(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタで印刷された記録シートをラミネートコーティングする場合、そのシート中の含水量を考慮して安定したコーティングを実現する。【解決手段】インクジェット画像形成手段と、合計インク打ち込み量を演算する演算手段と、シートに樹脂膜を重ねる樹脂重畳手段と、シートと樹脂膜とを加圧・加熱して定着させる定着手段と、その一部で加熱を行うサーマルヘッドと、この発熱量を制御するサーマルヘッド制御手段を有し、樹脂重畳手段及び定着手段及びサーマルヘッドは、インクジェット画像形成手段の搬送方向下流側に配置されるラミネート装置及び画像記録装置において、シートが定着手段へ突入した後の加熱を、演算手段とインク打ち込み経過時間に対応する傾斜配分に基づいて行うことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット画像形成手段と、該インクジェット画像形成手段による合計インク打ち込み量を演算する演算手段と、画像を記録された記録シートに樹脂膜を重ねる樹脂重畳手段と、前記記録シートと前記樹脂膜とを加圧または加熱して定着させる定着手段と、該定着手段の一部であり加熱を行うサーマルヘッドと、該サーマルヘッドの発熱量を制御するサーマルヘッド制御手段を有し、前記樹脂重畳手段及び定着手段及びサーマルヘッドは、前記インクジェット画像形成手段の記録シート搬送方向下流側に配置されるラミネート装置及び画像記録装置において、
前記記録シートが前記定着手段へ突入した後の加熱を、前記演算手段による演算値と前記記録シートへのインク打ち込み経過時間に対応する傾斜配分に基づいて前記サーマルヘッド制御手段が前記サーマルヘッドを制御して行うことを特徴とするラミネート装置及び画像記録装置。
【請求項２】
前記記録シートへのインク打ち込み経過時間に対応する傾斜配分とは、前記記録シートの長さと幅に対応する２次元マトリクスであることを特徴とする請求項１項記載のラミネート装置及び画像記録装置。
【請求項３】
前記サーマルヘッド制御手段は、前記演算値の画像順配列データを蓄積するバッファ手段と蓄積されたデータをサーマルヘッド駆動順配列に変換する並べ換え手段と、サーマルヘッド駆動順配列データに基き、サーマルヘッドの駆動を行うサーマルヘッド駆動手段からなることを特徴とする請求項１項及び２項記載のラミネート装置及び画像記録装置。
【請求項４】
前記サーマルヘッド駆動手段は、サーマルヘッド駆動パルス幅の制御手段である事を特徴とする請求項３項記載のラミネート装置及び画像記録装置。
【請求項５】
前記サーマルヘッド駆動手段は、サーマルヘッド駆動電圧の制御手段である事を特徴とする請求項３項記載のラミネート装置及び画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置などで記録されたシートを透明な樹脂層で積層するラミネート装置、及びこれを備えた画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクを記録シートに吐出して画像を記録するインクジェット方式のプリンタは、構造が簡単で小型、かつ安価なことから多方面で広く使われている。このインクジェット方式のプリンタは、インク滴を記録シート表面に塗布するだけの構成であることから、水との接触による画像形成インクの流出や、紫外線による退色などの記録後の劣化が甚だしく、長期間の保存には適さなかった。そこで記録シート表面に、樹脂膜を塗布したラミネートフィルムを密着して重ね、定着手段によってラミネートフィルム上の樹脂膜を加熱・溶融させ記録シートへ転写した後に硬化させる等の方法によって記録面に樹脂膜によるラミネート層を形成し、長期保存を可能にする方法（ラミネートコーティング）が実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような装置では、記録シートはプリンタ装置の画像形成部において画像形成が行われ、その後、定着部に搬送されラミネートコーティングが行われる。
【０００４】
画像が記録された記録シート内においては、インクの打ち込み量の差、及びインクが打ち込まれてから時間の経過が大きい部分とそうでない部分があり、インクは打ち込まれてから時間が経過すればするほどその大部分を構成する水分が蒸発するため、インク打ち込み後の経過時間の大小によって、インクの大部分を構成する水分量（含水量）の差があることになる。
【０００５】
この水分はラミネートコーティングを行う際に加熱手段から熱を奪うため、含水量の差によってラミネートコーティングの定着性の差を発生させる。例えば、含水量の少ない部分にラミネートコーティングの定着条件を合致させると、含水量の多い部分に対しては熱エネルギーが不足して定着不良が起きやすくなり、含水量の多い部分にラミネートコーティングの定着条件を合致させると、含水量の少ない部分に対しては熱エネルギーが過多になって、逆転写（極めて短時間に、記録シートへ定着させたはずの樹脂膜が熱エネルギー過多のために再度溶解してラミネートフィルムのベース材へ戻ってしまう現象）が起こってしまうという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係るラミネート装置及び画像記録装置の代表的な構成は、インクジェット画像形成手段と、該インクジェット画像形成手段による合計インク打ち込み量を演算する演算手段と、画像を記録された記録シートに樹脂膜を重ねる樹脂重畳手段と、前記記録シートと前記樹脂膜とを加圧または加熱して定着させる定着手段と、該定着手段の一部であり加熱を行うサーマルヘッドと、該サーマルヘッドの発熱量を制御するサーマルヘッド制御手段を有し、前記樹脂重畳手段及び定着手段及びサーマルヘッドは、前記インクジェット画像形成手段の記録シート搬送方向下流側に配置されるラミネート装置及び画像記録装置において、前記記録シートが前記定着手段へ突入した後の加熱を、前記演算手段による演算値と前記記録シートへのインク打ち込み経過時間に対応する傾斜配分に基づいて前記サーマルヘッド制御手段が前記サーマルヘッドを制御して行うことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
本発明に係るラミネート装置及び画像記録装置の実施例１について、図を用いて説明する。図１は本実施形態にかかる画像記録装置の全体構成図である。本実施形態においては画像記録装置としてインクジェット記録装置を用いて説明する。
【０００８】
図１に示す２点鎖線ＩＰで囲まれた部分は主走査、副走査両方向ともに２４００ｄｐｉの解像力で印字を行うインクジェット記録部である。画像記録装置は記録手段である印字ヘッド１を有し、記録シートＳにインクを吐出することにより画像を記録する。記録シートＳは長尺状の記録シートからなり、ロール状に巻かれて給送部２に格納されており、記録シート搬送手段である搬送ローラ３によって間欠搬送しつつ画像を記録される。
【０００９】
上面に画像を記録された記録シートＳはカッター４によって所定のサイズに切断され、フラップ５によってスイッチバックパス６に矢印Ａ方向に導かれる。そして記録シートＳ後端がフラップ５を通過すると、フラップ５を図に破線にて示す位置に回動させると共に、反転ローラ７の回転方向を逆転させる。これにより記録シートＳは搬送方向の先後を逆転されて矢印Ｂ方向に搬送され、記録面を上面にしたままラミネート装置８に導かれる。また切断後のロール側の記録シートＳは、搬送ローラ３及び給送部２内のロールが逆回転されることにより、記録シート先端が記録準備位置に至るまで引き戻される。
【００１０】
ラミネート装置８は大別して、樹脂重畳手段１０と定着手段１１から構成されている。以下にそれぞれについて説明する。
【００１１】
樹脂重畳手段１０は巻出ロール１９及び巻取ロール２０を有し、長尺の転写シート２１を巻架している。転写シート２１はベース材上に表層材層及び粘着層からなる樹脂膜（ラミネート材）が製膜されており、定着手段１１のガイド軸１７とプラテンローラ２３と分離軸２６とによって記録シート搬送経路に沿って搬送される。巻出ロール１９は転写シート２１を巻き戻す方向の回転駆動が可能であると共に、転写シートを巻き上げる方向に対し所定トルクでの回転規制がかかる構成となっている。また巻取ロール２０は転写シート２１を巻き上げる方向の回転駆動が可能であると共に、転写シート２１を巻き戻す方向に対し所定トルクでの回転規制がかかる構成となっている。すなわち転写シート２１には巻き上げ、巻き戻しのいずれの方向にも張力が作用し、しわの発生を防止している。転写シート２１の幅は記録シートよりわずかに広くなっており、双方の幅方向位置が多少ずれても記録シート全面を覆うことができる。
【００１２】
定着手段１１は一般的なサーマルヘッド２２と加圧ばね１８、及びプラテンローラ２３により定着ニップ２４を形成している。プラテンローラ２３は表面をシリコン系あるいはフッ素系の皮膜で覆われた弾性部材から構成されている。この構成の中で、サーマルヘッド２２が熱エネルギーを転写シート２１に与えることにより転写シート２１の粘着層が軟化され、さらに加圧ばね１８によって加圧されることにより記録シート表面に粘着層が溶着される。
【００１３】
分離軸２６は、転写シート２１からベース材のみを分離する。分離軸２６は小さい曲率（例えば半径５ｍｍ以下）で形成されており、記録シートＳ及びこれに溶着した表層材層はその合成のために曲率に倣うことができず直進しようとする。このとき各界面の接着力はシート／粘着層＞粘着層／表層材層＞＞表層材層／ベース材の関係になっており、ベース材と表層材層との間に剥離が生じ、ベース材のみが分離軸を介して巻取ロール２０に巻き取られる。一方、ベース材と剥離した記録シートＳは粘着層及び表層材層と一体となって排出ローラ２７へと進み、機外の排出トレイ２８に排出される。すなわち、転写シート２１から粘着層、表層材層を記録シートＳに転写し、表面のインク層を保護する保護膜が形成されて排出されることになる。
【００１４】
制御部４０は、各ローラ（を駆動するモータ等）、印字ヘッド１、サーマルヘッド２２、フラップ５等の各種動作デバイスの総合的な制御を行い、本発明における特徴的な作用の説明は後述する。
【００１５】
第一紙端検知センサ５１と第二紙端検知センサ５２は図のように配置されている。記録シートＳの搬送速度は常に一定となっているため、第一紙端検知センサ５１を記録シートの先端と後端が通過すると、その通過時間によって制御部４０はその記録シートＳの紙搬送方向の長さを認識する。第二紙端検知センサ５１は、定着ニップ２４とは一定の距離に配置されており、記録シートＳの先端の通過を検知すると、制御部４０は記録シートＳ先端が定着ニップ２４へ突入する一定時間経過後にサーマルヘッド２２の駆動を行って、記録シートＳ及び転写シート２１に熱エネルギーを印加する。
【００１６】
図２は本発明の転写シート２１の断面図である。転写シート２１の構成は、耐熱性基材２１ａ上に保護層表面層２１ｂ、接着層２１ｃが順次積層された構成である。
【００１７】
図３は本発明の転写シート２１を接着する記録シートＳの断面である。基材紙Ｓａ上にインク受像層Ｓｂが形成されている。
【００１８】
図４は記録シートＳに転写シート２１を接着後、転写シート２１の耐熱性基材２１ａを剥離した完成印画状態の断面図である。
【００１９】
以上説明した転写シート２１は次のように形成できる。
【００２０】
耐熱性基材としては、保護層形成時における圧着条件下で、さらに加熱加圧条件下で形状を安定して維持でき、かつインク受容層上に透明保護層が形成された段階で剥離が容易なものであればよく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレートコポリマー、ポリブチレンテレｆタレート等のポリエステル、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド樹脂、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン・塩化ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテルスルフォン等の材料からなるフィルムやシートなどを用いることができる。その厚みについては特に制限を受けるものではないが経済性としわの生じ難さ等を考慮して５から５０μｍ、より好ましい範囲は１０から４０μｍである。
【００２１】
耐熱性基材は保護層が形成される面にエンボス加工やサンドブラストなどの粗面化処理、ないしは紛体粒子を含む樹脂層による粗面化処理がされていても良い。粗面化処理しない場合には転写シート２１をプリント物にはりあわせた後、基材フィルムを剥離すると保護層を有する光沢画像が得られるが、この粗面化処理をすることにより半光沢ないしはマット調の画像が得られる。
【００２２】
表面保護層は高分子物質の有機溶媒溶液もしくは水懸濁系からなるエマルジョンを上記基材上に塗工する事によって得られる。
【００２３】
本発明に用いられる溶液もしくはエマルジョンを構成する高分子物質としてはアクリル系、スチレン系、塩化ビニル系、酢酸ビニル系等の樹脂あるいはそれらの共重合体樹脂が用いられる。
【００２４】
図５は本発明の画像処理及び熱転写の制御部４０の構成を示すブロック図である。
【００２５】
１００は本発明プリンタのホストであるところのコンピュータ、２００はコンピュータ１００から画像ファイルを受け入れるインタフェース部である。ここではコンピュータ１００から送られる画像ファイルは解像度３００ｄｐｉ、ＲＧＢ各８ｂｉｔの形式であるが、他の形式を適用可能なのは言うまでも無い。インタフェース部２００は画像ファイルをコンピュータ１００内で処理するためのデータ形式に変換する。２１０は画像データの色空間をコンピュータから送られた画像ファイルの色空間から、本発明のプリンタが搭載するインク色によって生成可能な色空間へ変換する色空間変換部である。色空間変換部から出力される画像データは本発明のプリンタの持つインクすなわち、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の６色に対応した各８ｂｉｔのデータを形成する。色空間変換部２１０の出力は２つに分岐され、片方はサーマルヘッド制御部へ渡される（矢印Ｂ）。他方を受け取る２２０は、インク色６色それぞれ８ｂｉｔのデータを各３ｂｉｔすなわち８値（インデックス）へ変換する８値変換部である。８値変換部２２０の出力（矢印Ａ）がインク各色３ｂｉｔデータとして入力される２３０は、８値のデータそれぞれを８×８ドットの配列に変換し、２４００ｄｐｉの最終画像に対応したドット配列に変換する、解像度変換／インデックス展開部である。ここまでのデータの並び順は画像上の並び順によるため、このまま印字ヘッド１に与えて印字する事は出来ない。そこで、２４０は、画像データをバッファに蓄え、そこからヘッドによる印字順の印字ドット配列に変換するバッファ・並べ換え部である。ここから出力される１ビットのドット信号はそのまま２５０の駆動回路でヘッド駆動パルス列に変換され、印字ヘッド１を駆動する。
【００２６】
使用インク色の６色、中間ビット深度（インデックス）の８値、最終解像度の２４００ｄｐｉの値は一例であり、本発明の本質に関する部分ではない。
【００２７】
次に、同じ図上で熱転写の制御部を説明する。３００はインク６色対応各８ｂｉｔで渡された画像データを、インクの打ち込み量の合計（印字ｄｕｔｙ）に変換するとともに、解像度をサーマルヘッドの熱転写解像度７２ｄｐｉに変換する、解像度変換／印字ｄｕｔｙ演算部である。この中では最初、１０ビットのレジスターに各インク色の８ビットデータを加算した値を入れ、上位３ビットを取り出す。各インク色のデータと各色毎の印字デューティーの対応はＦＦ：１００％−００：０％である。さらに、印字デューティーの最大値は３００％を越えないので、この上位３ビットの値と合計印字デューティーの間の関係は以下の表１のとおりである。
【００２８】
【表１】
2004167857.tif 000003
【００２９】
この３ｂｉｔデータを４ピクセルごとに平均し、７２ｄｐｉの解像度のデータを得る。本データは画像データ順の並びであるので、画像データ同様、バッファ・並び替え部３１０において、サーマルヘッド２２の熱印加順配列に変換する。
【００３０】
ここでサーマルヘッド２２は周知のＰＷＭ制御により発熱量を制御されるように駆動されていて、本実施例装置では、特に、画像データに関わりなく、インクジェットプリンタ部の構成と、インクジェットプリンタ部からラミネート装置部への搬送経路構成により固有の駆動パルスパターンを持つ。
【００３１】
記録シートＳは、印字ヘッド１の走査方向においてはその両端（左右端）で時間差があるため、インクの水分蒸発によってその内部の含水量が異なり、記録シートＳの走査幅に対してインク打ち込み後の時間経過の小さい部分ほど熱印加量は大きくした方がよい。
【００３２】
また記録シートＳの搬送方向の両端（前後端）では、スイッチバック搬送経路により印字後時間経過の小さい方（後端）が先にラミネート装置部へ進入するため、記録シートＳの前後端でやはり含水量が異なり、同様にインク打ち込み後の時間経過の小さい部分ほど熱印加量は大きくした方がよい。
【００３３】
そこで本発明のプリンタ装置が対応可能な記録シートＳの最大サイズが、例えば、幅２１０ｍｍ、長さ３００ｍｍであって、印字ヘッド１の走査が単方向でかつ１回の走査の印字幅（記録シート搬送方向）を７５ｍｍとしたとき、その記録シートＳに対しサーマルヘッド２２は以下の表２に示すような基本駆動パルスパターンによって駆動される。
【００３４】
【表２】
2004167857.tif 000004
【００３５】
サーマルヘッド２２の駆動パルス幅は、まずＡ・Ｂ・ＣについてはＡ＜Ｂ＜Ｃ、１・２・３・４については１＜２＜３＜４という関係になっていて、記録シートＳに対しては、ラミネート装置部に先に突入し走査方向で２１０ｍｍ側に近い部分ほど大きな熱印加が行われる。
【００３６】
以上のような基本駆動パルスパターンに対し、前述した転写配列データによって以下の表３で示される駆動パルスを増減する。
【００３７】
【表３】
2004167857.tif 000005
【００３８】
表３の駆動パルスの±１段階は、基本駆動パルスパターンの数字部分に新たに０と５を加えて０＜１＜２＜３＜４＜５の関係とするものとし、Ａ０〜Ａ５、Ｂ０〜Ｂ５、Ｃ０〜Ｃ５の１８通りの駆動パターンとすることができる。ここで、Ｃ５が最大の付与熱量となる駆動パルス幅となり、これを本発明におけるサーマルヘッド２２が発生可能な最大の熱印加（例えば能力の１００％）とし、Ａ０を最小の熱印加（例えば能力の５０％）として、その中間の値と合わせて合計１８パターンのパルス幅をもってサーマルヘッド２２は駆動回路３２０によって駆動される。
【００３９】
上記のパルス幅による制御は印加電圧を変化させる事で行っても良い。３３０は、記録シートＳがサーマルヘッド２２上に位置する間、プラテンローラ２３の回転量を検出するロータリーエンコーダ７１の出力パルスにしたがって記録シートＳの搬送長さを検出してサーマルヘッド２２の駆動タイミングを与えるアンドゲートである。
【００４０】
もちろん本実施例で示した具体的数値は一例にすぎず、本発明の目的・構成を達成するような全てのパターンを包含していることをここに明記する。
【００４１】
［実施例２］
次に、本発明に係るラミネート装置及び画像記録装置の実施例２について説明する。基本構成・制御等は実施例１に準じるため、相違点のみの説明とする。
【００４２】
実施例１では印字ヘッドの走査方向を単方向として考えたが、本発明はもちろん双方向でも実現可能である。その場合、記録シートＳのサイズ及び印字ヘッド１の１回の走査の印字幅（記録シート搬送方向）を実施例１と同一としたとき、その記録シートＳに対しサーマルヘッド２２は以下の表４（実施例１の表２を一部改変したもの）に示すような基本駆動パルスパターンによって駆動される。
【００４３】
【表４】
2004167857.tif 000006
【００４４】
サーマルヘッド２２の駆動パルス幅は、まずＡ・Ｂ・ＣについてはＡ＜Ｂ＜Ｃ、１・２・３・４については１＜２＜３＜４という関係になっていて、記録シートＳに対しては、ラミネート装置部に先に突入する部分ほど大きな熱印加が行われる点までが実施例１と同様となり、印字ヘッド１の往復走査に合わせて左右方向のパルスパターンが一行ごとに交互になっていることが相違点となる。
【００４５】
［実施例３］
次に、本発明に係るラミネート装置及び画像記録装置の実施例３について説明する。基本構成・制御等は実施例１に準じるため、相違点のみの説明とする。
【００４６】
実施例１では記録シートＳの搬送においてスイッチバック搬送を行っていたため、記録シートＳの前後方向で大きな含水量の差が生じ、それを考慮した説明を行ってきた。しかしながら通常のストレート搬送においても本発明は有効である。その際、記録シートＳの搬送速度が印字中と定着中で異なる場合は、記録シートＳの搬送方向において定着時のインク打ち込み経過時間の差が生じるため、実施例１及び２の構成により搬送方向の熱印加を可変させることができる。
【００４７】
それに対し、ストレート搬送で、かつ、記録シートＳの搬送速度が本装置内で常に一定の場合は、記録シートＳの搬送方向において、インク打ち込み後の経過時間がほぼ同一となってラミネート装置に突入するためこの部分での時間差を考慮しなくてもよい。そのため基本駆動パルスパターンはより簡素になって、以下の表５（実施例１の表２を一部改変したもの）のようになる。その他は実施例１・実施例２と同様となる。
【００４８】
もちろん実施例２を応用して双方向走査印字に対応可能なのはいうまでもない。
【００４９】
【表５】
2004167857.tif 000007
【００５０】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係るラミネート装置及び画像記録装置においては、インクジェット画像形成手段と、該インクジェット画像形成手段による合計インク打ち込み量を演算する演算手段と、画像を記録された記録シートに樹脂膜を重ねる樹脂重畳手段と、前記記録シートと前記樹脂膜とを加圧または加熱して定着させる定着手段と、該定着手段の一部であり加熱を行うサーマルヘッドと、該サーマルヘッドの発熱量を制御するサーマルヘッド制御手段を有し、前記樹脂重畳手段及び定着手段及びサーマルヘッドは、前記インクジェット画像形成手段の記録シート搬送方向下流側に配置されるラミネート装置及び画像記録装置において、前記記録シートが前記定着手段へ突入した後の加熱を、前記演算手段による演算値と前記記録シートへのインク打ち込み経過時間に対応する傾斜配分に基づいて前記サーマルヘッド制御手段が前記サーマルヘッドを制御して行うことを特徴とすることにより、記録シート上においてインク打ち込み量及びインク打ち込み時間のずれによって含水量に差がある状態でも印加する熱エネルギーを最適化し、安定したラミネートコーティングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態にかかる画像記録装置の全体構成図。
【図２】転写シート２１の構成を示す断面図。
【図３】記録シートＳの構成を示す断面図。
【図４】ラミネート処理後転写シート２１の耐熱性基材を剥離した後の完成印画の構成を示す断面図。
【図５】本発明のプリンタ装置の制御部４０内の画像処理部と熱転写制御部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１  印字ヘッド
２  給送部
３  搬送ローラ
４  カッター
５  フラップ
６  スイッチバックパス
７  反転ローラ
８  ラミネート装置
１０  樹脂重畳手段
１１  定着手段
１７  ガイド軸
１８  加圧ばね
１９  巻出ロール
２０  巻取ロール
２１  転写シート
２１ａ  耐熱性基材
２１ｂ  表面層
２１ｃ  接着層
２２  サーマルヘッド
２３  プラテンローラ
２４  定着ニップ
２６  分離軸
２７  排出ローラ
２８  排出トレイ
４０  制御部
５１  第一紙端検知センサ
５２  第二紙端検知センサ
７１  ロータリーエンコーダ
１００  コンピュータ
２００  インターフェース部
２１０  色空間変換部
２２０  ８値変換部
２３０  解像度変換／インデックス展開部
２４０  バッファ・並べ換え部
２５０  駆動回路
３００  解像度変換／印字ｄｕｔｙ演算部
３１０  バッファ・並べ換え部
３２０  駆動回路
３３０  アンドゲート
Ｓ  記録シート
Ｓａ  基材紙
Ｓｂ  インク受像層
【図１】
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【図２】
2004167857.tif 000009
【図３】
2004167857.tif 000010
【図４】
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【図５】
2004167857.tif 000012