(57)【要約】【課題】  高品位な画像を耐久を重ねても維持する。【解決手段】  印刷枚数を記憶することが出来るメモリ付きカートリッジを使用し、印刷枚数を画像形成装置本体のコントローラボードのメモリに記憶させておき、印刷枚数に応じて現像器の現像スリーブを回転させているモータなどの駆動手段のスピードを制御する構成。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容部と、画像情報信号に応じた潜像を担持する像担持手段と、前記像担持手段上に担持された潜像を前記現像剤収容部内の現像剤により現像して現像画像を生成するために、前記現像剤収容部の現像スリーブを駆動するための現像スリーブ駆動手段と、前記現像画像を記録材へ転写して画像形成を行う転写手段とを利用して画像形成を行う画像形成装置であって、前記画像形成装置の画像形成回数をカウントするためのカウント手段と、前記カウント手段においてカウントされたカウント数に応じて前記画像形成装置における前記現像スリーブ駆動手段の駆動動作を制御する現像スリーブ駆動制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像スリーブ駆動制御手段は、前記カウント手段において第１のカウント数よりも多くのカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第１のモードに設定し、前記カウント手段において第１のカウント数よりも少ないカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第２のモードに設定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】
現像剤を収容する現像剤収容部と、画像情報信号に応じた潜像を担持する像担持部と、前記像担持手段上に担持された潜像を前記現像剤収容部内の現像剤により現像して現像画像を生成するために、前記現像剤収容部の現像スリーブを駆動するための現像スリーブ駆動部と、前記現像画像を記録材へ転写して画像形成を行う転写部とを利用して画像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、前記画像形成装置の画像形成回数をカウントするためのカウント工程と、前期カウント工程においてカウントされたカウント数に応じて前記画像形成装置における前記現像スリーブ駆動手段の駆動動作を制御する現像スリーブ駆動制御工程とを備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項４】
前記現像スリーブ駆動制御部は、前記カウント部において第１のカウント数よりも多くのカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第１のモードに設定し、前記カウント部において第１のカウント数よりも少ないカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第２のモードに設定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザービームプリンタや複写機などの、画像を形成する画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置における画像形成回数が進み、現像カートリッジのトナーなどの現像剤を適当な分量だけ送り出す現像スリーブ、現像剤自体が劣化してくると、画像形成される画像濃度が薄くなるといった画像劣化の問題がある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１５０６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記の従来技術の問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、画像劣化を最低限に抑えることができる画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は以下（１）〜（４）の構成を備えるものである。
【０００５】
（１）現像剤を収容する現像剤収容部と、画像情報信号に応じた潜像を担持する像担持手段と、前記像担持手段上に担持された潜像を前記現像剤収容部内の現像剤により現像して現像画像を生成するために、前記現像剤収容部の現像スリーブを駆動するための現像スリーブ駆動手段と、前記現像画像を記録材へ転写して画像形成を行う転写手段とを利用して画像形成を行う画像形成装置であって、前記画像形成装置の画像形成回数をカウントするためのカウント手段と、前記カウント手段においてカウントされたカウント数に応じて前記画像形成装置における前記現像スリーブ駆動手段の駆動動作を制御する現像スリーブ駆動制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【０００６】
（２）前記現像スリーブ駆動制御手段は、前記カウント手段において第１のカウント数よりも多くのカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第１のモードに設定し、前記カウント手段において第１のカウント数よりも少ないカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第２のモードに設定することを特徴とする上記（１）記載の画像形成装置。
【０００７】
（３）現像剤を収容する現像剤収容部と、画像情報信号に応じた潜像を担持する像担持部と、前記像担持手段上に担持された潜像を前記現像剤収容部内の現像剤により現像して現像画像を生成するために、前記現像剤収容部の現像スリーブを駆動するための現像スリーブ駆動部と、前記現像画像を記録材へ転写して画像形成を行う転写部とを利用して画像形成を行う画像形成装置の制御方法であって、前記画像形成装置の画像形成回数をカウントするためのカウント工程と、前期カウント工程においてカウントされたカウント数に応じて前記画像形成装置における前記現像スリーブ駆動手段の駆動動作を制御する現像スリーブ駆動制御工程とを備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【０００８】
（４）前記現像スリーブ駆動制御部は、前記カウント部において第１のカウント数よりも多くのカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第１のモードに設定し、前記カウント部において第１のカウント数よりも少ないカウント数がカウントされた場合には前記画像形成装置における現像スリーブ駆動制御速度を第２のモードに設定することを特徴とする上記（３）記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、画像形成回数を検知して、画像形成動作に時における現像スリーブの回転速度を可変することで、画像形成回数によらず常に安定した画像を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。以下においては、カラー画像形成装置を例に実施形態を説明するが、その趣旨は、本発明をカラー画像形成装置に限定して適用するものではなく、単なる例示である。従って、本発明をモノクロ画像形成装置に適用することは当然に可能であり、また、それを想定するものである。
【実施例】
【００１１】
〔第１の実施例〕
まず、図１に本発明を適用したカラー画像形成装置の一例を示す。本発明で用いた画像形成装置は、主な機能としては感光ドラム１００、光学ユニット１０１、帯電ローラ１０２、一次転写ローラ１０３、中間転写体テンションローラ１０４、中間転写体駆動ローラ１０５、中間転写体クリーニングローラ１０７、回転式現像器保持体１５０、回転現像器保持体駆動手段１６１、４つの現像手段１５１ａ〜ｄ、回転式現像器基準位置検知センサ１３１（以下ホームポジションセンサと記す）、搬送ベルト１２１、定着ユニット１２６、給紙トレイ２００、手差し給紙トレイ１２４、濃度及びタイミングセンサ１３０、２次転写ローラ１２０、排紙ローラ１６２、排紙トレイ１２５、上部排紙トレイ１２８、現像スリーブ駆動手段１４０、現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ａ〜ｃおよび温度検知手段１７０、装置冷却手段３００等を有している。
【００１２】
次に印字に至るまでの工程の概要について説明する。まず、感光ドラム１００上に配置している帯電ローラ１０２によって感光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電（例えば−６００Ｖ）させる。次に画像同期信号を基準にコントローラから送出される画像データをもとに、光学ユニット１０１を用いてレーザＬで感光ドラム１００上を露光することにより感光ドラム上に潜像を形成させる。潜像を可視化する為のプロセス一例を挙げると、例えば感光ドラム１００上に形成された潜像を、Ｙ（イエロー）現像手段１５１ａの現像スリーブ１５２に所定の電圧を印加（例えば−３００Ｖ）しながら現像スリーブ駆動手段１４０を駆動させることで、現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ａ〜１４１ｃと現像スリーブギア１５３ａから１５３ｄのうちの所定の１つが動力を伝達させ現像スリーブ１５２ａから１５２ｄのうちの所定の１つが回転し、感光ドラム１００上の潜像をトナー等による現像剤による現像を行い、感光ドラム１００上に可視化されたトナー像を形成させる。
【００１３】
その後、一次転写ローラ１０３により感光ドラム１００上のトナー像を中間転写体に転写を行いとりあえず画像を保持させる。
【００１４】
同様にＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）についても、順次各色用現像手段１５１ｂ〜１５１ｄで感光ドラム１００上にそれぞれの画像データに応じた潜像をそれぞれの現像手段のスリーブとトナーにより現像を行うことによりトナー像の形成を行う。前期作業を各色ごとに順次中間転写体に形成画像を保持させる。
【００１５】
中間転写体上の各色の保持トナー像は、所定のタイミングで転写が行われるので中間転写体上で多重のトナー像となる。一方最後の画像形成色での現像が終了した後、所定のタイミングで２次転写ローラ１２０と中間転写体クリーニングローラ１０７を中間転写体駆動ローラ１０５に中間転写体を介して当接させる。中間転写体に当接させた後、それぞれのローラに高圧（例えば所定のタイミングでトナー像と反対極性（例えばプラス極性）の転写高圧（例えば＋１０００Ｖ）を２次転写ローラ１２０に印加して、またクリーニングローラ１０７には同様にプラス極性の電圧（例えば＋１０００Ｖと矩形波電圧（例えば１ＫＨｚ、２ＫＶｐｐ））印加を行い、中間転写体駆動ローラ１０５には例えば１次転写ローラ１０３と同極性同電位の電圧印加を行い、転写材の搬送を待つ。
【００１６】
さらに該トナー像を転写するために別途必要な所定のタイミングで、給紙トレイ２００からは給紙ローラ１２５もしくは手差し給紙トレイ１２４からは給紙ローラ１２３により転写材を摘出する。摘出した転写材はレジローラ１２２でいったん停止して、中間転写体上への最終色の画像形成終了を待つ。
【００１７】
最終色の画像形成が終了後所望のタイミングでレジローラ１２２は転写材の再搬送を開始する。搬送された転写材は当接した２次転写ローラと中間転写体駆動ローラ１０５で駆動されている中間転写体の間に搬送され、中間転写体上の多色多重トナー像は中間転写体駆動ローラ１０５と２次転写ローラ１２０に印加されているバイアスの電位差のより転写材上へ転写させる。その後、転写後に中間転写体上に残留するトナーはクリーニングローラ１０７によって除去もしくは再チャージを行い、中間転写体上の残留トナーは再チャージにより感光ドラム１００へ戻り、感光ドラム１００に接触しているブレードにより回収される。ブレードで回収された残留トナーは、不図示の駆動で廃トナーエリア１０８へ蓄積される。また、クリーニングローラ１０７に付着した残留トナーは、別途所定のプロセスで後に感光ドラム１００に回収させる。
【００１８】
転写材への転写が終了した後、クリーニングローラ１０７と２次転写ローラ１２０は中間転写体駆動ローラ１０５より離間させ、次の画像形成に備える。
【００１９】
なお、クリーニングされた感光ドラム１００は帯電ローラ１０２により再び感光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電させ、次の潜像形成及び現像工程に備える。また、残留トナーをクリーニングした中間転写体においても同様である。
【００２０】
一方、トナー像を転写させた転写材は搬送ベルト１２１から定着ローラ１２６で転写材へトナー像を定着させる。トナー像を定着した転写材は、上部排紙トレイ１２８もしくは下部排紙トレイ１２５へ排出される。
【００２１】
また、手差し給紙トレイ１２４はユーザの必要に応じ開閉でき、また転写材のサイズに応じてトレイ自体を伸縮させることが出来る。下部排紙トレイ１２５についても同様に排紙トレイのサブステイが伸縮可能である。また、上部排紙トレイも、転写材のサイズに応じて、不図示のストッパーガイドを伸縮することが可能である。また、濃度及びタイミングセンサ１３０は、本カラー画像形成装置に電源を入れる際のウォームアップ時もしくは所定タイミングで、各色トナー像の濃度制御を行うためのものである。また、タイミングについては不図示の中間転写体上の基準位置を反射もしくは透過の方法で読み取り、画像形成を行う際の基準を検知する手段として用いる。本発明では、濃度及びタイミングセンサ１３０と１つのユニットとして記載しているが、各々別ユニットであっても無論かまわない。また、温度検知手段１７０は、機内の温度を検知するためのものである。
【００２２】
更に、本実施例の画像形成装置では、現像カートリッジ１５１に記憶媒体、例えばＮＶ−ＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ−ＲＡＭ）のような不揮発性メモリ（ＲＡＭ）であるカートリッジメモリ２０２が搭載されており、現像カートリッジ１５１を画像形成装置本体の回転式現像器保持体１５０に装着すると、メモリ通信時には現像カートリッジ１５１に搭載されたカートリッジメモリ２０２に対して、画像形成装置本体からメモリ通信コネクタ２０６が迫り出してきてカートリッジメモリ２０２と接続する構成になっている。このメモリ通信コネクタ２０６は、電線等により画像形成装置本体のＣＰＵ１７１ｃに接続されることで通信を可能としている。また、本実施例ではカートリッジメモリ２０２としては１ｋバイトの記憶容量を持つＮＶ−ＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ−ＲＡＭ）を用いたが、これは例えば磁性記憶媒体や光記憶媒体等の記憶媒体であっても良い。また、このＮＶ−ＲＡＭ中には像担持体種別や画像形成回数や寿命等の現像カートリッジ１５１の品質情報が記憶され、画像形成時の制御に利用される。
【００２３】
次に、現像カートリッジ上のカートリッジメモリの画像形成回数が画像形成装置へ情報転送される方法を図６を使用して説明する。カートリッジメモリの画像形成回数の情報は、電源投入時に前述した方法により画像形成装置本体のコントロール基板１７１ａ上のＣＰＵ１７１ｃへと送られ（経路（Ａ））さらに、ＣＰＵ１７１ｃとつながっている同じくコントロール基板１７１ａ上の不揮発性メモリ１７１ｄに送られ記憶される。（経路（Ｃ））更に、画像形成動作が開始され画像形成回数が進むたびに現像カートリッジごとの画像形成回数がＣＰＵ１７１ｃを介して不揮発性メモリ１７１ｄへと送られる。（経路（Ｃ））そして、画像形成動作が終わると、不揮発性メモリ１７１ｄに記憶されている核現像カートリッジの画像形成回数はＣＰＵ１７１ｃを介して（経路（Ｄ））各現像カートリッジに搭載されているカートリッジメモリ２０２へ転送されカートリッジメモリ２０２の画像形成回数は上書きされる（経路（Ｂ））。
【００２４】
以上が本発明に用いたカラー画像形成装置における印字工程の概要である。
【００２５】
次に、上記で示した現像スリーブの動作について図をもって動作の概要を説明する。図２は断面図であり、図３は側面図であり、図２と図３に割り振られた部品および部位に対する番号は共通のものを表すものである。取り付け板金１８０に現像スリーブ駆動手段１４０、回転が可能なように軸が取り付けられた現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ａ〜１４１ｃ、画像形成装置の動作をコントロールするコントロール基板１７１ａが取り付けられている。コントロール基板１７１ａは、ＣＰＵ１７１ｃ、不揮発性メモリ１７１ｄを備え、また、現像スリーブ駆動手段駆動ＩＣ１７１ｅを備えている。
【００２６】
また、図３に概念的に配した回転式現像器保持体中心線１５４を中心に回転動作をする回転式現像器保持体１５０に保持された現像カートリッジ１５１ａから１５１ｄの現像スリーブ駆動ギア１５３ａから１５３ｄのうちの所定の１つが現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ｃとかみ合わさる場所で停止して、現像動作を行う。
【００２７】
このため、現像スリーブ駆動手段１４０が回転動作を行うと現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ｃと現像スリーブ駆動ギア１５３ａから１５３ｄでかみ合わさっている現像カートリッジ１５１ａ〜１５１ｄの現像スリーブ１５２ａ〜１５２ｄのうちの所定の１つが回転する仕組みになっている。例えば、現像スリーブ駆動伝達ギア１４１ｃと現像スリーブ駆動ギア１５３ａがかみ合っているとすると、現像カートリッジ１５１ａの現像スリーブ１５２ａが回転するといったものである。
【００２８】
上記のような現像動作を行い続けるにつれて現像スリーブ１５２の劣化が進み、印刷された画像の画像濃度が薄くなるといった画像劣化の問題がある。
【００２９】
そこで、本発明の実施形態では以下に説明するような処理を実行することにより、画像劣化を防ぐことが可能とする。まずは、第１の実施例を具体的に図４に示す処理のフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
まず初めに電源を投入した際に、ステップＳ４０１で今までの各現像カートリッジ１５１の画像形成回数をカウントする。次にカウントが設定枚数よりも多いか少ないかを判断するステップＳ４０２がある。そこで、設定枚数よりも少ない場合には、現像スリーブ１５２を通常速度で回転するステップＳ４０３に進み、逆に設定枚数よりも多い場合には現像スリーブ１５２を高速度で回転するステップＳ４０４に進むものである。現像スリーブ１５２が通常速度で回転するモードの場合、さらにプリント枚数をカウントし、カウントが設定枚数を超えた時に、現像スリーブ１５２が高速度で回転するステップＳ４０４に切り替わることとする。
【００３１】
なお、現像スリーブの回転速度を制御する方法は、図６におけるＣＰＵ１７１ｃが不揮発性メモリ１７１ｄから転送される各現像カートリッジ１５１の画像形成回数情報（経路（Ｄ））を元に現像スリーブ駆動手段駆動ＩＣ１７１ｅをコントロールし（経路（Ｅ））、その結果現像スリーブ駆動手段１４０の回転速度が変化する（経路（Ｆ））。
【００３２】
このようにすることで、画像劣化が始まる各現像カートリッジ１５１の画像形成回数を超えた場合にスリーブの速度を高速度で回転することが可能となり画像劣化を防ぐことが可能となる。
【００３３】
〔第２の実施例〕
さらに、プリント設定枚数を２段階に設けて現像スリーブ１５２の高速回転の速度を２段階に設定することで、画像劣化防止に対してより細かい精度での対策を施すことが可能になる第２の実施例について図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
まず初めに電源を投入した際に、ステップＳ５０１で今までの各現像カートリッジ１５１の画像形成回数をカウントする。次に、カウントが設定枚数１よりも多いか少ないかを判断するステップＳ５０２に進み、各現像カートリッジ１５１の画像形成回数が設定枚数１よりも少ない場合には、現像スリーブ１５２を通常速度で回転させるステップＳ５０３へ進む。各現像カートリッジ１５１の画像形成回数が、設定枚数１よりも多い場合には、設定枚数２よりも多いかどうかの判断をするステップＳ５０４へと進む。ここで、各現像カートリッジ１５１の画像形成回数が設定枚数２よりも少ない場合には現像スリーブ１５２を高速回転モード１で回転するステップＳ５０５へ進む。また、設定枚数２よりも多い場合には現像スリーブ１５２を高速回転モード２で回転するステップＳ５０６へ進む。また、現像スリーブ１５２が通常速度回転モードで回転するステップＳ５０３で回転を行っている場合、各現像カートリッジ１５１の画像形成回数が進むたびに各現像カートリッジ１５１の画像形成回数カウントステップＳ５０１に進み、次に設定枚数１よりも多いかどうかを判断するステップＳ５０２に進み、設定枚数１よりも少ない場合、今までと同じ通常速度回転モードで回転するステップＳ５０３へと進み、設定枚数１よりも多い場合、現像スリーブ１５２を高速回転モード１で回転するステップＳ５０５へ進み、次の画像形成時の現像スリーブ１５２の回転速度が変更する。また、現像スリーブ１５２が高回転モード１で回転するステップＳ５０５で回転を行っている場合も各現像カートリッジ１５１の画像形成回数が進むたびに各現像カートリッジ１５１の画像形成回数がカウントアップするステップＳ５０７に進み、次に設定枚数２よりも多いかどうかを判断するステップＳ５０４に進み、設定枚数２よりも少ない場合、今までと同じ現像スリーブ１５２を高速回転モード１で回転するステップＳ５０５へ進み、設定枚数２よりも多い場合、現像スリーブ１５２を高速回転モード２で回転するステップＳ５０６へ進み次の画像形成時の現像スリーブ１５２の回転速度を変更する。既に現像スリーブ１５２を高速回転モード２で回転するステップＳ５０６へ進み現像スリーブ１５２を高速回転モード２で回転しているものに対してはモードの変更はない。
【００３５】
なお、第２の実施例の場合も現像スリーブ１５２の回転速度を制御する方法は第１の実施例と同じ制御方法とする。
【００３６】
このようにすることで、第１の実施例よりもさらに精度細かく現像スリーブ１５２の回転数を設定することが出来、より正確に必要な回転数に近づけることが出来る。
【００３７】
なお、第２の実施例では高速度回転のモードを２種類に設定することを一つの例としたが、当然のことながら、２種類以上の設定にすること及びこの種類設定が各現像カートリッジ１５１の画像形成回数に依存して回転速度のモードがより高速側へ遷移することはフローチャートを設けて例をあげるまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に用いた画像形成装置の概略構成を示す側面断面図である。
【図２】本発明の実施例１の回転式現像器保持体概要図である。
【図３】本発明の実施例１の回転式現像器保持体の側面概要図である。
【図４】本発明の実施例１のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１、２に係る全ての制御を模した概念図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  感光ドラム
１０１  光学ユニット
１０２  帯電ローラ
１０３  一次転写ローラ
１０４  中間転写体テンションローラ
１０５  中間転写体駆動ローラ
１０７  中間転写体クリーニングローラ
１２０  ２次転写ローラ
１２１  搬送ベルト
１２４  手差し給紙トレイ
１２５  排紙トレイ
１２６  定着ユニット（定着ローラ）
１２８  上部排紙トレイ
１３０  濃度及びタイミングセンサ
１３１  回転式現像器基準位置検知センサ
１４０  現像スリーブ駆動手段
１４１ａ〜１４１ｃ  現像スリーブ駆動伝達ギア
１５０  回転式現像器保持体
１５１ａ〜１５１ｄ  ４つの現像手段（現像カートリッジ）
１５２ａ〜１５２ｄ  現像スリーブ
１５３ａ〜１５３ｄ  現像スリーブ駆動ギア
１５４  概念的に配した回転式現像器保持体中心線
１６１  回転現像器保持体駆動手段
１６２  排紙ローラ
１７０  温度検知手段
１７１ａ  コントロール基板
１７１ｂ  温度検知手段コネクタ
１７１ｃ  ＣＰＵ
１７１ｄ  不揮発性メモリ
１７１ｅ  現像スリーブ駆動手段駆動ＩＣ
１７２  温度検知手段取り付けビス
１８０  取り付け板金
２００  給紙トレイ
２０２  カートリッジメモリ
２０６  メモリ通信コネクタ
３００  冷却手段
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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