(57)【要約】【課題】トップセンサ汚れによる画像先端の色ずれを減少させる。【解決手段】第一の構成は、画像形成装置本体に取り付けられた、第一のセンサー及びプロセスＣＲＧの中間転写ベルト上の検出手段の双方を、クリーニングする手段を、プロセスＣＲＧ本体に配置し、このクリーニング手段で、落としたトナーをベルトの画像形成領域内に再度転写されないように取り付けられていることを特徴としている。第二の構成は、中間転写ベルトの回転挙動を検出する第二のセンサーを駆動軸上にもち、第一のセンサー及び第二のセンサーによって検出された回転挙動の値を比較しこの値がある規定値を超える場合はカラー画像形成装置本体に取り付けられたディスプレイによってユーザーにクリーニング不良を知らせることが可能な構成である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも感光体と帯電手段と中間転写ベルト等を有するプロセスカートリッジと、該感光体に画像を形成させる光学系を有する光学ユニットと感光体上に描かれた画像を、順次中間転写ユニットに転写し画像を形成していくカラー画像形成装置において、中間転写ベルトを有するプロセスカートリッジに設けられたベルトの挙動を読み取る検出手段を一つ以上有し、本体側にプロセスカートリッジの中間転写体ベルトの回転の挙動を該検出手段から読み取る手段として第一のセンサーを有するカラー画像形成装置であって、プロセスカートリッジ本体に該第一のセンサー及び該ベルトの挙動を読み取る検出手段をクリーニングする機構を有していることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記、請求項１のカラー画像形成装置において、前記、センサー及び該ベルトの挙動を読み取る検出手段をクリーニングする機構は一つの構造体で構成されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記、請求項１のカラー画像形成装置において、中間転写ベルトの回転挙動を該検出手段から読み取る手段として第一のセンサー及び第一のセンサーとは異なるベルトの回転挙動を読み取る第二のセンサーを有するカラー画像形成装置。
【請求項４】
第二のセンサーによって測定された値と第一のセンサーによって読み取られた中間転写ベルトの回転挙動を検出した値との差が予め設定された規定値を超える場合はベルトの挙動を読み取る検出手段又は、第一のセンサーのクリーニングが適正に行われていないと判断することが可能なカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記、請求項１のカラー画像形成装置において、中間転写ベルトの回転挙動を検出する第二のセンサーを有し、該センサーによって測定された値と第一のセンサーによって読み取られた中間転写ベルトの回転挙動を検出した値との差が予め設定された規定値以内の場合はベルトの挙動を読み取る検出手段又は、第一のセンサーのクリーニングが適正に行わたと判断することが可能なカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記、請求項１及び請求項３のカラー画像形成装置において、クリーニングが適正に行われていないことをユーザーに文字で知らせる機構を持つことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記、請求項１のカラー画像形成装置において、第一のセンサー及び該ベルトの挙動を読み取る検出手段をクリーニングする機構において該ベルトの挙動を読み取る検出手段をクリーニングする側のクリーニング手段は除去した物質を画像形成領域外に出すように角度を持たせてカートリッジに装着することを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザーなどの光線により発せられる光を感光体に照射して潜像を形成し、異なるトナーによって現像し、それらをを重ね合わせることで画像を形成するカラープリンターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像形成装置においては、感光体や画像形成時におけるプロセス手段及び中間転写ベルト、中間転写ベルトを無担移動可能なように両端を支持できる駆動ローラ等をカートリッジの中に一体化させ、このカートリッジをプロセスカートリッジと称し、カラー画像形成装置本体に着脱可能とした。
【０００３】
上記の方法によって、感光体及び画像形成時におけるプロセス手段をメンテナンスする時にサービスマンによらずユーザー自身で行う事が可能になった。このように交換されたプロセスカートリッジは、本体内に設置された状態において画像を転写材上に転写する条件などが一定になるように構成されている。この条件の中において、各色の画像を重ね合わせる際に各色の書き出し位置を合わせることが重要になってくる。この各色の書き出し位置を合わせる手段は、中間転写ベルトに設けられた検出手段すなわちベルト上の明暗の差をフォトインタラプターなどのセンサーで読みとっている。
【０００４】
この従来例では、中間転写ベルトにはベルト上の明暗を検出する上で、白色に形成されたベルトに黒色などの明暗差のある検出部分を設けて形成させ、この黒色部分が本体上に設けられたフォトインタラプターの検出部を通過する毎にベルトの書き出し位置を読みとった後、各色に対しての書き出し位置として演算処理をして各色を重ね合わせて画像を書くように構成されている。
【０００５】
また、プロセスカートリッジには本体上に設けられたフォトインタラプターの検出部からの光源を照射できるような小窓が設けられている。また、本体上に取り付けられたフォトインターラプターの検出部はプロセスカートリッジを抜き、且つ、前扉を開けた状態においては、フォトインターラプタ−は剥き出しの状態になっている。白色に形成されたベルトに黒色などの明暗差のある検出部分はカラー画像形成領域外に構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のようにプロセスカートリッジを着脱可能にしたことにより、本体上に取り付けられた第一のセンサーはプロセスカートリッジ取替え時にトナーや埃等によって汚されてしまう。また、画像出力時に本体内で舞っているトナーによって汚れることで、第一のセンサーの検出能力が低下する。第一のセンサー及び中間転写ベルト上の検出手段がトナー等によって汚されると第一のセンサによる中間転写ベルトの正確な回転位置検出、すなわち画像先端タイミング検出が難しくなり色ずれの原因となり高品質なカラー画像を提供することが難しくなっている。すなわちこの第一のセンサー及び、中間転写ベルト上の検出手段である反射面の汚れにより、プロセスユニットの回転位置測定が難しい為に各色の書き出し位置がずれているという問題があった。
【０００７】
本出願に係る発明の目的は、プロセスカートリッジが本体に装着された時に、フォトインターラプタ−のレンズ面の清掃を行い、また、画像形成中すなわち中間転写ベルト回転時にトナーによる汚れの危険性があった中間転写ベルト上の検出手段を中間転写ベルトが回転している間、この検出手段の部分を常に清掃をするクリーナーをプロセスカートリッジ内に取り付ける。また、クリーナーの取り付け角度を調整することで取り除かれたトナーが画像領域内に行かないように構成する。該クリーナーをプロセスカートリッジに取り付けることでクリーナー自身もプロセスカートリッジ交換によって新品に取り替えられるためクリーニング装置劣化によるクリーニング不良を防ぐことが可能であり、また、中間転写ベルトの駆動軸上に取り付けられた中間転写ベルトの回転挙動を読み取る第二のセンサーによって読み取られた回転挙動と第一のセンサーによって読み取られた回転挙動の差が前もって定められたある規定値を超える場合はクリーニング不良と判断されカラー画像形成装置本体上に取り付けられたディスプレイによってユーザーに知らせる。以上の構成により、汚れによる画像先端位置検出不良すなわち画像先端色ずれをなくし、また、第一のセンサー及び中間転写ベルト上の検出手段をクリーニングする方法を一体とすることでより安価で高品質のカラー画像を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る発明の目的を実現する第一の構成は、画像形成装置本体に取り付けられた、第一のセンサー及びプロセスＣＲＧの中間転写ベルト上の検出手段の双方を、クリーニングする手段を、プロセスＣＲＧ本体に配置し、このクリーニング手段で、落としたトナーをベルトの画像形成領域内に再度転写されないように取り付けられていることを特徴としている。
【０００９】
本出願に係る発明の目的を実現する第二の構成は、中間転写ベルトの回転挙動を検出する第二のセンサーを駆動軸上にもち、第一のセンサー及び第二のセンサーによって検出された回転挙動の値を比較しこの値がある規定値を超える場合はカラー画像形成装置本体に取り付けられたディスプレイによってユーザーにクリーニング不良を知らせることが可能な構成である。
【００１０】
上記の構成によれば、第一のセンサー及び中間転写ベルト上の検出手段の汚れによって中間転写ベルトの挙動を正確に読めないことに起因する各色の画像先端ズレを減少させることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１から図７は本発明の実施の形態を示したものである。
【００１２】
まず、図１により本発明の実施例が具現化されるカラー画像形成装置の概略について説明する。プロセスカートリッジ１００には、無担ベルト体である中間転写ベルト３０が装着されており、該中間転写ベルト３０には等間隔に４ヶ所、第一のセンサによって中間転写ベルト３０の回転位置を読み取る為のマーク１６が付けられている。また、該回転位置を読み取る為のマーク１６及び第一のセンサーである１をクリーニングする為のブラシ２が装着されている。更にプロセスカートリッジには中間転写ベルトを回転可能に支持する２つのローラー３２，３３及び電子写真感光体である感光体４０及び感光体を帯電させるＣローラ４１を含んでいて、感光体４０と中間転写ベルト３０は感光体４０と当接するように取り付けられている。なお、その接点で行われるトナーの転写を一次転写と呼ぶ。感光体４０に電荷をかける為のローラであるＣローラ４１は感光体４０と当接している。カラー画像形成装置本体側には回転可能で９０度回転毎に位置決め可能なロータリー２５があり、該ロータリー２５には４色分の現像カートリッジＹＥＬＬＯＷ、ＭＡＧＥＮＴＡ、ＣＹＡＮ、ＢＬＡＣＫである２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋがおのおの着脱可能に取り付けられている。それぞれの現像カートリッジ２０にはトナーとトナーを感光体４０に塗布する為のローラであるＤローラ２２が備えられている。また、ロータリー２５はＤローラ２２が感光体４０に当接離間が可能であるように構成されている。また、カラー画像形成装置本体には中間転写ベルト３０上の４ヶ所のマーク１６を読むことで中間転写ベルトの回転位置を検知し書き出しタイミングを検出する為の第１のセンサ１を備えている。更に、中間転写ベルト３０上に一次転写されたトナー像を更に転写材ｐに転写する二次転写ローラー３６、感光体４０に潜像を形成する為のレーザー光を照射可能な光学ユニット２０、給紙カセット４０から転写材ｐを二次転写領域に搬送するピックアップローラー４３と搬送ローラー４５を備えている。定着ユニット５０は、定着ローラー５１および加圧ローラー５２を備え、転写材ｐ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う、定着後の紙を本体上部にある排紙トレイ７０に紙を搬送する搬送ローラ６０、及び６１紙を排紙トレイ７０に蹴り出すローラである排紙ローラ６３。以上が本発明の実施の形態の概略である。
【００１３】
次に、図１を用いて、カラー画像形成方法について説明する。
【００１４】
まず、印刷の信号を受け取ると、中間転写ベルト３０及び感光体４０を図示しない駆動系を用いて回転させる。この回転動作時に、感光体４０はＣローラ４１によって一様に帯電させられる。そして、中間転写ベルト上のマーク１６を第一のセンサ１で読み取る。この読み方については後ほど詳しく説明する。そして、第一のセンサーが中間転写ベルト上のマーク１６を読んだ位置をＹＥＬＬＯＷ書き出し位置とし、その書き出しタイミングより光学ユニット２０からレーザー光を照射する。レーザー光によって電子情報に基づいた潜像が形成され、この潜像が現像装置５０Ｙのトナーの乗ったＤローラ２２にしゅうどうすることによってトナーが感光体４０上に乗り、電子情報に基づいたＹＥＬＬＯＷのトナー像が形成される。そして、現像されたＹＥＬＬＯＷの画像は感光体４０より中間転写ベルト３０上に一次転写させられる。一次転写が終了した感光体４０は感光体クリーニング装置４３によってクリーニングされ、次の画像形成に供される。
【００１５】
中間転写ベルト３０が回転し、一次転写が終了して中間転写ベルト上に乗ったトナーが二次転写ローラに付いて画像が乱れないよう、トナーが二次転写ローラに到達する前に、二次転写ローラを離間する。
【００１６】
次に、ロータリー２５を反時計回りに９０度回すことで、現像カートリッジを２０Ｍに変え、現像カートリッジ２０Ｍ内部にあるＤローラ２２を感光体４０に当接させることで、ＭＡＧＥＮＴＡのトナーを感光体４０上にのせることが可能になる。ＭＡＧＥＮＴＡの書き出しタイミングについては、ＹＥＬＬＯＷの書き出し位置とした同じ中間転写ベルト上のマーク１６を第一のセンサが読んだ時を書き出しタイミングとする。中間転写ベルト３０上の同じマーク１６を読むことで、ＹＥＬＬＯＷ及びＭＡＧＥＮＴＡの画像書き出し位置を正確に合わせることができる。
【００１７】
以下の画像形成方法はＹＥＬＬＯＷと同じであり光学ユニット２０よりレーザー光を発光し感光体４０上に電子情報に基づいたＭＡＧＥＮＴＡの潜像を行い、２０ＭのＤローラ２２がしゅうどうすることによって現像し、一次転写によって、ＹＥＬＬＯＷの載った中間転写ベルト３０上に一次転写させる。同じくＣＹＡＮとＢＬＡＣＫにおいても同様な画像形成過程を経て、中間転写ベルト３０上にカラー画像が形成される。
【００１８】
その後の転写材ｐに二次転写する過程については、転写材ｐを給紙カセット４０よりピックアップローラ４３によって二次転写ローラまで搬送し、二次転写ローラ３６を当接し、先に中間転写ベルト上に形成されたカラー画像を転写材ｐに二次転写させる。転写材ｐは搬送ローラ４５によって定着器５０まで送られ、加圧ローラ５２及び定着ローラ５１によって、熱と圧力を加え、転写材ｐ上に載ったトナーを定着させる。
【００１９】
最後に転写材ｐは搬送ローラ６０、６１によって本体上方まで搬送させられ排紙ローラ６３によって排紙トレイ７０に排紙される。以上がカラー画像形成過程である。
【００２０】
図２から図７でプロセスカートリッジ１００の保持と着脱方法とクリーニング方法及び、汚れによる画像先端色ずれ原因について説明する。なお、図１において説明した構成は、図１と同じ符号で付し、説明は省略する。
【００２１】
プロセスカートリッジ１００は図２中矢印の方向からユーザーによって着脱される。また、装着の際には、プロセスカートリッジ１００は本体にビスやエンボス等の手段によって取り付けられたレール１１０に沿って挿入されるので、ユーザーはスムーズにプロセスカートリッジ１００を所定の位置まで装着できるように構成されている。又、ユーザーがカートリッジを交換する場合は前扉３を開けて作業を行う。その為、プロセスＣＲＧ交換の際にトナーや埃等が本体内に落下する場合がある。第一のセンサーはむき出しになって取り付けられているので、これらトナーや埃などによって汚れてしまう可能性がある。汚れた第一のクリーニング手段として、本体内にクリーニング装置１２が設けられている。クリーニング装置１２は、プロセスＣＲＧ１００の挿入時に第一のセンサー１の上を通過するような位置に取り付けられていて、一方を第一センサー側に進入させてクリーニングするように構成されている。クリーニング後は該クリーニング装置２は第一のセンサーの発光する光路を妨げないよう完全に第一のセンサー１外に移動される。
【００２２】
そして、プロセスカートリッジは感光体４０の駆動軸を固定する為の、感光体ロックバネ１２０が掛かり、感光体４０を所定の位置に固定される。同様に中間転写ベルト３０を駆動しているローラ３３の軸に中間転写ベルトロックバネ１２１が掛かり、その２点でプロセスカートリッジ１００を保持している。また、装着されたプロセスカートリッジ１００の内部にある、感光体４０及び中間転写ベルト３０を駆動しているローラ３３はそれぞれ、図示しない駆動カップリングによっても保持されている。この駆動カップリングには図示しないモータとギアが取り付けられており、プロセスカートリッジ１００の保持と、感光体４０及び中間転写ベルト３０を駆動させることが可能なように構成されている。
【００２３】
次に、汚れによる画像書き出しタイミングズレについて説明する。図３及び図４は本体の第１のセンサ１及び中間転写ベルト３０の位置関係を示している。
【００２４】
尚、図１と重複する説明については省略する。
【００２５】
図３において第１のセンサ１をもちいて画像の書き出しタイミングを測定する。第一センサー１は、中間転写ベルト３０上の検出手段から回転位置を読み取ることが可能なように構成されているので画像書き出しタイミングの測定が可能で、この書き出しタイミングの信号のことをＴＯＰ信号と称する。まず、基本的な条件として、感光体４０と中間転写ベルトの当接位置である一次転写位置から第１のセンサ１が中間転写ベルト上の印を読むまでの距離はＤ１とする。次に図４において中間転写ベルトの印がトナーや埃の異物混入で印の先端が図中に示す８２の異物があるとすると、センサーが読み取る位置は距離Ｄ２となる。異物混入で、距離Ｄ３は第一のセンサー１が、印を早期に検出する時間なので、Ｄ１＝Ｄ２−Ｄ３となってＤ３の距離だけ読み取る位置が短くなる。この距離の差がＴＯＰ信号にズレを生じさせ、各色の画像色ずれの原因となる。
【００２６】
図５はプロセスカートリッジ１００の中間転写体ベルト３０の挙動を読みとる第１のセンサとプロセスカートリッジに装着されたクリーニング装置について説明する図である。
【００２７】
同図において、１は第１のセンサー、１２はクリーニング装置である。
【００２８】
第１のセンサー１は赤外光などの発光手段１３と受光手段１４などを備えている。第１のセンサー１の発光手段１３から照射された赤外光１３は図中に示す光路１３−１に沿って、また、プロセスカートリッジの小窓１５を通過することで中間転写体ベルト３０に照射される。中間転写体ベルト３０に照射された赤外光１３は、照射点１３−３の点で光路１３−１に沿って反射され第１のセンサー１の受光部１４に入光する。この状態で中間転写体ベルト３０が図中矢印の方向に回転していくと中間転写体ベルト３０上に設けられたマーク１６が第１のセンサー１の照射点１３−３を通過することになる。中間転写体ベルト３０のマーク１６が照射点１３−３を通過すると、第１のセンサー１の受光部１４に入光する赤外光１３は、マーク１６が通過する直前の状態に対して電圧が変化することでマーク１６が通過したことを検出することができる。このマーク１６の検出によって中間転写体ベルト３０上に描かれる各色の書き出し位置が決定される。一方、図中１２は第一のセンサー及び、中間転写ベルト上のマークをクリーニングする装置である。中間転写ベルトは図中矢印の方向に回るのでマーク１６がクリーニング装置１２のブラシ１２‐１の上を通過することでマーク１５のクリーニングが行われる。このクリーニングは中間転写ベルトが回転している間、常に行われる。
【００２９】
次に図７及び図５を用いて、クリーニング装置であるブラシ１２−２の説明とブラシ１２‐２の取り付け角度θ及び取り付け位置について説明する。ブラシ１２の材質はナイロンで、太さはφ２０μｍのものを使用することが望ましい。ブラシ１２−２は図５に示すように角度θ２を持つように十分な長さがある。材質についても図６に示すようにＡ図のナイロンのブラシを用いてもよくまた、Ｂ図のようにフェルトや不織布等をクリーニング部に配置した箱型形状のクリーニング装置を使用することも可能である。図７は図２＞中のＡ視より見た図である中間転写ベルトの画像形成領域２００内をクリーニングされたトナー等の汚れによって汚さないようにクリーニング装置であるブラシ１２‐２は図中２０１のように中間転写ベルトのマークを回転方向に沿ってクリーニングできるように、また、第一のセンサー１をクリーニングしたあと、クリーニング装置１２が第一のセンサー１の検出を妨げないように取り付けられる。このようにクリーニング装置１２のブラシに角度θを持たせることで、中間転写ベルトが回転して、集められた埃等を図７中矢印の方向に排出することができる。中間転写ベルト上の汚れを画像形成領域２００内に進入させないことで高画質の画像を提供することができる。また、このマーク１６は同カラー画像形成装置には４ヶ所しか記されていないが、移動量に応じてまたは精度に応じて自由に数を変更することができる。
【００３０】
次に、同じく図７を用いてクリーニング不良検知について説明する。
【００３１】
先に説明した中間転写ベルト３０上の汚れ８２が大きくなると本来、同カラー画像形成装置が満足すべき色ずれの値を超えてしまう。中間転写ベルトの駆動軸３０の軸線上に中間転写ベルトの移動距離を測定する第二のセンサーであるエンコーダー２０３を取り付ける。画像形成時にＹＥＬＬＯＷの先端位置とした中間転写ベルト上のマーク１６からＭＡＧＥＮＴＡの書き出し位置に来た時までの中間転写ベルトの移動距離を読み取る。第一のセンサーによって読み取られた値とエンコーダとの差を比較してその差がが色ずれの規格値以上になった場合、中間転写ベルト３０のマーク１６又は、第一のセンサーのクリーニング不良と判断しユーザーにクリーニング不良であるとカラー画像形成装置本体上に取り付けられたディスプレイ上にクリーニング不良の表示をする。なおこの規格については自由に設定できるものとする。次に、カラー画像形成過程が終了した後、中間転写ベルトを空回転させて中間転写ベルト上のマーク１６のクリーニング動作のみを実行させ、マーク１６上に載った汚れ８１をクリーニング装置によってクリーニングする。その汚れは前述したように、中間転写ベルト３０の画像形成領域２００外に出される。その空回転時も、エンコーダー２０３によって中間転写ベルト３０一周分の移動距離を測定しておき、第一のセンサーで得られた値と該エンコーダによって得られた値との差が色ずれの規格値以内におさまることを確認して空回転動作を終了させ、クリーニング動作を終了させる。
【００３２】
また、同図にて説明した画像形成時に各色を重ね合わせる順番はＹＥＬＬＯＷ、ＭＡＧＥＮＴＡ、ＣＹＡＮ、ＢＬＡＣＫの順序以外であっても同様の画像を得ることができる。
【００３３】
色ズレ量の検出誤差で特に画像書き出し位置での不良による色ずれを無くすことができた。また、プロセスＣＲＧ交換の際に第一のセンサー１をクリーニングする以外にジャム処理などによって、プロセスＣＲＧを取り外す等の作業でもクリーニングする構成となっている。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本出願に係る第１の発明によれば、第一のセンサー及び中間転写ベルト上の検出手段をクリーニングする手段を同一構成にして、プロセスカートリッジの適所に取り付け、プロセスカートリッジの抜き差し及び中間転写ベルトの回転時によって、トナーや埃等による汚れを除去することで、前記説明した汚れによる先端色ずれを減少させ、高品質のカラー画像形成装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー画像形成装置概略図
【図２】プロセスカートリッジ着脱説明図
【図３】汚れによる画像先端位置ズレ説明図
【図４】汚れによる画像先端位置ズレ説明図
【図５】クリーニング方法説明図
【図６】クリーニング方法説明図
【図７】クリーニング装置、取り付け角度説明図
【符号の説明】
１  第１のセンサ（中間転写ベルト位置検出センサ）
１６  中間転写ベルト上の印
１７  中間転写ベルト移動量
２  クリーニング装置
２０  スキャナーユニット
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ  現像カートリッジ
２２  Ｃローラ
２５  ロータリー
３  前扉
３０  中間転写ベルト
３２，３３  中間転写ベルト保持ローラ
３６  二転ローラ
４０  給紙カセット
４３  ピックアップローラ
４５  搬送ローラ
５０  定着ユニット
５１  定着ローラ
５２  加圧ローラ
６０，６１  搬送ローラ
６３  排紙ローラ
７０  排紙トレイ
１００  …プロセスカートリッジ
１１０  プロセスカートリッジガイドレール
１２０  感光体ロックバネ
１２１  中間転写ベルトロックバネ
【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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