(57)【要約】【課題】著しい画像品位不良の原因となるインク吐出よれにより発生する白スジを防ぐインクジェット記録装置を廉価に提供する。【解決手段】複数のインク吐出ノズルを配列してなるプリントヘッドと被記録材とを、相対的に移動し、インク吐出ノズルより画像情報に基づいてインク滴を吐出して、被記録材に画像記録を行うインクジェット記録装置において、有色インクを吐出する有色インク吐出手段と、前記有色インクと相溶性の無い処理液を吐出する処理液吐出手段と、前記有色インクの着弾位置情報に基づき、前記処理液を吐出するか否かを判断する判断手段とを備え、前記処理液吐出手段は、前記判断手段が処理液を吐出すると判断した場合に、前記被記録材上の有色画素を形成すべき位置である理想着弾位置の近傍に、前記処理液の液滴を付与することを特徴とする。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインク吐出ノズルを配列してなるプリントヘッドと被記録材とを、相対的に移動し、インク吐出ノズルより画像情報に基づいてインク滴を吐出して、被記録材に画像記録を行うインクジェット記録装置において、
有色インクを吐出する有色インク吐出手段と、
前記有色インクと相溶性の無い処理液を吐出する処理液吐出手段と、
前記有色インクの着弾位置情報に基づき、前記処理液を吐出するか否かを判断する判断手段とを備え、
前記処理液吐出手段は、前記判断手段が処理液を吐出すると判断した場合に、前記被記録材上の有色画素を形成すべき位置である理想着弾位置の近傍に、前記処理液の液滴を付与することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記着弾位置情報は、前記理想着弾位置からのズレ量およびズレ方向であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記有色インクと相溶性の無い処理液が無色であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記有色インクが水性インクであり、前記処理液が疎水性であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記有色インクが疎水性インクであり、前記処理液が水性であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
複数のインク吐出ノズルを配列してなるプリントヘッドと被記録材とを、相対的に移動し、インク吐出ノズルより画像情報に基づいてインク滴を吐出して、被記録材に画像記録を行うインクジェット記録装置において、
色材を含むアニオン性若しくはカチオン性の水性有色インクを吐出する有色インク吐出手段と、
前記有色インクと同じ極性に表面が帯電している微粒子を分散状態で含む処理液の液滴を吐出する処理液吐出手段と、
前記有色インクの着弾位置情報に基づき、前記処理液を吐出するか否かを判断する判断手段とを備え、
前記処理液吐出手段は、前記判断手段が処理液を吐出すると判断した場合に、前記被記録材上の有色画素を形成すべき位置である理想着弾位置の近傍に、前記処理液の液滴を付与することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記着弾位置情報は、前記理想着弾位置からのズレ量およびズレ方向であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記有色インクと相溶性の無い処理液が無色であることを特徴とする請求項６または７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記インクジェット記録ヘッドは、インクに熱を付与することで気泡を発生させ該気泡の発生に基づきインクを吐出させることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記インク吐出ノズルから吐出された前記インクの着弾状態または吐出状態を検知する手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
複数のインク吐出ノズルを配列してなるプリントヘッドと被記録材とを、相対的に移動し、インク吐出ノズルより画像情報に基づいてインク滴を吐出して、被記録材に画像記録を行うインクジェット記録方法において、
有色インクを吐出する有色インク吐出ステップと、
前記有色インクと相溶性の無い処理液を吐出する処理液吐出ステップと、
前記有色インクの着弾位置情報に基づき、前記処理液を吐出するか否かを判断する判断ステップとを備え、
前記処理液吐出ステップは、前記判断ステップにおいて、処理液を吐出すると判断された場合に、前記被記録材上の有色画素を形成すべき位置である理想着弾位置の近傍に、前記処理液の液滴を付与する処理を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１２】
複数のインク吐出ノズルを配列してなるプリントヘッドと被記録材とを、相対的に移動し、インク吐出ノズルより画像情報に基づいてインク滴を吐出して、被記録材に画像記録を行うインクジェット記録方法において、
色材を含むアニオン性若しくはカチオン性の水性有色インクを吐出する有色インク吐出ステップと、
前記有色インクと同じ極性に表面が帯電している微粒子を分散状態で含む処理液の液滴を吐出する処理液吐出ステップと、
前記有色インクの着弾位置情報に基づき、前記処理液を吐出するか否かを判断する判断ステップとを備え、
前記処理液吐出ステップは、前記判断ステップにおいて、処理液を吐出すると判断された場合に、前記被記録材上の有色画素を形成すべき位置である理想着弾位置の近傍に、前記処理液の液滴を付与する処理を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着色材を含有するインクを用いて画像記録を行うインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関する。特に、インクの吐出口を集積配列配置してなるマルチノズルタイプのインクジェットプリントヘッドを用いるインクジェット記録装置および記録方法や、ヘッドの不良状態を検知し、補正した画像を印字する記録装置および記録方法に関する。
【０００２】
本発明は、紙や布、革、不織布、ＯＨＰ用紙等、さらには金属などの被プリント媒体を用いる機器すべてに適用可能である。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や工業用生産機器等を挙げることができる。
【０００３】
【従来の技術】
複写装置や、ワードプロセッサ、コンピュータ等の情報処理機器、さらには通信機器の普及に伴い、それらの機器の画像形成（記録）のための出力装置の一つとして、インクジェット方式によりデジタル画像の記録を行うインクジェット記録装置が急速に普及している。図１０に従来の記録装置の一例を示す。このような記録装置においては、記録速度の向上のため、複数のインク吐出ノズルを集積配列してなる記録ヘッドとして、インク吐出口および液路、そして電気熱変換体や電気振動体等のインクジェット駆動素子を複数集積したものを用いている。
【０００４】
インクジェット記録方式は、記録液であるインクを飛翔液滴として紙等の記録媒体に着弾させてドット記録を行うもので、非接触方式であるために低騒音である。また、インク吐出ノズルの高密度化によって高解像度化・高速記録化が可能であり、さらに普通紙等の記録媒体に対しても現像や定着などの格別な処理を要せず、低価格で高品位な画像を得ることが可能であることから、近年ではその用途が広く普及しつつある。特に、オンデマンド型のインクジェット記録装置は装置自体の小型化、簡略化が可能なことから、将来の需要について有望視されている。さらに、高画質化と高速化が益々要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法においては、以下のような種々の課題がある。
【０００６】
複数のインク吐出ノズルを集積配列してなる記録ヘッドを用いる場合、記録ヘッドの製作工程時において、記録ヘッドの吐出ノズルの形状や電気熱変換体や電気振動体等のインクジェット駆動素子の性能の僅かな違いが生じるため、各吐出ノズルから吐出される液滴の吐出方向が各吐出ノズル毎にばらついてしまう、いわゆる吐出よれが生じてしまうことがあった。また、インクミストや紙紛による吐出ノズル付近の汚れや、吐出ノズル内方への気泡や塵芥の混入によって、ある一つの若しくは複数の吐出ノズルが、他の正常な吐出ノズルからの吐出と、著しく異なる状態でインクを吐出した場合、吐出された液滴の吐出方向が他の吐出ノズルにより吐出された液滴の吐出方向と著しく異なってしまうことがあった。このような場合には、白スジが画像上に発生し、著しく画像品位が損なわれていた。
【０００７】
特に、インクに熱を付与することで気泡を発生させ、インクを吐出させるバブルジェット（登録商標）方式もしくはサーマルインクジェット方式のインクジェット吐出ノズルでは、稀に熱により発生するコゲが吐出ノズル付近に堆積することがあり、画像上の白スジ発生による画像品位悪化が経時的に変化することもあった。
【０００８】
一方、画像品位を優先した印字方法として、複数のパスで、印字を完成するいわゆるマルチパス印字方式においては、吐出不良ノズルが発生した場合には、相互に補完する吐出ノズルで、吐出不良ノズルの代替を行う方法などが提案されているが、上述のマルチパス印字方式では、印字時間がその分多くかかってしまうという問題があった。
【０００９】
また各吐出ノズルの吐出よれが少なくなるように、記録ヘッド製作時の製造公差を厳しくするという対策方法もあるが、多数の吐出口を具えた記録ヘッドの場合、製造コストが著しく上昇し、ユーザへの負担が大きくなってしまうという問題があった。
【００１０】
さらに画像上の白スジ発生による画像品位悪化が経時変化に対して、よれが大きくなる度に新品の記録ヘッドに交換するという対策方法があるが、この方法にはランニングコストの上昇と、記録ヘッドの交換作業の発生による印字スループットの低下という問題があった。
【００１１】
このように従来のインクジェット記録方法には、上記のような課題がある。今後、インクジェット記録装置に必要なことは、更なる高画質化に加え、高速化、低コスト化を同時に実現することである。そのために上記のような課題を解決することが必要である。
【００１２】
本発明は上記種々の課題に鑑みてなされたものであり、不良ノズルが生じた場合でも、白スジをはじめとする画像品位の低下を伴わない、スムーズなグラデーションを表現可能としたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録装置または記録方法は、複数のインク吐出ノズルを配列してなるプリントヘッドと被記録材とを、相対的に移動し、インク吐出ノズルより画像情報に基づいてインク滴を吐出して、被記録材に画像記録を行うインクジェット記録装置または記録方法において、有色インクを吐出する有色インク吐出手段またはステップと、前記有色インクと相溶性の無い処理液を吐出する処理液吐出手段またはステップと、前記有色インクの着弾位置情報に基づき、前記処理液を吐出するか否かを判断する判断手段またはステップとを備え、前記処理液吐出手段またはステップは、前記判断手段またはステップが処理液を吐出すると判断した場合に、前記被記録材上の有色画素を形成すべき位置である理想着弾位置の近傍に、前記処理液の液滴を付与することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のインクジェット記録装置または記録方法は、複数のインク吐出ノズルを配列してなるプリントヘッドと被記録材とを、相対的に移動し、インク吐出ノズルより画像情報に基づいてインク滴を吐出して、被記録材に画像記録を行うインクジェット記録装置または記録方法において、色材を含むアニオン性若しくはカチオン性の水性有色インクを吐出する有色インク吐出手段またはステップと、前記有色インクと同じ極性に表面が帯電している微粒子を分散状態で含む処理液の液滴を吐出する処理液吐出手段またはステップと、前記有色インクの着弾位置情報に基づき、前記処理液を吐出するか否かを判断する判断手段またはステップとを備え、前記処理液吐出手段またはステップは、前記判断手段またはステップが処理液を吐出すると判断した場合に、前記被記録材上の有色画素を形成すべき位置である理想着弾位置の近傍に、前記処理液の液滴を付与することを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記着弾位置情報は、前記理想着弾位置からのズレ量およびズレ方向であってもよい。
【００１６】
また、前記有色インクと相溶性の無い処理液が無色であってもよい。
さらに、前記有色インクが水性インクであり、前記処理液が疎水性であってもよい。
さらにまた、前記有色インクが疎水性インクであり、前記処理液が水性であってもよい。
【００１７】
以上において、前記インクジェット記録ヘッドは、インクに熱を付与することで気泡を発生させ該気泡の発生に基づきインクを吐出させることができる。
また、前記インク吐出ノズルから吐出された前記インクの着弾状態または吐出状態を検知する手段またはステップをさらに有することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に基づく実施形態の記録装置の構成について説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の記録装置の外観を示す斜視図である。この記録装置は、被記録材１２がセットされる給紙トレイ１と、印刷され、排紙された被記録材１２を受ける排紙トレイ２を備えている。
【００２０】
図２は、この記録装置内の主要な構成を示す模式図である。記録装置内には、図示していない通紙モータによって回転駆動され被記録材１２を給紙トレイ１から排紙トレイ２へと搬送する搬送ベルト１１および搬送ローラ１３，１４が設けられている。
【００２１】
図２に示すようにこの記録装置は処理液と有色インク用のフルマルチプリントヘッドをそれぞれ備えている。各フルマルチプリントヘッドは被記録材１２の通紙方向の上流側から処理液吐出手段である処理液用フルマルチプリントヘッド、有色インク吐出手段である有色用フルマルチプリントヘッドの順番に配置されている。各色のインクは、図示されていない処理液タンクおよびインクタンクから、図示していないフレキシブルな処理液管およびインク管により各色インク用のプリンタヘッドにそれぞれ供給されている。
【００２２】
本実施形態で用いられる有色インクと処理液は、水性インクと無色疎水性インク、もしくは疎水性インクと無色水性インク、もしくはカチオン性色材を含む水性インクとカチオン性樹脂を含む無色水性インク、もしくはアニオン性色材を含む水性インクとアニオン性樹脂を含む無色水性インクの組み合わせの中から選択される。なお、ここで言う水性インクとは色材を溶かす溶剤が主に水であり、一部、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、尿素などの溶剤と親水性色材（染料もしくは親水化処理された顔料）が混合されているものをいう。
【００２３】
また、無色疎水性インクは疎水基を多く持ち基本的に水と混合しない有機溶剤を含んでいる。有機溶剤としては、ベンゼル、キシレン、ブタノール、ペンタノール、などを用いる。
【００２４】
また、無色水性インクは水とジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、尿素などの溶剤が混合されているものをいう。
【００２５】
また、無色疎水性インクは疎水基を多く持ち基本的に水と混合しない有機溶剤と顔料を含んでいる。有機溶剤としては、ベンゼル、キシレン、ブタノール、ペンタノール、などを用いる。
【００２６】
図３は図２のプリントヘッド部分の、被記録材側から見た拡大図である。図３に示すように各フルマルチプリントヘッドの被記録材側には図示していないインクジェット駆動素子とノズル２０が等間隔で配列されている。その数はＡ３サイズの被記録材に記録できる記録装置では、処理液用フルマルチプリントヘッドで１４０３３個、有色インク用フルマルチプリントヘッドで１４０３１個である。
図４は、各ノズルの配置を示す模式図である。図４において括弧の内の２つの数字は矢印で示されたノズルのノズル番号を示す。すなわち最初の数字は吐出する液滴の種類を表し（処理液用ノズルでは０、有色用ノズルではヘッド数に応じて、１、２、３、４・・・等）、二つ目の数字はプリントヘッドの一端からの配列順をあらわす。
【００２７】
図５は、本発明の記録装置の制御系の構成の一例を示すブロック図である。図５において、３１はプリントデータ入力部、３２は操作部、３３は各種処理・判断を行うＣＰＵ部、３４は各種データを記憶する記憶媒体、３４ａは主に被記録材の種類に関する情報、３４ｂはプリントヘッドから吐出されたインク液滴の着弾精度に関する情報であるＹよれデータＹ（１〜１４０３１）を、３４ｃは各種制御プログラム群を示している。ここでＹよれデータＹ（１〜１４０３１）とは吐出されたインク液滴が被記録材１２に着弾した場所と理想着弾場所のズレ（この場合のズレとは被記録材１２の搬送方向と直角の方向のズレ量を示す）を示しており、ズレがあらかじめ設定されている閾値（ノズルピッチ若しくは記録解像度の１０％、より好ましくは２５％、さらに好ましくは５０％）より大きく、かつノズル番号の小さいノズル側にズレていれば−１を、またあらかじめ設定されている閾値より大きく、かつノズル番号の大きいノズル側にズレていれば＋１をとる。さらに、３５はＲＡＭ、３６はプリントデータ処理部、３７は画像出力を行う画像記録部、３８は各種データを転送するバス部である。
【００２８】
詳述すると、３１はパーソナルコンピュータのハードディスク等に保存されている多値プリントデータを入力するプリントデータ入力部、３２は各種パラメータの設定および印字開始を指示する各種キーを備えている操作部、３３は記憶媒体中の各種プログラムに従って本記録装置全体を制御するＣＰＵである。３４は制御プログラムやエラー処理プログラムに従って本記録装置を動作させるためのプログラムとプリントヘッドの着弾位置情報などを格納している記憶媒体である。
【００２９】
次に着弾位置情報の作成について説明する。まず図１の装置を用いて、たとえば図６にあるようなパターン（階段パターンと濃度均一なベタパターン）を印字する。階段パターンは、たとえば８ノズルおきに各ノズルから、連続もしくは非連続にインク液滴を吐出させ短い直線を印字したものでよく、必要なノズル分を行う。この階段パターンを利用すると、ノズルから吐出され着弾したインクドットが、所望の記録マトリックスに対して、図の左右方向に、いくらズレて着弾されているかを、知ることができる。具体的には、この印字物（階段チャート）を、インクの着弾状態または吐出状態を検知する手段としての、例えば、不図示のセンサーを用いて、走査読取し、何μｍ理想的な着弾位置からズレているかを知り、着弾位置情報を作成する。また、センサーを用いずに目視判断したり実測して、ノズルの情報を着弾位置情報として作成し、プリント装置に入力してもよい。このノズルデータをプリントヘッド毎に用意する。ノズルの理想着弾位置は、たとえば、あらかじめ正確な理想の階段チャートをコンベンショナルな印刷あるいは銀塩写真をもちいて作成し、たとえばそのうえに印字し、理想の記録マトリックスからのよれ量を測定しても良いし、あるいは、印字した階段チャートを不図示のスキャナで読み取り、記録マトリックスの位置を各ノズルの位置を勘案しつつ、チャートとのズレを算出してもかまわない。さらにベタチャートは市松模様でかまわないが記録濃度が均一に印字できるパターンを用意し印字する。実際に不良ノズルがあるヘッドを用いてワンパスで印字するとスジむらが発生する。プリントヘッドの有する複数のノズルのうち、着弾位置が、所望の記録マトリックスから逸脱するノズルがある場合には、それらのノズルの位置と、そのズレの程度に関する情報を知ることができる。
【００３０】
次に画像形成時における前記ＣＰＵによるノズルの制御方法を図７の処理チャートに沿って説明する。なお、簡単のため、以下の実施例については、有色インク用ヘッドが１つである場合について説明する。
【００３１】
印刷ＪＯＢが投入されると、Ｓｔｅｐ０においてＣＰＵは記憶媒体からノズルＹよれデータＹ（１〜１４０３１）を取得する。
【００３２】
Ｓｔｅｐ１では、ＣＰＵは、各ノズルの吐出フラッグＦ（０，１〜１４０３３），Ｆ（１，１〜１４０３１）をＯＦＦ（＝０）にする。
【００３３】
Ｓｔｅｐ２では、ＣＰＵは、入力された画像データに応じて吐出するノズルのフラッグＦ（１，１〜１４０３１）をＯＮ（＝１）にする。
【００３４】
Ｓｔｅｐ３ではフラッグＦ（１，ｙ）の値により以降の処理を選択する。すなわちＦ（１，ｙ）＝１であればＳｔｅｐ４に進む。Ｆ（１，ｙ）＝０であれば引き続き全てのＦ（１，ｙ）の判断が終わるまでＳｔｅｐ３を繰り返す。
【００３５】
Ｓｔｅｐ４では、着弾位置情報を基に、どのように処理液を付与するか、あるいは、処理液を付与しないかを判断する。すなわち、ＹよれデータＹ（ｙ）を基に処理液用ノズルの吐出フラッグＦ（０，ｙ）とＦ（０，ｙ＋２）の値を設定する。具体的には、Ｙ（ｙ）＝−１であればＳｔｅｐ５に進みＦ（０，ｙ）＝１としＳｔｅｐ７に進む。またＹ（ｙ）＝１であればＳｔｅｐ６に進みフラッグＦ（０，ｙ＋２）＝１としＳｔｅｐ７に進む。Ｙ（ｙ）＝０であれば何もせずにＳｔｅｐ７に進む。
【００３６】
Ｓｔｅｐ７では全てのノズルに対し処理が行われているか判断し、処理が行われていなければＳｔｅｐ３に戻る。処理が済んでいればＳｔｅｐ８に進む。
【００３７】
Ｓｔｅｐ８ではフラッグＦ（０，ｙ）＝１である処理液用ノズル（０，ｙ）の吐出を行いＳｔｅｐ９に進む。
【００３８】
Ｓｔｅｐ９では被記録材を１行分（２画素分）搬送しＳｔｅｐ１０に進む。
【００３９】
Ｓｔｅｐ１０ではフラッグＦ（１，ｙ）＝１である有色インク用ノズル（１，ｙ）の吐出を行いＳｔｅｐ１１に進む。
【００４０】
Ｓｔｅｐ１１では被記録材を１行分（２画素分）搬送しＳｔｅｐ１２に進む。
【００４１】
Ｓｔｅｐ１２では画像形成が完成したか判断し、未完成であればＳｔｅｐ１に戻り、完成であれば処理を終了する。
【００４２】
なお、有色インク用ヘッドが複数有る場合には、有色インク用ヘッドに応じて被記録材の搬送距離を変更して、同様なステップを対応する有色インク用ヘッド毎に繰り返す。
【００４３】
この結果形成される画素について図８と図９を用いて説明する。図８は被記録紙の断面方向から見た画素形成過程を示す模式図、図９は被記録材表側から見た浸透後の有色インク液滴の模式図である。Ｓｔｅｐ１１で吐出されたＹよれを起こす有色インク液滴１８は理想着弾位置１９からよれ、Ｓｔｅｐ９により吐出され処理液滴１７上に着弾する。有色インク液滴は処理液と相溶性が無いため処理液の液滴にはじかれ、理想着弾位置１９付近に浸透する。その結果、図９に示すように画素は理想着弾位置付近に形成される。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に基づくプリント装置は着弾位置情報に基づき有色画素を形成する個所の近傍に、有色インクと相溶性の無い処理液の液滴を付与するため、有色インク用ノズルがよれを起こしても、高画質な画像を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく記録装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例に基づく記録装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に基づく記録装置のプリントヘッドを、被記録材側から見た拡大図である。
【図４】本発明に基づく記録装置のノズル配置を説明するための模式図である。
【図５】本発明に基づく記録装置の制御系の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】不良ノズルを検知する階段チャートの一例を示す図である。
【図７】本発明に基づく記録装置のプリント制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】被記録紙の断面方向から見た画素形成過程を示す模式図である。
【図９】被記録材上に形成された画素を示した模式図である。
【図１０】従来のフルマルチタイプのプリントヘッドをもちいた記録装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　　給紙トレイ
２　　　排紙トレイ
１１　　搬送ベルト
１２　　被記録材
１３　　搬送ローラ
１４　　搬送ローラ
１６　　フルマルチプリントヘッド
１７　　処理液液滴
１８　　有色インク液滴
１９　　理想着弾位置
２０　　ノズル
３１　　プリントデータ入力部
３２　　操作部
３３　　ＣＰＵ
３４　　記憶媒体
３５　　ＲＡＭ
３６　　画像処理部
３７　　プリント部
３８　　パス
【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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