(57)【要約】【課題】予備吐出によって発生する記録ヘッドに向かって巻き上がる気流を抑制し、記録ヘッドへのインクミストの付着を抑制する。【解決手段】複数のインクの吐出口を有する記録ヘッドと、予備吐出によるインクを受容する予備吐出インク受け８ａとを備え、予備吐出インク受け８ａは、記録ヘッドから第１の距離だけ離れて吐出されたインクを受ける第１の受け面５０１Ａを有する第１のインク受け部５０１と、記録ヘッドから第１の距離より短い第２の距離だけ離れて吐出されたインクを受ける第２の受け面５００Ａを有する第２のインク受け部５００とを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインクの吐出口を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドのインク吐出性能を維持させるために前記吐出口からインクを吐出させる予備吐出によるインクを受容する予備吐出インク受けと、を備え、
前記予備吐出インク受けは、前記記録ヘッドが予備吐出を実行する条件に応じて選択される複数のインク受け部を有する、ことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記予備吐出インク受けは、前記記録ヘッドが予備吐出する際に、前記記録ヘッドから第１の距離だけ離れて吐出されたインクを受ける第１の受け面を有する第１のインク受け部と、前記記録ヘッドから前記第１の距離より短い第２の距離だけ離れて吐出されたインクを受ける第２の受け面を有する第２のインク受け部とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記第１のインク受け部は、前記第１の受け面の両側に側壁面を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドは、前記予備吐出インク受けに対して停止した状態で前記予備吐出を実行する場合には、前記第１の受け面へ向けてインクを吐出し、前記予備吐出インク受けに対して移動しながら前記予備吐出を実行する場合には、前記第２の受け面へ向けてインクを吐出することを特徴とする請求項２又は３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは、前記予備吐出を実行する際のインク吐出発数が相対的に多い場合には、前記第１の受け面へ向けてインクを吐出し、相対的に少ない場合には、前記第２の受け面へ向けてインクを吐出することを特徴とする請求項２又は３に記載の記録装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドは、前記予備吐出を実行する際の単位時間当たりのインク吐出発数である吐出周波数が相対的に高い場合には、前記第１の受け面へ向けてインクを吐出し、相対的に低い場合には、前記第２の受け面へ向けてインクを吐出することを特徴とする請求項２又は３に記載の記録装置。
【請求項７】
吸引により強制的に排出した前記記録ヘッド内のインクを吸収するためのインク吸収体をさらに有し、
前記インク吸収体を前記予備吐出インク受けとして用いる、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するインクジェット式の記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なインクジェット式の記録装置では、記録ヘッドからインクを吐出する際のインク吐出性能を維持させるために、記録領域外でインクを吐出させて、増粘インクを吐出口から排出させる予備吐出機構を備えている。この予備吐出においては、インク吐出の際に本来吐出されるべきインク滴の他に、霧状の微小体積インク（以下インクミストと表現する）が発生することが良く知られている。このインクミストは体積が非常に小さいため、記録装置内を浮遊し、記録ヘッドに付着する可能性ある。特許文献１や特許文献２は、予備吐出の際のインクミストの浮遊を抑制し、記録ヘッドへのインクミストの付着を抑制する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０３０５１８号公報
【特許文献２】特開２００４−０９０４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年のインクジェット式の記録装置においては、予備吐周波数（単位時間当りのインク吐出数）の増大や、同時に予備吐出するインク数の増加により、予備吐出におけるインクミストの発生量は増大する傾向にある。加えて、記録ヘッドのノズル列の増加により、予備吐出の際にインク吐出数は大幅に増加する傾向にある。このため、予備吐出の際のインクミストの記録ヘッドへの付着を抑制することがますます求められている。
【０００５】
本発明は、上記した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録ヘッド近傍で発生したインクミストの記録ヘッドへの付着を効果的に抑制できる記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る記録装置は、複数のインクの吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドのインク吐出性能を維持させるために前記吐出口からインクを吐出させる予備吐出によるインクを受容する予備吐出インク受けと、を備え、前記予備吐出インク受けは、前記記録ヘッドが予備吐出を実行する条件に応じて選択される複数のインク受け部を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、予備吐出によって発生する記録ヘッドに向かって巻き上がる気流を抑制し、記録ヘッドへのインクミストの付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用されるインクジェット式の記録装置の一例を示す平面図である。
【図２】本発明が適用される記録ヘッドの一例を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明が適用される記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】インクミストの発生過程を示すモデル図である。
【図５】予備吐出時に発生する気流を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る予備吐出インク受けの構造を示す斜視図である。
【図７】第１のインク受け部へ予備吐出した際の作用を説明するための図である。
【図８】記録ヘッドの移動中の予備吐出時に発生する気流を説明するための図である。
【図９】第２のインク受け部へ予備吐出した際の作用を説明するための図である。
【図１０】インク吐出発数が多い場合に発生する気流を説明するための図である。
【図１１】インク吐出発数が少ない場合に発生する気流を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明が適用されるインクジェット式の記録装置の一例を示す平面図である。図１において、記録装置本体１は、記録用紙（記録媒体）の搬送系ユニット（図示せず）を含む各種の機構部を備える。この記録装置本体１と、これに搭載された後述する制御系とによりインクジェット式の記録装置が構成る。なお、本実施形態に係る記録装置は、搬送系ユニットにより記録媒体をＹ方向（副走査方向）へと間欠的に搬送すると共に記録ヘッド３をＹ方向と直交するＸ方向（主走査方向）へと移動させながら記録動作を行うシリアル型である。また、記録装置本体１は、比較的大判の記録媒体（例えば、Ａ１サイズ）への記録できるようにＸ方向におけるサイズを大型化した構成となっている。
【００１１】
キャリッジ２は、記録ヘッド３が搭載され、記録ヘッド３と共に記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復移動する。すなわち、キャリジ２は、Ｘ方向に沿って配置されたガイド軸４に移動可能に支持されると共に、ガイド軸４と略平行に移動する無端ベルト５に固定されている。無端ベルト５は、キャリッジモータ（ＣＲモータ）の駆動力によって往復移動し、それによってキャリッジ２をＸ方向（主走査方向）に往復移動させる。
【００１２】
記録ヘッド３は、図２に示すように、吐出口形成面３ｂに形成される複数の吐出口の列３ａと、個々の吐出口に対応して形成された複数の液路（図示せず）と、複数の液路にインクを供給する共通液室（図示せず）とを有する。複数の吐出口３aは、Ｙ方向に平行な向きに配列され、吐出口の各列を以下、ノズル列３ａと呼ぶ。本実施形態の各記録ヘッド３には、Ｙ方向に１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で、２５６０個の吐出口が配列されている。さらに、記録ヘッド３は、２５６０個の吐出口によって形成されるノズル列を合計６列有し、合計１５３６０個の吐出口を有する。
【００１３】
記録ヘッド３の各液路には、インクを吐出口から吐出させるための吐出エネルギーを発生させるエネルギー発生素子が配置されている。このエネルギー発生素子として、本実施形態では、インクを局所的に加熱して膜沸騰を起こさせ、その圧力によってインクを吐出させる電気熱変換体が用いられている。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、電気機械変換素子を用いることも可能である。
【００１４】
また、記録ヘッド３には、それぞれのノズル列に異なる色材を含有したインクが供給される。本実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー、マットブラック、フォトブラックの計５色のインクが各ノズル列にそれぞれ供給される。なお、プリント速度の向上を目的として、マットブラックは２つのノズル列に供給され、５色で６つのノズル列を使用する形態となっている。
【００１５】
回復処理装置７は、記録ヘッド３の各吐出口からのインク吐出性能を良好な状態に維持するために設けられている。この回復処理装置７は、記録装置本体１の所定の位置に保持固定され、吸引回復機構７ａ，７ｂ、吸引回復機構内に設けられたインク吸収体８a，８b、ワイピング回復機構９及びこれらの機構を昇降させる昇降機構（図示せず）を備える。
【００１６】
図３は、記録装置本体１の制御系の一例の構成を示すブロック図である。図３において、主制御部２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、及び、入出力ポート２０４を備える。ＣＰＵ２０１は、演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行する。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１により実行される制御プログラム等を格納する。ＲＡＭ２０３は、インクの吐出／非吐出を表す２値の記録データを格納するバッファおよびＣＰＵ２０１による処理のワークエリア等として用いられる。
【００１７】
入出力ポート２０４には、前述の搬送ユニットにおけるキャリッジモータ（ＣＲモータ）２１１、搬送モータ（ＬＦモータ）２１２、記録ヘッド３、および回復処理装置７、などの各駆動回路２０５、２０６、２０７、２０８が接続されている。さらに、入出力ポート２０４には、時刻を計時するタイマー２１３、記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度センサ２１４やキャリッジ２に固定されたエンコーダセンサ２１５などをはじめとするその他のセンサ類が接続されている。また、主制御部２００はインターフェース回路２１６を介してホストコンピュータ２１７に接続されている。
【００１８】
次に、上記の記録装置によって実行される記録動作の一例について説明する。まず、記録動作の概略を説明する。ホストコンピュータ２１７からインターフェースを介して記録データを受信すると、その記録データはＲＡＭ２０３のバッファに展開される。そして、記録動作が指示されると、不図示の搬送ユニットが作動し、記録媒体を記録ヘッド３との対向位置へと搬送する。ここで、キャリッジ２はガイド軸４に沿って主走査方向（Ｘ方向）へと移動する。キャリッジ２の移動に伴って、記録ヘッド３からはインク滴が吐出され、記録用紙に１バンド分の画像が記録される。この後、搬送ユニットにより、記録媒体はキャリッジ２と直交する方向（副走査方向）に１バンド分だけ搬送される。以上の動作を繰り返すことにより、記録媒体には所定の画像が形成される。なお、キャリッジ２の位置は、キャリッジ２の移動に伴ってエンコーダセンサ２１５から出力されるパルス信号を主制御部２００でカウントすることにより検出される。すなわち、エンコーダセンサ２１５は、主走査方向に沿って配置されたエンコーダフィルム６（図１参照）に一定の間隔で形成された検出部を検出することによってパルス信号を主制御部２００へ出力する。主制御部２００はこのパルス信号をカウントすることにより、キャリッジ２の位置を検出する。キャリッジ２のホームポジションおよびその他の位置への移動は、エンコーダセンサ２１５からの信号に基づいて行われる。
【００１９】
次に、図４を参照してインクミストの発生過程について説明する。図４において、３０１はインク、３０２は吐出直後のインク、３０３はメニスカス、３０４は主滴、３０５はサテライト、３０６はインクミストである。図４（ａ）において吐出が開始される。吐出開始直後はノズルから連続的にインク３０２が吐出される。その後、図４（ｂ）に示すように、気泡の収縮またはピエゾ素子の変形のために生じるメニスカス３０３が後退し、記録ヘッド３の内部へインク３０１が移動する。このインク３０１の移動に伴い、吐出されたインク３０２が記録ヘッド内部のインクから分離され、吐出されたインク３０２内に速度分布が生じる。図４（ｃ）に示すように、速度分布が生じたインクは分割され、主滴３０４、サテライト３０５及びインクミスト３０６が生じる。主滴３０４は、体積及び速度が最も大きいインク滴である。サテライト３０５は、主滴より体積及び速度が小さいインク滴である。インクミスト３０６は、体積及び速度がさらに小さく予備吐出インク受けに到達しないインク滴である。
【００２０】
次に、記録ヘッド３が停止した状態で予備吐出を実行したときに発生する記録ヘッドに向かって巻き上がる気流について図５を参照して説明する。なお、符号４０１は記録ヘッド３から吐出されたインク滴を受ける一般的な構造の予備吐出インク受け部材を示す。符号４０２はイエローのインクの予備吐出によるインク滴の軌跡を示している。符号４０３はマゼンタのインクの予備吐出によるインク滴の軌跡を示している。符号４０４は、シアンの予備吐出によるインク滴の軌跡を示している。符号４０５は、予備吐出受けに到達しないインクミストが、予備吐出により生じた気流によって巻き上げられる軌跡を示している。この気流により巻き上げられたインクミストが記録ヘッドの吐出口形成面に付着することでインク吐出の吐出性能を低下させる可能性がある。
【００２１】
図６は本発明の一実施形態に係る予備吐出インク受けの構造を示す斜視図である。本実施形態に係る記録装置では、図１の吸引回復機構内の吸引により強制的に排出した記録ヘッド内のインクを吸収するためのインク吸収体８a、８ｂを予備吐出インク受けとして用いる。また、インク吸収体８ａとインク吸収体８ａ８ｂは同一の形状となっているので、ここでは代表としてインク吸収体８ａの斜視図を示す。
【００２２】
インク吸収体８ａは、予備吐出によるインクを受容する予備吐出インク受けとして機能し、記録ヘッド３が予備吐出を実行する条件に応じて選択される複数のインク受け部である第１のインク受け部５０１と第２のインク受け部５００とを有する。第１のインク受け部５０１は、記録ヘッド３が予備吐出する際に、吐出されたインクを受ける第１の受け面５０１Ａと、第１の受け面５０１Ａの両側に位置する側壁面５０１Ｓとを有する。これらは、ノズル列３ａの形成方向であるＹ方向に形成されている。第１の受け面５０１Ａ及び側壁面５０１Ｓは、好適には、平面で構成され、第１の受け面５０１Ａと側壁面５０１Ｓとは直交している。第１のインク受け部５０１は、記録ヘッド３から吐出された、イエローマゼンタ及びシアンのインクをそれぞれ受ける。なお、第１の受け面５０１Ａ、側壁面５０１Ｓを傾斜面や曲面で構成することも可能である。
【００２３】
第２のインク受け部５００は、吐出されたインクを受ける第２の受け面５００Ａを有する。第２の受け面５００Ａは、記録ヘッド３の吐出口形成面３に対して略平行な平面で構成される。第１の受け面５０１Ａの記録ヘッド３からの離れた距離を第１の距離とすると、第２の受け面５００Ａは、記録ヘッド３から第１の距離より短い第２の距離だけ離れている。すなわち、この第２の受け面５００Ａは、第１の受け面５０１Ａよりも記録ヘッド３の吐出口形成面までの距離が短い。なお、第２の受け面５００Ａを曲面や傾斜面で構成することも可能である。
【００２４】
インク吸収体８ａは、長手方向の長さＬ１はノズル列３ａの長さよりも長い。また、第１のインク受け部５０１の短手方向の幅Ｌ２は、ノズル列の１列の幅よりは広く、隣接する２列の間隔よりは狭い。
【００２５】
図７は、記録ヘッド３から予備吐出させる際に、記録ヘッド３が図６で説明したインク吸収体８ａ及び８ｂに対して停止した状態で予備吐出を実行する場合を示している。なお、図７において、符号６０２ないし６０４は、イエロー、マゼンタ、シアンのインクの予備吐出によるインク滴の軌跡をそれぞれ示している。符号６０５は、インク吸収体８ａ及び８ｂに到達しないインクミストが、予備吐出で生じた気流によって移動する軌跡を示している。
【００２６】
本実施形態では、図７に示すように、記録ヘッド３がインク吸収体８ａ及び８ｂに対して停止した状態で予備吐出を実行する場合には、第１の受け面５０１Ａへ向けてインクを吐出する。すなわち、記録ヘッド３の各ノズル列が対応する第１のインク受け部５０１に対向する位置に記録ヘッドを位置決めして、予備吐出を実行する。記録ヘッド３がインク吸収体８ａ及び８ｂに対して停止した状態で予備吐出をすると、それにより生じる気流は吐出されるインク滴の着弾位置から弧を描いて記録ヘッド３の吐出口形成面３ｂに向かって発生する。このことは、図５において説明した予備吐出動作で生じる気流の軌跡４０５から明らかである。図７に示すインク吸収体８ａにおいては、この気流が側壁面５０１Ｓにより途中で遮断される。その結果、インク吸収体８ａに到達しないインクミストは、予備吐出で生じた気流によって巻き上げられることなく、インク吸収体８ａに回収される。
【００２７】
次に、記録ヘッド３が移動中に予備吐出を実行したときに発生する記録ヘッドに向かって巻き上がる気流について図８を参照して説明する。なお、符号７０１は記録ヘッド３から吐出されたインク滴を受ける一般的な構造の予備吐出インク受け部材を示す。符号７０２ないし７０４は、イエロー、マゼンタ、シアンのインクの予備吐出によるインク滴の軌跡をそれぞれ示す。７０５は予備吐出インク受け７０１に到達しないインクミストが、予備吐出で生じた気流によって巻き上げられる軌跡を示す。図８と図５を比較すると明らかなように、記録ヘッド３が移動中に予備吐出を実行したときには、記録ヘッド３の移動に伴う気流も発生するので、予備吐出により生じた気流が相対的に小さくなる。つまり、一般的な予備吐出受け形状であっても、記録ヘッド３の吐出口形成面へのインクミスト付着は比較的少ない。
【００２８】
このため、本実施形態では、図９に示すように、予備吐出インク受けとしてのインク吸収体８ａ、８ｂに対して移動しながら予備吐出を実行する場合には、第２の受け面５００Ａへ向けてインクを吐出する。すなわち、記録ヘッド３の各ノズル列が対応する第２の受け面５００Ａに対向する位置に記録ヘッド３を位置決めして、予備吐出を実行する。なお、符号８０２ないし８０４は、イエロー、マゼンタ、シアンのインクの予備吐出によるインク滴の軌跡をそれぞれ示す。７０５はインク吸収体８ａに到達しないインクミストが、予備吐出で生じた気流によって巻き上げられる軌跡を示す。先に示した図４（ｃ）から分かるように、記録ヘッド３の吐出口形成面３ｂからのインクが着弾するまでの距離が長いほど、インク滴から分離したインクミストの発生量が多くなる。このため、インクミストの発生量を少なくするには、吐出口形成面３ｂとインクが着弾する面とが近い方が好ましい。インクミストそのものを低減させることは、インクジェット記録装置内に浮遊するインクミストの低減にもつながるため、装置寿命の観点からも好ましい。従って、インク吸収体８ａ、８ｂに対して移動しながら予備吐出を実行する場合のように予備吐出で生じた気流が比較的小さい場合には、吐出口形成面３ｂとインクが着弾する第２の受け面５００Ａとを接近させることにより、インクミストの発生量を低減できる。同時に、吐出口形成面３ｂへのインクミスト付着も抑制することが可能となる。なお、本実施形態では。予備吐出インク受けとして吸引回復機構内のインク吸収体を用いたが、インク吸収体とは別に、予備吐出受け専用の部材を設けることも可能である。
【００２９】
上述した実施形態では、記録ヘッドが予備吐出を実行する条件として、予備吐出インク受けに対して停止した場合と予備吐出インク受けに対して移動する場合とを例に挙げたが、これに限定されるわけではない。例えば、記録ヘッドが予備吐出を実行する条件として、予備吐出を実行する際のインク吐出発数や単位時間当たりのインク吐出発数である吐出周波数を条件とすることも可能である。
【００３０】
ここで、図１０は、予備吐出の際の吐出発数が比較的多い場合に記録ヘッド３の近傍に発生する気流を示し、図１１は吐出発数が比較的少ない場合に発生する気流を示している。符号９０１は、記録ヘッド３から吐出されたインク滴を受ける一般的な予備吐出インク受け部材を示し、符号９０２ないし９０４は、イエロー、マゼンタ、シアンのインクの予備吐出によるインク滴の軌跡をそれぞれ示す。符号９０５は、予備吐出インク受け部材に到達しないインクミストの予備吐出で生じた気流によって巻き上げられる軌跡を示す。符号１００１は、記録ヘッド３から吐出されたインク滴を受ける一般的な予備吐出インク受け部材を示し、符号１００２ないし１００４は、イエロー、マゼンタ、シアンのインクの予備吐出によるインク滴の軌跡をそれぞれ示す。符号１００５は、予備吐出インク受け部材に到達しないインクミストの予備吐出で生じた気流によって巻き上げられる軌跡を示す。
【００３１】
図１０からわかるように、インク吐出発数が比較的多い場合には、この気流によって巻き上げられたインクミストが記録ヘッドの吐出口形成面３ｂ面に付着しやすい。一方、図１１から分かるように、インク吐出発数が比較的少ない場合には、予備吐出によって生じる気流が比較的小さいため、インクミスト付着しにくい。
【００３２】
このため、予備吐出を実行する際のインク吐出発数が相対的に多い場合には、上記したインク吸収体８ａ，８ｂの第１の受け面５０１Ａへ向けてインクを吐出し、相対的に少ない場合には、第２の受け面５００Ａへ向けてインクを吐出する構成とすることができる。
【００３３】
また、予備吐出を実行する際の吐出周波数が比較的高い場合は、図１０に示すような状態となり、吐出周波数が比較的比較場合には、図１１に示すような状態となる。したがって、吐出周波数が相対的に高い場合には、第１の受け面５０１Ａへ向けてインクを吐出し、相対的に低い場合には、第２の受け面５００Ａへ向けてインクを吐出する、構成とすることも可能である。
【００３４】
上記実施形態では、第１のインク受け部と第２のインク受け部を例に挙げたが、さらに多くのインク受け部を設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、紙や布、革、不織布、ＯＨＰ用紙等、さらには、金属などの記録媒体を用いる機器すべてに適用可能である。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や、工業用生産機器などを挙げることができる。また、本発明は、大型の記録媒体に対して高速に記録を行う機器などに特に有効である。
【符号の説明】
【００３６】
３  記録ヘッド
３ａ  ノズル列（吐出口の列）
３ｂ  吐出口形成面
８ａ、８ｂ  インク吸収体（予備吐出インク受け）
５０１  第１のインク受け部
５０１Ａ  第１の受け面
５０１Ｓ  側壁面
５００  第２のインク受け部
５００Ａ  第２の受け面
【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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【図１１】
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