(57)【要約】【課題】毛細管力ピットイン方式を用いたインクジェット記録装置において、インクリサイクルを行う。【解決手段】予備吐箱とインク供給路を吸収体の充填された流路で連結し、予備吐箱近傍の吸収体の毛管力をインク供給路近傍の吸収体の毛管力よりも小さくする。【選択図】　　　　図１
2004050624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印字物に印字を行うためのヘッドと、前記ヘッドを搭載し印字を行うために被印刷物上を往復移動するキャリッジと、前記キャリッジ内のキャリッジ吸収体と、吸収体にて構成されておりかつ前記キャリッジ吸収体に接合することにより前記ヘッドへインクを供給するジョイント部吸収体と、前記ジョイント部吸収体におけるキャリッジ吸収体に対する接合部であるジョイント部と、前記ジョイント部が前記キャリッジ吸収体に当接するために前記キャリッジに設けた開口部と、前記キャリッジ吸収体と前記ヘッド間の連通穴と、前記ヘッドへ供給するインクを貯蔵するメインタンクと、を有し、かつ前記ジョイント部吸収体が前記メインタンク内のインクと接触しているインクジェット記録装置において、
予備吐出を行う標的であり、かつキャリッジ非動作時にヘッドとの気密性を保つためのキャップ手段と、前記キャップ手段に設けかつ予備吐出されたインクを一旦受容するためのキャップ吸収体と、前記キャップ手段から前記ジョイント吸収体にインクを導通させるためのインクリサイクル路と、前記インクリサイクル路に充填された吸収体と、を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記ジョイント吸収体の発生する毛細管力がインクリサイクル路に充填されている吸収体が発生する毛細管力より大きいことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
メイン電源をＯＮにした状態及びメイン電源をＯＦＦにした状態において、所定時間ごとに前記キャップ吸収体に予備吐出が行われることにより、及び全流路内の吸収体の発生する毛細管力の圧力勾配により、流路内のインクを循環させ、インクの増粘・固化を防止することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
電源ＯＦＦ時において予備吐出を行うための補助電源を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
上記請求項１〜４に記載したインクジェット記録装置において、上記ヘッドは、インク吐出用の熱エネルギーを発生させるための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項１〜４記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
上記請求項５に記載したインクジェット記録装置において、上記ヘッドは、上記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生ずる膜沸騰を利用して上記ヘッドに設けた吐出口よりインクを吐出させることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被印字物に印字を行なうためのヘッドと、印字を行なうためにヘッドを搭載し被印字物上を往復運動するキャリッジと、上記ヘッドへ供給するインクを貯蔵するメインタンクと、上記キャリッジに接合し上記ヘッドへインクを供給するジョイント部を有するインクジェットプリンターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例のインクジェットプリンターを図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図１０７、図１０８を用いて以下に説明する。
【０００３】
まず、従来例のインクジェットプリンターの外観について、図１０、図１１、図１２を用いて説明する。
【０００４】
図１０は、従来例のインクジェットプリンターの正面図、図１１は、従来例のインクジェットプリンターの上面図、図１２は、従来例のインクジェットプリンターの側面図である。図１０において、本体２５の外観は、ケース２４とカバー部２３にて形成されている。また、ケース２４には、通紙口２７が設けられている。次に、インクジェットプリンターの上面図である図１１に示すように、カバー部２３は、ケース２４にヒンジ部２６により連結されている。また、インクジェットプリンターの側面図である図１２に示すように、カバー部２３は、ケース２４にヒンジ部２６にて連結されているため、Ａ方向へ回動する。
【０００５】
次に、図１３は、図１０のＢ−Ｂ断面図、図１４は、図１２のＣ−Ｃ断面図である。図１３に示すように、キャリッジ１は、主走査モーター２からの駆動を伝達されたプーリ３に取り付けられたベルト４にベルト固定部５にて取り付けられているため、主走査モーター２を駆動することにより、Ｄ方向へ移動する。この時、キャリッジ１は、メインレール３８とサブレール３９に支えられ移動する。また、キャリッジ１にはインクを貯蔵しておくためのインクカートリッジが搭載されている。また、図１４に示すように、キャリッジ１に取り付けられたヘッド部６は、印字を行っていない時には、キャップ７でキャッピングされている。ヘッド６にて印字を行った後にヘッド６をクリーニングするワイパー８は、ワイパーケース９内に取り付けられており、支持プレート１０でワイパーケース９は支持されている。支持プレート１０は、側板（Ｒ）１１に取り付けられている。ワイパーケース９の隣には、予備吐出箱１２が設けられている。予備吐出箱１２は、ヘッド６のノズルのメニスカスを一定に保つため、印字を実行する前に、ヘッド６が吐出を行った時の吐出されたインクを受けるためのものである。予備吐出箱１２は、支持プレート１０に取り付けられており、支持プレート１０は、側板（Ｒ）１１に取り付けられている。
【０００６】
予備吐出箱１２には、廃液チューブ１４が取り付けられており、廃液チューブ１４は、廃液吸収体１３に連結されている。そのため、予備吐出箱１２内に、ヘッド６から吐出されたインクは、廃液チューブ１４を通り、廃液吸収体１３に吸収される。また、上記キャップ７は、吸引チューブ２１によって図示しない吸引ポンプに連結されており、キャップ７をヘッド６に密着させた後に、吸引ポンプを作動させることで、ヘッド６のノズル内の微細なゴミ、粘度の高くなったインクを吸い出すという働きがある。
【０００７】
次に、図１５は、キャリッジ１が、図１４においてＥ−Ｅ断面線より左側に移動した場合で、かつ印字用紙１５を挿入した場合の図１４のＥ−Ｅ断面図である。印字用紙１５は、Ｆ方向に挿入され、Ｇ方向より排出される。印字用紙１５をＦ方向より挿入すると、まず、手差しローラ１７と手差し従動ローラ１６に印字用紙１５が挟まれ、手差しローラ１７と手差し従動ローラ１６によりＨ方向へ印字用紙１５が送られる。その後、印字用紙１５は、プラテン２０上を通り、送りローラ１９と送り従動ローラ１８に挟まれ、Ｈ方向へ送られ、排紙口２２より排出される。また、プラテン２０上に印字用紙１５が存在する時に、キャリッジ１に取り付けられたヘッド６よりインクが、印字用紙１５へ吐出されることで、印字用紙１５上に画像が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明したように、従来のインクジェットプリンターにおいては、キャリッジにインクを貯蔵しておくためのインクカートリッジが搭載されている。そのため、キャリッジサイズが大きくなり、キャリッジの移動範囲においてキャリッジ通過用領域を確保しなければならず、装置全体の小型化を妨げるという問題点が存在した。
【０００９】
また、通常このような装置ではヘッドの目詰まりや気泡の除去を行うために定期的に予備吐出及び吸引回復を行っており、それにより未使用インクが浪費され非常に無駄であった。
【００１０】
また、このようなキャリッジにインクカートリッジを具えた装置においてインクリサイクルを行うと、インクリサイクル路をキャップからキャリッジ走査域まで這い回し、さらにそれをピットイン等の技術を用いてカートリッジにリサイクルすることになり、装置の複雑化、コスト高を招来していた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、次の（１）〜（６）のように構成したインクジェットプリンターを提供するものである。
【００１２】
（１）被印字物に印字を行うためのヘッドと、前記ヘッドを搭載し印字を行うために被印刷物上を往復移動するキャリッジと、前記キャリッジ内のキャリッジ吸収体と、吸収体にて構成されておりかつ前記キャリッジ吸収体に接合することにより前記ヘッドへインクを供給するジョイント部吸収体と、前記ジョイント部吸収体におけるキャリッジ吸収体に対する接合部であるジョイント部と、前記ジョイント部が前記キャリッジ吸収体に当接するために前記キャリッジに設けた開口部と、前記キャリッジ吸収体と前記ヘッド間の連通穴と、前記ヘッドへ供給するインクを貯蔵するメインタンクと、を有し、かつ前記ジョイント部吸収体が前記メインタンク内のインクと接触しているインクジェット記録装置において、予備吐出を行う標的であり、かつキャリッジ非動作時にヘッドとの気密性を保つためのキャップ手段と、前記キャップ手段に設けかつ予備吐出されたインクを一旦受容するためのキャップ吸収体と、前記キャップ手段から前記ジョイント吸収体にインクを導通させるためのインクリサイクル路と、前記インクリサイクル路に充填された吸収体と、を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１３】
（２）前記ジョイント吸収体の発生する毛細管力がインクリサイクル路に充填されている吸収体が発生する毛細管力より大きいことを特徴とする（１）記載のインクジェット記録装置。
【００１４】
（３）メイン電源をＯＮにした状態及びメイン電源をＯＦＦにした状態において、所定時間ごとに前記キャップ吸収体に予備吐出が行われることにより、及び全流路内の吸収体の発生する毛細管力の圧力勾配により、流路内のインクを循環させ、インクの増粘・固化を防止することを特徴とする（１）記載のインクジェット記録装置。
【００１５】
（４）電源ＯＦＦ時において予備吐出を行うための補助電源を有することを特徴とする（１）記載のインクジェット記録装置。
【００１６】
（５）上記（１）〜（４）に記載したインクジェット記録装置において、前記ヘッドは、インク吐出用の熱エネルギーを発生させるための電気熱変換体を備えていることを特徴とする（１）〜（４）記載のインクジェット記録装置。
【００１７】
（６）（５）に記載したインクジェット記録装置において、前記ヘッドは、上記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生ずる膜沸騰を利用して上記ヘッドに設けた吐出口よりインクを吐出させることを特徴とする（５）記載のインクジェット記録装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は上述したように、毛細管力ピットイン方式を採用したインクジェット記録装置において、キャップとジョイント吸収体とを連結するインクリサイクル路を設け、さらにジョイント吸収体の発生する毛細管力がインクリサイクル路に充填されている吸収体が発生する毛細管力より大きく設定し、キャップに予備吐出を行うことでインクを循環させる構成とする。
【００１９】
その結果、毛細管力ピットイン方式を採用することで、キャリッジの小型化が図られ、さらにジョイント吸収体をインクリサイクルのための流路として用いることにより、カートリッジ式のインクジェット記録装置においてインクリサイクルを実現させる場合の装置の複雑化、コスト高を招来することなく、インクリサイクルを行うことが可能となり、インクを浪費することがなくなる。
【００２０】
また、本発明においてはメイン電源をＯＮにした状態及びメイン電源をＯＦＦにした状態において、所定時間ごとに前記キャップ吸収体に予備吐出が行われることにより、及び全流路内の吸収体の発生する毛細管力の圧力勾配により、流路内のインクを循環させ、インクの増粘・固化を防止することができる。
【００２１】
また、本発明においては電源ＯＦＦ時において予備吐出を行うための補助電源を有することにより、電源ＯＦＦ時に長期間放置された場合においても、インクの増粘・固化を防止することができる。
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図９を用いて以下に説明する。
【００２３】
まず、本発明のインクジェットプリンターの外観について、図１、図２、図３を用いて説明する。図１はインクジェットプリンターの正面図、図２はその上面図、図３はその側面図である。図１において、本体２５の外観はケース２４とカバー部２３にて形成されている。また、ケース２４には通紙口２７が設けられている。
【００２４】
インクジェットプリンターの上面図である図２に示すように、カバー部２３は、ケース２４にヒンジ部２６により連結されている。また、インクジェットプリンターの側面図である図３に示すように、カバー部２３はケース２４にヒンジ部２６にて連結されているため、Ｋ方向へ回動する。図４は、本発明のインクジェットプリンターの全体斜視図である。キャリッジ１は、主走査モーター２からの駆動を伝達されたプーリ３に取り付けられたベルト４にベルト固定部５にて取り付けられているため、主走査モーター２を駆動することにより、Ｍ方向へ移動する。この時、キャリッジ１は、メインレール３８とサブレール３９に支えられ移動する。また、図５に示すように、キャリッジ１に取り付けられたヘッド部６は、印字を行っていない時には、キャップ７でキャッピングされている。ヘッド６にて印字を行った後にヘッド６をクリーニングするワイパー８は、ワイパーケース９内に取り付けられており、ワイパーケース９は支持プレート１０によって支持されている。支持プレート１０は、側板（Ｒ）１１に取り付けられている。
【００２５】
次に図６、８を用いて、本発明であるインクリサイクルシステムにおける流路構成について説明する。なお、図６は説明の簡略化を図るため、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋなど通常カラーインクジェットプリンタに使用されるインクのうち１色に注目して図示したものである。図４に複数色のインクを網羅した構成が示されているので参考にされたい。同様に、図８も本発明の流路構成を１色に注目して表したものである。
【００２６】
６０は流路６１及びジョイント６２と一体に構成されたメインタンクであり、インクがなくなったときに交換可能なように流路６１及びジョイント６２とともに流路６４から取り外しできるような構成となっている。また、メインタンク６０は軟質材によって構成されており、インク漏れがないように、不図示の板バネ等の付勢手段により、図中ｃ−ｃ’方向に常時引張られた状態すなわち負圧となっている。また、流路６１には毛管力発生部材９１が充填されている。６２は流路６１に対して、ａ−ａ’方向にスライド可能に取り付けられたジョイントであり、ａ’方向に不図示のばねにより付勢されている。それによりジョイント６２と流路６４の当接時に流路内の気密性を保っている。６３はジョイント６２のａ方向への動作を規制するストッパーであり、流路６１に設けられている。メインタンク６０を流路６４から取り外した場合にジョイント６２はａ’方向にスライドするが、行き過ぎを防止するために不図示のストッパーによりストロークが規制されている。６４は流路であり、毛管力発生部材９２が充填されている。６５は流路６４に対して、ｂ−ｂ’方向にスライド可能に取り付けられたジョイントであり、ｂ’方向に不図示のばねにより付勢されている。それによりジョイント６５と流路６７の当接時に流路内の気密性を保っている。６６はジョイント６５のｂ方向への動作を規制するストッパーであり、流路６４に設けられている。ジョイント６５と流路６７が当接しない場合にジョイント６５はｂ’方向にスライドするが、行き過ぎを防止するために不図示のストッパーにより、ストロークが規制されている。
【００２７】
６８はキャリッジに設けられたサブタンクであり、メインタンク６０から供給されたインクをヘッドから吐出するまでの間貯蔵しておくためのものである。サブタンク６８内には上述のインク流路からのインクを吸収するための毛管力発生部材９３が充填されている。ここで毛管力発生部材を伝って、メインタンク６０から流路６１、流路６４、サブタンク６８という経路を辿ってインクが供給されるために、
毛管力発生部材９１の発生する毛管力≦毛管力発生部材９２の発生する毛管力≦毛管力発生部材９３の発生する毛管力
となっている。
【００２８】
次に図７を用いてメインタンク６０と流路６４及び流路６４と流路６７を結ぶジョイント部の構成について詳説する。本実施形態においてはこの両者のジョイント部の構成は全く同様とするため、流路６４と流路６７を結ぶジョイント部の説明のみを行うこととする。各図の下に付記したカッコ数字は動作の順番に対応し、（１）はジョイント部が結合する前、（２）はジョイント部が結合する直前、（３）はジョイント部が接した瞬間、（４）は流路６７によりジョイント６５が押し込まれることにより毛管力発生部材９２と９３が接触し、メインタンク６０から供給されてきたインクを含んだ毛管力発生部材９２から毛管力発生部材９３へインクが供給されている状態を表している。また、小文字アルファベットａ，ｂ，ｃはそれぞれジョイント部付近の流路６７および流路６７に設けられている部材をインク流れ方向に垂直方向から見たもの、ジョイント部を横方向から見たもの、ジョイント部をｂと同方向から見た断面を表している。７０は流路６７のほぼ先端に設けられたシャッターであり、ジョイント部が結合していないときの流路内のインク増粘・固化を防止する。またシャッター７０は不図示のばねによりｄ方向に付勢されている。シャッター７０はジョイント６５が結合する際、ジョイント６５に設けられたカム７３によってｅ方向に回動することにより開く。７１はシャッター７０の回動中心軸、７２は軸７１の軸受けを表している。なお、図７には流路６７にシャッター７０、ジョイント６５にカム７３を表記したが、ジョイント６５にもインク増粘・固化を防止するためシャッターが設けられており、流路６７にも前記シャッターを開閉するためのカムが設けられている。この不図示のシャッター機構は図７の紙面奥側とする。
【００２９】
再び図６、８に戻る。７はヘッドの残留インクによる目詰まりや増粘・固化を防止するためのキャップであり、キャップホルダー８０によって支持されている。また、モーター８１、ウォームギア８２により昇降し、ヘッドに当接可能な構成となっている。また、複数色のヘッドが存在する場合、インクの混色を防止するために、キャップ７には仕切り壁が設けられている（図では３色としている）。また、本発明においてはキャップ７にインクを予備吐出させる構成をとっており、キャップ７には吐出されたインクを吸収するための吸収体（毛管力発生部材９４とする）が設けられている。また、キャップ７と流路６４はリサイクル路８３によって連通しており、キャップ７の昇降を可能にするためフレキシブルな材料によって形成されている。また、リサイクル路８３には毛管力発生部材９５が充填されている。ここで、キャップ７に予備吐出されたインクが流路６４にリサイクルされるようにするため、
毛管力発生部材９４の発生する毛管力≦毛管力発生部材９５の発生する毛管力≦毛管力発生部材９２の発生する毛管力
となっている。
【００３０】
次に動作説明を行う。
【００３１】
印字時においては、キャリッジ１は印字を行うためにＭ方向に往復操作するが、毎走査ごとあるいは複数回の走査のうち１回、ホームポジションに戻り毛管力発生部材９２と毛管力発生部材９３が接触する。それにより、毛管力発生部材９２中のインクが毛管力発生部材９３に移動し、サブタンク６８にインクが充填される。
【００３２】
電源ＯＮかつ非印字時においては、キャリッジ１が常にホームポジションにあるため、毛管力発生部材９２と毛管力発生部材９３は常時接触しており、サブタンク６８はインクが充填された状態にある。また、長時間放置された場合ヘッド、流路、キャップ、ジョイント部の増粘・固化が進行するが、所定の時間ごとにインクを予備吐出することにより、インクが流路内で循環し、インクの増粘・固化を防止することができる。
【００３３】
電源ＯＦＦ時においても上記非印字時と同様にキャリッジ１が常にホームポジションにあるため、毛管力発生部材９２と毛管力発生部材９３は常時接触しており、サブタンク６８はインクが充填された状態にある。ただし、電源ＯＮ時とは異なり、この場合バックアップ電源により所定の時間ごとにインクを予備吐出することにより、インクが流路内で循環し、インクの増粘・固化を防止している。
【００３４】
次に、図９は、キャリッジ１が、図５においてＯ−Ｏ断面線より左側に移動した場合で、かつ印字用紙１５を挿入した場合の図５のＯ−Ｏ断面図である。印字用紙１５は、Ｑ方向に挿入され、Ｓ方向より排出される。印字用紙１５をＱ方向より挿入すると、まず、手差しローラ１７と手差し従動ローラ１６に印字用紙１５が挟まれ、手差しローラ１７と手差し従動ローラ１６によりＲ方向へ印字用紙１５が送られる。その後、印字用紙１５は、プラテン２０上を通り、送りローラ１９と送り従動ローラ１８に挟まれ、Ｒ方向へ送られ、排紙口２２より排出される。また、プラテン２０上に印字用紙１５が存在する時に、キャリッジ１に取り付けられたヘッド６よりインクが、印字用紙１５へ吐出されることで、印字用紙１５上に画像が形成される。また、本体２５の外観は、ケース２４とカバー部２３により形成されている。カバー部２３は、本体２５を携帯する時には、閉じられている。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、毛細管力ピットイン方式を採用したインクジェット記録装置において、キャップとジョイント吸収体とを連結するインクリサイクル路を設け、さらにジョイント吸収体の発生する毛細管力がインクリサイクル路に充填されている吸収体が発生する毛細管力より大きく設定し、キャップに予備吐出を行うことでインクを循環させる構成とした。
【００３６】
その結果、毛細管力ピットイン方式採用したことで、キャリッジの小型化が図られ、さらにジョイント吸収体をインクリサイクルのための流路として用いることにより、カートリッジ式のインクジェット記録装置においてインクリサイクルを実現させる場合の装置の複雑化、コスト高を招来することなく、インクリサイクルを行うことが可能となり、インクを浪費することがなくなった。
【００３７】
また、本発明においてはメイン電源をＯＮにした状態及びメイン電源をＯＦＦにした状態において、所定時間ごとに前記キャップ吸収体に予備吐出が行われることにより、及び全流路内の吸収体の発生する毛細管力の圧力勾配により、流路内のインクを循環させ、インクの増粘・固化を防止することができたまたそれにより装置の大きな部分を占めていた廃インク吸収体をなくすことができた。
【００３８】
また、本発明においては電源ＯＦＦ時において予備吐出を行うための補助電源を有することにより、電源ＯＦＦ時に長期間放置された場合においても、インクの増粘・固化を防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットプリンターの正面図。
【図２】本発明のインクジェットプリンターの上面図。
【図３】本発明のインクジェットプリンターの側面図。
【図４】本発明のインクジェットプリンターの全体斜視図。
【図５】図３のＬ−Ｌ断面図。
【図６】１色に注目した装置構成。
【図７】シャッター構成及び動作図。
【図８】流路構成図。
【図９】図５のＯ−Ｏ断面図。
【図１０】従来例のインクジェットプリンターの正面図。
【図１１】従来例のインクジェットプリンターの上面図。
【図１２】従来例のインクジェットプリンターの側面図。
【図１３】図１０のＢ−Ｂ断面図。
【図１４】図１２のＣ−Ｃ断面図。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ断面図。
【符号の説明】
１　キャリッジ
２　主走査モーター
３　プーリ
４　ベルト
５　ベルト固定部
６　ヘッド
７　キャップ
８　ワイパー
９　ワイパーケース
１０　支持プレート
１１　側板（Ｒ）
１５　印字用紙
１６　手差し従動ローラ
１７　手差しローラ
１８　送り従動ローラ
１９　送りローラ
２０　プラテン
２１　吸引チューブ
２２　排紙口
２３　カバー部
２４　ケース、
２５　本体
２６　ヒンジ部、
２７　通紙口、
３８　メインレール、
３９　サブレール
６０　メインタンク、
６１　流路、
６２　ジョイント、
６３　ストッパー、
６４　流路、
６５　ジョイント、
６６　ストッパー、
６７　流路、
６８　サブタンク、
７０　シャッター、
７１　軸、
７２　軸受け、
７３　カム
８０キャップホルダー、
８１　モーター、
８２　ウォームギア、
８３　インクリサイクル路、
９２　毛管力発生部材、
９３　毛管力発生部材、
９４　毛管力発生部材、
９５　毛管力発生部材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004050624.tif 000013
【図１２】
2004050624.tif 000014
【図１３】
2004050624.tif 000015
【図１４】
2004050624.tif 000016
【図１５】
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