(57)【要約】【課題】ラインヘッドを色毎に複数設けてカラー印刷を行う記録装置において、構成要素の精度を高めたり、複雑な処理を追加することなく、画像の品質を確保する。【解決手段】印字のためのラインヘッド１を色毎に複数設けてカラー印刷を行う記録装置であって、少なくとも一部のラインヘッド１を、記録媒体５の相対的搬送方向であるＸ方向に対して直角の方向であるＹ方向にオフセットさせて配置する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色のインクを吐出する第１のラインヘッドと、
第２の色のインクを吐出する第２のラインヘッドと、
前記第１および第２のラインヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる相対移動手段とを備え、
前記第１のラインヘッドは、前記第２のラインヘッドに対して、前記記録媒体の相対的搬送方向であるＸ方向に対して直角の方向であるＹ方向にオフセットして配置されていることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記第１および前記第２のラインヘッドは、複数の吐出口を備えた単体ヘッドを前記Ｙ方向に複数設けて構成されていることを特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記ラインヘッドの特定色についてのみ、前記Ｙ方向にオフセットさせて配置したことを特徴とする請求項１または２記載の記録装置。
【請求項４】
前記オフセットの大きさを、前記単体ヘッドによる印字幅を色数で割った値に概ね等しくしたことを特徴とする請求項２記載の記録装置。
【請求項５】
前記オフセットの大きさを、前記単体ヘッドによる印字幅を前記特定色の色数で割った値に概ね等しくしたことを特徴とする請求項３記載の記録装置。
【請求項６】
第１から第Ｎ（Ｎ≧３の整数）の色のインクを吐出するラインヘッドと、
前記ラインヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる相対移動手段とを備え、
少なくとも一部の前記ラインヘッドは、前記記録媒体の相対的搬送方向であるＸ方向に対して直角の方向であるＹ方向にオフセットさせて配置したことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印字のためのラインヘッドが色毎に複数設けられてカラー印刷を行う記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のカラー出力装置としては一般的にカラーレーザプリンタ（ＣＬＢＰ）やシリアル印字方式のカラーインクジェットプリンタ（ＣＩＪＰ）が用いられてきた。特に近年では写真画質で印刷できることや低価格化の面でＣＩＪＰの普及が目覚しいが、ＣＩＪＰはＣＬＢＰと比較すると印刷速度の点で大きく劣っている。
【０００３】
このため、一部ではラインヘッドを用いて印刷速度の向上を図った機種も見受けられるようになってきたが、それらは名刺印刷や葉書印刷等の特定の用途に限られているのが現状である。これは、Ａ４横幅等の長さのラインヘッド自体の製造が困難であることに一因がある。
【０００４】
そこで、これを改善すべく、複数の単体ヘッドを印字のための記録媒体の相対的搬送方向（Ｘ方向）に対し直角の方向（Ｙ方向）に並べてラインヘッドを構成することが提案されている。
【０００５】
ここで、図６に単体ヘッドをＹ方向に複数設けて構成したＣＩＪＰ用のラインヘッドを示す概略図である。図示するように、ラインヘッド１は、Ｙ方向に複数並べて配置された１８個の単体ヘッド２で構成されている。
【０００６】
また、図６のラインヘッドにおける単体ヘッドの概要図を図７に示す。単体ヘッド２は１３３．８７μｍピッチで２００ノズルを有し、これをＹ方向に対し７１．５６５度の角度で斜めに配置されている。これにより、Ｘ方向の解像度は１２７．００μｍピッチ（２００ｄｐｉ）、Ｙ方向の解像度は４２．３３μｍピッチ（６００ｄｐｉ）、総ノズル数は３６００ノズルとなっている。
【０００７】
この単体ヘッドを、図６に示すように複数並べてラインヘッドを構成する場合、単体ヘッドの配置の精度が重要であることはいうまでもなく、Ｘ方向およびＹ方向の位置精度は数μｍ精度で、角度についても１／１００度以下の精度でアライメントされている。
【０００８】
ここで、単体ヘッドにおけるノズル位置とインク滴の吐出量との関係の一例を示す特性図を図８に示す。
【０００９】
この図から分かるように、単体ヘッドの中央部は吐出量が安定しているが、両端部は単体ヘッド製作の工程上のバラツキ等によりインク滴の吐出量が減少している。すなわち、単体ヘッドでは吐出量にバラツキを有しているのが一般的である。
【００１０】
以上のような吐出量にバラツキを有する単体ヘッドを複数並べて構成したラインヘッド全体としてのインク滴の吐出量を示す特性図を図９に示す。
【００１１】
図示するように、前述した単体ヘッドの特性が単体ヘッドの幅の周期で繰り返し現れる。
【００１２】
このラインヘッドを用いて、図６のラインヘッドを用いて均一な中間濃度のべた画像を記録媒体に印字した場合の出力結果を示す説明図を図１０に示す。図示するように、吐出量のバラツキはこのような濃淡スジとなって現れることになる。
【００１３】
以上はヘッドの印字に関わる特性のうち、インク滴の吐出量について述べたが、インク滴の吐出の方向についても単体ヘッドの中央部は安定し、両端部は不安定な特性を示すことが多い。このため、単体ヘッド間のつなぎ目の部分で、インク滴により記録媒体上に形成されるドットが重なって黒スジを生じたり、ドットが離れて白スジを生じたりすることもある。このような黒スジ、白スジ、濃淡スジ等の画像上の不具合を簡単のため図１１に示すような破線で表すこととする。
【００１４】
次に、この図１１に示すような画像上の不具合を生じる特性を持ったラインヘッドをＸ方向に４本並べて４色のカラー印刷に対応する場合の構成の概要を図１２に示す。
【００１５】
図１２において、Ｙ方向に延びるイエロー用ラインヘッド１−Ｙ、シアン用ラインヘッド１−Ｃ、マゼンダ用ラインヘッド１−Ｍおよびブラック用ラインヘッド１−ＫがＸ方向に配置されている。
【００１６】
ここで、１本のラインヘッド内での単体ヘッドの位置精度が重要であるのと同様に、各色のラインヘッド間の位置精度が重要であることはいうまでもない。そのため、従来の記録装置では、Ｘ方向、Ｙ方向、角度に関して高精度に位置合せを行うための工夫や位置ズレを補正するための技術が、例えば、特開昭６２−２９０５６７号や特開平１０−４４４７４号に提案されている。これらは複数のラインヘッドの位置を等価的に同様の位置関係に配置できたものとみなせるように制御的に補正するものである。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭６２−２９０５６７号公報（図３）
【特許文献２】
特開平１０−４４４７４号公報（図３）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして、各色のラインヘッドをＸ方向に複数並べてカラー印刷を行うと、各色のラインヘッドの各々が有する特性が強調され、画質が著しく損なわれる。
【００１９】
このときの記録媒体への印字結果の状況を図１３に示す。なお、実際は、黒スジ、白スジ、濃淡スジ等の画像上の不具合が同一位置に強調されて生じるが、図面上で強弱を正しく表現するのが困難なため、この不具合の程度を破線の本数で表している。
【００２０】
そこで、本発明は、印字のためのラインヘッドを色毎に複数設けてカラー印刷を行う記録装置において、構成要素の精度を高めたり、複雑な処理を追加することなく、印字品質を確保することが可能な記録装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の記録装置は、第１の色のインクを吐出する第１のラインヘッドと、第２の色のインクを吐出する第２のラインヘッドと、第１および第２のラインヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる相対移動手段とを備え、第１のラインヘッドは、第２のラインヘッドに対して、記録媒体の相対的搬送方向であるＸ方向に対して直角の方向であるＹ方向にオフセットして配置されているものである。
【００２２】
これにより、各色のラインヘッドが黒スジ、白スジ、濃淡スジ等の画像上の不具合を生じるものであっても、各色を重ねて出力するとこれらの不具合が抑制されるので、構成要素の精度を高めたり、複雑な処理を追加することなく、印字品質を確保することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１の色のインクを吐出する第１のラインヘッドと、第２の色のインクを吐出する第２のラインヘッドと、第１および第２のラインヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる相対移動手段とを備え、第１のラインヘッドは、第２のラインヘッドに対して、記録媒体の相対的搬送方向であるＸ方向に対して直角の方向であるＹ方向にオフセットして配置されている記録装置であり、ラインヘッドが有する印字に関わる特性のバラツキを色毎に分散させ、濃淡スジや黒スジ、白スジを目立たなくし画質の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１および第２のラインヘッドは、複数の吐出口を備えた単体ヘッドをＹ方向に複数設けて構成されている記録装置であり、ラインヘッドが有する印字に関わる特性のバラツキを色毎に分散させ、濃淡スジや黒スジ、白スジを目立たなくし画質の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、ラインヘッドの特定色についてのみ、Ｙ方向にオフセットさせて配置した記録装置であり、ラインヘッドが有する印字に関わる特性のバラツキを色毎に分散させ、濃淡スジや黒スジ、白スジを目立たなくし画質の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２記載の発明において、オフセットの大きさを、単体ヘッドによる印字幅を色数で割った値に概ね等しくした記録装置であり、ラインヘッドが有する印字に関わる特性のバラツキを色毎に分散させ、濃淡スジや黒スジ、白スジを目立たなくし画質の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項３記載の発明において、オフセットの大きさを、単体ヘッドによる印字幅を特定色の色数で割った値に概ね等しくした記録装置であり、ラインヘッドが有する印字に関わる特性のバラツキを色毎に分散させ、濃淡スジや黒スジ、白スジを目立たなくし画質の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項６に記載の発明は、第１から第Ｎ（Ｎ≧３の整数）の色のインクを吐出するラインヘッドと、ラインヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる相対移動手段とを備え、少なくとも一部のラインヘッドは、記録媒体の相対的搬送方向であるＸ方向に対して直角の方向であるＹ方向にオフセットさせて配置した記録装置であり、ラインヘッドが有する印字に関わる特性のバラツキを色毎に分散させ、濃淡スジや黒スジ、白スジを目立たなくし画質の劣化を防止することができるという作用を有する。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図１から図５を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００３０】
図１は本発明の一実施の形態における記録装置のシステムの概略の構成例を示すブロック図、図２は本発明の一実施の形態における各色のラインヘッドと記録媒体との相対的位置関係の概略を示す概略図、図３は本発明の一実施の形態における各色のラインヘッドと記録媒体との相対的位置関係の概略を記録動作の進行に応じて示す概略図、図４は本発明の一実施の形態におけるラインヘッドのＹ方向のオフセットの状況を分かりやすくするために、図２の一部を拡大して示した概略図、図５は本発明の一実施の形態におけるラインヘッドをオフセットさせて記録媒体に印字した結果の状況を示す模式図である。
【００３１】
図１において、ＰＣ等の外部の制御装置１１と接続された記録装置は、制御装置１１と画像データや各種の制御コマンドを送受信するインターフェース部１２、画像データや制御プログラムを格納するメモリ１３、記録装置全体を制御するＣＰＵ１４、複数のラインヘッド１から構成されるヘッドブロック１７に印字のためのデータやピエゾヘッドを駆動するための駆動波形を生成しれこれを供給するヘッド制御部１５、記録媒体５を搬送するためのＬＦモータ１９を駆動するモータ制御部１６、記録媒体５の搬送位置を検出してモータ制御部１６とヘッド制御部１５の制御の基準となるパルスを生成するエンコーダセンサ１８を備えている。
【００３２】
また、図２において、Ｙ方向へ延びて形成されたイエロー用ラインヘッド１−Ｙ、シアン用ラインヘッド１−Ｃ、マゼンタ用ラインヘッド１−Ｍ、ブラック用ラインヘッド１−Ｋは、印字のための記録媒体５の相対的搬送方向（Ｘ方向）に対し直角の方向（Ｙ方向）に幅ＯＳの大きさでオフセットさせて配置されていることを示している。
【００３３】
ここで、図３において、図３（ａ）は記録媒体５がイエロー用ラインヘッド１−Ｙの端面の位置に到達した状態を、図３（ｂ）は記録媒体５がシアン用ラインヘッド１−Ｃの端面の位置に到達した状態を、図３（ｃ）は記録媒体５がマゼンタ用ラインヘッド１−Ｍの端面の位置に到達した状態を、図３（ｄ）は記録媒体５がブラック用ラインヘッド１−Ｋの端面の位置に到達した状態を、それぞれ示している。
【００３４】
以下に、図１のブロック図に示すような構成の記録装置における記録動作の概要を、図２および図３の概略図と共に説明する。
【００３５】
まず、図１において、記録装置はインターフェース部１２を介して外部のＰＣ等の制御装置１１から記録動作の指示を受けると、ＣＰＵ１４により、受信した画像データをメモリ１３に格納し、画像処理やヘッドノズル位置に合わせたデータの並び替え等の必要な処理を行うと共に、ヘッド制御部１５とモータ制御部１６のイニシャライズを行う。
【００３６】
そして、ヘッドノズル面の乾燥防止のためのキャッピングの解除、ヘッドノズル面のクリーニング、ヘッド駆動波形を供給するアンプの基準電圧設定、インク滴強制吐出やメニスカス振動によるノズル口近傍のインクのリフレッシュ、記録媒体搬送メカの基準原点設定、制御パラメータ設定、印字開始位置への移動等のイニシャライズを完了すると、モータ制御部１６によりＬＦモータ１９を駆動し、記録媒体５の搬送を開始する。このときのラインヘッド１と記録媒体５の相対的位置関係は図２のようになっている。
【００３７】
記録媒体５が搬送され、図３の（ａ）に示すイエローの印字開始位置に到達すると、ヘッド制御部１５によりイエロー用ラインヘッド１−Ｙへイエローの記録データの供給を行い、記録媒体へのイエローの印字が開始される。このとき、シアン用ラインヘッド１−Ｃ、マゼンタ用ラインヘッド１−Ｍ、ブラック用ラインヘッド１−Ｋへはゼロデータ（記録しないデータ）が供給される。
【００３８】
記録媒体５の搬送が進み、図３の（ｂ）に示すシアンの印字開始位置に到達すると、ヘッド制御部１５によりシアン用ラインヘッド１−Ｃへシアンの記録データの供給を行い、記録媒体へのシアンの印字も開始される。このとき、マゼンタ用ラインヘッド１−Ｍ、ブラック用ラインヘッド１−Ｋへはゼロデータ（記録しないデータ）が供給される。
【００３９】
さらに記録媒体５の搬送が進み、図３の（ｃ）に示すマゼンダの印字開始位置に到達すると、ヘッド制御部１５によりマゼンタ用ラインヘッド１−Ｍへマゼンダの記録データの供給を行い、記録媒体へのマゼンダの印字も開始される。このとき、ブラック用ラインヘッド１−Ｋへはゼロデータ（記録しないデータ）が供給される。
【００４０】
そして、記録媒体５の搬送が進み、図３の（ｄ）に示すブラックの印字開始位置に到達すると、ヘッド制御部１５によりブラック用ラインヘッド１−Ｋへブラックの記録データの供給を行い、記録媒体へのブラックの印字も開始される。
【００４１】
その後も、モータ制御部１６による記録媒体５の搬送と、ヘッド制御部１５による記録動作を繰り返し、記録開始のときと同じ順、すなわちイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの順に一つの記録媒体への記録を終了していく。
【００４２】
外部制御装置１１により指示された必要数の記録が完了すると、ヘッドノズル面のクリーニング、ヘッドの乾燥防止のためのキャッピング、記録媒体搬送メカの待機位置への移動等の動作を行い、元の待機状態へ復帰する。
【００４３】
以上は、記録データに関してはＸ方向についてのみの説明であったので、図４を用いて、Ｙ方向について説明する。図４はラインヘッドのＹ方向のオフセットの状況を分かりやすくするために、図２の一部を拡大して示したものである。
【００４４】
記録媒体５の片隅に「・」の文字を各ラインヘッドで印字する場合を考えると、各色のラインヘッドによって、この「・」を記録するノズルの位置がＹ方向だけでなく、Ｘ方向にもシフトしていることが分かる。ラインヘッドをＹ方向にオフセットさせているので、「・」を記録するノズルがＹ方向にシフトすることは当然のことであるが、ラインヘッドを構成する単体ヘッド２が斜めに取り付けられていることから、Ｘ方向にもシフトすることになる。このため、メモリから読み出した画像データを、ヘッドノズルの配置とヘッドへのデータ転送順に応じて並び替えてヘッドに供給する処理に修正が必要となる。
【００４５】
この修正は、従来から行われている技術、すなわち、複数のラインヘッドの位置を等価的に同様の位置関係に配置できたものとみなせるように制御的に補正する技術、による処理を複雑化するものではなく、単に、複数のラインヘッドを同じ位置関係に合わせるか、オフセットさせるか、の違いと、オフセットさせた画像領域に印字しない０データを付加する点が異なるのみである。
【００４６】
つまり、本実施の形態によれば、ラインヘッドをオフセットさせることで、処理の複雑化を防止しつつ、ラインヘッドが有する印字に関わる特性のバラツキを色毎に分散させ、濃淡スジや黒スジ、白スジを目立たなくし画質の劣化を防止することができる。
【００４７】
ここで、以上のように、ラインヘッドをオフセットさせて記録媒体に印字した結果の状況を図５に示す。
【００４８】
ラインヘッドをオフセットさせずに記録媒体に印字した結果の状況を示した図１３と比較すると、黒スジ、白スジ、濃淡スジ等の不具合を表している破線の本数は同じであるが、分散されて均一化していることが分かる。黒スジ、白スジ、濃淡スジ等の不具合は集中することにより強調され、より強く感じられるが、これは、逆に不具合が分散されると大きく改善できることを意味している。つまり、ラインヘッドをオフセットさせて記録媒体に印字した場合は、図５のように不具合が分散され、画像の品質が大きく改善される。
【００４９】
また、一般的に画像中の白スジは非常に目立つため、画像の品質を著しく劣化させる。そして、白スジを生じるラインヘッドであっても、ラインヘッドをオフセットさせて記録媒体に印字した場合は、ある色の白スジを他の色が覆うため、白スジを消すことができる。色味の変化は残るものの、細いライン状であり視覚的には白スジ程には目立つことはない。白スジが消えることで、非常に大きな改善効果を得ることが可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、全色のラインヘッドについてオフセットを設ける構成で説明したが、視覚的に影響の大きなシアン、マゼンダ、ブラックのみ、というように、特定色についてのみオフセットを設けても、十分な画質劣化防止の効果が期待できる。つまり、少なくとも一部のラインヘッドにオフセットを設ければ、所期の効果を得ることができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、ラインヘッドのオフセットの大きさを幅ＯＳとして説明したが、ラインヘッドを構成する単体ヘッドによる印字幅を色数で割った値に概ね等しくすることにより、黒スジ、白スジ、濃淡スジ等の不具合を均一に分散することができて好ましい。具体的には、２００ノズル、Ｙ方向の解像度が４２．３３μｍピッチ（６００ｄｐｉ）の単体ヘッドで４色印字を行う場合、４２．３３μｍ×２００÷４＝２１１６．５μｍのオフセットとなる。これは６００ｄｐｉ画像の５０ドット分であり、当然６００ｄｐｉの格子上にあるので、画像が乱れることもなく、最も不具合を広範囲に、しかも均一に分散させることになる。また、記録装置はピエゾ方式のインクジェットプリンタを例に説明したが、サーマル方式等のその他の方式でも同様であることはいうまでもない。
【００５２】
なお、本明細書において、オフセットの大きさを単体ヘッドによる印字幅を色数で割った値に概ね等しくするとは、単体ヘッドによる印字幅を色数で割った値の近傍の値であって、しかも、ノズルのＹ方向解像度の整数倍となる値を意味している。
【００５３】
さらに、本実施の形態では、４色印字の場合について説明したが、複数色（２色以上）であればよく、３色、６色、７色等、その他の色数の場合にも有効である。
【００５４】
また、本実施の形態では、記録装置において主走査方向の搬送は記録媒体５を走査させて記録を行ったが、ラインヘッド１を走査させて記録を行ってもよい。
【００５５】
さらに、本実施の形態では、複数の単体ヘッドによりラインヘッドが構成されている場合について説明したが、一つのヘッドによりラインヘッドが構成されている場合にも有効である。例えば、２１６ｍｍ幅のラインヘッドの場合、オフセットの大きさを１ｍｍ程度から６ｍｍ程度の範囲に設定すると、視覚的にも十分な改善効果を得ることができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、Ｘ方向の解像度を１２７．００μｍピッチ（２００ｄｐｉ）、Ｙ方向の解像度を４２．３３μｍピッチ（６００ｄｐｉ）として説明したが、これに限るものではない。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、各色のラインヘッドが黒スジ、白スジ、濃淡スジ等の画像上の不具合を生じるものであっても、各色を重ねて出力するとこれらの不具合が抑制されるので、構成要素の精度を高めたり、複雑な処理を追加することなく、印字品質を確保することが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における記録装置のシステムの概略の構成例を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態における各色のラインヘッドと記録媒体との相対的位置関係の概略を示す概略図
【図３】本発明の一実施の形態における各色のラインヘッドと記録媒体との相対的位置関係の概略を記録動作の進行に応じて示す概略図
【図４】本発明の一実施の形態におけるラインヘッドのＹ方向のオフセットの状況を分かりやすくするために、図２の一部を拡大して示した概略図
【図５】本発明の一実施の形態におけるラインヘッドをオフセットさせて記録媒体に印字した結果の状況を示す模式図
【図６】単体ヘッドをＹ方向に複数設けて構成したＣＩＪＰ用のラインヘッドを示す概略図
【図７】図６のラインヘッドにおける単体ヘッドを示す概略図
【図８】単体ヘッドにおけるノズル位置とインク滴の吐出量との関係の一例を示す特性図
【図９】単体ヘッドを複数並べて構成したラインヘッド全体としてのインク滴の吐出量を示す特性図
【図１０】図６のラインヘッドを用いて均一な中間濃度のべた画像を記録媒体に印字した場合の出力結果を示す説明図
【図１１】図６のラインヘッドで記録媒体に印字した結果を示す模式図
【図１２】図６のラインヘッドをＸ方向に４本並べて４色のカラー印刷に対応する構成を示す概略図
【図１３】図６のラインヘッドをＸ方向に４本並べて記録媒体に４色のカラー印刷した結果を示す模式図
【符号の説明】
１  ラインヘッド
２  単体ヘッド
５  記録媒体
１１  制御装置
１２  インターフェース部
１３  メモリ
１４  ＣＰＵ
１５  ヘッド制御部
１６  モータ制御部
１７  ヘッドブロック
１８  エンコーダセンサ
１９  ＬＦモータ
【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】
2004188756.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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