(57)【要約】【課題】マシンライフまで光照射面の清掃を必要としない画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の発光素子からなる発光素子アレイから出射するビームをレンズアレイによって感光体上に結像させる露光手段に、送風手段からの空気流を露光手段の開口に導く通気路を設けるとともに、開口には送風手段の動作時に開口を開放し、送風手段の非動作時に開口を遮断する開閉部材を配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体を露光する露光手段と、
前記露光手段に空気流を供給する送風手段とを備え、
前記露光手段は、
前記感光体に露光光を照射する開口と、
前記送風手段からの空気流を前記開口に導く通気路と、
前記送風手段の動作時に前記開口を開放し、当該送風手段の非動作時に当該開口を遮断する開閉部材と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記送風手段は、画像形成時に動作し、画像非形成時に動作しないことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記露光手段は、複数の発光素子からなる発光素子アレイと、当該発光素子アレイから出射するビームを前記感光体上に結像させるレンズアレイとを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記開閉部材は、前記開口に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記開閉部材は、前記送風手段による空気圧によって前記開口を開放することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記開閉部材は、弾性体からなることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記開閉部材は、回転軸を中心に揺動することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記通気路は、整流部材を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体に露光光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段を遮蔽する遮蔽手段とを備え、
前記遮蔽手段は、
前記感光体に前記光照射手段からの露光光を照射する開口と、
前記開口への空気流を形成する通気路と、
前記通気路を空気流が通過するのと同期して前記開口を開放し、当該通気路の空気流が停止するのと同期して当該開口を遮断する開閉部材と
を有することを特徴とするプリントヘッド。
【請求項１０】
前記通気路に空気流を供給する送風手段を備えたことを特徴とする請求項９記載のプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、より詳しくは感光体を露光するプリントヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置は、例えばドラム状に構成された感光体を一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤（トナー）で可視像とし、さらにこの可視像を記録紙に転写し、これを定着することによって画像形成している。
近年画像形成装置の小型化を図るべく、露光手段としてＬＥＤを多数配列したＬＥＤアレイを用いたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）が開発されている。このＬＰＨは現像器の近傍に配置されることから、ＬＰＨの光照射面がトナーやほこり等のゴミで汚れ易い。そこで、かかる汚れにより生じる画像むらを防止するため、光照射面へのゴミの付着を防止する機構が設けられる場合がある。
【０００３】
ここで、ＬＰＨの光照射面へのゴミの付着を防止する従来技術として、ＬＰＨの周囲を囲むカバーの下部の給気口から上面に通ずる通気孔を設け、給気口から吸入した空気をＬＰＨの自己集束性レンズアレイ近傍から排気して、トナーがレンズアレイ表面に付着することを防止する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。また、給気孔と自己集束性レンズのレンズ表面近傍に排気孔とを形成して、ＬＰＨのヘッドケース内側に通気経路を設け、排気孔から自己集束性レンズに気流を吹き付けることで塵芥がレンズ表面に付着することを防止する技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開平２−１１２４４１号公報（第５−６頁、図１）
【特許文献２】
特開平５−１７７８６４号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＬＰＨのハウジングのうち光照射面側の開口は画像露光上の必要から常に開放して構成されているため、装置の停止中も含めて空気流を発生させる送風手段を常時動作させてゴミの付着の防止を図っている。しかしながら、かかる構成では送風手段を停止させた空気流のない状態において光照射面へのゴミの付着を防止できず、それを防止するために装置の停止中においても送風手段を動作させた場合には、送風手段による騒音や電力の消費を抑えることができないという技術的課題がみられた。
【０００６】
なお、上記の特許文献１および特許文献２に記載された技術では、空気流のない場合におけるゴミの付着を防止するための有効な技術は開示されていない。
【０００７】
そこで本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、送風手段を停止させた状態でも光照射面へのゴミの付着を抑制することにある。また他の目的は、光照射面の清掃をマシンライフまで必要としないことにある。さらに他の目的は、送風手段による騒音や電力の消費を抑えることができ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】
かかる目的のもと、本発明の画像形成装置は、複数の発光素子からなる発光素子アレイから出射するビームをレンズアレイによって感光体上に結像させる露光手段に、送風手段からの空気流を露光手段の開口に導く通気路を設けるとともに、開口には送風手段の動作時に開口を開放し、送風手段の非動作時に開口を遮断する開閉部材を配置することによって、送風手段を停止させた空気流のない状態でも露光手段の光照射面へのゴミの付着を防止することを可能とするものである。
【０００９】
すなわち、本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体を露光する露光手段と、露光手段に空気流を供給する送風手段とを備え、露光手段は、感光体に露光光を照射する開口と、送風手段からの空気流を開口に導く通気路と、送風手段の動作時に開口を開放し、送風手段の非動作時に開口を遮断する開閉部材とを有することを特徴としている。ここで、送風手段は、画像形成時に動作し、画像非形成時に動作しないことを特徴とすることができる。また、露光手段は、複数の発光素子からなる発光素子アレイと、発光素子アレイから出射するビームを感光体上に結像させるレンズアレイとを備えたことを特徴とすることができる。
【００１０】
さらに、開閉部材は、開口に沿って複数配置されたことを特徴とすることができる。また、開閉部材は、送風手段による空気圧によって開口を開放することを特徴とすることもできる。この場合には、開閉部材は、弾性体からなることを特徴とすることができる。また、開閉部材は、回転軸を中心に揺動することを特徴とすることもできる。
一方、通気路は、整流部材を有することを特徴とすることができる。
【００１１】
また、本発明のプリントヘッドは、感光体に露光光を照射する光照射手段と、光照射手段を遮蔽する遮蔽手段とを備え、遮蔽手段は、感光体に光照射手段からの露光光を照射する開口と、開口への空気流を形成する通気路と、通気路を空気流が通過するのと同期して開口を開放し、通気路の空気流が停止するのと同期して開口を遮断する開閉部材とを有することを特徴としている。ここで、通気路に空気流を供給する送風手段を備えたことを特徴とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
◎  実施の形態１
図１に示すものは、本実施の形態における画像形成装置を説明する図である。図１で示すように、画像形成装置１は、矢印Ａの方向に定速回転する感光体ドラム１０の周囲に、感光体ドラム１０上を一様に帯電する帯電器１１、画像情報に基づいて制御された光を露光するＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１２、感光体ドラム１０上に形成された潜像を現像する現像器１３、トナー像を記録紙２０に転写する転写ローラ１４、感光体ドラム１０上から転写残トナーを除去するクリーナ１５を備えるとともに、記録紙２０上のトナー像を定着させる定着器１６を備えている。
【００１３】
帯電器１１は、導電性ゴムまたは導電性スポンジと導電性ゴムとを積層して構成された２本の帯電ローラ１１ａ、１１ｂから形成され、電源（図示せず）に接続されて電圧が供給されている。そして感光体ドラム１０の表面を一定電圧で一様に帯電する。ＬＰＨ１２は、ＬＰＨ駆動部２１と接続されている。そしてＬＰＨ１２は、ホストコンピュータ（ＨＯＳＴ）３０からの画像データに基づきＬＰＨ駆動部２１によって制御された光を照射し、感光体ドラム１０上に潜像を形成する。
【００１４】
現像器１３は、現像ハウジング２２、現像ローラ２３を備えている。現像ローラ２３は現像ハウジング２２内に貯蔵されたトナーを担持して、矢印Ｂ方向に回転しながら感光体ドラム１０にトナーを供給し、潜像を可視像化したトナー像を形成する。転写ローラ１４は、導電性ゴムまたは導電性スポンジと導電性ゴムとを積層して構成され、電源（図示せず）に接続されて電圧が供給されている。そして給紙ローラ３１によって搬送されてきた記録紙２０上にトナー像を転写する。
【００１５】
定着器１６は、加熱ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂとからなる一対のローラで構成される。トナー像が転写された記録紙２０は定着器１６に搬送され、定着器１６を通過する際に、トナー像が記録紙２０に加熱定着される。一方、クリーナ１５は、クリーニングブレード２４とクリーナハウジング２５で構成される。クリーニングブレード２４は感光体ドラム１０の回転方向Ａとはカウンター方向に当接され、転写の際に感光体ドラム１０上に残った転写残トナーを掻き取り、クリーナハウジング２５に貯蔵する。
【００１６】
次に、本実施の形態におけるＬＰＨ１２について詳細に説明する。
図２はＬＰＨ１２の構成を示す断面図である。図２において、ＬＰＨ１２は、支持体としてのＬＰＨハウジング４０、画像情報に基づいて制御された光を照射するＬＥＤアレイ４１、ＬＥＤアレイ４１からの光を感光体ドラム１０表面に結像させるセルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）４２、ＬＰＨハウジング４０とＳＬＡ４２とを覆い、通気路４４を形成するヘッドカバー４３、通気路４４に空気を供給する空気ダクト４５を備えている。
【００１７】
ＬＰＨハウジング４０は、アルミニウム、ＳＵＳ等のブロックまたは板金で形成され、ＬＥＤアレイ４１およびＳＬＡ４２をＬＥＤアレイ４１の発光点とＳＬＡ４２の焦点とが一致するように支持している。そしてハウジングシール４６がＬＥＤアレイ４１を密閉するように配置されている。そのため、ＬＥＤアレイ４１にゴミが付着することはない。
またＬＰＨハウジング４０はＬＥＤアレイ４１およびＳＬＡ４２と一体となって、調整ネジ（図示せず）によってＳＬＡ４２の光軸方向に移動可能に構成され、ＳＬＡ４２の結像位置（焦点）が感光体ドラム１０表面上に位置するように調整される。
【００１８】
ＬＥＤアレイ４１は、複数個のＬＥＤチップがチップ用基板に感光体ドラム１０の軸線方向と平行に精度よく列状に配置されている。そしてＨＯＳＴ３０からの画像情報がＬＰＨ駆動部２１において制御された信号に変換されて、その信号に基づいてＬＥＤチップが発光する。またＳＬＡ４２は、自己集束性のファイバーが感光体ドラム１０の軸線方向と平行に精度よく列状に配置されている。そしてＬＥＤチップからの光を感光体ドラム１０表面に結像させ、潜像を形成する。
【００１９】
次に、ヘッドカバー４３について説明する。図３は、ヘッドカバー４３、ＬＰＨハウジング４０およびＳＬＡ４２の分解斜視図である。図２および図３に示すように、ヘッドカバー４３は、ＬＰＨハウジング４０の側部に取り付けられるとともに、ＳＬＡ４２を外部から遮蔽するように構成されている。またヘッドカバー４３は、ＬＰＨハウジング４０との間に通気路４４を形成するように、ＬＰＨハウジング４０との間に間隙をもって取り付けられている。さらにヘッドカバー４３には、ＳＬＡ４２の光照射面４２ａと対向する位置に感光体ドラム１０の軸線方向と平行に開口４７が設けられるとともに、開口４７を開閉するシャッター弁４８が配置されている。
なお開口４７は、ＳＬＡ４２の光照射面４２ａからの光を感光体ドラム１０に照射するのに充分な光量を確保できる程度の開口幅を有している。
【００２０】
次に、空気ダクト４５について説明する。図４は、空気ダクト４５の構造を説明する図である。図４（ａ）は空気ダクト４５の正面図であり、図４（ｂ）は空気ダクト４５の底面図である。図４に示すように、空気ダクト４５は吸入口４９がＳＬＡ４２の幅よりも狭く構成され、空気流をＳＬＡ４２の幅まで拡大するように排出口５０を構成している。また空気ダクト４５の内部には整流リブ５１が配置されている。整流リブ５１は、吸入口４９から排出口５０に向かって空気流を均一にすると同時に、一部に生じる空気流の逆流を防止することができ、安定で一様な空気流を形成することが可能となる。
【００２１】
さらに、図５に示すように、空気ダクト４５は、排出口５０がヘッドカバー４３とＬＰＨハウジング４０との間の通気路４４と連結するように配置されている。そしてファン６０から空気ダクト４５の吸入口４９へ供給された空気流は、空気ダクト４５の内部を通過する途中で整流リブ５１によって均一にされ、空気ダクト４５の排出口５０から通気路４４に安定かつ一様な空気流が供給される。なおファン６０からの空気流は微細な埃等を除去するフィルター６１を通過するように構成されている。これによって通気路４４には清浄な空気が供給されるので、ＳＬＡ４２の光照射面４２ａが空気流によって汚されることはない。
なおファン６０は、画像形成装置１本体に配置したが、空気ダクト４５の吸入口４９に取り付け、ＬＰＨ１２とファン６０とを一体的に構成することも可能である。
【００２２】
次に、ヘッドカバー４３の開口４７に設けたシャッター弁４８について説明する。図６は、ＬＰＨ１２の光照射部を示す部分拡大図である。図６に示すように、シャッター弁４８は、樹脂、ゴム、薄い金属等の弾性部材で構成されて、一端がヘッドカバー４３に固定され、他端は回動中心部４８ａを中心として回動自在に構成されている。
そしてシャッター弁４８は、通気路４４に空気流が供給されていない状態では、シャッター弁４８の弾性変形力により開口４７に形成されたストッパー４７ａにシャッター弁４８の端部４８ｂが当たるように付勢され、シャッター弁４８が開口４７を遮断するように構成されている。なおシャッター弁４８は、ストッパー４７ａにより所定の位置よりヘッドカバー４３の内部には移動しない。またストッパー４７ａをＬＰＨハウジング４０またはＳＬＡ４２に設けた構成とすることも可能である。
他方、通気路４４に空気流が供給されている状態では、シャッター弁４８は、空気流の圧力により回動中心部４８ａを中心として開口４７のストッパー４７ａとは対向する面４７ｂに当たるまで回動し、開口４７が開放されるように構成されている。
【００２３】
ここで本実施の形態では、通気路４４に空気流を供給するファン６０は画像形成と同期して動作させている。すなわち画像形成時にファン６０を回転させて空気流を供給し、画像非形成時にはファン６０を停止させて空気流を供給しないように構成している。したがって、シャッター弁４８は画像形成時には開いて開口４７を開放し、画像非形成時には閉じて開口４７を遮断する。
【００２４】
以下に、画像形成時と非形成時とにおけるシャッター弁４８の動作を詳細に説明する。図７（ａ）は画像形成時におけるシャッター弁４８の状態を示し、図７（ｂ）は画像非形成時におけるシャッター弁４８の状態を示す図である。画像形成装置１がＨＯＳＴ３０からの画像信号を受信して画像形成時にある場合には、ファン６０のスイッチをオンにしてファン６０を動作させ、通気路４４に空気流を供給する。この場合は、図７（ａ）に示すように、通気路４４に空気流が供給されることで、空気流の圧力がシャッター弁４８の弾性変形力に抗してシャッター弁４８を回動させ、開口４７が開放される。この状態で、ＬＥＤアレイ４１は光ビームを照射し、感光体ドラム１０上に潜像を形成する。なおシャッター弁４８を回動させる空気流の圧力は、開口４７の空気吹出口圧で２〜１０ｍｍＡｑ（０．１９６〜０．９８１ｈＰａ）以上に設定する。
この状態では、空気流が開口４７から吹出しているので、感光体ドラム１０或いは現像器１３の付近で発生するトナークラウド或いは外部からの埃等のゴミが開口４７を通ってＳＬＡ４２の光照射面４２ａに付着することはない。
【００２５】
画像形成装置１がＨＯＳＴ３０からの画像信号を受信しない画像非形成時にある場合には、ファン６０のスイッチをオフにしてファン６０を停止させ、通気路４４へ空気流を供給しない。この場合は、図７（ｂ）に示すように、通気路４４に空気流が供給されないので、シャッター弁４８は弾性変形力によりストッパー４７ａにシャッター弁４８の端部４８ｂが当たるように付勢され、シャッター弁４８が開口４７を遮断する。
この状態では、ＳＬＡ４２の光照射面４２ａと感光体ドラム１０とはシャッター弁４８によって遮断されているので、感光体ドラム１０或いは現像器１３の付近で発生するトナークラウド或いは外部からの埃等のゴミがＳＬＡ４２の光照射面４２ａに付着することはない。
このように構成することで、画像非形成時にはファン６０を停止させておくことができることから、ファン６０の回転による騒音や電力の消費を抑えることが可能となる。
【００２６】
ここで、シャッター弁４８の構成について説明する。図８は、シャッター弁４８の断面構成を説明する図である。図８（ａ）に示したように、シャッター弁４８は樹脂、ゴム、薄い金属等の弾性部材で構成し、回動中心部４８ａの厚さを他の部分よりも薄くすることで、シャッター弁４８の弾性変形力を調整したものである。このように、開口４７の空気吹出口圧との関係で回動中心部４８ａの厚さを設定することで、シャッター弁４８の開閉力を自在に調整し、空気流の圧力によって開くシャッター弁４８を構成することが可能となる。
また、図８（ｂ）に示したように、シャッター弁４８の回動中心部４８ａをＬＰＨハウジング４０またはヘッドカバー４３に回転自在に固定された回転軸として構成して、シャッター弁４８を回動中心部４８ａを中心に回転可能に取り付けることも可能である。さらにシャッター弁４８にはストッパー４７ａ方向に付勢するように板バネ７０を取り付けている。ここで、付勢手段としては、板バネのほか、ゴムのような弾性体を用いることができる。そしてバネやゴム等の弾性係数を適宜設定することによってシャッター弁４８の開閉力を自在に調整することが可能となる。
【００２７】
図９は、回動中心部４８ａを回転軸として構成したシャッター弁４８の他の構成を示した斜視図である。図９（ａ）に示したものは、シャッター弁４８がヘッドカバー４３に固定された回転軸７３を中心に回転可能に取り付けられ、さらにシャッター弁４８がストッパー４７ａ方向に付勢されるようにうず巻きバネ７１を取り付けた構成としたものである。また図９（ｂ）に示したものは、シャッター弁４８がヘッドカバー４３に固定された回転軸７３を中心に回転可能に取り付けられ、さらにシャッター弁４８のストッパー４７ａとは回転軸７３を挟んで反対側にバランスウエイト７２を設け、シャッター弁４８をストッパー４７ａ方向に付勢した構成としたものである。このように構成することによって、うず巻きバネ７１の巻き数、線の太さ、またバランスウエイト７２の重さを適宜設定することでシャッター弁４８の開閉力を自在に調整し、空気流の圧力によって開くシャッター弁４８を構成することが可能となる。
なお、本実施の形態では、開口４７全体を一つのシャッター弁４８で開閉させる構成を説明したが、開口４７の長手方向に複数のシャッター弁４８を配置するように構成することも可能である。
【００２８】
◎  実施の形態２
実施の形態１では、画像形成と同期させてファン６０を動作させることで通気路４４に空気流を供給し、その空気圧でシャッター弁４８を開くように構成したＬＰＨ１２を備えた画像形成装置１について説明した。実施の形態２では、画像形成と同期させてファン６０を動作させるとともにシャッター弁４８を機械的に開閉させるように構成したＬＰＨ１２を備えた画像形成装置１について説明する。尚、実施の形態１と同様な構成については同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２９】
図１０は、本実施の形態におけるＬＰＨ１２を説明する図である。図１０で示すように、ＬＰＨ１２のヘッドカバー４３には、開口４７を開閉するシャッター８０が配置されている。シャッター８０は、開口４７の長手方向と直行する方向にスライド可能に構成され、電磁的な駆動手段またはモーターなどの駆動手段によってスライドする。
画像形成装置１がＨＯＳＴ３０からの画像信号を受信して、画像形成時にある場合には、ファン６０のスイッチをオンにしてファン６０を動作させ、通気路４４に空気流を供給するのと同時に、シャッター８０が開口４７を開放するようにスライドする。一方、画像形成装置１が画像形成を終了し画像非形成時にある場合には、ファン６０のスイッチをオフにしてファン６０を停止させるのと同時に、シャッター８０が開口４７を遮断するようにスライドする。
実施の形態２のように構成することによっても、実施の形態１と同様にゴミがＳＬＡ４２の光照射面４２ａに付着することを防止することができるとともに、画像非形成時にはファン６０を停止させておくことができる。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、ファン６０を停止させた空気流のない状態でも光照射面４２ａへのゴミの付着を防止し、マシンライフまで光照射面４２ａの清掃を必要としないとともに、ファン６０による騒音や電力の消費を抑えることができる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マシンライフまで光照射面の清掃を必要としない画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における画像形成装置を説明する概略断面図である。
【図２】ＬＰＨの構成を示す断面図である。
【図３】ヘッドカバー、ＬＰＨハウジングおよびＳＬＡの分解斜視図である。
【図４】空気ダクトの構造を説明する図であり、（ａ）は空気ダクトの正面図であり、（ｂ）は空気ダクトの底面図である。
【図５】ＬＰＨの正面図である。
【図６】ＬＰＨの光照射部を示す部分拡大図である。
【図７】（ａ）は画像形成時におけるシャッター弁の状態を示し、（ｂ）は画像非形成時におけるシャッター弁の状態を示す図である。
【図８】シャッター弁の断面構成を説明する図である。
【図９】シャッター弁の他の構成を示した斜視図である。
【図１０】実施の形態２におけるＬＰＨを説明する図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、１０…感光体ドラム、１１…帯電器、１１ａ，１１ｂ…帯電ローラ、１２…ＬＰＨ、１３…現像器、１４…転写ローラ、１５…クリーナ、１６…定着器、１６ａ…加熱ローラ、１６ｂ…加圧ローラ、２０…記録紙、２１…ＬＰＨ駆動部、２２…現像ハウジング、２３…現像ローラ、２４…クリーニングブレード、２５…クリーナハウジング、３０…ホストコンピュータ（ＨＯＳＴ）、３１…給紙ローラ、４０…ＬＰＨハウジング、４１…ＬＥＤアレイ、４２…セルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）、４２ａ…光照射面、４３…ヘッドカバー、４４…通気路、４５…空気ダクト、４６…ハウジングシール、４７…開口、４７ａ…ストッパー、４７ｂ…対向面、４８…シャッター弁、４８ａ…回動中心部、４８ｂ…シャッター弁端部、４９…吸入口、５０…排出口、５１…整流リブ、６０…ファン、６１…フィルター、７０…板バネ、７１…うず巻きバネ、７２…バランスウエイト、７３…回転軸、８０…シャッター
【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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