(57)【要約】【課題】ランニングコストを低減できる流体噴射装置及び流体噴射装置のメンテナンス方法を提供する。【解決手段】インクを噴射する複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて記録紙に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、ノズルからインクを予備噴射させるフラッシング処理を行うプリンターであって、印字処理の間における噴射回数に応じて、フラッシング処理を実行させるノズルを選定する制御装置を有するという構成を採用する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、前記ノズルから前記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置であって、
前記印字処理の間における噴射回数に応じて、前記予備噴射処理を実行させる前記ノズルを選定する制御装置を有することを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記噴射回数が所定の閾値以上の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させず、前記噴射回数が前記所定の閾値未満の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させる選定を行うことを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルの全てに対して、同一の回数で前記流体を噴射させることを特徴とする請求項２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルに対して、前記所定の閾値に満たない回数だけ前記流体を噴射させることを特徴とする請求項２に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、前記ノズルから前記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記印字処理の間における噴射回数に応じて、前記予備噴射処理を実行させる前記ノズルを選定するノズル選定工程を有することを特徴とする流体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項６】
前記ノズル選定工程では、前記噴射回数が所定の閾値以上の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させず、前記噴射回数が前記所定の閾値未満の前記ノズルに対しては前記予備噴射処理を実行させる選定を行うことを特徴とする請求項５に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項７】
前記ノズル選定工程では、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルの全てに対して、同一の回数で前記流体を噴射させることを特徴とする請求項６に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
【請求項８】
前記ノズル選定工程では、前記予備噴射処理を実行する前記ノズルに対して、前記所定の閾値に満たない回数だけ前記流体を噴射させることを特徴とする請求項６に記載の流体噴射装置のメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置及び流体噴射装置のメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体を噴射する流体噴射装置として、例えば下記特許文献１に記載のインクジェット式記録装置が知られている。インクジェット式記録装置は、記録媒体（媒体）に文字や画像等を記録する装置であり、記録ヘッド（流体噴射ヘッド）に設けられたノズルから記録媒体にインク（流体）を選択的に噴射する構成になっている。
この流体噴射装置では、良好な噴射特性を維持又は回復させるため、当該記録ヘッドのメンテナンス処理を定期的に行っている。その具体的なメンテナンス処理としては、キャップ部材（流体受け部材）を記録ヘッドに対向させ、ノズルからインクをフラッシング（予備噴射）させて、増粘インクによるノズルの目詰まり防止やノズルのメニスカスを調整するフラッシング処理（予備噴射処理）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２５６４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のフラッシング処理は、記録ヘッドのノズル全てについて一様に行っていた。フラッシング処理では、印字処理以外でインクを消費することから、ランニングコストが高くなるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題点に鑑みてなされたもので、ランニングコストを低減できる流体噴射装置及び流体噴射装置のメンテナンス方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、上記ノズルから上記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置であって、上記印字処理の間における噴射回数に応じて、上記予備噴射処理を実行させる上記ノズルを選定する制御装置を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、印字処理の間にノズルから流体がある回数で噴射されていれば流体の増粘等が発生することがなく良好な噴射特性を維持できるので、印字処理の間に行われたノズルの噴射回数に応じて、予備噴射処理が必要なノズルを選定することにより、印字処理以外で消費される流体を低減することができる。
【０００７】
また、本発明においては、上記制御装置は、上記噴射回数が所定の閾値以上の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させず、上記噴射回数が上記所定の閾値未満の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させる選定を行うという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、印字処理の間に所定の閾値以上の噴射回数で流体を噴射しているノズルは予備噴射が不要であるので予備噴射処理を実行させず、印字処理の間に所定の閾値未満の噴射回数で流体を噴射しているノズルについては予備噴射が必要であるので予備噴射処理を実行させることにより、印字処理以外で消費される流体を必要限に抑えることができる。
【０００８】
また、本発明においては、上記制御装置は、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルの全てに対して、同一の回数で上記流体を噴射させるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、同一の回数で流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。ここで、予備噴射処理を実行するノズルの全てが同一の噴射回数となるように制御すれば、例えば予備噴射処理実行プログラムを単純化でき、メモリ資源を節約することができる。
【０００９】
また、本発明においては、上記制御装置は、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルに対して、上記所定の閾値に満たない回数だけ上記流体を噴射させるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、所定の閾値に満たない回数だけ流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。すなわち、予備噴射処理で噴射特性を回復するのに必要な不足分のみを噴射することで、印字処理以外で消費される流体を必要最小限に抑えることができる。
【００１０】
また、本発明においては、流体を噴射する複数のノズルを有する流体噴射ヘッドを用いて媒体に所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、上記ノズルから上記流体を予備噴射させる予備噴射処理を行う流体噴射装置のメンテナンス方法であって、上記印字処理の間における噴射回数に応じて、上記予備噴射処理を実行させる上記ノズルを選定するノズル選定工程を有するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、印字処理の間にノズルから流体がある回数で噴射されていれば流体の増粘等が発生することがなく良好な噴射特性を維持できるので、印字処理の間に行われたノズルの噴射回数に応じて、予備噴射処理が必要なノズルを選定することにより、印字処理以外で消費される流体を低減することができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記ノズル選定工程では、上記噴射回数が所定の閾値以上の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させず、上記噴射回数が上記所定の閾値未満の上記ノズルに対しては上記予備噴射処理を実行させる選定を行うという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、印字処理の間に所定の閾値以上の噴射回数で流体を噴射しているノズルは予備噴射が不要であるので予備噴射処理を実行させず、印字処理の間に所定の閾値未満の噴射回数で流体を噴射しているノズルについては予備噴射が必要であるので予備噴射処理を実行させることにより、印字処理以外で消費される流体を必要限に抑えることができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記ノズル選定工程では、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルの全てに対して、同一の回数で上記流体を噴射させるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、同一の回数で流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。ここで、予備噴射処理を実行するノズルの全てが同一の噴射回数となるように制御すれば、例えば予備噴射処理実行プログラムを単純化でき、メモリ資源を節約することができる。
【００１３】
また、本発明においては、上記ノズル選定工程では、上記予備噴射処理を実行する上記ノズルに対して、上記所定の閾値に満たない回数だけ上記流体を噴射させるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、予備噴射処理を実行するノズルについては、所定の閾値に満たない回数だけ流体を予備噴射させることで噴射特性を回復させる。すなわち、予備噴射処理で噴射特性を回復するのに必要な不足分のみを噴射することで、印字処理以外で消費される流体を必要最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態におけるプリンターの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態における記録ヘッドに設けられたノズルの配列を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における記録ヘッドの内部構成を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるプリンターの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における印字処理により記録紙に印字される画像を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態におけるステップＳ３のノズル選定工程での選定結果を示す図である。
【図７】本発明の別実施形態における１つの画像を印字する間のノズルの噴射回数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る流体噴射装置の各実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。本実施形態では、本発明に係る流体噴射装置として、インクジェット式プリンター（以下、プリンターと称する）を例示する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態におけるプリンター１の構成を示す平面図である。
同図に示すように、プリンター１は、流体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２を搭載すると共にサブインクタンク３を搭載するキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設され不図示の紙送り機構により記録紙が紙送り方向（同図紙面上下方向）に搬送されるプラテン５と、キャリッジ４を記録紙の紙幅方向（同図紙面左右方向）に移動させるキャリッジ移動機構６と、記録ヘッド２の保湿とメンテナンス処理とを行うキャッピング機構１４と、当該プリンター１全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴとを有している。なお、上記紙幅方向とは、主走査方向（ヘッド走査方向）である。上記紙送り方向とは、副走査方向（主走査方向に直交する方向）である。
【００１７】
ガイドロッド７は、主走査方向に架設された支持部材である。キャリッジ４は、このガイドロッド７に支持された状態で取り付けられている。このキャリッジ４は、モーター８の回転軸に接続された駆動プーリー９、該駆動プーリー９と従動プーリー１０との間に掛け渡されたタイミングベルト１１から構成されるキャリッジ移動機構６によりガイドロッド７に沿って主走査方向に移動するようになっている。なお、キャリッジ４の主走査方向上の位置は、不図示のリニアエンコーダによって検出する。この検出信号は、位置情報として制御装置ＣＯＮＴに送信されるようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、このリニアエンコーダからの位置情報に基づいて記録ヘッド２の走査位置を認識し、記録ヘッド２による印字処理等を制御するようになっている。
【００１８】
サブインクタンク３は、プリンター１の筐体側に装着されたインクカートリッジ１２からインク供給チューブ１３を介して各色のインク（流体）の供給を受ける構成となっている。インクカートリッジ１２にはそれぞれ、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、ブラックなどのインクが収容されている。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態における記録ヘッド２に設けられたノズル１７の配列を示す図である。
同図に示すように、記録ヘッド２は、インクを噴射する複数のノズル１７が設けられたノズル形成面（噴射面）２１Ａを有する。ノズル形成面２１Ａには、複数のノズル１７ごとにノズル列Ｌが形成されている。ノズル列Ｌは、サブインクタンク３と対応し、それぞれ異なる色のインクを吐出可能になっている。本実施形態ではインクの色に対応して６列（シアン（Ｃ１），マゼンタ（Ｍ１），イエロー（Ｙ），ライトシアン（Ｃ２），ライトマゼンタ（Ｍ２），ブラック（Ｂ））のノズル列Ｌが設けられている。１つのノズル列Ｌは、例えば、１８０個のノズル１７によって構成されている。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態における記録ヘッド２の内部構成を示す部分断面図である。
同図に示すように、記録ヘッド２は、ヘッド本体１８と、ヘッド本体１８に接続された流路形成ユニット２２とを備えている。流路形成ユニット２２は、振動板１９と、流路基板２０と、ノズル基板２１とを備えると共に、共通インク室２９と、インク供給口３０と、圧力室３１とを形成する。さらに、流路形成ユニット２２は、ダイヤフラム部として機能する島部３２と、共通インク室２９内の圧力変動を吸収するコンプライアンス部３３とを備える。ヘッド本体１８には、固定部材２６と共に駆動ユニット２４を収容する収容空間２３と、インクを流路形成ユニット２２に案内する内部流路２８とが形成される。
【００２１】
上記構成の記録ヘッド２によれば、ケーブル２７を介して駆動ユニット２４に駆動信号が入力されると、圧電素子２５が伸縮する。これにより、振動板１９がキャビティに接近する方向及び離れる方向に変形（移動）する。このため、圧力室３１の容積が変化し、インクを収容した圧力室３１の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズル１７から、インクが噴射される。
【００２２】
図１に戻り、記録ヘッド２の移動範囲のうちプラテン５の外側の領域には、記録ヘッド２の走査起点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、キャッピング機構１４が設けられている。キャッピング機構１４は、キャップ部材１５、吸引ポンプ１６を有している。キャップ部材１５は例えばゴム等の弾性材から構成されたトレー形状の部材であり、吸引ポンプ１６はキャップ部材１５の底部と接続されて吸引を行う構成となっている。
【００２３】
キャッピング機構１４は、記録ヘッド２の良好な噴射特性を維持又は回復させるメンテナンス処理に用いられる。メンテナンス処理には、フラッシング処理（予備噴射処理）と、吸引処理とがある。
フラッシング処理は、キャップ部材１５に記録ヘッド２を対向させ、ノズル１７からインクを定期的に予備噴射させることで、増粘インクによるノズル１７の目詰まり防止や、ノズル１７のメニスカスを調整して、記録ヘッド２から正常にインクを噴射させる処理である。吸引処理は、キャップ部材１５で記録ヘッド２をキャッピングした後に吸引ポンプ１６を駆動させて、各ノズル１７から粘性が高くなったインクや付着したゴミ等を強制吸引してメニスカスを調整し、記録ヘッド２から正常にインクを噴射させる処理である。
【００２４】
続いて、図４に示すフローチャートを参照して、本発明の特徴的なフラッシング処理について説明する。
図４は、本発明の実施形態におけるプリンター１の動作を示すフローチャートである。
先ず、制御装置ＣＯＮＴは、記録紙に印字すべき画像データを取得する（ステップＳ１）。次に、制御装置ＣＯＮＴは、取得した画像データを解析する（ステップＳ２）。画像データは、ドットマトリクスにより構成されるものであり、ドットの位置及びその位置でのドットの色調のデータが含まれる。
【００２５】
図５は、本発明の実施形態における印字処理により記録紙Ｐに印字される画像Ｇを示す模式図である。
本印字処理では、同図に示すように、同一の画像Ｇを複数印字する所謂ラベル印刷を行うこととする。本印字処理では、説明の容易化のため、ある特定の画像Ｇの印字開始から、次の画像Ｇの印字開始までの時間を１秒と設定する。このため、本印字処理では、例えば、主走査方向の記録ヘッド２の一の走査（ワンパス）により画像Ｇを形成することとする。
【００２６】
制御装置ＣＯＮＴは、画像Ｇの画像データに基づいて、１つの画像Ｇを印字するのに、各ノズル１７で何回の噴射が必要であるかを計算する。フラッシング処理が、１つのノズル１７あたり８秒毎に７２発（１発あたり例えば２０ナノグラム）の吐出が必要だとすると、１つの画像Ｇで１つのノズル１７が９発以上インクを噴射していれば、そのノズル１７についてのフラッシング処理は不要になる。
このため、本実施形態の制御装置ＣＯＮＴは、１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数が９発以上のものはフラッシング処理を実行させず、９発未満のものはフラッシング処理を実行させる選定を行う（ステップＳ３：ノズル選定工程）。
【００２７】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、フラッシング処理を行う定期タイマーをスタートさせる（ステップＳ４）。そして、制御装置ＣＯＮＴは、記録ヘッド２による画像データに基づく画像Ｇの記録紙Ｐへの印字を開始させる（ステップＳ５）。
【００２８】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、タイマーが計時する時間が７秒より大きい値、すなわち８秒に達したか否かを判定する（ステップＳ６）。制御装置ＣＯＮＴは、タイマーの計時が８秒に達していないときは、印字を続行させる。一方、制御装置ＣＯＮＴは、タイマーの計時が８秒に達したときは、１つの画像Ｇあたり噴射回数が９発未満のノズル１７がある場合、そのノズル１７におけるインク増粘が懸念されるため、現在印字している画像Ｇの印字終了後（本実施形態では画像Ｇの８枚目終了後）、記録ヘッド２をホームポジションに移動させる（ステップＳ７）。
【００２９】
制御装置ＣＯＮＴは、ホームポジションにおいて、ステップＳ３で選定したノズル１７のフラッシング処理を実施させる（ステップＳ８）。
図６は、本発明の実施形態におけるステップＳ３のノズル選定工程での選定結果を示す図である。同図は、シアンインクを噴射するノズル列Ｌ（Ｃ１）のノズル１７の１８０個のノズル（ｃ１〜ｃ１８０）の選定結果の一部を示す。同図中の○印は、１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数が９発以上のノズルで、フラッシング処理は不要であることを示す。また、同図中の×印は、１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数が９発未満のノズル１７で、フラッシング処理が必要であることを示す。
ステップＳ８において、制御装置ＣＯＮＴは、図６中×印の付いたノズル（すなわちｃ２，ｃ３）についてのみ、各ノズルあたり７２発のフラッシング処理を実施させる。
【００３０】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、フラッシング処理を行う定期タイマーをゼロにリセットして計時をリスタートさせる（ステップＳ９）。そして、制御装置ＣＯＮＴは、印字する画像Ｇがあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御装置ＣＯＮＴは、印字する画像Ｇが所定数に達していない場合は、ステップＳ５に戻り、記録ヘッド２による画像データに基づく画像Ｇの記録紙Ｐへの印字を開始させる。一方、制御装置ＣＯＮＴは、印字する画像Ｇが所定数に達したときは、印字ジョブを終了させる。
【００３１】
したがって、上述した本実施形態によれば、インクを噴射する複数のノズル１７を有する記録ヘッド２を用いて記録紙Ｐに所定の画像データに基づく印字を行う印字処理の後に、ノズル１７からインクを予備噴射させるフラッシング処理を行うプリンター１であって、印字処理の間における噴射回数に応じて、フラッシング処理を実行させるノズル１７を選定する制御装置ＣＯＮＴを有するという構成を採用することによって、印字処理の間にノズル１７からインクがある回数で噴射されていればインクの増粘等が発生することがなく良好な噴射特性を維持できるので、印字処理の間に行われたノズル１７の噴射回数に応じて、フラッシング処理が必要なノズル１７を選定することにより、印字処理以外で消費されるインクを低減することができる。このため、本実施形態によれば、ランニングコストを低減できるプリンター１が得られる。
【００３２】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３３】
例えば、上述の実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴが、フラッシング処理を実行するノズル１７の全てに対して、同一の回数（７２発）でインクを噴射させる構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、制御装置ＣＯＮＴが、フラッシング処理を実行するノズル１７に対して、７２発（１画像あたり９発）に満たない回数だけインクを噴射させるという構成を採用してもよい。
図７は、本発明の別実施形態における１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数を示す図である。同図は、シアンインクを噴射するノズル列Ｌ（Ｃ１）のノズル１７の１８０個のノズル（ｃ１〜ｃ１８０）の各噴射回数の一部を示す。ノズルｃ１については、１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数が１１発なのでフラッシング処理は不要である。ノズルｃ２については、１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数が７発なので９発には２発足りないため、（９−７）×８＝１６発のフラッシング処理で十分である。ノズルｃ３については、１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数が３発なので９発には６発足りないため、（９−３）×８＝４８発のフラッシング処理で十分である。ノズルｃ４については、１つの画像Ｇを印字する間のノズル１７の噴射回数が６発なので９発には３発足りないため、（９−７）×８＝２４発のフラッシング処理で十分である。
このように、フラッシング処理を実行するノズル１７については、所定の閾値に満たない回数だけインクを予備噴射させることで噴射特性を回復させる。すなわち、フラッシング処理で噴射特性を回復するのに必要な不足分のみを噴射することで、印字処理以外で消費されるインクを必要最小限に抑えることができる。
なお、上述の実施形態において説明した、フラッシング処理を実行するノズル１７の全てに対して、同一の回数でインクを噴射させるという構成によれば、フラッシング処理実行プログラムを単純化でき、メモリ資源を節約することができる利点がある。
【００３４】
また、上述の実施形態においては、流体噴射装置が、インク等の流体（液状体）を噴射する流体噴射装置である場合を例にして説明したが、本発明の流体噴射装置は、インク以外の他の流体を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に適用することができる。流体噴射装置が噴射可能な流体は、流体、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体を含む。
【００３５】
また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる流体を噴射する流体噴射装置であってもよい。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の流体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…プリンター（流体噴射装置）、２…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、１７…ノズル、ＣＯＮＴ…制御装置、Ｇ…画像、Ｐ…記録紙（媒体）、Ｓ３…ステップ（ノズル選定工程）
【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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