(57)【要約】【課題】書込ヘッドの応力集中や折れ曲がりをなくし、各列の書込電極が均一に安定して潜像担持体に当接でき、潜像担持体上の静電潜像が正しく形成でき、印字品質を向上させる。【解決手段】可撓性の支持基材３ａに潜像担持体２の周方向に複数列の書込電極３ｂを配列して形成し潜像担持体２に静電潜像を形成する書込ヘッド３及び該書込ヘッドを備えた画像形成装置において、可撓性の支持基材３ａに対し書込電極３ｂの各列に跨がるように剛性を補強する補強部１０が一体形成されるようにすることにより、書込電極３ｂの列間によって剛性が低い部分に応力集中が起こったり、その部分で書込ヘッド３の変形、折れ曲がりが生じることをなくし、各列の書込電極３ｂが均一に安定して潜像担持体に当接させ、潜像担持体２上に静電潜像が正しく形成でき、印字品質が向上できるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の支持基材に副走査方向に複数列の書込電極を配列して形成し潜像担持体に静電潜像を形成する書込ヘッドにおいて、前記可撓性の支持基材に対し前記書込電極の各列に跨がるように剛性を補強する補強部が一体形成されていることを特徴とする書込ヘッド。
【請求項２】
前記補強部は、前記書込電極のすべての列に跨がるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の書込ヘッド。
【請求項３】
前記補強部は、前記書込電極の各列間の強度の違いに応じた補強パターンが形成されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の書込ヘッド。
【請求項４】
前記補強部は、前記書込電極の形成面と反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の書込ヘッド。
【請求項５】
前記補強部は、前記各書込電極以外の領域に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の書込ヘッド。
【請求項６】
前記補強部は、前記副走査方向と主走査方向に縦横に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の書込ヘッド。
【請求項７】
前記補強部は、前記可撓性の支持基材の全幅にわたって形成されていることを特徴とする請求項１〜６に記載の書込ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載された書込電極を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性の支持基材に複数の書込電極を配列して形成し潜像担持体に静電潜像を形成する書込ヘッド及び該書込ヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潜像担持体に静電潜像を形成する手段として、可撓性の支持基材に複数の書込電極を潜像担持体の軸方向、つまり主走査方向に配列し、さらに潜像担持体の周方向、つまり副走査方向にも複数配列して支持し潜像担持体に接触させ、又は近接して書込電圧を印加する書込ヘッド（以下、書込装置ともいう）が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図１１は書込ヘッドの１例を部分的に示す部分斜視図である。書込ヘッド３は、図１１に示すように可撓性の支持基材３ａと、この支持基材３ａに主走査方向（潜像担持体２の軸方向）に複数列（図には２列のみ図示されている）設けられた線条の導電材からなる複数の配線パターン３ｃと、それらの一端部にそれぞれ設けられ、潜像担持体２の方へ突出する凸部からなる書込電極３ｂとから構成されている。
【０００４】
書込電極３ｂは、例えば弾性的に可撓性の支持基材用絶縁材の上にＣｕ等の電極用導電材を接合し、次いでフォトレジストを電極用導電材にコーティングし、配線パターンに対応したマスクパターンをフォトレジストに被せた後、露光する工程などを経て配線パターン３ｃとその一端部に形成された直方体または立方体の凸部からなる書込電極３ｂとが支持基材３ａに複数列形成された書込ヘッドが作成される。
【０００５】
書込ヘッドのあるものでは、上記のようにして可撓性の支持基材３ａと主走査方向に複数の書込電極３ｂが配列されると共に、さらに書込電極３ｂが副走査方向にも複数列配置され、ドライバが片側あるいは書込電極を挟んで両側に配置される。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、上記のように潜像担持体と接触または近接して配置された複数の書込電極を備えた帯電書込装置で、支持部材と押圧部材、付勢部材を使って書込電極が形成された支持基材を潜像担持体に押圧し軽荷重でかつ大きなニップ幅をとることができるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１７２８１３号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００２−１１３８９７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、書込電極が副走査方向に複数列配置され、その両側にドライバが配置される書込ヘッドでは、２列の書込電極に挟まれた領域にＣｕパターン（以下、配線パターンともいう）が存在しないため、他の部分に比べて極端に剛性が低くなっている。そのため剛性が低い部分に応力集中が起こり、その部分で書込ヘッドの変形、折れ曲がりが生じ、２列の書込電極が均一に安定して潜像担持体に当接することが難しくなる。その結果、潜像担持体上に静電潜像が正しく形成されず、印字品質の低下を招く。また、書込ヘッドが折れ曲がることにより２列の書込電極間の距離が変動し、静電潜像のピッチが乱れて画像に横スジを生じるという問題も発生する。
【００１０】
さらに、可撓性の支持基材と主走査方向に複数列配列された書込電極で構成される上記書込ヘッドにおいては、電極間あるいは配線パターンの間の部分で電極あるいは配線パターンの部分に比べて極めて剛性が低くなっている。そのため、主走査方向の書込ヘッドの波打ちや皺が発生しやすく、安定して潜像担持体に当接することが困難になる。その結果、潜像担持体上の静電潜像が正しく形成されず、印字品質の低下を招く。
【００１１】
支持部材と押圧部材、付勢部材を使って書込電極が形成された支持基材を潜像担持体に押圧するという方法では、押圧力を安定にすることはできるが、非常に弱い押圧力で押圧させているため、書込ヘッドの折れ曲がりを防ぐのに十分ではなく、書込ヘッドの波打ちや皺を防ぐのに十分ではない。
【００１２】
【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ものであって、書込ヘッドの応力集中や折れ曲がりをなくし、各列の書込電極が均一に安定して潜像担持体に当接でき、潜像担持体上の静電潜像が正しく形成でき、印字品質を向上させるようにするものである。
【００１３】
そのために本発明は、可撓性の支持基材に副走査方向に複数列の書込電極を配列して形成し潜像担持体に静電潜像を形成する書込ヘッド及び該書込ヘッドを備えた画像形成装置において、前記可撓性の支持基材に対し前記書込電極の各列に跨がるように剛性を補強する補強部が一体形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、前記補強部は、前記書込電極のすべての列に跨がるように形成され、前記書込電極の各列間の強度の違いに応じた補強パターンが形成され、前記書込電極の形成面と反対側の面に形成され、前記各書込電極以外の領域に形成され、前記副走査方向と主走査方向に縦横に形成され、あるいは前記可撓性の支持基材の全幅にわたって形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の実施の形態を示す図、図２は潜像担持体の軸方向から見た書込ヘッドの実施の形態を示す図である。図中、１は画像形成装置、２は潜像担持体、３は書込ヘッド、３ａは支持基材、３ｂは書込電極、４は現像装置、４ａは現像剤担持体、５は転写材、６は転写装置、７は一様電荷制御装置、１０は補強部、１１はドライバを示す。
【００１６】
図１において、画像形成装置１は、静電潜像が形成される潜像担持体２、潜像担持体２に接触してこの潜像担持体２に静電潜像を書き込む書込ヘッド（書込装置ともいう）３、現像剤担持体（現像ローラ）４ａに現像剤を担持・搬送して潜像担持体２に形成された静電潜像を現像する現像装置４を少なくとも備えている。また、転写装置６は、現像装置４で現像された潜像担持体２の現像剤像を紙等の転写材６、中間転写媒体等に転写するものであり、一様電荷制御装置７は、転写後の潜像担持体２の表面に残っている電荷を除電するか又は転写後の潜像担持体２を帯電するかにより潜像担持体２の表面を一様電荷状態に制御するものである。
【００１７】
書込ヘッド３は、例えば図２（Ａ）に示すように支持基材３ａの先端部３ａ１  に副走査方向（潜像担持体２の周方向）に２列（複数列）の書込電極３ｂが形成され、支持基材３ａの書込電極３ｂと反対側の端部３ａ２  が適宜の固定部材で固定される。また、支持基材３ａの端部３ａ２  には、書込電極３ｂを駆動制御するドライバ１１が固定されている。支持基材３ａは、絶縁性が高くかつ比較的柔らかく弾性があり可撓性のある材料、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）  やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等が用いられ、この可撓性の支持基材３ａに対し副走査方向に剛性を補強する補強部１０が一体形成されている。書込電極３ｂは、支持基材３ａの撓みによる弱い弾性復元力で潜像担持体２の表面に軽く押圧されて接触して静電潜像を書き込む。
【００１８】
また、図２（Ｂ）に示す書込ヘッド３では、例えば書込電極３ｂの配線パターンを長方形に形成し、副走査方向に２列に配設して、支持基材３ａを両端部で固定部材に固定するようにしている。いずれにしても、書込電極３ｂが副走査方向に複数列配設され、支持基材３ａは潜像担持体２の軸方向に潜像担持体２の帯電体層２ｄの軸方向長さとほぼ同じ長さの矩形の板状に形成されているが、補強部１０は、潜像担持体２の周方向に複数列形成された書込電極３ｂの各列間に局所的に剛性の低い領域をなくし、潜像担持体２に安定して当接できるようにするものであり、このことにより各列の書込電極間３ｂの距離が変動し、静電潜像のピッチが乱れて画像に横スジを生じるのを防いでいる。なお、図２において、支持基材３ａは、右方から潜像担持体２の回転方向（矢印で示す時計方向）に対向するように延びて設けられている。
【００１９】
図２に示す状態では、支持基材３ａは弾性的に若干撓んでいて弱い弾性復元力を発生しており、この弾性復元力で書込電極３ｂが潜像担持体２上に小さい押圧力で軽く押圧されて接触されている。このように書込電極３ｂの潜像担持体２への押圧力が小さいことから、書込電極３ｂによる潜像担持体２の帯電体層２ｄの摩耗が抑制されて耐久性が向上する。しかも、支持基材３ａの弾性力で書込電極３ｂが帯電体層２ｄに接触されていることから、書込電極３ｂは帯電体層２ｄに安定して接触するようになる。
【００２０】
図３は副走査方向に２列の書込電極が配置された書込ヘッドに対して補強部を主走査方向に分割形成した実施の形態を示す図、図４は副走査方向に３列の書込電極が配置された書込ヘッドに対して補強部を主走査方向に分割形成した実施の形態を示す図、図５は副走査方向に４列の書込電極が配置された書込ヘッドに対して補強部が主走査方向に分割形成した実施の形態を示す図である。
【００２１】
書込電極３ｂを副走査方向（潜像担持体２の周方向）に２列配設した書込ヘッド３の場合には、図３（Ａ）に示すように書込電極３ｂの各列にわたって支持基材３ａの書込電極３ｂの形成面と反対側の裏面に補強部１０を主走査方向に一定間隔ごとに分割して一体形成する。補強部１０を形成する補強部材は、絶縁性材料であっても導電性材料であってもよいし、ＰＥＴやポリイミド等の弾性材料、ＳＵＳ、Ｃｕ等の金属材料を用いても、テープ状の導電箔、金属箔を貼って形成してもよい。例えば書込ヘッド３の配線パターンと同じＣｕパターンで補強部１０を形成すると、書込ヘッド３の配線パターンを形成する際にマスクによって同時に補強部も形成できるため、後に補強部を形成する工程を省くことができ、生産性を上げることができる。
【００２２】
書込電極３ｂを副走査方向に２列且つ千鳥状に配設して片側にドライバ１１を接続した書込ヘッド３に対する補強部１０の実施の形態を図３（Ａ）に示したが、書込電極３ｂを副走査方向に２列且つ千鳥状に配設して両側にドライバ１１を接続した書込ヘッド３に対する補強部１０の実施形態を示したのが図３（Ｂ）である。なお、図３（Ａ）に示す書込電極３ｂの列間には、ドライバ１１を片側に接続しているため、ドライバ１１からの配線パターン３ｃがあるのに対し、図３（Ｂ）に示す書込電極３ｂの列間には、ドライバ１１を両側に接続しているため、配線パターン３ｃがない。したがって、ドライバ１１を両側に接続している図３（Ｂ）に示す実施形態における補強部１０は、ドライバ１１を片側に接続している図３（Ａ）に示す実施形態における補強部１０に比べ弱くなるので、主走査方向の幅を大きくしたり、分割数を増やしたり、形成する材料により強度を同程度になるように調整を行うようにしてもよい。
【００２３】
同様に、書込電極３ｂを副走査方向に３列且つ千鳥状に配設して片側にドライバ１１を接続した書込ヘッド３に対する補強部１０の実施形態は図４（Ａ）に示し、両側にドライバ１１を接続した書込ヘッド３に対する補強部１０の実施形態は図４（Ｂ）に示すようになるが、これらの場合には、特に図４（Ａ）に示す片側にドライバ１１を接続した書込ヘッド３に対する補強部１０の実施形態において、ドライバ１１に近い１列目と２列目との間が、２列目と３列目との間に対して配線パターン３ｃが２倍になり、強度が不均一になる。したがって、２列目と３列目との間で各補強部１０の間にさらに補強部を加えるなどの調整を行うようにしてもよい。
【００２４】
書込電極３ｂを副走査方向に４列且つ千鳥状に配設して片側にドライバ１１を接続した書込ヘッド３に対する補強部１０の実施形態は図４（Ａ）に示すようになるが、ドライバ１１に近い１列目と２列目との間よりも、２列目と３列目との間、さらに３列目と４列目との間で配線パターン３ｃが少なくなり、ここでも強度の不均一が生じ、図４（Ｂ）に示す両側にドライバ１１を接続した書込ヘッド３に対する補強部１０の実施形態においては、両側の列間と中央の列間でやはり強度の不均一が生じるので、上記実施形態と同様に補強部の調整を行うようにしてもよい。
【００２５】
上記のように可撓性の支持基材３ａに潜像担持体２の周方向に複数列の書込電極３ｂを配列して形成した書込ヘッド３において、書込電極３ｂの各列に跨がるように剛性を補強する補強部１０一体に形成されることにより、極めて剛性が低くなっている書込電極３ｂの各列間の部分を補強することができる。そのため、書込電極３ｂの各列間によっては剛性が低い部分に応力集中が起こり、その部分で書込ヘッドの変形、折れ曲がりが生じることがなくなり、各列の書込電極３ｂが均一に安定して潜像担持体に当接することができる。その結果、潜像担持体２上に静電潜像が正しく形成することができ、印字品質の低下を防ぐことができる。さらに、応力集中や書込ヘッド３の折れ曲がりをなくし、各列の書込電極３ｂが均一に安定して潜像担持体２に当接することができ、書込電極３ｂの各列間の距離が変動することもなくなるので、静電潜像のピッチが乱れて画像に横スジを生じるという問題も解消することができる。
【００２６】
また、書込電極３ｂを副走査方向に複数列配設した場合、補強部１０が各列の書込電極のすべてに跨がるように形成されていてもよい。例えば図６は書込ヘッド３において補強部１０が副走査方向に配設された２列の書込電極３ｂすべてに跨がるように形成され、且つ全幅にわたって一体に形成されている実施の形態を示す図であり、（Ａ）が片側にドライバ１１を接続した場合、（Ｂ）が両側にドライバ１１を接続した場合である。同様に、図７は書込ヘッド３に補強部１０が副走査方向に配設された３列の書込電極３ｂすべてに跨がるように形成され、且つ全幅にわたって一体に形成されている実施の形態を示す図であり、（Ａ）が片側にドライバ１１を接続した場合、（Ｂ）が両側にドライバ１１を接続した場合である。また、図８は書込ヘッド３に補強部１０が副走査方向に配設された４列の書込電極３ｂすべてに跨がるように形成され、且つ全幅にわたって一体に形成されている実施の形態を示す図であり、（Ａ）が片側にドライバ１１を接続した場合、（Ｂ）が両側にドライバ１１を接続した場合である。
【００２７】
上記のように書込ヘッド３に補強部１０が副走査方向に配設された各列の書込電極３ｂすべてに跨がるように形成され、且つ全幅にわたって一体に形成されることにより、副走査方向の各列の書込電極３ｂに挟まれた領域にＣｕパターンが存在しないため、他の部分に比べて極端に剛性が低くなっている領域、さらには各列を構成する各書込電極３ｂの間も併せて補強することができる。したがって、応力集中や書込ヘッド３の折れ曲がりをなくし、各列の書込電極３ｂが均一に安定して潜像担持体２に当接することができると同時に、書込電極３ｂの主走査方向の書込ヘッド３の波打ちや皺が発生するのを防ぎ、書込電極３ｂが安定して潜像担持体２に当接することができ、潜像担持体２上の静電潜像が正しく形成でき、印字品質を向上させることができる。
【００２８】
図９は書込電極３ｂを副走査方向に複数列配設した書込ヘッドの補強部の他のパターン例を示す図である。（Ａ）は主走査方向と副走査方向に外側を囲むように枠のパターンを形成すると共に、中間に副走査方向に補強するパターンを形成することにより、両側の主走査方向に延びるパターンにより書込ヘッド３の波打ちや皺を防ぎ、中間の副走査方向に延びるパターンにより各列の書込電極３ｂ間の補強を行っている。（Ｂ）は中央に主走査方向の全幅にわたって一体に形成されるパターンと副走査方向に両側の書込電極３ｂまで延びる複数のパターンとを形成することにより、中央の主走査方向に延びるパターンにより書込ヘッド３の波打ちや皺を防ぐ補強を行っている。さらに、この主走査方向に延びるパターンを、先に述べたような相対的に強度の弱い書込電極３ｂの列間に設けるようにすることもできる。
【００２９】
書込ヘッド３では、支持基材３ａが弾性的に若干撓んで弱い弾性復元力を発生し、この弾性復元力により書込電極３ｂが潜像担持体２に小さい押圧力で軽く押圧され接触している。この押圧力が小さいことから、書込電極３ｂによる潜像担持体２の帯電体層の摩耗が抑制されて耐久性が向上すると共に、支持基材３ａの弾性力で書込電極３ｂが帯電体層に安定して接触するようになっている。しかし、補強部１０が書込電極３ｂの形成面と反対側の裏面に形成されていることにより、書込電極３ｂにおいてこの弾性力が低下し、押圧力が大きくなり摩耗が大きくなったり、帯電体層に接触する安定性が損なわれるなどの問題も起こる。このような問題を回避けるためには、補強部１０が各書込電極３ｂ以外の領域に形成されるようにすることも有効である。
【００３０】
図１０は補強部が書込電極以外の部分に形成されている実施の形態を示す図であり、先に書込ヘッド３に補強部１０が全幅にわたって一体に形成され、且つ副走査方向に配設された２列の書込電極３ｂすべてに跨がるように形成されている実施の形態を示した図６においてそれぞれ補強部が書込電極以外の部分に形成されているものである。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、支持基材にＰＥＴやポリイミド等の弾性材料、ＳＵＳ、Ｃｕ等の金属材料等の補強部材を一体的に形成し、あるいは支持基材のその部分を他の部分より厚くするなどにより補強部としたが、補強部をスリットで主走査方向（軸方向）の強度を相対的に大きくしたり、支持基材そのものを延伸成型などにより強度異方性を持たせるようにしてもよい。また、補強部を書込電極の形成面と反対側の面に形成されている書込ヘッドで説明したが、書込電極の形成面に補強部を形成してもよい。この場合には、書込電極３ｂと干渉しないように配置する必要があることは当然である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、可撓性の支持基材に副走査方向に複数列の書込電極を配列して形成し潜像担持体に静電潜像を形成する書込ヘッド及び該書込ヘッドを備えた画像形成装置において、可撓性の支持基材に対し書込電極の各列に跨がるように剛性を補強する補強部が一体形成されているので、書込電極の列間によって剛性が低い部分に応力集中が起こったり、その部分で書込ヘッドの変形、折れ曲がりが生じることがなくなり、各列の書込電極が均一に安定して潜像担持体に当接することができる。その結果、潜像担持体上に静電潜像が正しく形成することができ、印字品質の低下を防ぐことができる。
【００３３】
補強部は、書込電極のすべての列に跨がるように形成され、書込電極の各列間の強度の違いに応じた補強パターンが形成され、書込電極の形成面と反対側の面に形成され、各書込電極以外の領域に形成され、副走査方向と主走査方向に縦横に形成され、あるいは可撓性の支持基材の全幅にわたって形成されているので、書込電極間、各列間あるいは配線パターン間に局所的に剛性の低い領域が存在しなくなり、応力集中や書込ヘッドの折れ曲がりをなくし、各列の書込電極が均一に安定して潜像担持体に当接させることができる。その結果、書込電極の各列間の距離が変動することもなくなるので、静電潜像のピッチが乱れて画像に横スジを生じるという問題も解消することができる。
【００３４】
本発明によれば、書込ヘッドが折れ曲がることにより書込電極間の距離が変動し、静電潜像のピッチが乱れて画像に横スジを生じるという問題も防ぐことができ、さらに、すべての書込電極が均一に安定して潜像担持体に当接し、書込ヘッドの波打ちや皺を防ぐことができ、潜像担持体上に静電潜像が正しく形成され、印字品質の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態を示す図である。
【図２】潜像担持体の軸方向から見た書込ヘッドの実施の形態を示す図である。
【図３】副走査方向に２列の書込電極が配置された書込ヘッドに対して補強部を主走査方向に分割形成した実施の形態を示す図である。
【図４】副走査方向に３列の書込電極が配置された書込ヘッドに対して補強部を主走査方向に分割形成した実施の形態を示す図である。
【図５】副走査方向に４列の書込電極が配置された書込ヘッドに対して補強部が主走査方向に分割形成した実施の形態を示す図である。
【図６】補強部が副走査方向に配設された２列の書込電極すべてに跨がるように形成され、且つ全幅にわたって一体に形成されている実施の形態を示す図である。
【図７】補強部が副走査方向に配設された３列の書込電極すべてに跨がるように形成され、且つ全幅にわたって一体に形成されている実施の形態を示す図である。
【図８】補強部が副走査方向に配設された４列の書込電極すべてに跨がるように形成され、且つ全幅にわたって一体に形成されている実施の形態を示す図である。
【図９】書込電極３を副走査方向に複数列配設した書込ヘッドの補強部の他のパターン例を示す図である。
【図１０】補強部が書込電極以外の部分に形成されている実施の形態を示す図である。
【図１１】書込ヘッドの１例を部分的に示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…潜像担持体、３…書込ヘッド、３ａ…支持基材、３ｂ…書込電極、４…現像装置、４ａ…現像剤担持体、５…転写材、６…転写装置、７…一様電荷制御装置、１０…補強部、１１…ドライバ
【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】
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