(57)【要約】【課題】カールしたシート部材の位置決めと所定位置への貼り付けを高精度に行うことが可能なシート部材の貼付方法を提供する。【解決手段】カールしたシート部材を傾斜面上に載せてスライドさせ、傾斜面上をスライドするシート部材を２方向から保持して位置決めを行い、位置決めの行われたシート部材を傾斜面上に押し当ててカールを除去し、カール除去したシート部材を被貼付物に貼り付けるシート部材の貼付方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カールしたシート部材を傾斜面上に載せてスライドさせ、
該傾斜面上をスライドするシート部材を２方向から保持して位置決めを行い、
位置決めの行われたシート部材を傾斜面上に押し当ててカールを除去し、
カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付けることを特徴とするシート部材の貼付方法。
【請求項２】
前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のシート部材の貼付方法。
【請求項３】
前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のシート部材の貼付方法。
【請求項４】
カールしたシート部材を載せてスライドさせる傾斜面と、該傾斜面端部に設けられ該傾斜面をスライドするシート部材を２方向から保持する保持手段により、位置決めを行う位置決め手段と、
該位置決め手段により位置決めの行われたシート部材を該傾斜面上に押し当ててカールを除去するカール除去手段と、
カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付ける貼付手段と、を有することを特徴とするシート部材貼付システム。
【請求項５】
前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項４に記載のシート部材貼付システム。
【請求項６】
前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項４に記載のシート部材貼付システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カールしたシート部材を被貼付物に貼り付けるための位置決めを行い、位置決めしたシート部材からカールを除去した後に被貼付物への貼り付けを行うシート部材の貼付方法、及び、シート部材貼付システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム状のシート部材を所定位置に貼り付ける貼付装置がある。この様な貼付装置では、シート部材を所定位置に精度よく貼り付けるために、シート部材に位置決め操作を行ってから所定位置への搬送を行うことが多い。
【０００３】
シート部材の位置決め方法に関する技術としては、たとえば、ヒートシールラベル貼付装置に傾斜板とストップ板とを設け、切断されたヒートシールラベルを傾斜板に滑らせ、滑り落ちたヒートシールラベルの先端部をストッパ板で停止させて位置決めを行う技術がある（たとえば、特許文献１参照）。また、多数の吸引孔を有する平滑面を備えた吸引チャックに薄シートを吸着させ、枠体内に薄シートを移動させて薄シートにエアを吹き付けるとともに吸引チャックによる吸引を制御して、薄シート縁部を枠体に当てて位置決めを行う技術がある（たとえば、特許文献２参照）。さらに、吸引チャックによる吸引後、ＣＣＤカメラでずれ量を測定して補正を行って位置決めを行うものもある。
【０００４】
この様に、シート部材の貼付装置では、シート部材端部をストッパ等に当てて位置決めを行い、ストッパ等に当たって位置決めされたシート部材を取り出し搬送して、所定位置への貼り付けが行われている。
【特許文献１】実用新案登録第２５９５０７９号公報
【特許文献２】特開平６−９１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジの作製工程でも、シート状の除電部材を金属板金部材に貼り付ける等の貼付作業が行われる。この除電部材の貼付は機能上高い精度が要求されるとともに、貼付した除電部材には傷や折れ等のない表面状態が求められる。
【０００６】
ところで、フィルム状シート部材には、シート面が反り返る現象であるカールを発生させ易い性質を有するものがあり、除電部材の中にも材質によってはカールが発生するものがある。カールした除電部材では、精度のよい位置決めや安定した貼付が困難になることは明らかである。前述の特許文献にはシート部材のカールについては記載も示唆もないので、開示された技術がカールしたシート部材も正確に位置決めできるものと一概には言えないと思量される。ましてや、非常に高い精度の位置決めと貼付が求められる除電部材の貼付作業に対応可能なものとは言い難いと思量される。
【０００７】
したがって、トナーカートリッジの生産現場では、非常に高精度の位置決めと貼付が求められる除電部材の貼付を手作業で行うケースもあり、生産性に影響を与えていた。また、作業ばらつきにより一定レベルの貼付精度を維持することが困難であり、また、除電部材表面にキズや折れが発生し易くなるといった問題が懸念されていた。
【０００８】
本発明は、カールしたシート部材に対して高精度な位置決めと所定位置への貼り付けを行うことが可能なシート部材貼付技術を提供することを目的とする。特に、電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジを作製する際に、除電部材がカールしたものであっても要求精度を満足する位置決めと貼り付けが行えるシート部材貼付技術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】
本発明の課題は、以下の構成により達成される。
【００１０】
先ず、請求項１に記載の発明は、『カールしたシート部材を傾斜面上に載せてスライドさせ、該傾斜面上をスライドするシート部材を２方向から保持して位置決めを行い、位置決めの行われたシート部材を傾斜面上に押し当ててカールを除去し、カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付けることを特徴とするシート部材の貼付方法。』である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のシート部材の貼付方法。』である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のシート部材の貼付方法。』である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、『カールしたシート部材を載せてスライドさせる傾斜面と、該傾斜面端部に設けられ該傾斜面をスライドするシート部材を２方向から保持する保持手段により、位置決めを行う位置決め手段と、該位置決め手段により位置決めの行われたシート部材を該傾斜面上に押し当ててカールを除去するカール除去手段と、カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付ける貼付手段と、を有することを特徴とするシート部材貼付システム。』である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項４に記載のシート部材貼付システム。』である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項４に記載のシート部材貼付システム。』である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、傾斜面上でカールしたシート部材を２方向より位置決めすることができるので、カールしたシート部材を被貼付物の所定位置に精度よく搬送することができる様になった。この様に、カールしたシート部材でも精度のよい位置決めと所定位置での貼付が行え、電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジを作製する際に行われる除電部材の貼付を精度よく行うことができる様になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、カールしたシート部材を被貼付物に貼り付けるための位置決めを行い、位置決めしたシート部材からカールを除去して、シート部材を被貼付物に貼り付けるシート部材の貼付技術に関する。以下、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係るシート部材貼付システムの構成を示すブロック図である。
【００１９】
本発明に係るシート部材貼付システム１は、シート部材が収容されたマガジンよりカールしたシート部材を１枚ずつ取り出すことが可能なシート部材取出装置１１、シート部材取出装置１１より取り出されたシート部材を２方向より位置決めする位置決め装置１２、位置決め装置１２で位置決めされたシート部材よりカールを除去するカール除去装置１３、カールが除去されたシート部材を被貼付物に貼付させるシート部材貼付装置１４より構成される。さらに、シート部材貼付システム１は、上記構成に加え、シート部材を搬送するシート部材搬送装置１５、位置決めやカール除去を行う際にシート部材を加熱する温調ヒータ１６、これらの構成の作動を制御する制御装置１７を有する。
【００２０】
シート部材取出装置１１、カール除去装置１３、シート部材貼付装置１４、及び、シート部材搬送装置１５としては、シート部材を１枚ずつ取り扱うことが可能な機構を有するものが好ましい。具体的には、エアの作用によりシート部材を吸着することにより、シート部材の取り出しや保持、搬送を行う吸着チャックがその代表的なものとして挙げられる。また、本発明では、シート部材取出装置１１、カール除去装置１３、シート部材貼付装置１４、及び、シート部材搬送装置１５を兼用するもので構成されるものであってもよい。１つの装置で複数作業を対応可能にすることにより、シート部材貼付装置をコンパクト化するとともに、装置の構成を簡素化することができるので、メンテナンス性に優れたシート部材貼付装置となる。
【００２１】
図２と３は位置決め装置１２を示す概略図で、図２はカールしたシート部材をスライドさせる傾斜面１２１と、傾斜面１２１をスライドしてきたシート部材Ｓの位置決めを２方向より行うストッパ１２２Ａと１２２Ｂと、を有する位置決め装置１２の部分斜視図である。また、図３は位置決め装置１２を正面から見た正面図と側面図である。
【００２２】
本発明でいう位置決め手段に該当する位置決め装置１２は、カールしたシート部材Ｓを載せてスライドさせる傾斜面１２１と、傾斜面端部に傾斜面１２１をスライドしたシート部材Ｓを２方向から保持する保持手段であるストッパ１２２を有する。
【００２３】
ストッパ１２２における「シート部材を２方向から保持する」ことについて説明する。シート部材Ｓは、図３（ａ）に示す様な細長い形状を有するもので、本発明ではシート部材Ｓの長手方向と幅方向の２つの方向よりシート部材Ｓを保持して位置決めを行うものである。図３において、位置決め装置１２では、傾斜面１２１上に置かれたシート部材Ｓを傾斜面１２１上にスライドさせる。このとき、シート部材Ｓの右側縁部を位置決め装置１２右端部に設けられたストッパ１２２Ａにより、シート部材Ｓを幅方向より保持する。次に、傾斜面１２１上をスライドしてきたシート部材Ｓの長手方向下縁をストッパ１２２Ｂに接触させてスライドを停止させ、ストッパ１２２Ｂによりシート部材Ｓの長手方向より保持する。そして、ストッパ１２２Ａと１２２Ｂにより、シート部材Ｓが停止、保持した位置が被貼付物にシート部材を搬送した時に貼り付けを行う所定位置になる様に設計されている。この様に、本発明では、カールしたシート部材Ｓをその長手方向と幅方向の２方向より保持することにより、位置決め装置１２の傾斜面１２１上で位置決めを行う。
【００２４】
なお、傾斜面１２１の角度は、カールしたシート部材Ｓが傾斜面１２１上をスムーズにスライドし、かつ、斜面からシート部材Ｓが脱落しない程度の角度であれば特に限定されるものではない。
【００２５】
傾斜面１２１の表面は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂あるいはシリコーン樹脂により被覆されていることが好ましい。これらの樹脂で傾斜面表面を被覆することにより、傾斜面の滑り性を向上させるので、カールしたシート部材をスライドさせ易くする上で好ましい。
【００２６】
なお、シート部材貼付システム１は、位置決め装置１２等にカールしたシート部材Ｓを加熱する温調ヒータ１６を設けることも可能である。温調ヒータ１６によりシート部材Ｓに適度な熱を加えてマガジンからの取り出しや位置決め、貼り付けを行うことにより、シート部材Ｓは膨張した状態で所定位置に貼り付けられる。その結果、シート部材Ｓは常時テンションが加えられた状態になっているので、所定位置に貼付されたシート部材Ｓ上へのシワの発生を防いでいる。
【００２７】
制御装置（ＣＰＵ）１７は、シート部材Ｓ貼付システム１の作動を制御するもので、図１のブロック図に示す各構成の作動を制御するものである。制御装置１７により、シート部材貼付システム１は、図４に示すフローにしたがってカールしたシート部材Ｓの位置決めとカール除去、さらには、被貼付物へのシート部材Ｓの貼付を行う。以下、図４のフローと図５の概略図を用いてシート部材貼付システム１の作動を説明する。
【００２８】
先ず、電源部１８に該当するシステムのメインスイッチをＯＮにし（ステップＳ０１）、同時にシート部材Ｓを加熱する温調ヒータ１６のスイッチをＯＮにして（ステップＳ０２）、システム内の加熱部位を所定温度にするまで加熱する。システム内の加熱部位が所定温度に到達したことを制御装置１７により確認されると（ステップＳ０３のＹｅｓ）、マガジンに収納されているカールしたシート部材の被貼付物への貼付までの作業を実施することができる状態になる。そして、以下の手順で作業が行われる。
【００２９】
先ず、制御装置１７よりシート部材取出装置１１に作動信号が送信される。作動信号を受信したシート部材取出装置１１はシート部材Ｓが収納されたマガジンよりシート部材Ｓを１枚ずつ取り出す。（ステップＳ０４）。シート部材取出装置１１は、薄手の細長い形状を有する部材を１枚ずつ取り出すことが可能なものであれば、特に限定されるものではない。たとえば、ロボットアームの様に、制御装置１７でモータ駆動を制御してアームを接続する関節部位を駆動させる等により、シート部材Ｓをつかむ作用点を一定空間内を自由に動かせる装置が好ましい。また、作用点でカールしたシート部材Ｓをつかみ、放す手段としては、たとえば、吸引チャックを設ける方法が挙げられ、制御装置１７によりエア量を制御することによりこれらの作動を実現させることが可能である。また、作用点に粘着剤を配置して粘着剤によりシート部材Ｓをつかむ方法も挙げられる。
【００３０】
なお、シート部材Ｓを収納するマガジンを温調ヒータ１６で加熱しておいたシート部材Ｓを取り出すことも可能である。
【００３１】
次に、制御装置１７はシート部材Ｓ搬送装置１５に作動信号を送信して、シート部材取出装置１１によりマガジンから取り出されたシート部材Ｓを位置決め装置１２の傾斜部１２１に搬送する（ステップＳ０５）。傾斜部１２１に搬送されたシート部材Ｓは傾斜部１２１をスライドし、位置決め装置を構成するストッパ１２２により位置決めされる（ステップＳ０６）。ステップＳ０５からステップＳ０６のフローにより位置決め装置１２では図５（ａ）に示す作動がなされる。シート部材搬送装置１５は、薄手の細長い形状を有する樹脂材料を位置決め装置１２に搬送可能なものであれば特に限定されるものではない。また、シート部材搬送装置１５は前述のシート部材取出装置１１として機能可能なものでもよい。具体的なシート部材搬送装置としては、たとえば、前述したロボットアームが挙げられる。位置決め装置１２でのシート部材Ｓの位置決めは、前述した様に、カールしたシート部材Ｓを傾斜面１２１をスライドさせ、傾斜面端部に設けられたストッパ１２２Ａ、１２２Ｂに接触させることにより行われる。
【００３２】
位置決め装置１２でシール部材を位置決めした後、制御装置１７はカール解除装置１３に作動信号を送信して、シート部材Ｓのカールを傾斜面上で解除させる（ステップＳ０７）。すなわち、図５（ｂ）と（ｃ）に示す様に、傾斜面１２１上でストッパ１２２Ａと１２２Ｂに保持されて位置決めされたシール部材Ｓにカール解除装置１３を押し当ててカールを解除させる。さらに、図５（ｃ）に示す状態でカール解除装置１３はカールが解除されたシート部材Ｓに再びカールが発生しない様にシート部材Ｓを保持する（ステップＳ０８）。この様に、カール解除装置１３は位置決めの終了したシート部材Ｓよりカールを除去するとともに、カール除去後はシート部材Ｓに再びカールを再発生させない様にシート部材Ｓを保持する。したがって、カール解除装置１３は傾斜面１２１上でシート部材Ｓを押し当ててカールを解除し、カールが解除されたシート部材Ｓが再びカールを発生させないための手段を有するものであれば特に限定されるものではない。
【００３３】
カール解除装置１３の具体例としては、たとえば、前述したシート部材Ｓを保持する作用点が吸引チャックになっているロボットアームが挙げられる。カール解除装置１３に吸引チャックを有するロボットアームを用いた場合、制御装置１７は吸引チャックをシート部材Ｓ上に覆いかぶせる様に押し当ててカールを解除し、カールが除去された状態でシート部材Ｓが吸引チャックに吸着する様エア量を制御する。
【００３４】
なお、カール解除装置１３を作動させてシート部材Ｓのカールを解除するとき、位置決め装置１２の傾斜面１２１上を温調ヒータ１６により加熱しておき、加熱されたシート部材Ｓよりカールを除去することも可能である。
【００３５】
カール解除装置１３がシート部材Ｓのカールを除去し、カールを除去した状態でシート部材Ｓを保持した後、制御装置１７はシート部材搬送装置１５に作動信号を送信し、図５（ｄ）に示す様に、カールが除去されたシート部材Ｓを貼り付ける位置に搬送する（ステップＳ０９）。シート部材搬送装置１５はカールが除去されたシート部材Ｓに対しカールを再発生させることなく所定位置に搬送できるものであれば特に限定されるものではない。また、前述のカール除去装置１３と兼用可能なものでもよい。具体的なシート部材搬送装置としては、たとえば、前述した吸引チャックを有するロボットアームが挙げられる。シート部材搬送装置１５に吸引チャックを有するロボットアームを用いる場合、制御装置１７は吸引チャックへのエア供給量がステップＳ０８の時と同等レベルに維持する様制御し、同時に、吸引チャックに吸着されたシート部材Ｓを所定位置に搬送する様にロボットアームの駆動モータの作動を制御する。
【００３６】
シート部材搬送装置１５がシート部材Ｓを所定位置に搬送されると、制御装置１７はシート部材貼付装置１４に作動信号を送信し、シート部材Ｓが被貼付物の所定位置に貼り付けられる様に制御する（ステップＳ１０）。シート部材貼付装置１４は所定位置にシート部材を貼り付ける手段を有するものであれば特に限定されるものではない。具体的なシート部材貼付装置としては、たとえば、前述の吸引チャックを有するロボットアームが挙げられる。シート部材貼付装置１４に吸引チャックを有するロボットアームを用いる場合、制御装置１７はシート部材Ｓが所定位置に精度良く移動する様にアームの駆動を制御する。
【００３７】
シート部材が所定位置にきたときに吸引チャックへのエア供給を停止し、かつ、吸引チャックから離れたシート部材Ｓを貼付位置に確実に貼り付ける様に吸引チャックをシート部材Ｓに押しつける作動を行うことにより、所定位置にシート部材Ｓが貼り付けられる。なお、被貼付物上のシート部材貼付位置には、予め、シート部材Ｓを固着させるための接着手段を設けておく必要があり、具体的な接着方法としては、両面テープに代表される粘着テープや接着剤等が挙げられる。
【００３８】
また、シート部材Ｓを貼り付ける際、前述した様に、温調ヒータ１６によりシート部材Ｓに適度な熱を加えておき、シート部材Ｓを膨張させた状態で所定位置に貼り付けることが可能である。この様に、シート部材Ｓを加熱して膨張させておくことで、シート部材Ｓを所定位置に貼付した時にシート部材Ｓ上にシワが発生することを回避し、精度の高い貼付を実現するとともにシート部材Ｓの接着強度を向上させる。
【００３９】
さらに、シート部材Ｓをマガジンから取り出し被貼付物に貼り付けるまでの一連の上記操作を自動的に行える様にするには、これらの操作手順をプログラム化し、プログラムを制御装置１７のメモリに収納し、利用することにより実現することが可能である。その結果、カールしたシート部材Ｓの所定位置への貼り付け作業を短時間のうちに高精度に迅速に行うことを実現させる。
【００４０】
次に、本発明に係るシート部材貼り付け技術が適用可能な技術分野の例として、電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジについて説明する。トナーカートリッジの作製工程においては、シート状の除電部材を金属板金部材に貼り付ける等の貼付作業があり、除電部材の貼付には機能上高い精度が要求されるとともに、貼り付けにより除電部材に傷や折れが発生しないことが求められる。
【００４１】
図６は、電子写真方式の画像形成装置にトナー供給を行うトナーカートリッジの一例を示すもので、図６（ａ）はトナーカートリッジ２０の全体を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す矢印方向より見た時の断面図である。図６（ｂ）に示す様に、トナーカートリッジ２０（現像装置、現像器ともいう）は、感光体ドラム１０にトナーを供給する現像ローラ２２と、現像ローラ２２に供給するトナーを収納するホッパ部２４、現像ローラ２２に圧接する様に配置されるシール部材２６、トナー規制部材２７等から構成される。トナー規制部材２７は現像ローラ２２より感光体ドラム１０に供給されるトナー量を規制するとともに、感光体ドラム１０に供給するトナーを帯電するものである。
【００４２】
図中の２８は除電部材と呼ばれるもので、本発明でいうカールしたシート部材に該当する。除電部材２８は、感光体ドラム１０へのトナー供給を終えた現像ローラ領域とそこに残存するトナーより電荷を除去するものである。図に示す様に、除電部材２８はトナーカートリッジ２０に設けられた除電ホルダユニット２９（金属板金部材）にセットされる。そして、トナーカートリッジ２０の作製工程に、本発明に係るシート部材貼付システムを適用することにより、所定位置に精度よく貼り付けることを可能にする。
【実施例】
【００４３】
図２に示す位置決め装置１２（傾斜面１２１の角度４５°）を用い、図６のトナーカートリッジ２０の除電部材貼付位置精度を以下の手順で測定し評価を行った。位置決め装置１２に装填されるストッパ１２２は、図７に示すもので、ストッパ１２２Ｂは中央部が０．１６ｍｍ反った形状を有するものである。これは、除電部材を貼り付ける金属板金部材（ホルダ）が平面でなく、０．１６ｍｍ反った構造を有するので、これに合わせた形状にしたものである。除電部材の位置測定は、図７に示す個所Ａ及びＢの寸法をデジタルマイクロスコープ（ＢＳ−Ｄ８０００III型  ソニック株式会社製）で行った。Ａの寸法については左端（ｘ）、中央（ｙ）、右端（ｚ）の３個所を測定し、平均値と標準偏差を算出した。Ａの各寸法、Ｂの寸法が平均値±３σ（σは標準偏差）以内にあるものを合格とした。
【００４４】
なお、評価実験は、図１に示す構成よりなるシート部材貼付装置におけるロボットスピードを１０％、吸引チャックに供給するエアの元圧を０．５０ＭＰａ、１台のトナーカートリッジ２０を所定位置に固定させて除電部材を貼り替えながら１０回行った。結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2008001434.tif 000003
【００４６】
表１に示す様に、評価した１０件はＡ方向、Ｂ方向ともに平均値±３σ以内で貼り付けられており、所定位置への貼り付けが非常に高い精度で行えることが確認された。この様に、本発明に係るシート部材貼付システムによれば、カールしたシート部材でも所定位置に高精度に貼り付けられることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るシート部材貼付装置の構成を示すブロック図である。
【図２】位置決め装置を説明する斜視図である。
【図３】位置決め装置を説明する平面図である。
【図４】シート部材貼付システムの作動を説明するフロー図である。
【図５】シート部材貼付システムの作動を説明する概略図である。
【図６】電子写真方式の画像形成装置用のトナーカートリッジの一例を示す概略図である。
【図７】実施例におけるストッパ、及び、測定位置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  シート部材貼付システム
１１  シート部材取出装置
１２  位置決め装置（位置決め手段）
１２１  傾斜面
１２２（１２２Ａ、１２２Ｂ）  ストッパ（保持手段）
１３  カール除去装置（カール除去手段）
１４  シート部材貼付装置（貼付手段）
１５  シート部材搬送装置
１６  温調ヒータ
１７  制御装置（ＣＰＵ）
２０  トナーカートリッジ
２２  現像ローラ
２４  ホッパ部
２７  トナー規制部材
２８  除電部材
２９  除電ホルダユニット
Ｓ  シート部材
【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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