(57)【要約】      （修正有）【課題】基本濃度特性から出力濃度特性への変換精度を向上させ、階調補正処理をより正確に行う画像処理装置を提供する。【解決手段】印刷データに基づいて現像剤画像を形成する画像処理装置（プリンタ１）であって、所定のディザマトリックスで濃度測定用の現像剤画像を形成する画像出力部と、現像剤画像の濃度を基本濃度特性として読み取る濃度読取部と、濃度読取部で読み取った基本濃度特性の高濃度領域を検出する高濃度領域検出部と、高濃度領域検出部の検出結果と予め保持している濃度特性とから印刷データに含まれるディザマトリックス情報に基づいた出力濃度特性を算出する濃度特性算出部と、濃度特性算出部で算出された出力濃度特性に基づいて階調補正テーブルを作成する階調補正テーブル作成部と、階調補正テーブル作成部で作成された階調補正テーブルに基づいて印刷データに含まれる画像データの階調値を変換する階調補正処理部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷データに基づいて現像剤画像を形成する画像処理装置であって、
所定のディザマトリックスで濃度測定用の現像剤画像を形成する画像出力部と、
前記画像出力部で形成された前記現像剤画像の濃度を基本濃度特性として読み取る濃度読取部と、
前記濃度読取部で読み取った前記基本濃度特性の高濃度領域を検出する高濃度領域検出部と、
前記高濃度領域検出部の検出結果と予め保持している濃度特性とから前記印刷データに含まれるディザマトリックス情報に基づいた出力濃度特性を算出する濃度特性算出部と、
前記濃度特性算出部で算出された前記出力濃度特性に基づいて階調補正テーブルを作成する階調補正テーブル作成部と、
前記階調補正テーブル作成部で作成された前記階調補正テーブルに基づいて前記印刷データに含まれる画像データの階調値を変換する階調補正処理部とを備えること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記高濃度領域検出部は、第１の濃度値より大きい濃度値を前記高濃度領域として検出すること
を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記高濃度領域検出部は、前記第１の濃度値よりも大きい第２の濃度値を設定し、前記第２の濃度値より大きい濃度値を予め保持している濃度値に置き換えること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記濃度特性算出部は、予め保持している基本濃度特性と前記濃度読取部で読み取った前記基本濃度特性との変動値を前記高濃度領域以外の濃度値から算出し、前記ディザマトリックス情報に基づいて予め保持している出力濃度特性と前記変動値とから出力濃度特性を算出すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記濃度特性算出部は、前記変動値を、予め保持している基本濃度特性と前記濃度読取部で読み取った前記基本濃度特性との前記高濃度領域以外の濃度値の差分の平均値として算出すること
を特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記濃度特性算出部は、前記高濃度領域以外に対しては、予め保持している基本濃度特性と出力濃度特性との相関を示した関数に基づいて算出された濃度変換パラメータを用いて出力濃度特性を算出すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記濃度特性算出部は、経年変化毎に予め保持している基本濃度特性と出力濃度特性との中から、現行の装置状態に最も近い状態の基本濃度特性と出力濃度特性とを選択すること
を特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか１項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、階調特性の補正処理を行う画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、１種類の階調数変換方法に対する濃度特性を取得するだけで、全ての階調数変換方法に対する濃度特性を算出する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような装置では、予め指定された基本ディザマトリックスを用いてパッチパターンを形成後、形成したパッチパターンの濃度特性と予め算出された濃度特性変換パラメータとを用いて出力濃度特性を算出して、これを階調補正処理に使用することにより、１種類の基本ディザマトリックスの濃度特性を取得することで、全ての階調数変換方法に対する濃度特性を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５４３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、高濃度領域部分の濃度値変換を正確に行うことができない場合があるといった問題があった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、基本濃度特性から出力濃度特性への変換精度を向上させ、階調補正処理をより正確に行うことが可能な画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、印刷データに基づいて現像剤画像を形成する画像処理装置であって、所定のディザマトリックスで濃度測定用の現像剤画像を形成する画像出力部と、前記画像出力部で形成された前記現像剤画像の濃度を基本濃度特性として読み取る濃度読取部と、前記濃度読取部で読み取った前記基本濃度特性の高濃度領域を検出する高濃度領域検出部と、前記高濃度領域検出部の検出結果と予め保持している濃度特性とから前記印刷データに含まれるディザマトリックス情報に基づいた出力濃度特性を算出する濃度特性算出部と、前記濃度特性算出部で算出された前記出力濃度特性に基づいて階調補正テーブルを作成する階調補正テーブル作成部と、前記階調補正テーブル作成部で作成された前記階調補正テーブルに基づいて前記印刷データに含まれる画像データの階調値を変換する階調補正処理部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基本濃度特性から出力濃度特性への変換精度を向上させ、階調補正処理をより正確に行うことが可能な画像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るプリンタの機能構成を説明するブロック図である。
【図２】パッチパターン形成部が形成するパッチパターンの一例である。
【図３】高濃度領域検出部の動作の詳細を説明するフローチャートである。
【図４】基本濃度特性Ｓｓの例を説明するグラフである。
【図５】濃度特性算出部の動作の詳細を説明するフローチャートである。
【図６】基本濃度特性から出力濃度特性の濃度値へ変換する際に通常使用される濃度特性変換パラメータの作成例を説明するグラフである。
【図７】濃度特性変換パラメータ作成時の基本濃度特性Ｓｓ１、出力濃度特性Ｓｏ１、電源投入時に取得される基本濃度特性Ｓｓ２を示すグラフである。
【図８】階調補正テーブル作成部による階調補正テーブルの作成例を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る画像処理装置としてのプリンタ１の機能構成を説明するブロック図である。プリンタ１は、画像出力部１１と画像処理部１２とを備え、印刷データ入力部１０を介して入力された印刷データに対して所定の処理を施して画像形成を行う装置である。
【００１２】
印刷データ入力部１０は、例えば、図示せぬ外部装置から入力された画像データやディザマトリックス情報等を含む印刷データを画像処理部１２に出力する。
【００１３】
画像出力部１１は、画像処理部１２で行われた画像処理結果を出力する装置である。画像出力部１１は、例えば、電子写真方式の印刷エンジンを備え、画像処理部１２から出力された画像データに基づき、記録媒体上にトナー画像を形成し定着させることで画像形成を行う。また、画像出力部１１は、画像処理部１２から濃度測定用のパッチパターンを有する画像データを受け取った場合には、図示せぬ記録媒体を搬送する搬送ベルト等の被転写部材にパッチパターンを形成する。
【００１４】
画像処理部１２は、パッチパターン形成部１３と、濃度読取部１４と、高濃度領域検出部１５と、濃度特性算出部１６と、階調補正テーブル作成部１７と、色変換部１８と、階調補正処理部１９と、出力画像処理部２０とを備える。
【００１５】
パッチパターン形成部１３は、単色のパッチパターンによって形成される画像データを画像出力部１１に送信し、濃度読取部１４が読み取ることができるようパッチパターンを形成する。例えば、パッチパターン形成部１３は、プリンタ１の電源投入時に図２に示すようなパッチパターンを形成する。図２に示すパッチパターンはプリンタ１が有するシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の現像剤毎に、０〜１００％の濃度パッチで構成されている。なお、パッチパターンの画像データは、予め指定された基本ディザマトリックスを用いて小値化されている。基本ディザマトリックスは、濃度特性を取得するためパッチパターンを小値化するためのディザマトリックスである。
【００１６】
濃度読取部１４は、パッチパターン形成部１３により形成されたパッチパターンを図示せぬ濃度センサで読み取ることで基本濃度特性を取得し、当該基本濃度特性を高濃度領域検出部１５に出力する。なお、基本濃度特性は、基本ディザマトリックスを用いて出力されたパッチパターンの濃度特性である。
【００１７】
高濃度領域検出部１５は、濃度読取部１４から入力された基本濃度特性から高濃度領域の検出を行い、基本濃度特性と高濃度領域検出結果とを濃度特性算出部１６に出力する。
【００１８】
濃度特性算出部１６は、印刷データ入力部１０を介して入力された印刷データと、高濃度領域検出部１５から入力される基本濃度特性、高濃度領域検出結果、及び予め算出された濃度特性変換パラメータ等を用いて出力濃度特性を算出し、算出した出力濃度特性を階調補正テーブル作成部１７に出力する。なお、出力濃度特性は出力に使用するディザマトリックスを用いて出力されたパッチパターンの濃度を測定して得られる濃度特性のことであり、出力に使用するディザマトリックスの情報は印刷データに含まれるディザマトリックス情報に格納されている。
【００１９】
階調補正テーブル作成部１７は、濃度特性算出部１６から入力された出力濃度特性と、予め設定されたターゲット濃度特性とを用いて階調補正テーブルを作成し、当該階調補正テーブルを階調補正処理部１９に出力する。
【００２０】
色変換部１８は、印刷データ入力部１０を介して入力された印刷データに含まれる画像データの色変換処理を行い、変換後の画像データを含む印刷データを階調補正処理部１９に出力する。例えば、色変換部１８は、ＲＧＢ方式の画像データを３次元ＬＵＴ(Look Up Table)を用いてＣＭＹＫ方式の画像データに変換する。
【００２１】
階調補正処理部１９は、色変換部１８から入力された印刷データに含まれる画像データに対して、階調補正テーブル作成部１７から入力された階調補正テーブルを用いて階調補正処理を行い、補正後の画像データを含む印刷データを出力画像処理部２０に出力する。
【００２２】
出力画像処理部２０は、階調補正処理部１９から入力された印刷データに含まれるディザマトリックス情報を用いて、ディザ法や誤差拡散法等による小値化等の処理を印刷データに含まれる画像データに対して行い、処理後の画像データを画像出力部１１に出力する。
【００２３】
なお、画像処理部１２で行われる各処理は、プリンタ１に実装されているプログラムに従って実行される。このプログラムはプリンタ１が有する図示せぬ不揮発性メモリや揮発性メモリ、ハードディスク等の磁気媒体等に格納されてもよい。また、プリンタ１が実行する各処理で使用・作成するデータ等は、プリンタ１が有する図示せぬ不揮発性メモリや揮発性メモリ、ハードディスク等の磁気媒体等に格納される。
【００２４】
次に、本実施形態に係るプリンタ１の動作について説明する。図３は、高濃度領域検出部１５の動作の詳細を説明するフローチャートである。
【００２５】
まず、高濃度領域検出部１５は、濃度読取部１４から入力される基本濃度特性の濃度値が閾値ｔｈ１より大きく、閾値ｔｈ２より小さいか否かを確認する。濃度値が閾値ｔｈ１よりも大きく閾値ｔｈ２よりも小さい場合（ステップＳ１  Ｙｅｓ）、高濃度領域検出部１５による処理はステップＳ２に移行し、そうでない場合（ステップＳ１  Ｎｏ）、高濃度領域検出部１５による処理はステップＳ３に移行する。
【００２６】
ここで、基本濃度特性Ｓｓの例を図４のグラフに示す。図４に示す例では閾値ｔｈ１より大きく閾値ｔｈ２より小さい濃度値は、濃度レベル８０％、９０％、及び１００％の濃度値となる。図４に示す基本濃度特性は、濃度レベル８０％、９０％、及び１００％の濃度値がほぼ同じ値となっている。これは、多少の濃度変動があっても濃度レベル１００％の濃度を確実に再現するため、濃度レベルの高い濃度値は１００％の濃度値と同じような値となることがあり、その例を示している。
【００２７】
なお、ステップＳ１の処理は、基本濃度特性Ｓｓの濃度値が閾値ｔｈ１より大きいか否かを確認する処理であってもよい。さらに、閾値ｔｈ２より大きい濃度値は濃度読み取りエラーとして判断し、濃度読み取りエラーと判断した濃度値を現像剤の各色の各濃度レベルで予め設定される基準値に置き換えてもよい。閾値ｔｈ１、閾値ｔｈ２は現像剤の各色に設定され、閾値ｔｈ１は各色の濃度レベル１００％の濃度値に近い値を設定する。
【００２８】
ステップＳ２において、高濃度領域検出部１５は、処理中の濃度レベルの濃度値を高濃度領域と判定し、ステップＳ４の処理に移行する。
【００２９】
一方、ステップＳ３において、高濃度領域検出部１５は、処理中の濃度レベルの濃度値を非高度領域であると判定し、ステップＳ４の処理に移行する。
【００３０】
ステップＳ４において、高濃度領域検出部１５は、現像剤の全ての色の全ての濃度レベルの濃度値について処理を行ったか否かを確認する。処理が終了していない場合（ステップＳ４  Ｎｏ）、高濃度領域検出部１５は、ステップＳ１に戻って処理を行っていない現像剤の色の濃度レベルの濃度値に対して処理を行い、処理が終了している場合（ステップＳ４  Ｙｅｓ）、検出処理を終了する。
【００３１】
図５は、濃度特性算出部１６の動作の詳細を説明するフローチャートである。まず、濃度特性算出部１６は、高濃度領域検出部１５から入力される高濃度領域検出結果を確認する。ここで、現在処理中の現像剤の色の濃度レベルに高濃度領域が１つでも存在する場合（ステップＳ５  Ｙｅｓ）、濃度特性算出部１６による処理はステップＳ６に移行し、そうでない場合（ステップＳ５  Ｎｏ）、濃度特性算出部１６による処理はステップＳ７に移行する。なお、ステップＳ５の処理を省略し、毎回ステップＳ６から一連の処理を開始する形態としてもよい。
【００３２】
ステップＳ６において、濃度特性算出部１６は、現在処理中の現像剤の色の非高濃度領域の濃度値が、濃度特性変換パラメータ作成時に取得される基本濃度特性の濃度値とどれほどの差があるかを算出し、ステップＳ７の処理に移行する。なお、濃度特性算出部１６は、濃度特性変換パラメータを作成する際、経年変化毎に基本濃度特性の濃度値と出力に使用するディザマトリックスの濃度値とを取得する。この場合、現像剤を帯電させるのに使用する電圧を意図的に変更した状態での濃度値を更に取得する形態としてもよい。濃度特性算出部１６は、上記のように取得した様々な状態の基本濃度特性の中から、現在のプリンタ１の状態に最も近い基本濃度特性を選択し、非高濃度領域の濃度値の差を算出する。濃度特性算出部１６は、算出された複数の濃度値の差の平均値を非高濃度領域の変動値として算出する。
【００３３】
次に、濃度特性算出部１６は、高濃度領域検出結果から、処理対象の濃度値が高濃度領域と判定されたか否かを確認する。ここで、処理対象の濃度値が高濃度領域と判定された場合（ステップＳ７  Ｙｅｓ）、濃度特性算出部１６による処理はステップＳ８に移行し、そうでない場合(ステップＳ７  Ｎｏ)、濃度特性算出部１６による処理はステップＳ９に移行する。
【００３４】
ステップＳ８において、濃度特性算出部１６は、予め保持している出力濃度特性とステップＳ６において算出した変動値とを用いて高濃度領域の出力濃度特性を算出し、処理をステップＳ１０に移行する。
【００３５】
ここで、基本濃度特性から出力濃度特性の濃度値へ変換する際に通常使用される濃度特性変換パラメータの作成例について図６のグラフを用いて説明する。図６で示すグラフの横軸は基本ディザマトリックスの濃度値を示し、縦軸は印刷に使用するディザマトリックスである出力ディザマトリックスの濃度値を示しており、プリンタ１の様々な状態（例えば、経年変化や、現像剤を帯電させる電圧を変更した状態等）で上記２つのディザマトリックスで形成したパッチパターンの濃度値をプロットしたものである。図６で示す例は、濃度レベル８０％のマゼンタのパッチパターンの濃度値を表すものとする。濃度特性算出部１６は、各濃度値を使用して基本ディザマトリックスの濃度値から出力ディザマトリックスの濃度値への変換式を算出する。変換式を算出する際は、例えば、最小二乗法を用いた一次の近似関数を算出してもよいし、他の近似関数を用いてもよい。上記のように算出した変換式が本実施形態での濃度特性変換パラメータであり、基本ディザマトリックスの濃度値を入力として出力ディザマトリックスの濃度値が算出される。プリンタ１の様々な状態でパッチパターンの濃度値が取得されるため、例えば、図６の（１）で示す範囲のように、基本ディザマトリックスの濃度値が上昇すれば出力ディザマトリックスの濃度値も上昇する。しかしながら、図６の（２）で示す範囲のように、基本ディザマトリックスの濃度値は上昇していないが、出力ディザマトリックスの濃度値が上昇する場合がある。前述したように、基本ディザマトリックスは１つだけであり、濃度センサで読み取るために１００％の濃度を確実に出すように設計されていることが多く、濃度レベルの高い濃度値は１００％の濃度値と同じ値となることがある。一方、出力ディザマトリックスは複数あり、出力ディザマトリックスの高濃度の濃度レベルでも濃度レベル１００％の濃度値とは差が出やすい出力ディザマトリックスを使用する場合は図６の（２）の範囲のような現象が起きやすい。図６の（２）の範囲は変換式が垂直に近い形状となり、基本ディザマトリックスの濃度値が少し変化するだけで変換後の出力ディザマトリックスの濃度値が大きく変わるため、ノイズ等の影響を受けやすく正確に変換することができない。そこで、濃度特性算出部１６は、ステップＳ６で算出した変動値を用いて出力濃度と特性とを算出する。
【００３６】
ここで、図７のグラフは、濃度特性変換パラメータ作成時の基本濃度特性Ｓｓ１、出力濃度特性Ｓｏ１、電源投入時に取得される基本濃度特性Ｓｓ２を示すグラフである。図５のステップＳ６で算出される変動値は、基本濃度特性Ｓｓ２の非高濃度領域の濃度値と基本濃度特性Ｓｓ１の非高濃度領域の濃度値の差分の平均値となる。図７に示す例では、基本濃度特性Ｓｓ２の各濃度レベルの濃度値が基本濃度特性Ｓｓ１の濃度値よりも低い値となっており、平均値はマイナスの値となる。基本濃度特性Ｓｓ２の高濃度領域の濃度値を出力濃度特性の濃度値に変換する場合は、濃度特性変換パラメータを使用せず、出力濃度特性Ｓｏ１の濃度値に対して変動値を加算した値を変換後の濃度値とする。変動値は基準となる濃度特性変換パラメータ作成時の濃度値からどれほどずれているかを表す値となるため、濃度特性算出部１６は、基準となる出力濃度特性Ｓｏ１の濃度値に変動値を加算して算出することで、高濃度領域の濃度値を正確に変換することが可能である。
【００３７】
ステップＳ９において、濃度特性算出部１６は、濃度特性変換パラメータを用いて基本濃度特性の各濃度レベルの濃度値を入力として出力濃度特性の濃度値に変換し、ステップＳ１０の処理に移行する。なお、ここでは、濃度特性変換パラメータを使用せずに、ステップＳ８と同じ方法で出力濃度特性を算出する形態としもよい。
【００３８】
次に、濃度特性算出部１６は、処理中の現像剤の色の全ての濃度レベルの濃度値について処理を行ったか否かを確認する。処理が終了していない場合（ステップＳ１０  Ｎｏ）濃度特性算出部１６は、ステップＳ７に戻って処理を行っていない濃度レベルの濃度値に対して処理を行い、処理が終了している場合（ステップＳ１０  Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１１に移行する。
【００３９】
そして、濃度特性算出部１６は、全ての現像剤の色の濃度値について処理を行ったか否かを確認する。処理が終了していない場合（ステップＳ１１  Ｎｏ）、濃度特性算出部１６は、ステップＳ５に戻って処理を行っていない現像剤の色の濃度値に対して処理を行い、処理が終了している場合（ステップＳ１１  Ｙｅｓ）、算出処理を終了する。
【００４０】
階調補正テーブル作成部１７による階調補正テーブルの作成例について図８のグラフを用いて説明する。図８で示すグラフの横軸は濃度レベルを示し、縦軸は濃度値を示しており、出力濃度特性Ｓｏとターゲット濃度特性Ｓｔとをプロットしたものである。ターゲット濃度特性Ｓｔは、記録媒体上に画像を形成する際の濃度特性の目標を示すものであるため、ターゲット濃度特性Ｓｔに対応した濃度値を再現することによって、記録媒体に記録するための理想的な濃度値を得ることができる。例えば、濃度値Ｄａを再現するためには、濃度レベルＳｉｎを用いればよい。しかし、出力濃度特性Ｓｏについて濃度レベルＳｉｎを用いると、濃度値Ｄｂを再現することになるため、出力濃度特性Ｓｏを用いて濃度値Ｄａを再現するには濃度レベルＳｏｕｔを用いればよい。そこで、階調補正テーブル作成部１７は、全ての濃度レベルに対して上記の通り濃度レベルＳｉｎと濃度レベルＳｏｕｔとの誤差を求め、階調補正テーブルを作成する。そして、階調補正テーブル作成部１７は、作成した階調補正テーブルを用いて濃度値の変換を行うことで、プリンタ１が再現する濃度値をターゲット濃度特性Ｓｔで示す理想的な濃度値に再現することができる。階調補正テーブル作成部１７は、階調補正テーブル作成の処理を全ての現像剤の色毎に行い、作成した階調補正テーブルを階調補正処理部１９に出力する。
【００４１】
なお、本実施形態においては、パッチパターンの濃度レベルを１０％刻みで作成しているが、階調補正テーブルは入力される画像データを変換するものなので、画像データの値の範囲分の濃度レベルが必要である。例えば、画像データが０〜２５５の値で正規化されている場合は、出力濃度特性Ｓｏの濃度レベルは０〜２５５の値に対応するよう変換される。この場合、例えば、濃度レベル１００％は２５５、９０％は２３０となり、濃度レベル２５５〜２３０の間の濃度値は２点を結んだ直線上の値が使用される。上記のように、階調補正処理部１９は出力濃度特性Ｓｏの濃度レベルを画像データの範囲に合わせるとともに、階調補正テーブルを参照しながら、画像データを構成するすべての現像剤の全画素の濃度レベルを変換する処理を行う。
【００４２】
以上のように、本実施形態によれば、基本濃度特性の高濃度領域の検出を行い、非高濃度領域の濃度値を用いて変動値を算出し、基準となる出力濃度特性の濃度値に対して変動値を加算して算出される濃度値を出力濃度特性の濃度値として使用することにより、基本濃度特性から出力濃度特性への変換精度が向上し、補正処理を正確に行うことができる。
【００４３】
本発明の説明においては、好適な画像処理装置の一例としてプリンタを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）等の、入力された印刷データに対して画像処理を行える装置であれば如何なる装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  プリンタ
１０  印刷データ入力部
１１  画像出力部
１２  画像処理部
１３  パッチパターン形成部
１４  濃度読取部
１５  高濃度領域検出部
１６  濃度特性算出部
１７  階調補正テーブル作成部
１８  色変換部
１９  階調補正処理部
２０  出力画像処理部
【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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