(57)【要約】      （修正有）【課題】記録ヘッド温度上昇時の記録速度低下動作を最適に行うことができ、ムラや着弾ズレ等を抑制するインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッドの温度を温度センサにより検知し、記録ヘッドの温度が閾値（所定温度）以上になった場合、過昇温による記録ヘッドの不吐出（画質低下）を防ぐため、記録を停止することなく連続的に搬送速度を低下させる。搬送速度を変更する際、記録Ｄｕｔｙと搬送速度とに応じて搬送速度の変化率を変えながら段階的に速度を下げる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録手段と、所定の搬送速度で記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えたインクジェット記録装置において、
前記搬送手段は、前記記録手段の温度が所定の温度を越えると、複数の異なる変化率によって記録媒体の搬送速度を変更可能であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
搬送速度の変化率は、記録媒体が搬送される搬送速度と、記録媒体の単位面積あたりに打ち込むインク量と、に基づいて決定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記録装置。
【請求項３】
変更後の搬送速度は、前記記録手段の温度を一定に維持することができる速度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
搬送速度の変化率は、変更前の搬送速度が速いほど、変化率が小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記所定の温度を越える前に、搬送速度が遅くなるように制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録手段は、記録媒体が搬送される方向と交差する幅方向の記録媒体の寸法を越えて延在するライン方式の記録手段であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の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、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等において用いられる記録装置は、文字、画像などの記録情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の記録媒体上にドットを形成して記録を行うものである。このような記録装置は、その記録方式として、インクジェット方式、ワイヤドット方式、熱転写方式、レーザービームなどを用いた電子写真方式などが知られている。これらの方式のうち、インクジェット方式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出口からインク（記録液）滴を吐出し、これを記録媒体に付着させてドットを形成するものである。このようなインクジェット記録装置では、用いる記録媒体の種類がそれほど限定されず、また、記録動作が比較的高速であり、しかもその動作に伴う騒音も少ないなど種々の利点を有し広く用いられている。
【０００３】
インクジェット記録装置の記録方式としては、インク滴を吐出するための吐出エネルギーをインクに与える吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を利用する方式と、圧電素子（ピエゾ）を利用する方式がある。両者とも吐出エネルギー発生素子に電気信号を与えることによりインクを吐出するが、前者は吐出エネルギー発生素子であるヒータを配置するスペースが少なくて済む利点があり、記録ヘッドの構成も単純かつ小型化が可能であり、更に高密度化も比較的容易である。
【０００４】
このような多くの利点が知られている一方で、インクジェット記録技術において、更なる記録速度の向上や生産性の向上が求められている。しかしながら、単位面積あたりに多くのインクを打ち込む高Ｄｕｔｙ記録を連続で行った場合、吐出を行う為の吐出周波数が高い為、記録ヘッドの温度が昇温し、ノズル内のインクの表面張力が低下する。インクの表面張力が低下すると、メニスカスが保持出来ずインク落ち（インクがノズルから紙面に落下）したり、ノズル内インクがインクタンクの負圧やノズルの毛細管現象でインクタンク側に引き込まれ、流路内に空気が入り不吐出となり画像が劣化してしまう。
【０００５】
このような問題を回避するために、記録ヘッドの吐出周波数を一律低く設定すると、全体的なスループットの低下につながってしまう。このような、スループット低下に対する対策として特許文献１には、記録中の記録ヘッドの温度を測定し、その温度が所定温度以上の場合に、その画像情報の所定単位を記録する際の記録ヘッドの吐出周波数を低下させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６５１４号公報
【特許文献２】特開２００５−０１４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、インクジェット記録ヘッドが所定温度以上に達し吐出周波数を低下させる際に、一旦記録動作の停止を行っている為、トータルスループットが低下している。また、特許文献２には、記録動作中に記録スピードを低下させる技術が開示されている。しかし特許文献２の技術は、スピードを低下させる時に一定率で速度を低下させている。従来は求められる記録速度が現在のように速くなかったため、一定率で速度を低下させて、記録ヘッドの吐出周波数を下げても特に問題は無かった。しかし、現在のように記録速度が速い状態で、一定率で速度を低下させて記録ヘッドの吐出周波数を下げると、記録する画像に乱れが生じることがある。
【０００８】
よって本発明は、記録ヘッド温度上昇時の記録速度低下動作を最適に行うことができ、ムラや着弾ズレ等を抑制するインクジェット記録装置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】
【０００９】
そのため本発明のインクジェット記録装置は、搬送される記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録手段と、所定の搬送速度で記録媒体を搬送する搬送手段と、を備えたインクジェット記録装置において、前記搬送手段は、前記記録手段の温度が所定の温度を越えると、複数の異なる変化率によって記録媒体の搬送速度を変更可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によればインクジェット記録装置は、記録ヘッド温度上昇時に記録Ｄｕｔｙと搬送速度とに基づいて、記録速度低下動作を最適に行い、記録におけるムラや着弾ズレ等の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】インクジェット記録装置を示す全体構成図である。
【図２】インクジェット記録装置が備える記録ヘッドを示した図である。
【図３】インクジェット記録装置が備える記録ヘッドを示した図である。
【図４】インクジェット記録装置が備える記録ヘッドを示した図である。
【図５】搬送速度低下制御での搬送速度の変化と時間との関係を示したグラフである。
【図６】搬送速度の変化を示したグラフである。
【図７】搬送速度を低下させる制御に用いるテーブルを示した図である。
【図８】搬送速度と記録Ｄｕｔｙから求めた吐出周波数を示した図である。
【図９】異なる記録Ｄｕｔｙの搬送速度低下の推移を比較して示したグラフである。
【図１０】周波数と不吐出発生温度の関係を表す図である。
【図１１】周波数と記録ヘッドの飽和温度との関係を表す図である。
【図１２】搬送速度と記録Ｄｕｔｙとの関係を示したグラフである。
【図１３】搬送速度の低下の推移を示した図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は、搬送速度を下げる際の速度推移を示した図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、搬送速度を下げる際の速度推移を示した図である。
【図１６】搬送速度を下げる際の速度推移を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明はこれらの実施形態のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、この特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）を示す全体構成図であり、図２は、インクジェット記録装置が備える記録ヘッド１を示した図である。本実施形態のインクジェット記録装置は、記録データに基づいてインクを熱で吐出する記録ヘッド１を備えている。記録ヘッド１は、記録媒体の搬送方向に対し、ブラックインク（Ｂｋ）用の記録ヘッド１１、シアンインク（Ｃ）用の記録ヘッド１２、マゼンタインク（Ｍ）用の記録ヘッド１３、イエローインク（Ｙ）用の記録ヘッド１４がこの順で配列されている。また、本実施形態の記録ヘッドは、記録媒体が搬送される方向と交差する幅方向の記録媒体の寸法を越えて延在するライン方式の記録ヘッドである。この４本の記録ヘッドは、いずれも接しており、各記録ヘッド間のギャップは無い構成となっている。また、待機中の記録ヘッド１の暴露を防止させるために、待機中は記録ヘッド１を回復桶部材５によって密接にキャップしている。この４本の記録ヘッドにインクを供給しているのが、各色のインクタンク４０である。記録ヘッド１１には、ブラックインクタンク４１、記録ヘッド１２には、シアンインクタンク４２、記録ヘッド１３には、マゼンタインクタンク４３、記録ヘッド１４には、イエローのインクタンク４４からインクが供給される構成になっている。
【００１４】
また、記録動作では、図１中の矢印の方向に記録媒体Ｐが流れていく構成となっているため、インクはブラックインク（Ｂｋ）、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）、イエローインク（Ｙ）の順序で吐出される。記録データを受信した後、そのデータに合わせた形でインクを吐出しつつ、記録媒体Ｐが搬送ベルト２によって排紙側へと搬送されていき、排紙口が有する排紙ガイド３により、正常に排紙され且つ綺麗に折りたたまれる構成となっている。
【００１５】
図３は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ０４０１は、記録装置の動作の制御処理やデータ処理等を実行する。プログラムＲＯＭ０４１４は、それらの処理手順等のプログラムが格納され、またワークＲＡＭ０４０６は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられている。また、各記録ヘッド１１〜１４はヘッド駆動回路０４１２を介してＣＰＵ０４０１と繋がっている。そして、上記の記録処理を行う一連の動作は、インクジェット記録装置に設けられるメインコントローラとドライバーコントローラによって命令される。
【００１６】
また、本構成では記録を行う際に、各記録ヘッドから吐出されるドットの数をヘッド毎にカウント検知している。そしてカウントされたドットのデータは、記録ヘッドに内蔵されているＥＥＰＲＯＭに記憶される。さらに、記録時の搬送速度から記録パターンの単位面積当たりの平均吐出周波数（以下、単に吐出周波数という）を換算する機能を備えている。
【００１７】
図４は、本実施形態のインクジェット記録装置が備える記録ヘッド１を示した図である。本実施形態では、インクジェット記録装置本体の電源を入れた後、記録ヘッドの温度を検知する温度センサ（ダイオードセンサ）から、各記録ヘッドの温度を検知している。記録時に、記録ヘッドの温度が閾値（所定温度）以上になった場合、過昇温による記録ヘッドの不吐出（画質低下）を防ぐため、記録を停止すること無く、連続的に搬送速度を低下させる。このように、連続的に搬送速度を低下させて、記録ヘッドからの吐出周波数を低くすることで、記録画像に乱れを生じさせること無く、記録ヘッドの温度の上昇を抑制することができる。なお、本実施形態では１回の記録処理（１Ｊｏｂ）では、単位面積あたりに打ち込むインク量である記録Ｄｕｔｙが終始同じであるとする。
【００１８】
本実施形態では、記録時の初速を１２ｉｐｓとして、１２ｉｐｓ→１０ｉｐｓ、１０ｉｐｓ→８ｉｐｓ、８ｉｐｓ→６ｉｐｓ、６ｉｐｓ→４ｉｐｓの順番で、記録ヘッド温度の各閾値ごとに段階的に速度を低下させている。搬送速度４ｉｐｓで閾値の温度を超えた場合は、搬送速度を低下させるのではなく、一旦記録を中断してワイピングによる記録ヘッドの回復処理（過昇温回復）を実行する。回復終了後、搬送速度４ｉｐｓで引き続き記録を行う。１回の記録処理が終了するまでは、一旦搬送速度を４ｉｐｓまで下げたら、その速度を維持しながら記録処理終了まで処理を行う。記録速度を４ｉｐｓ以下に下げることも可能であるが、あまり記録速度を下げすぎるとスループットに影響が出るため、本実施形態では４ｉｐｓを最低搬送速度とする。次の記録処理開始時には、再度、初速を１２ｉｐｓとして記録処理を開始する。
【００１９】
図５は、搬送速度低下制御における搬送速度の変化と時間との関係を示したグラフである。また、図６は、搬送速度低下の際に、目標とする搬送速度に到達するまでの搬送速度の変化を示したグラフである。なお、図５、図６はいずれとも記録Ｄｕｔｙ１００％、縦解像度６００ｄｐｉの記録を示している。
【００２０】
搬送速度を変更する際、例えば、１２ｉｐｓから１０ｉｐｓにいきなり変更する（変更に要する時間０）と、記録する画像に乱れが生じることがある。また、高いスループットを維持する点からも、急に搬送速度が遅くなるような変更は避けたい。そのため、本実施形態では搬送速度に応じて、搬送速度を低下する時間（図５の角度Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を異ならせる制御を行っている。また、搬送速度の変更にあまり時間を要してしまうと、記録中の吐出周波数によっては、搬送速度を切り換える際に記録ヘッドの温度が昇温し、濃度ムラやドットズレ等が発生する。そこで、本実施形態では搬送速度を切り換える際にも記録の不具合が生じないよう、最適な切り換え制御を行う。
【００２１】
図７は、本実施形態における記録装置で、記録Ｄｕｔｙ１００％、縦解像度６００ｄｐｉの記録を行う際の搬送速度を低下させる制御に用いるテーブルを示した図である。このテーブルで、Ａは吐出周波数７２００Ｈｚで搬送速度を１２ｉｐｓ→１０ｉｐｓに低下させる速度の推移を示している。同様に、Ｂは吐出周波数６０００Ｈｚで１０ｉｐｓ→８ｉｐｓに、Ｃは吐出周波数４８００Ｈｚで８ｉｐｓ→６ｉｐｓに、Ｄは吐出周波数３２００Ｈｚで６ｉｐｓ→４ｉｐｓに低下させる速度の推移を示している。搬送速度を１２ｉｐｓ→１０ｉｐｓに低下させる場合は、まだ比較的搬送速度も速く、記録ヘッドの吐出周波数も７２００Ｈｚと高い周波数であるため、搬送速度の変更に要する時間も短時間で変更しなければならない。これに対して、搬送速度を６ｉｐｓ→４ｉｐｓに低下させる場合は、搬送速度はかなり遅くなっており、記録ヘッドの吐出周波数は３６００Ｈｚと低い周波数になっている。そのため、搬送速度の変更に要する時間を短時間で変更する必要は無く、１２ｉｐｓ→１０ｉｐｓの変更時と比較して、倍以上の時間をかけて変更することができる（変更可能である）。このように、本実施形態では、変更前の搬送速度が速いほど、変化率が小さくなるように変化率を設定している。なお、搬送速度の変更は、長時間かけて変更を行う方が、搬送速度を速い速度で処理する時間が長くなるため、記録処理を速く行うことができるので好ましい。また、図７では記録Ｄｕｔｙ１００％の記録の際に適用することができるテーブルを示した。しかし、記録Ｄｕｔｙ１００％以外のテーブル（不図示）も各記録Ｄｕｔｙ（７５％、５０％、２５％、１２．５％）ごとに設けられており、記録データの記録Ｄｕｔｙに合わせて、各記録Ｄｕｔｙのテーブルが適用されて搬送速度の切り換えを行う。
【００２２】
図８は、搬送速度と記録Ｄｕｔｙから求めた吐出周波数を示した図である。各搬送速度と各記録Ｄｕｔｙにおける記録ヘッドの吐出周波数は、このテーブルに基づいて決定される。
【００２３】
ここで、記録Ｄｕｔｙ１００％以外の例として、記録Ｄｕｔｙ５０％の場合で搬送速度を１２ｉｐｓから１０ｉｐｓに変える方法を説明する。
【００２４】
図９は、搬送速度と時間との関係において、記録Ｄｕｔｙ１００％の場合と、記録Ｄｕｔｙ５０％の場合との搬送速度低下の推移を比較して示したグラフである。本施形態では、濃度ムラやドットズレ等の発生を防止するため、記録時の記録Ｄｕｔｙを取得し、その記録Ｄｕｔｙと搬送速度とに応じて搬送速度を低下する制御を行う。例えば、縦解像度を６００ｄｐｉとして、（１）１２ｉｐｓの記録速度で５０％Ｄｕｔｙを記録する時は、１２ｉｐｓ×６００ｄｐｉ×５０％となり、吐出周波数は３６００Ｈｚ（図８参照）となる。（２）６ｉｐｓの記録速度で１００％Ｄｕｔｙを記録する時は、６ｉｐｓ×６００ｄｐｉ×１００％となり、吐出周波数は３６００Ｈｚ（図８参照）となる。この場合、（１）と（２）の吐出周波数は３６００Ｈｚで同じであり、発熱量も同じであるため、温度上昇時の速度低下動作に要する時間を一緒にすることができる。つまり記録Ｄｕｔｙ１００％の時には、搬送速度を１２ｉｐｓから１０ｉｐｓに低下させる際は、図５のように短時間（図５の角度Ａ）で変更しなくてはならなかったが、記録Ｄｕｔｙが５０％であれば、変更に要する時間を長くすることができる（図５の角度Ｄ）。
【００２５】
このように、記録ヘッドの温度が閾値を越えた場合に、記録Ｄｕｔｙと搬送速度とに応じて搬送速度の変化率を変えながら（複数の変化率で）段階的に速度を下げていく。これによって、温度上昇時の記録速度低下動作を常に最適に行うことができ、ムラや着弾ズレ等を抑制する効果をもたらすことが可能となる。
【００２６】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００２７】
本実施形態では、更に高画質の記録を得るための温度上昇時の記録速度低下動作について説明する。第１の実施形態では、記録ヘッドの温度が閾値を越えた時に、記録の不具合が生じるのを抑制しつつ段階的に搬送速度を下げる制御について説明した。しかし、搬送速度の切り換え時には少なからず記録の不具合が生じる。そこで、第１の実施形態では１２ｉｐｓから４ｉｐｓまで搬送速度を下げるために、４段階に分けて搬送速度を下げたが、本実施形態では、最適な搬送速度を選択して、１回の搬送速度の切り換え動作によって搬送速度を下げる。また本実施形態では、記録ヘッドの飽和温度が一定となる搬送速度を選択して、その速度まで搬送速度を下げる制御をする。変更後の搬送速度は、記録ヘッドの温度を一定に維持することができる速度である。
【００２８】
図１０は、本実施形態に係る周波数と不吐出発生温度（記録ヘッド温度）の関係を表す図であり、図１１は、本実施形態に係る周波数と記録ヘッドの飽和温度との関係を表す図である。これら図１０、図１１によって、正常に記録を行うことができる温度領域が求められる。本来であれば各吐出周波数における正常に（不吐出が生じることなく）記録を行うことができる温度は一定であるが、実際は高周波数で記録すると液面振動（メニスカス振動）の影響が出るため、吐出が不安定になり画質低下を招く。よって図１０では、吐出周波数が高くなるほど、不吐出が発生する温度を下げている。
【００２９】
図１０、図１１を用いることで、不吐出が生じることなく継続して記録を行うことができる吐出周波数を求めることができる。例えば、吐出周波数が３６００Ｈｚの場合、飽和温度は６５℃であるが、不吐出が発生する温度が７５℃であるため、吐出周波数３６００Ｈｚで吐出していれば、飽和温度である６５℃以上にはならない。よって、記録ヘッドの温度が７５℃になることはなく、継続して吐出しても不吐出が生じることはない。しかし、吐出周波数が６０００Ｈｚの場合、飽和温度が７５℃であるのに対し、不吐出が発生する温度は６５℃であり、吐出周波数６０００Ｈｚでは吐出を継続すると不吐出が生じる温度になる可能性があることがわかる。このように考えると、図１０、図１１（図１０と図１１との交点）から吐出周波数４８００Ｈｚ以下であれば、その吐出周波数を維持したまま不吐出を生じさせること無く記録を継続できることがわかる。
【００３０】
ここで、具体的な数値を用いて本実施形態における（目標とする）搬送速度の選択方法を説明する。記録ヘッド温度が閾値を越えた時点の吐出周波数が４８００Ｈｚ以上である７２００Ｈｚで搬送速度１２ｉｐｓで記録を行っている際に、記録ヘッドの温度が閾値を越えた場合には、以下のような処理を行う。図８を参照して、同じ記録Ｄｕｔｙで、継続して、吐出しても不吐出が生じない吐出周波数である４８００Ｈｚ以下の３６００Ｈｚで、搬送速度６ｉｐｓを選択する。ここで、吐出周波数２４００Ｈｚで４ｉｐｓも選択することができるが、スループットを考慮して、ここでは搬送速度を６ｉｐｓまで下げる。こうすることで、不吐出を生じることなく記録を継続することができる。
【００３１】
図１２は、不吐出を生じさせること無く記録を行うことができる、搬送速度と記録Ｄｕｔｙとの関係を示したグラフである。このグラフを利用しても、記録ヘッドの温度が閾値を越えた際の目標とする搬送速度を決定することができる。このグラフに記載された各線上であれば、継続して吐出しても不吐出を生じることがない。つまり、この線上の搬送速度を目標速度として、搬送速度を低下させればよい。
【００３２】
図１３は、本実施形態における搬送速度の低下の推移を示した図である。記録ヘッド温度が閾値を越えて搬送速度を下げる際の目標とする搬送速度が決まったら、第１の実施形態の方法を用いて搬送速度を下げる。つまり搬送速度を１２ｉｐｓから６ｉｐｓに下げる際には、第１の実施形態で用いた１２ｉｐｓから１０ｉｐｓに下げる際の搬送速度の推移と、１０ｉｐｓから８ｉｐｓに下げる際の搬送速度の推移と、８ｉｐｓから６ｉｐｓに下げる際の搬送速度の推移とを用いる。
【００３３】
このように、記録ヘッドの飽和温度が一定となる搬送速度を選択して、その搬送速度を目標速度として搬送速度を下げることで、搬送速度の切り換え回数を減らすことにより画質向上につなげることができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態、第２の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。
【００３５】
本実施形態では、搬送速度の低下に伴う変更時の速度推移を変更している。つまり、第１、第２の実施形態のように直線的に比例させて速度を低下させるのではなく、曲線的（ゆるやか）に速度を低下させる。
【００３６】
図１４（ａ）、（ｂ）は、搬送速度１２ｉｐｓから６ｉｐｓに下げる際の速度推移を示した図である。また図１５（ａ）〜（ｄ）搬送速度１２ｉｐｓから１０ｉｐｓに下げる際の搬送速度の推移と、１０ｉｐｓから８ｉｐｓに下げる際の速度推移と、８ｉｐｓから６ｉｐｓに下げる際の速度推移と、６ｉｐｓから４ｉｐｓに下げる際の速度推移を示した図である。図１６は、図１５でプロットした数値を示した図である。
【００３７】
このように、曲線的（ゆるやか）に速度を低下させることで、スループットを変えることなく、高画質の記録を行うことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  記録ヘッド
２  搬送ベルト
３  排紙ガイド
１０  記録装置本体
０４０１  ＣＰＵ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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