(57)【要約】      （修正有）【課題】操作性やユーザビリティ性等の品質を向上させたトナー飛散抑制ができ、トナーカートリッジのみを交換でき、ランニングコスト抑制可能な電子写真画像形成装置を提供する。【解決手段】代表的な構成は、着脱可能なプロセスカートリッジと、着脱可能なカートリッジと、カートリッジを封止し、カートリッジの駆動力で開封可能なトナーシールと、カートリッジを封止し、カートリッジの駆動力で開封可能なトナーシールと、を有する電子写真画像形成装置において、カートリッジとカートリッジの使用、未使用を検知するタグと、タグの検知結果により、トナーシールを除去するタイミングを制御する制御基板とを有し、タグがカートリッジが未使用品と検知した場合に、制御基板は、トナーシールを除去後、トナーシールを除去することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能なプロセスカートリッジと、着脱可能なトナーカートリッジと、前記プロセスカートリッジを封止し、前記プロセスカートリッジの駆動力で開封可能な第１のシール部材と、前記トナーカートリッジを封止し、前記トナーカートリッジの駆動力で開封可能な第２のシール部材と、を有する電子写真画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジの使用、未使用を検知する第一の検知手段と、
前記トナーカートリッジの使用、未使用を検知する第二の検知手段と、
前記第一及び第二の検知手段の検知結果により、前記第１及び第2のシール部材を除去するタイミングを制御する制御手段と、を有し、
前記第一及び第二の検知手段が前記プロセスカートリッジと前記トナーカートリッジが未使用品と検知した場合に、制御手段は、前記第１のシール部材を除去した後、前記第２のシール部材を除去することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記第一及び第二の検知手段が前記プロセスカートリッジが未使用品であり、前記トナーカートリッジが使用品であると検知した場合に、前記制御手段は、前記第１のシール部材を除去した後、前記トナーカートリッジを駆動することを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記プロセスカートリッジの装着、未装着を検知する第三の検知手段と、
前記トナーカートリッジの装着、未装着を検知する第四の検知手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第一及び第二の検知手段による検知の前に、前記第三及び第四の検知手段による検知を行い、前記プロセスカートリッジ又は前記トナーカートリッジが未装着と検知した場合に、未装着を報知することを特徴とする請求項２項に記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジ及びトナーカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置（以下画像形成装置という）においては、プロセスカートリッジ方式が採用されている。プロセスカートリッジ方式とは、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするものである。
【０００３】
ここで従来の「補給系」と呼ばれるカートリッジ方式を図９に示す。これはトナー容器だけを別体で構成したトナーカートリッジ９と残りの部品を一体化したプロセスカートリッジ８を用いた構成で、画像形成装置本体に対して各々独立して装着可能にしたものである。カートリッジ９からカートリッジ８へのトナー補給の方法は、カートリッジ９とカートリッジ８の供給口１０６ａ及び補給口１０６ｂのみが連通した状態でトナーの補給を行う。
【０００４】
また、従来の「補給系」カートリッジでのシール部材は、カートリッジ８の現像ローラ２０へトナーを搬送する搬送スクリューに、トナーを供給する開口部１１１４を密封している。そして、カートリッジ８にトナーを供給するカートリッジ９のトナー供給口１０６ａも同様にシール部材で密封している。開口部１１１４を密封しているシール部材の除去方法は、最初の使用に際し、シール部材をひっぱり除去して画像形成装置に装着する方法が知られている。
【０００５】
「補給系」のカートリッジ９のトナー供給口１０６ａを密封するシール部材を除去する方法として、画像形成装置への装着動作に伴い除去するという方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
このような従来の「補給系」のカートリッジ８のシール開封の一連の流れは以下のようになっている。
【０００７】
図10は「補給系」カートリッジにおいて、カートリッジ８が未使用品だった時のシール部材を除去し、画像形成装置に装着する従来の一連のフローチャートである。（以下）図中の番号先頭に付加されている「Ｓ」は「ステップ」を意味するものとする。
【０００８】
まず始めに、カートリッジ８のシール部材をユーザが手動にて除去する（Ｓ２０１）。シール部材を除去したカートリッジ８を画像形成装置に装着する（Ｓ２０２）。次に画像形成装置のカバーを閉める（Ｓ２０３）。
【０００９】
また、従来、トナーカートリッジとプロセスカートリッジが一つにまとまったオールインワンタイプのカートリッジを採用したものもある。この方式において、画像形成装置からの駆動をもらいシール部材をユーザに引かせること無く自動的に巻き取り除去するという方法が知られている（特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−０７２６５１号公報
【特許文献２】特開２００２−０２３４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構成にあっては、カートリッジ９を装置本体に挿入するとカートリッジ８が装置本体に装着されているいないに関らず、カートリッジ９のシール部材が除去される。また、カートリッジ８のシール部材をユーザが除去していない状態で、カートリッジ９とカートリッジ８を略同時に挿入すると、カートリッジ９のシール部材が除去される。
【００１２】
このような場合に、カートリッジ９内に収容されたトナーが、補給口１０６ｂに入らずに補給口領域外のカートリッジ８に落下してしまう。このため、シャッタ部材でシールをしてトナーが装置本体内部あるいはプロセスカートリッジ上に飛散するのを抑制していた。
【００１３】
これは当時としては望まれる品質を十分に満たしたものであったが、近年求められるようになった操作性やユーザビリティ性等の品質を満たすには更なるトナー飛散の防止対策が求められるようになった。
【００１４】
また、上記特許文献２に記載の技術は、シール部材を自動的に巻き取り除去することができ、操作性やユーザビリティ性等の品質は高い。しかし、トナーを補給したい場合にカートリッジ８、９の両方を一度に交換する必要があり、補給系のカートリッジ方式のようにカートリッジ９のみを交換することができない。このため、ランニングコストがかかる。
【００１５】
そこで本発明は、操作性やユーザビリティ性等の品質を向上させたトナー飛散の抑制ができ、トナーカートリッジのみを交換でき、ランニングコストを抑えることができる電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明に係る電子写真画像形成装置の代表的な構成は、着脱可能なプロセスカートリッジと、着脱可能なトナーカートリッジと、前記プロセスカートリッジを封止し、前記プロセスカートリッジの駆動力で開封可能な第１のシール部材と、前記トナーカートリッジを封止し、前記トナーカートリッジの駆動力で開封可能な第２のシール部材と、を有する電子写真画像形成装置において、前記プロセスカートリッジの使用、未使用を検知する第一の検知手段と、前記トナーカートリッジの使用、未使用を検知する第二の検知手段と、前記第一及び第二の検知手段の検知結果により、前記第１及び第2のシール部材を除去するタイミングを制御する制御手段と、を有し、前記第一及び第二の検知手段が前記プロセスカートリッジと前記トナーカートリッジが未使用品と検知した場合に、制御手段は、前記第１のシール部材を除去した後、前記第２のシール部材を除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、プロセスカートリッジとトナーカートリッジが使用、未使用に関らずどのような順番で装置本体に装着されようとも、各カートリッジのシール部材除去による開口部でのトナー飛散を抑制できる。また、装置本体内部を清潔に保てると共にカートリッジ交換時の操作性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る電子写真画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。以下の説明で長手方向とはプロセスカートリッジを装着する方向であり、転写材Ｓの搬送方向に交差（略直交）する方向で、感光体ドラムの軸線方向と同一な方向を言う。また、左右とは転写材の搬送方向を上から見ての左右である。さらに上、下はプロセスカートリッジ、およびトナーカートリッジの装着状態における、上、下である。
【００１９】
［多色画像形成装置の全体構成］
まず、補給系の多色画像形成装置の全体構成について、図２及び図３を参照して概要説明する。なお、図２は補給系の多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ１００の全体構成を示す縦断面図である。
【００２０】
図２に示すように、多色画像形成装置（電子写真画像形成装置）１００は、水平方向に並設された４個の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）、スキャナユニット３（３ａ〜３ｄ）、現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）、中間転写ベルト５（５ａ〜５ｄ）、２次転写ローラ６（６ａ〜６ｄ）、クリーニングブレード７（７ａ〜７ｄ）等が配設されている。
【００２１】
感光体ドラム１と帯電ローラ２、現像ユニット４、クリーニングブレード７は一体化され、プロセスカートリッジ８（８ａ〜８ｄ）を形成している。また、カートリッジ８の上には、カートリッジ８にトナーを補給するためのトナーカートリッジ９（９ａ〜９ｄ）が配置されている（カートリッジ８の枠体構成の説明は後で詳述する）。
【００２２】
画像形成の動作としては、カートリッジ８が、記録タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１が回転駆動される。感光体ドラム１が回転することで、帯電ローラ２が感光体ドラム１に接触しながら従動回転し、感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。
【００２３】
そして、各々のカートリッジ８に対応するスキャナユニット３が順次駆動する。そして、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて選択的に露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。
【００２４】
現像ユニット４内の現像ローラ１７は、トナー容器１６内のトナーを静電潜像にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。感光体ドラム１周面上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５に一括転写され、２次転写ロ−ラ６の位置まで搬送される。
【００２５】
一方、中間転写ベルト６周面上におけるトナー像の先端が転写材Ｓの記録開始位置と一致するように、レジストローラ対１０が回転を開始して転写材Ｓを搬送する。搬送された転写材Ｓは、２次転写ローラ６によって、中間転写ベルト５周面上のトナー像を転写される。
【００２６】
トナー像を転写された転写材Ｓは、定着部１１に搬入される。転写材Ｓは、定着部１１で上記トナー像を熱定着された後、排出ローラ対１２によって、排出部１３から画像面を下にした状態で本体外に排出される。クリーニングブレード７は、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去し、次の画像形成に備える。
【００２７】
［プロセスカートリッジ８の説明］
次に、プロセスカートリッジ８の枠体構成を、図３を用いて説明する。図３に示すように、カートリッジ８は、感光体ドラムユニット１４と現像ユニット４とが一体となった枠体構成となっている。
【００２８】
ユニット１４は、クリーニング容器１５に、帯電ローラ２や、クリーニングブレード７などが配置され、構成されている。クリーニング容器１５は、感光体ドラム１を回転可能に支持する枠体である。
【００２９】
一方、現像ユニット４の枠体構成は、トナー容器１６と、現像容器１８とが超音波溶着等で結合されている。トナー容器１６は、カートリッジ９から補給されたトナーを収納する。現像容器１８は、現像ローラ１７を回転可能に支持する枠体である。
【００３０】
トナー容器１６には、カートリッジ９からトナー補給を受けるための補給口３２が設けられている。現像容器１８には、現像ローラ１７の他に、現像ブレード１９や、スポンジローラであるトナー供給ローラ２０などが設けられている。現像ブレード１９は、現像ローラ１７上のトナーの層厚を規制する。トナー供給ローラ２０は、現像ローラ１７上にトナーを補給する。
【００３１】
なお、現像ユニット４は、結合部２４を中心に、ユニット１４に対して揺動可能に支持されている。さらに、現像ユニット４は加圧バネ（不図示）によって付勢されており、現像ローラ１７が感光体ドラム１に突き当てられている。
【００３２】
［トナーカートリッジ９の説明］
図４に示すように、カートリッジ９は、カートリッジ８の上方に並列配置されており、装置本体１００の正面より装着される。
【００３３】
図３に示すように、カートリッジ９の内部に撹拌軸２１に固定された撹拌板２３とスクリュー２２が配置され、容器底面にはトナーを排出する供給口３０が形成されている。スクリュー２２と撹拌軸２１は、その両端をトナー容器３１に回転可能に支持され、一端には凹状の駆動カップリング（不図示）を有している。スクリュー２２と撹拌軸２１は、凹状の駆動カップリングを介して、装置本体１００の凸状の駆動カップリング（不図示）から駆動力の伝達を受け、回転駆動する。
【００３４】
スクリュー２２の外形部は、らせんリブ形状となっており、トナーが供給口３０へ送られるように供給口３０を中心に長手方向で、らせんのねじれ方向が反転している。スクリュー２２は、凸状の駆動カップリング（不図示）の回転により、所定の回転方向に回転する。これにより、トナー容器３１内のトナーは、供給口３０に向かって搬送され、供給口３０より自由落下し、カートリッジ８に補給される。
【００３５】
［プロセスカートリッジ８とトナーカートリッジ９の装着］
次に、プロセスカートリッジ８の装着手順を図２〜図４を用いて説明する。図４に示すように、装置本体１００の正面には、開閉自在な前ドア５８が配置されている。この前ドア５８を手前に開くと、カートリッジ８、９を挿入する開口部５９が露出する。
【００３６】
装置本体１００内には、カートリッジ８の装着を案内するガイドレール（不図示）と、カートリッジ９の装着を案内するガイドレール（不図示）が固定されている。一方、カートリッジ８は感光ドラム１に平行なガイド部（不図示）を有し、カートリッジ９はスクリュー２２と平行なガイド部（不図示）を有している。
【００３７】
カートリッジ８、９の装着方向は、感光ドラム１の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレールも同様な方向に配置されている。カートリッジ８、９は、上記ガイドレールに夫々のガイド部を嵌合して、ガイドレールに沿って装置本体１００内の手前から奥側にスライドして挿入される。
【００３８】
［シール部材自動開封装置］
次に、シール部材開封機構について図３、図５及び図６を用いて説明する。図３に示すように、トナーの補給通路は、トナーが収容されたカートリッジ９のトナー供給口３０とカートリッジ８のトナー補給口３２が合わさることにより形成される。
【００３９】
カートリッジ９が未使用品である時は、この供給口３０がホットメルト等により熱溶着されたシール部材であるトナーシールによって封止され、トナーをカートリッジ９のトナー容器３１内に密封している。同様に、カートリッジ８が未使用品である時は、トナー補給口３２はホットメルト等により熱溶着されたトナーシールによって封止され、トナーをカートリッジ８のトナー容器１６内に密封している。
【００４０】
図６はトナーシール除去のトナーシール巻き取り構成簡略図である。図６に示すように、トナーシール９０１（９０２）は、トナー補給口３２（供給口３０）の周縁に貼り付けてトナー補給口３２（供給口３０）を封止している。さらに、トナーシール９０１（９０２）は、左側の折り返し部９０１ｃ（９０２ｃ）で折り返されて、この折り返し部９０１ｃ（９０２ｃ）より後の先端部が巻き取り軸１６１（１５１）に固定されている。
【００４１】
なお、カートリッジ８、９のトナーシール９０１、９０２と巻き取り軸１５１、１６１と開口部３０、３２の関係は、同じ構成となっている。また、トナーの漏れを防止するため、供給口３０は補給口３２より小さく形成されている。
【００４２】
図５に示すように、カートリッジ８は、カートリッジ８を駆動する駆動力を駆動伝達列１６０を介して巻き取り軸１６１に伝える。この結果、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、巻き取り軸１６１が回転して、カートリッジ８の補給口３２を開封可能に封止するトナーシール９０１が図中矢印の方向（図５で言うところの紙面手前側、図６で言うところの紙面右側）に巻き取られていく。
【００４３】
一方、カートリッジ９も同様に、カートリッジ９を駆動する駆動力を駆動伝達列１５０を介して巻き取り軸１５１に伝える。この結果、図７（ｄ）〜（ｆ）に示すように、巻き取り軸１５１が回転してカートリッジ９の供給口３０を開封可能に封止するトナーシール９０２が図中矢印の方向（図５で言うところの紙面手前側、図６で言うところの紙面右側）に巻き取られていく。
【００４４】
なお、本実施形態ではトナーシール９０１、９０２を巻き取る構成にしているが、かかる構成に限定されるものではなく、トナーシール９０１、９０２を除去する構成であればよい。
【００４５】
［プロセスカートリッジ８とトナーカートリッジ９の有無の検知］
図８に示すように、カートリッジ９の有無の検知には、第四の検知手段を構成するフォトインタラプタ（不図示）を使用する。カートリッジ９は、挿入方向奥に第四の検知手段を構成するリブＲ（凸形状）を有しておいる。カートリッジ９を装置本体１００に装着すると、リブＲが装置本体内の受部（凹形状）に入ることで、フォトインタラプタ（不図示）の光をさえぎり、カートリッジ９が有ると判断する。逆に光が通る状態だとカートリッジ９が無いと判断する。
【００４６】
カートリッジ８の有無の検知は、トルクの軽重を判断する第三の検知手段（不図示）により行われる。装置本体１００の前トビラ58（図４参照）を閉めると、本体駆動がイニシャル回転を行う。この時、カートリッジ８が装着されているとトルクが重くなり、装着されていないとトルクが軽い。このトルクの軽重によりカートリッジ８の装着の有無を判断する。
【００４７】
［プロセスカートリッジ８とトナーカートリッジ９の使用、未使用の検知］
図８に示すように、カートリッジ９は、カートリッジ挿入方向奥に第二の検知手段を構成するタグＴ２を有している。タグＴ２は、カートリッジ９が未使用品か、使用品かの情報を記憶している。使用品か未使用品かは、カートリッジ９が１度駆動力を受けたか否かで判別できる。カートリッジ９が挿入されると、装置本体１００に設けられた第二の検知手段を構成する読み取り手段（不図示）により、タグＴ２の情報が読み取られ、トナーカートリッジ９の使用、未使用を検知している。
【００４８】
同様に、カートリッジ８も、カートリッジ挿入方向奥に第一の検知手段を構成するタグＴ１を有している。タグＴ１は、カートリッジ８が未使用品か、使用品かの情報を記憶している。使用品か未使用品かは、カートリッジ８が１度駆動力を受けたか否かで判別できる。カートリッジ８が挿入されると、装置本体１００に設けられた第一の検知手段を構成する読み取り手段（不図示）により、タグＴ１の情報が読み取られ、トナーカートリッジ８の使用、未使用を検知している。
【００４９】
また、タグＴ１、Ｔ２が設けられていないカートリッジ８、９に関しては、挿入後未使用品と同等の扱いを受ける（シール部材を巻き取るためのイニシャル回転が行われる）。
【００５０】
［シーケンス］
次にシール部材を除去するシーケンスについて図１により詳細に説明する。図１はプロセスカートリッジ８とトナーカートリッジ９の第一のシール部材（トナーシール９０１）、第二のシール部材（トナーシール９０２）が除去される一連の流れを表したフローチャートである。以下のシーケンスは、制御手段である制御基板６０（図２参照）によって制御されている。
【００５１】
まず始めに、画像形成装置の前ドア５８を閉める（Ｓ１０１）。前ドア５８が閉められたら、第三の検知手段（不図示）とリブＲを用いてカートリッジ８、９の画像形成装置１００への装着の有無を確認する（Ｓ１０２）。ここで、いずれかのカートリッジが装着されていない場合は、カートリッジの未装着をユーザに報知する。
【００５２】
カートリッジ８が装着されている場合は、タグＴ１を用いてそのカートリッジ８が使用品か未使用品かを検知する（Ｓ１０３）。カートリッジ８が未使用品であった場合、画像形成装置１００により現像ユニット４の駆動をＯＮにし（Ｓ１０４）、カートリッジ８のトナーシール９０１を除去する（Ｓ１０５）。続いて、タグＴ２を用いてカートリッジ９の状態（使用品か未使用品か）を確認する（Ｓ１０６）。
【００５３】
カートリッジ８が使用品であった場合は、Ｓ１０４、Ｓ１０５を省略し、Ｓ１０６へ移る。
【００５４】
そして、カートリッジ９が未使用品であった場合、画像形成装置１００によりカートリッジ９の駆動をＯＮにし（Ｓ１０７）、カートリッジ９のトナーシール９０２を除去する（Ｓ１０８）。これにより、装置本体１００の準備が完了する。
【００５５】
カートリッジ９が使用品であった場合、Ｓ１０７、Ｓ１０８を省略し、装置本体１００の準備が完了する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態にかかるシール部材を除去する一連の流れを表したフローチャートである。
【図２】本実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。
【図３】本実施形態にかかるプロセスカートリッジとトナーカートリッジの断面図である。
【図４】プロセスカートリッジとトナーカートリッジが装着された状態の画像形成装置の斜視図である。
【図５】本実施形態にかかるシール部材を除去するための駆動力伝達経路の構成図である。
【図６】シール部材を貼り付けた状態を表した簡略モデルの構成図である。
【図７】シール部材が巻き取り軸により除去されていく様子を表した説明図である。
【図８】プロセスカートリッジとトナーカートリッジの有無、使用、未使用の検知手段の構成図である。
【図９】従来の補給系のカートリッジの構成図である。
【図１０】従来のプロセスカートリッジのシール部材を除去する一連の流れを表したフローチャート
【符号の説明】
【００５７】
Ｒ…リブ（第四の検知手段）、Ｓ…転写材、Ｔ１、Ｔ２…タグ（第一及び第二の検知手段）、１…感光体ドラム、２…帯電ローラ、３…スキャナユニット、４…現像ユニット、５…中間転写ベルト、６…２次転写ローラ、７…クリーニングブレード、８…プロセスカートリッジ、９…トナーカートリッジ、１０…レジストローラ対、１１…定着部、１２…排出ローラ対、１３…排出部、１４…感光体ドラムユニット、１５…クリーニング容器、１６…トナー容器、１７…現像ローラ、１８…現像容器、１９…現像ブレード、２０…トナー供給ローラ、２１…撹拌軸、２２…スクリュー、２３…撹拌板、２４…結合部、３０…供給口、３１…トナー容器、３２…補給口、５８…前ドア、５９…開口部、６０…制御基板（制御手段）、１００…多色画像形成装置（電子写真画像形成装置）、１５０…駆動伝達列、１５１…巻き取り軸、１６０…駆動伝達列、１６１…巻き取り軸、９０１、９０２…トナーシール（第１及び第二のシール部材）
【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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