(57)【要約】【課題】顔料系のブラックインクの量の検出に対する信頼性を向上させやすくする。【解決手段】インクタンクは、インクを収容するタンク本体５１と、タンク本体５１内の前記インクに接して設けられ、前記インクの量が光学的に検出されるときの光１５７ｂの経路を形成するプリズム１０７とを備え、前記インクは、少なくともイエロー、マゼンタ及びシアンの各顔料系インクを混合した構成を有する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容するインク収容部と、前記インク収容部内の前記インクに接して設けられ、前記インクの量が光学的に検出されるときの光の経路を形成するプリズムとを備え、
前記インクは、少なくともイエロー、マゼンタ及びシアンの各顔料系インクを混合した構成を有することを特徴とするインクタンク。
【請求項２】
請求項１に記載のインクタンクから前記インクの供給を受けるインク受部と、前記プリズムを介して前記インクの量を光学的に検出する検出部とを備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクタンク及びインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクタンク内に収容されているインクの量が所定量を下回った状態（以下、インクエンドと呼ぶ）を光学式センサで検出するためのプリズムを備えたインクタンクが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３０７７６号公報（第１２〜１３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたインクタンクに、顔料系のブラックインクを適用すると、プリズムがインクから露出していても、インクエンドが検出されない場合が考えられる。これは、顔料系のブラックインクが光学式センサの光を吸収することがあることと、プリズムがインクから露出しても、プリズムの表面にインクが付着する場合があることとによって発生し得ると考えられる。つまり、インクの量が減少してプリズムがインクから露出しても、プリズムの表面に付着したインクが光学式センサの光を吸収してしまうことが考えられる。
【０００５】
従って、上記特許文献１に記載されたインクタンクでは、顔料系のブラックインクの量の検出に対する信頼性を向上させることが困難であるという未解決の課題がある。
【０００６】
本発明は、この未解決の課題に着目してなされたものであり、顔料系のブラックインクの量の検出に対する信頼性を向上させやすくするすることができるインクタンク及びインクジェットプリンタ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】
【０００７】
本発明のインクタンクは、インクを収容するインク収容部と、前記インク収容部内の前記インクに接して設けられ、前記インクの量が光学的に検出されるときの光の経路を形成するプリズムとを備え、前記インクは、少なくともイエロー、マゼンタ及びシアンの各顔料系インクを混合した構成を有することを特徴とする。
【０００８】
このインクタンクでは、インク収容部に収容されるインクは、イエロー、マゼンタ及びシアンの混合によるブラックを呈する。また、インク収容部に収容されるインクは、少なくともイエロー、マゼンタ及びシアンの各顔料系インクを混合した構成を有しているため、インクの量を光学的に検出するときの光を吸収しにくい。従って、このインクタンクでは、顔料系のブラックインクの量の検出に対する信頼性を向上させやすくすることが可能となる。
【０００９】
本発明のインクジェットプリンタは、上記のインクタンクから前記インクの供給を受けるインク受部と、前記プリズムを介して前記インクの量を光学的に検出する検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
このインクジェットプリンタでは、インク受部がインクタンクから、少なくともイエロー、マゼンタ及びシアンの各顔料系インクを混合した構成を有するインクの供給を受ける。そして、このインクジェットプリンタでは、検出部がプリズムを介して、インクタンクのインク収容部に収容されているインクの量を光学的に検出する。従って、このインクジェットプリンタでは、顔料系のブラックインクの量の検出に対する信頼性を向上させやすくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ１は、平面図である図１（ａ）及び正面図である図１（ｂ）に示すように、送り装置３と、記録ヘッド５と、キャリジ７と、キャリジ移動装置９と、タンク装着部１１と、検出器１３とを備えている。
【００１２】
送り装置３は、図１（ａ）に示すように、送りローラ１５と、押さえローラ１７と、送りモータ１９とを備えている。送りローラ１５と、押さえローラ１７とは、互いに外周を接し合って回転可能に構成されている。送りモータ１９は、図示しない制御部によって動作が制御され、送りローラ１５を回転駆動するための動力を発生する。この送り装置３は、送りモータ１９から送りローラ１５に動力が伝達され、送りローラ１５と押さえローラ１７との間に挟持した記録用紙Ｐを、図１（ａ）に示す送り方向に間欠送りする。
【００１３】
記録ヘッド５は、底面にインクをインク滴として吐出する複数のノズルが形成されている。なお、記録ヘッド５において、複数のノズルが形成されている面をノズル面２１と呼ぶ。この記録ヘッド５は、図示しない制御部から出力される駆動信号に基づいて、複数のノズルから選択的にインク滴を吐出して、記録用紙Ｐに記録を行う。
【００１４】
キャリジ７には、記録ヘッド５が配設されている。なお、記録ヘッド５は、図１（ｂ）に示すように、ノズル面２１がキャリジ７の底面から記録用紙Ｐ側に突出した状態で、且つノズル面２１と記録用紙Ｐとの間に隙間を保った状態で、キャリジ７に配設されている。
【００１５】
キャリジ移動装置９は、図１（ａ）に示すように、一対のプーリ２３ａ及び２３ｂと、タイミングベルト２５と、キャリジモータ２７と、キャリジガイド軸２９とを備えている。タイミングベルト２５は、一対のプーリ２３ａ及び２３ｂ間に、図１中の主走査方向に沿って張設されており、一部がキャリジ７に固定されている。
【００１６】
キャリジモータ２７は、図示しない制御部によって動作が制御され、プーリ２３ａを回転駆動するための動力を発生する。キャリジガイド軸２９は、主走査方向に沿って延びているとともに、両端が図示しない筐体に支持されており、キャリジ７を主走査方向にガイドする。
【００１７】
上記の構成を有するキャリジ移動装置９は、キャリジモータ２７からプーリ２３ａ及びタイミングベルト２５を介してキャリジ７に動力が伝達されて、キャリジ７を主走査方向に往復移動させる。
【００１８】
タンク装着部１１は、インクを収容したインクタンク３３が着脱自在に装着される。タンク装着部１１と記録ヘッド５とは、チューブ３５で接続されている。そして、タンク装着部１１にインクタンク３３が装着されているとき、インクタンク３３に収容されているインクは、チューブ３５を介して記録ヘッド５に供給される。
【００１９】
タンク装着部１１には、図１（ｂ）中のＡ−Ａ線での断面図である図２に示すように、底面に、チューブ３５の一端が接続される接続口４１が形成されている。接続口４１は、タンク装着部１１の内部に連通している。タンク装着部１１の内部には、フィルタ４３と、インク供給針４５とが配設されている。フィルタ４３は、接続口４１をタンク装着部１１の内部から覆うように設けられている。インク供給針４５は、フィルタ４３をタンク装着部１１の内部から覆うように設けられている。
【００２０】
インク供給針４５は、後述するインクタンク３３のインク供出口に挿入され、インクタンク３３からインクの供給を受ける。フィルタ４３は、インク供給針４５を介して供給されたインクをろ過して、インク内の気泡や塵などが接続口４１側に流出するのを妨げる。フィルタ４３によってろ過されたインクは、接続口４１からチューブ３５を介して記録ヘッド５に供給される。
【００２１】
検出器１３は、図１（ａ）に示すように、検出部４９ａ及び検出部４９ｂを備えている。検出部４９ａ及び４９ｂのそれぞれは、一対の発光素子及び受光素子を備えた光学式センサで構成されている。検出部４９ａは、タンク装着部１１にインクタンク３３が装着されているか否かを検出する。検出部４９ｂは、インクタンク３３内のインクの量を検出する。なお、本実施形態では、検出部４９ｂは、インクタンク３３内のインクの量が所定量を下回っているか否かを検出する。
【００２２】
上記の構成を有するインクジェットプリンタ１は、送りモータ１９の駆動が図示しない制御部によって制御され、送り装置３が記録用紙Ｐを記録ヘッド５に対向させながら、送り方向に間欠送りする。このとき、制御部は、キャリジモータ２７の駆動を制御して、キャリジ７を主走査方向に往復移動させながら、記録ヘッド５の駆動を制御して、所定の位置でインク滴を吐出させる。このような動作によって、記録用紙Ｐにドットが形成され、この記録用紙Ｐに文字や画像などの記録情報に基づく記録が行われる。
【００２３】
ここで、インクタンク３３の構成について詳細を説明する。
インクタンク３３は、図１（ｂ）中のＢ視方向における側面図である図３（ａ）に示すように、タンク本体５１と、蓋５３と、プリズム板５５とを備えている。
【００２４】
タンク本体５１は、インクを収容する容器として機能する。このタンク本体５１には、図３（ａ）で見て底面から下に向かって突出するインク供出部５７が形成されている。インク供出部５７の底面には、インクタンク３３の底面図である図３（ｂ）に示すように、インク供出口５９が穿孔されている。タンク本体５１内に収容されているインクは、インク供出口５９から、前述したタンク装着部１１内のインク供給針４５に供出される。
【００２５】
なお、インク供出部５７の底面には、インク供出口５９を覆うようにシール６１が付されている。インクタンク３３がタンク装着部１１に装着される前の状態では、インク供出口５９は、このシール６１によって塞がれている。そして、インクタンク３３がタンク装着部１１に装着されると、インク供給針４５がシール６１を突き破ってインク供出口５９内に進入する。
【００２６】
タンク本体５１内には、平面図である図４（ａ）及び図４（ａ）中のＣ−Ｃ線での断面図である図４（ｂ）に示すように、枠状の仕切壁６３が形成されている。仕切壁６３は、タンク本体５１内でインク供出部５７を仕切っている。なお、タンク本体５１内において、仕切壁６３で仕切られた外側の空間を第１インク室６５と呼び、仕切壁６３によって仕切られたインク供出部５７の内側の空間を第２インク室６７と呼ぶことにする。
【００２７】
第２インク室６７内には、前述したインク供出口５９を囲む円筒部６９が、第２インク室６７の底部７１からタンク本体５１内に向かって延びるように形成されている。円筒部６９には、インク供出口５９を第２インク室６７側から覆う天板部７３が形成されている。この天板部７３には、第２インク室６７とインク供出口５９とを連通させる連通孔７５が形成されている。
【００２８】
タンク本体５１の側面には、側面図である図５（ａ）及び図５（ａ）中のＤ−Ｄ線での断面図である図５（ｂ）に示すように、プリズム板設置部７６が形成されている。プリズム板設置部７６には、後述するプリズム板５５が設置される。プリズム板設置部７６には、開口７７と、突起７８ａ及び７８ｂと、凹部７９とが形成されている。開口７７は、タンク本体５１の外側から第２インク室６７内に通じている。この開口７７には、後述するプリズムが挿入される。凹部７９内には、後述するプリズムが収容される。突起７８ａ及び７８ｂは、後述するプリズム板５５に形成されている位置決め孔にはまって、プリズム板５５の設置位置を決める。
【００２９】
蓋５３は、インクタンク３３の平面図である図６（ａ）に示すように、天面８１からインクタンク３３の内部に通じる大気連通孔８３が形成されている。この大気連通孔８３によって、インクタンク３３内が大気に開放される。天面８１には、シール貼付領域８５が設定されているとともに、シール貼付領域８５内で大気連通孔８３から蓋５３の一側縁部に至る溝８７が形成されている。
【００３０】
蓋５３には、図６（ｂ）に示すように、シール貼付領域８５にシール９１が付されている。大気連通孔８３及び溝８７は、このシール９１によって、天面８１側から塞がれている。シール９１は、切取線９３が設けられており、切取線９３からシール貼付領域８５の外側に向かって延びる領域が剥離部９５として設定されている。そして、インクタンク３３がタンク装着部１１に装着されて使用されるときに、図６（ｃ）に示すように、剥離部９５が切取線９３で分断され、溝８７の一端部が露呈する。溝８７の一端部が露呈すると、溝８７及び大気連通孔８３を介して、インクタンク３３の内部が大気に開放された状態となる。
【００３１】
プリズム板５５は、平面図である図７（ａ）に示すように、ベース板１０１の面１０３に２つのプリズム１０５及び１０７が形成されている。ベース板１０１には、図７（ａ）中のＦ視方向における側面図である図７（ｂ）に示すように、位置決め孔１１５ａ及び１１５ｂが形成されている。
【００３２】
ベース板１０１とプリズム１０５及び１０７とは、検出部４９ａ及び４９ｂのそれぞれを構成する光学式センサの光に対して透過性を有する材料で一体的に形成されている。本実施形態では、プリズム板５５の材料として、ポリプロピレンが採用されている。
【００３３】
プリズム１０５及び１０７のそれぞれは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、面１０９ａと面１０９ｂとを有している。これらの面１０９ａ及び面１０９ｂは、後述する発光素子からの光を反射する機能を有している。このため、以下においては、これらの面１０９ａ及び１０９ｂをそれぞれ、反射面１０９ａ及び反射面１０９ｂと呼ぶことにする。
【００３４】
上記の構成を有するプリズム板５５は、図３（ａ）中のＧ−Ｇ線での断面図である図８に示すように、面１０３がタンク本体５１のプリズム板設置部７６に、溶着などによって固着されている。なお、プリズム板５５は、位置決め孔１１５ａ及び１１５ｂのそれぞれが、タンク本体５１の突起７８ａ及び７８ｂのそれぞれにはめられることによって、タンク本体５１に対する位置が決められる。これにより、プリズム１０５がタンク本体５１の凹部７９内に収容され、プリズム１０７が開口７７内に挿入される。また、プリズム板５５の面１０３は、少なくともプリズム１０７の周囲を１周にわたってプリズム板設置部７６に固着される。これにより、開口７７がプリズム板５５によって塞がれる。
【００３５】
また、インクタンク３３は、分解斜視図である図９に示すように、タンク本体５１の内部に、インク吸収体１２１と、第１フィルタ１２３と、キャップ１２５と、第２フィルタ１２７と、コイルばね１２９と、弁１３１と、パッキン１３３とを備えている。
【００３６】
インク吸収体１２１は、フェルトやスポンジなどのインクを吸収する能力が高い材料から形成されている。インク吸収体１２１は、インクを吸収した状態で、タンク本体５１内に収容されている。なお、本実施形態では、インク吸収体１２１に吸収された状態でタンク本体５１内に収容されるインクは、イエローの顔料系インク、マゼンタの顔料系インク及びシアンの顔料系インクを混合した構成を有している。これにより、タンク本体５１内に収容されているインクは、イエロー、マゼンタ及びシアンの混合によってブラックを呈している。
【００３７】
第１フィルタ１２３は、例えば不織布やメッシュフィルタなどから形成されており、図３（ａ）中のＨ−Ｈ線での断面図である図１０に示すように、タンク本体５１内の仕切壁６３に載置されている。これにより、第２インク室６７は、底部７１と仕切壁６３と第１フィルタ１２３とによって囲まれる。なお、インク吸収体１２１は、図１０に示すように、蓋５３と第１フィルタ１２３とによって挟まれた状態で、タンク本体５１内に収容されている。
【００３８】
キャップ１２５は、断面図である図１１（ａ）及び底面図である図１１（ｂ）に示すように、円筒状の胴部１４１と、胴部の上端を塞ぐ天板部１４３とを有している。胴部１４１の下端には、４つの脚部１４５が形成されている。胴部１４１内には、上端側から下端側に向かって内径が広くなるテーパ部１４７が形成されている。
【００３９】
このキャップ１２５は、図１０に示すように、タンク本体５１内の円筒部６９に被せられ、４つの脚部１４５が第２インク室６７の底部７１に載置されている。
ここで、タンク本体５１内の円筒部６９には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、４つのリブ１４９が形成されている。キャップ１２５は、テーパ部１４７よりも下端側の内周が４つのリブ１４９にはめ込まれて円筒部６９に被せられている。
【００４０】
第２フィルタ１２７は、例えば不織布やメッシュフィルタなどから形成されており、図１０に示すように、タンク本体５１内の円筒部６９に載置されている。なお、キャップ１２５は、図１０中のＪ部の拡大図である図１２（ａ）に示すように、天板部１４３と第２フィルタ１２７との間に隙間を有した状態で円筒部６９に被せられている。
【００４１】
コイルばね１２９と、弁１３１と、パッキン１３３とは、図１２（ａ）に示すように、この順序でインク供出口５９から円筒部６９内に向かって挿入されている。コイルばね１２９は、円筒部６９の天板部７３と、弁１３１とによって挟まれている。このコイルばね１２９は、弁１３１をインク供出口５９側に向けて付勢している。
【００４２】
パッキン１３３は、図１２（ａ）に示すように、貫通孔１３５が形成されているとともに、貫通孔１３５の一縁に沿って環状に設けられる突条部１３７が形成されている。パッキン１３３は、例えば、ゴムやエラストマーなどの弾力性に富んだ材料から形成されている。弁１３１は、コイルばね１２９からの付勢を受けて、パッキン１３３の貫通孔１３５を、パッキン１３３の突条部１３７側から塞いでいる。
【００４３】
上記の構成を有するインクタンク３３は、インクジェットプリンタ１のタンク装着部１１に装着されると、図１２（ｂ）に示すように、インク供給針４５がシール６１を突き破ってインク供出口５９内に進入する。このとき、インク供給針４５は、パッキン１３３の貫通孔１３５を貫通して、弁１３１を円筒部６９の天板部７３側に押し上げる。これにより、第２インク室６７とチューブ３５とがインク供給針４５を介して連通した状態となる。
【００４４】
第２インク室６７とチューブ３５とが連通した状態で、チューブ３５を介して第２インク室６７内に吸引力を作用させると、インク吸収体１２１に吸収されているインクが第１フィルタ１２３を経て第２インク室６７内に流入する。第２インク室６７内に流入したインクは、毛管現象によりキャップ１２５と円筒部６９との隙間を経て第２フィルタ１２７に至る。第２フィルタ１２７に至ったインクは、第２フィルタ１２７を通過して、連通孔７５及びインク供給針４５を介してチューブ３５に供出される。そして、チューブ３５に供出されたインクは、記録ヘッド５に供給される。
【００４５】
本実施形態のインクジェットプリンタ１では、検出部４９ａがインクタンク３３を検出し、検出部４９ｂがインクの量を検出する。インクタンク３３がタンク装着部１１に装着された状態において、検出部４９ａ及び４９ｂは、図８に示すように、検出部４９ａがプリズム１０５に対向する位置に配設され、検出部４９ｂがプリズム１０７に対向する位置に配設されている。検出部４９ａは、発光素子１５３ａと、受光素子１５５ａとを備えている。検出部４９ｂは、発光素子１５３ｂと、受光素子１５５ｂとを備えている。
【００４６】
インクタンク３３がタンク装着部１１に装着されると、発光素子１５３ａからの光１５７ａは、プリズム１０５の反射面１０９ａ及び１０９ｂで反射して受光素子１５５ａに到達する。つまり、検出部４９ａは、インクタンク３３がタンク装着部１１に装着されていることを検出する。そして、プリズム１０５は、検出部４９ａの光１５７ａの経路を形成しており、光１５７ａを発光素子１５３ａから受光素子１５５ａに導く。
【００４７】
検出部４９ｂの発光素子１５３ｂからの光１５７ｂは、インクタンク３３内のインクの量が所定量を下回っている状態において、プリズム１０７の反射面１０９ａ及び１０９ｂで反射して受光素子１５５ｂに到達する。つまり、プリズム１０７は、インクの量が所定量を下回った状態で検出部４９ｂの光１５７ｂの経路を形成し、光１５７ｂを発光素子１５３ｂから受光素子１５５ｂに導く。
【００４８】
ここで、プリズム１０７は、第２インク室６７内のインクの量が、図１２（ｂ）に示す光１５７ｂよりも上回っている場合には、光１５７ｂを受光素子１５５ｂに反射させる機能が作用しない。インクが消費されて第２インク室６７内のインクの量が光１５７ｂを下回ると、プリズム１０７は、光１５７ｂを受光素子１５５ｂに反射させる機能を有するようになる。つまり、検出部４９ｂは、インクの量が光１５７ｂを下回ったこと（インクエンド）を検出する。
【００４９】
ここで、ブラックの顔料系インクでは、カーボンブラックを用いてブラックを表現するのが一般的である。ここでは、カーボンブラックを用いたブラックの顔料系インクと、本実施形態で使用するインクとを区別するために、カーボンブラックを用いたブラックの顔料系インクを単一インクと呼ぶことにする。
【００５０】
ここで、単一インクをタンク本体５１内に収容した場合、プリズム１０７の反射面１０９ａや反射面１０９ｂに単一インクが付着して、第２インク室６７内のインクの量が所定量を下回っているにもかかわらず、インクエンドが検出されない場合が考えられる。これは、図１３の特性線Ｌ１に示すように、単一インクが、光１５７ｂの波長Ｗにおいて、吸光度を有しているためである。つまり、発光素子１５３ｂからの光１５７ｂは、反射面１０９ａや反射面１０９ｂで反射されずに、単一インクに吸収されてしまう。そこで、本実施形態では、イエローの顔料系インク、マゼンタの顔料系インク及びシアンの顔料系インクを混合した構成を有するインクが採用されている。
【００５１】
イエローの顔料系インク、マゼンタの顔料系インク及びシアンの顔料系インクのそれぞれは、図１３の特性線Ｌ２、特性線Ｌ３及び特性線Ｌ４のそれぞれに示すように、波長がＷよりも短い領域では吸光度を有していない。従って、これらイエローの顔料系インク、マゼンタの顔料系インク及びシアンの顔料系インクを混合した構成を有するインクも、波長がＷよりも短い領域では吸光度を有さない。
【００５２】
なお、本実施形態において、タンク本体５１がインク収容部に対応し、インク供給針４５がインク受部に対応している。
【００５３】
本実施形態のインクジェットプリンタ１では、インクタンク３３は、イエローの顔料系インク、マゼンタの顔料系インク及びシアンの顔料系インクを混合した構成を有するインクをタンク本体５１内に収容している。従って、タンク本体５１内に収容されているインクを顔料系のブラックインクとすることができる。また、タンク本体５１内に収容されているインクが光１５７ｂの波長Ｗで吸光度を有していないため、顔料系のブラックインクの量の検出に対する信頼性を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施形態において、プリズム１０７に撥液処理を施せば、反射面１０９ａ及び１０９ｂのそれぞれにインクが付着しにくくすることができるため、顔料系のブラックインクの量の検出に対する信頼性を一層向上させることが可能となる。撥液とは、液状体をはじく性質をいう。
【００５５】
なお、本実施形態では、記録用紙Ｐを例に説明したが、記録媒体は記録用紙Ｐに限らず、インク滴が付着してドットを形成できるものであれば、任意の記録媒体を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタの主要構成を示す外観図。
【図２】図１（ｂ）中のＡ−Ａ線での断面図。
【図３】本発明の実施形態におけるインクタンクの外観図。
【図４】本発明の実施形態におけるインクタンクのタンク本体の構成を説明する図。
【図５】本発明の実施形態におけるインクタンクのタンク本体に形成されているプリズム板設置部の構成を説明する図。
【図６】本発明の実施形態におけるインクタンクの平面図。
【図７】本発明の実施形態におけるインクタンクのプリズム板の構成を説明する図。
【図８】図３（ａ）中のＧ−Ｇ線での断面図。
【図９】本発明の実施形態におけるインクタンクの分解斜視図。
【図１０】図３（ａ）中のＨ−Ｈ線での断面図。
【図１１】本発明の実施形態におけるインクタンクのキャップの構成を説明する図。
【図１２】図１０中のＪ部の拡大図。
【図１３】従来のインクの吸光度を調査した結果を示す図。
【符号の説明】
【００５７】
１…インクジェットプリンタ、１１…タンク装着部、３３…インクタンク、４５…インク供給針、４９ａ，４９ｂ…検出部、５１…タンク本体、１０５…プリズム、１０７…プリズム、１５７ａ，１５７ｂ…光。
【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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