(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に担持した未定着現像剤像を転写部でシートに転写し、定着部で未定着現像剤像をシートに定着する画像形成装置であって、
消色機能を有する第１現像剤による現像剤像が消去された再利用シートを収容し、転写部に向けて給紙する給紙部と、
前記再利用シートに形成する現像剤像の現像剤付着量を管理情報として、第１現像剤でシートに形成する管理情報生成部と、
前記給紙部で待機する再利用シートに形成した管理情報を取得する管理情報取得部と、
前記管理情報取得部で取得した過去の管理情報と、今回の画像形成に要する現像剤付着量の管理情報とに基づいて、前記転写部の転写バイアスを補正する転写バイアス補正部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記管理情報は、再利用シートの再利用回数と、印字率と、濃度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
管理情報は、再利用シートの特定位置に印字することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書に記載の実施形態は、シートに形成された消色性色材の付着量の管理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート上に形成した画像を特定波長の光、圧力、加熱等の外的刺激により消色する機能を備えた消色性色材がある。電子写真方式の画像形成装置は、消色性色材としての消色性トナーをシート上に転写し、定着器で加熱、加圧により定着する。そして、定着温度よりも高温の消色温度で消色性トナー画像を加圧、加熱することにより、画像を消色しシートの再利用を可能とする。
【０００３】
ところで、再利用されるシートは、シートの画像形成面からは文字などの画像は消され、人間の目からは直接視認できないが、実際には消色性トナーを構成する樹脂剤はそのまま存在する。
【０００４】
このため、再利用回数が増えるに従って、シート上の同一部分に付着する消色トナーの付着量が増加する。シート上に形成されているトナー樹脂の付着量が増加すると、トナー画像をシートに転写する際の転写効率や、トナー画像をシートに定着する際の定着効率といった画像形成に影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、再利用シートに画像を形成する前に、シート上に存在するトナー樹脂の付着量を推定できれば、トナー付着量に応じた転写バイアス、定着温度等のシートとトナーに係る制御対象を制御し、安定した画像の提供を可能とする。
【０００６】
本発明の目的は、このような課題を解決するためになされたもので、シートの再利用回数が増えても安定した画像が得られる画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体に担持した未定着現像剤像を転写部でシートに転写し、定着部で未定着現像剤像をシートに定着する画像形成装置であって、消色機能を有する第１現像剤による現像剤像が消去された再利用シートを収容し、転写部に向けて給紙する給紙部と、前記再利用シートに形成する現像剤像の現像剤付着量を管理情報として、第１現像剤でシートに形成する管理情報生成部と、前記給紙部で待機する再利用シートに形成した管理情報を取得する管理情報取得部と、前記管理情報取得部で取得した過去の管理情報と、今回の画像形成に要する現像剤付着量の管理情報とに基づいて、前記転写部の転写バイアスを補正する転写バイアス補正部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略図。
【図２】（ａ）トナー付着量管理情報が消色された状態のシートの一例を示す図、（ｂ）は図１の画像形成装置により再利用紙を用いて消色性トナー画像を形成した一例を示す図。
【図３】再利用紙におけるトナー付着量に応じて転写バイアスを補正する転写バイアス補正制御ブロック図。
【図４】図３のトナー付着量管理部の構成を示すブロック図。
【図５】図４のトナー付着量管理部による転写バイアス補正制御の流れを示すフローチャート。
【図６】画像形成回数と印字率毎の転写バイアス補正係数を示す図。
【図７】用紙坪量と相対湿度ごとの転写バイアスを示す図。
【図８】相対湿度と用紙抵抗値との関係を坪量の異なるシートについて示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態に係る画像形成装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
本実施形態の画像形成装置１として、電子写真方式の画像形成部を備えたＭＦＰ（Multi Function Peripheral）を例にして以下説明する。
【００１１】
図１において、ＭＦＰ１は、装置本体２の上部にスキャナー等の画像読取部３を配置し、画像読取部３の上部にＡＤＦ（Auto Document Feeder）４を配置している。また、画像形成装置本体２には、給紙カセット５Ａ、５Ｂを上下に配置した給紙部６、画像形成部７、給紙部６のシートを二次転写位置Ｔに搬送する搬送ローラ８ａを備える搬送部８を配置している。給紙カセット５Ａ、５Ｂから給紙ローラ３１により搬送部８に給紙されたシートは、レジストローラ対９により、所定のタイミングで二次転写位置Ｔに向けて搬送される。なお、上段の給紙カセット５Ａに再利用シートを収容し、下段のカセット５Ｂに未使用のシートを収容するようにしてもよい。
【００１２】
画像形成部７は、所定の第１温度の加熱で消色すると共に、第１温度よりも低温の第２温度で加熱されると溶融し、シートＳに定着する消色性色材（消色トナー）である第１現像剤が収容された第１現像器１０を備えた第１現像部１１を備える。また、画像形成部７は、第１現像部１１に加え、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の非消色性色材（通常トナー）である第２現像剤がそれぞれ収容された第２現像器１２を備えた第２現像部１３を備える。
【００１３】
本実施形態において、第１現像器１０は第１プロセスカートリッジ１４Ｄ内に配置され、各色の第２現像器１２は各色の第２プロセスカートリッジ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ内に配置されている。第１プロセスカートリッジ１４Ｄと第２プロセスカートリッジ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは同一構造とし、感光体ドラム１５の周囲に、上記した第１現像器１０、第２現像器１２が配置される。
【００１４】
また、感光体ドラム１５と対向して帯電ローラ１６と、一次転写ローラ１７が配置される。感光体ドラム１５には、レーザ露光装置を備えた露光部１８を有し、露光部１８から各感光体ドラム１５に向けて画像情報に基づく露光光が照射される。感光体ドラム１５には、露光光により静電潜像が形成され、第１現像器１０の第１現像剤、第２現像器１２の第２現像剤により静電潜像が現像される。各感光体ドラム１５に形成されたトナー画像は、一次転写ローラ１７により無端回動する一次転写ベルト１９に転写されて転写位置Ｔに向けて移動する。なお、一次転写の終了した感光体ドラム１５に残ったトナーは不図示のクリーナにより除去される。
【００１５】
一方、レジストローラ対９により所定のタイミングで二次転写位置Ｔに向けてシートＳが搬送される。二次転写位置Ｔには、一次転写ベルト１９が掛け回される二次転写対向ローラ２１と、二次転写バイアスローラ２２を対向配置した二次転写部２０を配置し、転写位置Ｔで一次転写ベルト１９に担持された未定着トナー画像をシートＳに転写する。未定着トナー画像が転写されたシートＳは、定着器２３に向けて搬送される。定着器２３は、例えば加熱ローラ２４と、加熱ローラ２４に加圧接触する加圧ローラ２５と、加熱ローラ２４を加熱する例えばハロゲンランプ（不図示）等で構成される加熱源と、加熱ローラ２４の表面温度を検知する温度センサ（不図示）等を有し、前記ハロゲンランプへの通電を制御して加熱温度を制御できるようになっている。定着器２３を通過したシートは、排紙ローラ対２６により排紙部２７に排紙される。
【００１６】
二次転写部２０は、転写バイアス制御部により所定のバイアス電圧が二次転写バイアスローラ２２に印加される。この所定のバイアス電圧に対し、シートの坪量に応じた相対湿度に基づく補正電圧値が増減される。
【００１７】
本実施形態では、給紙カセット５に収容されているシートＳについて、消色トナーである第１現像剤によるトナー画像を消去して再利用するシートであるか否か、再利用シートであれば、再利用回数（Ｎ）、印字率、画像濃度等の情報をトナー付着量の管理情報として再利用シートに第１現像剤で印字する。図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、トナー付着量の管理情報の印字領域５０は、例えばシートＳの長辺側の一側端部とすることができる。勿論、長辺側および短辺側の各一側端部に印字領域５０を設けてもよい。
【００１８】
そして、図２（ａ）に示すように、給紙カセット５Ａ、５Ｂに収容される再利用シートＳにおいて、印字領域５０に第１現像剤像で印字されるトナー付着量の管理情報は、消去されている。しかし、消色性トナーは樹脂部分がそのまま存在しているので、ＣＣＤ等のラインセンサにより読み取ることができる。本実施形態では、給紙カセット５の最上位置に載置するシートＳのトナー付着量の管理情報を取得するＣＣＤラインセンサ等の管理情報取得部２８を給紙カセットの上方に配置している。
【００１９】
第１現像部１１を使用した画像形成を行うか、第２現像部１３を使用した画像形成を行うかは、モニタ２９を備えた操作部３０の操作により選択される。
【００２０】
第１現像部１１を使用した消色トナーによる画像形成を行う場合、消去処理済みの再利用シートを使用する場合と、消去処理済みの再利用シートの使用回数等が多く、これ以上の再利用が適していない場合があり、この場合には例えば未使用のシートを収容する下段の給紙カセット５Ｂのシートを使用することができる。
【００２１】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、トナー付着量の管理情報の印字領域５０には、再利用回数に応じて、端から順に所定位置に管理情報５１、５２、５３、５４が例えばＱＲコード（登録商標）により印字される。すなわち、図２（ａ）では、３回の再利用を行ったことが管理情報５１、５２、５３の印字位置から判断でき、二点鎖線で示す領域６１は画像消去部分を示す。そして、この再利用シートに第１現像剤で現像像を形成し、定着した状態を図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）では、４回目の再利用回数の位置に管理情報５４が印字され、シートＳには画像情報が印字される。
【００２２】
シートＳに、トナー付着量の管理情報を印字し、印字された管理情報を読み取って転写バイアス出力を調整する制御回路を図３に基づいて説明する。
【００２３】
図３において、バスライン４０を介してＭＦＰ１の全体を制御するプロセッサ（ＣＰＵ）４１、操作部３０、記憶部４２、メモリ部４３、トナー付着量管理部４４、画像処理部４５、第１現像部１１、第２現像部１３、転写バイアス補正部４６、管理情報取得部２８、画像情報取得部４７、定着部２３が接続されている。
【００２４】
プロセッサ４１は、メモリ部４３または記憶部４２に格納されたプログラムに基づいて所定の処理を実行し、画像形成動作を制御する。メモリ部４３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＶＲＡＭ（Video RAM）、フラッシュメモリを用いることができ、ＭＦＰ１において利用される種々の情報やプログラムを格納する役割を有している。
【００２５】
操作部３０は、消色トナーを収容する第１現像部１１を使用するか、通常トナーを収容する第２現像部１３を使用してカラー印刷あるいはモノクロ印刷を行うかを選択する。なお、給紙カセット５Ａに再利用シートを収容し、給紙カセット５Ｂには未使用のシートを収容しているものとして説明する。給紙カセット５Ａを使用するか、給紙カセット５Ｂを使用するかは操作部３０により選択することができる。管理情報取得部２８は、給紙カセット５Ａの最上位に積載される待機中の再利用シートＳに印字された消色済みのトナー付着量管理情報を読み込み、トナー付着量管理部４４に送信する。
【００２６】
トナー付着量管理部４４は、今回の画像形成に用いられるトナー付着量を画像情報取得部２８の画像情報の印字率と濃度情報（トナー付着量）に基づいて設定したトナー付着量管理情報を画像処理部４５に送信し、原稿画像と共にシートＳにトナー付着量管理情報を第１現像剤で形成する。また、前回までの再利用に供したトナー付着量に加え、今回の画像形成に伴うトナー付着量を加えた総トナー付着量を転写バイアス補正部４６に送信する。転写バイアス補正部４６は、総トナー付着量に応じて増加電圧値を求める。そして、増加電圧値を加えた転写バイアスにより再利用シートＳに第１現像剤像を転写し、定着部２３で定着する。
【００２７】
図４は、トナー付着量管理部４４のブロック図を示す。
【００２８】
画像情報取得部４７である画像読取部３あるいはパソコンと通信するインターフェースを介して取得した今回印字する画像情報は、メモリ部３１に読み込まれると共に、画像処理部４５に送信される。画像処理部４５は、今回印字する各ページにおける画素数から各ページの印字率を求め、また各ページの濃度情報から今回印字する各ページのトナー付着量を求め、トナー付着量設定部６１に送信する。
【００２９】
トナー付着量設定部６１には、管理情報取得部２８で読み込んだ再利用回数（Ｎ、Ｎは１以上の整数）と、今までの管理情報である過去の管理情報が送信される。すなわち、トナー付着量設定部６１には、今回の再利用回数と印字するトナー付着量である今回の管理情報と、過去の再利用回数およびトナー付着量である過去の管理情報が送信される。そして、今回の管理情報をトナー付着量管理情報生成部６２に送信する。トナー付着量管理情報生成部６２は、今回の管理情報を画像処理部４５に送信する。画像処理部４５は、今回の管理情報を原稿画像と共に画像形成部７に送信し、第１現像部１１を駆動して第１現像剤による現像像を感光体ドラム１５に形成する。感光体ドラム１５上の第１現像剤像は転写ベルト１９に一次転写され、二次転写部２０でシートＳに転写される。
【００３０】
二次転写部２０の二次転写ローラ２２に印加される転写バイアスの出力値は、過去のトナー付着量と今回のトナー付着量との総和である総トナー付着量によって調整される。トナー付着量設定部６１は、総トナー付着量の情報を再利用回数（Ｎ）と共に転写バイアス補正部４６に送信する。また、総トナー付着量および再利用回数（Ｎ）の情報は、再利用適否判定部６３に出力される。再利用可否判定部６３は、例えば再利用回数が所定回数を超えたか否か、総トナー付着量が所定量を超えたか否かにより再利用可否が判定される。そして、再利用に適さないと判定した場合には、再利用不適判定情報を出力する。再利用不適判定情報が出力されると、ＣＰＵ４１は給紙部５Ａからの給紙を停止し、未使用のシートを収容した給紙部５Ｂからの給紙を給紙部６に指示することが例示できる。また、再利用不適と判定されたシートＳを給紙カセット５Ａから取り除くために、例えばモニタ２９にその旨を指示する表示を行ったり、転写部２０を通らずに機外に排出させたりすることを例示できる。
【００３１】
一方、転写バイアス補正部４６は、例えば図６に示す補正テーブルに示す補正係数を決定し、図７に示すテーブルで決定される転写バイアスにこの補正係数を乗算し、決転写バイアス出力を決定する。転写バイアス補正部４６で決定した二次転写バイアスは、転写バイアス制御部４８に出力され、二次転写部２０に出力される。
【００３２】
図６に示す補正テーブルは、画像形成回数（再利用回数）と印字率ごとの転写バイアスの補正係数の一例を示す。例えば、画像形成回数が３回で、印字率が２６〜５０％では、補正係数が１．００、画像形成回数が６回で、印字率が５１〜７５％では、補正係数１．１５としている。
【００３３】
また、図７に示すテーブルは、用紙坪量と相対湿度ごとの転写バイアスを示し、坪量１０６ｇ〜１６０ｇ/ｃｍ２のシートで、相対湿度３４％では、７７０Ｖの転写バイアスとなり、この電圧に対して例えば上記した補正係数１．００、１．１５が乗算されることになる。なお、シートの抵抗値は湿度環境に依存し、図８に示すように、坪量１００ｇ/ｃｍ２、１２０ｇ/ｃｍ２、１６０ｇ/ｃｍ２、２００ｇ/ｃｍ２、２５０ｇ/ｃｍ２、２８０ｇ/ｃｍ２のシートは、低湿側で抵抗値が上昇する特性を有している。
【００３４】
次に、図４に示すトナー付着量の管理情報の生成と、転写バイアスの補正の制御の流れを図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
ＡＣＴ１において、選択された給紙カセット５Ａまたは５Ｂに収容されているシートＳが再利用シートであるか否かを管理情報取得部２８からの読取情報に基づいて判断する。管理情報が読み取れれば再利用シートと判断し、ＡＣＴ２に進む。
【００３６】
ＡＣＴ２では、例えば図２（ａ）の状態のシートＳの管理情報を管理情報取得部２８により取得し、ＡＣＴ３に進む。管理情報は、再利用回数（Ｎ）と、印字率情報と濃度情報に基づくトナー付着量である。トナー付着量情報としては、利用回数ごとにシートに表示し、あるいは最後の管理情報に合算した値を表示してもよい。
【００３７】
ＡＣＴ３では、第１現像部１１が選択されたか否か、すなわち消色性トナーにより繰り返し印刷を選択したか否かを判定し、第１現像部１１が選択されているとＡＣＴ４に進む。
【００３８】
ＡＣＴ４では、画像情報取得部４７により、パソコンあるいはＡＤＦ４に載置した原稿の画像情報を取得し、ＡＣＴ５に進む。
【００３９】
ＡＣＴ５では、ＡＣＴ２で取得した管理情報に基づいて今回の印字の再利用回数Ｎ（Ｎ＝Ｎ＋１）を設定し、ＡＣＴ６に進む。
【００４０】
ＡＣＴ６では、ＡＣＴ２で取得した管理情報に基づいて今回の印字率を取得し、ＡＣＴ７に進む。
【００４１】
ＡＣＴ７では、ＡＣＴ２で取得した管理情報に基づいて今回の濃度情報を取得し、ＡＣＴ８に進む。
【００４２】
ＡＣＴ８では、今回の再利用回数Ｎ、今回の印字率および今回の濃度情報に基づく管理情報を生成し、ＡＣＴ９に進む。
【００４３】
ＡＣＴ９では、今回のトナー付着量と過去のトナー付着量の総和を求め、転写バイアス補正部４６で転写バイアスを補正するための係数を求めＡＣＴ１０に進む。
【００４４】
ＡＣＴ１０では、補正された転写バイアスを二次転写部２０に出力し、再利用シートＳへ第１現像剤像を転写し、ＡＣＴ１１に進む。
【００４５】
ＡＣＴ１１では、定着部２３で第１現像剤像を再利用シートＳに定着し、終了する。
【００４６】
また、ＡＣＴ３において、第２現像部１３を選択している場合には、通常のトナーによる永久画像を再利用シートに形成するために、ＡＣＴ１２において、ＡＣＴ４と同様に画像情報取得部４７で画像情報を取得し、今回の画像の印字率を取得し（ＡＣＴ１３）、今回の画像の濃度情報を取得し（ＡＣＴ１４）、ＡＣＴ１５に進む。
【００４７】
ＡＣＴ１５では、過去のトナー付着量と再利用回数を取得し、今回のトナー付着量を加えた総トナー付着量に基づいて転写バイアス補正部４６で転写バイアスを補正するための係数を求めＡＣＴ１６に進む。
【００４８】
ＡＣＴ１６では、補正された転写バイアスを転写部に出力し、再利用シートＳに第２現像剤像を転写し、ＡＣＴ１１に進む。
【００４９】
一方、ＡＣＴ１において、未使用のシートを選択するか、あるいは再利用シートのトナー付着量が所定量を超えて再利用不可能の場合には、ＡＣＴ１７に進みＡＣＴ３と同様に、第１現像部１１が選択されたか否か、すなわち消色性トナーにより未使用のシートに対する繰り返し印刷を選択したか否かを判定し、第１現像部１１が選択されているとＡＣＴ１８に進む。
【００５０】
ＡＣＴ１８では、画像情報取得部４７により、パソコンあるいはＡＤＦ４に載置した原稿の画像情報を取得し、ＡＣＴ１９に進む。
【００５１】
ＡＣＴ１９では、未使用のシートを使用するので、今回の印字の再利用回数Ｎを１（Ｎ＝１）に設定し、ＡＣＴ２０に進む。
【００５２】
ＡＣＴ２０では、ＡＣＴ１８で取得した管理情報に基づいて今回の印字率を取得し、ＡＣＴ２１に進む。
【００５３】
ＡＣＴ２１では、ＡＣＴ１８で取得した管理情報に基づいて今回の濃度情報を取得し、ＡＣＴ２２に進む。
【００５４】
ＡＣＴ２２では、今回の再利用回数Ｎ＝１、今回の印字率および今回の濃度情報に基づく管理情報を生成し、ＡＣＴ２３に進む。
【００５５】
ＡＣＴ２３では、今回のトナー付着量を求め、転写バイアス補正部４６で転写バイアスを補正するための係数を求めＡＣＴ２４に進む。
【００５６】
ＡＣＴ２４では、補正された転写バイアスを二次転写部２０に出力し、未使用シートＳへ第１現像剤像を転写し、ＡＣＴ１１に進む。
【００５７】
また、ＡＣＴ１７において、第２現像部１３を選択している場合には、通常のトナーによる永久画像を未使用シートに形成するために、ＡＣＴ２５において、ＡＣＴ４と同様に画像情報取得部４７で画像情報を取得し、ＡＣＴ２６に進む。
【００５８】
ＡＣＴ２６では、今回の画像の印字率と画像濃度に基づくトナー付着量に基づいて転写バイアス補正値を求め、ＡＣＴ２９に進む。
【００５９】
ＡＣＴ２９では、ＡＣＴ２８において決定された転写バイアスの補正値に基づく転写バイアスで未使用シートＳに第２現像剤像を転写し、ＡＣＴ１１に進み、本動作を終了する。
【００６０】
本実施形態によれば、再利用シートＳに付着しているトナー付着量を当該シートに形成するトナー付着量の管理情報により管理することができる。この管理情報は、管理情報と同じ消色トナーである第１現像剤を使用しているので、管理情報の画像形成が容易に行える。また、画像情報と共に管理情報も同時に消色するので、再利用上の問題がない。
【００６１】
さらに、トナー付着量の管理情報を取得することで、その再利用シートに対する転写バイアスの補正も適切に行え、転写ムラのない画像を形成することができる。
【００６２】
上記した実施形態では、シートに付着している過去のトナー付着量と、今回の画像形成で付着されると推定されるトナー付着量との総和に基づいて、転写バイアスを制御するようにしているが、制御対象としては、これに限定されるものではない。
【００６３】
本実施形態は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施できる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６４】
１  ＭＦＰ      ３  画像読取部      ７  画像形成部      ８  搬送部
１０  第１現像器      １２  第２現像器      １５  感光体ドラム
１６  帯電ローラ      ２２  二次転写バイアスローラ      ２３  定着器
２８  管理情報取得部      ４４  トナー付着量管理部
４６  転写バイアス補正部      ５１、５２、５３、５４  管理情報
６１  トナー付着量設定部      ６２  トナー付着量管理情報生成部
６３  再利用適否判定部
【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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