(57)【要約】【課題】耐久性の優れた現像剤担持体を用いた一成分現像装置において、低トルクで、トナー漏れがないようにする。【解決手段】一成分現像装置５において、現像ローラ１１が芯金１１ｂに樹脂コーティング１１ａを施したものであり、樹脂コーティングをした領域が端部シールよりも内側である現像装置において、規制ローラ１４を現像ローラに押圧するための加圧手段が、規制ローラの軸１４ｂを加圧する第一の加圧部材１９と、規制ローラの端部表面１４ｂを加圧する第二の加圧部材２２とからなる。【選択図】　図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一成分現像剤を収容し、開口部を有する現像容器と、該開口部から露出するよう配置され、回転駆動されることにより該現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、該現像剤担持体の表面に接触して該現像剤担持体が担持搬送する現像剤の量を規制するローラ状の現像剤規制部材と、該現像剤担持体の端部から現像容器外への現像剤漏れを防ぐよう該現像剤担持体の軸方向端部の表面に摺擦する端部シールとを備えたものであって、該現像剤担持体が芯金に樹脂コーティングしたものであり、該樹脂コーティングをした領域が該端部シールよりも内側である現像装置において、
上記現像剤規制部材を上記現像剤担持体に押圧するための加圧手段が、該現像剤規制部材の軸を加圧する第一の加圧部材と、該現像剤規制部材の端部表面を加圧する第二の加圧部材とからなることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、上記第二の加圧部材による加圧力が、上記第一の加圧部材による加圧力より小さいことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、上記第二の加圧部材が加圧する部分が、上記現像剤担持体の非画像領域に当接する領域の現像剤規制部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の現像装置において、上記第二の加圧部材が加圧する部分が、上記該現像剤担持体の上記樹脂コーティング部と上記芯金部との境界に当接する部分を含むことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の現像装置において、上記第二の加圧部材はパイル状のポリ四フッ化エチレンを介して上記現像剤規制部材の表面を加圧する構成であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、
上記現像装置として請求項１、２、３、４または５の現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置、及び、これに採用される一成分現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より上記画像形成装置に採用される現像装置として、一成分現像剤を用いた一成分現像装置が広く知られている。一成分現像装置は、二成分現像装置に較べ、キャリアやトナー濃度センサを必要としないため安価に構成できるというメリットがある。このような一成分現像装置としては、現像剤担持体として金属ローラ表面にブラスト処理したものを用い、その表面凹凸により現像剤を良好に搬送するものが広く知られている。
【０００３】
ところで、一成分現像装置で現像剤として非磁性トナーを用いたものでは、二成分現像装置のように磁力を利用して現像剤の規制をおこうことができないので、現像剤が現像装置外に漏れやすい。そこで、現像剤のシール性について種々の改良がなされている。
【０００４】
その一例として、特開２０００−７５６３１号公報では、現像剤担持体として金属ローラ表面をブラスト処理したものを用い、その表面処理範囲を現像剤担持体の端部摺面に摺擦する端部シールより内側に設定する現像装置が提案されている。現像剤を担持する表面処理をした部分と、端部シール摺擦部とが重なると、現像剤が端部シール摺擦部に入り込み、現像剤溶融を引き起こし、現像剤漏れをおこす。そこで、上記公報記載の現像装置では、ブラスト表面処理の範囲と端部シール摺擦部とが重ならないような位置関係を規定することで、端部シール摺擦部へ現像剤が入り込まないようにし、端部シールからの現像剤漏れを防止するものである。
【０００５】
ところが、上記金属ローラ表面をブラスト処理した現像剤担持体は、経時にてその表面凹凸が摩耗により小さくなり現像剤の搬送量が小さくなるという問題があり、耐久性に乏しい。そこで、近年、金属ローラ表面に樹脂をコーティングした現像剤担持体を用いるようになってきている。樹脂コーティングした現像剤担持体では、樹脂と現像剤との摩擦によって生じる静電気保持力にて現像剤を担持搬送するものであり、高耐久が得られるというメリットがある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記樹脂コーティングした現像担持体を用いた場合も、サンドブラスト処理した現像剤担持体と同様、現像剤を担持するコーティング部と端部シール摺擦部とが重なると、現像剤が端部シール摺擦部に入り込み現像剤漏れが発生する。そこで、樹脂コーティングの範囲を現像剤担持体の端部に摺擦する端部シールより内側に設定することで、端部シール摺擦部へ現像剤が入り込まないようにし、端部シールからの現像剤漏れを防止する。
【０００７】
しかしながら、樹脂コーティング部と、端部の処理を施さない非樹脂コーティング部ができると、樹脂コーティング部と非樹脂コーティング部と境界において、その外径差から段差が生じる。この段差により、現像剤担持体への現像剤規制部材の当接不良が発生し、段差部から現像剤が漏れてしまうという問題が発生した。一般的に、現像剤担持体へのローラ状の現像剤規制部材の押圧は、現像剤規制部材の軸を加圧する方法で行われている。そこで、現像剤規制部材の軸の加圧力を大きくしていけば、段差部を含めて全体の当接圧をあげることは可能である。しかしながら、全体の当接圧が大きくなってしまうため、現像装置全体の駆動トルクが増大してしまうという副作用がおこる。
【０００８】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、耐久性の優れた現像剤担持体を用いた一成分現像装置であって、低トルクで、トナー漏れのない現像装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、一成分現像剤を収容し、開口部を有する現像容器と、該開口部から露出するよう配置され、回転駆動されることにより該現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、該現像剤担持体の表面に接触して該現像剤担持体が担持搬送する現像剤の量を規制するローラ状の現像剤規制部材と、該現像剤担持体の端部から現像容器外への現像剤漏れを防ぐよう該現像剤担持体の軸方向端部の表面に摺擦する端部シールとを備えたものであって、該現像剤担持体が芯金に樹脂コーティングしたものであり、該樹脂コーティングをした領域が該端部シールよりも内側である現像装置において、上記現像剤規制部材を上記現像剤担持体に押圧するための加圧手段が、該現像剤規制部材の軸を加圧する第一の加圧部材と、該現像剤規制部材の端部表面を加圧する第二の加圧部材とからなることを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記第二の加圧部材による加圧力が、上記第一の加圧部材による加圧力より小さいことを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記第二の加圧部材が加圧する部分が、上記現像剤担持体の非画像領域に当接する領域の現像剤規制部材であることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１、２または３の現像装置において、上記第二の加圧部材が加圧する部分が、上記該現像剤担持体の上記樹脂コーティング部と上記芯金部との境界に当接する部分を含むことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、上記第二の加圧部材はパイル状のポリ四フッ化エチレンを介して上記現像剤規制部材の表面を加圧する構成であることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装置として請求項１、２、３、４または５の現像装置を採用することを特徴とするものである。
【００１０】
これらの発明においては、現像剤規制部材を現像剤担持体に押圧する加圧手段として、現像剤規制部材の軸を加圧する第一の加圧部材に加え、現像剤規制部材の端部表面を加圧する第二の加圧部材を設ける。また、現像剤担持体の樹脂コーティングをした領域としていない領域との境界の段差は現像担持体の端部にある。そこで、第二の加圧部材によりで現像剤規制部材の端部表面を加圧することで、段差部近傍に当接する現像剤規制部材の当接圧を部分的に大きくし、段差部近傍においても良好な当接状態を得る。このように、第二の加圧部材により段差に起因する現像剤規制部材の現像剤担持体への当接不良を防止して、段差からの現像剤漏れを防止することができる。また、第二の加圧部材により段差部近傍の当接圧を部分的に大きくするのみなので、従来の第一の加圧部材のみで現像剤規制部材の軸への加圧力を大きくしていくものに較べ、駆動トルクの増加を少なく抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ等のに適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの構成概略図を示す正面図である。このプリンタは、複数の支持ローラに掛け回された潜像担持体としての感光体ベルト１を備えている。感光体ベルト１は図中の矢印Ａで示した時計方向に回転駆動され、その周りには、帯電器３、光書き込みユニット４、４組の現像装置５Ｂｋ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、中間転写体としての中間転写ベルト６、感光体クリーニング装置７などが配置されている。感光体ベルト１の表面には有機感光層が形成されている。
【００１２】
このプリンタで画像形成動作（プリント動作）を実行するときは、帯電器３に高電圧が印加されることにより、感光体ベルト１が一様に帯電される。そして、図示しない画像信号処理部では、カラー画像情報たとえば外部のコンピュータから送られてきたカラー４画像信号が光書き込み信号に変換されて光書き込みユニット４に送られる。光書き込みユニット４では、上記光書き込み信号に基づいて図示しない光源としてのレーザーが制御され、ポリゴンミラー、ｆ／θレンズ及び反射ミラーを介してＢｌａｃｋ（Ｂｋ）、Ｃｙａｎ（Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（Ｙ）の画像信号に対応した光書き込みが行われ、感光体ベルト１上に静電潜像が形成される。この感光体ベルト１上の静電潜像は、該潜像とは逆極性の電荷にて帯電された現像剤としての各色トナーをそれぞれ有する各現像装置５ＢＫ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙによって各色毎に現像される。これにより、感光体ベルト１上には、各色ごとにトナー像が形成される。
【００１３】
感光体ベルト１と中間転写ベルト６との接触部においては、中間転写ベルト６にトナーと逆極性の電荷を印加することにより、感光体ベルト１上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。このトナー像の形成及び転写動作を４回繰り返すことにより、中間転写ベルト６上に４色重ねのカラートナー像が形成される。この中間転写ベルト６上のカラートナー像は、給紙カセット４０または手差しトレイ４１から搬送ローラ対４２によって送られてきた記録材としての転写紙に、二次転写部材としての紙転写ローラ４３によって転写される。カラートナー像が転写された転写紙は、定着ローラ対４４からなる定着部に搬送され、該トナー像が溶融定着される。
【００１４】
次に、本実施形態に係る現像装置について説明する。本実施形態に係る現像装置は、５ＢＫ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙは収容するトナーの色が異なるのみで、構成、動作とも同じものである。そこで、現像装置５として、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの符号を省略して説明する。
図２は、現像装置５の概略構成を示す断面図である。現像装置５の側端部（図中左側）には、それぞれ独立して回転可能なカム５０が当接している。このカム５０により、非現像時には上記感光体ベルト１から離間し、現像に先立って現像ローラ１１が感光体ベルト１に接触する現像位置まで移動するような接離動作を行うように構成されている。例えば、Ｂｋの静電潜像が感光体ベルト１に形成された時、現像装置５Ｂｋの後部に位置しているカム回転駆動され、現像装置５Ｂｋが感光体ベルト１側に押し出され、現像ローラ１１Ｂｋが感光体ベルト１に接触する現像位置まで移動する。他の色の現像装置５Ｃ、５Ｍ、５Ｙについても同様である。
【００１５】
現像装置５は、非磁性一成分トナー（以下トナーという）を用いた一成分現像方式の現像装置である。各現像装置５は、それぞれ感光体ベルト１に向けた開口を有する現像容器１０、現像剤担持体としての現像ローラ１１、該現像ローラ１１上にトナーの供給を行う現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１２を有している。また、現像容器１０内のトナー収容部１８ａ、１８ｂ、１８ｃに収容されているトナーをトナー供給ローラ１２側に送り出す搬送パドル１７ａ、１７ｂ、１７ｃを有している。さらに、現像ローラ１１上に当接して現像ローラに担持されたトナーの層厚を規制して所定の層厚のトナー層を形成するための現像剤層規制部材としての規制ローラ１４を有している。
【００１６】
上記現像ローラ１１は、図３に示すように、芯金表面に、画像形成領域幅ｃよりも広幅ｂの樹脂コーティングを施した樹脂コーティング部１１ａを有するものである。この樹脂コーティングした現像ローラ１１は、樹脂とトナーとの摩擦によって生じる静電気保持力にてトナーを担持搬送するものであり、高耐久が得られるというメリットがある。コーティングする樹脂材料としては、感光体ベルト１などの潜像担持体に対して非汚染性のものが選択される。具体的には、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂などが例示される。成膜性、密着性の観点から、特に、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂等が用いられることが多い。
【００１７】
このような構成の現像ローラ１１は、現像容器１０の開口から一部が露出している。そして、現像時には所定の線速で矢印反時計方向に回転して、トナーを現像ローラ１１上に担持して感光体ベルト１との当接部である現像位置に搬送し、感光体ベルト１上に形成された静電潜像を現像する。
【００１８】
トナー供給ローラ１２は、現像ローラ１１に所定の圧力で当接されており、その表面部は、発泡ポリウレタンで構成されている。トナー供給ローラ１２には、トナー規制ブレード１３が当接し、現像ローラ１１に供給するトナーの量が規制されるようになっている。各搬送パドル１７は、矢印反時計方向に回転可能に設置されており、この回転によりトナーを供給ローラ１２側へ送り出す。各搬送パドルの材質としては、例えばポリプロピレン等のやわらかく弾性を有するものを用いることができ、その弾性を利用して現像容器１０の内壁と密着させた状態で回転し、確実にトナーを搬送する。
【００１９】
規制ローラ１４は、芯金と、樹脂コーティングを施したウレタンゴム、ヒドリンゴム等の弾性層を有するものである。規制ローラ１４は、現像ローラ１１表面に接触して現像ローラ１１上のトナーを所定の層厚に規制するとともに、トナー対して摺接することにより、トナーを摩擦帯電する。また、規制ローラ１４には規制ローラクリーニングブレード１６が当接されており、現像ローラ１１との当接部を通過した規制ローラ１４の表面がクリーニングされるようになっている。また、湿度等の環境変動による現像ローラ１１と規制ローラ１４との当接状態の変化を避けるためのに、規制ローラ１４を現像ローラ１１に対して押圧しているが、これについては後で詳しく説明する。
【００２０】
また、現像ローラ１１と現像容器１０との隙間からトナーが漏れ出すのを防止するために、現像容器１０内面には現像ローラ１１表面に先端が当接するように延在した入口シール部材としての入口シール１５が設けられている。また、現像ローラ１１軸方向端部と現像容器１０との隙間からトナーが漏れ出すのを防止するために、現像容器１０の側板に、現像ローラ１１の表面に摺擦する端部シール２０が設けられている。図４は、現像ローラ１１の端部シール２０の配置を示す断面図、図５は、現像ローラ１１の端部シール２０の配置を示す斜視図、図６は端部シール２０の配置を示す現像容器１０側板の斜視図である。
【００２１】
ところで、現像ローラ１１の樹脂コーティング部１１ａに端部シール２０の摺擦部が重なると、樹脂コーティング部１１ａにより搬送されるトナーが端部シール２０の摺擦部に入り込み、トナー漏れをおこす。そこで、図３に示すように、樹脂コーティング部１１ａと端部シール２０の摺擦部とが重ならないようなに位置関係を規定する。すなわち、樹脂コーティング幅ｂを、両端部の端部シール２０間距離ａよりも小さくなるようにした。これにより、端部シール２０からのトナー漏れを防止することができる。
【００２２】
ところが、図７に示すように、樹脂コーティング部１１ａと、端部の処理を施さない非樹脂コーティング部１１ｂができると、樹脂コーティング部１１ａと非樹脂コーティング部１１ｂと境界において、外径差から段差１１ｃが生じる。このため、段差１１ｃに起因する規制ローラ１４の現像ローラ１１への当接不良を防止することが必要となる。
【００２３】
本実施形態の現像装置５では、規制ローラ１４を押圧する加圧手段として、規制ローラ１４の軸部１４ｂを加圧する第一の加圧部材１９と、規制ローラ１４の端部表面１４ａを加圧する第二の加圧部材２２とを設けた。図８に、規制ローラ１４を現像ローラ１１へ押圧する加圧手段の概略構成図を示す。第二の加圧部材２１で規制ローラ１４の端部表面１４ａを加圧することにより、現像ローラ１１端部の樹脂コーティング部１１ａと非樹脂コーティング部１１ｂとの段差部近傍へ規制ローラ１４の当接圧を強くすることができる。これにより、規制ローラ１４の現像ローラ１１への当接不良を防止することができ、段差１１ｃからのトナー漏れを防止することができる。実施例としては、現像ローラ１１の樹脂コーティング部１１ａの厚みが７μｍとし、第一の加圧部材１９の加圧力を２４Ｎ、第二の加圧部材２２の加圧力を２Ｎとすると、良好な当接状態が得られ、トナー漏れがおこらなかった。
【００２４】
また、上記実施例のように、第一の加圧部材１９による加圧力より、第二の加圧力部材２２の加圧力を小さくすることが好ましい。これは、第二の加圧部材２２は規制ローラ１４の表面を直接加圧するため、加圧力が大きいと、規制ローラ１４のへこみや傷を誘発しやすいためである。そこで、第一の加圧部材１９による加圧を主とし、第二の加圧部材２２を補助的な加圧手段として用い、第二の加圧部材２２の加圧力を極力小さくする。
【００２５】
また、第二の加圧部材２２の加圧する部分が、現像ローラ１１の非画像領域に当接する領域の規制ローラ１４となるよう第二の加圧部材２２を配置することが好ましい。これは、万が一、規制ローラ１４にへこみや傷ができた場合でも、画像への影響を防止するためである。
【００２６】
また、図８に示すように、第二の加圧部材２２が加圧する部分が、現像ローラ１１の樹脂コーティング部１１ａと非樹脂コーティング部１１ｂとの境界に当接する部分を含むよう第二の加圧部材２２を配置することが好ましい。このような配置にすることで、直接段差１１ｃへ当接する部分の規制ローラ１４を押圧できるので、より効果的に段差１１ｃの影響を排除した良好な当接状態が得られる。
【００２７】
このように、第二の加圧部材２２を設けて段差１１ｃの近傍に当接する規制ローラ１４を加圧するものは、第一の加圧部材のみで加圧力を大きくしたものに比べ、現像装置全体のトルクの増加を小さく抑えることができる。また、当接圧についてのみ考えれば、第一の加圧部材１９を設けず、第二の加圧部材２２のみで加圧することも可能である。しかしながら、第二の加圧部材２２は規制ローラ１４表面を直接加圧するため、加圧力が大きいと規制ローラ１４のへこみや傷を誘発しやすいため、実際は困難である。
【００２８】
また、図９に示すように、第二の加圧部材２２はパイル状のポリ四フッ化エチレンであるテフロン（登録商標）パイル２３を介して、規制ローラ１４を押圧するようにすることが好ましい。テフロンパイル２３は表面摺動制にすぐれるため、規制ローラ１４のへこみや傷の発生を防ぐ効果がある。
【００２９】
以上述べたように、本実施形態のプリンタによれば、耐久性の優れた現像ローラを用いた一成分現像装置であって、低トルクで、トナー漏れのない現像装置およびこれを用いた画像形成装置を得ることができる。
また、第二の加圧部材２２による加圧力が、第一の加圧部材１９による加圧力より小さくなるようにする。これは、第二の加圧部材２２は規制ローラ１４表面を直接加圧するため、加圧力が大きいと、規制ローラ１４のへこみや傷を誘発しやすい。そこで、第一の加圧部材１９による加圧を主とし、第二の加圧部材２２による加圧を補助的なものとすることで、規制ローラ１４のへこみや傷を防止することができる。
また、第二の加圧部材２２が加圧する部分が、現像ローラ１１の非画像領域に当接する領域の規制ローラ１４となるよう、第二の加圧部材２２を配置する。これにより、万が一、規制ローラ１４にへこみや傷ができた場合でも、画像への影響を防止することができる。
また、第二の加圧部材２２が加圧する部分が、現像ローラ１１の樹脂コーティング部１１ａと非樹脂コーティング部１１ｂとの境界に当接する部分を含むものとする。これにより、直接段差１１ｃへ当接する部分の規制ローラ１４を押圧できるので、より効果的に段差１１ｃの影響を排除した良好な当接状態が得られる。
また、第二の加圧部材２２はパイル状のポリ四フッ化エチレンであるテフロン（登録商標）パイル２３を介して規制ローラ１４の表面を加圧するようにする。テフロンパイル２３は表面摺動制にすぐれるため、第二の加圧部材２２による規制ローラ１４表面のへこみや傷の発生を防ぐ効果がある。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、耐久性の優れた現像剤担持体を用いた一成分現像装置であって、低トルクで、トナー漏れのない現像装置およびこれを用いた画像形成装置を得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るプリンタの構成概略図を示す正面図。
【図２】現像装置の概略構成を示す断面図。
【図３】現像装置の現像ローラの樹脂コーティング部と端部シールとの位置関係の説明図。
【図４】現像ローラの端部シールの配置を示す断面図。
【図５】現像ローラの端部シールの配置を示す斜視図。
【図６】端部シールの配置を示す現像容器側板の斜視図。
【図７】樹脂コーティング部と非樹脂コーティング部との段差の説明図。
【図８】第一加圧部材と第二加圧部材の概略構成図。
【図９】規制ローラを現像ローラへ押圧する第二の加圧部材の変形例。
【符号の説明】
１　　感光体ベルト
３　　帯電器
４　　光書き込みユニット
５Ｂｋ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ　　現像装置
６　　中間転写ベルト
７　　感光体クリーニング装置
１０　　現像容器
１１　　現像ローラ
１１ａ　　樹脂コーティング部
１１ｂ　　非樹脂コーティング部
１１ｃ　　段差
１２　　トナー供給ローラ
１３　　トナー規制ブレード
１４　　規制ローラ
１４ａ　　規制ローラの端部表面
１４ｂ　　規制ローラの軸部
１５　　入口シール
１６　　規制ローラクリーニングブレード
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ　　搬送パドル
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ　　トナー収容部
１９　　第一の加圧部材
２０　　端部シール
２２　　第二の加圧部材
２３　　テフロンパイル
４０　　給紙カセット
４１　　手差しトレイ
４２　　搬送ローラ対
４３　　紙転写ローラ
４４　　定着ローラ
５０　　カム
【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】
2004045734.tif 000008
【図７】
2004045734.tif 000009
【図８】
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【図９】
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