(57)【要約】【課題】廃剤として処理される現像剤をなくし、これまでにない非常に優れた環境保護性を有する画像形成装置を提供する。【解決手段】中間転写体１０上の不要な現像剤を、中間転写体進行方向の最上流側に配置される感光体４０−Ｘ上に逆転写して感光体クリーニング手段６３−Ｘにより回収し、回収現像剤移動手段Ａを経由して回収タンクＴに搬送し、現像手段６１−Ｘにより再利用する。または、中間転写体進行方向の最上流側に配置される感光体４０−Ｂｋ上に逆転写し、上記と同様の経路で現像手段６１−Ｂｋにより再利用する。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に静電像を形成し、像担持体上の静電像を現像手段により現像し、そうして得た像担持体上の現像剤を中間転写体に転写する画像形成装置であって、像担持体上の不要な現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、像担持体クリーニング手段により回収した現像剤を現像手段に送り再利用する、リサイクル機構を備えた画像形成装置において、
中間転写体上の不要な現像剤を像担持体上に逆転写し、像担持体上に逆転写した残留現像剤を像担持体クリーニング手段により回収して、リサイクル機構により再び利用する機能を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体上に静電像を形成し、像担持体上の静電像を複数の現像手段により現像し、そうして得た像担持体上の現像剤を中間転写体に転写する画像形成装置であって、像担持体上の不要な現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、像担持体クリーニング手段により回収した現像剤を現像手段に送り再利用する、リサイクル機構を備えた画像形成装置において、
複数の現像手段のうちの１つは、像担持体上の残留現像剤を回収して再び利用するリサイクル機構を備え、該リサイクル機構を備える現像手段は、中間転写体の進行方向に対し最も上流にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
複数の像担持体上に静電像を形成し、それぞれの像担持体上の静電像を現像手段により現像し、そうして得た像担持体上の現像剤を中間転写体に転写する画像形成装置であって、前記複数の像担持体に、それぞれ不要な現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、それら像担持体クリーニング手段のうち少なくとも一つ以上に、回収した現像剤を現像手段に送り再利用するリサイクル機構とを備えた画像形成装置において、
中間転写体上の不要な現像剤を、前記複数の像担持体のうちリサイクル機構を備えた像担持体クリーニング手段を持つ像担持体上に逆転写し、その像担持体上に逆転写した残留現像剤を像担持体クリーニング手段により回収して、リサイクル機構により再び利用する機能を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の像担持体のうち、リサイクル機構を備えたクリーニング手段を持つ像担持体が、中間転写体の進行方向に対し最も上流にある
ことを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【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、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、電子写真を用いた画像形成装置として、中間転写体を用いる中間転写方式を採用した画像形成装置が広く知られている。中間転写方式の利点は、紙種対応性が広いことや、中間転写体のレイアウト自由度が高いことなどにある。さらに近年では、市場からの要求にともなってカラー複写機やカラープリンタなど、カラー画像を形成できるカラー電子写真装置が主流となってきている。
カラー電子写真装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着して感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写して転写材にカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写して転写材に合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
【０００３】
ところで、近年、環境保護のために工業製品にリサイクル性を持たせることが非常に重要になっている。カラー画像形成装置においても、装置本体の材質・設計・組み立てに関して、すでに高レベルでのリサイクル使用が実現できる技術領域に達しており、近年では、さらに現像剤などのサプライに対してもリサイクルの試みがなされている。現像剤のリサイクルは、不要な残留現像剤を装置内で回収し、再び現像剤として使用するものである。
そのような背景から、特開平１１−２８２２２５号公報では、最も上流の第一色目の像担持体から現像剤を回収するリサイクル可能なカラー画像形成装置を提案している。
しかし、上記技術は、中間転写体を用いた画像形成装置ではリサイクル効果が半減してしまうという問題がある。問題とはすなわち中間転写体上の残留現像剤に関するリサイクルが出来ないということである。
【０００４】
一般に、像担持体上の残留現像剤量よりも中間転写体上の残留現像剤量の方が多いことから、中間転写体上の残留現像剤をリサイクルする必要性は高い。残留現像剤量が像担持体上よりも中間転写体上に多いのは、以下の理由による。
まず、転写工程においては、転写効率の観点から、摩擦係数の相対関係は下流の材料ほど摩擦係数を高めることがよいとされている。そのため、中間転写体を用いた画像形成装置では、像担持体＜中間転写体＜転写材の関係にすることが一般的である。このとき、１次転写後の像担持体上の残留現像剤量と２次転写後の中間転写体上の残留現像剤量を比較した場合、残留する現像剤量は、摩擦係数の絶対値に大きな影響をうけることから、摩擦係数の高い中間転写体の方が残留現像剤量が多くなる。
【０００５】
また、像担持体から中間転写体への１次転写工程は、像担持体および中間転写体は機械固有の組み合わせで、ユーザーにより変更されることはない。そのため、現像剤の転写率は一般的に高いレベルで設計することができ、従って残留現像剤は少ない状態を維持することができる。しかし、中間転写体から紙などの転写材への２次転写工程においては、ユーザーの用途に応じて様々な転写材が用いられるため、転写材の種類によっては、現像剤の転写率が著しく低下し、残留現像剤量が増大する。特に、近年、環境保護を目的として使用されることの多い再生紙については、原料となる使用済み紙に含まれる異物の影響などにより、非再生紙に比べ一般に表面性が荒く、２次転写性が一層低下する傾向にある。つまり、環境保護のために再生紙を利用するほど、逆に廃剤として処理される残留現像剤が増えてしまうという矛盾した現象が生じることになる。
よって、中間転写体を用いた画像形成装置においては、中間転写体上の残留現像剤の回収・再利用に考慮しなければ、結局は廃剤が生じ、リサイクル効果が半減してしまうことになる。
【０００６】
また、上記のように廃剤が生じてしまう場合、廃剤を破棄処理するための機構を設ける必要があり、そのためには廃剤保管用部材を設けなければならないが、廃剤保管用部材は一般的に長期の使用を考え大型化することから、設置場所確保のためレイアウト余裕度がなくなる、コストがかかるなどという問題が生じる。さらには、メンテナンス性の面での問題として、廃剤保管用部材を定期的に交換処理する必要性が生じてしまうことにもなってしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、廃剤として処理される現像剤をなくし、これまでにない非常に優れた環境保護性を有する画像形成装置を提供することにある。
【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、請求項１に記載の本発明は、像担持体上に静電像を形成し、像担持体上の静電像を現像手段により現像し、そうして得た像担持体上の現像剤を中間転写体に転写する画像形成装置であって、像担持体上の不要な現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、像担持体クリーニング手段により回収した現像剤を現像手段に送り再利用する、リサイクル機構を備えた画像形成装置において、中間転写体上の不要な現像剤を像担持体上に逆転写し、像担持体上に逆転写した残留現像剤を像担持体クリーニング手段により回収して、リサイクル機構により再び利用する機能を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項２に記載の本発明は、像担持体上に静電像を形成し、像担持体上の静電像を複数の現像手段により現像し、そうして得た像担持体上の現像剤を中間転写体に転写する画像形成装置であって、像担持体上の不要な現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、像担持体クリーニング手段により回収した現像剤を現像手段に送り再利用する、リサイクル機構を備えた画像形成装置において、複数の現像手段のうちの１つは、像担持体上の残留現像剤を回収して再び利用するリサイクル機構を備え、該リサイクル機構を備える現像手段は、中間転写体の進行方向に対し最も上流にあることを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の本発明は、複数の像担持体上に静電像を形成し、それぞれの像担持体上の静電像を現像手段により現像し、そうして得た像担持体上の現像剤を中間転写体に転写する画像形成装置であって、前記複数の像担持体に、それぞれ不要な現像剤を回収するための像担持体クリーニング手段と、それら像担持体クリーニング手段のうち少なくとも一つ以上に、回収した現像剤を現像手段に送り再利用するリサイクル機構とを備えた画像形成装置において、中間転写体上の不要な現像剤を、前記複数の像担持体のうちリサイクル機構を備えた像担持体クリーニング手段を持つ像担持体上に逆転写し、その像担持体上に逆転写した残留現像剤を像担持体クリーニング手段により回収して、リサイクル機構により再び利用する機能を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項４に記載の本発明は、前記複数の像担持体のうち、リサイクル機構を備えたクリーニング手段を持つ像担持体が、中間転写体の進行方向に対し最も上流にあることを特徴とする請求項３の画像形成装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下より、本発明の実施の形態について図に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の画像形成装置である。
図中符号１００は画像形成装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は画像形成装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
画像形成装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。中間転写体１０は、図２に示すように、ベース層１１と、弾性層１２と、コート層１３とからなる。ベース層１１は、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層であり、その上に、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどの弾性層１２を設ける。弾性層１２の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層１３で被ってなる。
【００１０】
そして、中間転写体１０は、図１では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。図１では一例として、３つのなかで第２の支持ローラ１５の左に、中間転写体クリーニング手段１７を設ける。中間転写体クリーニング装置１７は、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する。
また、３つの支持ローラのなかで、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置した、タンデム画像形成手段２０を構成する。
そのタンデム画像形成手段２０の上には、図１に示すように、さらに露光手段２１を設ける。
【００１１】
一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成手段２０と反対の側には、２次転写手段２２を備える。２次転写手段２２は、図１では一例として、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像をシートなどの転写材に転写する。
２次転写手段２２の横には、転写材上の転写画像を定着する定着手段２５を設ける。定着手段２５は、図１では一例として、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
上述した２次転写手段２２には、画像転写後の転写材をこの定着手段２５へと搬送する機能も備えてなる。もちろん、２次転写手段２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよいが、そのような場合は、転写材の搬送装置を新たに設ける必要がある。
なお、図１では一例として、このような２次転写手段２２および定着手段２５の下に、上述したタンデム画像形成手段２０と平行に、転写材の両面に画像を記録すべく転写材を反転する転写材反転手段２８を備える。
【００１２】
本画像形成装置１００を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４・１５・１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００１３】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写材を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写材を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写手段２２との間に転写材を送り込み、２次転写手段２２で転写して転写材上にカラー画像を記録する。
画像転写後の転写材は、２次転写手段２２で搬送して定着手段２５へと送り込み、定着手段２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えて転写材反転手段２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００１４】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング手段１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成手段２０による再度の画像形成に備える。
ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
さて、上述したタンデム画像形成手段２０において、個々の画像形成手段１８は、詳しくは、例えば図３に示すように、像担持体としてのドラム状の感光体４０のまわりに、帯電手段６０、現像手段６１、１次転写手段６２、感光体クリーニング手段６３、除電手段６４などを備えてなる。
【００１５】
次に、本発明の中心である、現像剤リサイクル動作について述べる。
図４は、本発明に係るタンデム型画像形成装置の概略構成図である。図面中心には中間転写体１０があり、中間転写体１０には、ドラム状の感光体４０が、中間転写体１０の回転方向に対し上流側から、回収剤専用感光体４０−Ｘ、ブラック用感光体４０−Ｂｋ、シアン用感光体４０−Ｃ、マゼンタ用感光体４０−Ｍ、そしてイエロー用感光体４０−Ｙの順に配置されている。
中間転写体１０の内側には、それぞれの感光体４０に対向する位置に、転写のための電界を形成する１次転写手段６２が配置されている。また、それぞれの感光体４０の周りには、現像手段６１、感光体クリーニング手段６３がそれぞれ配置されている。
【００１６】
また、中間転写体１０には中間転写体クリーニング手段１７が備え付けられている。この中間転写体クリーニング手段１７は、残留トナーを再利用するため基本的に中間転写体１０から離間したままである。中間転写体クリーニング手段１７は、ある所定のタイミングで中間転写体１０に当接され、中間転写体１０上の現像剤以外の付着物を除去するために使用される。現像剤以外の付着物とは、転写材の紙粉やチリなどである。もちろん、現像剤をクリーニングすることも可能だが、中間転写体クリーニング手段１７には現像剤を再利用する機構が備わっていないので、その場合現像剤リサイクルができなくなってしまう。
リサイクルを行うかどうかは、装置のプリンタドライバなどソフトウェアによる選択、もしくは操作パネル上の入力装置などにより選択が可能であるが、リサイクル性を高めるため、本装置は、初期設定時にリサイクルがされるよう選択されている。
【００１７】
このような画像形成装置において中間転写体１０上に不要な現像剤が発生した場合、不要な現像剤は、最も上流の回収剤専用感光体４０−Ｘまで運ばれて逆転写される。もちろん、この時同時に、感光体４０−Ｘ以下の感光体にて通常の画像形成動作を続けることが可能である。感光体４０−Ｘに逆転写された現像剤は、感光体クリーニング手段６３−Ｘにより回収され、回収現像剤移動手段Ａにより回収現像剤をいったん溜めておく回収タンクＴに運ばれる。回収タンクＴに回収された現像剤は、回収剤専用の現像手段６１−Ｘにより再利用される。そして、現像手段６１−Ｘは、複数の現像剤が混色した濁った色の現像剤で作像を行うので、色を気にしないですむ文字原稿の印刷や、試し印刷などに適しており、主としてこれらの用途に消費される。
【００１８】
なお、感光体４０−Ｘへの回収は、感光体４０−Ｘの表面を図示しない帯電手段により帯電させ、その帯電電界により静電的に逆転写することで行われる。また、１次転写手段６２−Ｘに不要な現像剤の帯電極性と同極性の電界を印加して、静電的斥力による逆転写を行う方法もある。
また、当然ながら、各感光体４０から中間転写体１０への転写時に発生する感光体４０上の不要現像剤も各感光体クリーニング手段６３により回収され、回収現像剤移動手段Ａにより回収タンクＴに運ばれ再利用されるため、感光体４０上の不要現像剤、および中間転写体１０上の不要現像剤のすべてがリサイクル可能となる。
【００１９】
次に、図４とは異なる一例を図５に示す。図５は、回収剤専用の画像形成手段を持たない、一般的なタンデム型画像形成装置の概略構成図である。
図面中心には中間転写体１０があり、中間転写体１０には、感光体４０が、中間転写体１０の回転方向に対し上流側から、ブラック用感光体４０−Ｂｋ、シアン用感光体４０−Ｃ、マゼンタ用感光体４０−Ｍ、そしてイエロー用感光体４０−Ｙの順に配置されている。また、中間転写体１０の感光体４０−Ｂｋの上流位置に帯電チャージャ７０を設けている。帯電チャージャ７０は、中間転写体１０上の不要現像剤を帯電させるために使用される。
また、中間転写体１０の内側には、それぞれの感光体４０に対向する位置に、転写のための電界を形成する１次転写手段６２が配置されている。また、それぞれの感光体４０の周りには、現像手段６１、感光体クリーニング手段６３がそれぞれ配置されている。
図４の例と同様、中間転写体１０の周りには、中間転写体クリーニング手段１７が備えられているが、不要な現像剤のクリーニング動作には用いない。
【００２０】
このような画像形成装置において中間転写体１０上に不要な現像剤が発生した場合、不要な現像剤は、最も上流の回収剤専用感光体４０−Ｂｋまで運ばれて逆転写される。もちろんこの時、感光体４０−Ｂｋ、および他色用の感光体４０による画像形成を同時に行うことが可能である。図５では、転写と同時に不要現像剤の回収をするための補助機構として帯電チャージャ７０を設けており、中間転写体１０上の不要な現像剤は、帯電チャージャ７０により、感光体４０−Ｂｋと逆極性（感光体４０−Ｂｋ上の現像剤と逆極性）に帯電されるため、転写と同時に回収を行うことができるしくみになっている。感光体４０−Ｂｋに逆転写された現像剤は、感光体クリーニング手段６３−Ｂｋにより回収され、回収現像剤移動手段Ａにより回収現像剤をいったん溜めておく回収タンクＴに運ばれる。回収タンクＴに回収された現像剤は、混色しても目立ちづらい現像手段６１−Ｂｋに対し少量づつ混合され、再利用される。
【００２１】
次に、単数の感光体を使用した場合の例を、図６及び図７に示す。
図６は、回収剤専用の現像手段６１−Ｘを持つタイプで、本発明に係る具体的な動作は、感光体４０および感光体クリーニング手段６３が単数である点が違うだけで、図４のタンデムタイプで説明した動作と同じである。
すなわち、感光体４０上の不要現像剤を感光体クリーニング手段６３または現像手段６１−Ｘにより回収し、回収現像剤移動手段Ａにより回収タンクＴへ運んだ後、現像手段６１−Ｘにより、文字原稿の印刷や試し印刷などの用途に現像して消費する。
同様に、図７は、回収剤専用の現像手段を持たないタイプで、本発明に係る具体的な動作は、図５のタンデムタイプで説明した動作と同じである。
すなわち、感光体４０上の不要現像剤を感光体クリーニング手段６３または現像手段６１−Ｂｋにより回収し、回収現像剤移動手段Ａにより回収タンクＴへ運んだ後、混色しても目立ちづらい現像手段６１−Ｂｋに対し少量づつ混合し、再利用する。
【００２２】
以上の様に、本発明を適用することにより、非常にリサイクル性の高い、環境保護性の優れた画像形成装置を提供することが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の技術思想を利用するすべての装置に対し適用可能である。感光体、中間転写体、および２次転写手段はベルト形状、ドラム形状、ローラ形状の何れでも良い。また、感光体や中間転写体の数についても、上記実施形態に限定されることはない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体上の不要な現像剤を像担持体上に逆転写し、像担持体上に逆転写した残留現像剤をクリーニング手段により回収し、リサイクル機構により再び利用する機能を備えたことで、従来廃剤として処理されていた現像剤を再利用できる、環境保護性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置本体の概略図である。
【図２】中間転写体の層構成を示す断面図である。
【図３】タンデム型の画像形成手段の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の一例を示すタンデム型の画像形成装置の概略図である。
【図５】本発明の一例を示すタンデム型の画像形成装置の概略図である。
【図６】本発明の一例を示す１ドラム型の画像形成装置の概略図である。
【図７】本発明の一例を示す１ドラム型の画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
１０　中間転写体
１１　ベース層
１２　弾性層
１３　コート層
１４、１５、１６　支持ローラ
１７　中間転写体クリーニング手段
１８　画像形成手段
２０　タンデム画像形成手段
２１　露光手段
２２　２次転写手段
２５　定着手段
２８　転写材反転手段
４０　感光体
４２　給紙ローラ
４９　レジストローラ
５０　給紙ローラ
６０　帯電手段
６１　現像手段
６２　１次転写手段
６３　感光体クリーニング手段
６４　除電手段
７０　帯電チャージャ
１００　画像形成装置本体
２００　給紙テーブル
３００　スキャナ
４００　原稿自動搬送装置
Ａ　回収現像剤移動手段
Ｔ　回収タンク
【図１】
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【図２】
2004053917.tif 000004
【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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