(57)【要約】      （修正有）【課題】インクジェットヘッドの複雑化、大型化及び製造コスト増を招くことなく、ノズルガードとヘッドノズル面との隙間に残留したインクやワイプ液がノズルプレート側に気泡として発生するのを防ぎ、インクの吐出不良が発生し印刷品質が低減するのを回避する。【解決手段】インクの液滴を吐出するノズルが配列されたノズルプレート３６と、ノズルに対応する位置に形成され、ノズルを外部に露出させる開口部４４ａを有し、ノズルプレート３６に積層されたノズルガード４４とを有するインクジェットヘッド３１を備えたインクジェット印刷装置において、開口部４４ａの周縁において、ノズルガード４４に摺動されるローラーワイパー２８１，２８１と、開口部４４ａ内においてノズルプレート３６に摺動されるワイパー２８５とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの液滴を吐出する吐出口が配列されたノズルプレートと、前記吐出口に対応する位置に形成され、前記吐出口を外部に露出させる開口部を有し、前記ノズルプレートに積層された保護プレートとを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、
前記開口部の周縁において、前記保護プレートに摺動される第１のワイパー手段と、
前記開口部内において前記ノズルプレートに摺動される第２のワイパー手段と
を備えることを特徴とするインクジェットヘッドのメンテナンス機構。
【請求項２】
前記第１のワイパー手段は、前記保護プレートの前記開口部の周縁部分を押圧した状態で前記保護プレートに摺動されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス機構。
【請求項３】
前記第１のワイパー手段による前記押圧は、前記保護プレートが前記ノズルプレート側に凸となるように湾曲する程度の圧力でなされることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのメンテナンス機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクの液滴を吐出する吐出口が配列されたノズルプレートと、前記吐出口に対応する位置に形成され、前記吐出口を外部に露出させる開口部を有し、前記ノズルプレートに積層された保護プレートとを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタのメンテナンス機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを吐出するための多数のノズルが設けられたノズル面を有するインクジェットプリンタが種々開発されている。このインクジェットプリンタでは、印刷する際、画質向上のため印刷媒体とインクジェットヘッドノズル面の距離をできるだけ狭めて印字する必要があり、印刷媒体が湿度や温度などの環境によって撓みや浮きが生じることから、印刷媒体がインクジェットヘッドと接触する可能性があり、これに対しては、例えば、図１０に示すように、ヘッドノズル面が形成されるノズルプレート３６にノズルガード４４を装着してノズル面を保護する対策が知られている。
【０００３】
また、インクを吐出していない時間では、ノズル面が露出した状態で空気にさらされることから、ノズル面の乾燥防止のため、インクジェットヘッドを囲繞するようにノズル面に当接されるキャッピング部材でノズル面を気密状態に封止するキャッピングを行う機構が採用されている。
【０００４】
ところで、ノズルガード付きのインクジェットヘッドでは、ノズルガード４４がノズルプレート３６に接着されているものの、ノズルガード４４とノズルプレート３６との間に微小な隙間Ｇ１ができるため、パージクリーニングやノズル面の払拭動作を行うと、インクやワイプ液等の液体９がこの隙間Ｇ１に混入するという問題が指摘されている。このインクやワイプ液等の液体９が隙間Ｇ１に混入した状態で、上記キャッピングを行うと、隙間Ｇ１に入った液体９が、キャップ２７１による当接によって押圧され、隙間の空気とともに押し出されてノズル面の周囲から気泡９ａが発生することが分かった。
【０００５】
この気泡９ａがノズル列を覆ってしまうと、初発のインク滴の吐出不良が発生してしまい印刷品質が低下するという不具合の原因にもなる。また、気泡が破裂した際の衝撃でノズルに形成されたメニスカスが破壊され、パージクリーニングを行わないと吐出不良が回復しない場合もある。その一方で、気泡発生防止のために単にキャップ部材の当接圧を低くするだけでは、気密状態が維持できずにノズルの乾燥が早まってしまう。
【０００６】
これに対し従来では、ノズルプレート上の残留インクをノズルプレート部に設けたダミーノズルで吸引・排出する方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。詳述すると、特許文献１に開示された技術では、ノズルのチャネル列に、駆動不能なダミーチャネルを設け、このダミーチャネルが負圧とされた状態でインク液体を供給する。ノズルプレートにはダミーチャネルと連通するダミーノズル孔が設けられており、このダミーノズル孔は、ノズルガードに保持された残留液が吸引可能となっている。これにより、ノズルプレートに液体が残留するのを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１２４９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、既存のインクジェットヘッドに駆動不能なダミーチャネルを追加するとともに、ダミーチャネルに含まれるダミーノズルを負圧にして残留液を吸引し回収する機構も追加する必要があることから、インクジェットヘッドの構造が複雑になるとともに、インクジェットヘッドの重量も大きくなり、これを駆動するための機構も大型化することとなるため、製造コストが増加するとともに、装置の大型化を招くという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、既存のインクジェットヘッドの複雑化、大型化及び製造コスト増を招くことなく、ノズルガードとヘッドノズル面との隙間に残留したインクやワイプ液がノズルプレート側に気泡として発生するのを防ぎ、インクの吐出不良が発生し印刷品質が低減するのを回避できるインクジェットヘッドのメンテナンス機構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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェットヘッドのメンテナンス機構の特徴は、
インクの液滴を吐出する吐出口が配列されたノズルプレートと、前記吐出口に対応する位置に形成され、前記吐出口を外部に露出させる開口部を有し、前記ノズルプレートに積層された保護プレートとを有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、
前記開口部の周縁において、前記保護プレートに摺動される第１のワイパー手段と、
前記開口部内において前記ノズルプレートに摺動される第２のワイパー手段と
を備えることにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るインクジェットヘッドのメンテナンス機構によれば、ノズルプレートを保護する保護プレートの開口部の周縁において、第１のワイパー手段を保護プレートに摺動させて、残留したインクやワイプ液を払拭するとともに、開口部内において、第２のワイパー手段をノズルプレートに摺動させてインク等を払拭させる。この結果、既存のインクジェットヘッドの複雑化、大型化及び製造コスト増を招くことなく、ノズルガードとヘッドノズル面との隙間に残留したインクやワイプ液がノズルプレート側に気泡として発生するのを防ぎ、インクの吐出不良が発生して印刷品質が低減するのを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置の全体斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット印刷装置の概略構成を模式的に示す正面図である。
【図３】図１に示すインクジェット印刷装置の制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置のメンテナンス制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置のインクジェットヘッドを下方から示す下面図である。
【図６】実施形態に係るメンテナンス機構の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】実施形態に係るメンテナンス機構の動作を模式的に示す説明図である。
【図８】実施形態に係るメンテナンス機構の動作を模式的に示す説明図である。
【図９】実施形態に係るメンテナンス機構の動作を模式的に示す説明図である。
【図１０】従来のインクジェット印刷装置のインクジェットヘッドに気泡が発生する状況を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一若しくは同等の部位や構成要素には、同一若しくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１４】
（インクジェット印刷装置の全体構成）
本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置１の全体構成について詳細に説明する。図１及び図２は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を模式的に示し、図３及び図４は制御部の構成及び駆動制御を示し、図５はインクジェットヘッドを下方から示す。
【００１５】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係るインクジェット印刷装置１は、シャトルベースユニット２と、フラットベッドユニット３と、シャトルユニット４と、制御部５とを備える。
【００１６】
シャトルベースユニット２は、シャトルユニット４を支持するとともに、前後方向（副走査方向）にシャトルユニット４を移動させる。シャトルベースユニット２は、架台部１１と、副走査駆動モーター１２とを備える。架台部１１は、シャトルユニット４を支持する基台であり、この架台部１１は、矩形枠状に形成されている。架台部１１の左右の枠上には、前後方向に延びる副走査駆動ガイド１３Ａ，１３Ｂがそれぞれ形成されている。副走査駆動ガイド１３Ａ，１３Ｂは、シャトルユニット４を前後方向に移動するようガイドする。副走査駆動モーター１２は、シャトルユニット４を前後方向に移動させる駆動手段である。
【００１７】
フラットベッドユニット３は、建材や化粧パネル等の基材からなる印刷媒体１５を保持する。フラットベッドユニット３は、シャトルベースユニット２の架台部１１の内側に配置されている。フラットベッドユニット３は、印刷媒体１５が載置される水平面である媒体載置面３ａを有する。フラットベッドユニット３は、油圧駆動機構等からなる昇降機構により、媒体載置面３ａの高さを調整できるようになっている。
【００１８】
シャトルユニット４は、印刷媒体１５に画像を印刷する。具体的に、図１〜図３に示すように、シャトルユニット４は、筐体２１と、主走査駆動ガイド２２と、主走査駆動モーター２３と、ヘッド昇降ガイド２４と、ヘッド昇降モーター２５と、ヘッドユニット２６とを備える。
【００１９】
筐体２１は、ヘッドユニット２６等の各部を収納する。筐体２１は、フラットベッドユニット３を左右方向に跨ぐ門型に形成されている。筐体２１は、シャトルベースユニット２の架台部１１に支持され、副走査駆動ガイド１３Ａ，１３Ｂに沿って移動可能になっている。
【００２０】
主走査駆動ガイド２２は、ヘッドユニット２６を左右方向（主走査方向）に移動するようガイドする。主走査駆動ガイド２２は、左右方向に延びる長尺状に形成されている。主走査駆動モーター２３は、ヘッドユニット２６を左右方向に移動させる駆動手段である。ヘッド昇降ガイド２４は、ヘッドユニット２６を上下方向に移動するようガイドする。ヘッド昇降ガイド２４は、上下方向に細長い形状に形成されている。ヘッド昇降ガイド２４は、ヘッドユニット２６とともに主走査駆動ガイド２２に沿って左右方向に移動可能に構成されている。ヘッド昇降モーター２５は、ヘッドユニット２６を昇降させる駆動手段である。
【００２１】
ヘッドユニット２６は、主走査駆動ガイド２２に沿って左右方向に移動しつつ、印刷媒体１５へインクを吐出して画像を印刷する。ヘッドユニット２６は、４つのインクジェットヘッド３１を備える。インクジェットヘッド３１は、印刷媒体１５へ水性インクを吐出する。４つのインクジェットヘッド３１は、左右方向に並列して配置されている。４つのインクジェットヘッド３１は、それぞれ異なる色（例えば、シアン、ブラック、マゼンタ、イエロー）のインクを吐出する。
【００２２】
また、ヘッドユニット２６の待機位置であるホームポジションに移動したヘッドユニット２６の下方にキャッピングユニット２７がそれぞれ配置されている。インクジェット印刷装置１において、印刷動作の開始前或いは終了後の待機状態では、シャトルユニット４がホームポジションに移動される。このシャトルユニット４の待機位置は、図１において実線で示す位置であり、シャトルベースユニット２の架台部１１の後端部となる。このシャトルユニット４の待機状態においてヘッドユニット２６は、主走査方向の始端位置（図２中右端）、すなわち副走査駆動ガイド１３Ｂよりも外方の待機位置に移動されている。キャッピングユニット２７は、このヘッドユニット２６のホームポジションの下方に配置され、ヘッドユニット２６に向けてキャップ２７１が上昇されてインクジェットヘッド３１のそれぞれに嵌合されてキャッピングするように配置されている。
【００２３】
制御部５は、上記各部の動作を制御するモジュールであり、インクジェット印刷装置１全体の動作を統括的に制御する。具体的にこの制御部５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えて構成され、センサー２７３を含む各種センサーからの検出信号を受信しつつ、各種制御信号を各部に送出することにより動作を制御する。特に、本実施形態に係る制御部５は、キャップ駆動部２７４を制御することによって、キャップ２７１をインクジェットヘッド３１に対して相対移動させたり、クリーニング駆動部２８２を制御して各種パージ動作やワイプ動作を実行させるモジュールとしても機能する。
【００２４】
（メンテナンス機構の構成）
次いで、メンテナンス機構の各部の構成について説明する。図４は、本実施形態に係るメンテナンス機構を構成するクリーニングユニット２８及びキャッピングユニット２７の構成と、制御部５との関係を示す機能ブロック図である。
【００２５】
（１）キャッピングユニット２７
キャッピングユニット２７は、キャップ２７１及びキャップ駆動部２７４が収容された基台部２７２とからなる。キャップ２７１はインクジェットヘッド３１ごとに設けられ、キャップ駆動部２７４や、キャップ内を洗浄するなどの各種機構は、インクジェットヘッド３１ごとに各動作を共通化できる場合には、複数のキャップ２７１に対して１台だけ設ける構成としてもよい。以下では、説明の便宜上、１つのインクジェットヘッド３１に対してそれぞれが１つずつ設けられている構成の例で説明する。
【００２６】
キャップ２７１は、上側に開口した函状とされ、ノズルプレート３６に下方から被せることで、１つのインクジェットヘッド３１に備えられたすべてのノズル３８を含むノズルプレート３６の領域を下方から囲んで封止する部材である。キャップ２７１は、例えば、合成樹脂などのゴム部材のように、適宜の剛性及び弾力性を有する部材からなる。
【００２７】
キャップ駆動部２７４は、基台１ａ上に設置された基台部２７２内に収容され、キャップ２７１の上下方向の高さ位置を選択的に切り換えるための上下移動を行う。このキャップ駆動部２７４としては、例えば、機械的、電磁的、流体的な適宜の昇降手段を採用することができる。そして、主走査駆動モーター２３によって主走査駆動ガイド２２上を移動されてキャッピングユニット２７の上方に位置された状態のインクジェットヘッドユニット３２に対して、キャップ駆動部２７４は、キャップ２７１を上下方向に移動させ、キャップ２７１がノズルプレート３６のノズル面を封止する状態と、封止を解除する状態とを切り換えるようになっている。
【００２８】
（２）クリーニングユニット２８
図６は本実施形態に係るクリーニングユニット２８の構成を模式的に示す。図６に示すように、クリーニングユニット２８は、ノズルガード４４の開口部４４ａ周縁において、ノズルガード４４の表面に摺動される第１のワイパー手段としてのローラーワイパー２８１，２８１と、ノズルガード４４の開口部４４ａ内において、ノズルプレート３６の表面に摺動される第２のワイパー手段としてのワイパー２８５とを備えている。本実施形態では、ノズルプレート３６を払拭するワイパー２８５の両隣りに、開口部４４ａを挟んで一対のローラーワイパー２８１，２８１が配置され、ローラーワイパー２８１，２８１は回動しつつ液体を吸収する。
【００２９】
詳述すると、ローラーワイパー２８１，２８１は、ホルダー部２８１ｂに支持された回転軸２８１ａによって軸支された回転体であり、例えば、スポンジやウレタン、不織布等の軟質、且つ液体を吸収する材質で形成されている。ホルダー部２８１ｂは支持台２８４に対して上下方向に移動可能に取付けられており、バネ等の弾性部材２８３によって上方に向けて付勢され、ノズルガード４４に対してワイパー２８５を摺動させつつ回動させることによってノズルガード４４の表面に付着された異物を除去する。また、ローラーワイパー２８１，２８１は、弾性部材２８３によってノズルガード４４の開口部４４ａ周縁部分に、この部分を押圧する状態で、回動可能に摺動される。このローラーワイパー２８１，２８１による押圧は、ノズルガード４４がノズルプレート３６側に凸となるように湾曲する程度の圧力でなされる。
【００３０】
一方、ワイパー２８５は、インクジェットヘッド３１のノズル面に対して摺動することによってノズル面に付着された異物を除去するように、支持台２８４上に立設されている。ワイパー２８５は、例えばゴムブレードなどの弾性変形可能な部材で構成され、本実施形態では長方形の薄板状に形成されている。なお、ワイパー２８５を構成する材料は、ノズル面を破損させない程度の弾力を有する材料であることが好ましく、ワイピング処理を行うものであればどのような構成を有していてもよい。
【００３１】
また、ワイパー２８５の上端部は、ローラーワイパー２８１，２８１の上端面よりも高い位置となるように設定されている。これにより、ローラーワイパー２８１，２８１が弾性部材２８３によってノズルガード４４の開口部４４ａ周縁部分に押圧された状態では、ワイパー２８５の上端部分がノズルガード４４の開口部４４ａ内に差しこまれた状態となる。
【００３２】
（メンテナンス方法）
以上説明したメンテナンス機構を動作させることによって、メンテナンス方法を実施することができる。以下に、本実施形態のメンテナンス機構の動作について説明する。図７〜図８は、メンテナンス時における動作を示す説明図である。
【００３３】
インクジェット印刷装置１におけるインクジェットヘッド３１のメンテナンス動作の一例は、印刷処理後の待機時に先行して、インクジェットヘッドユニット３２を待機位置であるホームポジションに移動させ（図７）、キャッピングによりパージ動作を行い（図８）、その後にインクジェットヘッドユニット３２をメンテナンス位置に移動させ、クリーニングユニット２８によるワイプ動作（図９）を行い、ホームポジションに戻りキャッピングユニット２７によるキャッピングを行う。
【００３４】
ワイプ動作では、クリーニング駆動部２８２によって、クリーニングユニット２８上に移動してきたインクジェットヘッド３１に対して、ローラーワイパー２８１，２８１及びワイパー２８５を支持する支持台２８４が上昇される。
【００３５】
このとき、ワイパー２８５の上端部が、ローラーワイパー２８１，２８１の上端面よりも高い位置となるように設定されていることから、ローラーワイパー２８１，２８１が弾性部材２８３によってノズルガード４４の開口部４４ａ周縁部分に押圧され、ワイパー２８５の上端部分がノズルガード４４の開口部４４ａ内に差しこまれた状態となる。
【００３６】
そして、この状態において、クリーニング駆動部２８２は、ローラーワイパー２８１，２８１及びワイパー２８５を、ノズルプレート３６の露出面（ノズル面）及びノズルガード４４の表面に沿って水平方向に移動させることにより、ノズルプレート３６及びノズルガード４４に対して摺動させる。この結果、ローラーワイパー２８１，２８１が、ノズルガード４４に規定の圧力で押圧された状態で回動することで、ノズルガード４４とノズルプレート３６の隙間に混入したインクや洗浄液をノズルガード４４の隙間から排出し、この排出された液体をワイパー２８５で除去する。
【００３７】
（本実施形態の要旨）
以上説明した本実施形態の要旨は、本発明のインクジェットヘッドのメンテナンス機構であり、その特徴は以下の通りである。
【００３８】
すなわち、本発明であるインクジェットヘッドのメンテナンス機構としての第１の特徴は、
インクの液滴を吐出する吐出口としてのノズル３８が配列されたノズルプレート３６と、ノズル３８に対応する位置に形成され、ノズル３８を外部に露出させる開口部４４ａを有し、ノズルプレート３６に積層された保護プレートであるノズルガード４４とを有するインクジェットヘッド３１を備えたインクジェット印刷装置１において、
開口部４４ａの周縁において、ノズルガード４４に摺動される第１のワイパー手段としてのローラーワイパー２８１，２８１と、
開口部４４ａ内においてノズルプレート３６に摺動される第２のワイパー手段としてのワイパー２８５と
を備えることにある。
【００３９】
本発明の第２の特徴は、上記発明において、ワイパー２８５が、ノズルガード４４の開口部４４ａ周縁部分を押圧した状態でノズルガード４４に摺動されることにある。
【００４０】
本発明の第３の特徴は、上記発明において、ローラーワイパー２８１，２８１による押圧が、ノズルガード４４がノズルプレート３６側に凸となるように湾曲する程度の圧力でなされることにある。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【００４２】
（作用・効果）
本実施形態によれば、ノズルガード４４の開口部４４ａ周縁において、ノズルガード４４の表面に摺動される第１のワイパー手段としてのローラーワイパー２８１，２８１と、ノズルガード４４の開口部４４ａ内において、ノズルプレート３６の表面に摺動される第２のワイパー手段としてのワイパー２８５とを備えているため、ローラーワイパー２８１，２８１によってノズルガード４４を払拭し、ワイパー２８５によって開口部４４ａ内のノズルプレート３６を払拭することができる。
【００４３】
このようなワイプ動作では、ローラーワイパー２８１，２８１がノズルガード４４の開口部４４ａ周縁部分に押圧された状態で、ワイパー２８５を開口部４４ａ内でノズルプレート３６のノズル面に摺動させることができることから、ノズルガード４４とノズルプレート３６の隙間に混入したインクや洗浄液をノズルガード４４の隙間から排出し、この排出された液体をワイパー２８５で除去することができる。
【００４４】
特に、ローラーワイパー２８１，２８１による押圧は、ノズルガード４４がノズルプレート３６側に凸となるように湾曲する程度の圧力でなされるため、ノズルプレート３６とノズルガード４４との間の隙間から、インク等の液体を十分に押し出すことができる。
【００４５】
この結果、キャッピング動作時に作用する圧力による気泡発生を防ぐことができ、ノズルプレート３６上に残ったインクをワイパー２８５で効率よく吸収することができ、インクの吐出不良が発生したり、ノズル面に残留したインク等の液滴がボタ落ちしたりするのを防止することができ、印刷品質が低減するのを回避できる。
【符号の説明】
【００４６】
１…インクジェット印刷装置
１ａ…基台
２…シャトルベースユニット
３…フラットベッドユニット
３ａ…媒体載置面
４…シャトルユニット
５…制御部
９…液体
９ａ…気泡
１１…架台部
１２…副走査駆動モーター
１３Ａ，１３Ｂ…副走査駆動ガイド
１５…印刷媒体
２１…筐体
２２…主走査駆動ガイド
２３…主走査駆動モーター
２４…ヘッド昇降ガイド
２５…ヘッド昇降モーター
２６…ヘッドユニット
２７…キャッピングユニット
２８…クリーニングユニット
３１…インクジェットヘッド
３２…インクジェットヘッドユニット
３６…ノズルプレート
３８…ノズル
４４…ノズルガード
４４ａ…開口部
２７１…キャップ
２７２…基台部
２７３…センサー
２７４…キャップ駆動部
２８１，２８１…ローラーワイパー
２８１ａ…回転軸
２８１ｂ…ホルダー部
２８２…クリーニング駆動部
２８３…弾性部材
２８４…支持台
２８５…ワイパー
【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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