例２）
図６は、本発明における第二の実施例に係る端部シール近傍の拡大図である。端部シール部材１６には、現像ロールの回転方向と平行の方向に、切り込み２０が設けられている。図６の実施例では、端部シール部材１６への切り込みは２箇所であるが、２箇所に限定されずに、少なくとも一箇所以上あればよい。規制ブレード５は、現像ロール１に圧接しながら端部シール部材１６の一部に食い込むように設置されるが、このとき、規制ブレード５の端部は現像ロール１と端部シール部材１６の間に挟み込まれるように設置される。この場合、規制ブレード５の背面は端部シール部材１６によって圧力を受けるため、結果として現像ロール１へ必要以上に大きい圧力で接触してしまう。規制ブレード５が現像ロール１端部で必要以上に大きな圧力で接触すると、現像装置の駆動トルクが増加したり、端部付近のトナー付着量が低くなって画質の均一性が悪くなるといった不具合を生じる。本実施例のように、端部シール部材１６に切り込み２０をいれることにより、規制ブレード５が切り込み２０で端部シール部材１６へ沈み込むため、規制ブレード５の圧接力が必要以上に高くなることが無くなる。また、現像ロール１端部において現像ロール１と端部シール部材１６が密着しやすくなるため、端部シール性能も向上する。
トルクの低下は、モータの小型化にもつながり、本発明の現像装置構成は、装置全体の小型化にも非常に有効である。
【００１０】
本発明の現像装置の駆動トルクを実測したところ、規制ブレード５が現像ロール１下方に配置された非磁性一成分現像装置構成で、実用上問題となるようなトナー漏れが発生することなく、有効現像幅約２２０ｍｍ，現像ロール直径約２０ｍｍ,現像ロール駆動表面速度約１５０ｍｍ／ｓで、現像装置全体での駆動トルクとして、約１〜２ｋｇ・ｃｍ以下を実現した。
（実施例３）
次に本発明の現像装置を用いたカラー電子写真装置の一実施例を示す。先に示した本発明の非磁性一成分現像装置は、規制ブレードが現像ロール下面に配置されているために、感光体が下方から上方に移動する面を現像できる。このため、電子写真装置全体の配置構成の制約も少なく、図７に示すようなより有効な小型カラー電子写真装置構成を実現できた。本来、非磁性一成分現像装置は、２成分現像装置よりも構成が簡単で小型化に有利である。
【００１１】
以下に、本発明の現像装置を用いた小型カラー電子写真装置の詳細を説明する。図７は、ベルト状の感光体７と中間転写体ドラム２９を用いた方式のカラー電子写真装置である。まず、装置の印写プロセスについて簡単に説明する。帯電器２４で一様に感光体７を帯電した後、レーザ露光装置２７で画像信号に従った露光を行い、感光体７上に静電潜像を形成する。感光体７上に形成された静電潜像は、イエロートナーを内包した本発明の現像装置１１Ｙで現像する。現像後の画像は中間転写体２９に静電的に転写される。転写後の感光体７は、ブレードクリーナ２５で、感光体７上の残留トナーがクリーニングされる。クリーニング後の感光体７は、再び帯電・露光されて感光体７上に、再び静電潜像が形成される。感光体７上の静電潜像は、マゼンタトナーの内包された本発明の現像装置１１Ｍで現像され、感光体上にマゼンタ画像を形成する。現像しない現像装置は、感光体から離接することで切り替えられる。感光体７上のマゼンタ画像は、イエロー画像に重ねて中間転写体２９に転写される。続いて、同様のプロセスでシアントナーを有する現像装置１１Ｃ，およびブラックトナーを有する現像装置１１Ｋによって画像を形成し、中間転写体２９上に順次重ね合わされる。４色の画像が重ね終わった中間転写体ドラム２９は、用紙カセット２１から搬送された用紙上に、転写ローラ３１によって一括転写され、用紙上に４色画像を形成する。用紙上に画像を転写した中間転写体ドラムは、クリーナ２３で残留トナーがクリーニングされる。画像転写が行われた用紙は、中間転写体から除電器３０によって除電剥離され、定着機２８によって加熱され溶かされて、定着され最終画像となる。
【００１２】
本実施例で示した装置構成は、ベルト状の感光体７を用いその一面に現像装置を積層配置することで、簡単な構成で高密度実装を実現している。また、中間転写体２９を用いることで、用紙の搬送経路は急激な屈曲などもなく、厚紙などへの記録も可能であり、モノクロの電子写真装置と同様の幅広い紙種に対応できる。さらに、中間転写体の回転動作を安定化するために、ドラム状の中間転写体２９を採用することで、ベルト状の感光体７に形成された各色画像を精度良く重ね合わせることが可能となり、高画質なフルカラー記録を実現することができる。
【００１３】
本実施例で示した装置は、小型・高密度実装及び高画質記録とともに、フェースダウン排紙や多用紙対応などの使い勝手面も考慮したフルカラー電子写真装置の一実施例である。本発明の現像装置を適用することで、この様により最適な構成を有する装置の実現も可能となる。
【００１４】
以上、本発明の実施例によれば、静電潜像が形成された感光体に対向する開口部を有しトナーを内包するトナーケースと、トナーケース開口部に回転自在に保持されたトナー担時体と、トナー担時体に接触し前記トナー担時体上にトナー薄層を形成するための規制ブレードと、トナーケース開口部の両端部分でトナー担時体表面との隙間をシールするためのシール部材を有する現像装置において、規制ブレードの先端が、前記シール部材の一部に食い込むように設置されることを特徴とする一成分現像装置として構成されている。このような構成にすることにより、規制ブレードと端部シール部材が確実に密着して隙間がなくなり、トナーケース内に内包されたトナーが端部に集中しても、規制ブレードと端部シール部材の隙間に入り込むことがなくなり、その結果、現像ロール端部におけるトナー漏れの発生がなくなる。
【００１５】
また、静電潜像が形成された感光体に対向する開口部を有しトナーを内包するトナーケースと、トナーケース開口部に回転自在に保持されたトナー担時体と、トナー担時体に接触しトナー担時体上にトナー薄層を形成するための規制ブレードと、トナーケース開口部の両端部分でトナー担時体表面との隙間をシールするためのシール部材を有する現像装置において、規制ブレードが食い込む部分のシール部材の形状は、規制ブレード先端方向に向かって小さくなっていることを特徴とする一成分現像装置として構成されている。規制ブレードが食い込む部分の端部シール形状が、規制ブレード部に向かって小さくなるような形状にすることで、端部シールが規制ブレード先端部に食い込んでも、端部シールの影響によって規制ブレードが変形することは無く、その結果、現像ロール表面に安定したトナー層を形成することが可能となる。
【００１６】
また、静電潜像が形成された感光体に対向する開口部を有しトナーを内包するトナーケースと、トナーケース開口部に回転自在に保持されたトナー担時体と、トナー担時体に接触しトナー担時体上にトナー薄層を形成するための規制ブレードと、トナーケース開口部の両端部分でトナー担時体表面との隙間をシールするためのシール部材を有する現像装置において、シール部材には、現像ロールの回転方向と平行の方向に、少なくとも１箇所以上切込みが入っていることを特徴とする一成分現像装置として構成されている。端部シール部材に、現像ロールの回転方向と平行に切込みを入れることにより、規制ブレード端部が、端部シール部材と現像ロールの間に入る場合でも、規制ブレード端部が端部シール部材に沈み込む為、規制ブレードと現像ロール表面の安定接触が可能になると同時に、現像装置の駆動トルク増加を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示す非磁性一成分現像の構成を示す図である。
【図２】図１の実施例における供給ロールと現像ロール付近を上側から見た構成を示す図である。
【図３】従来の現像装置における現像ロール端部シール構造の詳細を説明する図である。
【図４】本発明の一実施例である現像ロール端部シール構造の詳細を説明する図である。
【図５】本発明の一実施例である現像ロール端部シール構造の詳細を説明する図である。
【図６】本発明の一実施例である現像ロール端部シール構造の詳細を説明する図である。
【図７】本発明の現像装置を用いた小型カラー電子写真装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…現像ロール、２…搬送ロール、３…搬送羽根、４…回転攪拌部材、５…規制ブレード、６…トナー格納室、７…感光体、８…トナー供給室、９…トナー、１０…トナー回収室、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…現像装置、１２…ガイド板、１３…シート状部材、１５…トナーの流れ、１６…端部シール部材、１７…トナー集中部位、１８…規制ブレード食い込み部分、１９…規制ブレード挿入方向、２０…端部シール部材切込み、２１…給紙カセット、２３…中間転写体クリーナ、２４…帯電器、２５…感光体クリーナ、２６…排紙ローラ、２７…露光装置、２８…定着機、２９…中間転写体、３０…除電剥離装置、３１…転写ローラ。
【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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