(57)【要約】【課題】原稿下地に起因する読取結果の劣化を低減する読取装置を提供する。【解決手段】読取データに対して輝度変換を行う読取装置では、当該原稿の下地の輝度値に対応する少なくとも一部の輝度値を、変換後の輝度値が変換前の輝度値より高くなるように変換すると共に、少なくとも一部の輝度値より低い所定範囲の輝度値を、変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が高輝度になるほど大きくなるように変換する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を光学的に読み取って読取データを生成する読取手段と、前記読取手段により生成された読取データに対して輝度変換を行う変換手段とを備える読取装置であって、
前記変換手段は、当該原稿の下地の輝度値に対応する少なくとも一部の輝度値を、変換後の輝度値が変換前の輝度値より高い所定の輝度値に変換すると共に、前記少なくとも一部の輝度値より低い所定範囲の輝度値を、前記所定の輝度値に向かって変化し変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が高輝度になるほど大きくなるように変換することを特徴とする読取装置。
【請求項２】
前記読取手段により生成された読取データの輝度値に対して高輝度変換を行うための変換テーブルを生成する生成手段、をさらに備え、
前記変換手段は、前記生成手段によって生成された変換テーブルを用いて前記輝度値の変換を行うことを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
【請求項３】
前記変換手段は、前記所定範囲の輝度値を、変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が高輝度になるほど線形的に大きくなるように変換することを特徴とする請求項１又は２に記載の読取装置。
【請求項４】
前記変換手段は、前記所定範囲の輝度値より高い輝度値を、変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が高輝度になるほど小さくなるように変換することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項５】
前記変換手段は、前記所定範囲の輝度値より高い輝度値を、一定の輝度値に変換することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項６】
前記変換手段は、前記所定範囲の輝度値より小さい輝度値を等倍に変換することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項７】
当該原稿の下地の輝度値に対応づけられた輝度値は、当該原稿を読み取ったときに紙質によって光学的に読み取られる紋様の輝度値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の読取装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の読取装置と、
前記読取装置によって読み取った原稿画像に基づいて、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
原稿を光学的に読み取って読取データを生成する読取手段と、前記読取手段により生成された読取データに対して輝度変換を行う変換手段とを備える読取装置において実行される読取方法であって、
前記変換手段が、当該原稿の下地の輝度値に対応する少なくとも一部の輝度値を、変換後の輝度値が変換前の輝度値より高い所定の輝度値に変換すると共に、前記少なくとも一部の輝度値より低い所定範囲の輝度値を、前記所定の輝度値に向かって変化し変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が高輝度になるほど大きくなるように変換する変換工程、を有することを特徴とする読取方法。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の読取装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿画像を光学的に読み取る読取装置、読取方法およびプログラム、並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）を読取部として用いた画像読取装置が実用化されている（特許文献１、特許文献２）。ＣＩＳをコンタクトガラスに対して画像読取装置本体フレーム上を移動させることにより、コンタクトガラス上に配置された原稿画像を光学的に読み取る。特許文献１の画像読取装置では、走行体を削除することで、ＣＩＳの汎用性を失わさず、コスト低減と小型化を実現している。また、特許文献２の画像読取装置では、部品点数を少なくして構造の複雑化を抑え、コスト低減を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６１４２４号公報
【特許文献２】特開２００７−４３６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、ＣＩＳを用いた画像読取装置では、コスト低減のために，光源がセンサの中心位置の片側にのみ設けた構成とする場合がある。しかしながら、そのような構成では、一方向からの光源の発光に起因し、原稿の下地の特徴、即ち、繊維の絡み合いで生じる凹凸が読取結果に反映されてしまうことがある。そのような凹凸は、本来の読取対象の画像ではないので、画質の低下の原因となる。また、繊維の凹凸の程度は原稿の種類によっても異なるので、光源がセンサの中心位置の両側に設けた構成としても、原稿繊維の凹凸状態によっては上記のような課題が発生することは考えられる。
【０００５】
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。本発明は、上記の点に鑑み、原稿下地に起因する読取結果の劣化を低減する読取装置、読取方法およびプログラム、並びに画像形成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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る読取装置は、原稿を光学的に読み取って読取データを生成する読取手段と、前記読取手段により生成された読取データに対して輝度変換を行う変換手段とを備える読取装置であって、前記変換手段は、当該原稿の下地の輝度値に対応する少なくとも一部の輝度値を、変換後の輝度値が変換前の輝度値より高い所定の輝度値に変換すると共に、前記少なくとも一部の輝度値より低い所定範囲の輝度値を、前記所定の輝度値に向かって変化し変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が高輝度になるほど大きくなるように変換することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、原稿下地に起因する読取結果の劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置の外観斜視図である。
【図２】画像形成装置の内部構成を示す図である。
【図３】画像読取装置の読取部周辺の構成を示す図である。
【図４】画像形成装置の制御系のブロック構成を示す図である。
【図５】原稿下地に起因する読取結果の劣化が生じていない状態を示す図である。
【図６】原稿下地に起因する読取結果の劣化が生じている状態を示す図である。
【図７】読取データの輝度分布を示す図である。
【図８】輝度値の変換テーブルを表わすグラフを示す図である。
【図９】紙質の凹凸模様を除去する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１０】
図１は、画像形成装置の外観斜視図であり、図２は、画像形成装置の内部構成の概要を示す図である。以下、図１及び図２を参照しながら、画像形成装置の構成について説明する。図１に示すように、画像形成装置１００は、装置本体１０１と、装置本体１０１の上部に設けられた画像読取装置１０２と、画像読取装置１０２の上部に設けられた自動原稿供給装置（ＡＤＦ、オートドキュメントフィーダ）１０３とを含む。自動原稿供給装置１０３は、ヒンジ機構が設けられており、ユーザ操作により矢印Ａ方向に開閉可能である。画像形成装置１００は、コピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能、及びこれらの複合機能を実現可能ないわゆるＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎｎａｌ  Ｐｒｉｎｔｅｒ）である。しかしながら、図１に示すような構成ではなく、画像読取装置１０２が単独のスキャナとして構成される場合もある。
【００１１】
装置本体１０１は、画像読取装置１０２が光学的に原稿を読み取って生成した読取データに基づいてシート（記録媒体）に画像を形成する。画像形成とは、例えば複写（コピー）機能における印刷処理である。画像読取装置１０２は、画像を読み取って生成した読取データを装置本体１０１に組み込まれた記録装置本体１０５に送る。記録装置本体１０５は、例えば、ＬＥＤアレイを使用した電子写真記録方式や、インクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録方式の記録装置（プリンター）である。図１では、記録装置本体１０５が電子写真記録方式の記録装置として説明する。図１の操作部１０６は、表示部、入力キー等を備えており、ユーザによる画像形成装置１００への指示操作を受け付けたり、また、画像形成装置１００の電源状態や、ジョブ実行状況等を表示したりする。
【００１２】
また、装置本体１０１は、ＬＥＤ記録ヘッドユニット２０１、画像形成部２０２、カセット給紙部２０３、記録装置本体１０５の上部にシートＰを複数枚積載可能なように構成された記録シート排紙部２０４、カートリッジカバー部２０５を含む。また、装置本体１０１は、画像読取装置１０２と記録装置本体１０５とを接合する接合部２０６、ファクシミリ機能を有する装置の制御部２０７、両面搬送部カバー２０８、搬送方向切換部２０９、レジスト搬送部２１０を含む。また、装置本体１０１は、記録装置本体１０５内部に配置されたＭＰ（マルチペーパー）給紙部２１１、両面搬送部２１２を含む。
【００１３】
自動原稿供給装置１０３は、原稿載置台１０４に置かれたシート原稿を１枚ずつ分離して画像読取装置１０２に供給する。画像読取装置１０２は、自動原稿供給装置１０３により流し読みガラス２１３上に送り込まれるシート原稿をイメージセンサユニット２１４で読み取る。また、画像読取装置１０２は、原稿台ガラス２１５上に置かれたシート原稿或いはブック原稿を、ライン型イメージセンサユニット２１４を副走査方向に移動させながら読み取る。副走査方向は、図２における左右方向である。また、主走査方向は、副走査方向に対して直交する方向であり、図１における矢印Ｂ方向である。主走査方向は、ライン型イメージセンサユニット２１４のライン方向に対応する。自動原稿供給装置１０３は、ＡＤＦ分離部２２０、排紙搬送部２１６、原稿排紙部２１７、ブック原稿を押圧する原稿押え板２１８、シート原稿搬送部２１９を含む。
【００１４】
図３は、画像読取装置１０２のライン型イメージセンサユニット２１４周辺の構成を示す図である。本実施形態では、ＬＥＤ等の光源から照射され、原稿台ガラス２１５上に置かれた原稿３０３からの反射光を、ライン型イメージセンサユニット２１４のＣＣＤ等のイメージセンサが光学的に読み取る。本実施形態では、ライン型イメージセンサユニット２１４として、ＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）が用いられる。
【００１５】
図３に示すように、画像読取装置１０２の上部には原稿台ガラス２１５、流し読みガラス３０１が設けられる。原稿台ガラス２１５の端部には白色基準板３０２が設けられ、白色基準板３０２以外の原稿台ガラス２１５上の領域に原稿３０３を載置できる。ＣＩＳ２１４の中心位置にはセルフォック（登録商標）レンズ３０８が設けられ、セルフォック（登録商標）レンズ３０８の直下にはイメージセンサ３０９が構成される。光源３０７は、ＣＩＳ２１４の中心位置に対して両側に構成されているが、図４の制御回路４０５により光源３０７の片側のみを駆動させることも可能である。また、ＣＩＳ２１４の中心位置に対して光源３０７の片側だけを配置した構成でも良い。ＣＩＳ２１４は、シャフト３０４上に配設されており、駆動ベルト３０５に固定されている。駆動ベルト３０５はモータ３０６に連結しており、モータ３０６の回転によってＣＩＳ２１４がシャフト３０４上を滑りながら原稿台ガラス２１５に相対的に移動して、原稿３０３の原稿画像を読み取る。
【００１６】
図４は、画像形成装置１００における制御系のブロック図を示す図である。リーダ部４０１は、ＣＩＳ２１４からのアナログ出力信号をＡＦＥ（アナログフロントエンド）４０２で処理し、デジタル画像データ（読取データ）としてシェーディング補正回路４０３に出力する。シェーディング補正回路４０３は、読取データに対して白色基準板に起因する輝度ムラ等を補正するシェーディング補正を行い、コントローラ４０５の画像処理回路４０６に出力する。画像処理回路４０６は、シェーディング補正された読取データに対して拡大・縮小等の指定された各種画像処理を行い、プリンタエンジン４０８の画像処理回路４０９に出力する。画像処理回路４０９は、入力された読取データに対して、トナー色等の印刷空間への色空間変換処理、マッピング処理等、記録動作固有の画像処理を実行し、記録データとしてレーザダイオード（ＬＤ）ドライバ４１０に出力する。ＬＤドライバ４１０は、記録データに基づいてレーザダイオード４１１から感光ドラム上に照射されるレーザビームを変調するようレーザダイオード４１１を制御する。
【００１７】
制御回路４０４はリーダ部４０１を制御し、エンジンコントローラ４１２はプリンタエンジン４０８を制御する。コピー等の複写機能は、システムコントローラ４０７が、画像処理回路４０６、制御回路４０４、エンジンコントローラ４１２を連携的に制御することによって実現される。操作部１０６は、パネルディスプレイ等の表示部や、ハードウェアキー等を備え、画像形成装置１００が実行可能な各機能についての設定画面上でのユーザ操作を受け付ける。操作部１０６が受け付けたユーザ操作は、システムコントローラ４０７に出力される。
【００１８】
図４には不図示であるが、汎用的なＲＯＭやＲＡＭ等も含まれており、画像形成装置１００を起動させるためのプログラムや各機能の実行についての設定パラメータ、本実施形態の動作を実現するためのプログラムやテーブル等が格納されている。例えば、それらのプログラムは不図示のＣＰＵによってＲＯＭからＲＡＭに読み出され実行されることにより、本実施形態の動作をコンピュータとしての画像形成装置１００で実現させることができる。
【００１９】
図５は、原稿下地に起因する読取結果の劣化が生じていない状態を示す図である。また、図６は、原稿下地に起因する読取結果の劣化が生じている状態を示す図である。図５及び図６では、説明上、原稿３０３には文字等の原稿画像は記録されていない図を示している。従って、図５では、原稿３０３全面に均一に所定の輝度、例えば、輝度２５５（白色）の読取データとして示されている。
【００２０】
しかしながら、図６では、原稿３０３に文字等の原稿画像が記録されていないにも関わらず、原稿３０３の繊維の絡み合いで生じる凹凸が読取データとして表れている。これは、本来はユーザが読取を望むものではなく、読取画質の低下の原因となってしまう。従って、原稿３０３の読取データから、図６に示すような原稿３０３の紙質の凹凸模様を除去する必要がある。図６のように原稿下地に起因する読み取り結果の劣化が生じる場合は、光源３０７の片側のみを用いた場合において顕著に現れるが、原稿下地の繊維の凹凸の程度によっては、ＣＩＳ２１４の両側の光源３０７を駆動した場合でも、凹凸の紋様が現れることが考えられる。
【００２１】
図７は、図５及び図６の読取データの輝度分布を示す図である。図７のグラフ７０１は、図５の原稿下地に起因する劣化が生じていない場合の読取データの輝度分布を示しており、グラフ７０２は、図６の原稿下地に起因する劣化が生じている場合の読取データの輝度分布を示している。図５は原稿３０３全体に渡って均一の輝度値であるので、その輝度分布は、グラフ７０１に示すように、ほぼ特定の輝度値（輝度値２５５）近傍に集中した分布となる。一方、図６は繊維の絡み合いで生じる凹凸付近の陰影による輝度成分が存在するので、その輝度分布は、グラフ７０２に示すように、輝度値２２９近傍から輝度値２５５までの間の輝度成分を多く含んだものとなる。
【００２２】
従って、本実施形態では、読取データのうち、予め定められた範囲の輝度成分、例えば、図７における輝度値２４４〜２５５に対応する読取データを輝度値２５５の読取データに変換することで、陰影成分の読取データを除去した効果を得る。ここで、予め定められた範囲の閾値となる輝度値（例えば、輝度値２４４）は、記録媒体の種類と予め対応付けられた値として後述する変換テーブルとともにＲＡＭ等の記憶領域に格納されていても良い。
【００２３】
図８は、輝度値の変換テーブルに対応するグラフを示す図である。通常は、図８（ａ）の破線グラフ８０１に示すように、読取データの画素値は線形的に１：１（等倍）に変換される。しかしながら、本実施形態では、図８（ａ）の実線グラフ８０２に示すように、輝度値２４４〜２５５の読取データは、全て輝度値２５５の読取データに一定に変換される。従って、ＣＩＳ２１４により取得された読取データは、図８の変換テーブルによって、原稿３０３の紙質の凹凸模様が除去された読取データとなる。図８の変換テーブルによる変換処理は、例えば、コントローラ４０５の画像処理回路４０６において行われる。
【００２４】
上述のように、閾値は、記録媒体の種類と予め対応づけられているが、例えば閾値を輝度値２４４として、輝度値２４４から２５５までの読取データを輝度値２５５の読取データに変換するだけでは、例えば輝度値２４３において変換されていない読取データと変換された読取データとの間で輝度値が不連続（輝度値２４３の次が輝度値２５５）となり、視覚的に影響を及ぼすおそれがある。従って、図８のグラフ８０２は、所定の輝度値（例えば輝度値１２８）から輝度値２４４までの所定範囲においては、変換後の読取データの輝度値が線形的に変化するように定められる。そのような変換によると、輝度値１２８〜２４４までの読取データの輝度値が高輝度側になる程、変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率は大きくなる。つまり、輝度値１２９が輝度値１３０に変換されることに対して、輝度値２４３は輝度値２５４に変換される。その結果、輝度分布は、図７のグラフ７０１に極めて近いものとなる。所定の輝度値１２８（点Ａ）は、輝度値０から輝度値２４４までの間で顕著な輝度値変化を生じないのであれば、他の輝度値が選択されても良い。例えば、操作部１０６上でユーザインタフェース画面として図８（ａ）のグラフ８０２を表示し、点Ａの位置をユーザにより決定可能としても良い。また、点Ｂの位置も記録媒体の種類に応じた固定的な位置ではなく、ユーザ操作により変更可能としても良い。そのような構成により、あえて古紙のような記録媒体特有の紙質を表現可能となる。
【００２５】
また、図８（ｂ）のように、点Ａの位置が決定されると、点Ｏ−点Ａ−点Ｂ間でベジエ曲線８０３を設定し、その曲線に沿った輝度変換を行うようにしても良い。そのような構成により、点Ａ近傍の輝度値の変化を滑らかにすることができる。また、点Ｏ−点Ａ−点Ｂ−点Ｃ間でベジエ曲線８０４を設定し、その曲線に沿った輝度変換を行うようにしても良い。そのような構成により、所定の輝度値以上（例えば、輝度値２４４以上）では、高輝度側になる程、変換比率が小さくなるような輝度値変化を画像上で再現することができる。そのような構成は、特に、高輝度領域の微細な変化（グラデーション）の再現が重要となる風景写真等に有効である。また、曲線８０４は、点Ｏ−点Ａ−点Ｂ間で設定された曲線と、点Ａ−点Ｂ−点Ｃ間で設定された曲線との合算により、設定されても良い。また、曲線８０４は、ユーザインタフェース画面上でユーザ操作により指定されても良い。また、点Ａのユーザ操作の設定においては、所定の輝度値以下では設定できないよう制限する構成でも良い。そのような構成により、テキストやグラフ等が含まれる文書データなど、比較的、低輝度領域のデータが読取データの大部分を占める場合には、紙質の凹凸模様を低減するとともに、所定の輝度値以下の読取データについては１：１の線形変換を行うことで画質を維持することができる。
【００２６】
図９は、本実施形態における紙質の凹凸紋様を除去する処理を示すフローチャートである。まず、ユーザによって原稿台ガラス２１５上に原稿３０３がセットされ、例えばユーザによる操作部１０６上のスキャン開始ボタンの押下に応じて、制御回路４０４によりＣＩＳ２１４を駆動して原稿台ガラス２１５上の原稿３０３の読取りが開始されると、画像処理回路４０６は、シェーディング補正回路４０３からＣＩＳ２１４の読取ラインごとに随時出力される読取データに対して輝度変換処理を行うため、読取データの輝度値Ｎが２４４以上であるか否かを判断する（Ｓ９０１）。ここで、輝度値Ｎが２４４以上である場合（Ｓ９０１のＹ）は、Ｓ９０２にて輝度値Ｎを２５５に置き換える。輝度値Ｎが２４４以下である場合（Ｓ９０１のＮ）は、Ｓ９０３にて読取データの輝度値Ｎが所定の輝度値１２８以上であるか否かを判断する。輝度値Ｎが所定の輝度値１２８以上である場合（Ｓ９０３のＹ）は、図８に示す変換テーブルを用いて輝度変換処理を行う（Ｓ９０４）。輝度値Ｎが１２８以下である場合（Ｓ９０３のＮ）は、そのままＳ９０５へ進む。Ｓ９０１〜Ｓ９０４の処理は、原稿台ガラス２１５上に置かれた原稿３０３についての全ての読取ラインが終了するまで繰り返して行われる（Ｓ９０５）。全ての読取ラインでの読取が終了していない場合（Ｓ９０５のＮ）は、Ｓ９０１に戻り、読取ラインごとの輝度値変換処理を繰り返す。原稿３０３について全ての読取ラインの読取終了した場合（Ｓ９０５のＹ）、システムコントローラ４０７は、画像処理回路４０６の輝度変換処理が行われた読取データを、原稿３０３の記録媒体種類と対応付けてＲＡＭ等に保存する（Ｓ９０６）。保存された読取データは、例えば、プリンタエンジン４０８に出力されて記録処理される。
【００２７】
以上のように、本実施形態によると、原稿の読取の際に、読取データの輝度値が２４４以上のものを、輝度値２５５と置き換えることで、原稿繊維の絡み合いに因る凹凸紋様が低減された読取データを得ることができる。また、読取データの輝度値が２４４以下のものに対しても上記のような置き換えを行うことで、輝度値変換処理後の読取データの輝度値が２４４以上であったものとの視覚的な影響を低減させることができる。
【００２８】
以上で説明した実施例では、変換テーブルを用いて輝度変換処理を行ったが、視覚的な影響を低減させるように輝度値を変換できるのであれば、変換テーブルを用いなくても良い。また、上述した実施例では所定の輝度値を１２８としたが、前述したように、輝度値０から輝度値２４４までの間で顕著な輝度値変化を生じないのであれば、他の輝度値が選択されても良い。例えば、操作部１０６上でユーザインタフェース画面として図８（ａ）のグラフ８０２を表示し、点Ａの位置をユーザにより決定可能としても良い。
また、点Ｂの位置も記録媒体の種類に応じた固定的な位置ではなく、ユーザ操作により変更可能としても良い。
【００２９】
このとき、例えば点Ｂを輝度値２４４よりも高い２５０にした場合は、２５０以上の輝度値を輝度値２５５と置き換え、２４９以下の輝度値が高輝度側になるほど変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が線形的に大きくなるように輝度値変換を行う。また、例えば点Ｂを輝度値２４４よりも低い２４０にした場合は、２４０以上のものを輝度値２５５と置き換え、２３９以下の輝度値が高輝度側になるほど変換前の輝度値に対する変換後の輝度値の変換比率が線形的に大きくなるように輝度値変換を行う。
【００３０】
以上のように、点Ｂの位置を変更したとしても、上記のような輝度値変換を行うことで、変換後の画像データにおける視覚的な影響を低減させることができる。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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【図６】
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