(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置であって、速やかにインクを定着させることが出来る一方、画質低下、コスト増大、記録装置サイズの肥大、消費電力増大、定着斑の発生、被記録材の黄変色、騒音の増大、温度立ち上がり時間増大などの問題の発生を比較的簡易な構成で防ぐことができる。【解決手段】インクジェット記録ヘッドを用いた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のうち、インクジェット記録ヘッドに対向して設けられた導電体と、前記インクジェット記録ヘッドが励磁コイルを備えている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材の搬送方向と直交する方向に走査する走査手段を備えたインクジェット記録ヘッドを用い、
被記録材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のうち、
前記インクジェット記録ヘッドにより前記被記録材上に形成されたインク像を乾燥する加熱手段を有するインクジェット記録装置にあって、
前記加熱手段が前記インクジェット記録ヘッドに設けられた励磁コイルと、前記インクジェット記録ヘッドに対向して設けられた導電体であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インクジェット記録装置のうち、前記インクジェット記録ヘッドによる印刷の状況にあわせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記インクジェット記録ヘッドによる印刷密度に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記制御手段は、被記録材の種類に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記インクジェット記録ヘッドによる印刷密度と被記録材の種類に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記励磁コイルには２０ｋＨｚ以上の交流電流が印可されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ該気泡の生成に基づいてインクを吐出するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか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、印刷データに一致して着色液体液滴を被記録材に吐出するインクジェット記録装置に関し、特に被記録材を定着させる加熱・乾燥手段を有する記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式は、単色のインク、またはカラー記録に対応した複数色のインクを被記録材（紙、布、ＯＨＰ用紙、プリント回路基板など）上に吐出することによって画像を形成する方式である。この方式を採用したインクジェット記録装置は、記録ヘッドおよびインクタンクを搭載するキャリッジと、被記録材を搬送する搬送部と、これらを制御する制御部とを具備している。
【０００３】
この様なインクジェット記録装置は、記録ヘッドを被記録材の搬送方向（副走査方向）と略直行する方向（主走査方向）にシリアルスキャンさせながら複数の吐出口からインク滴を吐出させ、一方で被記録時に被記録材を記録幅に等しい量での間欠搬送を行うことによって被記録材上に順次記録を施す。この記録方式は、記録信号に応じてインクを直接被記録材上に吐出させて行うので、高速かつ安易で安価な記録方式として既に広く用いられている他、普通紙にも記録できる長所のため、その将来性が大きく期待されている。
【０００４】
普通紙に対する記録は、インクの吸収性に優れた専用紙に比べてインクの吸収速度が遅いため、被記録材を加熱してインクの定着を促進することが望ましい。特に、カラー画像の記録を行なう場合にはモノクロ記録の場合と比べてインクの量が多く定着に時間が掛かるため、被記録材を加熱してインクの定着を促進することが記録時間を短縮する上で極めて重要である。
【０００５】
このために用いる定着装置は、図５のように（１）内部に加熱ヒータを備えた回転体、すなわち定着ローラ３０を被記録材に圧接させ。被記録材を加熱・乾燥させる方法や、図６のように（２）被記録材に当接された面状ヒータもしくはヒータ３２を備えた案内板（プラテン）３１により被記録材を加熱・乾燥させる方法（例えば特２５７５１３６号、特２４６１６４１号、特開昭５８−７２４６０号、特開昭６２−１３５３６８号、特開平５−１１２００号、特開平５−１０４７０６号、特開昭５−１０４８００号、特開平８−１５０７０６号、特開平１１−５１７８号、特開平１１−１２３８１６号等）や、（３）ハロゲンランプにより発せられた輻射光により被記録材を加熱・乾燥させる方法（例えば特開平９−１６４６６７号、特開平１０−８６３５３号等）、図７のように（４）ファン３４とヒータ３２により熱風を被記録材に当て、これを加熱・乾燥させる方法（例えば特２７６１６７１号、特開平５−３３８１２６号、特開平９−１６４６６７号、特開平８−３１４３２７号等）、さらに（５）ハロゲンランプとファンにより輻射熱と熱風を被記録材に当て、これを加熱・乾燥させる方法（例えば特開平８−２２４８７１号等）があった。
【０００６】
ところでローラを用いる方法では、定着ローラが所定の温度に達するまでに時間が掛かり、インクジェット記録装置への電源投入から、記録開始までの時間いわゆる温度立ち上がり時間が長くなってしまうという欠点が有る。温度立ち上がり時間を短縮するためには図８に示す様な（６）ヒータ３２と加熱体３５により暖められた熱容量の少ない加熱フィルム３６をもちいて被記録材を加熱・乾燥させる方法が提案されている。
【０００７】
一方、（３）と（５）のハロゲンランプを用いる方法では、インク色により輻射光の吸収率が異なるため定着斑が発生し易いことや、被記録材の表面上でインクが塗付されていない部分が輻射熱により黄色く変色してしまうなどの問題が有る。この吸収率の差違による定着斑や黄変色問題に対しては、輻射光をインク塗付面の裏側から被記録材に当て加熱・乾燥させる方法（例えば特開平９−１６４６６７号、特開平１０−８６３５３号等）が提案されている。
【０００８】
さらに、（４）ファンを用いる方法では、ファンによる騒音の発生が問題になること、また被記録材のインク塗付面に風を吹き付ける場合は、未乾燥のインクが風圧により流れるため、画質低下してしまうという問題が有った。
【０００９】
しかしながら（１）〜（６）いずれの方法を用いても、被記録材のインク塗付部分以外の部分も加熱してしまうため、その分電力を無駄に消費してしまうという問題点が有った。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
被記録材の加熱・乾燥のために、電力が余分に消費されてしまう問題に対しては、例えば図１９のように（７）複数の小型加熱手段と、この加熱手段への電力を制御する手段を備え、紙サイズや印刷濃度により加熱手段への電力を制御し、加熱・乾燥のための電力消費を低減する方法（特開平１１−１１５１７５号）や、（８）被記録材面上を走査する小型ヒータを備え必要部分のみを加熱・乾燥する方法（特開平６−２３８８８２号）、（９）光学系や駆動系そして電子回路等から発生する廃熱をファンにより被記録材に導く方法（特開平７−３２３５３３号、特開平８−２５８２５４号）が提案されている。
【００１１】
しかし（７）複数の加熱手段を用いる方法では温度立ち上がり時間長大の問題が解決されていない。更に（７）では小型の加熱手段を複数設けたため、また（８）被記録材面上を走査する小型ヒータを用いる方法では小型ヒータ用の走査機構を設けたため、記録装置自体の構造が複雑になり、いずれの方法でもコスト増や記録装置のサイズ肥大等の問題が新たに生じてしまう。また（９）の廃熱を利用する方法では、温度立ち上がり時間が掛かる上に、発生する熱量が制御されないため乾燥効果が不完全になってしまう問題が有った。
【００１２】
さらに、被記録材のインク塗付部分のみを加熱・乾燥させる方法が提案されている。例えば（９）キャリッジに加熱・乾燥用のヒータやハロゲンランプを備える方法が提案されているが、この方法では前記記録ノズルが高温になるため、インクの吐出安定性が低下したり、ノズル内のインクが乾燥しノズル詰まりを起こし、いずれも画質不良の原因となる。また。（１０）記録ヘッドにマイクロ波発生手段を備え、被記録材上のインクに前記マイクロ波を照射し加熱・乾燥する方法（特開平７−３１４６６１）が提案されているが、この方法では照射したマイクロ波の一部がノズル内の未吐出インクを加熱し、インクの吐出安定性が低下したり、ノズル内のインクが乾燥しノズル詰まりを起こし、いずれも画質不良の原因となるおそれがあった。また記録装置使用者のマイクロ波被爆を避けるために、マイクロ波が装置外に漏れないよう金網等のマイクロ波遮蔽手段が必要であり、記録装置サイズが肥大化してしまうなどの問題点があった。
【００１３】
さらに熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ該気泡の生成に基づいてインクを吐出する所謂バブルジェット（登録商標）方式のインクジェットプリンタでは、（１１）記録ヘッドに備えられたインク吐出用のヒータの熱を前記記録ヘッド上に設けられた放熱定着板から輻射もしくは接触により被記録材に伝え、加熱・乾燥する方法（特開平１０−７８５号、特開平１０−２７２７７８号）が提案されているが、この方法では（９）の廃熱を利用する方法と同様に発生する熱量が制御されないため乾燥効果が不完全になってしまう問題が有った。
【００１４】
そこで本発明は、前記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みて成されたものであり、速やかにインクを定着させることが出来る一方、画質低下、コスト増大、記録装置サイズの肥大化、消費電力増大、定着むらの発生、被記録材の黄変色、騒音の増大、温度立ち上がり時間増大などの問題の発生がしないインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の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は、インクジェット記録ヘッドに対向して設けられた導電体と、前記インクジェット記録ヘッドが励磁コイルを備えていることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは前記制御手段は、前記インクジェット記録ヘッドによる印刷密度に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
好ましくは前記制御手段は、被記録材の種類に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
好ましくは前記制御手段は、前記インクジェット記録ヘッドによる印刷密度と被記録材の種類に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
さらに好ましくは前記励磁コイルには２０ｋＨｚ以上の交流電流が印可されることを特徴とする。
【００２１】
（作用）
以上の構成によれば、インクジェット記録ヘッドに対向して設けられた導電体と、前記インクジェット記録ヘッドが励磁コイルを備えるという簡単で、低コストな手段により、速やかにインクを定着させることが出来る一方、画質低下、コスト増大、消費電力増大、定着斑の発生、被記録材の黄変色、騒音の増大、温度立ち上がり時間増大などの問題を防ぐことができる。
【００２２】
以下実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではなく、本発明の目的が達成されるものであれば、各構成要素が代替物に置換されたものであってもよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に基づいたインクジェット記録装置の一例を説明する為の斜視図である。キャリッジ１１はキャリッジ駆動ベルト１４を介し、キャリッジ駆動モータ１３により、被記録材１２の通紙方向に対し垂直に移動する。同被記録材は図示されていない通紙モータにより搬送されるが、同通紙モータと前記キャリッジ駆動モータは図示されていない制御回路によりその動作を制御されている。吐出回復部１６は図示されていない吐出回復ポンプを備え、図示されていないインクジェット記録ヘッドが当接された時、同回復ポンプによりインクを吸引することができる。前記インクジェット記録装置は本発明の請求項１と２に基づき導電体２３を備えている。
【００２５】
図２は前記導電体２３の形状を説明するための、前記記録ヘッドの反対側から見た斜視図である。同導電体の材質はニッケル・ステンレス・鉄などの磁性体である。同導電体の前記記録ヘッドの反対側には、溝２４が複数個設けられている。同溝２４は同導電体内の前記キャリッジの走査方向への伝熱を防止し、前記被記録材の加熱・乾燥効率を高めている。
【００２６】
図３は前記溝最深部における前記導電体２３の厚さｔを説明するための断面図である。同厚さｔは、同導電体の材質により異なり、例えばニッケルならば１２０μｍ以下、銅ならば３０μｍ以下、ステンレスならば４００μｍ以下、鉄ならば２００μｍ以下であれば高い加熱・乾燥効率を実現できるので、これらの値が望ましい。
【００２７】
図４は被記録材方向から見たキャリッジ部分の拡大図である。インク液滴はインクジェット記録ヘッド１９上に設けられた、ノズル２０より吐出される。同インクジェット記録ヘッドと同ノズルは、吐出するインク色数と同じ組み数設けられている。前記インクジェット記録装置は本発明の請求項１と２に基づき前記記録ヘッドの両側に励磁コイル２２を備えている。
【００２８】
図５は前記励磁コイルの構造を説明するための拡大図である。コイル２６はコア２５に巻き付けられている。同コアは鉄もしくはフェライトやパーマロイ等の比較的高誘磁率で残留磁束密度の低いものであることが望ましい。
【００２９】
図６は前記励磁コイル２２の働きを説明するための模式図である。同図においては分りやすくするため、被記録材１２と前記励磁コイル２２および前記記録ヘッド１９が離されて図示されているが、実際は１ｍｍ以下の間隔で設置されている。同励磁コイルは図示されていない励磁コイル印可電流制御回路から交流電流を印可され、周囲に磁束Ｈを繰り返し発生・消滅させる。変動する磁束Ｈが導電体２３を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界を生じるように、同導電体の内部に渦電流が生じる。この結果前記導電体はジュール熱を発熱する。このジュール熱は被記録材に伝わりこれを加熱・乾燥させる。前記励磁コイルに印可される交流電流周波数は本発明の請求項６に基づき２０ｋＨｚ以上であるが、これは人間の可聴域を越えるため通電時に騒音を発生することが無いからである。前記励磁コイルは、前記ノズルから吐出されるインク液滴２１が、被記録材に到達する場所の近辺でもっとも効率よく発熱するように、同場所に向けて設置されている。
【００３０】
図７は励磁コイル印可電流制御回路の制御フローを示す図である。この制御フローは図示していない画像形成フローと平行で処理される。この制御フローでは請求項５に基づき、前記インクジェット記録ヘッドによる印刷密度と被記録材の種類に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御方法を備えている。前記励磁コイル印可電流制御回路は給紙が開始されると、ステップＳ１で被記録材種を判断し普通紙のようにインク浸透性が低いものについては、ステップＳ２へ進む。反対にコート紙のようにインク浸透性が高いものについては以降の処理を行わない。インク吐出を判断するステップＳ３ではインクの吐出が行われる場合、励磁コイル印可電流量を設定するステップＳ４へ進む。インクの吐出が行われない場合は給紙終了を判断するステップＳ６へ進む。ステップＳ４ではインク吐出密度と被記録材の種類を元に、最適な印可電流量を決定し、ステップＳ５では励磁コイル位置を感知しステップＳ６へ進む。ステップＳ６では励磁コイルがインク吐出個所上に来ている場合はステップＳ７へ進み、まだ来ていない場合はステップＳ５へ戻る。ステップＳ７では励磁コイル２２に最適な電流量を印可する。ステップＳ８では給紙が終了していれば以上の処理を終了し、反対に終了していなければステップＳ３に戻る。
【００３１】
（第２の実施例）
以下、本発明の第２の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
前記第１の実施例では、励磁コイル２２を記録ヘッド１９の両側に設置したが、同励磁コイルは同記録ヘッドの内側に設置しても良い。
【００３３】
図８は同励磁コイルは同記録ヘッドの内側に設置したインクジェット記録装置の一例を説明する為の斜視図である。前記インクジェット記録装置は本発明の請求項１と２に基づき導電体２３を備えている。図８においては、後程説明する励磁コイルの設置場所が異なる他は図１と同一であるため説明を省略する。また、同導電体２３の材質や構造は前記第１の実施例と同一であるため説明を省略する。
【００３４】
図９は被記録材方向から見たキャリッジ部分の拡大図である。前記インクジェット記録装置は本発明の請求項１と２に基づき前記記録ヘッドの間に励磁コイル２２を備えている他は図４と同一であるため説明を省略する。また同励磁コイルの働きや同励磁コイルの構造そして同励磁コイルに印可される励磁コイル印可電流制御回路の制御フローは前記第１の実施例と同一であるため説明を省略する。
【００３５】
（第３の実施例）
以下、本発明の第３の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３６】
前記第１と２の実施例では、励磁コイル２２を記録ヘッド１９の側に設置したが、同励磁コイルのコアを中空にし、同記録ヘッドを内包しても良い。
【００３７】
図１０は同励磁コイルが同記録ヘッドを内包したインクジェット記録装置の一例を説明する為の斜視図である。前記インクジェット記録装置は本発明の請求項１と２に基づき導電体２３を備えている。図１０においては、後程説明する励磁コイルの設置場所が異なる他は図１と同一であるため説明を省略する。また、同導電体２３の材質や構造は前記第１の実施例と同一であるため説明を省略する。
【００３８】
図１１は被記録材方向から見たキャリッジ部分の拡大図である。前記インクジェット記録装置は本発明の請求項１と２に基づき励磁コイル２２を備えている。同励磁コイルは前記記録ヘッド１９を内包している他は図４と同一であるため説明を省略する。
【００３９】
図１２は前記励磁コイルおよび前記記録ヘッドを説明するための拡大図である。コア２５は中空であり前記記録ヘッド１９を内包している。同コアの周りにはコイル２６が巻き付けられている。同コアの材質は前記第１の実施例と同一であるため説明を省略する。
【００４０】
図１３は前記励磁コイルの働きを説明するための模式図である。同図においては分かりやすくするため、被記録材１２と前記励磁コイル２２および前記記録ヘッド１９が離されて図示されているが、実際は１ｍｍ以下の間隔で設置されている。同励磁コイルは図示されていない励磁コイル印可電流制御回路から交流電流を印可され、周囲に磁束Ｈを繰り返し発生・消滅させる。変動する磁束Ｈが導電体２３を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界を生じるように、同導電体の内部に渦電流が生じる。その結果前記導電体はジュール熱を発生する。前記励磁コイルに印可される交流電流周波数は本発明の請求項６に基づき２０ｋＨｚ以上であるが、これは人間の可聴域を越えるため通電時に騒音を発生することが無いからである。
【００４１】
図１４は励磁コイル印可電流制御回路の制御フローを示す図である。この制御フローは図示していない画像形成フローと平行で処理される。この制御フローでは請求項５に基づき、前記インクジェット記録ヘッドによる印刷密度と被記録材の種類に合わせて、前記励磁コイルをオンまたはオフする制御方法を備えている。前記励磁コイル印可電流制御回路は給紙が開始されると、ステップＳ１で被記録材種を判断し普通紙のようにインク浸透性が低いものについては、ステップＳ２へ進む。反対にコート紙のようにインク浸透性が高いものについては以降の処理を行わない。インク吐出を判断するステップＳ３ではインクの吐出が行われる場合、励磁コイル印可電流量を設定するステップＳ４へ進む。インクの吐出が行われない場合は給紙終了を判断するステップＳ６へ進む。ステップＳ４ではインク吐出密度と被記録材の種類を元に、最適な印可電流量を決定し、ステップＳ５では励磁コイル２２に最適な電流量を印可する。ステップＳ６では給紙が終了していれば以上の処理を終了し、反対に終了していなければステップＳ３に戻る。本第３の実施例ではインク吐出と同時に、被記録材を加熱乾燥出来るので、前記１と２の実施例に比べさらに速く加熱・乾燥できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に基づくインクジェット記録装置は、被記録材のインクが塗付された部分のみ加熱・乾燥させるので、速やかにインクを定着させることが出来る一方、画質低下、コスト増大、記録装置サイズの肥大化、消費電力増大、定着斑の発生、被記録材の黄変色、騒音の増大、温度立ち上がり時間増大などの問題の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る記録装置の導電体の構造を説明する為の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る記録装置の導電体の構造を説明する為の断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る記録装置のキャリッジの構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る記録装置の励磁コイルの構成の一例を説明する為の図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る記録装置の励磁コイルの働きを説明する為の模式図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る記録装置の加熱・定着機構の制御方法を説明する為のフロー図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る記録装置のキャリッジの構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に係る記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施例に係る記録装置のキャリッジの構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る記録装置の励磁コイルの構成の一例を説明する為の図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係る記録装置の励磁コイルの働きを説明する為の模式図である。
【図１４】励磁コイル印可電流制御回路の制御フローを示す図である。
【図１５】従来の内部に加熱体を備えた回転体を具備した記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図１６】従来の面状ヒータもしくは加熱体を備えた案内板（プラテン）を具備した記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図１７】従来のファンを具備した記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図１８】従来の加熱フィルムを具備した記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【図１９】従来の内部に加熱体を備えた回転体を複数具備した記録装置の構成の一例を説明する為の斜視図である。
【符号の説明】
１１　キャリッジ
１２　被記録材
１３　キャリッジ駆動モータ
１４　キャリッジ駆動ベルト
１５　キャリッジ駆動レール
１６　吐出回復部
１７，１８　搬送ローラ
１９　インクジェット記録ヘッド
２０　ノズル
２１　インク液滴
２２　励磁コイル
２３　導電体
２４　溝
２５　コア
２６　コイル
３０　定着ローラ
３１　案内板
３２　ヒータ
３３　モータ
３４　ファン
３５　加熱体
３６　加熱フィルム
３７　加熱フィルムガイドローラ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004042474.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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