(57)【要約】【課題】いかなる状況であってもプロセスカートリッジの駆動伝達を切断でき、開閉カバーの動作の信頼性を保ち、かつ、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との情報通信状態を良好に保つこと。【解決手段】装置本体の開閉カバーとプロセスカートリッジを保持する保持部材を機構的に連結するリンク機構は、開閉カバーが閉じた状態から開く時、保持部材が移動を開始するまでにタイムラグがある構成にすることにより、プロセスカートリッジの駆動伝達手段の切断が完了した後に保持部材の移動を開始することができる。さらに、開閉カバーが開き始めると同時に切れるスイッチを配置する事で、開閉カバーを開いたときにスイッチが切れ画像形成装置の動作、高圧、電流が切断できる。したがって、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との間で通信を行っている状態でも保持部材が移動を開始するまでのタイムラグの間に情報伝達を終了させるこができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱自在に装着される像担持体を含むプロセスカートリッジを複数個（少なくとも一つ）配置し、前記プロセスカートリッジ内の前記像担持体に対向する位置に懸架された中間転写体あるいは、転写材担持体が配置され、前記画像形成装置本体の開閉カバー側に前記中間転写体あるいは、前記転写材担持体が取り付けられ、前記開閉カバーを開くことで前記中間転写体あるいは前記転写材担持体と前記プロセスカートリッジが分離され前記プロセスカートリッジが着脱可能となる。更に前記複数個のプロセスカートリッジを一体で保持する保持部材を有し、前記画像形成装置本体の開閉カバーと、前記プロセスカートリッジを保持する保持部材がリンク機構により機構的に連結され、前記開閉カバーの開閉動作と連動して前記保持部材の移動を行い、前記プロセスカートリッジの着脱、装着時の位置が画像形成時の位置と異なる。そして、前記画像形成装置本体には前記プロセスカートリッジが画像形成位置において前記プロセスカートリッジに関する情報を読み取るための情報読み取り手段、前記開閉カバーの開閉状態を検知する検知手段を配置している画像形成装置において、前記画像形成装置本体の開閉カバーと、前記プロセスカートリッジを保持する保持部材を機構的に連結する前記リンク機構は、前記開閉カバーを閉じた状態から開く方向においてタイムラグをもって前記保持部材の移動を開始し、前記保持部材が移動をはじめるまでの時間の中で前記画像形成装置本体と前記プロセスカートリッジの間の駆動伝達手段の連結を切断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動伝達手段の連結の切断は、前記リンク機構の動作に連動する駆動伝達切断手段により行うことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動伝達切断手段はラックとギア列、カム形状の組合わせにより構成されていることを特徴とする請求項１、２の画像形成装置。
【請求項４】
前記情報読み取り手段の通信は前記保持部材が移動を開始するまでのタイムラグの中で終了することを特徴とする請求項１から３の画像形成装置。
【請求項５】
前記情報読み取り手段の通信を終了させるために、前記開閉状態検知手段の検知結果を用いることを特徴とする請求項１から４の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関し、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、装置本体の開閉カバーの開閉動作に連動して、プロセスカートリッジを画像形成装置と装置本体の手前位置、即ち、カートリッジの取り出し操作、及び、装着操作を容易に行うことのできる位置とに移動させることが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に記載された構成によれば、カートリッジの着脱操作性を格段に向上させることができた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２７８４１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述従来技術をさらに発展させたものである。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成で、いかなる状況であってもプロセスカートリッジの駆動伝達を切断でき、開閉カバーの動作の信頼性を保ち、かつ、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との情報通信状態を良好に保つことができる画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
画像形成装置本体の開閉カバーとプロセスカートリッジを保持する保持部材を機構的に連結するリンク機構は、開閉カバーが閉じた状態から開く時、保持部材が移動を開始するまでにタイムラグがある構成にすることにより、プロセスカートリッジの駆動伝達手段の切断が完了した後に保持部材の移動を開始することができ、いかなる状態であってもプロセスカートリッジ本来の機能は従来どおり満足させながら、開閉カバーの操作性の向上の実現が可能となる。
【０００７】
さらに、開閉カバーが開き始めると同時に切れるスイッチを配置する事で、開閉カバーを開いたときにスイッチが切れ画像形成装置の動作、高圧、電流が切断できる。したがって、プロセスカートリッジと画像形成装置本体との間で通信を行っている状態でも保持部材が移動を開始するまでのタイムラグの間に情報伝達を終了させるこができる、上記従来の欠点を解決することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［画像形成装置の全体の説明］
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図１２を参照して概略説明する。
【０００９】
図１２はカラー画像形成装置の一形態であるレーザープリンターの全体構成説明図である。
【００１０】
カラーレーザープリンターは図１２に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色毎に一定速度で回転する像担持体２１とカラー現像器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋをもつ画像形成部と画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材Ｐに更に転写する中間転写体３５とからなる。カラー画像を転写された転写材Ｐを定着部６へ搬送してカラー画像を転写材Ｐに定着し、排出ローラによって装置上面の排出部５６へ排出するものである。尚上記４色のカラー現像器２はプリンター本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
【００１１】
次に上記画像形成装置の各部の構成について本発明に関係する部分の動作を順次詳細に説明する。
【００１２】
［像担持体］
像担持体（感光ドラム）２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）は現像器の容器２４（２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ）と一体的に構成され、この現像ユニット２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）はプリンター本体に対して着脱自在に支持され、像担持体２１の寿命に合わせて容易に単独でユニット交換可能であるよう構成されている。本実施例に係わる像担持体（感光ドラム）２１はアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体２１の容器２４に回転自在に支持されている。また図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体２１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転させるようにしている。
【００１３】
［中間転写体］
中間転写体３５はカラー画像形成動作時には各現像器２により可視化された像担持体２１上のトナー画像を多重転写するため像担持体２１の外周速度と同期して図示時計回りに回転する。像担持体２１上に形成されたトナー画像は像担持体２１に中間転写体３５を挟んで対向位置に配置され、電圧を印加された一次転写ローラ３４（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）との接点である一次転写部Ｔ１（Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋ）で中間転写体３５上に多重転写される。多重転写を受けた中間転写体３５は二次転写部Ｔ２において電圧を印加された２次転写ローラ３２によって転写材Ｐを挟み込み搬送することにより転写材２に中間転写体３５上の各色トナー像を同時多重転写する。
【００１４】
中間転写体３５は本体に駆動ローラ３１を支点とし支持され、駆動ローラ３１の図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、中間転写体３１を画像形成動作に応じて図示時計回りに回転させるようにしている。
【００１５】
［転写部］
転写部は揺動可能な転写ローラ５１からなる。転写ローラ５１は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示略上下方向に移動可能で且つ駆動を有す。転写材Ｐにカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ５１は図示しないカム部材により上方の位置、即ち転写材Ｐを介して中間転写体３５に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラ５１にはバイアスが印加され中間転写体３５上のトナー画像は転写材Ｐに転写される。ここで中間転写体３５と転写ローラ５１とは夫々駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材Ｐは転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され、搬送ベルト５２により次工程である定着器６にむけて搬送される。
【００１６】
［画像形成動作］
次に上記のように構成された装置によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【００１７】
先ず図４に示す給紙ローラ４１を回転して給紙カセット４内の転写材Ｐを一枚分離し、レジストローラ４４へと搬送する。
【００１８】
一方像担持体２１と中間転写体３５とが各々所定の外周速度Ｖ（以下プロセス速度と呼ぶ）で図示矢印方向へ回転する。
【００１９】
帯電手段２３によって表面を均一に帯電された像担持体２１はレーザー１０露光を受け画像形成を行う。
【００２０】
１：イエロー画像の形成
スキャナー部１Ｙによりイエロー画像のレーザー１０Ｙ照射を行い、像担持体２１Ｙ上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像器２２Ｙを駆動し像担持体２１Ｙ上の潜像にイエロートナーが付着するように像担持体２１Ｙの帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加してイエロー現像を行う。同時に現像部の下流の第一転写位置Ｔ１Ｙで像担持体２１上のイエロートナー像を中間転写体３５の外周に一次転写する。この時中間転写体３５には上記イエロートナーと逆特性の電圧を印加して一次転写を行う。
【００２１】
２：マゼンタ画像の形成
次いで中間転写体３５の外周のイエロー画像の先端が一致するように、スキャナー部１Ｍによりマゼンタ画像のレーザー１０Ｍ照射がスタートされイエローと同様にして像担持体２１Ｍ上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、像担持体２１Ｍ上のマゼンタトナー像を第一転写位置Ｔ１Ｍで中間転写体３５上に転写する。
【００２２】
３：シアン画像の形成
次いで中間転写体３５の外周のイエロー及びマゼンタ画像の先端が一致するように、スキャナー部１Ｃによりシアン画像のレーザー１０Ｃ照射がスタートされマゼンタ同様にして像担持体２１Ｃ上の潜像にシアントナー像が現像され、像担持体２１Ｃ上のシアントナー像を第一転写位置Ｔ１Ｃで中間転写体３５上にイエロー、マゼンタの各トナー像に重ねて転写する。
【００２３】
４：ブラック画像の形成
次いで中間転写体３５の外周のイエロー／マゼンタ／シアン画像の先端が一致するように、スキャナー部１Ｋによりブラック画像のレーザー１０Ｋ照射がスタートされシアン同様にして像担持体２１Ｋ上の潜像にブラックトナー像が現像され、像担持体２１Ｋ上のブラックトナー像を第一転写位置Ｔ１Ｋで中間転写体３５上に更に重ねて転写する。
【００２４】
以上イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成及び現像及び中間転写体３５へのトナー転写をそれぞれの１次転写位置Ｔ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋで行い、中間転写体３５の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーから成るフルカラーの画像を形成することになる。
【００２５】
ブラックトナーの中間転写体３５への転写が終了する前に、即ち４色目のブラックトナーの一次転写を終えてフルカラー画像を形成した中間転写体３５の画像先端が第二転写部Ｔ２へ到達する前に、先述のレジストローラ４４で待機させておいた転写材Ｐをタイミングを合わせて搬送スタートさせる。上記４色の中間転写体３５上への各色の画像形成時には下方に待機し中間転写体３５とは非接触状態であった転写ローラ５１を同時に上方へカム（図示せず）で移動させ転写材Ｐを中間転写体３５の第二転写部Ｔ２で圧接すると同時に転写ローラ５１にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、中間転写体３５上のフルカラー画像を転写材Ｐに一気に４色同時に転写する。第二転写部Ｔ２を経た転写材Ｐは中間転写体３５から剥離され定着部６へ搬送されトナー定着を行った後に排出ローラ対５３、５４、５５を介して本体上部の排出トレイ５６上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。
【００２６】
次に本発明の中心となる構成について図１〜図１１を用いて詳述する。
【００２７】
図２は開閉カバー７が開いた状態の断面図であり、図３は開閉カバー７が閉じた状態の断面図であり、図４は開閉カバー７が閉じた状態の構成図である。
【００２８】
図２、３に示すように、装置本体は開閉カバー７を有し、開閉カバー７内に収納する形で中間転写ベルトユニット３を有しており、装置の下方側に設けられた回転中心７０回りに時計方向に、開閉カバー７を開くことでカートリッジ２及び中間転写ベルトユニット３へのアクセスが可能となる。
【００２９】
図５に示すように、各カートリッジ２は、左右側板側に設けられたカートリッジ保持部材８に収納可能であり、カートリッジ保持部材８は左右側板上方側に設けられた回転中心８０に対して、回動自在に装置本体に取り付けられる。カートリッジ保持部材８には、カートリッジ２挿入時にカートリッジ２の下方を支持し、挿入をスムーズに行うためのガイドリブ８１ａ、８１ｂが設けられている。また、カートリッジ２の駆動側の駆動伝達部および、非駆動側の位置決め軸受け部を逃げるための開口部８４ａ、８４ｂがそれぞれ設けられている。
【００３０】
図４に示すように、上記、開閉カバー７とカートリッジ保持部材８は２本のリンク部材（第一のリンク７１と第二のリンク７２）により互いが結合されている。第一のリンク７１はその一端側７１ａが開閉カバー７と回動自在に連結されており、その他端側７１ｂが第二のリンク７２と回動自在に連結される。第二のリンク７２はその一端側７２ｂは上記第一のリンク７１と、他端側７２ａはカートリッジ保持部材８と回動自在に連結される。前記リンク機構により、カートリッジ保持部材８は開閉カバー７が閉じられた状態、すなわち画像形成位置α（図３）と、開いた状態、すなわちカートリッジ着脱位置β（図２）の２つの位置を移動することができる。
【００３１】
図６に示すように、画像形成時、開閉カバー７は閉じられており、各カートリッジ２はカートリッジ保持部材８に保持された状態で、装置本体内部に鉛直縦方向に収納される。カートリッジ保持部材８及びカートリッジ２はカートリッジ保持部材８の回転中心位置８０と自重心位置等の関係から半時計回り方向への回転力を有しており、ロックレバー８２及びロックバネ８３により、カートリッジ保持部材８を上記回転力と反対方向に付勢することにより、カートリッジ保持部材８及びカートリッジ２が移動することを防止して、プロセスカートリッジ２の位置、姿勢を安定保持させる。このとき、カートリッジ２の像担持体２１の軸受けが左右側板に配置した突き当て部材９０に突き当たり位置が決まる構成になっている。
【００３２】
次に開閉カバー７を開ける場合を説明する。図１、図７は開閉カバー７が開く途中の構成図である。
【００３３】
図１、７に示すように、例えばカートリッジ２を交換するために、開閉カバー７を開けるとき、第一のリンク７１はその一端７１ａが開閉カバー７に引っ張られ、開閉カバー７開き方向へと移動する。一方、第二のリンク７２は第一のリンク７１との連結部７１ａ、７２ｂが開閉カバー７開き方向に移動することにより、開閉カバー７開き方向に引っ張られようとするが、ロックレバー８２がカートリッジ保持部材８の移動を妨げているため、カートリッジ保持部材８との連結部７２ａが不動のまま、半時計方向に回転運動する。結果として、開閉カバー７を少しだけ開けた状態ではカートリッジ保持部材８及びカートリッジ２の位置、姿勢は画像形成位置αに保持されたままとなる。
【００３４】
ここで、カートリッジ２の背面側には各カートリッジ２固有の情報を記録したＩＣメモリー８５が具備されている。一方、装置本体にはメモリー読み取り手段８６が配置されており、ＩＣメモリー８５とメモリー読み取り手段８６が接触して電気的なデータ書き込み、読み出しを行っている。このようにカートリッジ情報を管理することにより、例えば帯電電流値を切り替えたり、露光量を調整するといった種々のプロセス条件を変更を行っている。したがって、情報を通信している最中にＩＣメモリー８５とメモリー読み取り手段８６の接触が一瞬でも離れてしまうとデータの破壊や消去、装置本体の読み取り手段８６の破壊が起こってしまう。読み取り手段８６が破壊されてしまうと装置が動かなくなり大問題になってしまう。そこで、上記示したように、開閉カバー７を少しだけ開けた状態ではカートリッジ保持部材８及びカートリッジ２の位置、姿勢は画像形成位置αに保持される構成になっていれば、情報を通信している最中に開閉カバー７を開けた場合であっても、ＩＣメモリー８５とメモリー読み取り手段８６との接触は安定した状態で保持される。さらに、開閉カバー７が少しでも開くと、装置本体のインターロックスイッチ７３が作動する構成になっており、インターロックスイッチ７３が作動することで電気的な接続が解除される。したがって、いかなる場合であっても、必ず電気的な接続が解除されてから物理的な接触が解除されるので、メモリー読み取り手段８６のデータの破壊、もしくはデータの一部消去などを防止することができる。
【００３５】
また、本発明では、開閉カバー７を開けるとき、カートリッジ保持部材８が移動をはじめるまでの時間の中でカートリッジ２に駆動伝達している駆動伝達手段２６の切断動作も同時に行っている。
【００３６】
図８、９に示すように、本発明ではカートリッジ２への駆動伝達手段としてカップリング２６を採用している。装置本体側のカップリング２６ａは装置本体に配置したカム形状を利用した接続／切断手段２７により図示水平方向に移動する事ができ、画像形成時はカートリッジ２側のカップリング２６ｂと噛合い駆動伝達を行っている（図８）。また、カートリッジ２の交換時やジャム処理時など開閉カバー７を開ける時には装置本体側のカップリング２６ａを接続／切断手段２７で退避させカップリング２６を解除する（図９）ので、開閉カバー７は問題なく開き、カートリッジ保持部材８がカートリッジ着脱位置βに移動する事ができる。
【００３７】
図１０に示すように、カートリッジ保持部材８が移動をはじめるまでの時間の中で、カップリング２６を解除するための接続／切断手段２７を動作させる動作力として第二のリンク７２の動きを利用している。第二のリンク７２が連結点７２ａを中心に回転する動作でラック２８を水平に移動させる。水平に移動するラック２８は接続／切断手段２７に繋がるギア列２９に噛合っていてギア列２９の回転が接続／切断手段のカム２７ａに伝達されカム２７ａが回転しカム２７ｂを図示水平方向に移動させカップリング２６ａを解除する。したがって、画像形成動作中に電源が切られた場合等、いかなる場合であっても開閉カバー７が開く動作の中でカップリング２６を解除でき開閉カバー７の操作の信頼性を保証することができる。
【００３８】
さらに、開閉カバー７を開けていくと、第一のリンク７１は開閉カバー７に引っ張られて、さらに開閉カバー７方向へと移動し、第二のリンク７２は回転運動から開閉カバー７方向への移動へと変化する。第二のリンク７１が開閉カバー７方向への移動に変わることにより、カートリッジ保持部材８との結合部７２ａを引っ張る作用力が働き、カートリッジ保持部材８はロックレバー８２の抗力に反して、半時計方向へと回転する。開閉カバー７を開き切ったとき、カートリッジ保持部材８及びカートリッジ２は装置本体内部から飛び出た着脱位置βで姿勢保持されており、ユーザーは容易にカートリッジ２の着脱ができる（図２）。
【００３９】
このように、像担持体２１を具備した４つのカートリッジ２を１つのカートリッジ保持部材８で保持して、カートリッジ着脱位置βと画像形成位置αの２つの状態を保持できる構成になっている。さらに、図６に示すように、カートリッジ２が画像形成位置に収納され、その後カートリッジ２にメモリー読み取り手段２１等の外力が加わったり、駆動が伝達される画像形成動作中でもカートリッジ２が常に画像形成位置に固定（突き当て部材９０に突き当たっている状態）できるように各カートリッジ２を押えるロック部材９１と付勢バネ９２をそれぞれ配置している。
【００４０】
図１１に示すように、開閉カバー７を開けるときには、カートリッジ保持部材８に収納されたカートリッジ２自身で対応するロック部材９１を押し上げながら着脱位置まで飛び出してくる構成になっている。
【００４１】
上記、実施例にて説明した構成は中間転写ベルトを用いた画像形成装置に限るものではなく、感光ベルト、転写ベルトを用いた画像形成装置に対しても同様に有効な構成である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、
カートリッジ保持部材を開閉カバーと連動させるためのリンク機構を設け、かつ、開閉カバーが開き始めてから保持部材が移動を開始するまでにタイムラグを設ける構成にする。その上で、カートリッジへの駆動伝達手段の切断をカップリング接続／切断手段で行い、カップリング接続／切断手段の動作はリンク機構に連動しタイムラグの間に切断動作を終了する構成にする事でいかなる場合においても開閉カバーの動作信頼性が保証できる。
【００４３】
また、カートリッジと装置本体との間の情報通信中に開閉カバーを開けた場合でもリンク機構のタイムラグにより開閉カバー７が開いた事を検知するスイッチが先に働き通信を終了させてから、カートリッジを着脱位置に移動させる事ができるので、通信中に情報通信手段の接触が不安定になる事を防止する事ができる。したがって、上記課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形で開閉カバーが開き始めた状態を示す断面図
【図２】本発明の実施形で開閉カバーが開ききった状態を示す断面図
【図３】本発明の実施形で開閉カバーが閉じたときの状態を示す断面図
【図４】本発明の実施形で開閉ドアとカートリッジ保持部材、リンク機構の構成を示した図
【図５】本発明の実施形でカートリッジ保持部材を示した斜視図
【図６】本発明の実施形でカートリッジ保持部材を画像形成位置で保持する機構を示した図
【図７】本発明の実施形で開閉カバーが開きカートリッジ保持部材が移動し始める直前の状態を示す断面図
【図８】本発明の実施形で像担持体のカップリング接続状態の図
【図９】本発明の実施形で像担持体のカップリング切断状態の図
【図１０】本発明の実施形で像担持体の駆動切断／接続手段と開閉カバーのリンク機構、ラック、ギア列の構成を示す断面図
【図１１】本発明の実施形で像担持体を画像形成位置でロックする機構を示した図
【図１２】本発明の画像形成装置全体の構成を示す断面図
【符号の説明】
２  カートリッジ
３  中間転写体ユニット
７  開閉カバー
８  カートリッジ保持部材
２１  像担持体
２６  カップリング
２６ａ  装置本体側のカップリング
２６ｂ  カートリッジ側のカップリング
２７  駆動切断／接続手段
２７ａ  カム形状のギア
２７ｂ  カップリング退避部材
２８  ラック
２９  ギア列
７０  開閉カバーの回転支点
７１  第１のリンク
７１ａ  第１リンクの一端
７１ｂ  第２リンクとの連結部
７２  第２のリンク
７２ａ  カートリッジ保持部材との連結部
７２ｂ  第１リンクとの連結部
７２  本体側の出力ギア（揺動ギア）
７３  本体側のカップリング
７４  カップリング離間手段
７４  カップリング離間手段
８０  回転中心
８１  ガイドリブ
８２  ロック部材
８４  開口部
８５  ＩＣメモリー
８６  読み取り手段
α  画像形成位置
β  カートリッジ着脱位置
【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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