(57)【要約】【課題】  予備吐口に予備吐したインクが成長して印刷用紙の裏面等を汚染して印刷物の価値を著しく低下させるのを防止する。【解決手段】  予備吐口に予備吐したインクが成長しないように回復系のポンプチューブから排出されるインクをチューブを介して予備吐口の略上まで配置して廃インクを散布して予備吐インクが堆積成長する以前に溶解させる。  このようにして印刷物へのインク汚染を防止して印刷物の価値を低下させないようなインクジェット記録装置が実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数のインクのノズル列を一つのノズル配設面に設けた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、記録ヘッドが移動する範囲に設けられた、１又は複数の吐出インクを受ける予備吐口に対し、回復系からのインクを散布することが可能な構成を有することを特徴とするインクジェト記録装置。
【請求項２】
前記予備吐口へはチューブを介してインクを散布することが可能な構成を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェト記録装置。
【請求項３】
前記チューブ材質はエラストマであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェト記録装置。
【請求項４】
前記チューブは回復系からでる２本のチューブと接続されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェト記録装置。
【請求項５】
予備吐口の一部はプラテン上に設けられ、それぞれの予備吐口にチューブを介してインクが散布することが可能な構成を有することを特徴とする請求項２に記載のインクジェト記録装置。
【請求項６】
予備吐口の一部はプラテン上に設けられ、それぞれの予備吐口にチューブを介してインクが散布する構成でそれぞれの予備吐口へのチューブの流路抵抗を均一にしたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェト記録装置。
【請求項７】
予備吐口の一部はプラテン上に設けられ、それぞれの予備吐口にチューブを介してインクが散布する構成でそれぞれの予備吐口へのチューブの直径を回復系から遠ざかるに従い大きくしたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェト記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドからの吐出されるインクを受ける予備吐口へのインク堆積を防止して、印刷用紙のインクによる汚染を無くし印刷物の価値の低下を防止するための手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコスト、装置の小型化やカラー化が容易等の利点を有し、プリンタ、ファックス、複写機等に応用されている。
【０００３】
この装置で用いられる記録ヘッドはインクを吐出するためのノズルを具えるものであり、記録ヘッドにはその端部にインクを吐出する開口としてのノズルが設けられている。インクジェット記録装置では、一般には、パーソナルコンピュータなどのホスト装置から送られてくる記録データに基づいた吐出信号に基づき、記録ヘッドを駆動しノズルからインク滴を吐出する。このようなノズルの大きさは、例えば円形のものは直径が数十μ程度であり、近年では記録する画像等の高画質化とともに、より小さくなり高密度化されつつある。
【０００４】
この記録ヘッドの構成は、最近の記録画像の高品位化、例えば、黒文字等の濃度向上、カラー化、高精細(高解像度)化、耐水性向上等に対応したものであることが求められている。
【０００５】
一般に、シリアル方式のインクジェット記録装置は、記録ヘッドをキャリッジに搭載し、キャリッジの往復移動に応じて記録ヘッドからインクを吐出して記録紙にドットを形成して記録記録を行なう。この方式において上述した記録の高品位化の要求を満たし、しかもそれを廉価に実現するための記録ヘッドの一構成は図７に示すようなものである。
【０００６】
すなわち、図７に示すように、記録ヘッド１０７は、ブラック（Ｂｋ）インクのノズル列１１３、イエロー（Ｙ）インクのノズル列１１４、マゼンタ（Ｍ）インクのノズル列１１５、シアン（Ｃ）インクのノズル列１１６を、記録ヘッド１０７の走査方向に並列させたものである。１１２は記録ヘッド１０７のフェイスである。それぞれのノズル列の各ノズルピッチは高精細化にともなって、６００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）相当、またはさらに高精細に１２００ｄｐｉ相当である。そして、記録ヘッドのコンパクト化、ひいては装置のコンパクト化をはかるため、ノズル列相互のピッチも小さく、ノズルを形成する限界に近い、各色インクのノズル全体の配列幅が３．５ｍｍ程度で比較的高密度に構成されている。
【０００７】
また、高記録品位の要求に応じて記録ヘッドの構成として、耐水性の向上や色間の滲み防止などの点から、例えば、黒インクと他のカラーインクとの間の化学反応を生じるインクを用い、これにより染料等の不溶化を生じさせるものがある。具体的には、例えば黒インクがカチオン性を有し、一方、他のカラーインクがアニオン性を有するものである。これによって、両者がイオン的に結合し染料等の色材の不溶化がなされ、耐水性が向上し、また、異なる色のインク間の滲みを防止できる。
【０００８】
ところで、インクジェト方式の記録装置はこのように微小なノズルからインクを吐出させるものであるため、ノズルの目詰まりを生じ易く、また、相対的にインクの流動性(粘性)に関する変動の許容範囲が小さい。このため、インクジェット記録装置では、一般に、これらの目詰まりやインクの粘度の増大を防ぐため、あるいはこれらが生じた場合にそれを解消して、記録ヘッドのインク吐出性能を一定のものに維持するための回復処理が行なわれる。
【０００９】
この回復処理の一つは、キャップにより、非記録時などに記録ヘッドのノズルが形成された面を覆う、いわゆるキャッピングである。非記録時など、インクを吐出しないときは、ノズル近傍のインクは装置がおかれた環境の温度や湿度等に応じてインク溶剤が蒸発し粘度が増大したり、極端な場合はインクが乾燥し固化することがある。そして、そのようなインクの増粘などによって、吐出量が少なくなったり吐出方向が偏向するなどの吐出不良や不吐出を生じ、記録品位の低下を招くことになる。キャッピングは、このような現象を未然に防止するためのものである。
【００１０】
他の回復処理として、目詰まりもしくは固化などの極端な増粘が生じてしまったような場合には、これらを強制的に除去するため、いわゆる吸引回復処理が行なわれる。すなわち、記録ヘッドのノズルを配した面に上述のキャップを当接させてポンプによりこのキャップ内を減圧にし、ノズルを介してノズル内から増粘したインクなどを排出させる処理を行なう。なお、このポンプの方式には大きく分けると２種類あり、一つはシリンダタイプでピストンの移動とともに負圧を発生し、大きな負圧が得られるものである。二つ目はチューブポンプであり、チューブをローラでしごいたときにチューブ自身の復元力で負圧が発生するものである。
【００１１】
又他の回復処理としては、ワイパーによって記録ヘッドのノズルが配設された面を拭うワイピングが知られている。
【００１２】
記録ヘッドの吐出口が配設された面には、その記録ヘッドが対向する記録紙から生じる紙粉や塵埃、また、吐出したインクが記録紙で跳ね返って生じるインクミストが付着する。この場合、これらの紙紛やインクミストなどが微小なノズルに付着すると、インクの不吐出や吐出不良を生ずることがある。この吐出不良などを未然に防ぐため、例えば、記録中に一定の時間が経過したとき、あるいは、一定量の記録を行なったときなど、記録中の所定のタイミングで、ワイパーを記録ヘッドの上記ノズル配設面に当接させて摺擦動作を行なう、ワイピングを行う。これにより、上記面に付着した紙紛やインクミストなどを除去することができる。また、このワイピングは、ユーザーが記録画像に吐出不良による画像劣化を観察した場合などにも、ユーザーの指示操作に応じて、行われることもある。
【００１３】
また、ワイピングは、上述又は後述する他の回復処理に伴って行なわれるものでもある。すなわち、後述する予備吐出や上述した吸引回復処理では、キャップ内にインクを吐出したり、記録ヘッドのノズル配設面にキャップを当接した状態でキャップ内を減圧して吸引を行なう。これによって、これらの回復処理の後、キャップにもインクが付着していることが多い。そして、このインクが付着した状態のキャップが、次の回復処理で記録ヘッドの吐出口配設面に当接しそのインクをその配設面に移すことがある。このため、キャップの記録ヘッドに対する当接解除後に、ワイピングが行なわれる。
【００１４】
さらに他の回復処理として、いわゆる予備吐出がある。記録中は、記録ヘッドの全てのノズルからインクを吐出しているわけではなく、記録データによっては、ある時間、全くインク吐出がなされないノズルがある場合がある。
【００１５】
このようなノズルは、インクが吐出されないことによって増粘しつつあるインクが除去されず、さらに増粘の度合いを増すことになる。このような事態を未然に防止するため、例えば、一定時間、もしくは一定量の記録を行なうごとに、キャップ等へ、記録ヘッドの全て、あるいは一部のノズルからインクを吐出し、ノズル内のインクをリフレッシュする、予備吐出を行なうものである。なお、この予備吐出をキャップ内に行なう場合、予備吐出量がある量に達したときに、上述のポンプを作動してキャップ内のインクを吸引して排出することも行なわれる。
【００１６】
キャップ本来の機能は記録ヘッドの吐出面を覆ってノズルの乾燥を防止することである。そこでキャップ内へ予備吐出を行う場合、キャップ内にはインク吸収体が設置されており、このインク吸収体にインクをある程度含んだ状態でキャップしていると、ノズルはキャップ内が湿潤しているためノズルのインクの増粘が抑制され不吐出が防止できる。
【００１７】
一方このキャップ内インク吸収体には別の機能がある。キャップ内に予備吐出を行った場合、予備吐出を行う対向面がインクを吸収しにくい部材であるとその面でインクが跳ね返り、それが記録ヘッドの吐出面に付着し、それが吐出口で成長するとノズルを覆い、ノズルからインクが吐出できなくなり、不吐出となり、画像品位を著しく低下させる。これを防止するため吐出する対向面をインク吸収体にすると吐出されたインク滴がインク吸収体へ吸収され跳ね返りが無くなり、不吐出が発生せず画像品位の劣化が防止できる。
【００１８】
ここでこのキャップ内吸収体へのインク吐出によりキャップ吸収体の吸収量が飽和に近づいた場合や溢れた場合にキャップを行うとキャップ内のインクで記録ヘッドの吐出面の多数のノズルが覆われ、汚染されたインクがノズルから逆流してノズルにゴミがつまって不吐出が発生したり、あるいは複数のカラーのノズル列を一個のキャップで覆う構成の場合は本来の色と異なる色を吐出するいわゆる混色へと発展して、画像品位の著しい劣化が発生する。よってこのような事態を回避するため、キャップ内に吐出したインク滴の数をカウントしてキャップ内吸収体が飽和する以前の適量に達した時、キャップ内のインクを除去するため自動的にポンプで吸引する。
【００１９】
従来では、回復系のＢｋ、Ｃｏｌの２本のポンプチューブの出口を一緒にして両インクを混ぜて出口でのインク堆積を防止するという構成は存在した（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２５３１３号公報（頁２特許請求項１、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、以上のような回復動作において、記録ヘッド１０７のノズルから吐出されたインクの一部はキャップ内に吐出されるため回復系ユニットのポンプによって吸引されキャップからポンプチューブを介して外部へ排出される。その他の記録ヘッド１０７のノズルから吐出されたインクはキャリッジの移動範囲に設けられた予備吐口に排出される。この予備吐口はプラテン内に設けられることが多く、図６の４９のように印字基準側に設けられたり、更には最大幅の用紙幅の外の５０に設けられたり、或いは最大用紙幅以下の中間の用紙の外側に設けられたりする。これらの印字用紙の両側やその間に設けられた予備吐口への予備吐は流し予備吐と言われ、印字スキャン時にノズルが乾燥したりして増粘し不吐やヨレにならないように１ノズル当り数発の捨て予備吐を行う。これらインクは回復系のポンプにより吸引される事は無く、予備吐口に堆積する。
【００２１】
一方記録ヘッド１０７のノズルにキャップを行いチューブポンプで強制的にインクを吸引して発生する廃インクはポンプチューブを介して外部へ排出される。
【００２２】
以上のように記録ヘッド１０７から排出されるインクにはポンプチューブを介して強制的に外部に排出されるインクとプラテン部に設けられた予備吐口に流し予備吐で排出されるインクの２種類に大別される。
【００２３】
ここで予備吐口に排出されたインクは霧状に排出されて排出されたインクは強制的に排除される手段がないため少しずつ堆積し剣山のように印字面の方へ鋭く成長していく。最近のインクは定着性をよくしているので排出されたインクは比較的早く固まる傾向にありその結果堆積という現象に発展する。
【００２４】
この時堆積したインクが剣山のように上に鋭く成長し最悪用紙に接触して用紙の裏面を汚すというレベルまで発展し印刷物の価値を著しく低下させてしまう。
【００２５】
本発明は、上述した予備吐口に堆積したインクが成長して印字用紙の裏面に接触して汚してしまい、印刷物の価値を著しく低下させてしまうことを防止するインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題は、本発明の、１又は複数のインクのノズル列を一つのノズル配設面に設けた記録ヘッドを用い、該記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、記録ヘッドが移動する範囲に設けられた、１又は複数の吐出インクを受ける予備吐口に対し、回復系からのインクを散布することが可能な構成を有することを特徴とするインクジェト記録装置によって解決される。
【発明の効果】
【００２７】
以上の構成によれば、予備吐口に予備吐したインクが成長しないように回復系のポンプチューブから排出されるインクをチューブを介して予備吐口の略上まで配置して廃インクを散布して予備吐インクが堆積成長する以前に溶解させる。
【００２８】
このようにして印刷物へのインク汚染を防止して印刷物の価値を低下させないようなインクジェット記録装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施例１）
図１〜図４は、本発明の第一実施形態を説明する図であり、図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの主用部を模式的に示す斜視図である。
【００３０】
図１において、不図示のオートシートフィーダより分離、給紙された記録媒体としての用紙３は、不図示の紙送りモータから伝達される駆動力によって回転するそれぞれ、送紙ローラ１およびこれに圧接するピンチローラ２と排紙ローラ１７および拍車１８とによって、プラテン４の上を搬送される。
【００３１】
これら搬送ローラ１等と排紙ローラ１７等との間には、キャリッジ５に搭載された記録ヘッド７による走査範囲が形成される。すなわち、キャリッジ５は、不図示のキャリッジモータの駆動力がベルト(不図示)を介して伝えられることにより、キャリッジ軸６に案内されながら、用紙３の送り方向とは直交する主走査方向に動作し、この動作の間に、記録ヘッド７の各色インクごとのノズルから、記録データに応じて図中下方にインクを吐出して文字、画像などを記録して行く。詳しくは、キャリッジ５には、各色インクごとのノズル列が一体なった記録ヘッド７が搭載され、また、記録ヘッド７の上方にはそれぞれのインクを記録ヘッドへ供給するための、ブラック(Ｂｋ)インクのインクタンク８、イエロー(Ｙ)インクのインクタンク９、マゼンタ(Ｍ)インクのインクタンク１０、シアン(Ｃ)インクのインクタンク１１が搭載される。記録ヘッド７は、本実施形態は、電気熱変換体を用いたヒータが発生する熱エネルギーによってインクに気泡を生じさせ、この気泡の圧力によってインクを吐出する方式を用いる。
【００３２】
キャップ２２はＢｋ用キャップ２２ａとＣｏｌ用キャップ２２ｂとがモールドに一体的に成形されており、Ｂｋのキャップ２２ａ内にはＢｋキャップ内吸収体２３、Ｃｏｌ用キャップ２２ｂにはＣｏｌキャップ内吸収体２４が設置され記録ヘッド７をキャップ２２でキャップすると、Ｂｋキャップ２２ａはＢｋノズル１３、Ｃｏｌキャップ２２ｂはＹノズル１４、Ｍノズル１５、Ｃノズル１６の３ノズル列を吸引する。吸引は不図示のチューブポンプでチューブを扱く時の復元時に負圧が発生し、各ノズルからインクを吸引する。この時記録ヘッド７のノズル周囲にインクが付着するので、２枚のワイパー２５，２６で拭く。
【００３３】
図２の記録ヘッド７のＢｋノズル周囲のフェイス７ａ、Ｃｏｌノズル周囲のフェイス７ｂの２面を拭くのが後ワイパー２６であり、その他のフェイス１７ｃを拭くのが前ワイパー２５である。ここでフェイス７ａ，７ｂとフェイス７ｃとには０．３ｍｍの段差があり、７ａ，７ｂが７ｃよりも０．３ｍｍ凹になってノズルを保護している。
【００３４】
図１に示すようにプラテン４には用紙３の左側である印字基準側に予備吐口２７が設けられ、用紙３の左端には予備吐口２８が設けられ、更に本記録装置はＡ２サイズ記録装置なので中にはＡ３サイズの用紙に印字するユーザもいる。
【００３５】
この時印字中予備吐を左側では予備吐口２８に行えば良いが、Ａ３サイズを印字している時にＡ２サイズの端の予備吐口２８まで移動して予備吐を行うのは時間も要し、単位時間当たりの印字枚数が減り記録装置のスループットが低下する。よってＡ３サイズを印字する時はＡ３サイズの左端で予備吐を行うのがスループット的には有利となる。よってＡ３サイズ用の予備吐口２９を設置している。
【００３６】
このように本記録装置にはプラテン４上に３ヶ所の予備吐口を設置している。
【００３７】
一方回復系１９のキャップ２２に接続されているチューブポンプは図３のようになっている。
【００３８】
図３は図１におけるＣＣ断面であり、このＢｋキャップ内吸収体２３の材質はポリオレフィンの焼結材の多孔質体であるサンファイン（商標名）であり、厚さは3ｍｍである。キャップ２２はモールドであるキャップベース３０に２色成形され、キャップ２２ａには穴が２個設置され、１個目の穴２２ｃはポンプへと接続されているものでキャップベース３０にもこれに対応する穴が設けられ、キャップベース３０の穴に対応したダボ３０ａにチューブポンプ３１のポンプチューブ３２が挿入されている。チューブポンプ３１には２個のコロ３３が設置されチューブポンプ３１が矢印F方向へ回転することによりコロ３３も回転してチューブ３２を扱くことにより負圧を発生させこれがキャップ２２ａに作用する。
【００３９】
２個目は大気へ連通している大気連通孔２２ｄで、これに対応した穴がキャップベース３０にも設けられそれがダボ３０ｂであり、これに大気連通チューブ３４が挿入され、先端にはモールド製のジョイントアダプタ３５が挿入され、これにゴム製の大気弁３６が挿入され、穴の先端部が細いリブ状になって変形し易くなり、この部分にモールド製の回動レバー３７がバネ３８により圧接され、カム３９の回転により回動レバー３７が動作し大気弁３６の開閉を行う。尚４０は回復系のシャーシである回復ベースである。
【００４０】
以上のような回復系１９のチュープポンプ構成によりポンプチューブ３２の扱きによりインクは排出される。
【００４１】
ここで従来はこの廃インクは直接回復系直下の廃インク吸収体へ排出、吸収されていたが、本実施例ではこのポンプチューブ３２をこのまま図１のプラテン４上に設置された予備吐口２７，２８，２９の略上を通過させ、図１のＤＤ断面である図４のようにそれぞれの予備吐口２７，２８，２９の箇所ではポンプチューブ３２に小さな直径ｄ１，ｄ２，ｄ３の穴を設け、この穴からポンプチューブ３２から排出された廃インクが堆積したインク塊４１，４２，４３上に散布されそれでそれぞれのインク塊４１，４２，４３は溶解し、剣山の山が崩れほぼ平らになり、予備吐されたインクが用紙の裏面に付着することはなくなる。
【００４２】
直プラテン４の底には底板４４が設置されここに廃インクチューブ４５が設置され溶解したインクや余分なインクは廃インクチューブ４５を介して廃インク吸収体４６を埋設したドレインケース４７へと流れてそこで保持される。このドレインケースの蓋４７ａには微小な穴が設けられここから廃インクの一部は蒸発して行く。からはインクが外部へ漏れないようになっている。
【００４３】
以上はＢｋのポンプチューブ３２について述べたが、Ｃｏｌのポンプチューブについても同様な配置をしており、廃インクを潤沢に使用して溶解性を向上させている。
【００４４】
ここでインク塊４１，４２，４３に廃インクがほぼ均等に散布されるように、ポンプチューブ３２の小さな穴部での流路抵抗を均一にするため回復系１９に近い程穴径を小さくしている。即ちｄ２〉ｄ３〉ｄ１としている。
【００４５】
尚このポンプチューブ３２の材質はチューブ内の途中滞留しているインクが増粘、固着等しないようにガス透過性の低いものが望ましく、本実施例ではエラストマ系を採用している。又プラテン４内のチューブとポンプチューブ３２を分割しても良い事は言うまでもない。
【００４６】
（実施例２）
図５は、本発明の第二実施例を説明する図で、回復系１９からでているポンプチューブ４８の途中に細い径のチューブが一体的に形成され、プラテン４の予備吐口２７にはポンプチューブ４８の枝チューブ４８ａが配置され、予備吐口２８にはポンプチューブ４８の先端４８ｂが設置され、予備吐口２９にはポンプチューブ４８の枝チューブ４８ｃが配置されている。この３ヶ所のチューブ先端からインク塊４１、４２，４３に廃インクが散布されインク塊４１、４２，４３を溶解して堆積成長するのを防止する。その後の廃インクの処理は実施例１と同様である。
【００４７】
ここでポンプチューブ及び枝チューブ径の関係は実施例１と同様に、３箇所の流路抵抗を均一にするため４８ａの径をｄ４，４８ｂの径をｄ５，４８ｃの径をｄ６とするとｄ５〉ｄ６〉ｄ４となるようにしている。
【００４８】
尚実施例ではプラテン４に設置されたの予備吐口の場合であったが、それ以外の予備吐口の場合でも有効であるのは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンタの要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ矢視図であり、記録ヘッドの吐出口配設面における各色インクのノズル列配置を示す図である。
【図３】第一の実施例を示す説明図で図１におけるＣＣ断面図で回復系による記録ヘッドからのチューブポンプによる吸引システムを示す。
【図４】図１のＤＤ断面図を示す。
【図５】第二の実施例を示す説明図で図１のＤＤ断面図を示す。
【図６】従来のインクジェットプリンタの要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図７】図６におけるＡ矢視図であり、記録ヘッドの吐出口配設面における各色インクのノズル列配置を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  送紙ローラ
２  ピンチローラ
３  用紙
４  プラテン
５  キャリッジ
６  キャリッジ軸
７  記録ヘッド
８  Ｂｋインクタンク
９  Ｙインクタンク
１０  Ｍインクタンク
１１  Ｃインクタンク
１２  吐出口配設面
１３  Ｂｋインクのノズル列
１４  Ｙインクのノズル列
１５  Ｍインクのノズル列
１６  Ｃインクのノズル列
１７  排紙ローラ
１８  拍車
１９  回復ユニット
２２  キャップ
２３  Ｂｋキャップ内吸収体
２４  Ｃｏｌキャップ内吸収体
２５  前ワイパー
２６  後ワイパー
２７、２８、２９  予備吐口
３０  キャップベース
３１  チューブポンプ
３２  ポンプチューブ
３３  コロ
３４  大気連通チューブ
３５  ジョイントアダプタ
３６  大気弁
３７  回動レバー
３８  バネ
３９  カム
４０  回復ベース
４１、４２、４３  インク塊
４４  底板
４５  廃インクチューブ
４６  廃インク吸収体
４７  ドレインケース
４８  ポンプチューブ
４９、５０  予備吐口
【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】
2007160550.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007160550.tif 000009