(57)【要約】【課題】シート形状のシミュレーション結果を３次元のＣＡＤモデルと同じ３次元座標空間内に３次元シート形状として表示することにより、設計評価を容易且つ正確におこなうことができる３次元シート形状表示方法などを提供する。【解決手段】３次元形状を表示する３次元形状処理装置において、ＣＡＤシステムなどからの３次元形状モデルの形状データを読み取る３次元形状読み取り部１１、搬送されるシート形状の各指定時間のシミュレーション結果を読み取るシート形状読み取り部１２、そのシミュレーション結果から得られる指定時間毎の３次元シート形状を、そのシートが内部を搬送される前記３次元形状モデルとともに表示する表示部１４、前記３次元シート形状が前記３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出する算出部１５などを備えた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状を表示する３次元形状処理装置において、シミュレーション結果から得られる指定時間毎の３次元シート形状を、そのシートが内部を搬送される３次元形状モデルとともに表示するシート表示手段を備えたことを特徴とする３次元形状処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の３次元形状処理装置において、前記３次元シート形状が前記３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出する干渉算出手段を備え、算出された干渉部を画面上に示す構成にしたことを特徴とする３次元形状処理装置。
【請求項３】
３次元シート形状を表示する３次元シート形状表示方法において、シミュレーション結果から得られる指定時間毎の３次元シート形状を、そのシートが内部を搬送される３次元形状モデルとともに表示することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項４】
請求項３記載の３次元シート形状表示方法において、前記シミュレーション結果が２次元のシート形状データである場合、そのシート形状データを３次元のシート形状データに変換することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項５】
請求項３記載の３次元シート形状表示方法において、前記３次元シート形状と３次元形状モデルを同じ３次元座標空間に表示することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項６】
請求項３または請求項５記載の３次元シート形状表示方法において、前記３次元シート形状と３次元形状モデルの断面を表示することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項７】
請求項３または請求項５記載の３次元シート形状表示方法において、前記指定時間が前記３次元シート形状の面に印刷がおこなわれる後の時間である場合、その３次元シート形状の面に印刷画像を表示することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項８】
請求項３または請求項５記載の３次元シート形状表示方法において、前記指定時間を早い時間順に順次変更しつつそのときの３次元シート形状を連続的に表示することにより、搬送される３次元シート形状の動画を表示することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項９】
請求項３または請求項５記載の３次元シート形状表示方法において、複数の３次元シート形状を同時に表示することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項１０】
請求項３または請求項５記載の３次元シート形状表示方法において、指定時間毎に、前記３次元シート形状が前記３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出し、その干渉部を画面上に示すことを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項１１】
請求項３、請求項５、または請求項１０記載の３次元シート形状表示方法において、指定時間毎に、前記３次元シート形状が前記３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出し、干渉発生時における３次元シート形状を表示することを特徴とする３次元シート形状表示方法。
【請求項１２】
情報処理装置上で実行されるプログラムであって、請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の３次元シート形状表示方法によった３次元シート形状表示を実行させるようにプログラミングされていることを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
プログラムを記憶した記憶媒体において、請求項１２記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【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、ファクシミリ装置、自動改札機などにおけるシート形状搬送のシミュレーションに係わり、特に、衝突に伴って変形するシート形状を動的に表示するシート形状表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＧシステムなどの普及により３次元形状データの利用者層が拡大するとともに、３次元形状の衝突（干渉）を検出するシミュレーションや組み立て性の検証など様々な局面で３次元形状データを有効活用する機会が増えている。ＣＡＤシステムなどにより生成された３次元形状データを製造工程へ移行する前に、コンピュータ上で解析／検証するのは今やあたりまえになりつつある。同様に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、自動改札機などにおけるシート形状搬送のシミュレーションにおいても３次元形状データが用いられている。
しかし、シート形状の搬送設計の段階では、２次元データで十分なケースもある。このような段階では、実際にＣＡＤシステムなどでモデリングされた複雑な３次元形状データを用いることは計算量の問題から得策でなく、ケースによっては簡略化した２次元データを用いた方が良いのである。特開平９−３０９６６５号公報に示された従来技術はこのような立場に立つ技術であり、実機から取得したデータを２次元で表示する。
一方、特開平１１−１２０２２０号公報に示された従来技術では、シート形状の搬送シミュレーションにおいて２次元データを用いる。複写機やプリンタの中を搬送されるシートの挙動を２次元データを用いてシミュレーションするのである。
【０００３】
また、特開２００２−１４０３７２公報に示された従来技術では、柔軟なシート状媒体物の搬送動作を簡易な手法によりリアルタイムで且つ３次元的に表示してシート状媒体物の搬送の挙動を３次元的に視認できるようにし、確実に把握できるようにしている。この従来技術では、設定されたシート状媒体物のサイズ情報と、設定された３次元搬送経路と、入力された移動量情報とに基づいて、３次元搬送経路に沿うシート状媒体物の３次元搬送位置を算出するとともに、シート状媒体物の形状を、幅方向と直交する面内における２次元形状として算出する。そして、算出された３次元搬送位置および２次元形状と、前記サイズ情報とに基づいて、シート状媒体物の３次元像を作成し、その３次元像をシミュレーション結果として出力する。
【特許文献１】特開平９−３０９６６５号公報
【特許文献２】特開平１１−１２０２２０号公報
【特許文献３】特開２００２−１４０３７２公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特開平１１−１２０２２０号公報および特開２００２−１４０３７２公報に示された従来技術では、３次元モデリングでないので、簡易な３次元チェックしかおこなえない。シート形状の搬送においては、ガイド形状の微小な突起（リブ）形状によりシートのジャムなどが発生するので、搬送途上におけるシート視認性の高いことが要求され、したがって、このような設計評価においては、ＣＡＤシステムなどでモデリングした３次元形状データを用いたシミュレーションが必要になってくるのである。
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決することにあり、具体的には、シート形状のシミュレーション結果を、３次元のＣＡＤモデルと同じ３次元座標空間内に３次元シート形状として表示することにより、仮想的な設計評価を容易且つ正確におこなうことができる３次元シート形状表示方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、３次元形状を表示する３次元形状処理装置において、シミュレーション結果から得られる指定時間毎の３次元シート形状を、そのシートが内部を搬送される３次元形状モデルとともに表示するシート表示手段を備えた。
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記３次元シート形状が前記３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出する干渉算出手段を備え、算出された干渉部を画面上に示す構成にした。
また、請求項３記載の発明では、３次元シート形状を表示する３次元シート形状表示方法において、シミュレーション結果から得られる指定時間毎の３次元シート形状を、そのシートが内部を搬送される３次元形状モデルとともに表示する構成にした。
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記シミュレーション結果が２次元のシート形状データである場合、そのシート形状データを３次元のシート形状データに変換する構成にした。
また、請求項５記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記３次元シート形状と３次元形状モデルを同じ３次元座標空間に表示する構成にした。
また、請求項６記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、前記３次元シート形状と３次元形状モデルの断面を表示する構成にした。
また、請求項７記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、前記指定時間が前記３次元シート形状の面に印刷がおこなわれる後の時間である場合、その３次元シート形状の面に印刷画像を表示する構成にした。
また、請求項８記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、前記指定時間を早い時間順に順次変更しつつそのときの３次元シート形状を連続的に表示することにより、搬送される３次元シート形状の動画を表示する構成にした。
また、請求項９記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、複数の３次元シート形状を同時に表示する構成にした。
【０００６】
また、請求項１０記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、指定時間毎に、前記３次元シート形状が前記３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出し、その干渉部を画面上に示す構成にした。
また、請求項１１記載の発明では、請求項３、請求項５、または請求項１０記載の発明において、指定時間毎に、前記３次元シート形状が前記３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出し、干渉発生時における３次元シート形状を表示する構成にした。
また、請求項１２記載の発明では、情報処理装置上で実行されるプログラムにおいて、請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の３次元シート形状表示方法によった３次元シート形状表示を実行させるようにプログラミングされている構成にした。
また、請求項１３記載の発明では、プログラムを記憶した記憶媒体において、請求項１２記載のプログラムを記憶した。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明が実施される３次元形状処理装置のハードウェア構成図である。図示したように、この３次元形状処理装置は、プログラムに従って動作するＣＰＵ１、そのプログラムや各種データを一時的に記憶するメモリ（例えばＲＡＭ）２、前記プログラムや各種データを保存しておく外部記憶装置（例えばハードディスク装置）３、着脱可能な記憶媒体からデータを読み込む読み込み装置やキーボードやマウスなどを有して３次元形状データを含む各種データや指示を入力する入力装置４、３次元形状モデルなどを表示する表示装置５などを備える。
図２は、前記したようなハードウェアと前記プログラム（ソフトウェア）により実現される、本発明の各実施例に対応可能な３次元形状処理システムのシステム構成図である。図示したように、この実施例の３次元形状処理システムは、ＣＡＤシステムなどによりモデリングされたシートが内部を搬送される３次元形状データを例えば着脱可能な記憶媒体から読み込む３次元形状読み取り部１１、表示に先行しておこなわれたシミュレーション時に計算された各指定時間のシート形状のデータをファイルから読み取ったりするシート形状読み取り部１２、そのシート形状読み取り部１２により読み取られた各指定時間のシート形状データ中から指定時間毎にその指定時間のデータを表示用として取得する指定シートデータ取得部１３、前記３次元形状読み取り部１１により読み取られた３次元形状データの３次元形状モデルと前記指定シートデータ取得部１３により取得されたデータの３次元のシート形状を同時に表示する表示部１４、各指定時刻におけるシート形状と３次元形状モデルの各部との干渉の有無をチェックする算出部１５などを備えている。なお、シート形状読み取り部１２はシート形状が２次元の点列として表現されている場合、つまり、シートの幅方向と直交する断面形状が表示されている場合、シートの幅方向に長さを与えて３次元のシート形状として表現する。また、この実施例では、請求項１記載のシート表示手段が表示装置５および表示部１４により実現され、請求項２記載の干渉算出手段が算出部１５により実現される。
【０００８】
図３に、本発明の第１の実施例の動作フローを示す。以下、図３に従ってこの実施例の動作フローを説明する。なお、この動作フローに先立ち、搬送されるシートの指定時間毎のシート形状を算出するシミュレーションは終了しているものとする。
まず、３次元形状読み取り部１１がＣＡＤシステムなどによりモデリングされた３次元形状モデル（シートがその内部を搬送される３次元形状のモデル）の形状データを読み込む（Ｓ１）。さらに、シート形状読み取り部１２がシミュレーション結果であるシート形状データをファイルから読み取る（Ｓ２）。そして、指定シートデータ取得部１３が、シミュレーション時に指定されたすべてのシート形状算出時刻（指定時間）についてシート形状の表示が終了したか否かを判定し（Ｓ３）、ここでは終了していないので（Ｓ３で「いいえ」）、未表示の先頭のシート形状算出時刻のシート形状データと前記３次元形状モデルの形状データを取得する（Ｓ４）。すなわち、上記シートデータ取得部１３は、シミュレーション結果が２次元のシート形状データである場合、そのシート形状データを３次元のシート形状データに変換する機能を有している。
続いて、表示部１４が指定シートデータ取得部１３から渡されたシート形状と３次元形状モデルを表示装置５の画面上の同じ３次元座標空間に表示させる（図６の表示例参照）（Ｓ５）。３次元形状モデルの形状データもシート形状データも同一３次元座標系のモデリングによっているのでこれが可能となる。
この後はステップＳ３へ戻り、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを再び判定し（Ｓ３）、終了していなければ（Ｓ３で「いいえ」）、次の算出時刻についてステップＳ４，Ｓ５を繰り返す。これにより、搬送されるシート形状が動画として表示される。そして、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了していると判定されたならば（Ｓ３で「はい」）、この動作フローを終了させる。
なお、前述のように、画面に表示する際、図７の表示例に示したように、３次元形状モデルおよびシート形状をシート幅方向に直交する断面を表示するようにすることも可能である。また、前述のように、シート形状を動画として表示する代わりに、利用者の指示に応じて次の指定時間の表示に進むようにすることにより静止画を表示することも可能である。
こうして、この実施例によれば、シート形状のシミュレーション結果を、搬送路を含む３次元形状モデルと同じ３次元座標空間に表示することができるので、目視により、シート形状と搬送路内の突起との衝突（干渉）の有無など仮想的な設計評価を容易且つ正確におこなうことができる。
【０００９】
次に、図４に示した動作フローに従って、本発明の第２の実施例について説明する。なお、図３に示したステップＳ１〜Ｓ３はこの実施例においても同様に実行されるので、図４にはステップＳ２以後に対応した部分のみを示している。
つまり、この実施例では、図３に示したステップＳ１，Ｓ２を実行した後、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを判定する（Ｓ３）。そして、ここでは終了していないので（Ｓ３で「いいえ」）、未表示の先頭のシート形状算出時刻について、指定シートデータ取得部１３が３次元形状モデルの形状データとシート形状データを取得する（Ｓ１２）。
続いて、指定時間（指定のシート形状算出時刻）から、画像印刷後のシートか否かを判定し（Ｓ１３）、画像印刷後のシートであるならば（Ｓ１３で「はい」）、表示部１４は画像付きのシート形状と３次元形状モデルとを表示装置５の画面上の同じ３次元座標空間に表示させる（図８の表示例参照）（Ｓ１４）。
それに対して、画像印刷後のシートでないと判定されたならば（Ｓ１３で「いいえ」）、第１の実施例と同様にシート形状と３次元形状モデルとを同じ３次元座標空間に表示させる（Ｓ１５）。
ステップＳ１４，Ｓ１５の後はステップＳ３へ戻り、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを再び判定し（Ｓ３）、終了していなければ（Ｓ３で「いいえ」）、次の算出時刻についてステップＳ１２以下を繰り返す。
それに対して、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了していると判定されたならば（Ｓ３で「はい」）、この動作フローを終了させる。
こうして、この実施例によれば、シートの衝突などが印刷前に生じるか印刷後に生じるかがわかり、衝突（干渉）場所の特定が容易になる。
【００１０】
次に、図５に示した動作フロー従って、本発明の第３の実施例について説明する。なお、図３に示したステップＳ１〜Ｓ３はこの実施例においても同様に実行されるので、図５にはステップＳ２以後に対応した部分のみを示している。
つまり、この実施例では、図３に示したステップＳ１，Ｓ２を実行した後、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを判定する（Ｓ３）。そして、ここでは終了していないので（Ｓ３で「いいえ」）、未表示の先頭のシート形状算出時刻について、指定シートデータ取得部１３が３次元形状モデルの形状データとシート形状データを取得する（Ｓ２２）。
続いて、その時点の３次元形状モデルの形状データとシート形状データを取得した算出部１５が搬送路中の突起など３次元形状モデルの一部分とシート形状の衝突（干渉）の有無を判定する（Ｓ２３）。そして、衝突があれば（Ｓ２３で「はい」）衝突した突起など３次元形状をハイライト表示させ、３次元形状モデル中の他の部分の３次元形状とシート形状については通常の表示をおこなう（Ｓ２４）。また、衝突がなければ（Ｓ２３で「いいえ」）、３次元形状モデルとシート形状を通常の表示方法で表示する（Ｓ２５）。
ステップＳ２４，Ｓ２５の後はステップＳ３へ戻り、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了したか否かを再び判定し（Ｓ３）、終了していなければ（Ｓ３で「いいえ」）、次の算出時刻についてステップＳ２２以下を繰り返す。
それに対して、すべてのシート形状算出時刻についてシート形状の表示が終了していると判定されたならば（Ｓ３で「はい」）、この動作フローを終了させる。
こうして、この実施例によれば、シート形状と搬送路の３次元形状との衝突（干渉）の有無など仮想的な設計評価をさらに容易に且つさらに正確におこなうことができる。
なお、複数の３次元シート形状を同時に表示する構成も可能である。このような構成は、複数の紙が一度に搬送されることがある両面印刷機における複数紙の搬送シミュレーションなどに有効である。また、この際、複数のシートの色を異ならせたり、紙の表面に番号を印字したりすることにより、シートを区別し易くすることも可能である。
なお、前記したシミュレーションおよびその結果表示による設計評価は、シートが２つのゴムローラなどに挟まれて搬送されるような箇所には適用が難しいが、現場の要求は、ゴムローラの部分の干渉をチェックしたいということではなく、ガイドのリブなどにシートが干渉することによりジャムが発生する可能性があるかどうかをチェックしたいということであるので、そのような要求は満足される。
以上、本発明の実施例を説明したが、説明したような３次元シート形状表示方法に従ってプログラミングしたプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶し、その記憶媒体をこれまで本発明によった３次元シート形状表示をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、または、そのようなプログラムをネットワークを介してそのような情報処理装置へ転送することにより、そのような情報処理装置においても本発明によった３次元シート形状表示をおこなうことができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、請求項１および請求項３記載の発明では、シミュレーション結果から得られる指定時間毎の３次元シート形状を、そのシートが内部を搬送される３次元形状モデルとともに表示することができるので、表示された３次元シート形状や、３次元シートと３次元形状モデル各部との位置関係から搬送異常の発生の有無を知ることができるし、３次元形状モデルのどの位置で搬送異常が発生するかわかるし、シート形状が３次元であることから、目視性も良くなる。したがって、仮想的な設計評価を容易且つ正確におこなうことができる。
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、３次元シート形状が３次元形状モデル中のどの部分と干渉するかを算出し、算出された干渉部を画面上に示すことができるので、３次元形状モデルのどの位置で搬送異常が発生するかが、より容易且つ正確にわかり、したがって、仮想的な設計評価をより容易且つ正確におこなうことができる。
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、シミュレーション結果が２次元のシート形状データである場合、そのシート形状データを３次元のシート形状データに変換することができるので、シミュレーション結果が２次元のシート形状データである場合でも請求項３記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項５記載の発明では、請求項３記載の発明において、３次元シート形状と３次元形状モデルとが同じ３次元座標空間に表示されるので、３次元シート形状と３次元形状モデルとの位置関係を精度良く示すことができ、したがって、仮想的な設計評価をより容易且つ正確におこなうことができる。
また、請求項６記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、３次元シート形状と３次元形状モデルの断面を表示することができるので、目視性をさらに向上させることができる。
また、請求項７記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、前記指定時間が３次元シート形状の面に印刷がおこなわれる後の時間である場合、その３次元シート形状の面に印刷画像が表示されるので、シートの衝突などが印刷前に生じるか印刷後に生じるかがわかり、衝突（干渉）場所の特定などが容易になる。
【００１２】
また、請求項８記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、前記指定時間を早い時間順に順次変更しつつそのときの３次元シート形状を連続的に表示することにより、搬送される３次元シート形状の動画を表示することができるので、シート形状の異常な動きから搬送異常に気づくことができる。
また、請求項９記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、複数の３次元シート形状を同時に表示することができるので、複数のシートの係わり合いなども容易に知ることができ、したがって、複数のシートが一度に搬送されることがある両面印刷機における複数紙の搬送シミュレーションなどの質を上げることができる。
また、請求項１０記載の発明では、請求項３または請求項５記載の発明において、指定時間毎に、３次元シート形状が３次元形状モデル中のどの部分と干渉するかを算出し、その干渉部を画面上に示すことができるので、請求項３または請求項５記載の発明の効果をさらに効果的に得ることができる。
また、請求項１１記載の発明では、請求項３、請求項５、または請求項１０記載の発明において、指定時間毎に、３次元シート形状が３次元形状モデル中の部分と干渉する干渉部を算出し、干渉発生時における３次元シート形状を表示することができるので、干渉部と干渉の状況が良くわかり、請求項３、請求項５、または請求項１０記載の発明の効果をさらに効果的に得ることができる。
また、請求項１２記載の発明では、請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の３次元シート形状表示方法によった３次元シート形状表示を実行させるようにプログラミングされているプログラムを情報処理装置上で実行させることができるので、情報処理装置を用いて請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項１３記載の発明では、請求項１２記載のプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶することができるので、その記憶媒体をこれまで請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の発明によった３次元シート形状表示をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、そのような情報処理装置においても請求項３乃至請求項１１のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施される３次元形状処理装置のハードウェア構成図。
【図２】本発明の各実施例に対応可能な３次元形状処理システムのシステム構成図。
【図３】本発明の第１の実施例を示す３次元シート形状表示方法の動作フロー図。
【図４】本発明の第２の実施例を示す３次元シート形状表示方法の動作フロー図。
【図５】本発明の第３の実施例を示す３次元シート形状表示方法の動作フロー図。
【図６】本発明の第１の実施例を示す３次元シート形状表示方法の表示図。
【図７】本発明の第１の実施例を示す３次元シート形状表示方法の他の表示図。
【図８】本発明の第２の実施例を示す３次元シート形状表示方法の表示図。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
２  メモリ
３  外部記憶装置
４  入力装置
５  表示装置
１１  ３次元形状読み取り部
１２  シート形状読み取り部
１３  指定シートデータ取得部
１４  表示部
１５  算出部
【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】
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【図８】
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