(57)【要約】 【課題】  メンテナンスで排出されるインクを抑制する。【解決手段】  インクジェット記録装置は、記録ヘッドのインクを吐出させる圧力発生手段と、メンテナンス部と、メンテナンスが行われてからの時間を計測する時間計測部と、これらを制御する制御部とを備えている。制御部は待機時においてはインクを微振動させ、時間計測部の計測時間が所定時間となったらメンテナンス部で記録ヘッドのメンテナンスを実行してノズル内のインクを所定回数吐出させる。所定時間は、インクが待機した状態での経過時間である吐出停止時間と、正常なインクが吐出された際の吐出速度に対する低下率である吐出速度低下率との関係から着弾位置が正常な着弾位置から所定画素分ずれた吐出速度低下率から求まる時間である。所定回数は吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係から吐出停止時間を所定時間とした場合に求まる吐出回数である。【選択図】        図２
2013000962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、
前記ノズルを圧縮することで当該ノズル内のインクを吐出させる圧力発生手段と、
前記記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部と、
前記メンテナンス部によるメンテナンスが行われてからの時間を計測する時間計測部と、
前記メンテナンス部及び前記圧力発生手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、待機時においては前記圧力発生手段にインクが吐出しない範囲の第一駆動信号を付与して、前記ノズル内のインクを微振動させ、
前記時間計測部の計測時間が所定時間となったら前記メンテナンス部で前記記録ヘッドのメンテナンスを実行して、前記圧力発生手段にインクが吐出する範囲の第二駆動信号を付与し前記ノズル内のインクを所定回数吐出させ、
前記所定時間は、インクが前記ノズル内で待機した状態での経過時間である吐出停止時間と、正常なインクが吐出された際の吐出速度に対する低下率である吐出速度低下率との関係から、インクの着弾位置が正常な着弾位置から所定画素分ずれた前記吐出速度低下率から求まる時間であり、
前記所定回数は、前記吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係から、前記吐出停止時間を前記所定時間とした場合に求まる吐出回数であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記ノズルを圧縮することで当該ノズル内のインクを吐出させる圧力発生手段と、
前記記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部と、
前記メンテナンス部によるメンテナンスが行われてからの時間を計測する時間計測部とを備えるインクジェット記録装置のメンテナンス方法であって、
待機時においては前記圧力発生手段にインクが吐出しない範囲の第一駆動信号を付与して、前記ノズル内のインクを微振動させ、
前記時間計測部の計測時間が所定時間となったら前記メンテナンス部で前記記録ヘッドのメンテナンスを実行して、前記圧力発生手段にインクが吐出する範囲の第二駆動信号を付与し前記ノズル内のインクを所定回数吐出させ、
前記所定時間は、インクが前記ノズル内で待機した状態での経過時間である吐出停止時間と、正常なインクが吐出された際の吐出速度に対する低下率である吐出速度低下率との関係から、インクの着弾位置が正常な着弾位置から所定画素分ずれた前記吐出速度低下率から求まる時間であり、
前記所定回数は、前記吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係から、前記吐出停止時間を前記所定時間とした場合に求まる吐出回数であることを特徴とするインクジェット記録装置のメンテナンス方法。
【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及びそのメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置においては、ノズル内のインクが乾燥により増粘してしまうとインク滴の速度低下や不吐出を生じさせてしまい、画質劣化の一因となっていた。このため、待機時においては吐出しない範囲でインクを微振動させて乾燥を防ぐとともに、定期的にインクをノズルから排出することで、ノズル内でのインクの増粘を防止するインクジェット記録装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４７９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インクの消費量を抑えることは常態化した課題であり、メンテナンス時に排出されるインクも極力少なくすることが望まれている。
本発明の課題は、メンテナンスで排出されるインクを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
ノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、
前記ノズルを圧縮することで当該ノズル内のインクを吐出させる圧力発生手段と、
前記記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部と、
前記メンテナンス部によるメンテナンスが行われてからの時間を計測する時間計測部と、
前記メンテナンス部及び前記圧力発生手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、待機時においては前記圧力発生手段にインクが吐出しない範囲の第一駆動信号を付与して、前記ノズル内のインクを微振動させ、
前記時間計測部の計測時間が所定時間となったら前記メンテナンス部で前記記録ヘッドのメンテナンスを実行して、前記圧力発生手段にインクが吐出する範囲の第二駆動信号を付与し前記ノズル内のインクを所定回数吐出させ、
前記所定時間は、インクが前記ノズル内で待機した状態での経過時間である吐出停止時間と、正常なインクが吐出された際の吐出速度に対する低下率である吐出速度低下率との関係から、インクの着弾位置が正常な着弾位置から所定画素分ずれた前記吐出速度低下率から求まる時間であり、
前記所定回数は、前記吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係から、前記吐出停止時間を前記所定時間とした場合に求まる吐出回数であることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、
インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記ノズルを圧縮することで当該ノズル内のインクを吐出させる圧力発生手段と、
前記記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部と、
前記メンテナンス部によるメンテナンスが行われてからの時間を計測する時間計測部とを備えるインクジェット記録装置のメンテナンス方法であって、
待機時においては前記圧力発生手段にインクが吐出しない範囲の第一駆動信号を付与して、前記ノズル内のインクを微振動させ、
前記時間計測部の計測時間が所定時間となったら前記メンテナンス部で前記記録ヘッドのメンテナンスを実行して、前記圧力発生手段にインクが吐出する範囲の第二駆動信号を付与し前記ノズル内のインクを所定回数吐出させ、
前記所定時間は、インクが前記ノズル内で待機した状態での経過時間である吐出停止時間と、正常なインクが吐出された際の吐出速度に対する低下率である吐出速度低下率との関係から、インクの着弾位置が正常な着弾位置から所定画素分ずれた前記吐出速度低下率から求まる時間であり、
前記所定回数は、前記吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係から、前記吐出停止時間を前記所定時間とした場合に求まる吐出回数であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、メンテナンスで排出されるインクを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置の主制御構成を示すブロック図である。
【図３】インクの正常な着弾位置と、所定画素だけ着弾位置がずれた状態とを示す説明図である。
【図４】２種類のインクのそれぞれにおける吐出停止時間と、吐出速度低下率との関係を示すグラフである。
【図５】２種類のインクのそれぞれにおける吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係を示すグラフである。
【図６】図１のインクジェット記録装置に備わる記録ヘッドのノズル面から記録媒体までの間隔を示す説明図である。
【図７】記録ヘッドのノズル面と記録媒体との間隔及び解像度によってインクの所定時間及び所定回数がどのように変化するかをまとめた表である。
【図８】本実施形態に係るメンテナンス方法の実行時における流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１０】
図１は本実施形態に係るインクジェット記録装置１の概略構成を示す説明図である。
インクジェット記録装置１は、スキャン式のインクジェットプリンタであり、記録ヘッドから記録媒体に対してインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成するものである。ここで、スキャン式のインクジェット記録装置は、記録媒体が搬送装置により所定の方向に搬送され、インクを吐出する記録ヘッドが記録媒体の面に沿って、記録媒体の搬送方向に直交する方向に走査することで記録媒体に画像を形成するものである。
図１に示すように、インクジェット記録装置１は、記録媒体Ｐに対してインクを吐出する記録ヘッド２と、記録ヘッド２を支持するキャリッジ３と、キャリッジ３を走査方向に移動自在に支持するガイドレール４と、記録媒体Ｐを搬送する搬送装置６と、記録ヘッド２のノズル面を清掃するメンテナンス部８と、記録ヘッド２のノズル面を保湿する保湿部９と、を備えている。
【００１１】
記録ヘッド２は、キャリッジ３に搭載されている。記録ヘッド２は、直方体状に形成され、その下端面となるノズル面２ａには、多数のノズルが一列に配列されたノズル列が形成されている。このノズルからインクを吐出することにより記録媒体Ｐに印画することができる。
インクジェット記録装置１では、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のインクを吐出できるように、合計で４個の記録ヘッド２がキャリッジ３に設置されている。４個の記録ヘッド２は、記録ヘッドの走査方向Ｓに１列に並んで配置されている。なお、インクジェット記録装置１で使用されるインクはこれに限定されず、例えば、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）等の他の色を使用することも可能である。この場合には、各色に対応した記録ヘッド２がキャリッジ３に搭載される。また、インクとしては、例えば水、溶剤、顔料、顔料分散体、樹脂で構成されていて、水を主成分とするインクが用いられている。
【００１２】
各記録ヘッド２には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクを貯留するインクタンク２ｔが、インク供給管などのインク流路２ｒを介して連結されている。つまり、インクタンク２ｔ内のインクは、インク流路２ｒによって各記録ヘッド２に供給されるようになっている。
これらの記録ヘッド２を支持するキャリッジ３は、ガイドレール４に移動自在に取り付
けられている。キャリッジ３は、キャリッジ駆動機構３１（図２参照）によりガイドレール４に沿って移動する。
ガイドレール４は、記録ヘッド２の走査方向Ｓに沿って延びるように形成されている。ガイドレール４は、記録ヘッド２の初期待機位置となるホームポジション領域Ｘ、記録ヘッド２が記録媒体Ｐに記録を行う記録領域Ｙ、記録ヘッド２のメンテナンスを行うメンテナンス領域Ｚにわたって移動することができるように形成されている。
【００１３】
搬送装置６は、図示しない駆動ローラ、従動ローラ、駆動ローラと従動ローラとに架け渡された搬送ベルト、駆動ローラを回転させるモータ６１（図２参照）とを備えている。
搬送ベルトは、モータ６１の駆動により駆動ローラが回転すると駆動ローラと従動ローラとの間を周回してその上面に載置された記録媒体Ｐを搬送方向に沿って搬送し、駆動ローラの回転が停止すると、両ローラ間での周回を停止し、記録媒体Ｐの搬送を停止する。
記録媒体Ｐの搬送方向は、走査方向Ｓに直交する方向であるとともに記録媒体Ｐの面方向に平行になるように設定される。
【００１４】
図１に示すように、キャリッジ３の移動可能範囲であって搬送装置６の設けられている記録領域Ｙの外側一端はメンテナンス領域Ｚとなっており、このメンテナンス領域Ｚには、記録ヘッド２に対してヘッドメンテナンスを行うメンテナンス部８が設けられている。このメンテナンス部８には、記録ヘッド２のノズル面２ａからインクを吸引する吸引装置８１、ブレード８２、インク受器８３等が設けられている。
吸引装置８１には、記録ヘッド２のノズル面２ａを覆う吸引キャップ８１ａが記録ヘッド２の数に対応して４個設けられている。また、吸引キャップ８１ａの底面には、吸引キャップ８１ａの内部に連通するインク連通管８１ｂが設けられている。このインク連通管８１ｂの途中には、吸引ポンプ８１ｃが設けられており、インク連通管８１ｂの下端には、吸引したインクを受ける廃インクタンク８１ｄが設けられている。
吸引キャップ８１ａの一端近傍には、記録ヘッド２のノズルからインクを空吐出させた際に吐出されたインクを受けるインク受器８３が設けられており、このインク受器８３に隣接してノズル面２ａに付着したインクを拭き取るブレード８２が設けられている。
吸引ポンプ８１ｃはシリンダーポンプやチューブポンプを有して構成されていて、吸引キャップ８１ａがノズル面２ａを覆った状態で作動することにより、ノズル面２ａから記録ヘッド２内部のインクを異物や気泡と共に吸引するための吸引力を発生するようになっている。
【００１５】
また、キャリッジ３の移動範囲の他の一端部であって搬送装置６を挟んでメンテナンス領域Ｚと反対の位置はホームポジション領域Ｘとされており、このホームポジション領域Ｘには、記録ヘッド２を保湿する保湿部９が設けられている。保湿部９には、記録ヘッド２が待機状態にあるとき、ノズル面２ａを覆うことで記録ヘッド２のインクを保湿する４個の保湿キャップ９１が設けられている。これら４個の保湿キャップ９１は、４個の記録ヘッド２のノズル面２ａを同時に覆うことができるよう、記録ヘッド２の配列に対応して配列されている。
【００１６】
図２は、インクジェット記録装置１の主制御構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えており、制御部１０はインターフェイス（図示省略）を介してキャリッジ駆動機構３１、搬送装置６のモータ６１、記録ヘッド２の圧力発生手段２２、メンテナンス部８、保湿部９、時間計測部１３等と接続されている。ここで圧力発生手段２２は、記録ヘッド２のノズルを圧縮することで当該ノズル内のインクを吐出させるものであり、例えばピエゾ素子等が用いられている。時間計測部１３は、メンテナンス部８によるメンテナンスが行われてからの時間を計測するものである。
【００１７】
制御部１０は、キャリッジ３を走査方向Ｓに往復移動させるとともに、キャリッジ３の動作に合わせて記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Ｐを間欠的に搬送方向に搬送させるように、キャリッジ駆動機構３１及び搬送装置６のモータ６１の動作を制御する。
【００１８】
制御部１０には、画像情報を入力するホストコンピュータやスキャナ、画像記録条件を入力するキーボード等からなる入力部１２が接続されており、制御部１０は、入力部１２から入力された所定の信号に基づいて記録ヘッド２の圧力発生手段２２を動作させ、記録媒体Ｐ上にインクを吐出させて所定の画像を記録させるようになっている。ここで、制御部１０は、画像形成時や空吐出時においては、インクが吐出する範囲の駆動信号（第二駆動信号）を圧力発生手段２２に付与して、ノズルからインクを吐出させる。空吐出時においては制御部１０は第二駆動信号を圧力発生手段２２に付与して、ノズル内のインクを所定回数吐出させる。一方、記録ヘッド２からインクを吐出しない場合、いわゆる記録ヘッド２の待機時においては、制御部１０は、インクが吐出しない範囲の駆動信号（第一駆動信号）を圧力発生手段２２に付与して、ノズル内のインクを微振動させている。
制御部１０は、画像形成時でもメンテナンス時でもない待機状態の際に、保湿部９に、保湿キャップ９１による保湿動作を行わせるように制御する。
【００１９】
制御部１０は、電源投入直後や、所定のメンテナンス開始条件に当てはまった場合にメンテナンス部８を作動させてヘッドメンテナンスを行わせるように制御している。
ここで、メンテナンス開始条件について具体的に説明する。
メンテナンス開始条件には、時間計測部１３の計測時間が所定時間となったらメンテナンス部８で記録ヘッド２のメンテナンスを実行する。この所定時間は予め制御部１０のＲＯＭ内に記憶されている。
所定時間は、インクがノズル内で待機した状態での経過時間である吐出停止時間と、正常なインクが吐出された際の吐出速度に対する低下率である吐出速度低下率との関係から、インクの着弾位置が正常な着弾位置から所定画素分ずれた前記吐出速度低下率から求まる時間である。
図３はインクの正常な着弾位置と、所定画素だけ着弾位置がずれた状態とを示す説明図である。図３中、マス目が各画素を示しており、円形が着弾したインク滴を示している。なお、この図３においては便宜上一画素だけ着弾位置がずれた場合を示しているが、着弾位置のズレ量を示す所定画素は、画質に違和感を与えない範囲に設定される。
インク滴Ｉ１〜Ｉ４においては正常な着弾位置に着弾しているものの、インク滴Ｉ５においては一画素だけ正常な着弾位置からずれている。この着弾位置の位置ズレは、ノズル内でインクの粘性が高まって吐出速度が低下してしまうことに起因する。
図４は、２種類のインクのそれぞれにおける吐出停止時間と、吐出速度低下率との関係を示すグラフである。この図４に示すように、粘性が高まっていない正常なインクが吐出された際の吐出速度に対する吐出速度低下率は、ノズル内でインクが待機した状態での経過時間、つまり吐出停止時間が長くなればなるほど徐々に大きくなっていく。吐出速度低下率が大きくなってしまうと、それだけ着弾位置の位置ズレも大きくなってしまうので、位置ズレの量が所定画素内に収まる吐出速度低下率に少なくとも抑えなければならず、当該吐出速度低下率となる吐出停止時間が上述した所定時間に設定される。例えば図４の場合、吐出速度低下率を１０％以内に収めなければならないのなら、インクＡでは１１〜１２秒が所定時間となり、インクＢでは４５〜４６秒が所定時間となる。
【００２０】
また、空吐出時における吐出回数である所定回数は、吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係から、吐出停止時間を所定時間とした場合に求まる吐出回数である。図５は、２種類のインクのそれぞれにおける吐出停止時間と、正常なインクが吐出される際の吐出速度まで復帰される吐出回数との関係を示すグラフである。この図５に示すように、吐出停止時間が長ければ長いほど、吐出速度が復帰するまでの吐出回数は徐々に大きくなっている。例えば図５の場合、上述したように所定時間（１１〜１２秒）経過したインクＡに対しては４５０回程度が所定回数となり、所定時間（４５〜４６秒）経過したインクＢに対しては３５０回程度が所定回数となる。
【００２１】
所定時間及び所定回数は種々の実験やシミュレーション等によって求められている。これらの値は、図６に示すように、記録ヘッド２のノズル面２ａから記録媒体Ｐまでの間隔Ｇによっても変化する。また、所定時間及び所定回数は解像度によっても変化する。
図７は、間隔Ｇ及び解像度によってインクＡの所定時間及び所定回数がどのように変化するかをまとめた表である。なお、表中、括弧内の数字は、一画素（所定画素）ずれる際の吐出速度低下率と、そのときの吐出速度である。解像度が精細になるにつれ、所定時間及び所定回数が小さくなり、間隔Ｇが大きくなると所定回数及び所定回数が小さくなっていることが分かる。
【００２２】
制御部１０のＲＯＭには、インクジェット記録装置１で使用可能なインクの種類のそれぞれに対して図７のようなテーブルが予め記憶されている。制御部１０は、画像形成前に入力部１２から入力されたインク情報に基づいて、これから画像形成に用いられるインクを特定し、当該インクのテーブルをＲＯＭから読み出して、所定時間及び所定回数を画像形成前に登録する。
【００２３】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１で実行されるメンテナンス方法について説明する。図８は、メンテナンス方法実行時における流れを示すフローチャートである。なお、インクジェット記録装置１においては制御部１０は、電源投入後、インクが吐出されないときは、常に記録ヘッド２の圧力発生手段２２に第一駆動信号を付与して、ノズル内のインクを微振動させている。
【００２４】
まず、インクジェット記録装置１を初めて使用するときや、インクを交換するときには、今後の画像形成に用いられるインクの種類が入力部１２から制御部１０に入力される（ステップＳ１）。
ステップＳ２では、制御部１０は、入力されたインクの種類に基づいて、ＲＯＭ中のテーブルから所定時間及び所定回数を読み出し、当該所定時間及び所定回数を今後のメンテナンスに適用することを設定する。
【００２５】
ステップＳ３では、制御部１０はメンテナンス部８及び記録ヘッド２を制御して記録ヘッド２のメンテナンスを実行する。具体的には制御部１０は、吸引装置８１を制御して、記録ヘッド２からインクを吸引する。その後、制御部１０は記録ヘッド２の圧力発生手段２２に対して第二駆動信号を付与して、インク受器８３に向けて所定回数だけインクを空吐出させる。そして、制御部１０は、ブレード８２を制御して、記録ヘッド２のノズル面２ａを摺擦し、当該ノズル面２ａに付着したインクを拭き取る。
【００２６】
ステップＳ４では、制御部１０は時間計測部１３を制御して、メンテナンス部８によるメンテナンスが行われてからの時間を計測する。
ステップＳ５では、制御部１０はキャリッジ駆動機構３１、搬送装置６のモータ６１及び記録ヘッド２の圧力発生手段２２を制御し、これらを協働させることで、記録媒体Ｐ上に画像を形成する。
【００２７】
ステップＳ６では、制御部１０は時間計測部１３の計測時間が所定時間未満であるか否かを判断し、所定時間未満である場合にはステップＳ５に移行してそのまま画像形成を継続し、所定時間以上である場合にはステップＳ７に移行する。
【００２８】
ステップＳ７では、制御部１０は時間計測部１３の計測時間をリセットし、ステップＳ３に移行する。これにより、前回のメンテナンスから所定時間経過後に、再度記録ヘッド２に対してメンテナンスが実行されることになる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、時間計測部１３の計測時間が所定時間となったらメンテナンス部８で記録ヘッド２のメンテナンスを実行して、圧力発生手段２２に第二駆動信号を付与しノズル内のインクを所定回数吐出させるので、画質に違和感を与えない範囲でメンテナンスを実行することができる。したがって、メンテナンス回数を極力削減することができ、メンテナンスで排出されるインクを抑制することが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
例えば、図１に説明したインクジェット記録装置１においては、キャリッジ３の移動可能範囲であって搬送装置６の設けられている記録領域Ｙの外側一端をメンテナンス領域Ｚとしているが、記録領域Ｙ内の記録媒体Ｐの端部に空吐出を行うようにメンテナンス部８を設けることも可能であり、記録媒体Ｐの片側だけでなく両端部に設けることもできる。この場合、空吐出されるインクを受けた記録媒体Ｐの端部は、切り落とすなどして、所望の記録物を得るようにする。
【符号の説明】
【００３０】
１      インクジェット記録装置
２      記録ヘッド
２ａ    ノズル面
２ｒ    インク流路
２ｔ    インクタンク
３      キャリッジ
４      ガイドレール
６      搬送装置
８      メンテナンス部
９      保湿部
１０      制御部
１２      入力部
１３      時間計測部
２２      圧力発生手段
３１      キャリッジ駆動機構
６１      モータ
８１      吸引装置
８１ａ    吸引キャップ
８１ｂ    インク連通管
８１ｃ    吸引ポンプ
８１ｄ    廃インクタンク
８２      ブレード
８３      インク受器
９１      保湿キャップ
Ｇ      間隔
Ｐ      記録媒体
【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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