(57)【要約】【課題】複数のキャップ手段をヘッドのノズル部に密着させ、クリーニングユニット全体を昇降する機構では、個別クリーニングの場合でも全てのキャップとヘッドノズル面を密着させるので、キャップの周縁に残っているインクがノズル面側に付着乾燥し、ノズルの目詰まりを誘発する原因になっていた。【解決手段】ポンプ手段からキャップ手段に連結する第１の配管路より分岐し、内容積が変化する可撓性袋体とキャップ手段に連結する第２の配管路と、可撓性袋体と清掃手段に連結する第３の配管路を設け、ポンプ手段の吸気圧または排気圧により可撓性袋体の膨張、圧縮による容積を変化させ、キャップ手段または清掃手段の動作位置と、待避位置の切り替えを行うことにより、複数選択個別および一括クリーニングが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルが整列して設けられた記録ヘッドと、前記ノズルのインク吐出口が形成されたノズル面をキャッピングするキャップ手段と、前記キャップ手段でキャッピングされた前記ノズル面に負圧を作用させるポンプ手段と、前記ノズル面をブレード部材で清掃する清掃手段を有するインクジェット記録装置において、
前記ポンプ手段は吸気圧と排気圧を発生させる手段を有し、前記ポンプ手段から前記キャップ手段に連結する第１の配管路より分岐し、内容積が変化する可撓性袋体と前記キャップ手段に連結する第２の配管路と、前記可撓性袋体と前記清掃手段に連結する第３の配管路を設け、前記ポンプ手段の吸気圧または排気圧により前記可撓性袋体の膨張、圧縮による容積を変化させ、前記キャップ手段または前記清掃手段の動作位置と、待避位置の切り替えを行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第１の配管路を開閉する第１の弁手段と、
前記第２の配管路と前記第３の配管路は、前記ポンプ手段の連絡口と前記第１の弁手段の中間から分岐し、
前記第２の配管路を開閉する第２の弁手段と、
前記第３の配管路を開閉する第３の弁手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記清掃手段は弾性体からなる前記ブレード部材を有し、複数の記録ヘッドが搭載されたキャリッジが印字位置から清掃位置に移動し、前記記録ヘッドが前記キャップ手段および前記ブレード部材と当接する位置に前記清掃手段が移動する前に、前記複数の記録ヘッドの中から記録ヘッド不良を良品に回復させる回復動作が必要な前記記録ヘッドに対応するキャップ手段を選択し、対応する前記第１、第２、第３の弁手段および前記ポンプ手段を動作させ、前記キャップ手段を前記記録ヘッドに対して待避位置から吸引位置に移動させるように制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記複数の記録ヘッドが搭載された前記キャリッジが印字位置から前記清掃位置に移動し、前記記録ヘッドが前記キャップ手段および前記ブレード部材と当接する位置に清掃手段が移動する前に、前記複数の記録ヘッドの中から回復動作が必要な記録ヘッドに対応する前記ブレード部材を選択し、対応する前記第１、第２、第３の配管路を開閉する弁手段および前記ポンプ手段を動作させ、前記ブレード部材を前記記録ヘッドに対して待避位置からワイピング位置に移動させるように制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第１、第２、第３の弁手段は、カムによりチューブを押圧または解除するピンチ弁であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第１、第２、第３の弁手段は、電磁弁であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記ポンプ手段は、チューブポンプであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【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、詳しくは吐出不良となった記録ヘッドを回復するヘッド回復装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録部材にインクを吐出してプリントするインクジェットプリンタは、微少なインク滴を飛翔させて記録部材の印刷面に文字や画像などを印字する。そのため各々異なる色を吐出する複数のインクジェトヘッドを備えることにより高品質なカラー画像が実現できる。このときインク滴を吐出するインクジェットヘッドのノズル（以下単にヘッドノズルという）表面は、インク滴が完全に吐出されずに一部ノズル内やその周辺にインクが付着する現象が現れる。インクがノズル周辺に付着するとインク滴が所定の軌跡で吐出されないため、印字不良やインク滴が霧状（ミスト状）になってインクジェットヘッド表面にインクが付着する。インクが長時間使用しない状態が続くとインクジェットヘッド表面にインクが乾燥してヘッドノズルを塞いでしまい、ノズル欠というノズル目詰まりが発生しインク滴がヘッドノズルから吐出されず、印字不良となってしまう。
【０００３】
この問題を取り除くため従来からヘッドクリーニング等ヘッド回復装置が提案されているが、ヘッドを一括してクリーニングする方式と、個別に選択してクリーニングを行う方式がある。
【０００４】
ヘッド回復装置における一括クリーニングか選択個別クリーニングかは、処理スピードと廃棄するインク量との相反する課題を用途とコストにより使い分けてきた。家庭用のインクジェットプリンタでは従来、コスト優先で１ポンプの一括クリーニングが採用されてきたが、インク消費量抑制のために１ポンプでキャップを切り替えて選択個別吸引を採用するプリンタも出てきている。一方、信頼性と処理スピードが求められる業務用プリンタにおいては、複数の記録ヘッドに対応する複数のキャッピング手段、複数のポンプ手段により、一括クリーニングも複数選択式個別クリーニングも可能になっている。
【０００５】
例えば特許文献１には、複数の記録ヘッドの一括キャッピングが可能で、任意の記録ヘッドを選択吸引し、保護キャップと吐出口からインクを吸引するための吸引用キャップと、吸引用キャップ内に負圧を発生させるための吸引ポンプを有することが記載されている。
【０００６】
さらに特許文献２では、複数のノズル部を各々覆った複数のキャップ手段内に負圧を発生させるため、複数のキャップ手段と吸引駆動モータとを複数のインクチューブを介して連結し、さらに複数のインクチューブ部材を選択的に折り曲げ、複数のキャップ手段のうち負圧を発生させたくないキャップ手段にはチューブを折り曲げることが記載されている。
【０００７】
特許文献３では、特許文献２のチューブ折り曲げ手段の換わりにチューブ押圧手段を設け、１台の吸引ポンプで各色のヘッドを選択的に吸引することが記載されている。
【０００８】
特許文献４では、特許文献２のチューブ折り曲げ手段の換わりに、弁手段を設けることが記載されている。
【０００９】
さらに特許文献５では、ワイピング部とキャッピング部とバルブ部と吸引ポンプ部とを選択して共通の駆動源で駆動できるクリーニング装置が記載されている。
【特許文献１】特許平９−１８７９５４号公報
【特許文献２】特開平１１−１７０５６２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３２８０３号公報
【特許文献４】特開２００４−４２４４６号公報
【特許文献５】特開２００３−３１２０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載されている対策では、複数のキャッピング手段をヘッドのノズル部に密着させ、クリーニングユニット全体を昇降するので、個別クリーニングの場合でも全てのキャップとヘッドノズル面は密着し、キャップの周縁に残っているインクがノズル面側に付着乾燥し、ノズルの目詰まりを誘発する原因になっていた。
【００１１】
特許文献５に記載のようにワイパーブレードでクリーニングする手段においても、ワイパーブレードはヘッド個々に選択動作はできなくてクリーニングユニット全体をスライドさせることによって一括でワイピングしていた。
【００１２】
従って、吸引動作によりノズルからインクを引き出したヘッド以外のヘッドもブレードでこすり取るいわゆる空ワイプを行うことにより、逆にノズルの目詰まりを誘発する原因になるとの指摘があった。この対策として、個々のワイパーブレードや吸引キャップをそれぞれ選択的にソレノイドで駆動して、クリーニングユニット全体が移動してクリーニング動作に入ってもクリーニング対象となるキャップやワイパーブレードが待避位置にありヘッドと当接しないようにした装置が記載されている。
【００１３】
しかしこの構成では、
（１）クリーニングユニット内でそれぞれのキャップおよびワイパーブレードにソレノイドとリンク機構を設けるので複雑になり、複数のキャップ間隔すなわちヘッド間隔、キャリッジが大きくなる。
（２）こぼれたり飛び散ったインクが乾燥、固化してソレノイドおよびリンク機構の動作を不安定にする。
（３）ソレノイドの消費電力や発熱が大きい。
等の問題があった。
【００１４】
本発明の目的は、排出インクを節約するためにヘッド選択クリーニングを実施する場合に、正常なヘッドのキャッピングによるノズル面インク付着や、吸引を行わないヘッドをワイプする空ワイプによる吐出不良誘発を回避するため、簡単な構成でキャップ手段やブレード部材を選択的に待避位置と動作位置を切替え、信頼性の高いヘッド回復装置と、安定した印字を可能にすることを目的としたインクジェット記録装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は下記構成により達成できる。
１．複数のノズルが整列して設けられた記録ヘッドと、前記ノズルのインク吐出口が形成されたノズル面をキャッピングするキャップ手段と、前記キャップ手段でキャッピングされた前記ノズル面に負圧を作用させるポンプ手段と、前記ノズル面をブレード部材で清掃する清掃手段を有するインクジェット記録装置において、
前記ポンプ手段は吸気圧と排気圧を発生させる手段を有し、前記ポンプ手段から前記キャップ手段に連結する第１の配管路より分岐し、内容積が変化する可撓性袋体と前記キャップ手段に連結する第２の配管路と、前記可撓性袋体と前記清掃手段に連結する第３の配管路を設け、前記ポンプ手段の吸気圧または排気圧により前記可撓性袋体の膨張、圧縮による容積を変化させ、前記キャップ手段または前記清掃手段の動作位置と、待避位置の切り替えを行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
２．前記第１の配管路を開閉する第１の弁手段と
前記第２の配管路と前記第３の配管路は、前記ポンプ手段の連絡口と前記第１の弁手段の中間から分岐し、
前記第２の配管路を開閉する第２の弁手段と、
前記第３の配管路を開閉する第３の弁手段と、
を設けたことを特徴とする１に記載のインクジェット記録装置。
３．前記清掃手段は弾性体からなる前記ブレード部材を有し、複数の記録ヘッドが搭載されたキャリッジが印字位置から清掃位置に移動し、前記記録ヘッドが前記キャップ手段および前記ブレード部材と当接する位置に前記清掃手段が移動する前に、前記複数の記録ヘッドの中から記録ヘッド不良を良品に回復させる回復動作が必要な前記記録ヘッドに対応するキャップ手段を選択し、対応する前記第１、第２、第３の弁手段および前記ポンプ手段を動作させ、前記キャップ手段を前記記録ヘッドに対して待避位置から吸引位置に移動させるように制御する制御手段を有することを特徴とする１または２に記載のインクジェット記録装置。
４．前記複数の記録ヘッドが搭載された前記キャリッジが印字位置から前記清掃位置に移動し、前記記録ヘッドが前記キャップ手段および前記ブレード部材と当接する位置に清掃手段が移動する前に、前記複数の記録ヘッドの中から回復動作が必要な記録ヘッドに対応する前記ブレード部材を選択し、対応する前記第１、第２、第３の配管路を開閉する弁手段および前記ポンプ手段を動作させ、前記ブレード部材を前記記録ヘッドに対して待避位置からワイピング位置に移動させるように制御する制御手段を有することを特徴とする１乃至３の何れかに記載のインクジェット記録装置。
５．前記第１、第２、第３の弁手段は、カムによりチューブを押圧または解除するピンチ弁であることを特徴とする１乃至４の何れかに記載のインクジェット記録装置。
６．前記第１、第２、第３の弁手段は、電磁弁であることを特徴とする１乃至４の何れかに記載のインクジェット記録装置。
７．前記ポンプ手段は、チューブポンプであることを特徴とする１乃至６の何れかに記載のインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【００１６】
複数のノズルが整列して設けられた記録ヘッドと、ノズルのインク吐出口が形成されたノズル面をキャッピングするキャップ手段と、キャップ手段でキャッピングされたノズル面に負圧を作用させるポンプ手段と、ノズル面をブレード部材で清掃する清掃手段を有するインクジェット記録装置において、
ポンプ手段は吸気圧と排気圧を発生させる手段を有し、ポンプ手段からキャップ手段に連結する第１の配管路より分岐し、内容積が変化する可撓性袋体とキャップ手段に連結する第２の配管路と、可撓性袋体と清掃手段に連結する第３の配管路を設け、前記ポンプ手段の吸気圧または排気圧により可撓性袋体の膨張、圧縮による容積を変化させ、キャップ手段または清掃手段の動作位置と、待避位置の切り替えを行うことにより、複数選択個別および一括クリーニングが可能となり、回復動作の必要のないヘッドに、キャップ手段を当接させてヘッドノズル面にインクを付着させたり、空ワイプによる吐出不良の誘発を回避できる。またキャップ手段やブレード部材の個別選択動作を吸引ポンプのエアオペレーションによるので、省スペースで小型化でき、またインク付着乾燥による機構動作不良のない信頼性の高い装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る実施の形態を図によって説明する。なお本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００１８】
図１は複数のノズルを持つ複数のインクジェットヘッド１を搭載するキャリッジ２とヘッドノズル面３に密着、離間可能な複数のキャップ手段４を組み込んだインクジェットプリンタの概略図である。
【００１９】
キャリッジ２は移動レール５に嵌合され、駆動部（不図示）により駆動される駆動ベルト６が回転することにより主走査方向に往復摺動可能な構造になっている。記録紙７はローラ８の回転により副走査方向に移動するようになっており、インクジェットヘッド１からインク滴が記録紙７に向かって飛翔して印字する。インクジェットヘッド１には複数の色を備えたインクカートリッジ９と、インクを一時蓄える中間タンク１０とをチューブ１１によって連結されている。
【００２０】
また、キャリッジ２の初期位置はインクジェットヘッドをキャップするキャップ手段４にあり、キャップ手段４はヘッドノズルのインク乾燥を防止するキャッピング動作、ヘッドノズル面に付着したインクを清掃するクリーニング動作、または不要インクを予備吐出するパージ動作を行う。
【００２１】
キャップ手段４の上記動作を図２にて説明する。なお図２においてその構造を分かり易くするため、一部断面にて図示してある。図２（ａ）は複数個のインクジェットヘッド１のうちの１個の初期位置を示す。キャップ手段４にはヘッドノズルに付着したインクを拭き取る（ワイピング）ブレード４１と、ヘッドノズル面をキャッピングするキャップ部材４２，キャップ部材４２を上方向に押圧するばね部材４３，キャップ部材４２をガイドするガイド部４４が第１の基板４５に取り付けられ、第１の基板４５を支持する複数の可撓性袋体（べローズという）４６１が第２の基板４７に取り付けられている。
【００２２】
４８１，４８２，４８３は電磁弁であり、その中に組み込まれているソレノイドのＯＮ／ＯＦＦにより空気または液体の通過を制御する弁である。
【００２３】
または電磁弁の代わりに、カムによりチューブを押圧または解除するピンチ弁方式の弁手段であっても良い。図５及び図６にその原理を示す。
【００２４】
図５は電磁弁方式の概略図である。電磁弁針４８４の先端側面に液体が通過する穴ｈ１が設けられており、内部針４８５の先端近くに同じく穴ｈ２が設けられている。電磁石４８６に電気が通電（ＯＮ）されると内部針４８５が矢印の方向に引かれて、穴ｈ１とｈ２が合致するようになっている。チューブ内にある液体は穴が合致する流路に沿って流れる。電気が通電されなくなると（ＯＦＦ）バネ４８７によって内部針４８５は所定の位置に復元し、液体の流路を遮断する。
【００２５】
図６はピンチ弁方式を示す概略図である。４８８はチューブを押圧する偏芯カムである。図示しない駆動モータにより偏芯軸を中心に回転し、チューブを押圧または解除することにより液体の流路を開閉するような構造になっている。
【００２６】
図２において、４９はロータリー式の吸引ポンプであり、２個以上のローラ４９１を持ったローラ軸を回転させ（駆動部不図示）チューブ４９２を順次押しつぶし、チューブ４９２内の空気や液体を送り出す方式である。また５０は吸引ポンプ４９から送り出された液体を所蔵する廃液タンクである。
【００２７】
図３はキャップ部材４２を取り付けた部分の断面図である。キャップ部材４２はクロロプレンゴム（ＣＲゴム）等からなるゴム部材からなり、ヘッドノズル面に接触する開口部の周辺は密閉性を上げるため、ヘッドノズル面に接触部分は略半円の断面形状になっており、その下部は平均ゴム厚より約半分の厚さを持った溝部からなる。このような形状にすることによりキャップ部材４２がヘッドノズル面に押圧しても所謂逃げが発生して密閉性を上げることができる。
【００２８】
キャップ部材４２はキャップ部材取り付け台４２１にはめ込まれ、ガイド部４４のストッパ部に突き当たるまでバネ部材４３により常に押し上げられるようになっている。
【００２９】
図２（ａ）において、ベローズ４６１に接続しているチューブ５１１と、キャップ部材取り付け台４２１に接続されているチューブ５２、及びベローズ４６２に接続されているチューブ５１２とはそれぞれ電磁弁４８１、４８２、４８３の入口側に接続され、電磁弁４８１，４８２，４８３の出口側はチューブ５３を介して吸引ポンプ４９に接続されている。
【００３０】
図２（ｂ）はキャップ手段４がヘッドノズル面に突き当たりキャッピング状態になったところを示した図である。すなわち電磁弁４８１，４８３を開、電磁弁４８２を閉にして吸引ポンプ４９を排気側（空気を送り出す）になるように駆動させ、ベローズ４６１に空気を送り込む。ベローズ４６１は第１の基板４５をガイド部４７１に沿って上昇し、キャップ手段４がヘッドノズル面に突き当たり所定の位置で電磁弁４８１，４８３が閉となり上昇が止まる。さらに吸引ポンプの駆動も停止する。なお廃液タンク５０に挿入されているチューブ５４は廃液タンク５０内の液に接触していないようになっている。
【００３１】
不要インクを予備吐出するパージ動作は、電磁弁４８１，４８３を閉、電磁弁４８２を開にして吸引ポンプ４９を吸引側になるように駆動させ、インクジェットからパージされたインクを吸引する。
【００３２】
図４（ａ）はクリーニング動作を示す図である。キャップ部材４２はヘッドノズル面から離れた位置にあり電磁弁４８１、４８２は閉、電磁弁４８３を開にして吸引ポンプ４９を排気側になるように駆動させ、ベローズ４６２が上方向に伸びてブレード取り付け板４１１及びブレード４１が上昇する。ブレード４１はその先端がヘッドノズル面に接触する位置で停止するように制御されている。
【００３３】
図４（ｂ）はインクジェットヘッド１が矢印方向に移動し、ヘッドノズル面に付着したインクをブレード４１の先端エッジによって拭き取るクリーニング方法を示す。４１２はヘッドノズル面からブレード４１が離れた瞬間、ブレード４１の反発力により飛翔したブレード先端に付着したインクを吸収する吸収体である。
【００３４】
以上は１つのインクジェットヘッドの動作例を示したが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）色のインクジェットヘッドを組み込んだときの電磁弁と吸引ポンプの動作について、ＹとＣ色のインクジェットヘッドをクリーニングする実施例をステップ毎に説明する。
Ｓｔｅｐ１  ４８２Ｙ、４８２Ｃ閉、  ４８２Ｍ、４８２Ｋ開  （クリーニング対象色の            キャップ弁のみ閉）
４８１Ｙ、４８１Ｍ、４８１Ｃ、４８１Ｋ、４８３Ｙ、４８３Ｍ、４８３Ｃ            、４８３Ｋは開  （ベローズ弁はすべて開）
Ｓｔｅｐ２  ポンプ４９Ｙ、４９Ｃ正転（加圧方向）  （ベローズ４６１Ｙ、４６１Ｃ、            ４６２Ｙ、４６２Ｃにエアを送り、キャップ及びワイパーブレードをクリー            ニング位置に移動させる）
Ｓｔｅｐ３  ４８１Ｙ、４８１Ｃ、４８３Ｙ、４８３Ｃを閉  （ベローズ内の加圧を維持            ）
４８２Ｙ、４８２Ｃ開  （クリーニング対象色のキャップ弁開）
Ｓｔｅｐ４  ポンプ４９Ｙ、４９Ｃを逆転（吸引方向）  （キャップ４２Ｙ、４２Ｃ内を            負圧にしてＹヘッド、Ｃヘッドよりインクを所定時間吸引し、廃液タンク５            ０に送る）
Ｓｔｅｐ５  キャップ４２Ｙ、４２Ｃ内を負圧が所定圧に戻るまで所定時間待ち
Ｓｔｅｐ６  ４８２Ｙ、４８２Ｃ閉  （クリーニング対象色のキャップ弁閉）
Ｓｔｅｐ７  ４８１Ｙ、４８１Ｃ開  （キャップベローズ開）
ポンプ４９Ｙ、４９Ｃを逆転（吸引方向）  （ベローズ４６１Ｙ、４６１Ｃ            からエアを抜き、キャップを待避位置に移動させる）
Ｓｔｅｐ８  ４８２Ｙ、４８２Ｃ開  （クリーニング対象色のキャップ弁開）
４８１Ｙ、４８１Ｃ閉  （キャップベローズ閉）
ポンプ４９Ｙ、４９Ｃを逆転（吸引方向）  （キャップ内残インク排出）
Ｓｔｅｐ９  クリーニングユニットまたはヘッドキャリッジ移動によるワイピング
Ｓｔｅｐ１０  ４８２Ｙ、４８２Ｃ閉  （クリーニング対象色のキャップ弁閉）
Ｓｔｅｐ１１  ４８３Ｙ、４８３Ｃ開  （ワイパーブレードベローズ開）
ポンプ４９Ｙ、４９Ｃを逆転（吸引方向）  （ベローズ４６２Ｙ、４６２              Ｃからエアを抜き、クリーニングブレードを待避位置に移動させる）
Ｓｔｅｐ１２  クリーニングユニットまたはヘッドキャリッジを移動して印字動作位置              に戻す。
【００３５】
このように本発明のインクジェット記録装置はヘッド選択クリーニングを実施する場合に、正常なヘッドのキャッピングによるノズル面インク付着や、吸引を行わないヘッドをワイプする空ワイプによる吐出不良誘発を回避するため、キャップ手段やブレード部材の個別選択動作をソレノイド等を別個に設けること無く、吸引ポンプのエアオペレーションによることで達成でき、インク付着乾燥による機構動作不良のない信頼性の高い装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】インクジェットプリンタの概略図である。
【図２】図２（ａ）は複数個のインクジェットヘッドのうちの１個の初期位置を示す。図２（ｂ）はキャップ部がヘッドノズル面に突き当たりキャッピング状態になったところを示した図である。
【図３】キャップ部材４２を取り付けた部分の断面図である。
【図４】図４（ａ）はクリーニング動作を示す図である。図４（ｂ）はインクジェットヘッドが矢印方向に移動し、ヘッドノズル面に付着したインクをブレードの先端エッジによって拭き取るクリーニング方法を示す。
【図５】電磁弁方式の概略図である。
【図６】ピンチ弁方式を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  インクジェットヘッド
２  キャリッジ
４  キャップ部
４１  ブレード
４２  キャップ部材
４９  吸引ポンプ
５０  廃液タンク
５２  チューブ
４６１，４６２  ベローズ
４８１，４８２，４８３  電磁弁
４９１  ローラ
４９２  チューブ
５１１、５１２  チューブ
【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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