(57)【要約】【課題】印字モードによって温調方法を切り替えることによってより高速・高画質の印字を両立する。【解決手段】印字モードが写真のような高画質の印字を行うモードの場合には、温調をしないかあるいは比較的低い温度で温調をする、。一方テキストのような高速で印字を行うモードでは、より高い温度で温調をする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
インクを吐出するための記録ヘッドと
前記記録ヘッド内のインクを加熱し、該加熱によってインクに生じる気泡に基づきインクを吐出させる事が可能な加熱手段と、
前記記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段と、
印字モードに応じて、前記加熱手段による前記記録ヘッドの温度制御（温調）方法を変える手段を備えることを特徴とする、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記印字モードに応じた温調方法は、高画質で印字を行うモードにおいては、温調を行わないかあるいは比較的低い温度で温調を行い、高速で印字を行うモードにおいては、より高温で温調を行うことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記ヘッド温調のための加熱手段は、吐出に至らない加熱を含む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４】
前記高速印字モードにおけるヘッド温調は、印字中に印字に使用されないヘッドを加熱し、熱伝導により行われ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５】
前記記録ヘッドは、インクを吐出するための複数の記録素子基板が同一のプレート上に並んでい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６】
被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット装置において、
インクを吐出するための記録ヘッドと、
前記記録ヘッド内のインクを加熱し、該加熱によってインク中に生じる気泡に基づきインクを吐出させる事が可能な第１の加熱手段（吐出用ヒータ）と、
前記第１の加熱手段とは別に、前記第１の加熱手段と同一基板上にあり、前記記録ヘッドを加熱する第２の加熱手段（サブヒータ）と、
前記記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段と、
印字モードに応じて、前記第２の加熱手段による前記記録ヘッドの温度制御（温調）方法を変える手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記印字モードに応じた温調方法は、高画質で印字を行うモードにおいては、温調を行わないかあるいは比較的低い温度で温調を行い、高速で印字を行うモードにおいては、より高温で温調を行うことを特徴とする、請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記高速印字モードにおけるヘッド温調は、印字中に印字に使用されないヘッドを加熱し、熱伝導により行われ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９】
前記記録ヘッドは、インクを吐出するための複数の記録素子基板が同一のプレート上に並んでい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置の制御方法に関することである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の記録要素を備えた記録ヘッドを用いて印字を行う装置の一例として、複数の同一な吐出口を有するインクジェットヘッド記録装置が知られている。
インクジェット記録方式において、インクの吐出安定性や吐出量を一定に保つためには、インクの温度が非常に重要なパラメータである。すなわち、インクの粘度や表面張力などの物性は、温度によって変化しそれによって吐出状態も変化する。特に低温環境ではインク粘度が高いため、吐出が不安定になり印字品位の低下を招くことがある。そこで、装置においては、印字開始時にインクを一定の温度まで加熱する場合がある。そのための構成として、記録ヘッドの内部や外部にヒータを設けることが多い。また、一定時間吐出が行われないような場合では、吐出口付近の水分蒸発によってインク粘度が上昇して、吐出再開後の吐出状態の悪化（発一現象）は避けられない。そのために、印字途中あるいは次の印字を開始する前に、印字場所以外で正常な吐出が行えるようになるまで、一定量のインクを吐出させる回復操作（予備吐）を行っている。印字途中で回復操作が行われている間は、印字が中断されるためその結果として印字速度が落ちてしまう。少しでも回復操作を少なくするために、ヘッドの温調を行い発一性がよくなるようにインクの温度制御をする方法がある。
【０００３】
インクの温度制御のためには、ヘッド内部に、インクを加熱することによってインク中に生じる気泡に基づきインクを吐出させる吐出用ヒータと、さらに吐出用のヒータが設けられているのと同一基板上に、吐出用ヒータとは別に保温用ヒータ（サブヒータ）等の加熱源が設けられている場合がある。これによりインクを直接的あるいは間接的に加熱する構成が提案されている。
【０００４】
インクジェット記録装置においては、上記吐出用ヒータも加熱源になり、その際の制御方法は、記録ヘッドの温度を検出し所定の温度になるまで発泡しない程度のパルス幅（短パルス）で駆動を行い、所定の温度以上になったら、駆動を中断するということを繰り返すものである。
【０００５】
また、上記サブヒータを用いてインクを一定の温度に制御する方法としては、例えばインクの温度（ヘッド温度）を直接的あるいは間接的に検出し、所定の温度になるまでサブヒータに通電することにより駆動し、所定の温度以上になったら通電を中断し、その後ある温度以下になったら再び通電するような方式がある。
【０００６】
さらに、上記サブヒータおよび吐出用ヒータを併用する構成も提案されている。これは、ある一定温度になるまでは、吐出用のヒータを用いて加熱を行い、その温度以上になったら目標温度まではサブヒータによる加熱に切り替えて、その後は一定の温度を保つようにサブヒータによる加熱を行うというものである。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者らは、テキストのような黒文字を印字するような場合はより早く、写真のような高品位な画像を印字する場合には、よりきれいに印字することを課題としてとらえた。
【０００７】
具体的には、高速で印字を行うモードにおいては、回復操作の回数を少なくすることが実質的な印字速度の向上につながる。一方、高画質の印字を行うモードにおいては、より高精細な印字を行うためにドット径を小さくすることが好ましい。本発明は、これらの問題をシステムとして解決すべき技術課題として捉えたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、インクを吐出するための記録ヘッドと、前記記録ヘッド内のインクを加熱し、該加熱によってインクに生じる気泡に基づきインクを吐出させる事が可能な加熱手段と、前記記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段と、印字モードに応じて、前記加熱手段による前記ヘッドの温度制御（温調）方法を変える手段を備え、高画質で印字を行うモードにおいては、温調を行わないかあるいは比較的低い温度で温調を行い、高速で印字を行うモードにおいては、より高温でヘッドの温調を行うことを特徴とするものである。また前記高速で印字を行うモードにおける温調方法は、好ましくは印字に使用されないヘッドを加熱することにより、熱伝導によって印字に使用されるヘッドの温調を行うものとする。
【０００９】
また、本発明は被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット装置において、インクを吐出するための記録ヘッドと、前記記録ヘッド内のインクを加熱し、該加熱によってインク中に生じる気泡に基づきインクを吐出させる事が可能な第１の加熱手段（吐出用ヒータ）と、前記第１の加熱手段とは別に、前記第１の加熱手段と同一基板上にあり前記記録ヘッドを加熱する第２の加熱手段（サブヒータ）と、前記記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段と、印字モードに応じて、前記第２の加熱手段による前記記録ヘッドの温度制御（温調）方法を変える手段を備え、高画質で印字を行うモードにおいては、温調を行わないかあるいは比較的低い温度で温調を行い、高速で印字を行うモードにおいては、より高温でヘッドの温調を行うことを特徴とするものである。また前記高速で印字を行うモードにおける温調方法は、好ましくは印字に使用されないヘッドを加熱することにより、熱伝導によって印字に使用されるヘッドの温調を行うものとする。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、印字モードに応じてヘッドの温調制御方法を変えることによって、高速かつ高画質の印字を行うことができる。より詳細な作用については、以下に述べる実施例中で明らかにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。本実施形態における記録動作機構としては、記録媒体Ｐを装置本体内へと自動的に給紙する自動給紙部１００と、自動給紙部から１枚ずつ送出される記録媒体Ｐを所望の印字位置へと導くとともに、印字位置から排紙部１１０へと記録媒体Ｐを導く搬送部１２０と、搬送部に搬送された記録媒体Ｐへ所望の印字を行う記録部と、前記記録部などに対する回復操作を行う回復部２００とから構成されている。
【００１２】
記録部は、キャリッジ軸３００によって移動可能に支持されたキヤリッジ３１０と、このキャリッジ３１０に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨとからなる。
【００１３】
図２は図１に示すインクジェット記録装置のキャリッジ３１０に搭載可能なヘッドカートリッジＨの一構成例を示す。本例に係るヘッドカートリッジＨは、インクをノズルから吐出させる記録ヘッド４００と、インクを貯蔵し、記録ヘッド４００にインクを供給するインクタンク４１０有している。ここに示す記録カートリッジＨでは、インクタンクとして、例えばブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、淡シアン（ＰＣ）、淡マゼンタ（ＰＭ）６色の各色独立のインクタンクが用意されており、それぞれが記録ヘッド４００に対して脱着自在となっている。
【００１４】
そして、前記記録ヘッド４００は、図３の分解斜視図に示すように、記録素子基板４２０、第１のプレート４３０、電気配線基板４４０、第２のプレート４５０、タンクホルダー４６０、流路形成部材４７０から構成されている。
【００１５】
各色のインクを吐出する記録素子基板４２０は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を材料とする第１のプレート４３０上に接着固定されており、ここには前記記録素子基板４２０にインクを供給するためのインク供給口４３１が形成されている。さらに、第１のプレートには、開口部を有する第２のプレート４５０が接着固定されており、この第２のプレート４５０は、インクを吐出するための電気信号を印加する電気配線基板４４０と記録素子基板４２０が電気的に接続されるように電気配線基板４４０を保持している。
【００１６】
一方、前記インクタンク４１０を脱着可能に保持するホルダー４６０には、流路形成部材４７０が超音波溶着され、インクタンク４１０から第１のプレート４３０にわたるインク流路４６１を形成している。
【００１７】
図４は、図３に示す記録素子基板４２０において一色あたりの吐出口付近の構造を示す部分破断斜視図である。図４において、４２１はインクを加熱するためのヒータである。また、ヒータ４２１と同一基板上にサブヒータ（不図示）がある。４２２はインク吐出口、４２３は素子基板、４２４はインクタンク４１０から供給されるインクのインク供給口、４２５はインク吐出口４２２が設けられている吐出口プレート、４２６は各インク吐出口へのインク流路を形成する流路壁、４２７は樹脂被膜層、４２８はヘッドの温度を検出する温度センサである。
【００１８】
本発明で用いた１色あたりの記録素子基板は、解像度１２００ｄｐｉ、駆動周波数２２ｋＨｚで２５６の吐出口を有しており、上記記録素子基板が６色ぶん第１のプレート４３０上に並べられている。
【００１９】
図５は上記インクジェット記録装置における制御系の構成例を示すブロック図である。
【００２０】
ここで、５００は主制御部をなすコントローラであり、後述される印字モードの判定部５０１や、判定された印字モードに応じて温調方法を切り替える手段５０２を有する。５１０は画像データの供給源をなすホスト装置であり、画像データその他コマンド、設定された印字モードの情報等はインターフェース５１１を介してコントローラと送受信される。
【００２１】
５２０は操作者による命令入力を受容するスイッチ群である。５３０は装置状態を検出するセンサ群である。
【００２２】
５４０は吐出用ヒータを駆動するためのヘッドドライバである。温度センサ１０Ａ，１０Ｂで検出された温度検出値はコントローラ５００に入力される。５５０はキヤリッジ３１０を主走査方向に移動させるための主走査モータ、５５１はそのドライバである。５６０は副走査モータであり、記録媒体を搬送するために用いられる。５６１はそのドライバである。
【００２３】
（実施例１）
本実施例においては、図２に示すヘッドにおいて、入力画像に応じて、６色を使用する高画質印字モード、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色カラーあるいはモノクロによる高速印字モードのいずれかを選択し印字を行う。また印字に使用されるインクは、温度が高くなることによって発一性がよくなるような性質を持つ液体とした。
【００２４】
インクの実施例としては、例えば以下のような組成のものを用いた。なお、以下に示す各成分の量は、重量％濃度で表すものとする。
染料                                                    ３〜５重量％
ジエチレングリコール                                    ３０重量％
アセチレノールＥＨ（川研ケミカル製）                        １．０重量％
水                                                      残部
【００２５】
高画質印字モードでは、印字中の温調は行わないか、あるいは２５℃程度の比較的低い温度で温調を行う。また、高速印字モードでは、印字に使用されないＬＣおよびＬＭヘッドの短パルス加熱を行い、熱伝導によって印字に使用される４色あるいはＢｋヘッドを４０℃程度のより高い温度で温調を行う。
【００２６】
図６に本実施例の具体的な処理を示す。本実施例においては、印字開始命令が来ると温調がスタートし、所定の目標温度に達するとほぼ同時に印字をスタートさせる。ここで高速印字モードにおける第１目標温度を３５℃、第２目標温度を４０℃とし、また高画質印字モードにおける目標温度を２５℃とする。
【００２７】
まず、印字開始命令が来ると、図６に示すようにステップＳ１００で印字モードを判断する。ホスト装置上で高速印字モードが設定されていた場合、Ｓ１０１以降の処理を行い、高画質印字モードが選択されていた場合には、Ｓ１１１以降の処理を行う。
【００２８】
まず、高速印字モードの処理について説明する。
ステップＳ１０１、Ｓ１０２で印字用ヘッドの温度をモニターし、ヘッド温度が３５℃未満であれば、ステップＳ１０３で全ヘッドに対し吐出用ヒータを用いた短パルス駆動による加熱を行う。これによって速やかにヘッド温度は上昇する。
【００２９】
ステップＳ１０２で印字用ヘッド温度が３５℃になったらステップＳ１０４で印字用ヘッドの短パルス加熱を停止し、印字に使用されないＰＣおよびＰＭヘッドのみ引き続き短パルス加熱を行う。各色の記録素子基板は、同じプレート上にあるため、熱伝導によりＰＣ、ＰＭヘッドの熱が他の４ヘッドに伝わり、ヘッド温度はさらに上昇する。ステップＳ１０１でヘッド温度が４０℃以上であると判断されるとステップＳ１０５でＰＣ、ＰＭヘッドの短パルス加熱を停止し、ステップＳ１０６で印字を開始する。印字中はＰＣ、ＰＭヘッドの短パルス加熱による温調を行う。
【００３０】
印字中は一定時間間隔でＳ１０７以降の処理が行われるように制御される。まず、ステップＳ１０７で印字が終了されていないと判断すると、ステップＳ１０８で印字用ヘッドの温度をモニターする。モニターした値が４０℃未満になっていたらステップＳ１０９でＰＣ、ＰＭヘッドの短パルス加熱を行い、４０℃以上になったらステップＳ１１０で加熱を停止する。
【００３１】
次に高画質印字モードの処理を説明する。
ステップＳ１１１で印字用ヘッドの温度をモニターし、ヘッド温度が２５℃未満であれば、ステップＳ１１２で全ヘッドに対し吐出用ヒータを用いた短パルス駆動による加熱を行う。これによって速やかにヘッド温度は上昇する。ステップＳ１１１でヘッド温度が２５℃以上であると判断されるとステップＳ１１３でヘッドの短パルス加熱を停止し、ステップＳ１１４で印字を開始する。
【００３２】
印字中に温調をする場合は、一定時間でヘッドの温度をモニターし、Ｓ１１１以降の処理を行う。一方印字中の温調を行わない場合には、Ｓ１１５で印字終了命令が来るまで印字を続ける。
【００３３】
以上のような方法により、高速印字モードでは、温調により発一性が向上し回復操作の回数を減らすことができる。さらに、他ヘッドの短パルス加熱を行うことにより、短い時間で目標の温度に到達できるほか、制御回路の簡易化による処理速度の向上が図れる。
【００３４】
また、一般にインクジェットヘッドは、温度の上昇によって吐出量が増加する傾向があるため、高速印字モードにおいて上記のように高温で温調をすることは、吐出量が増加し、ドット径が大きくなるため、テキストなどのより濃度の高い印字を行うのに好ましいことである。一方高画質印字モードでは温調を行わないか、あるいは比較的低い温度で温調をすることによって、高速印字モードに対して吐出量を抑えてドット径を小さくすることにより、高精細な印字が可能となる。これによって、印字品位と印字速度の両方の向上を図ることができる。
【００３５】
（実施例２）
本実施例においても図２に示すヘッドにおいて、入力画像に応じて、６色を使用する高画質印字モード、Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色カラーあるいはモノクロによる高速印字モードのいずれかを選択し印字を行う。また印字に使用されるインクは、実施例１で例にあげたような、温度が高くなることによって発一性がよくなるような性質を持つ液体とした。
【００３６】
高画質印字モードでは、印字中の温調は行わないか、あるいは２５℃程度の比較的低い温度で温調を行う。また、高速印字モードでは、印字に使用されないＬＣおよびＬＭヘッドのサブヒータによる加熱を行い、熱伝導によって印字に使用される４色あるいはＢｋヘッドを４０℃程度のより高い温度で温調を行う。
【００３７】
本実施例の具体的な処理を図７に示す。本実施例においても、印字開始命令が来ると温調がスタートし、所定の目標温度に達するとほぼ同時に印字をスタートさせる。ここで高速印字モードにおける第１目標温度を３５℃、第２目標温度を４０℃とし、高画質印字における目標温度を２５℃とする。
【００３８】
まず、印字開始命令が来ると、図７に示すようにステップＳ２００で印字モードを判断する。ホスト装置上で高速印字モードが設定されていた場合、Ｓ２０１以降の処理を行い、高画質印字モードが選択されていた場合には、Ｓ２１１以降の処理を行う。
【００３９】
まず、高速印字モードの処理について説明する。
ステップＳ２０１、Ｓ２０２で印字用ヘッドの温度をモニターし、ヘッド温度が３５℃未満であれば、ステップＳ２０３で印字用ヘッドの短パルス加熱を行う。また、同時に、印字を行わないＰＣおよびＰＭヘッドに対しては、サブヒータによる加熱を開始する。
【００４０】
ステップＳ２０２でヘッド温度が３５℃になったらステップＳ２０４で印字用ヘッドの短パルス加熱を停止する。このとき印字に使用されないＰＣ、ＰＭヘッドは短パルス加熱をやめ、サブヒータによる加熱に切り替える。実施例１と同様すべてのヘッドは同じプレート上にあるため、熱伝導によりＰＣ、ＰＭヘッドの熱が他の４ヘッドに伝わり、ヘッド温度は上昇する。ステップＳ２０１で印字用ヘッドの温度が４０℃以上であると判断されるとＳ２０５でＰＣ、ＰＭヘッドの加熱を停止し、Ｓ２０６で印字を開始する。
【００４１】
印字中は一定の時間間隔でＳ２０７以降の動作が行われるように制御される。まず、ステップＳ２０７で印字が終了されていないと判断すると、ステップＳ２０８およびＳ２０９、Ｓ２１０でヘッド温度をモニターする。モニターした値が４０℃未満になっていたらステップＳ２０９でＰＣ、ＰＭヘッドのサブヒータによる加熱を行い、４０℃以上になったらステップＳ２１０で加熱を停止する。
【００４２】
次に高画質印字モードの処理を説明する。
ステップＳ２１１で印字用ヘッドの温度をモニターし、ヘッド温度が２５℃未満であれば、ステップＳ２１２で全ヘッドに対しサブヒータによる加熱を行う。これによってヘッド温度は上昇する。ステップＳ２１１でヘッド温度が２５℃以上であると判断されるとステップＳ２１３でヘッドの加熱を停止し、ステップＳ２１４で印字を開始する。
【００４３】
印字中に温調をする場合は、一定時間でヘッドの温度をモニターし、Ｓ２１１以降の処理を行う。一方印字中の温調を行わない場合には、Ｓ２１５で印字終了命令が来るまで印字を続ける。
【００４４】
以上のような方法により、高速印字モードにおいては、温調により発一性が向上して回復操作の回数を減らすことができる。また、他ヘッドのサブヒータによって加熱をすることにより、短パルス加熱を行った場合に起こる可能性がある一時的にヘッド温度が上昇して気泡が発生することを回避し、より安定した温調ができる。さらに、吐出用ヒータを用いた短パルス加熱と他ヘッドのサブヒータによる加熱を組み合わせた温調により、効率的な温調を行うことができる。
【００４５】
また、ヘッドの温度上昇により吐出量が増加するため、高速印字モードにおいてより高温で温調を行うことは、吐出量が増加しドット径が大きくなるため、テキストのようなより高濃度の印字を行うのに好ましいことである。一方高画質モードにおいては温調を行わないか、あるいは比較的低い温度で温調をすることによって高速印字モードに対して吐出量を抑えてドット径が小さくなることにより、高精細な印字が可能となる。これによって印字品位と印字速度の両方の向上を図ることができる。
【００４６】
（その他）
本発明において、高画質印字モードで温調を行う場合の温調方法は、吐出量を抑えてより高精細な印字を行うことを目的としているため、特に印字速度を考慮した温調方法でなくてもよい。その際、吐出量があまり大きくなりすぎないような温度でかつ安定した吐出が行えるような範囲で温調をすることが好ましい。
【００４７】
また本発明は、６色のヘッドで高画質印字モードと高速印字モードを行う場合に適用するばかりでなく、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のヘッドでカラーとモノクロの印字モードを行う場合に適用することもできる。このときモノクロで印字するモードの温調は、熱伝導の効率をあげるためＢｋの隣にあるヘッドで行うことが好ましいが、Ｃ、Ｍ、Ｙ全てのヘッドを用いて行ってもよい。
【００４８】
また、本発明における高速印字モードの温調において、他ヘッドでの温調に加えて自ヘッドも温調を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット記録装置のキャリッジ３１０に搭載可能な記録ヘッドカートリッジＨの一構成例を示す。
【図３】図２に示す記録ヘッドカートリッジを斜め下方から見た分解斜視図である。
【図４】図３に示す記録素子基板の吐出口付近の構造を示す部分破断斜視図である。
【図５】図１に示した装置の制御構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例１にかかる温調処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２にかかる温調処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００  自動給紙部
１１０  排紙部
１２０  搬送部
２００  回復部
３００  キヤリッジ軸
３１０  キヤリッジ
４００  記録ヘッド
４１０  インクタンク
４２０  記録素子基板
４２１  ヒータ
４２２  インク吐出口
４２３  素子基板
４２４  インク供給口
４２５  吐出口プレート
４２６  流路壁
４２７  樹脂被膜層
４２８  温度センサ
４３０  第１プレート
４３１  インク供給口
４４０  電気配線基板
４５０  第２プレート
４６０  タンクホルダー
４６１  インク流路
４７０  流路形成材
５００  コントローラ
５０１  印字モード判定部
５０２  温調方法切り替え手段
５１０  ホスト装置
５１１インターフェース
５２０  スイッチ群
５３０  センサ群
５４０  ヘッドドライバ
５５０  主走査モータ
５５１  モータドライバ
５６０  副走査モータ
５６１  モータドライバ
【図１】
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【図２】
2004160685.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004160685.tif 000006
【図５】
2004160685.tif 000007
【図６】
2004160685.tif 000008
【図７】
2004160685.tif 000009