(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を形成する作像部と、
前記作像部が形成したトナー画像を担持して回動可能な像担持体と、
前記像担持体に圧接され、前記トナー画像を記録紙に転写する転写部材と、
前記像担持体に残留するトナーを取り除くクリーナと、
形成する画像のデータを受信して前記作像部、前記像担持体および前記転写部材の動作を制御する制御手段と、
前記像担持体の回動位置を認識する位置認識手段とを有し、
制御手段は、前記像担持体を停止してから再始動するまでの停止時間を計測し、前記像担持体の再始動時に前記停止時間に応じて、前記クリーナにより前記像担持体の表面に付着した付着物をクリーニングし終えるまでに要する回避枚数を求め、前記像担持体の再始動後に前記回避枚数だけ、前記像担持体の停止時に前記転写部材と圧接していなかった部分にのみ前記記録紙に転写するためのトナー画像を担持させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
機内温度を検出する手段をさらに有し、
制御手段は、前記像担持体を停止してから再始動するまでの温度に基づいて、前記回避枚数の算出基準を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
転写部材の新品時からの画像形成の総数を積算する計数手段をさらに有し、
制御手段は、転写部材の新品時からの画像形成の総数に基づいて、前記回避枚数の算出基準を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体や転写ベルトのような像担持体上にトナー画像を形成し、転写ローラのような転写部材の静電気力によって記録紙に転写する画像形成装置において、転写部材の表層は、僅かに変形して像担持体との圧接（ニップ）を確保するための弾性と、トナーを吸引するために帯電できる導電性とを備える発泡樹脂で形成される。そのような樹脂は、製造時に化学反応しなかった低分子材料や、加硫剤、軟化剤および可塑剤などの添加剤を含んでいる。転写部材を像担持体に圧接したまま長時間停止していると、転写部材からそれらの低分子材料や添加剤がオイル状にしみ出すブリード現象が発生する。しみ出した低分子材料や添加剤は、像担持体に付着して表面特性を悪化させ、形成した画像にノイズを生じさせる。このため、従来の画像形成装置では、停止時に転写部材を像担持体から離間させるための接離機構が設けられている。
【０００３】
モノクロの画像形成装置では、カーボンを分散したブリードの少ない電子導電性樹脂で形成した転写部材を用いて、転写部材の接離機構を省略したものもあるが、電子導電性樹脂は、導電特性が不均一であるという欠点を有する。カラーの画像形成装置では、正確な階調表現力が求められるので、導電特性に優れるイオン導電性樹脂の使用が望ましく、転写部材の接離機構を省略すると、ブリード現象の発生が避けられない。
【０００４】
このような現象が現像ローラにより発生する影響を避けるために、特許文献１には、画像形成を開始する前に、付着物を除去するために像担持体を回転させる発明が記載されている。また、特許文献２には、停止中にも、少しずつ像担持体を回転させて、表面特性のムラを軽減する発明が記載されている。また、特許文献３には、像担持体と清掃部材の停止時の位置関係を一定にし、像担持体の停止時に清掃部材が当接する部分を画像形成に使用しないことによって、清掃部材により生じる同様の現象の影響を避ける発明が記載されている。また、特許文献４には、転写部材のクリーニングを停止することで、付着トナーによりブリードの影響を低減する発明が記載されている。
【０００５】
特許文献３の発明では、像担持体の一部を画像形成に全く利用できないので、画像形成の間隔が大きくなり、画像形成の速度が低下するという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−３４１１５号公報
【特許文献２】特開２０００−３２１９３２号公報
【特許文献３】特開２００３−９８９３４号公報
【特許文献４】特開平５−２７６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記問題点に鑑みて、本発明は、転写部材の接離機構を設けずとも、ブリード現象による画像ノイズが発生しない、高速な画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の一形態による画像形成装置は、トナー画像を形成する作像部と、前記作像部が形成したトナー画像を担持して回動可能な像担持体と、前記像担持体に圧接され、前記トナー画像を記録紙に転写する転写部材と、前記像担持体に残留するトナーを取り除くクリーナと、形成する画像のデータを受信して前記作像部、前記像担持体および前記転写部材の動作を制御する制御手段と、前記像担持体の回動位置を認識する位置認識手段とを有し、制御手段は、前記像担持体を停止してから再始動するまでの停止時間を計測し、前記像担持体の再始動時に前記停止時間に応じて、前記クリーナにより前記像担持体の表面に付着した付着物をクリーニングし終えるまでに要する回避枚数を求め、前記像担持体の再始動後に前記回避枚数だけ、前記像担持体の停止時に前記転写部材と圧接していなかった部分にのみ前記記録紙に転写するためのトナー画像を担持させるものとする。
【０００８】
この構成によれば、像担持体の停止時に転写部材と圧接していた部分、つまり、ブリード現象によって転写部材から染み出した物質が付着している部分を、回避枚数だけ使用せずに画像形成することで、付着物による画像品質の劣化を防止できる。付着物は画像形成動作によって除去されてゆくが、付着物の量は、画像形成装置の停止時間が長くなる程多くなるので、停止時間が長くなる程回避枚数を多くすることで、像担持体の使用部分が制限される時間を最低限度に留めることができる。回避枚数を超えたなら、像間を短くして画像形成速度を向上でき、像担持体を均一に使用して寿命を伸ばすこともできる。
【０００９】
また、上述の画像形成装置は、機内温度を検出する手段をさらに有するように構成し、制御手段は、前記像担持体を停止してから再始動するまでの温度に基づいて、前記回避枚数の算出基準を変更してもよい
【００１０】
機内温度、つまり、転写部材の雰囲気温度が高い程、添加剤などが多く転写部材から染み出すので、停止時の温度を考慮することで、付着物の除去に要する印字枚数をより正確に算出できる。
【００１１】
また、上述の画像形成装置は、転写部材の新品時からの画像形成の総数を積算する計数手段をさらに有するように構成し、制御手段は、転写部材の新品時からの画像形成の総数に基づいて、前記回避枚数の算出基準を変更してもよい
【００１２】
転写部材が新品のときは、添加物等が染み出しやすいので、転写部材の累積使用数を考慮することで、付着物の除去に要する印字枚数をさらに正確に算出できる。
【発明の効果】
【００１３】
前記画像形成装置によれば、画像形成装置の停止時間を基に、転写部材から染み出して像担持体に付着した物質が除去されるまでの印字枚数である回避枚数を算出し、この回避枚数だけ付着物のある部分に画像を形成しないようにすることで、画像品質の劣化を防ぎ、付着物が除去された後は像担持体全体を使用して画像形成の効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明による画像形成装置の一つの実施形態であるタンデム型カラーディジタル複写機１の概略構成を示す。複写機１は、原稿画像を読み取るイメージリーダ部２と、イメージリーダ部２が読み取った画像データ、または、ネットワーク接続された不図示のコンピュータなどから受信した画像データを基に、記録紙Ｓ上に画像をプリント（画像形成）するプリンタ部３とからなる。
【００１５】
イメージリーダ部２は、ＣＣＤセンサによって、原稿画像を、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三色に分解して読み取り、電気信号に変換する公知のスキャナ４と、ユーザインターフェイスであり、表示装置および操作釦を有するパネル部５とを備える。プリンタ部３は、複写機１の動作を制御する制御装置（制御手段）６を備える。
【００１６】
スキャナ４は、原稿を読み取ってＲ，Ｇ，Ｂの画像データを生成し、制御装置６に入力する。制御装置６は、画像信号を処理し、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の４色の画像データに変換する。また、制御装置６には、スキャナ部２の他、不図示のコンピュータなどからネットワークを介して画像信号が入力される。
【００１７】
制御装置６は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像データを、それぞれ、１走査ラインごとに読み出して、作像部７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋで各色のトナー画像を形成させ、１次転写ローラ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋで中間転写ベルト（像担持体）９に１次転写する。中間転写ベルト９に転写されたトナー画像は、給紙部１０から供給された記録紙Ｓに、２次転写ローラ（転写部材）１１によって２次転写され、定着器１２で加圧・加熱されて記録紙Ｓに定着される。
【００１８】
作像部７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、それぞれ、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋと、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋを帯電させる帯電器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋと、レーザダイオードが発生するレーザ光線によって感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋを露光して、選択的に除電することで静電潜像を形成する露光器１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋと、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに形成した静電潜像にトナーを供給する現像器１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋと、１次転写後に感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに残留するトナーを取り除くクリーナ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋとを有する。
【００１９】
中間転写ベルト９は、駆動ローラ１８と従動ローラ１９との間に掛け渡され、テンションばね２０によって張力が与えられ、矢印Ｘ方向に回動させられる。また、駆動ローラ１８と２次転写ローラ１１との間には、トナー画像を転写する静電気力を与えるためのバイアス電圧が印加される。カラーディジタル複写機１は、中間転写ベルト９の回転位置を認識する認識手段を備える。この認識手段は、例えば、中間転写ベルト９のホームポジションを検出するセンサと、ホームポジションからの回転距離を駆動ローラ１８の回転角度や回転時間によって算出する手段とで構成できる。
【００２０】
記録紙Ｓは、給紙部１０から給紙ローラ２１によって一枚ずつ取り出され、シート検出センサ２２で先端位置を検出されて、中間転写ベルト９の回動にタイミングを合わせて、レジストローラ２３によって、中間転写ベルト９と２次転写ローラ１１との間に送り込まれる。
【００２１】
プリンタ部３は、さらに、２次転写ローラ１１によって記録紙Ｓに転写できずに中間転写ベルト９に残留するトナーを掻き落とすベルトクリーナ２４と、プリンタ部３の内部の空気の温度および湿度を測定する機内温湿度センサ２５とを有する。
【００２２】
１次転写ローラ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋには、バイアス電圧が印加され、感光体１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに画像を形成しているトナーを吸引することで、トナー画像を中間転写ベルト９に転写させる。また、２次転写ローラ１１も、同様に、バイアス電圧が印加されて、静電気力によって中間転写ベルト９上のトナー画像を吸引して記録紙Ｓに転写させる。
【００２３】
中間転写ベルト９は、表面抵抗率が１０６〜１０１２Ω／□であることが好ましく、例えば、ポリカーボネイト、ポリイミド、ポリエチレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリビニリデンフルオロライド、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等の樹脂材料に、カーボンなどの導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものを用い、その厚みは５０〜２００μｍ程度が好ましい。さらにその表面に、無機酸化物等のコーティング層を設けてもよい。
【００２４】
２次転写ローラ１１は、表面抵抗率が１０６〜１０１２Ω／□であることが好ましく、例えば、金属製の芯金に、ＥＰＤＭ、シリコン、ＮＢＲ、ウレタン等に、カーボンなどの導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした樹脂材料からなる中抵抗弾性層を形成したものを用いる。
【００２５】
図２に、カラーディジタル複写機１の画像形成の制御の流れを示す。制御装置６は、ステップＳ１において、イメージリーダ部２或いは外部のコンピュータ等からＪＯＢ（画像形成データ）が入力されたなら、後述するように前回の画像形成の最後に起動しておいたタイマを停止し（ステップＳ２）、タイマのカウント、つまり、中間転写ベルト９や２次転写ローラ１１を含むプリンタ部３の停止時間Ｘ（ｈ）を算出する（ステップＳ３）。そして、制御装置６は、ステップＳ４において、停止時間Ｘを基に、圧接位置回避枚数Ｙ（枚）を、所定の演算式、例えばＹ＝０．０３４＊Ｘ＋０．３によって算出する。この回避枚数Ｙは、プリンタ部３が停止していた間に、２次転写ローラ１１から染み出して中間転写ベルト９に付着した添加剤等の汚染物質が、ベルトクリーナ２４によって除去されるまでに要する印字枚数である。
【００２６】
この回避枚数Ｙと停止時間Ｘとの関係は、２次転写ローラ１１や中間転写ベルト９の材質、ベルトクリーナ２４の方式などによって異なり、１次式で現される線形の関係にあるとは限らず、例えば、図３に重ねて示すように、Ｙ＝２．２＊Ｘ＾０．８５のような関数で表現される場合もある。
【００２７】
図２に戻ると、制御装置６は、ステップＳ４で回避枚数Ｙを算出したなら、ステップＳ５において、作像部７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに各色のトナー画像を形成させ、１次転写ローラ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋによって、中間転写ベルト９の停止時に２次転写ローラ１１と圧接していなかった部分に、各色のトナー画像を重ねて転写させ、２次転写ローラ１１によって中間転写ベルト９から記録紙Ｓにトナー画像を転写させる。つまり、制御装置６は、中間転写ベルト９の、プリンタ部３の停止中に２次転写ローラ１１と圧接していなかった部分にのみ、ＪＯＢにより順番に指定されるトナー画像の１枚を担持させる、圧接位置回避印字動作を実行させる。
【００２８】
圧接位置回避印字動作によって１枚の画像を形成したなら、そのＪＯＢにおいて既に出力した画像の枚数（画像形成した画像の数）と先に算出した圧接位置回避枚数とを比較し（ステップＳ６）、出力枚数が圧接位置回避枚数に達するまで、圧接位置回避印字動作によって、そのＪＯＢ中に指定された画像を順次印字（画像形成）する。
【００２９】
出力枚数が圧接位置回避枚数に達すると、制御装置６は、ステップＳ７において、中間転写ベルト９の全面を使用可能とし、そして、ステップＳ８で、そのＪＯＢにおいて既に印字した枚数がそのＪＯＢにおいて入力された画像形成出力すべき枚数に達するまで、つまり、ＪＯＢを完了するまで、入力された画像を順番に印字する。ＪＯＢが終了したなら、ステップＳ９で、作像部７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ、１次転写ローラ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ、中間転写ベルト９および２次転写ローラ１１を停止し、ステップＳ１０において、タイマをリセットしてスタートさせる。タイマは、次のＪＯＢの開始まで、画像形成動作の休止時間、つまり、中間転写ベルト９の停止時間をカウントする。
【００３０】
このように、カラーディジタル複写機１は、圧接位置回避枚数に満たないときは、中間転写ベルト９に添加剤等の汚染物質が付着しているので、汚染物質が付着している部分を避けて画像を形成し、画像品質の劣化を防止する。そして、カラーディジタル複写機１は、圧接位置回避枚数に達したなら、汚染物質が除去されていると判断して、中間転写ベルト９の全体を使用して画像形成動作を行うことで、像間の距離を最短にして、画像形成を高速にする。
【００３１】
また、圧接位置回避枚数は、関数によって算出する他、例えば、図４に示すような、制御装置６のメモリに記憶した参照テーブルによって求めてもよい。このテーブルでは、２次転写ローラ１１の種類がローラＡの場合、前回のＪＯＢの終了からの中間転写ベルト９の停止時間Ｘが０．１時間以下であれば圧接位置回避枚数Ｙを０枚とし、停止時間Ｘが０．１時間を超え、１５時間以下であれば、圧接位置回避枚数Ｙを１枚とし、停止時間Ｘが１５時間を超え、７２時間以下であれば、圧接位置回避枚数Ｙを３枚とし、停止時間Ｘが７２時間を超え、１４４時間以下であれば、圧接位置回避枚数Ｙを５枚とし、停止時間Ｘが１４４時間を超えると、圧接位置回避枚数Ｙを８枚とする。
【００３２】
このような参照テーブルを使用して圧接位置回避枚数を決定すれば、処理装置６の演算負荷を軽減できる。
【００３３】
図５に、本発明の第２実施形態の画像形成装置の制御の流れを示す。本実施形態も第１実施形態と同じ構成のカラーディジタル複写機１（図１）において実現されるが、機内温湿度センサ２５の測定値を考慮して回避枚数を算出することを特徴とする。なお、図５において、図２に示した第１実施形態の制御と同じ制御には同じステップ番号を付する。
【００３４】
本実施形態では、ステップＳ１でＪＯＢの入力があると、先ず、ステップＳ１１において、機内温湿度センサ２５によるカラーディジタル複写機１内部の温度の測定を停止し、ステップＳ１２において、前回のＪＯＢから現在のＪＯＢまでのカラーディジタル複写機１内の平均温度Ｔ（℃）を算出する。そして、第１実施形態と同様に、ステップＳ３で中間転写ベルト９の停止時間Ｘを算出して、ステップＳ４で圧接位置回避枚数Ｙを計算するが、停止中の平均温度Ｔの値に応じて使用する演算式が異なる。
【００３５】
例えば、停止中の平均温度Ｔが１０℃以下であれば、Ｙ＝０．０１４＊Ｘを演算式として使用し、停止中の平均温度Ｔが１０℃超、３０℃未満であれば、Ｙ＝０．０３４＊Ｘ＋０．３を演算式として使用し、停止中の平均温度Ｔが３０℃以上であれば、Ｙ＝２．１＊Ｘ＾０．３４を演算式として使用する。
【００３６】
本実施形態は、以上の圧接位置回避枚数の算出を除いては、第１実施形態と同様の制御がなされるが、プリント部４を停止し（ステップＳ９）、タイマをスタート（ステップＳ１０）した後、ステップＳ１３において、機内温湿度センサ２５による機内温度の計測を開始する。
【００３７】
こうして、本実施形態では、回避枚数の算出基準となる演算式を変更することで、図６に示すように、停止中に高温であった場合は回避枚数を多くし、低温であった場合は回避枚数を少なくする。２次転写ローラ１１から添加剤等が染み出すブリード現象は、高温であるほど多くなり、低温下では少なくなる。従って、本実施形態のように、演算式を変更することで、よりマージンの小さい圧接位置回避枚数を算出するようにできる。
【００３８】
さらに、本実施形態においても、演算式に変えて、図７に示すような参照テーブルを用いて圧接位置回避枚数を決定してもよい。
【００３９】
図８に、本発明の第３実施形態の画像形成装置の制御の流れを示す。本実施形態も第１実施形態と同じ構成のカラーディジタル複写機１（図１）において実現されるが、機内温湿度センサ２５の測定した湿度の値も考慮して回避枚数を決定することを特徴とする。本実施形態も、圧接位置回避枚数Ｙの算出を除いては、第１実施形態と同様の制御がなされるので、第１実施形態と同じ処理には同じステップ番号を付する。
【００４０】
本実施形態では、機内温湿度センサ２５による機内温湿度の測定を停止（ステップＳ１４）したなら、ステップＳ１５において、機内温湿度センサ２５の測定値から、前回のＪＯＢから現在のＪＯＢまでのカラーディジタル複写機１内の平均温度Ｔ（℃）に加えて、平均湿度Ｈ（％）を算出する。そして平均温度Ｔと平均湿度Ｈを基に、中間転写ベルト９停止中の機内環境を、高温高湿（Ｔ≧３０℃、または、Ｈ≧８５％）のＨＨ、通常範囲の温湿度（１０℃＜Ｔ＜３０℃、且つ、１５％＜Ｈ＜８５％）のＮＮおよび低温低湿（Ｔ≦１０℃、または、Ｈ≦１５％）のＬＬとの３つに場合分けし（ステップＳ１６）、それぞれの場合に異なる演算式または図９に例示するような参照テーブルを用いて、停止時間Ｘに応じた圧接位置回避枚数Ｙを決定する（ステップＳ１７）。そして、圧接位置回避枚数Ｙ分の圧接位置回避印字動作と残りの印字枚数分の通常印字動作とを行い、ＪＯＢが終了したなら、ステップＳ１８で機内温湿度センサ２５による測定を開始する。
【００４１】
さらに、図１０に、本発明の第４実施形態の画像形成装置の制御の流れを示す。本実施形態では、ステップＳ１９において、次転写ローラ１１の新品時からの画像形成枚数の積算値Ｚ（枚）をカウントする。そして、第３実施形態と同様に、機内温湿度センサ２５の測定値によって中間転写ベルト９停止中の機内環境を場合分けする。
【００４２】
さらに、本実施形態では、ステップＳ２０において、積算画像形成枚数Ｚによって、圧接位置回避枚数Ｙの算出基準を変更し、圧接位置回避枚数Ｙを算出する。例えば、圧接位置回避枚数Ｙを停止時間Ｘと積算画像形成Ｚとの関数で表した演算式を用い、機内環境に応じて異なる演算式を使用してもよく、或いは、機内環境による区分をそれぞれ、積算画像形成Ｚの値によってさらに細かく区分して、それぞれにＸのみに依存する演算式を割り当ててもよい。
【００４３】
また、本実施形態も、演算式に代えて（例えば３次元の）参照テーブルによって圧接位置回避枚数Ｙを決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略構成図。
【図２】本発明の第１実施形態の画像形成装置の制御の流れ図。
【図３】図１の圧接位置回避枚数の演算式とその時間による変化を示すグラフ。
【図４】図３の演算式の代案の参照テーブル。
【図５】本発明の第２実施形態の画像形成装置の制御の流れ図。
【図６】図５の圧接位置回避枚数の演算式とその時間による変化を示すグラフ。
【図７】図６の演算式の代案の参照テーブル。
【図８】本発明の第３実施形態の画像形成装置の制御の流れ図。
【図９】図８の圧接位置回避枚数演算に用いる参照テーブル。
【図１０】本発明の第４実施形態の画像形成装置の制御の流れ図。
【符号の説明】
【００４５】
１…カラーディジタル複写機（画像形成装置）
６…制御装置（制御手段）
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ…作像部
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ…１次転写ローラ
９…中間転写ベルト（像担持体）
１１…２次転写ローラ（転写部材）
１２…定着器
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ…感光体
２４…ベルトクリーナ
２５…機内温湿度センサ
【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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