(57)【要約】【課題】  凝縮した溶剤成分が滴下しないようにした気体混合装置を提供することにある。【解決手段】  気体を排気する排気経路を有するインクジェット記録装置のための気体混合装置であって、排気経路から溶剤を含む排気気体を取り込む排気気体取り込み部と、排気気体取り込み部と接続し、空気を取り込んで排気気体と空気とを混合する混合部と、混合部と接続し、混合部の気体を排気する排気部とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を排気する排気経路を有するインクジェット記録装置のための気体混合装置であって、
前記排気経路から溶剤を含む排気気体を取り込む排気気体取り込み部と、
前記排気気体取り込み部と接続し、空気を取り込んで前記排気気体と前記空気とを混合する混合部と、
前記混合部と接続し、前記混合部の気体を排気する排気部とを有することを特徴とした気体混合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気体混合装置において、前記排気経路は、回収されたインクを保持するインク容器と接続し、前記インク容器は溶剤を供給する経路と接続していることを特徴とした気体混合装置。
【請求項３】
請求項１に記載の気体混合装置において、前記排気経路と接続する接続部を有し、
前記混合部は、流入装置を有し、前記流入装置が動作することにより、前記空気を取り込むことを特徴とした気体混合装置。
【請求項４】
請求項３に記載の気体混合装置において、前記流入装置は、ファンであり、
前記混合部は、シャッタを有し、前記シャッタは、前記ファンが動作していないとき閉鎖されることを特徴とした気体混合装置。
【請求項５】
請求項３もしくは請求項４に記載の気体混合装置において、前記排気部は、前記排気気体に含まれるインク成分もしくは溶剤成分を除去するフィルタを有することを特徴とした気体混合装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の気体混合装置において、前記混合部は、前記流入装置からの前記空気を取り込む取込経路とチャンバを有し、前記取込経路と前記チャンバとの間に配置した開口部は、前記チャンバに突き出る構成としたことを特徴とした気体混合装置。
【請求項７】
請求項６に記載の気体混合装置において、前記混合部では、前記排気気体を前記チャンバに流入する流入気体経路と、前記チャンバから前記排気部へ前記気体を流出する流出気体排気経路とが、同軸にないように配置されたことを特徴とした気体混合装置。
【請求項８】
請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の気体混合装置において、前記インクジェット記録装置は、前記排気経路と接続した、外部に延びるダクトを有し、前記排気気体取り込み部は、前記ダクトと固定するための固定部を有することを特徴とした気体混合装置。
【請求項９】
請求項１に記載の気体混合装置において、前記インクジェット記録装置は、前記排気経路と接続した、外部に延びるダクトを有し、前記排気気体取り込み部は、前記ダクトの端部と接続していることを特徴とした気体混合装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の気体混合装置において、前記インクジェット記録装置は、換気装置と、排気口を有し、前記換気装置を動作させて、前記排気口から前記空気を前記混合部に流入することを特徴とした気体混合装置。
【請求項１１】
印字対象物に印字をするためのインクを保持するインク容器と、
前記インク容器と接続し、加圧供給されたインクが吐出されるノズルと、
前記ノズルから吐出されて印字に使用されるインクが帯電される帯電電極と、
前記帯電電極で帯電されたインクを偏向する偏向電極と、
印字に使用されないインクを回収するガターと、
前記インク容器から吸引されたインクを前記インク容器に回収する回収経路と、
前記インク容器に接続され、前記インク容器からの気体を放出するための排気経路と、
前記排気経路と接続した気体混合装置とを有し、
前記気体混合装置は、
前記排気経路と接続し、空気を取り込んで前記気体と空気とを混合する混合部と、
前記混合部と接続し、前記混合部の前記気体を排気する排気部とを有することを特徴としたインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルよりインクを噴出することで印字を行うインクジェット記録装置用の気体混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、いわゆるコンティニュアス方式のインクジェット記録装置の技術が開示されている。開示されたインクジェット記録装置は、ノズルよりインクを噴出させ、印字に用いるインク粒子にのみ帯電電極で帯電させ、帯電されたインク粒子を偏向電極で飛翔方向を偏向させて印字を行い、印字に用いないインク粒子はガターに吸引されて回収され、再度印字に用いる。また、ガターにおいては、インク粒子を吸引して回収する際に周囲の空気も同時に吸引する。吸引された空気は、インク容器内に送られ続けるため、インク容器内から機外へ排出する構成をとっていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７２９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェット記録装置において、排気経路より排出される気体には、インク容器を経由するため、気体中には溶剤成分が飽和状態となっている。また、インクジェット記録装置の機内は装置が稼動することによる発熱により、インクジェット記録装置の機外よりも高い温度となっている。特許文献１のように、吸引された空気を排出する構成にすると、吸引された空気には溶剤成分を含み、溶剤成分を含む空気を機外に排出すると、機内と機外の温度差により飽和状態の溶剤成分が凝縮し、液体状態となって排気経路出口から滴下する可能性がある。
【０００５】
本願の目的は、凝縮した溶剤成分が滴下することを防止する気体混合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】
本発明の好ましい一例は、気体を排気する排気経路を有するインクジェット記録装置用の気体混合装置であって、前記排気経路から溶剤を含む排気気体を取り込む排気気体取り込み部と、前記排気気体取り込み部と接続し、空気を取り込んで前記排気気体と前記空気とを混合する混合部と、前記混合部と接続し、前記混合部の気体を排気する排気部とを有する気体混合装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、凝縮した溶剤が滴下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例1の排気経路を示す図である。
【図２】実施例１の気体混合装置の詳細図である。
【図３】実施例２の気体混合装置を示す図である。
【図４】実施例３の気体混合装置を示す図である。
【図５】実施例３の気体混合装置の配置例を示す図である。
【図６】実施例４の気体混合装置の接続方法を示す図である。
【図７】実施例４の気体混合装置の異なる接続方法を示す図である。
【図８】実施例５の気体混合装置の接続構成を示す図である。
【図９】インクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図１０】インクジェット記録装置の使用状態を示す斜視図である。
【図１１】インクジェット記録装置の動作原理を示す概略図である。
【図１２】インクジェット記録装置の経路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施例について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図９は、実施例１に係るインクジェット記録装置４００の外観斜視図である。
図９において、１は、インクジェット記録装置本体（以下、本体という）、２は、印字ヘッド、３は、操作表示部、４は、導管である。インクジェット記録装置４００は、本体１に、操作表示部３を備え、外部に印字ヘッド２を備え、本体１と印字ヘッド２は導管４にて接続されている。
【００１１】
次に、このインクジェット記録装置４００の使用状態について図１０を用いて説明する。図１０に示すように、インクジェット記録装置４００は、例えば、食品や飲料などが生産される工場内の生産ラインに据え付けられる。本体１は、使用者が操作できる位置に設置される。印字ヘッド２は、ベルトコンベア１５などの生産ライン上を給送される印字対象物１３に近接できる位置に設置される。
【００１２】
ベルトコンベア１５などの生産ライン上には給送速度に係わらず同じ幅で印字するために、給送速度に応じた信号をインクジェット記録装置４００に出力するエンコーダ１６や、印字対象物１３を検出してインクジェット記録装置４００に印字を指示する信号を出力する印字センサ１７が設置されていて、それぞれは本体１内の図示しない制御部に接続されている。エンコーダ１６や印字センサ１７からの信号に応じて制御部が、ノズル８から吐出されるインク粒子７Ｃへの帯電量や帯電タイミングを制御し、印字対象物１３が印字ヘッド２近傍を通過する間に帯電、偏向されたインク粒子７Ｃを印字対象物１３へ付着させて印字を行うようになっている。
【００１３】
次に、インクジェット記録装置４００の動作原理について図１１を用いて説明する。
１８は、主インク容器、7Ａは、インク、２４は、インク7Ａを加圧し送り出すポンプ（供給用）、９は、電圧を印加すると所定の周波数で振動する電歪素子、８は、インク7Ａを吐出するノズル、7Ｂは、インク柱である。１０は、インク粒子に帯電させる帯電電極、７Ｃは、インク粒子で、１１及び１２は、偏向電極、１３は、印字される印字対象物、１４は、印字に使用されないインク粒子を回収するガターである。２５は、ガター１４で回収したインクを吸引して主インク容器１８に送り出すポンプ（回収用）である。
【００１４】
主インク容器１８内のインク７Ａは、ポンプ（供給用）２４に吸引、加圧されてインク柱７Ｂとなってノズル８から吐出される。ノズル８には、電歪素子９が備えられており、インク７Ａに所定の周波数で振動を加えてノズル８から吐出されるインク柱７Ｂを粒子化するようになっている。これにより生成されるインク粒子７Ｃの数は、電歪素子９に印加する励振電圧の周波数により決定され、その周波数と同数となる。インク粒子７Ｃは、印字情報に対応した大きさの電圧を偏向電極１１及び１２にて印加することで電荷を与えられるようになっている。
【００１５】
帯電電極１０で帯電させられたインク粒子７Ｃは、偏向電極１１及び１２間の電界中を飛翔する。偏向電界は、５〜６ｋＶの高電圧が印加された高圧電極と設置されたグランド電極との間に形成されており、帯電したインク粒子７Ｃは、その帯電量に比例した力を受けて偏向し、印字対象物１３へ向かって飛翔して着弾する。その際、インク粒子７Ｃは帯電量に応じて偏向方向の着弾位置は変化し、さらに偏向方向と直交する方向に生産ラインが印字対象物１３を移動させることで、偏向方向と直交した方向にも粒子を着弾させることが可能となり、複数の着弾粒子によって文字を構成し印字を行う。印字に使用されなかったインク粒子７Ｃは偏向電極１1及び１２間を直線的に飛翔して、ガター１４により捕捉された後に、ポンプ（回収用）２５により吸引され、主インク容器１８に回収される。
【００１６】
次に、インクジェット記録装置４００の経路構成について、図１２を用いて説明する。インクジェット記録装置４００は、本体１と印字ヘッド２と、本体１と印字ヘッド２を接続している導管４で構成されている。
【００１７】
まず、本実施例のインクジェット記録装置４００のインク供給経路について説明する。本体１には、循環するインク7Ａを保持する主インク容器１８が備えられている。主インク容器１８は、主インク容器１８内のインク７Ａの粘度を把握するために、経路２００を介して粘度測定器３３に接続されている。
【００１８】
粘度測定器３３は、経路２０１を介して経路の開閉を行う電磁弁（供給用）３４に接続されており、電磁弁（供給用）３４は、経路２０２、及び経路２０３を介してインク７Ａを吸引、圧送するために使用されるポンプ（供給用）２４に接続されている。
【００１９】
そして、ポンプ（供給用）２４は経路２０４を介してインク７Ａ中に混入している異物を除去するフィルタ（供給用）２８に接続されている。フィルタ（供給用）２８は、経路２０５を介してポンプ（供給用）２４から圧送されたインク７Ａを印字するために適正な圧力に調整する減圧弁３１に接続されている。減圧弁３１は、経路２０６を介してノズル８に供給されるインク７Ａの圧力を測定する圧力計３２が備えられている。
【００２０】
圧力計３２は、導管４内を通る経路２０７を介して、印字ヘッド２内に備えられたヒーター４０と接続されている。ヒーター４０は、低温環境で使用する場合にインク7Ａが適正なインク温度になるように加温制御を行っている。ヒーター４０は、経路２０８を介して経路の開閉を行う封止弁４１に接続されており、封止弁４１は経路２０９を介してノズル８と接続されている。ノズル８は、インク７Ａを吐出する吐出口を備えている。ノズル８の吐出口の直進方向には、印字に使用されないために帯電、偏向されずに直進的に飛翔するインク粒子７Ｃを捕捉するためのガター１４が配置されている。
【００２１】
次に、インクジェット記録装置４００のインク補給経路について説明する。本体１には、補充用のインクを保持する補助インク容器１９が備えられており、補助インク容器１９は、経路２２１を介して経路の開閉を行う電磁弁（補給用）３６に接続されている。そして、電磁弁（補給用）３６は経路２２２を介して、経路２０３と接続された合流経路２２３に接続されている。
【００２２】
次に、インクジェット記録装置４００の溶剤補給経路について説明する。本体１には、溶剤補給用の溶剤を保持する溶剤容器２０が備えられており、溶剤容器２０は、経路２３１を介して溶剤を吸引、圧送するために使用されるポンプ（溶剤用）２７に接続されている。ポンプ（溶剤用）２７は、経路２３２を介して流路の開閉を行うために電磁弁（溶剤用）３８に接続される。電磁弁（溶剤用）３８は、経路２３３を介して主インク容器１８と接続され、溶剤が溶剤容器２０から主インク容器１８に供給される。
【００２３】
次に、インクジェット記録装置４００のインク回収経路について説明する。ガター１４は、導管４内を通る経路２１２を介して本体１内に配置されているインク中に混入している異物を除去するフィルタ（回収用）３０と接続されており、フィルタ（回収用）３０は、経路２１３を介して経路の開閉を行う電磁弁（回収用）３５に接続されている。電磁弁（回収用）３５は、経路２１４を介してガター１４により捕捉されたインク粒子７Ｃを吸引するポンプ（回収用）２５と接続されている。ポンプ（回収用）２５は、経路２１５（インク回収）を介して主インク容器１８と接続されている。
【００２４】
次に、インクジェット記録装置４００の溶剤蒸気が混合している空気の排出経路について説明する。インク7Ａは揮発性の高い溶媒を用いているために、経路２１２〜２１５を流れる空気は、飽和蒸気濃度に近い溶剤蒸気が混合している。主インク容器１８において、経路２１５から流入した溶剤蒸気が混合している空気は、排気経路２１７から機外に排出されるようになっている。排気経路２１７は、ダクト４１０を介して本体１外部と連通した構成をとっている。
【００２５】
次に、実施例の気体混合装置について、図１〜図８を用いて説明する。図１に示すように、気体混合装置５００は、本体１内部にて排気経路２１７とダクト４１０の間に配置される。ダクト４１０は、インクジェット記録装置４００を図示しない排気設備に接続するためのものである。なお、ダクト４１０は伸縮可能な構造とすることで、排気設備との接続をより容易にすることもできる。
【００２６】
図２において、気体混合装置５００の構成を示す。気体混合装置５００は、接続部５１０、混合部５２０、排気部５３０によって構成されている。図中の矢印は、各気体の流れる向きを模式的に表している。混合部５２０は、排気気体取り込み部の一例としての接続部５１０によって排気経路２１７に接続される。
【００２７】
さらに、混合部５２０は、排気部５３０と接続し、排気部５３０によってダクト４１０（図１に示す）に接続されている。電源と接続した電源コード５２１と、本体１と連動する電源によって動作する流入装置５２２と、シャッタ５２３とが、混合部５２０には、取り付けられている。流入装置５２２の動作によって気体混合装置５００の周囲空気を取り込めるようになっている。
【００２８】
流入装置５２２は、例えばファンのようなものがあげられる。取り込まれた周囲空気は、排気経路２１７を通ってきた飽和蒸気濃度に近い溶剤蒸気を含む気体とチャンバ５２４にて、混合される。シャッタ５２３は流入装置５２２が動作していないときは閉鎖することができ、チャンバ５２４と流入装置５２２を隔てることが出来る。チャンバ５２４の出口側には交換可能な排気フィルタ５２５があり、混合気体中に含まれるインク成分を除去できるようになっている。また、流入装置５２２は取り外し可能となっており、チャンバ５２４内部を清掃できる構造となっている。
【００２９】
排気フィルタ５２５の先は、排気部５３０に接続されており、ダクト４１０を介してインクジェット記録装置４００の機外へとつながっている。これら気体混合装置５００は、溶剤成分を含む気体雰囲気に晒されるため、耐溶剤性の高い材質が用いられる。
【００３０】
なお、流入装置５２２はシャッタ５２３により溶剤成分を含む気体に晒されるチャンバ５２４と隔てられるため、必ずしも耐溶剤性の高い材質を用いる必要はない。また、シャッタ５２３はフィルタのようなもので代用することも出来る。また、排気フィルタ５２５は、溶剤成分を除去できるようなものとしてもよい。
【００３１】
実施例１によれば、排気経路２１７を通ってきた飽和蒸気濃度に近い溶剤成分を含む気体と周囲空気を混合させることで、インクジェット記録装置４００の機外へ放出する前に溶剤成分の蒸気濃度を低下させることができ、ダクト４１０出口で溶剤成分が凝縮し、例えば、床などに滴下し床を汚したりすることを防ぐことが出来る。
【実施例２】
【００３２】
次に、インクジェット記録装置４００へ取り付けられる気体混合装置５００のうち、混合部５２０の異なる形を図３に示す。本体１と連動する電源によって動作する流入装置５２２、電源と接続した電源コード５２１、およびシャッタ５２３が、混合部５２０には取り付けられている。流入装置５２２の動作によって周囲空気を取り込めるようになっている。
【００３３】
流入装置５２２より取り込まれた周囲空気は、チャンバ５２４を覆うように配置されている取込経路５２６を通り、一端に設けられた開口部５２７よりチャンバ５２４へと流入する。このとき、流入する周囲空気は排気される気体と同じ向きで流れることになる。チャンバ５２４にて混合された周囲空気と排気される気体は、出口側に配置された交換可能な排気フィルタ５２５によって、混合された気体中に含まれるインク成分を除去され、排気部５３０を通って排気される構造になっている。
【００３４】
また、チャンバ５２４を構成する壁面と、取込経路５２６を構成する外壁面は別々の構造体で構成されており、各々同一軸上で独立して回転することが可能となっている。また、開口部５２７は、混合空間であるチャンバ５２４側に突き出すような構造とすることで、チャンバ５２４内で凝縮し液体となった溶剤成分が、傾いても取込経路５２６や排気フィルタ５２５などに接触しないような構造となっている。
【００３５】
実施例２によれば、流入装置５２２がチャンバ５２４から離れているため、溶剤成分を含む気体の影響を受けにくくすることが出来る。また、取り込んだ周囲空気が排気される気体を中心に周囲から流れるため、排気される溶剤成分を含む気体をより効率的に混合させることが出来る。また、チャンバ５２４と取込経路５２６の壁面を別々の構造体とすることで、流入装置５２２の向きを気にすることなく取り付けることが可能となり、チャンバ５２４内部で凝縮した溶剤成分を、チャンバ５２４外部へ流出させないようにすることができる。
【実施例３】
【００３６】
次に、インクジェット記録装置４００へ取り付けられる気体混合装置５００のうち混合部５２０の異なる形を図４に示す。実施例２に示すような混合部５２０に加え、排気される気体が、チャンバ５２４へ流入するための気体流路５４３と、チャンバ５２４から排気部５３０へ流出するための気体流路５４４が、同軸上にない状態でチャンバ５２４内部に配置され、排気される気体が、蛇行して排気部５３０へ流出するようになっている。
【００３７】
実施例３によれば、溶剤成分を含む気体の流れ方が、直線的でなくなるため、気体混合装置５００を、水平方向だけでなく、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、垂直方向へ傾けて配置してよい。気体混合装置５００を垂直方向に傾けても、チャンバ５２４へ流入するための気体流路５４３と、チャンバ５２４から排気部５３０へ流出するための気体流路５４４が、同軸上にないため、凝縮した溶剤成分が混合部５２０より流出することはない。従って、本体１内のスペースの関係で、気体混合装置５００を垂直方向に配置したい場合に実施例３は有効である。
【実施例４】
【００３８】
次に、インクジェット記録装置４００へ取り付けられる気体混合装置５００の異なる形を図６に示す。実施例１から実施例３の形態は、本体１の外部に配置することもできる。図６において、気体混合装置５００は、接続部５１０と、混合部５２０と、排気部５３０と、図示は省略したが流入装置５２２とによって構成されている。排気部５３０は、ダクト４２０につながり、図示しない排気設備に接続される。なお、ダクト４２０は伸縮自在な構成とすることもできる。
【００３９】
気体混合装置５００は、本体１の外部に配置され、接続部５１０によって本体１の排気される気体の出口であるダクト４１０と接続される。なお、電源コード５２１は、流入装置５２２を動作させるための電源と接続している。電源は、本体１から独立した電源としてもよい。接続部５１０の形状として、外筒５１１および爪５１２を用いた固定部としてのコレットチャック形状があげられる。
【００４０】
本形状であれば、外筒５１１および爪５１２を入れ替えることで、直径の異なるダクト４１０に、接続部５１０を固定することができる。あるいは、図７のように、ダクト４１０に突起状のガイド５４５およびOリング５４７が設けられ、接続部５１０にL字形状のガイド溝５４６が切られているような形状もある。
【００４１】
本形状であれば、軸方向に沿わせて接続した後、円周方向に回転することで、引っ張られた場合に抜けることが無いようにできる。
【００４２】
実施例４によれば、本体１と接続しやすく、引っ張られた場合にも抜けにくい。なお、ガイド５４５とガイド溝５４６を設ける部位は逆でもよい。さらに、簡易な形状として、接続部５１０を柔軟な管状物で構成し、ダクト４１０と接続した後、クリップ等で固定することもできる。
【実施例５】
【００４３】
次に、インクジェット記録装置４００へ取り付けられる気体混合装置５００のうち、外部に取り付ける場合について、混合部５２０の別の実施例を図８に示す。図８(Ａ)は、気体混合装置５００を取り付ける前の本体１の簡略図である。図８(Ｂ)は、気体混合装置５００を取り付けた後の簡略図である。排気経路２１７と接続し、本体１から外部に延びるダクト４１０から排気気体を取り込む開口部を備えた排気気体取り込み部と、流入装置５２２の代わりに気体経路５２８とを、混合部５２０は有している。本体１内部には、筐体内の空気を循環・排気するための本体ファン５４０と排気口５４１が設けられている。
【００４４】
気体経路５２８は、本体１の排気口５４１を覆い隠せるだけの開口部を持ち、本体１と密着して固定できるようにフランジ５２９で本体１と固定できるようになっている。なお、本体１と密着し固定できるのであれば、フランジ５２９のようなものに限定されず、磁石やアタッチメントのような形状でもよい。本体ファン５４０により、排気口５４１から本体の外へ排出された空気は、気体経路５２８を通り、排気気体取り込み部としてのダクト４１０から流入する排気される気体とチャンバ５２４で混合される。
【００４５】
チャンバ５２４の出口側には、交換可能な排気フィルタ５２５が配置され、混合される気体中に含まれるインク成分を除去された後、排気部５３０を通って排気される構造になっている。また、気体経路５２８には、逆止弁５４２が設けられており、本体ファン５４０が停止した場合に、溶剤成分を含む排気される気体が、本体１の内部に逆流しないような構成になっている。
【００４６】
実施例５によれば、新たにファンを追加することなく、本体１内部の空気も循環させながら排気される気体と取り込まれた空気を混合することが出来る。
【符号の説明】
【００４７】
１…本体、２１７…排気経路、４００…インクジェット記録装置、５００…気体混合装置、５１０…接続部、５２０…混合部、５２２…流入装置、５２４…チャンバ、５２５…排気フィルタ、５２６…取込経路、５２７…開口部、５２８…気体経路、５３０…排気部
【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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【図１２】
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