(57)【要約】【課題】流水洗浄時に十分な洗浄効果が得られるフィルタ装置を提供する。【解決手段】本発明のフィルタ装置１６は、フィルタ本体２１、１次側ホルダ２２、および２次側ホルダ２３を具備する。２次側ホルダ２３は、２次側フィルタ室３１、排出流路３２、排出開口３３、およびリブ片３４を有している。排出開口３３は、２次側フィルタ室３１の中心に対して偏心した位置で、２次側フィルタ室３１と排出流路３２とを連通する。リブ片３４は、排出開口３３から２次側フィルタ室３１の外周部３５に向けて延びるとともに、２次側フィルタ室３１の内部を複数の流路４２として仕切っている。リブ片３４は、複数の流路４２のうち、長い全長を有するものほど流路径を小さく規定して洗浄液の流速を速めるとともに、短い全長を有するものほど流路径を大きく規定して洗浄液の流速を抑える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ本体と、
前記フィルタ本体を上流側で保持するとともに、前記フィルタ本体の洗浄時に前記フィルタ本体に洗浄液を供給可能な１次側ホルダと、
前記フィルタ本体を下流側で保持するとともに、前記フィルタ本体の洗浄時に前記フィルタ本体から前記洗浄液を回収可能な２次側ホルダと、
を具備し、
前記２次側ホルダは、
前記フィルタ本体の下流側を覆う２次側フィルタ室と、
前記２次側フィルタ室からさらに下流側に延びる排出流路と、
前記２次側フィルタ室の中心に対して偏心した位置で、前記２次側フィルタ室と前記排出流路とを連通するように前記２次側フィルタ室に形成される排出開口と、
前記２次側フィルタ室の内部を、前記２次側フィルタ室の外周部から前記排出開口に至る前記複数の流路として仕切るリブ片と、
を有し、
前記リブ片は、前記複数の流路のうち、長い全長を有するものほど流路径を小さく規定して前記洗浄液の流速を速めるとともに、短い全長を有するものほど流路径を大きく規定して前記洗浄液の流速を抑えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記１次側ホルダは、
前記フィルタ本体の上流側を覆う１次側フィルタ室と、
前記１次側フィルタ室からさらに上流側に延びる供給流路と、
前記１次側フィルタ室と前記供給流路とを連通するように前記１次側フィルタ室に形成される供給開口と、
を有し、
前記リブ片は、前記複数の流路のうち、前記１次側ホルダの前記供給開口に対応する位置にあるものの流路径を大きく規定して、前記洗浄液の流速を抑えるとともに、前記供給開口に対応する位置から外れた位置にあるものの流路径を小さく規定して、前記洗浄液の流速を速めることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記２次側フィルタ室は、前記フィルタ本体を下底とする錐台形状をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記リブ片は、前記フィルタ本体との間に隙間を存して形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記リブ片は、前記フィルタ本体の支持機構を兼ねていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過対象の液からごみなどを除去できるフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェット記録装置において、インク中のゴミを除去するためのフィルタ装置を備えたものが知られている。このフィルタ装置は、インク供給源に連なる流路と、流路に連通するとともに流路よりも大きい断面積を有するフィルタ室と、フィルタ室を斜めに横切るように設けられたフィルタ本体と、を有している。
【０００３】
このフィルタ装置では、フィルタ室に対してフィルタ本体を斜めになっており、フィルタ室の断面積に比して、フィルタの面積を大きくしている。これにより、インクがフィルタ本体を通過する面積を大きくして、ごみや気泡などの除去効率を向上させている（例えば、特許文献１参照）。このようなフィルタ装置においては、インクジェット記録装置に搭載される前に流水洗浄や超音波洗浄を行って、フィルタ本体を予め洗浄しておく必要がある。
【０００４】
上記従来例以外にも、図８に示す従来型のフィルタ装置がある。同図に示すように、このフィルタ装置１０１では、フィルタ本体１０２と、フィルタ本体１０２を上流側で保持する１次側ホルダ１０３と、フィルタ本体１０２を下流側で保持する２次側ホルダ１０４と、を備えている。
【０００５】
このフィルタ装置１０１の場合も同様に、インクジェット記録装置に搭載するに先立って、例えば流水洗浄などを行って、フィルタ装置１０１内にごみが残留しないようにする。図９では、この従来型のフィルタ装置１０１において、流水洗浄時の２次側ホルダ１０４内の流速をドットの密度によって示している。同図において、ドットの密度が高いほど流速が速いことを示している。この従来型のフィルタ装置１０１は、排出開口１０５に近い位置で中程度の速度になっているものの、その他の部分では流速が遅くなっている。
【特許文献１】特開平９−２１６３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来例のうち、前者のフィルタ装置では、流路に比してフィルタ室の断面積が大きくなっているため、流水洗浄時にフィルタ室を流れる液の流速が低下して、フィルタ本体に十分な洗浄効果が得られないおそれがある。にもかかわらず、前者の従来例では、流水洗浄時に流速の低下を防ごうとする発想がなく、なんらの示唆もなされていない。
【０００７】
後者の従来例では、流水洗浄時にフィルタ本体１０２の排出開口１０５から遠い箇所において流速が遅くなるため、フィルタ本体１０２の当該箇所の洗浄が十分になされていないおそれがあった。
【０００８】
本発明の目的は、フィルタ本体の洗浄時に十分な洗浄効果を得られるフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のフィルタ装置は、フィルタ本体と、前記フィルタ本体を上流側で保持するとともに、前記フィルタ本体の洗浄時に前記フィルタ本体に洗浄液を供給可能な１次側ホルダと、前記フィルタ本体を下流側で保持するとともに、前記フィルタ本体の洗浄時に前記フィルタ本体から前記洗浄液を回収可能な２次側ホルダと、を具備し、前記２次側ホルダは、前記フィルタ本体の下流側を覆う２次側フィルタ室と、前記２次側フィルタ室からさらに下流側に延びる排出流路と、前記２次側フィルタ室の中心に対して偏心した位置で、前記２次側フィルタ室と前記排出流路とを連通するように前記２次側フィルタ室に形成される排出開口と、前記２次側フィルタ室の内部を、前記２次側フィルタ室の外周部から前記排出開口に至る前記複数の流路として仕切るリブ片と、を有し、前記リブ片は、前記複数の流路のうち、長い全長を有するものほど流路径を小さく規定して前記洗浄液の流速を速めるとともに、短い全長を有するものほど流路径を大きく規定して前記洗浄液の流速を抑える。
【発明の効果】
【００１０】
一般に、２次側フィルタ室の排出開口から近い位置では、洗浄液が流れ易いため洗浄液の流速が速くなり、２次側フィルタ室の排出開口から遠い位置では、洗浄液が流れにくいため洗浄液の流速が遅くなる傾向がある。
【００１１】
本発明によれば、２次側フィルタ室の排出開口から遠い箇所においては、全長の長い流路が形成されることになるが、この全長の長い流路の流路径は小さく規定される。一方、排出開口から近い箇所には、流路径の大きい流路が配置される。このため、２次側フィルタ室内の排出開口から遠い箇所において、この箇所を流れる洗浄液の流速を速めるとともに、排出開口から近い箇所において、洗浄液に流速を抑え気味にすることができる。これにより、フィルタ本体の各部において、十分な洗浄効果を得るとともに、フィルタ本体の各部で洗浄効果にばらつきの少ないフィルタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態のフィルタ装置は、例えばインクジェットプリンタ等に搭載され、インク内に混入したごみをろ過によって除去するために用いられる。
【００１３】
図１は、フィルタ装置を適用した印刷装置の一例であるインクジェットプリンタ１１を示している。インクジェットプリンタ１１は、複数のノズル１２を有するインクジェットヘッド１３と、インク供給源であるインクタンク１４と、インクジェットヘッド１３とインクタンク１４とを接続するインク供給路１５と、インク供給路１５の途中に設けられるフィルタ装置１６などを備えている。
【００１４】
図１と図２に示すように、フィルタ装置１６は、板状のフィルタ本体２１と、フィルタ本体２１を上流側で保持する１次側ホルダ２２と、フィルタ本体２１を下流側で保持する２次側ホルダ２３と備えている。フィルタ装置１６は、さらに、フィルタ本体２１と２次側ホルダ２３との間に設けられるゴム製のパッキン２４を備えている。フィルタ本体２１は、フィルタメディアで、例えば数十μｍの厚さを有している。
【００１５】
図４に示すように、１次側ホルダ２２は、例えば、樹脂で形成されている。１次側ホルダ２２は、１次側ケーシング２５と、フィルタ本体２１の上流側を覆う１次側フィルタ室２６と、１次側フィルタ室２６からさらに上流側に延びる供給流路２７と、１次側フィルタ室２６に形成される供給開口２８とを有している。供給流路２７は、インク供給路１５を介して上流側のインクタンク１４に接続している。供給開口２８は、１次側フィルタ室２６と供給流路２７とを連通するように、１次側フィルタ室２６に形成されている。１次側フィルタ室２６は、供給流路２７よりも大きい直径を有している。１次側フィルタ室２６の１つの面は、フィルタ本体２１の上流側の面２１Ａで構成されている。
【００１６】
図３と図４を参照して、２次側ホルダ２３について説明する。２次側ホルダ２３は、例えば樹脂により形成されている。２次側ホルダ２３は、２次側ケーシング３０と、フィルタ本体２１の下流側を覆う２次側フィルタ室３１と、２次側フィルタ室３１からさらに下流側に延びる排出流路３２と、２次側フィルタ室３１に形成される排出開口３３と、２次側フィルタ室３１内に設けられるリブ片３４と、を有している。
【００１７】
排出流路３２は、インク供給路１５を介してインクジェットヘッド１３に接続されている。排出開口３３は、２次側フィルタ室３１と排出流路３２とを連通するように、２次側フィルタ室３１に形成されている。排出開口３３は、２次側フィルタ室３１の中心に対して偏心した位置に配置されている。具体的には、排出開口３３は、２次側フィルタ室３１の縁部３６の１の面に寄った位置に設けられている。
【００１８】
２次側フィルタ室３１の一つの面は、フィルタ本体２１の下流側の面２１Ｂで構成されている。２次側フィルタ室３１は、フィルタ本体２１の下流側の面２１Ｂを下底とする錐台形状をなしている。すなわち、２次側フィルタ室３１のフィルタ本体２１に対向する面の縁部３６は、フィルタ本体２１に近づいてゆくテーパ形状になっている。２次側フィルタ室３１のなしている錐台形状の高さは小さくなっており、薄型形状になっている。２次側フィルタ室３１は、さらに、排出開口３３と連通する箇所をテーパ加工した接続部３７を有している。
【００１９】
図４に示すように、リブ片３４は、２次側フィルタ室３１のフィルタ本体２１に対向する面から、フィルタ本体２１に向かって突出している。リブ片３４の頂部３８とフィルタ本体２１との間には、隙間４１が設けられている。隙間４１は、例えば、１ｍｍ以下の大きさで形成されている。
【００２０】
リブ片３４とフィルタ本体２１との間には、隙間４１が設けられているものの、リブ片３４は、例えば流水洗浄時にフィルタ本体２１が反った際に、フィルタ本体２１の裏支えとして機能する。このため、２次側ホルダ２３において、リブ片３４は、フィルタ本体２１の支持機構を兼ねている。
【００２１】
リブ片３４には、第１のリブ片３４Ａと第２のリブ片３４Ｂとが含まれる。第１のリブ片３４Ａは、排出開口３３から２次側フィルタ室３１内の排出開口３３から遠い位置に向けて直線的に延びている。第１のリブ片３４Ａの両端部は、半円形に形成されている。
【００２２】
図５に示すように、第２のリブ片３４Ｂは、排出開口３３から２次側フィルタ室３１内の中程度の距離の地点に向けて直線的に延びている。第２のリブ片３４Ｂの全長は、第１のリブ片３４Ａの全長よりも小さくなっている。第２のリブ片３４Ｂの両端部は、半円形に形成されている。
【００２３】
両リブ片３４Ａ、３４Ｂは、２次側フィルタ室３１の内部を、２次側フィルタ室３１の外周部３５から排出開口３３に至る複数の流路４２として仕切っている。図５に、１次側フィルタ室２６の供給開口２８の外形を２点鎖線で示している。図５に示すように、第１のリブ片３４Ａと第２のリブ片３４Ｂとは、１次側ホルダ２２の供給開口に対応する位置４３から外れた位置に配置している。
【００２４】
図５に示すように、両リブ片３４によって２次側フィルタ室３１内に形成される複数の流路４２には、平均して最も全長の長い第１の流路４２Ａと、平均して最も全長の短い第２の流路４２Ｂと、平均して中程度の全長を有する第３の流路４２Ｃとがある。第１の流路４２Ａは、第１のリブ片３４Ａと、２次側フィルタ室３１の縁部３６との間に形成されている。第２の流路４２Ｂは、第２のリブ片３４Ｂと、２次側フィルタ室３１の縁部３６との間に形成されている。第３の流路４２Ｃは、第１のリブ片３４Ａと、第２のリブ片３４Ｂとの間に形成されている。
【００２５】
第１の流路４２Ａは、計３個の流路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃのうち、流路径が最も小さく形成されている。第２の流路４２Ｂは、第１の流路４２Ａに比して、流路径が大きくなるように形成されている。本実施形態では、リブ片３４は、複数の流路４２のうち、例えば第１の流路４２Ａなどの長い全長を有するものほど流路径を小さく規定するとともに、例えば第２の流路４２Ｂなどの短い全長を有するものほど流路径を大きく規定している。
【００２６】
一般に、液体などの非圧縮性流体では、流路径、すなわち管の内径が小さくなると、その管内を通る液体の流速が上がるという現象が「連続の法則」として知られている。本実施形態のフィルタ装置１６は、この「連続の法則」に着目して、液の流れにくい箇所にリブ片３４を設け、洗浄時の純水の流速を速めるようにしている。なお、連続の法則によれば、流路径が大きくなると、流路内を通る液体の流速は低下する。
【００２７】
ところで、第３の流路４２Ｃは、１次側ホルダ２２の供給開口に対応する位置４３に配置している。一方、第１の流路４２Ａと第２の流路４２Ｂとは、供給開口に対応する位置４３から外れた位置に、第３の流路４２Ｃに隣接して設けられている。このため、フィルタ装置１６の構造上、第３の流路４２Ｃに最も液体が流れ易くなっている。したがって、本実施形態では、リブ片３４は、第３の流路４２Ｃの流路径を大きく規定するとともに、これに隣接する第１の流路４２Ａおよび第２の流路４２Ｂの流路径を小さく規定し、流水洗浄時に第３の流路４２Ｃを流れる純水の流速を抑えるようにしている。
【００２８】
ここで、図１を参照して、インクジェットプリンタ１１のインク吐出動作について説明する。このインクジェットプリンタ１１では、インクの吐出に先立って、例えばインクジェットヘッド１３のノズル１２の吸引などを行って初期充填をする。初期充填によって、インクタンク１４から供給されたインクがフィルタ装置１６とインクジェットヘッド１３の内部とに満たされる。この状態において、インクジェットヘッド１３は、吐出可能な状態となる。インクジェットヘッド１３においてインクが使用されると、適宜インクタンク１４からインクが供給される。その際、インクはインク供給路１５を経由して供給される。インクに混入している微小なごみや微小な気泡は、フィルタ装置１６を通る際に、フィルタ本体２１によってトラップされる。
【００２９】
続いて、フィルタ装置１６をインクジェットプリンタ１１に搭載するに先立って、フィルタ装置１６の内部を洗浄するための流水洗浄の工程について説明する。この工程では、フィルタ装置１６内に洗浄液の通液などをおこなって、フィルタ装置１６内からごみなどを除去するものである。洗浄工程で用いられる洗浄液としては、本実施形態では例えば純水を用いている。なお、洗浄液としては、これに限られるものではなく、例えばエタノールなどであってもよい。
【００３０】
洗浄工程では、例えば、フィルタ装置１６の１次側ホルダ２２の供給流路２７から、２次側ホルダ２３の排出流路３２にかけて洗浄液の純水を通すようにする。この場合、１次側ホルダ２２は、フィルタ本体２１に洗浄液を供給することができる。また、２次側ホルダ２３は、フィルタ本体２１から洗浄液を回収することができる。流水洗浄では、フィルタ装置１６内を流水が所定の流速で流れており、フィルタ本体２１を水分子によって洗っている。
【００３１】
図６は、洗浄工程において、純水の流速をドットの密度によって示している。この場合、ドットの密度が高いほうが、純水の流速が速いことを示している。
【００３２】
図６と図７に示すように、洗浄工程では、例えば、第１の流路４２ＡのＡ地点では純水が最大で１．８６３ｍ／ｓｅｃの速さで流れている。これは、従来技術の１．２９６ｍ／ｓｅｃに比して、３２％流速が向上している。また、例えば第２の流路４２ＢのＢ地点では、純水が最大で１．５２４ｍ／ｓｅｃの速さで流れている。これは、従来技術の１．１９４ｍ／ｓｅｃに比して、２２％の流速の向上が図られている。さらに、２次側フィルタ室３１の縁部３６の近傍では、純水が０．０３１ｍ／ｓｅｃの速さで流れている。これは、従来の０．０２２ｍ／ｓｅｃに比して、２９％の流速の向上が図られている。このように、本実施形態のフィルタ装置１６では、２次側フィルタ室３１の全体において、洗浄時に流れる液体の流速が向上している。
【００３３】
以上が、本発明のフィルタ装置１６を適用したインクジェットプリンタ１１の実施形態である。本実施形態によれば、フィルタ装置１６によってインク内の不純物やごみが除去されるため、インクジェットヘッド１３にごみ等が混入することを阻止して、ノズル１２の不吐出などの不具合を生ずることを防止できる。また、フィルタ装置１６は、２次側フィルタ室３１を複数の流路４２に仕切るリブ片３４を有し、このリブ片３４は、複数の流路４２のうち、長い全長を有するものほど流路径を小さく規定し、短い全長を有するものほど流路径を大きく規定する。
【００３４】
これにより、流水洗浄時に流速の低下しやすい排出開口３３から遠い地点において、流路径の小さい流路を配置して、この部分の流速を速めることができる。当該部分の流速が速くなれば、流水洗浄時に洗浄液の滞留等を生ずることがなく、この箇所に対応するフィルタ本体２１を確実に洗浄することができる。一方、排出開口３３から近い地点においては、流速が比較的に速く維持されているため、この部分には、流路径の大きい流路を配置して、流速が速くなりすぎることを抑止している。
【００３５】
したがって、フィルタ本体２１の各部において、十分な洗浄効果を得るとともに、フィルタ本体２１の各部で洗浄効果にばらつきの少ないフィルタ装置１６を提供することができる。また、２次側フィルタ室３１を流れる液体の流速が速くなれば、フィルタ本体２１の洗浄にかかる時間を短縮でき、生産効率の向上と洗浄にかかるコストの削減とを図ることができる。
【００３６】
リブ片３４は、１次側ホルダ２２の供給開口２８に対応する位置にある第３の流路４２Ｃの流路径を大きく規定するとともに、供給開口２８に対応する位置から外れている第１の流路４２Ａおよび第２の流路４２Ｂの流路径を小さく規定している。通常、供給開口２８に対応する位置にある第３の流路４２Ｃには、第１の流路４２Ａや第２の流路４２Ｂに比して液体が流れ易く、第３の流路４２Ｃの流速も速くなりがちであるが、本実施形態のように第３の流路４２Ｃの流路径を大きくすれば、第３の流路４２Ｃの流速を押さえ気味にして、第２の流路４２Ｂおよび第３の流路４２Ｃとの洗浄効果のバランスをとることができる。
【００３７】
２次側フィルタ室３１は、フィルタ本体２１を下底とする錐台形状をなしている。このため、２次側フィルタ室３１の縁部３６の体積を小さなものにすることができる。これにより、２次側フィルタ室３１の縁部３６において各流路４２の流路径を細くでき、当該部分の流速を向上することができる。また、２次側フィルタ室３１が錐台形状をとるにより、洗浄液の流れも滑らかになり、洗浄液の流速を向上できる。さらに、２次側フィルタ室３１は、薄型に構成されているため、２次側フィルタ室３１の容積を小さく構成できる。これによっても各流路４２の流路径を小さくすることができ、流水洗浄時の液体の流速を向上できる。
【００３８】
リブ片３４は、フィルタ本体２１との間に隙間を存して形成されている。このため、１次側ホルダ２２と２次側ホルダ２３とを超音波溶着する際に、リブ片３４とフィルタ本体２１とが溶着してしまうことを防止できる。また、フィルタ本体２１とリブ片３４とが接していると、この超音波溶着時にフィルタ本体２１とリブ片３４との間が擦れて微小なごみが発生するが、本実施形態のようにフィルタ本体２１とリブ片３４との間に隙間４１を設ければ、当該部分からごみが発生するのを防止できる。さらに、フィルタ本体２１とリブ片３４とが接触しないようにすれば、これらの接触部にごみが溜まってしまうこともない。これにより、滞留しているごみに起因するノズル１２の不吐出の不具合を防止できる。
【００３９】
リブ片３４は、下流側でフィルタ本体２１を支持する支持機構を兼ねている。これにより、洗浄工程の際に、フィルタ本体２１が下流側に流されてしまうことを防止することができる。本実施形態では、リブ片３４に、支持機構の機能を持たせているため、別途に支持機構を設ける必要がなく、スペースの使用効率を向上できる。
【００４０】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、リブ片３４は、２個に限定されるものではなく、１個でもよいし、３個以上であってもよい。また、リブ片３４は、２次側フィルタ室３１内の流速を速めるような構造であればどのような形状、配置をとっていてもよい。本実施形態の２次側フィルタ室３１に設けられたリブ片３４を、１次側ホルダ２２の１次側フィルタ室２６内に複数個配置してもよい。さらに液体の流れを滑らかにするため、１次側ホルダ２２の１次側フィルタ室２６を錐台形状にしてもよい。本実施形態では、フィルタ本体２１の洗浄を主として流水洗浄によることとしているが、これに加えて超音波洗浄を行うようにしてもよい。このほか、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態にかかるインクジェットプリンタを示す斜視図。
【図２】図１に示されるフィルタ装置を分解して示す斜視図。
【図３】図２に示されるフィルタ装置の２次側ホルダを示す斜視図。
【図４】図１に示されるフィルタ装置を縦方向に切断して示す断面図。
【図５】図３に示される２次側ホルダを示す断面図。
【図６】図１に示されるフィルタ装置を流水洗浄している状態を示す断面図。
【図７】図６に示されるフィルタ装置を流水洗浄している状態の流速を示す表。
【図８】従来技術のフィルタ装置を示す断面図。
【図９】従来技術のフィルタ装置を流水洗浄している状態示す断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１６…フィルタ装置、２１…フィルタ本体、２２…１次側ホルダ、２３…２次側ホルダ、２６…１次側フィルタ室、２７…供給流路、２８…供給開口、３１…２次側フィルタ室、３２…排出流路、３３…排出開口、３４…リブ片、３４Ａ…第１のリブ片、３４Ｂ…第２のリブ片、３５…外周部、４１…隙間、４２…複数の流路、４２Ａ…第１の流路、４２Ｂ…第２の流路、４２Ｃ…第３の流路、４３…供給開口に対応する位置
【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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