(57)【要約】【課題】印刷枚数に拘わらずマスタの耐刷性低下を防止できるとともに、印刷部での接触音を無くすことができ、且つ、多色印刷構成におけるオフセット問題も解消できる孔版印刷装置を提供する。【解決手段】インキ供給側としての印刷ドラム１０１の表面（厳密にはマスタ６１のフィルム層７）と、被印刷側としての印刷用紙６２の上面との間は非接触状態に保たれ、電界形成空間となっている。搬送ローラ１０３は電界形成手段としての電圧電源１０により電位を付与される。印刷用紙６２が印刷部１２０の最接近部の位置にくると、マスタの開孔部のインキの盛り上がりの先端部に電荷が集中し、静電引力によって表面張力のバランスが崩れて開孔部の表面近傍の一部分のインキが引きちぎられ、液滴となって飛翔して印刷用紙６２の表面に付着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて穿孔製版された孔版原紙を用い、該孔版原紙の穿孔部を介して該孔版原紙の厚み方向における一方の側より他方の側へインキを移動させて印刷を行う孔版印刷装置において、
印刷部にてインキ供給側と被印刷側が非接触であり、且つ、上記インキ供給側と上記被印刷側の間に電界形成手段により電界を形成することによりインキを転移させることを特徴とする孔版印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の孔版印刷装置において、
用いるインキの種類を入力するインキ種類入力手段と、該インキ種類入力手段により入力されたインキの種類に基づいて、電界を調整する電界調整手段とを有していることを特徴とする孔版印刷装置。
【請求項３】
請求項１に記載の孔版印刷装置において、
被印刷体の種類を入力する被印刷体種類入力手段と、該被印刷体種類入力手段により入力された被印刷体の種類に基づいて、電界を調整する電界調整手段とを有していることを特徴とする孔版印刷装置。
【請求項４】
請求項１に記載の孔版印刷装置において、
用いるインキの粘度（２３℃、せん断速度２０ｌ／ｓの見かけ粘度）が、１０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする孔版印刷装置。
【請求項５】
請求項１に記載の孔版印刷装置において、
上記印刷部における上記インキ供給側と上記被印刷側のギャップが、４００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下であることを特徴とする孔版印刷装置。
【請求項６】
請求項１に記載の孔版印刷装置において、
用いるインキ中に配合されている着色剤が帯電性を有していることを特徴とする孔版印刷装置。
【請求項７】
請求項１に記載の孔版印刷装置において、
上記インキ供給側の構成が上記被印刷側における被印刷体の搬送方向に複数並設され、それぞれの印刷部で電界を形成することを特徴とする孔版印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報に基づいて穿孔製版された孔版原紙を用い、該孔版原紙の穿孔部を介して該孔版原紙（以下「マスタ」という）の厚み方向における一方の側より他方の側へインキを移動させて印刷を行う孔版印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
孔版印刷方法は、周知のように、画像情報に基づいて穿孔製版されたマスタを用い、このマスタの穿孔部を介して、マスタの厚み方向における一方の側（印刷ドラムの径方向内側）より他方の側（印刷ドラムの径方向外側）へインキを移動させることにより、被印刷体（用紙）面に印刷を行うものである。
従来より行われている孔版印刷方法では、印刷部にて印刷時に、インキ供給側（印刷ドラム側）と被印刷側（被印刷体側）が接触することによって、印圧によるインキを押し出す圧力と、紙等の被印刷体からの濡れやキャピラリーによるインキ吸収力が相まって、インキがインキ供給側から被印刷側へ移動するようになっている。
【０００３】
しかしながら、このような接触方式による印刷は、マスタが印刷時に機械的な圧力（プレスローラによる押圧力）と紙等の記録媒体からの摩擦を受けることによって、印刷枚数を重ねるに従って劣化していくことが避けられないシステムである。
特許文献１には、印刷ドラムの回転方向後端部のインキ不通過領域において印圧部材を離間させ、印圧カムの位相ずれによるマスタ捲れ上がりを抑制してマスタの耐刷性を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１９３４５号公報
【特許文献２】特開平１０−４４５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方式によれば、通常の方法に比較してマスタの耐久性（耐刷性）を幾分向上させることができるものの、原理的にはマスタと紙等の被印刷体が接触する接触方式（印圧方式）に変わりはないため、多数枚の印刷におけるマスタ劣化は避けられない。
また、印刷時に印圧のＯＮ、ＯＦＦ（プレスローラ等の印圧部材の印刷ドラムに対する接触、離間動作）が繰り返されるため、インキ供給側（印刷ドラム側）と被印刷側とがぶつかる衝撃音が発生することを避けられず、騒音の観点からの問題があった。
また、複数の印刷ドラムを用いた多色印刷構成では、前の画像がマスタの非画像部に付着し、その次の印刷部において、その付着したインキが次の画像を汚すという、いわゆるオフセット問題が発生する懸念があるが、これも、接触方式の印刷システムである以上、避けられない問題であった。
【０００６】
本発明は、印刷枚数に拘わらずマスタの耐刷性低下を防止できるとともに、印刷部での接触音を無くすことができ、且つ、多色印刷構成におけるオフセット問題も解消できる孔版印刷装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、画像情報に基づいて穿孔製版された孔版原紙を用い、該孔版原紙の穿孔部を介して該孔版原紙の厚み方向における一方の側より他方の側へインキを移動させて印刷を行う孔版印刷装置において、印刷部にてインキ供給側と被印刷側が非接触であり、且つ、上記インキ供給側と上記被印刷側の間に電界形成手段により電界を形成することによりインキを転移させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の孔版印刷装置において、用いるインキの種類を入力するインキ種類入力手段と、該インキ種類入力手段により入力されたインキの種類に基づいて、電界を調整する電界調整手段とを有していることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の孔版印刷装置において、被印刷体の種類を入力する被印刷体種類入力手段と、該被印刷体種類入力手段により入力された被印刷体の種類に基づいて、電界を調整する電界調整手段とを有していることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の孔版印刷装置において、用いるインキの粘度（２３℃、せん断速度２０ｌ／ｓの見かけ粘度）が、１０Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１に記載の孔版印刷装置において、上記印刷部における上記インキ供給側と上記被印刷側のギャップが、４００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１に記載の孔版印刷装置において、用いるインキ中に配合されている着色剤が帯電性を有していることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、請求項１に記載の孔版印刷装置において、上記インキ供給側の構成が上記被印刷側における被印刷体の搬送方向に複数並設され、それぞれの印刷部で電界を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、インキ供給側と被印刷側とが非接触の状態で印刷がなされるので、印刷枚数が多くてもマスタの耐刷性低下を防止できる。
また、印刷部での接触音を無くすことができるので、装置使用環境における静音化に大きく寄与できる。
また、多色印刷構成においてはオフセット問題を解消でき、印刷画像の画質低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図３に基づいて、本実施形態における孔版印刷装置の全体構成及び孔版印刷プロセスの概要を説明する。
装置本体５０の上部にはＡＤＦ機能を備えた原稿読取部８０が設けられており、その下方中央部には多孔性の印刷ドラム（版胴）１０１を有する印刷ドラム部１００が設けられている。印刷ドラム部１００の上方右側には製版装置９０が設けられ、印刷ドラム部１００の上方左側には排版装置７０が設けられている。また、製版装置９０の下方には給紙装置１１０が、印刷ドラム部１００の下方には非接触方式の印刷部１２０が、排版装置７０の下方には排紙部１３０が、それぞれ設けられている。
【００１６】
次に、上記構成に係る孔版印刷装置の印刷動作を説明する。
まず、原稿読取部８０の上部に配置された図示しない原稿載置台に、印刷すべき画像を持った原稿６０を載置し、図示しない操作パネル上の製版スタートキーを押す。この製版スタートキーの押下に伴い、まず排版工程が実行される。すなわち、この状態においては、印刷ドラム部１００の印刷ドラム１０１の外周面に前回の印刷で使用された使用済みマスタ６１ｂが装着されたまま残っている。
【００１７】
印刷ドラム１０１が反時計回りに回転し、印刷ドラム１０１の外周面の使用済みマスタ６１ｂの後端部が排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂに近づくと、この排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂは回転しつつ一方の排版剥離ローラ対７１ａで使用済みマスタ６１ｂの後端部をすくい上げる。
使用済みマスタ６１ｂは、排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂの左側に配設された排版コロ対７３ａ、７３ｂと排版剥離ローラ対７１ａ、７１ｂとの間に掛け回された排版搬送ベルト対７２ａ、７２ｂで矢印Ｙ１方向へ搬送されつつ排版ボックス７４内へ排出され、印刷ドラム１０１の外周面から引き剥がされて排版工程が終了する。このとき、印刷ドラム１０１は反時計回り方向への回転を続けている。剥離・排出された使用済みマスタ６１ｂは、その後、圧縮板７５により排版ボックス７４の内部で圧縮される。
【００１８】
排版工程と並行して、原稿読取部８０で原稿読み取りが行われる。図示しない原稿台に載置された原稿６０は、分離ローラ８１、前方原稿搬送ローラ対８２ａ、８２ｂ及び後方原稿搬送ローラ対８３ａ、８３ｂのそれぞれの回転により矢印Ｙ２からＹ３方向に搬送されつつ露光読み取りに供される。このとき、原稿６０が複数枚あるときは、分離ブレード８４の作用でその最下位の原稿から１枚ずつ搬送される。原稿６０の画像読み取りは、コンタクトガラス８５上を搬送されつつ、蛍光灯８６により照明された原稿６０の表面からの反射光を、ミラー８７で反射させ、レンズ８８を通してＣＣＤ（電荷結合素子）から成る画像センサ８９に入射させることにより行われる。
原稿６０の読み取りは、周知である縮小式の原稿読取方式で行われ、その画像が読み取られた原稿６０は原稿トレイ８０Ａ上に排出される。画像センサ８９で光電変換された電気信号は、装置本体５０内の図示しないアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換基板に入力され、デジタル画像信号に変換される。
【００１９】
この画像読み取り動作と並行して、デジタル信号化された画像情報に基づき製版及び給版工程が行われる。製版装置９０の所定部位にセットされたロール状の未製版のマスタ６１は、ロール状態から引き出され、記録デバイスとしてのサーマルヘッド９１にマスタ６１を介して押圧されているプラテンローラ９２、及びテンションローラ対９３ａ、９３ｂの回転により搬送路の下流側に搬送される。
このように搬送されるマスタ６１に対して、サーマルヘッド９１にライン状に並んだ複数個の微小な発熱抵抗体が、図示しないＡ／Ｄ変換基板から送られてくるデジタル画像信号に応じて各々選択的に発熱し、発熱した発熱抵抗体に接触しているマスタ６１の熱可塑性樹脂フィルムが溶融穿孔される。
このように、画像情報に応じたマスタ６１の位置選択的な溶融穿孔により、画像情報が穿孔パターンとして書き込まれる。
【００２０】
画像情報が書き込まれた製版済みマスタ６１ａの先端は、給版ローラ対９４ａ、９４ｂにより印刷ドラム１０１の外周部側へ向かって送り出され、図示しないガイド部材により進行方向を下方へ変えられ、図示する給版位置状態にある印刷ドラム１０１の拡開したマスタクランパ１０２（仮想線で示す）へ向かって垂れ下がる。このとき印刷ドラム１０１は、排版工程により使用済みマスタ６１ｂを既に除去されている。
【００２１】
製版済みマスタ６１ａの先端が、一定のタイミングでマスタクランパ１０２によりクランプされると、印刷ドラム１０１は図中Ａ方向（時計回り方向）に回転しつつ外周面に製版済みマスタ６１ａを徐々に巻き付けていく。製版済みマスタ６１ａの後端部はカッタ９５により一定の長さに切断される。
【００２２】
一版の製版済みマスタ６１ａが印刷ドラム１０１の外周面に巻装されると製版及び給版工程が終了し、印刷工程が開始される。まず、給紙台５１上に積載された被印刷体（シート状記録媒体）としての印刷用紙６２のうちの最上位の１枚が、給紙コロ１４０によりレジストローラ対１４２に向けて矢印Ｙ４方向に送り出され、さらにレジストローラ対１４２によりドラム部１００の回転と同期した所定のタイミングで非接触方式の印刷部１２０に送られる。
送り出された印刷用紙６２が、印刷ドラム１０１と搬送ローラ１０３との間にくると、後述する電界形成手段１０によって形成される電界によって印刷ドラム１０１の内部から供給されたインキが飛翔して印刷用紙６２に転移し、印刷画像が形成される。図３において、符号１２１、１２２は搬送ガイドを示している。
【００２３】
印刷ドラム１０１の内側では、印刷ドラム１０１の回転支軸を兼ねるインキ供給管１０４からインキローラ１０５とドクターローラ１０６との間に形成されたインキ溜り１０７にインキが供給され、印刷ドラム１０１の回転方向と同一方向に、且つ、印刷ドラム１０１の回転速度と同期して回転しながら内周面に転接するインキローラ１０５により、インキが印刷ドラム１０１の内周側に供給される。
搬送ローラ１０３はインキローラ１０５と対向する位置をもって印刷ドラム１０１の外部に配置されている。
【００２４】
非接触方式の印刷部１２０において印刷画像が形成された印刷用紙６２は、吸着用ファン１１８を有する吸着搬送装置１１９に吸引されて搬送される。具体的には、吸着搬送装置１１９の吸着排紙入口ローラ１１５及び吸着排紙出口ローラ１１６に掛け渡された搬送ベルト１１７の反時計回り方向の回転により、該搬送ベルト１１７に密着して矢印Ｙ５のように排紙部１３０へ向かって搬送され、排紙台５２上に順次排出積載される。このようにして所謂試し刷りが終了する。
次に、図示しないテンキーで印刷枚数をセットし、図示しない印刷スタートキーを押下すると上記試し刷りと同様の工程で、給紙、印刷及び排紙の各工程がセットした印刷枚数分繰り返して行なわれ、孔版印刷の全工程が終了する。
【００２５】
図１及び図２に基づいて、非接触方式の印刷部１２０におけるインキの転移メカニズムを詳細に説明する。
印刷ドラム１０１はドラムの主体である多孔性の円筒支持体５を有し、製版済みマスタ６１ａは、円筒支持体５の外面に位置する和紙層６と、その外面に位置するフィルム層７を有している。各層の厚みは誇張して表示しており、実際の寸法比率を示すものではない。円筒支持体５とマスタ６１ａとの間にメッシュスクリーン層が設けられる場合もある。印刷ドラム１０１は接地されている。
インキローラ１０５と印刷ドラム１０１の内周側との間には、常に適量のインキ１１が満たされている状態になっている。
搬送ローラ１０３は電界形成手段としての電圧電源１０により電位を付与される。電圧電源１０は接地されている。
インキ供給側としての印刷ドラム１０１の表面（厳密にはマスタ６１のフィルム層７の表面）と、被印刷側としての印刷用紙６２の上面との間は非接触状態に保たれ、電界形成空間となっている。
【００２６】
搬送ローラ１０３は市販のローラを使用可能であるが、一部又は全部に導電性材料が用いられていることが望ましい。本実施形態では、アルミニウム製の芯金の周りにニトリルゴムを巻いたローラを用いている。非接触方式の印刷部１２０における印刷用紙６２の搬送手段は、搬送ローラ１０３に代えて搬送ベルトを用いてもよい。
その他の諸条件は以下の通りである。
マスタ６１：プリポートマスタ−ｍ−８０（株式会社リコー製）
サーマルヘッド９１：プリポートＮ−８５０（株式会社リコー製）
印刷用紙６２：ＰＰＣ６２００（株式会社リコー製）
インキ１１：
（１）プリポートインキｉ−８０黒に、１：１の割合でＡＦ−５号ソルベント（日石三菱社製）を混合し、攪拌したもの。２３℃でせん断速度２０ｌ／ｓの見かけ粘度を測定したところ、６．５Ｐａ・ｓであった。
（２）プリポートインキｉ−８０赤に、１：１の割合でＡＦ−５号ソルベント（日石三菱社製）を混合し、攪拌したもの。２３℃でせん断速度２０ｌ／ｓの見かけ粘度を測定したところ、５．９Ｐａ・ｓであった。
（３）液体電子写真用の液体現像剤（着色剤としてのトナー粒子が分散媒（アイソパーＧ：エクソンモービル社製）中に分散されたもの）。２３℃でせん断速度２０ｌ／ｓの見かけ粘度を測定したところ、３．１Ｐａ・ｓであった。
【００２７】
図２に示すように、インキローラ１０５が図に示す矢印方向に回転しながらインキ１１を供給することで、円筒支持体５及び和紙層６まではインキ１１が満たされた状態となる。その状態で円筒支持体５、和紙層６及びフィルム層７は図に矢印で示す回転方向に一体となって回転している。
搬送ローラ１０３は正の電荷を帯びた状態で回転し、印刷用紙６２を静電力で吸引しながら搬送している。印刷用紙６２の搬送速度が印刷ドラム１０１の周速と同一になるように搬送ローラ１０３が回転される。
印刷用紙６２との印刷ギャップが最も小さい最接近部の前段階（印刷ドラム１０１の回転方向上流側）では、フィルム層７の開孔部（穿孔部）７ａから、僅かにインキが盛り上がってはみ出した状態になっている。このゾーンではインキの盛り上がりは表面張力によって保持されている。
その状態で最接近部の位置にくると、開孔部７ａのインキの盛り上がりの先端部に電荷が集中し、静電引力によって表面張力のバランスが崩れて開孔部７ａの表面近傍の一部分のインキが引きちぎられ、液滴１１ａとなって飛翔して印刷用紙６２の表面に付着する。
この動作が連続で行われることにより、印刷用紙６２に所望のインキ画像を形成することができる。
【００２８】
上記３種類のインキを用いて印刷を実施した結果、いずれのインキでも良好な印刷画像を得ることができた。インキ同様、液体現像剤として帯電性を有するトナーであっても同様の効果を得ることができる。
上述のように、インキ供給側と被印刷側は非接触であるので、従来の接触方式における印圧時の接触音は生じようがなく、静音化に大きく寄与できる。また、印圧機構が不要になるので、印圧カム等の複雑構成を一掃できる。
また、従来の接触方式では印刷用紙が印刷ドラムの表面にインキの粘着力でくっついてしまうため、印刷部を過ぎた段階で印刷ドラムの表面から印刷用紙を剥がす機構が必要であったが、これも不要となる。
【００２９】
インキの粘度が極端に高いと、電界によってインキが液滴となって飛翔する抵抗となる。インキの粘度と液滴飛翔との関係について実験したとところ、１０Ｐａ・ｓ以下の比較的低粘度領域であれば、確実に液滴飛翔が起こることが確認された。
インキのタイプに関しては、上述した本発明の機能を得られる範囲であれば、エマルションタイプ、油性タイプ、水性タイプ等、任意のものを使用することができる。
印刷ギャップに関し、ギャップが大き過ぎると電界の作用が小さくなり、マスタの開孔部のインキが液滴となって飛翔するための十分なエナルギーを得ることができなくなる。
印刷ギャップと液滴飛翔との関係について実験したとところ、印刷ギャップが４００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下であれば、良好な印刷画像が得られることが確認された。
【００３０】
図４に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
上述のように、インキの粘度はその種類（タイプ）によって異なり、その大きさは液滴の大きさに影響し、最終的に画質に影響する。
本実施形態では、使用するインキの種類に拘わらず一定の画像品質を得ることを目的としている。液滴の移動量（液滴の大きさ）は電界の強さをコントロールすることによって調整可能である。
【００３１】
装置本体５０の操作パネル１３には、インキの種類を入力するインキ種類入力手段としてのインキ種類入力キー１６が設けられている。インキ種類入力キー１６により入力された情報は、電界調整手段としての制御手段１２に送られる。制御手段１２は、孔版印刷装置の全体動作を制御するコントローラが兼ねることができる。
制御手段１２の図示しないメモリには、予め実験等により求められた「インキの種類と電圧との関係データテーブル」が記憶されている。
インキの種類が入力されると、制御手段１２はそのインキの粘度に対して最適となる電界を形成するための電圧を上記関係データテーブルより抽出し、これに基づいて電圧電源１０を制御する。
インキ種類の情報は孔版印刷装置に接続されたインキ種類入力手段としてのパーソナルコンピュータ１５から入力されてもよく、この場合にも同様の制御が行われる。
【００３２】
図４に基づいて第３の実施形態を説明する。
上述のように、印刷ギャップは電界の作用に関与し、最終的に画質に影響する。厚紙の印刷用紙を基準に設定した場合、薄紙を使用するときは印刷ギャップは大きくなり、最適な液滴飛翔を得られない虞がある。
本実施形態では、印刷用紙の厚さの違いに拘わらず一定の画像品質を得ることを目的としている。
装置本体５０の操作パネル１３には、被印刷体としての印刷用紙の種類を入力する被印刷体種類入力手段としての用紙種類入力キー１７が設けられている。用紙種類入力キー１７により入力された情報は、電界調整手段としての制御手段１２に送られる。
制御手段１２の図示しないメモリには、予め実験等により求められた「用紙の種類（厚み）と電圧との関係データテーブル」が記憶されている。
用紙の種類が入力されると、制御手段１２はその用紙の厚みに対して最適となる電界を形成するための電圧を上記関係データテーブルより抽出し、これに基づいて電圧電源１０を制御する。
用紙種類の情報は孔版印刷装置に接続された被印刷体種類入力手段としてのパーソナルコンピュータ１５から入力されてもよく、この場合にも同様の制御が行われる。
【００３３】
図５に基づいて第４の実施形態を説明する。
本実施形態では、印刷用紙６２の搬送方向に沿って、２つの印刷ドラム１０１Ａ、１０１Ｂが並設されており、それぞれの印刷部１２０Ａ、１２０Ｂには電界形成手段としての電圧電源１０Ａ、１０Ｂが個別に設けられている。
各印刷ドラム１０１Ａ、１０１Ｂのインキの色は異なっており、２色印刷が可能となっている。
このようなタンデム構成の場合、従来の接触方式では上述したオフセット問題が生じ得るが、各印刷部１２０Ａ、１２０Ｂは非接触であるので、オフセット問題は発生しようがなく、その対策構成も不要となる。
本実施形態では、２つの印刷ドラムを並設する構成としたが、３つあるいは４つ（フルカラー対応）のタンデム構成においても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態における印刷部の正面図である。
【図２】インキの液滴飛翔のメカニズムを説明する図である。
【図３】孔版印刷装置全体の概要正面図である。
【図４】第２及び第３の実施形態における制御ブロック図である。
【図５】第４の実施形態における要部概略正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
７ａ  穿孔部
１０  電界形成手段としての電圧電源
１１  インキ
１２  電界調整手段としての制御手段
６１  孔版原紙としてのマスタ
６２  被印刷体としての印刷用紙
１２０  印刷部
【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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