(57)【要約】【課題】  対向部材としてガイド部材を用いた画像形成装置において、薄紙のような剛性の低い転写材の分離性能を向上させることが可能な画像形成装置を提供することが難しかった。【解決手段】  支持部材は、中間転写ベルトを介して二次転写部材に対向する位置で中間転写ベルトと摺擦しつつ中間転写ベルトの移動方向を規制するガイド部材であり、ガイド部材は、二次転写部を通過した転写材が中間転写ベルトより二次転写部材に近づくように二次転写部を通過した際の転写材の先端の方向を規制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内周面を支持し前記中間転写ベルトを移動させる駆動部材と、前記中間転写ベルトの内周面を支持する支持部材と、前記中間転写ベルトの外周面に接触し前記中間転写ベルトと二次転写部を形成する二次転写部材と、を有し、前記二次転写部に搬送される転写材に前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写する画像形成装置において、
前記支持部材は、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する位置で前記中間転写ベルトと摺擦しつつ前記中間転写ベルトの移動方向を規制するガイド部材であり、前記ガイド部材は、前記二次転写部を通過した転写材が前記中間転写ベルトより前記二次転写部材に近づくように前記二次転写部を通過した際の転写材の先端の方向を規制することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記中間転写ベルトの移動方向において、前記二次転写部を形成するための二次転写部形状と、前記二次転写部形状よりも上流側で前記中間転写ベルトの移動方向を規制する上流規制部と、前記二次転写部形状よりも下流側で前記中間転写ベルトの移動方向を規制する下流規制部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記二次転写部形状は、前記二次転写部における前記中間転写ベルトの移動軌跡を直線とすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記二次転写部形状は、前記二次転写部材から前記ガイド部材に向って凹む形状であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置では、高速に印刷するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための各色の画像形成部を独立して有し、各色の画像形成部から順次中間転写体に画像を転写し、更に中間転写体から転写材に一括して画像を転写する構成が知られている。
【０００３】
特許文献１には、中間転写体として無端状の中間転写ベルトを使用する画像形成装置が開示されている。二次転写部材として二次転写ローラを使用し、中間転写ベルトの内周面を支持する支持ローラの一つを二次転写ローラの対向部材として使用している。二次転写ローラは、中間転写ベルトを介して対向部材（対向ローラ）に圧接させ、二次転写ローラと中間転写ベルトが接触する二次転写部が形成される。
【０００４】
二次転写部に搬送される転写材に対して、電圧が印加された二次転写ローラと、接地された対向部材との間で電位差を発生させ、中間転写ベルト上のトナー像を静電的に転写している。
【０００５】
特許文献２には、特許文献１の中間転写ベルトの回転に従動する対向ローラの代わりに、中間転写ベルトと摺擦する固定部材を、対向部材として採用する構成が開示されている。固定部材の下流側の曲率を大きくすることで転写材の中間転写ベルトからの分離性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９０５７号公報
【特許文献２】特開２００８−４６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、薄紙のような転写材は、剛性が低いため二次転写後に中間転写ベルトから分離せずに中間転写ベルトに巻き付き装置内につまってしまう恐れがある。二次転写部通過後の、転写材先端の進行方向が中間転写ベルト側に近くなるほど、中間転写ベルトと転写材との間に発生する静電吸着力が大きくなる。静電吸着力が転写材の曲率によって発生する曲げ応力を上回った場合に、転写材の中間転写ベルトに対する巻きつき現象が発生する。
【０００８】
本発明は、以上のような状況を鑑み、対向部材としてガイド部材を用いた画像形成装置において、簡易な構成で薄紙のような剛性の低い転写材の分離性能を向上させることが可能な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】
【０００９】
上述の課題を解決する為に、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内周面を支持し前記中間転写ベルトを移動させる駆動部材と、前記中間転写ベルトの内周面を支持する支持部材と、前記中間転写ベルトの外周面に接触し前記中間転写ベルトと二次転写部を形成する二次転写部材と、を有し、前記二次転写部に搬送される転写材に前記中間転写ベルトからトナー像を二次転写する画像形成装置において、
前記支持部材は、前記中間転写ベルトを介して前記二次転写部材に対向する位置で前記中間転写ベルトと摺擦しつつ前記中間転写ベルトの移動方向を規制するガイド部材であり、前記ガイド部材は、前記二次転写部を通過した転写材が前記中間転写ベルトより前記二次転写部材に近づくように前記二次転写部を通過した際の転写材の先端の方向を規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガイド部材の形状により二次転写部通過後の転写材の移動方向を二次転写部材側になるように規制することで、転写材と中間転写ベルト間で発生する静電吸着力を弱めることが可能になり、転写材の中間転写ベルトに対する巻きつき現象の発生を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例の画像形成装置を説明する概略図
【図２】実施例１で用いたガイド部材を説明する図
【図３】比較例の画像形成装置の二次転写部を説明する図
【図４】（ａ）実施例１における二次転写部形状と転写材の分離方向を説明する図、（ｂ）比較例における二次転写部形状と転写材の分離方向を説明する図
【図５】（ａ）実施例２における二次転写部を説明する図、（ｂ）実施例２における二次転写部形状と転写材の分離方向を説明する図
【図６】二次転写部の各部における曲率半径を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
図１は、インライン方式（４ドラム系）のカラー画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部ｄの４つの画像形成部を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００１４】
各画像形成部の構成は、形成する画像の色以外については同様であるので、画像形成部ａを用いて、画像形成部について説明する。画像形成部ａは、ドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）１ａと、帯電部材１ｂと、現像ユニット４ａと、クリーニングユニット５ｃと、を備える。本実施例の画像形成部ａは、これらを一体化し装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジである。
【００１５】
電子写真感光体である感光ドラム１ａは矢印方向Ｒ１に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１ａは，この回転過程で帯電部材である帯電ローラ２ａにより所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ２ａにより、感光ドラム１ａは負極性に帯電される。次に、露光ユニットである露光手段３ａにより像露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。
【００１６】
次いで、その静電潜像は、現像位置において第１の現像ユニット（イエロー現像器）４ａにより現像され、イエロートナー像として可視化される。イエロー現像器４ａの中には、負極性に帯電されたイエロートナーが収容されており、イエロー現像器４ａが備える現像ローラにより、感光ドラム１ａに現像されている。感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体である。
【００１７】
感光ドラム１ａのイエロートナー像は、対向する中間転写体に１次転写される。中間転写体である中間転写ベルト１０は無端状のベルトであり、複数の支持部材によって支持され、感光ドラム１と当接した対向部で同方向に移動する向きとなる矢印方向Ｒ３に、感光ドラム１と略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａと対向する位置には、一次転部材が設けられている。感光ドラム１ａ上に形成されたイエロートナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０が当接する一次転写ニップを通過する過程で、中間転写ベルト１０上に一次転写される。その際、一次転写ニップ部を形成する一次転写部材である一次転写ローラ１４ａには、一次転写電源１５ａより一次転写電圧が印加されている。
【００１８】
感光ドラム１ａの表面に残留した一次転写残トナーは、クリーニングユニット５ａにより清掃および除去される。
【００１９】
以下、同様に各画像形成部（ｂ）〜（ｄ）において、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて転写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が得られる。各画像形成部ｂ〜ｄには、それぞれ対応する露光ユニット３ｂ〜３ｄと、一次転写ローラ１４ｂ〜ｄが設けられている。
【００２０】
中間転写ベルト１０上の４色のトナー像は、中間転写ベルト１０と二次転写部材である二次転写ローラ２０が形成する二次転写部を通過する過程で、給紙手段５０から給紙された転写材Ｐの表面に二次転写される。その際、二次転写ローラ２０には、二次転写電源２１から二次転写電圧が印加されている。二次転写部材である二次転写ローラ２０は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、抵抗値１０８Ω・ｃｍ、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲ（ニトリルゴム）の発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのローラを用いている。また二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の外周面に対して、５０Ｎの加圧力で当接させており、中間転写ベルト１０に対して従動回転する。
【００２１】
その後、４色のトナー像を担持した転写材Ｐは定着器３０に導入され、そこで加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに固定される。そして、転写材Ｐは機外へ排出される。
【００２２】
以上の動作により、転写材Ｐ上にフルカラーのプリント画像が形成される。また、中間転写ベルト１０の表面に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット１６により清掃・除去される。
【００２３】
次に、中間転写ベルト１０と中間転写ベルト１０の内周面を支持する複数の支持部材１１、１２、１３について説明する。中間転写ベルト１０及び支持部材１１、１２、１３は、中間転写ユニットとして一体化されており、装置本体に対して着脱可能である。
【００２４】
中間転写ベルト１０は、転写後の電荷残留が少なく除電機構が不要とすることが望ましい。本実施例では、転写後の電荷残留が少なく除電機構を不要とする可能になるという理由から、体積抵抗率が１０８〜１０１１Ω・ｃｍ程度の材料で構成されるのが好ましい。本実施例の中間転写ベルト１０は、厚さ１００μｍ、体積抵抗率１０９Ω・ｃｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を主成分とする材料で構成されている。なお、中間転写ベルト１０としては、この他に、ポリアミド（ＰＩ），ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ），などの材料を用いても良い。
【００２５】
支持部材１１は、中間転写ベルト１０を駆動させつつ支持する駆動部材である駆動ローラであり、矢印方向Ｒ２へ回転し、中間転写ベルト１０を矢印方向Ｒ３に回転移動させる。本実施例では、支持部材１１として、外径２０ｍｍのアルミ軸に厚さ０．５ｍｍの弾性ゴム（エチレンプロピレンゴム）を被覆したローラを用いている。
【００２６】
支持部材１２は、中間転写ベルト１０内周面に、内周面側から外周面側に向ってテンションを付与するテンションローラである。本実施例では、支持部材１２として、外径２０ｍｍの中空のアルミ軸を用いている。支持部材１２は、バネ１２ｈによって総圧３９．２Ｎで中間転写ベルト１０を押圧し、中間転写ベルト１０に張力を付与している。
【００２７】
支持部材１３は、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０と対向するガイド部材である。ガイド部材１３は、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０に対向する位置で中間転写ベルト１０と摺擦しつつ中間転写ベルト１０の移動方向を規制する。ガイド部材１３は、他の支持部材のように中間転写ベルト１０と共に回転する構成ではなく、中間転写ユニットに固定されている構成である。ガイド部材１３に関する構成については、後で説明する。
【００２８】
中間転写ベルト１０、各支持部材１１、１２、１３、各一次転写ローラ１４ａ〜１４ｄは、中間転写ユニットとして一体化されている。ローラである駆動ローラ１１、テンションローラ１２、一次転写ローラ１４ａ〜１４ｄは、各軸受けによって支持されて回転可能である。一方、ガイド部材１３は、中間転写ユニットを構成する枠体に固定されている。
【００２９】
以下に、ガイド部材１３の構成について説明する。本実施例のガイド部材１３は、回転する中間転写ベルト１０と摺擦し続ける固定部材であり、対向ローラのように中間転写ベルト１０の回転に従動するものではない。
【００３０】
図２は、本実施例の画像形成装置の二次転写部近傍を拡大した横断面模式図である。ガイド部材は、中間転写ベルト１０の移動方向と直交する方向である長手幅が２５０ｍｍ、曲率半径１０ｍｍの略半円形状である。ガイド部材１３の中間転写ベルト１０との摺擦面は、連続した複数の摺擦部で形成される。具体的には、ガイド上流部Ｇａ１、二次転写部Ｎ、ガイド下流部Ｇｂ１の領域に分けられる。
【００３１】
ガイド上流部Ｇａ１（上流規制部）は、中間転写ベルト１０の回転角度を変える（屈曲させる）屈曲部の機能を持ち、ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、曲率半径５０ｍｍの曲面で構成される。なお、曲率半径は巻き癖の観点より、本実施例の中間転写ベルトでは曲率半径８ｍｍ以上（所定値以上）が望ましい。巻き癖を抑制するために必要とする曲率半径の所定値は、中間転写ベルトを構成する材料によって適宜変更可能である。
【００３２】
二次転写部Ｎ（第二の摺擦部）は、二次転写ローラ２０の対向部に位置し、略平面形状で構成され、二次転写ローラ２０と接触部を形成する。ガイド下流部Ｇｂ１（下流規制部）は、中間転写ベルト１０と転写材Ｐを分離させる機能と、中間転写ベルト１０の進行角度を変える屈曲部の機能を持ち、ガイド部材１３と中間転写ベルト１０が接触する側の面は、曲率半径１２ｍｍの曲面で構成される。ガイド下流部Ｇｂ１は、転写ベルトクリーニング部材１６を配設するための領域を確保する機能を持ち、ベルトクリーニング部材１６を配設するための領域を確保する観点からは、平面もしくは曲率半径は大きい方が好ましい。また、このガイド下流部Ｇｂ１は、中間転写ベルト１０上の濃度制御用トナーやレジストレーション用トナーを検知する検知手段の対向部であってもよい。
【００３３】
転写材Ｐは、中間転写ベルト１０から二次転写部Ｎの最下流位置における接線方向へ分離を開始する。転写材Ｐの先端箇所の分離方向によって、２次転写工程後の転写材Ｐと中間転写ベルト１０の間に発生する静電吸着力は大きく変動し、転写材Ｐの分離性能に大きな影響を及ぼしている。
【００３４】
二次転写部通過後の転写材Ｐ先端部の進行方向が、二次転写部上下流を結ぶ仮想線に対して二次転写ローラ寄りであれば、転写材Ｐと中間転写ベルト１０の間で発生する静電吸着力は、薄紙のような剛性が低い紙を転写材Ｐとして用いた場合においても、転写材Ｐの曲げ応力よりも小さくすることができる。なお、転写材Ｐと中間転写ベルト１０の間で発生する静電気力は、転写材Ｐ，中間転写ベルト１０間の距離の２乗に反比例する。上述の静電吸着力が転写材Ｐの剛性による曲げ応力を上回ると、転写材Ｐは中間転写ベルト１０に引き寄せられ中間転写ベルト１０と完全に吸着してしまうため、転写材Ｐは中間転写ベルト１０から分離されなくなり、次工程への定着装置に搬送されないため、ジャムなどの不具合が発生する。
【００３５】
本実施例の具体的な作用を説明するために、図３で示す比較例の構成を備える画像形成装置を説明する。比較例の画像形成装置は、図３に示すように二次転写部の対向部材として従動ローラ１３０を採用した構成である。それ以外の構成については、図１に示す画像形成装置と同様である。
【００３６】
図４（ａ）は、実施例１の二次転写部近傍を拡大した概略図である。図４（ｂ）は、比較例の二次転写部近傍を拡大した概略図である。図４（ａ）、（ｂ）ともに二次転写ローラ２０は弾性体であり、二次転写ローラ２０が加圧力Ｆによってつぶれることで二次転写部が形成されており、同じ二次転写部の同じ幅を形成する際の二次転写ローラ２０の侵入量の関係を示した図である。
【００３７】
図４（ｂ）で示すように、比較例の構成においては、二次転写ローラ２０、ガイド部材１３の曲面は互いに向かい合うようになっている。したがって、二次転写部形状Ｎａ３は、二次転写ローラ２０の加圧方向Ｆに対して、凸となる形状になっている。そのため、分離開始位置における転写材Ｐの先端進行方向Ｓは、二次転写部の最上流位置と最下流位置を結ぶ直線Ｘに対して、中間転写ベルト２０寄りとなる。転写材Ｐと中間転写ベルト１０間の距離ｄ３は小さくなり、両者の間で発生する静電吸着力は大きくなる。ガイド部材１３は、二次転写部を通過した転写材が中間転写ベルトより二次転写ローラに近づくように二次転写部を通過した際の転写材の先端の方向を規制している。
【００３８】
図４（ａ）で示すように、本実施例の構成においては、ガイド部材１３は略平面形状となっているため、二次転写部形状Ｎａ１も略平面形状となっている。そのため、分離開始位置における転写材Ｐの先端進行方向Ｓは、二次転写部の最上流位置と最下流位置を結ぶ直線Ｘ上となり、中間転写ベルト１０の移動軌跡が直線となる。転写材Ｐと中間転写ベルト１０間の距離ｄ１は、距離ｄ２より大きくなる。その結果、両者の間で発生する静電吸着力は比較例と比べて小さくすることができる。なお、二次転写部以降のガイド部材形状Ｇｂ１の曲率半径が大きくなるほど、転写材Ｐの紙先端進行方向Ｓが同じ場合においても、転写材Ｐと中間転写ベルト１０間の距離は小さくなる。その結果、両者の間で発生する静電吸着力は増加し、転写材Ｐ分離性能は悪化するため、Ｇｂ１の曲率半径は小さくする方が好ましい。
【００３９】
表１に、比較例と本実施例の画像形成装置において転写材Ｐの分離性を評価した結果を示す。分離性は、温度３０℃、湿度８０％の高温高湿環境にて、Ａ４サイズの薄紙（坪量４７ｇ／ｃｍ２）を１００枚通紙し、分離不良を起こした割合で評価した。比較例の構成においては、５％の分離不良が発生したが、本実施例の構成においては、分離不良は発生しなかった。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、二次転写部に相当するガイド部材１３の形状を略平面とすることで転写材Ｐの分離開始方向を中間転写ベルト１０との間に発生する静電吸着力を弱める方向にし、画像形成装置の分離性能を向上させることが可能になる。
【００４２】
（実施例２）
本実施例で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。本実施例においては、ガイド部材の形状のみ異なっており、それ以外の構成は実施例１と同様である。
【００４３】
図５（ａ）は、本実施例の二次転写部を説明する断面図であり、図５（ｂ）は、転写材の分離方向を説明する概略図である。図５に示すように、本実施例のガイド部材２３は、二次転写ローラ２０の加圧方向Ｆに対して凹部を備えることを特徴とする。図６は、二次転写部の各部における曲率半径を説明する図である。図６に示すように、ガイド部材の凹部は、曲率半径ｒ１が二次転写ローラ２０の半径ｒ２より大きくなるように構成されている。さらに、ガイド部材形状Ｎａ２とガイド部材形状Ｇａ２またはＧｂ２のつなぎ目となる曲率半径の変曲点箇所Ａ、Ｂは二次転写ローラのニップ幅内に含まないように構成されている。
【００４４】
具体的には、二次転写部に相当しない、ガイド部材形状は、転写ニップに対して上流側をＧａ２、下流側をＧｂ２とし、Ｇａ２の曲率半径は５０ｍｍ、Ｇｂ２の曲率半径は１２ｍｍの円弧形状で構成される。ガイド部材形状Ｎａ２は、曲率半径１０ｍｍの円弧形状であり、二次転写ローラ２０の加圧する方向に凹んでいる形状となっており、その曲率半径は、二次転写ローラの半径９ｍｍより大きくなっている。また、ガイド部材形状Ｎａ２とガイド部材形状Ｇｂ２のつなぎ目とある曲率半径の変曲点箇所には、適度な丸みを持たせる構成とした。
【００４５】
図５（ｂ）で示すように、本実施例の構成において、二次転写部の形状Ｎａ２は、二次転写ローラ２０の加圧方向Ｆに対して、凹となる形状となっている。そのため、分離開始位置における転写材Ｐの先端進行方向Ｓは、二次転写部の最上流位置と最下流位置を結ぶ直線Ｘ上に対して、二次転写ローラ２０寄りとなり、転写材Ｐと中間転写ベルト１０間の距離ｄ２は大きくなる。その結果、両者の間で発生する静電吸着力は比較例と比べて小さくすることができる。
【００４６】
なお、転写材を二次転写ローラ２０側へ分離させることに関しては、二次転写ローラ２０の曲率半径はガイド部材の曲率半径より小さく、また、二次転写ローラ２０の材料自体もスポンジ形状で吸着しにくいため、転写材Ｐの二次転写ローラ２０に巻きつきに対しては問題ない。ガイド部材形状Ｇａ２、Ｇｂ２とガイド部材形状Ｎａ２のつなぎ目となる曲率半径の変曲点箇所Ａ、Ｂを、二次転写部Ｎａ２の外側になるようにするので、転写材Ｐの紙先端の進行方向を、確実に二次転写ローラ２０側になるように規制することが可能である。
【００４７】
また、実施例２の特徴として、転写材Ｐの先端進行方向Ｓは、実施例１と比較しても中間転写ベルト１０からより離れる方向である。そのため、実施例２の構成では、Ｇｂ２の曲率半径を、実施例１の曲率半径Ｇｂ１より大きくした場合においても、転写材Ｐを分離することが可能となる。
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、二次転写部に相当するガイド部材１３の形状を略平面とすることで転写材Ｐの分離開始方向を中間転写ベルト１０との間に発生する静電吸着力を弱める方向にし、画像形成装置の分離性能を向上させることが可能になる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  中間転写ベルト
１１  駆動ローラ
１２  テンションローラ
１３  ガイド部材
２０  二次転写部材
２１  ２次転写電源
【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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