(57)【要約】【課題】液体噴射装置の噴射口から噴射される液体の残留を防止できるキャップ部材を提供する。【解決手段】液体噴射装置の噴射口から噴射される液体を回収するためのキャップ部材１であって、底壁１１ａと底壁１１ａの周囲を囲む側壁１１ｂとを有し噴射口を覆うための貯留部１１と、底壁１１ａに形成され、貯留部１１に貯留された液体を排出する排出孔１４ａを有する排出部１４と、底壁１１ａから噴射口側に所定距離離間して設けられ排出孔１４ａ及び排出孔１４ａの周辺部を覆う笠部１５と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射装置の噴射口から噴射される液体を回収するためのキャップ部材であって、
底壁と前記底壁の周囲を囲む側壁とを有し前記噴射口を覆うための貯留部と、
前記底壁に形成され、前記貯留部に貯留された液体を排出する排出孔を有する排出部と、
前記底壁から前記噴射口側に所定距離離間して設けられ前記排出孔及び前記排出孔の周辺部を覆う笠部と、
を備えることを特徴とするキャップ部材。
【請求項２】
前記側壁に設けられ前記液体噴射装置に環状に当接する弾性部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のキャップ部材。
【請求項３】
請求項１に記載のキャップ部材の製造方法であって、
前記笠部と前記底壁との間隙を形成するためのスライドと固定型と第一可動型とで形成されるキャビティに第一溶融材料を射出充填し、前記スライドの抜き跡としての開口部が前記側壁に形成された前記貯留部と前記排出部と前記笠部とを成形する第一工程と、
前記固定型と第二可動型と前記開口部を閉塞するための第三可動型とで形成され前記開口部を含むキャビティに第二溶融材料を射出充填し、前記開口部が閉塞された前記側壁を成形する第二工程と、
を含むことを特徴とするキャップ部材の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載のキャップ部材の製造方法であって、
前記笠部と前記底壁との間隙を形成するためのスライドと固定型と第一可動型とで形成されるキャビティに第一溶融材料を射出充填し、前記スライドの抜き跡としての開口部が前記側壁に形成された前記貯留部と前記排出部と前記笠部とを成形する第一工程と、
前記固定型と第二可動型と前記開口部を閉塞するための第三可動型とで形成され前記開口部を含むキャビティに第二溶融材料を射出充填し、前記開口部が閉塞された前記側壁と前記弾性部とを成形する第二工程と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のキャップ部材の製造方法。
【請求項５】
前記第三可動型は、前記スライドであることを特徴とする請求項３又は４に記載のキャップ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャップ部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
噴射口から液体を噴射する液体噴射装置として、例えばインクジェット式プリンタの印字ヘッドがある。印字ヘッドはキャリッジに搭載されて往復移動しながら液体としてのインクを噴射することで印刷媒体に画像を形成する。印字ヘッドはインクをノズルからインク滴として噴射する関係上、ノズル内に残留するインクの乾燥、塵埃の付着、気泡の混入などによりノズルに目詰まりが発生し、印字不良を起こすという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するため、ノズル形成面を封止するキャップ部材を備えるインクジェット式プリンタが知られている（例えば特許文献１参照。）。特許文献１に記載のインクジェット式記録装置（インクジェット式プリンタ）は、印字ヘッドが非記録領域（ホームポジション）にあるときノズル形成面に当接してノズル形成面をシールし、ノズル形成面との間で内部空間を形成するキャップ部材を備え、ノズルに残留するインクの蒸発をキャップ部材によって防止して乾燥を防いでいる。また、それに加え、キャップ部材でノズル形成面を封止した状態で吸引ポンプにより負圧を発生させ、内部空間の底面に形成された排出孔からインクを吸引する処理、所謂クリーニングを実行して目詰まりを解消している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２５４８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のキャップ部材によると、吸引ポンプにより負圧を発生させて吸引したとしても、吸引力は概ね排出孔の上方近傍には有効に作用するものの、内部空間の底面側の角部には十分な吸引力が作用しない。このため表面張力によってインクがキャップ部材の角部に残留し、印字ヘッドのノズル形成面にインクが付着するという問題がある。この結果、印字ヘッドに付着したインクが印刷媒体に付着し印字不良を起こすという問題がある。
【０００６】
図８は、従来のキャップ部材３におけるインクの流れを示す模式図である。図示するように排出孔９１の上部周辺のインクは排出孔へと吸引されるものの、角部近傍にはインクが残留する。
こうした問題を解消する方法としては、例えばスポンジを内部空間に収容し、毛細管現象を利用してインクを排出孔に導く方法もある。しかしながら、その場合は別途スポンジが必要であり、部品点数が増大するという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題に鑑みて創作されたものであって、液体噴射装置の噴射口から噴射される液体の残留を防止できるキャップ部材を提供することを目的とする。
また、本発明の別の目的は、液体噴射装置の噴射口から噴射される液体の残留を防止できるキャップ部材の部品点数を低減できるキャップ部材の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るキャップ部材は、液体噴射装置の噴射口から噴射される液体を回収するためのキャップ部材であって、底壁と底壁の周囲を囲む側壁とを有し噴射口を覆うための貯留部と、底壁に形成され、貯留部に貯留された液体を排出する排出孔を有する排出部と、底壁から噴射口側に所定距離離間して設けられ排出孔及び排出孔の周辺部を覆う笠部と、を備えることを特徴とする。笠部を設けると、液体噴射装置の噴射口から噴射される液体は笠部と側壁との間を流れることになる。すなわち液体は笠部がない場合に比べてより角部に近い位置を流れることになる。更に、笠部は底壁から噴射口側に所定距離離間し且つ排出孔の面積より大きく設けられるため、笠部と底壁との間に、笠部を設けない場合の流路より狭い流路が形成され、排出部を介して吸引を行った場合、負圧が局所的に増大する。これにより角部近傍の液体を吸引する吸引力が増大し、液体が角部に残留し難くなる。よってこのキャップ部材によると、液体噴射装置の噴射口から噴射される液体の残留を防止できる。
【０００９】
さらに本発明に係るキャップ部材は、側壁に設けられ液体噴射装置に環状に当接する弾性部を更に備えることを特徴とする。このキャップ部材によると、噴射口周辺部をより確実に封止でき、排出部を介して吸引を行った場合、液体の残留をより防止できる。
さらに本発明に係るキャップ部材の製造方法は、請求項１に記載のキャップ部材の製造方法であって、笠部と底壁との間隙を形成するためのスライドと固定型と第一可動型とで形成されるキャビティに第一溶融材料を射出充填し、スライドの抜き跡としての開口部が側壁に形成された貯留部と排出部と笠部とを成形する第一工程と、固定型と第二可動型と前記開口部を閉塞するための第三可動型とで形成され開口部を含むキャビティに第二溶融材料を射出充填し、開口部が閉塞された側壁を成形する第二工程と、を含むことを特徴とする。この製造方法によると、笠部を、側壁に開口部を残すことなく一体に成型できる。よって、液体噴射装置の噴射口から噴射される液体の残留を防止できるキャップ部材の部品点数を低減できる。
【００１０】
さらに本発明に係るキャップ部材の製造方法は、請求項２に記載のキャップ部材の製造方法であって、笠部と底壁との間隙を形成するためのスライドと固定型と第一可動型とで形成されるキャビティに第一溶融材料を射出充填し、スライドの抜き跡としての開口部が側壁に形成された貯留部と排出部と笠部とを成形する第一工程と、固定型と第二可動型と前記開口部を閉塞するための第三可動型とで形成され開口部を含むキャビティに第二溶融材料を射出充填し、開口部が閉塞された側壁と弾性部とを成形する第二工程と、を含むことを特徴とする。この製造方法によると、笠部を、側壁に開口部を残すことなく一体に成型でき、液体噴射装置の噴射口から噴射される液体の残留を防止できるキャップ部材の部品点数を低減できる上、開口部の閉塞と弾性部の成型とを一工程で実施でき、作業工程数を低減できる。
【００１１】
さらに本発明に係るキャップ部材の製造方法の第三可動型は、スライドであることを特徴とする。スライドを第三可動部として用いると、第三可動型を別部品として備える必要がなく、キャビティを形成するための型の部品点数を低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。本実施例では、インクジェット式プリンタの印字ヘッドのノズルから噴射されるインクを回収するためのキャップ部材を例に説明する。ここで印字ヘッドは液体噴射装置に相当し、ノズルは噴射口に相当する。また、インクは液体に相当する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例に係るキャップ部材１を示す図である。図１において（Ａ）はキャップ部材１の上面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＩ−Ｉ線の断面図、（Ｃ）はキャップ部材１の斜視図、（Ｄ）は（Ｃ）に示すキャップ部材１を逆側から見た斜視図である。キャップ部材１は図１（Ｂ）に示すように貯留部１１、排出部１４、笠部１５、及び、弾性部１６を備える。
【００１４】
貯留部１１は、底壁１１ａ及び側壁１１ｂを有し、概ね箱形を呈している。底壁１１ａは概ね矩形に形成されている。側壁１１ｂは板状の４つの側壁１１ｂを有し、４つの側壁１１ｂの底壁１１ａに平行な断面は概ねロ字型であり、上側に開口している。貯留部１１は印字ヘッドのノズルを覆うために設けられ、印字ヘッドがホームポジションにあるとき、ノズルから噴射されるインクは貯留部１１に一時的に貯留される。
【００１５】
排出部１４は、底壁１１ａに形成され、貯留部１１に貯留されたインクを排出する排出孔１４ａを備える。排出部１４は後述する吸引ポンプに例えばチューブなどを介して接続され、貯留部１１に貯留されたインクは排出孔１４ａから吸引ポンプによって吸引されることで排出される。
笠部１５は、概ね矩形の平板状に形成され、４つの支持部１７によって底壁１１ａから所定距離離間して底壁１１ａに接続されている。笠部１５の面積は排出孔１４ａの面積より大きく、排出孔１４ａのみでなく排出孔１４ａの周辺部の上部も覆っている。ここで所定距離とは、後述するスライドの厚み分に相当する距離であり、後述する笠部１５と底壁１１ａとの間の流路に生じさせる負圧に応じて決定される。笠部１５を設けると、インクは笠部１５と側壁１１ｂとの間を流れることになる。すなわちインクは笠部１５がない場合に比べてより角部に近い位置を流れることになる。更に、笠部１５は排出孔１４ａの面積より大きく且つ底壁１１ａから所定距離離間しているため、笠部１５と底壁１１ａとの間に、笠部１５を設けない場合の流路に比べて進行方向に垂直な断面が狭い流路が形成され、負圧が局所的に増大する。これにより角部近傍のインクを後述する吸引ポンプで吸引する際の吸引力が増大し、従ってインクが角部に更に残留し難くなる。尚、本実施例では笠部１５が平板状である場合を例に説明するが、笠部１５は例えば四角錐状に形成してもよいし、二つの平板を屋根状に傾斜させて形成してもよい。
【００１６】
弾性部１６は、弾性材料を原料として形成され、側壁１１ｂの内周壁面及び側壁１１ｂの鉛直上向きの端面を覆い、且つ側壁１１ｂの鉛直上向きの端面から上方に延びるように形成されている。弾性部１６はノズル形成面に当接してノズル形成面を封止することでノズルからのインクの蒸発を抑制し、インクが乾燥して印字ヘッドが目詰まりすることを防止するとともに、ノズル形成面を封止することで吸引ポンプによる吸引時に貯留部１１内に負圧を生じさせる。弾性部を弾性材料で形成すると、ノズル形成面をより確実に封止できる。
【００１７】
図２は、インクジェット式プリンタ（以下、「プリンタ」という）２の分解斜視図である。プリンタ２は、ＣＰＵ等を有しプリンタ２の全体を制御する図示しない制御部、インクを噴射する印字ヘッド２１、印字ヘッド２１を搭載するキャリッジ２２、キャリッジ２２を往復移動させる駆動機構２３、紙送りモータを有し印刷媒体２７を搬送する搬送機構２４、キャップ部材１、ワイピング部２５、吸引ポンプ２６などを備える。印字ヘッド２１は図２において印刷媒体２７に向かってインクを噴射する複数のノズルが形成されたノズル形成面を有し、制御部による制御の元でそれらのノズルからインクを噴射することによって印刷媒体２７に画像を形成する。キャリッジ２２には印字ヘッド２１の他に、印字ヘッド２１が噴射するインクを蓄えるインクタンク２８が搭載される。キャップ部材１は印字ヘッド２１のホームポジションの直下に配置される。キャップ部材１の排出部１４は例えばチューブなどで吸引ポンプ２６に接続される。印刷完了後に印字ヘッド２１がキャリッジ２２に運搬されてホームポジションに戻ると、キャップ部材１は図示しない昇降機構によって上昇する。これにより弾性部１６が印字ヘッド２１に環状に当接し、ノズル形成面が封止される。ワイピング部２５は弾性材料を原料として形成され、キャップ部材１の印刷媒体２７側の端部近傍に直立姿勢で配置される。ワイピング部２５は図示しない駆動機構によって水平方向に往復移動され、吸引ポンプ２６によってインクを吸引する前にノズル形成面に付着している塵埃や紙粉などを除去すると共に、吸引後にノズル形成面に付着しているインクを払拭する。尚、ワイピング部２５はキャップ部材１に一体成形するようにしてもよい。吸引ポンプ２６には一端が排出部１４に接続されているチューブの他端が接続され、吸引ポンプ２６は紙送りモータの駆動力を利用してインクを吸引する。制御部は印字ヘッド２１がホームポジションにあるとき、ノズル内部に残留したインクが乾燥してノズルの目詰まりを起こすことを防止するため、所定のタイミングでインクを噴射して湿度を保つよう印字ヘッド２１を制御する。また、クリーニングの実行が指示されたとき、ワイピング部２５の駆動を制御して塵埃などを除去した後、ノズル内に残留するインク及びノズルから噴射され貯留部１１に貯留しているインクを強制的に吸引するよう吸引ポンプ２６を制御する。これによりノズルの目詰まりを強制的に解消すると共に、印字ヘッド２１から噴射されたインクを回収する。
【００１８】
次に、本実施例のキャップ部材１の効果について説明する。
図３は、キャップ部材１におけるインクの流れを説明するための模式図である。ノズル形成面が封止された状態で吸引ポンプ２６による吸引が行われると、インクは笠部１５があることによって側壁１１ｂと底壁１１ａとの角部近傍を流れる上、笠部１５があることによって角部近傍のインクがより大きな吸引力で吸引される。従ってインクが角部に残留し難くなる。よってキャップ部材１によると、印字ヘッド２１のノズルから噴射されるインクの残留を防止できる。この結果、印字ヘッド２１にインクが付着し難くなり、印刷媒体２７へのインクの付着による印字不良を防止できる。
【００１９】
更に、キャップ部材１は排出孔１４ａ及び排出孔１４ａ周辺部の上部を笠部１５で覆うため、印字ヘッド２１とキャップ部材１との間に圧力変動が生じても貯留部１１に滞留するインクが上方に吸い上げられ難く、圧力変動が生じた場合であってもインクの泡を生じ難くできる。
以上、本発明の一実施例に係るキャップ部材１について説明した。以下、キャップ部材１の製造方法について説明する。
【００２０】
図４は、キャップ部材１を射出成形によって製造するための金型の断面図である。金型は、図示しない射出成形装置に固定される固定型３１、第一可動型４１、第二可動型５１及びスライド６１を備える。
固定型３１は、貯留部１１の底壁１１ａ及び側壁１１ｂを形成するためのキャビティ形成面を有する概ね方形状に凹んだ凹み部３２と、排出部１４を形成するための穴部３３とを備える。図示するように穴部３３は成形した後の排出部１４の外径が途中で細くなるよう形成され、穴部３３の中心には排出孔１４ａを形成するための円柱部３４が設けられている。また、凹み部３２の側壁にはスライド６１を挿入するための開口部３５が設けられ、開口部３５の内周形状はスライド６１の短手方向の外周形状に一致する形状に形成されている。
【００２１】
第一可動型４１は、キャップ部材１の底壁１１ａの一部、側壁１１ｂ、及び笠部１５を成形するためのキャビティ形成面を有する突出部であって紙面に垂直な断面が概ねロ字型の突出部４２を備える。突出部４２はロ字型に突出することで４つの側壁で構成された形状を呈しており、そのうち、固定型３１において開口部３５が形成されている側壁に対向する側壁は、スライド６１を挿入する空間を形成するため、スライド６１をまたぐように凹み部４３が形成されている。
【００２２】
スライド６１は、概ね板状に形成され、紙面に垂直な方向の幅が、形成する笠部１５と同幅に形成されている。また、スライド６１は一端部が固定型３１の開口部３５から第一可動型４１の突出部４２に当接するまでスライド挿入されたとき紙面右側の他端部が固定型３１から突出する長さを有している。
第二可動型５１は、突出部５２と凹み部５３とを備える。突出部５２は弾性部１６のうち側壁１１ｂの内周壁面を覆う部分を成形するためのキャビティ形成面を有している。突出部５２は紙面に垂直な断面が概ねロ字型に形成され、図４において紙面水平方向の幅Ｘ２は第一可動型４１の突出部４２の幅Ｘ１より狭くなるよう形成されている。凹み部５３は弾性部１６のうち側壁１１ｂの図１（Ｂ）において鉛直上向きの端面を覆い上方に突出する部分を成形するためのキャビティ形成面を有している。凹み部５３は図４において下側から見たとき概ねロ字型に凹む形状に形成され、図示するように先端側に近づくにつれて幅が狭くなるよう形成されている。
【００２３】
図５、図６及び図７は、上述の金型を用いたキャップ部材１の製造工程を説明するための模式図である。以下、キャップ部材１の製造工程を第一工程と第二工程とに分けて説明する。
第一工程では、始めに第一可動型４１を固定型３１に合わせ、スライド６１を固定型３１の開口部３５（図４参照）から第一可動型４１に当接するまでスライド挿入し、固定型３１、第一可動型４１及びスライド６１を図５（Ａ）に示すように型締めする。これによりキャビティを形成する。スライド６１の挿入や型締めは例えば油圧式や電動式等の図示しない型締機構によって行われる。
【００２４】
次に、ノズルなどを備える図示しない射出機構により図５（Ｂ）に示すように第一溶融材料を射出充填する。第一溶融材料としては、例えばＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）に後述する第二溶融材料との付きをよくするためにＰＰ（ポリプロピレン）を加えた材料などを用いる。
次に、充填した第一溶融材料を固化させた後、図５（Ｃ）に示すように型開きする。これにより、キャップ部材１の貯留部１１、排出部１４、及び笠部１５が形成され、笠部１５と底壁１１ａとの間にはスライド６１が挿入されていたことにより間隔、所謂アンダーカットが形成される。ただし、側壁１１ｂについてはスライド６１が挿入されていたことにより、スライド６１の抜き跡としての開口部７０が形成された状態で成形される。
【００２５】
以上、第一工程について説明した。以下、第二工程について説明する。
第二工程では、始めに図６（Ｄ）に示すように第一可動型４１と第二可動型５１とを交換する。この交換は、例えば水平軸の両端に第一可動型４１と第二可動型５１とを係止し、水平軸を長手方向の中心を軸に回転させることで両者を置き換える回転式の交換機構などによって自動で行われる。
【００２６】
次に、固定型３１及び第二可動型５１、並びに第三可動型としてのスライド６１を図６（Ｅ）に示すように型締めする。図示するように側壁１１ｂの開口部７０を貯留部１１の外側から塞ぐためのキャビティ形成面は、スライド６１の端面によって形成される。スライド６１は長手方向の端面が固定型３１の外側からキャップ部材１の開口部７０へ例えば０．１ｍｍ程度僅かに挿入された位置で型締めされる。スライド６１を第三可動型として用いると、開口部７０を外側から閉塞するための第三可動型を別途備える必要がなく、キャビティを形成する金型の部品点数を低減できる。更に、スライド６１を抜き出す方向にスライドさせるだけでキャビティ形成面とすることができるため、型締めのための作業工程数を低減できる。以上により固定部３１と第二可動部５１とスライド６１とでキャビティが形成され、このとき、第一工程で形成された開口部７０の内周壁面は第二工程においてはキャビティの形成面としての役割を果たすため、キャビティは開口部７０を含むことになる。尚、本実施例ではスライド６１を第三可動型として用いるが、第三可動型を別部品として備えてもよい。
【００２７】
次に、射出機構により図６（Ｆ）に示すように第二溶融材料を射出充填する。第二溶融材料としては、例えばＳＥＰＳ（スチレンエチレンプロピレンスチレンブロック共重合体）にＰＰ（ポリプロピレン）を加えた材料などの、軟性材料であって第一溶融材料より低温で溶融できる材料を用いる。これにより第二工程で第一溶融材料が溶けることを防止する。第二可動型５１の突出部５２の幅は第一可動型４１の突出部４２の幅より狭いため、第二溶融材料は第一工程で形成された側壁１１ｂと第二可動型５１の突出部５２との隙間から側壁１１ｂの開口部７０に充填されると共に、側壁１１ｂと突出部５２との隙間、並びに凹み部５３に充填される。これにより側壁１１ｂの開口部７０が閉塞されると共に、弾性部１６が成形される。
【００２８】
次に、充填した第二溶融材料を固化させた後、図７（Ｇ）に示すように型開きする。以上によりキャップ部材１が成形される。
以上説明した本発明の一実施例に係るキャップ部材１の製造方法によると、笠部１５を、側壁１１ｂに開口部７０を残すことなく一体に成型できる。このため、笠部１５を別部品として製造する場合に比べて部品点数を低減できる。また、笠部１５を成型せずスポンジを用いる場合に比べても部品点数を低減できる。従ってキャップ部材１の製造コストを低減できる。
【００２９】
更に、この製造方法は開口部の閉塞と弾性部の成型とを第二工程で一度に行うため、作業工程数を低減できる。
尚、本実施例では弾性部１６を備えるキャップ部材を例に説明したが、弾性部が無くても支障がない場合であれば弾性部を備えなくてもよい。
また、本実施例では液体噴射装置としてインクジェット式プリンタの印字ヘッドを例に説明したが、液体噴射装置は、例えば液晶ディスプレイのカラーフィルタ製造装置の色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイや面発光ディスプレイなどの電極を形成する電極形成装置の電極材噴射ヘッドなどであってもよく、キャップ部材はそれらのヘッドの噴射口から噴射される液体を回収するためのものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はキャップ部材の上面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＩ−Ｉ線の断面図、（Ｃ）はキャップ部材の斜視図、（Ｄ）は（Ｃ）に示すキャップ部材を逆から見た斜視図である。
【図２】液体噴射装置を備えるプリンタの分解斜視図である。
【図３】キャップ部材におけるインクの流れを示す模式図である。
【図４】キャップ部材を製造するための金型の断面図である。
【図５】（Ａ）は第一工程における型締め、（Ｂ）は第一溶融材料の充填、（Ｃ）は型開きを示す模式図である。
【図６】（Ｄ）は第二工程における型交換、（Ｅ）は型締め、（Ｆ）は第二溶融材料の充填を示す模式図である。
【図７】（Ｇ）は第二工程における型開きを示す模式図である。
【図８】従来のキャップ部材における液体の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
１  キャップ部材、１１  貯留部、１１ｂ  側壁、１１ａ  底壁、１４  排出部、１４ａ  排出孔、１５  笠部、１６  弾性部、１７  足、２１  印字ヘッド（液体噴射装置）、３１  固定型、４１  第一可動型、５１  第二可動型、６１  スライド、７０  開口部
【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】
2004243585.tif 000009
【図８】
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