(57)【要約】【課題】  スクリューロックや転写白抜けを抑制するとともに、現像スリーブの現像剤担持領域端部における現像剤担持不良による画像不良を抑制する。【解決手段】  現像室内の現像剤を長手方向の一方側から他方側に搬送する搬送部４４１を有する第１搬送部材４４と、撹拌室内の現像剤を第１搬送部材とは逆の方向に搬送する搬送部４５１を有する第２搬送部材４５と、現像室から撹拌室へ現像剤が受け渡される開口部４６２と、を有し、現像室は攪拌室に対して、現像室内の現像剤が開口部から攪拌室へ落下可能に配置され、長手方向において、第１搬送部材に形成された搬送部の現像剤搬送方向の最下流の位置と現像容器の現像剤搬送方向の下流側の内壁面との間である端部領域には現像剤に搬送力を付与する搬送部が設けられていない。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像室と撹拌室を備え、現像剤を収容する現像容器と、
像担持体に対向して回転可能に設けられ、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
回転することにより、前記現像室内の現像剤を長手方向の一方側から他方側に搬送する搬送部を有する第１搬送部材と、
回転することにより、前記撹拌室内の現像剤を前記第１搬送部材とは逆の方向に搬送する搬送部を有する第２搬送部材と、
前記現像室から前記撹拌室へ現像剤が受け渡される開口部と、
を有し、
前記現像室は前記攪拌室に対して、前記現像室内の現像剤が前記開口部から前記攪拌室へ落下可能に配置され、
前記長手方向において、前記第１搬送部材に形成された搬送部の現像剤搬送方向の最下流の位置と前記現像容器の前記現像剤搬送方向の下流側の内壁面との間である端部領域には現像剤に搬送力を付与する搬送部が設けられていないことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記開口部は、前記長手方向において、少なくとも前記端部領域内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記端部領域に、前記第１搬送部材の搬送部による現像剤の搬送力を抑えるための板状部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記内壁面に設けられ、前記第１搬送部材の前記回転軸が貫通する穴部と、
前記穴部より前記長手方向の外側に設けられ、前記第１搬送部材を回転可能に軸支する支持部材と、
前記穴部からの現像剤漏れを防止するシール部材と、
を有し、
前記板状部材は円形部材であり、その外径は前記第１搬送部材の搬送部の外径より小さく、前記穴部の穴径より大きいことを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項５】
前記開口部に対向する前記現像容器の底面は、前記現像室から前記攪拌室に現像剤が落下可能な斜面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記開口部に対向する前記現像容器の底面には凸部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載のプロセスカートリッジを着脱可能に有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置およびこれに用いられるプロセスカートリッジ、現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置として、図９に示すように、現像装置の小型化のため、現像室から撹拌室へ現像剤を受け渡す開口部を、現像スリーブ４１の長手方向の現像剤担持領域内に設けたものがある（特許文献１）。この構成では、現像剤を循環させる現像容器４０の幅を短くすることにより、現像装置の小型化を図るとともに、現像剤の循環経路を短くして現像剤の少量化を図っている。
【０００３】
また、特許文献１の現像装置は、第１撹拌スクリュー４４と第２撹拌スクリュー４５の現像剤循環方向下流端部に螺旋形状の返し羽根部材４４２、４５２を設けている。返し羽根部材４４２、４５２は、現像剤を逆流させて、現像容器４０の現像剤循環経路から第１撹拌スクリュー４４と第２撹拌スクリュー４５の支持部材４８への現像剤の漏れを抑制している。また、第１撹拌スクリュー４４、第２撹拌スクリュー４５の長手方向の支持部材４８より内側に、シール部材４７を設け、支持部材４８への現像剤の漏れを抑制している。
【０００４】
支持部材４８への現像剤の漏れを抑制することにより、スクリュー４４、４５の回転が不可能となるスクリューロックや、白く画像が抜ける転写白抜けを抑制している。スクリューロックは、支持部材４８とスクリュー４４、４５との間に混入した現像剤が摺擦により固溶し、画像形成終了後にスクリューの駆動が停止した後に固化することで発生する。転写白抜けは、固化したトナーが現像容器内に混入し、像担持体上へ現像され、像担持体と被転写体との間に間隙が生じ、固化したトナーの周りでトナーが転写できないことで発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１４５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の現像装置では、現像室内を第１撹拌スクリュー４４の螺旋形状の羽根部材４４１により搬送された二成分現像剤は、返し羽根部材４４２により逆方向に戻す搬送力を受ける。このため、返し羽根部材４４２の螺旋構造の内部まで現像剤が搬送されにくい。これにより、現像スリーブ４１の返し羽根部材４４２と対向する部分には、現像剤が供給されにくいため現像剤の担持不良が発生し、現像剤の搬送方向下流側の最大画像幅端部に画像が出力できないという画像不良が発生するおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、現像剤を搬送する搬送部材のロックや転写白抜けを抑制するとともに、現像剤担持体の現像剤担持領域端部における現像剤担持不良による画像不良を抑制できる現像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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る代表的な構成は、現像室と撹拌室を備え、現像剤を収容する現像容器と、像担持体に対向して回転可能に設けられ、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、回転することにより、前記現像室内の現像剤を長手方向の一方側から他方側に搬送する搬送部を有する第１搬送部材と、回転することにより、前記撹拌室内の現像剤を前記第１搬送部材とは逆の方向に搬送する搬送部を有する第２搬送部材と、前記現像室から前記撹拌室へ現像剤が受け渡される開口部と、を有し、前記現像室は前記攪拌室に対して、前記現像室内の現像剤が前記開口部から前記攪拌室へ落下可能に配置され、前記長手方向において、前記第１搬送部材に形成された搬送部の現像剤搬送方向の最下流の位置と前記現像容器の前記現像剤搬送方向の下流側の内壁面との間である端部領域には現像剤に搬送力を付与する搬送部が設けられていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤を搬送する搬送部材のロックや転写白抜けを抑制するとともに、現像剤担持体の現像剤担持領域端部における現像剤担持不良による画像不良を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係るプロセスカートリッジとその周辺の構成図である。
【図３】第１実施形態に係る現像装置の構成図である。
【図４】第１実施形態に係る開口部近傍における現像装置の構成図である。
【図５】第１実施形態に係る開口部近傍における現像装置の構成図である。
【図６】第１実施形態に係る開口部近傍における現像装置の構成図である。
【図７】第２実施形態に係る開口部近傍における現像装置の構成図である。
【図８】第３実施形態に係る開口部近傍における現像装置の構成図である。
【図９】従来の現像装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置１００の構成図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、４つの画像形成用のプロセスカートリッジＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有している。図２は本実施形態のプロセスカートリッジＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの１つとその周辺の構成図である。ＰａとＰｂ、Ｐｃ、Ｐｄは同様の構成であるので詳細の説明は省略する。
【００１２】
図１、図２に示すように、各プロセスカートリッジＰａ〜Ｐｄは画像形成装置本体に対して、着脱可能になっている。各プロセスカートリッジＰａ〜Ｐｄにおいて、帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにより帯電されたる感光ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにより画像情報に応じて露光され、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて各色のトナー像として現像される。各色のトナー像は、一次転写ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより中間転写ベルト１１上に重ねて一次転写される。一次転写後に感光ドラム１ａ〜１ｄに残留した転写残トナーは、クリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによりクリーニングされる。
【００１３】
一方、カセット１４に収容されたシートＰは、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト１１とのニップ部へ搬送され、トナー像を二次転写される。トナー像を二次転写されたシートＰは、定着装置９により加熱、加圧され、トナー像を定着され、装置外に排出される。二次転写後に中間転写ベルト１１に残留した転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニングブレード１３によりクリーニングされる。
【００１４】
（現像装置４ａ〜４ｄ）
現像装置４（４ａ〜４ｄ）は、現像容器４０有している。現像容器４０には、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤（現像剤）が収容されている。現像容器４０は、感光ドラム１ａ〜１ｄに対向した領域に開口部を有しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ（現像剤担持体）４１が回転可能に設けられている。
【００１５】
現像スリーブ４１の内部には磁界発生手段である固定のマグネット４２が配置されている。現像スリーブ４１は、規制部材４３により薄層化された現像剤を担持して搬送する。即ち、キャリアは、マグネット４２の発生する磁界によって現像スリーブ４１上に担持搬送される。キャリアには、摩擦帯電したトナーが表面に付着している。
【００１６】
図３は画像形成装置１００の上方から見た現像装置４ａ〜４ｄの構成図である。図２、図３に示すように、現像容器４０は、隔壁４６により現像室６１と撹拌室６２に区切られている。隔壁４６の長手方向の両端部には、開口部４６１、４６２が設けられている。現像室６１には、現像剤を搬送する第１搬送部材である第１撹拌スクリュー４４が現像スリーブ４１と対向するように設けられている。撹拌室内には、現像剤を搬送する第２搬送部材である第２撹拌スクリュー４５が設けられている。
【００１７】
スクリュー４４、４５によって、現像容器４０内に収容された現像剤が搬送され、開口部４６１、４６２を通して循環搬送される。第１撹拌スクリュー４４は、現像室６１内の現像剤を長手方向の一方側から他方側に搬送することにより、撹拌室６２へ現像剤を搬送しながら現像スリーブ４１へ現像剤を供給する。第２撹拌スクリュー４５は、撹拌室６２内の現像剤を第１撹拌スクリュー４４とは逆の方向に搬送することにより、現像室６１へ現像剤を搬送する。また、第２撹拌スクリュー４５の現像剤搬送方向Ｂの上流の現像容器４０の上方には、トナー補給用のトナー補給口４９が設けられている。
【００１８】
図４は画像形成装置１００の手前側から見た開口部４６２近傍における現像装置４の構成図である。図４に示すように、第１撹拌スクリュー４４は、第２撹拌スクリュー４５よりも重力方向上方に配置されている。本実施形態では、第１撹拌スクリュー４４の回転軸４４０の中心と第２撹拌スクリュー４５の回転軸４５０の中心を結んだ線Ｌと水平線Ｈとでなす角度αは２０°となっている。また、現像容器４０における開口部４６２に対向する底面４０２も水平線に対して角度２０°で傾斜した斜面となっている。すなわち、第１撹拌スクリュー４４により現像室６１を搬送されて開口部４６２に至った現像剤が、底面４０２を滑り落ちて撹拌室６２へ落下するように、現像室４１と撹拌室４２とが配置されている。
【００１９】
図５は本実施形態に係る画像形成装置１００の上方から見た開口部４６２近傍における現像装置４の構成図である。図５に示すように、第１撹拌スクリュー４４の回転軸４４０には、現像剤を矢印Ａ方向に搬送するための搬送部としての螺旋形状の羽根部材４４１が設けられている。第２撹拌スクリュー４５の回転軸４５０には、現像剤を矢印Ｂ方向に搬送するための搬送部としての螺旋形状の羽根部材４５１が設けられている。本実施形態において、回転軸４４０、４５０は、ともに外径５ｍｍである。羽根部材４４１、４５１は、ともに外径１４ｍｍであり、ともにスクリューピッチ１５ｍｍである。
【００２０】
現像容器４０の現像剤搬送方向（矢印Ａ方向）の下流側の内壁面４０１には、回転軸４４０、４５０を貫通させる穴部４０３が設けられている。穴部４０３のスクリュー長手方向外側は、現像容器４０からの現像剤漏れを防止するオイルシール（シール部材）４７によってシールされている。シール部材４７よりスクリューの長手方向外側に、回転軸４４０、４５０を支持するスベリ軸受け（支持部材）４８が設けられている。スベリ軸受けはＰＯＭを材料とする。回転軸４４０、４５０の一端には、スクリュー４４、４５を回転駆動させるための駆動ギア４４５、４５５が設けられている。本実施形態において、穴部４０３は穴径６．２ｍｍである。
【００２１】
現像スリーブ４１の両端側は、ベアリング（スリーブ支持部材）５０によって支持されている。現像スリーブ４１の一端には、現像スリーブ４１を回転駆動するための駆動ギア４１５が設けられている。現像駆動モータ（不図示）の駆動入力により、駆動ギア４１５、４４５、４５５、連結ギア５２を介して、現像スリーブ４１、スクリュー４４、４５が回転する。
【００２２】
現像スリーブ４１の表面は、粗し処理が施された現像剤担持領域４１１を有している。粗し処理は、現像スリーブ４１の長手方向において内壁面４０１の内側に対応する位置Ｆまで行われている。粗し処理により、現像剤を担持、搬送しやすくなっている。
【００２３】
マグネット４２は、位置Ｆよりも外側の位置Ｄまで設けられており、少なくとも位置Ｆまで所望の磁力が保証されるようにしている。位置Ｆには現像スリーブ４１に対して所定距離だけ離して磁性板５１が現像容器４０の内壁面４０１に固定されている。マグネット４２と磁性板５１により形成される磁力線に沿って磁性板５１上に現像剤の磁気穂が形成され、この磁気穂により現像スリーブ端部への現像剤の漏れを抑制している。これにより、現像スリーブ４１上の位置Ｆまで現像剤がコートされる。
【００２４】
羽根部材４４１は位置Ｆよりも内側の位置Ｅまで設けられている。開口部４６２は、位置Ｆより内側に位置し、少なくとも第１撹拌スクリュー４４に形成された羽根部材４４１の現像剤搬送方向の最下流の位置Ｅと、第１撹拌スクリュー４４による現像剤搬送方向の下流側の内壁面の位置Ｆの間（端部領域）には設けられている。これにより、現像容器４０の長手方向の長さを短くでき、現像装置４、画像形成装置１００の小型化を図ることができる。また、現像容器４０内の現像剤の循環経路を短くすることができ、現像剤面が低下することなく、現像剤の少量化を図ることができる。現像剤面の低下を抑制することにより、現像剤と現像スリーブ４１との距離が遠くなることを抑制し、マグネット４２による現像剤の汲み上げ不良に起因する現像剤担持不良を抑制できる。
【００２５】
本実施形態の現像装置４は、第１撹拌スクリュー４４の現像剤搬送方向（矢印Ａ方向）の最下流部である端部領域には現像剤に搬送力を付与する搬送部を設けていない。すなわち、前記端部領域には、羽根部材４４１や、従来の返し羽根部材４４２（図９参照）を設けていない。具体的には、位置Ｅから位置Ｆまでの間の端部領域Ｚは、回転軸４４０のみとなっている。本実施形態において、開口部４６２は、幅１５ｍｍとし、端部領域Ｚは長さ６ｍｍとした。
【００２６】
以上説明したように、撹拌室６２（第２撹拌スクリュー４５）が現像室６１（第１撹拌スクリュー４４）の下方に設けられ、開口部４６２の底面４０２が斜面となっており、これにより、第１撹拌スクリュー４４の羽根部材４４１により開口部４６２まで搬送された現像剤は、重力により現像室６１から撹拌室６２へ矢印Ｃ方向に落下する。これにより、羽根部材４４１によって搬送方向（矢印Ａ方向）に搬送されてくる現像剤によってシール部材４７にかかる圧力が低減される。また、シール部材４７より内側において、第１撹拌スクリュー４４に羽根部材４４１の無い箇所（端部領域Ｚ）を設けることにより、シール部材４７に対する搬送方向（矢印Ａ方向）の圧力が軽減する。
【００２７】
これらの効果により、現像スリーブ４１上に現像剤がコートされる位置Ｆの近傍まで現像剤が搬送されるが、シール部材４７にかかる搬送方校（矢印Ａ方向）の圧力は軽減でき、現像容器４０から支持部材４８への現像剤の漏れを抑制できる。このため、第１撹拌スクリュー４４の搬送方向（矢印Ａ方向）の最下流近傍における濃度薄や濃度ムラを抑制できる。また、支持部材４８への現像剤の漏れに起因するスクリュー４４、４５の回転が不可能となるスクリューロックや、白く画像が抜ける転写白抜けを抑制できる。
【００２８】
なお、本実施形態では、開口部４６２の底面４０２を角度２０°の斜面としたが、底面４０２の形状は、図６に示すような凸部４０２ａを設けた形状であっても良い。底面４０２に凸部４０２ａを設けることにより、スクリュー４４、４５の羽根部材４４１、４５１が直接接触しないデットスペースを少なくしている。これにより、デットスペースにおける現像剤の流動性が低下を抑制し、現像剤が底面４０２の斜面を滑り落ちずに不動層となることを抑制でき、現像剤を少量化しつつ、現像剤面の低下を抑制できる。
【００２９】
また、第１撹拌スクリュー４４と第２撹拌スクリュー４５との相互位置角度αの角度が大きくなった場合に、現像室６１から撹拌室６２へ重力によって現像剤が落下し過ぎないようにして、領域Ｚに適切な量の現像剤を保持し、濃度薄や濃度ムラを抑制できる。
【００３０】
［第２実施形態］
次に本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図７は本実施形態に係る画像形成装置１００の上方から見た開口部４６２近傍における現像装置４の構成図である。図７に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、上記第１実施形態の画像形成装置の領域Ｚ内（領域内）に、羽根部材４４１と同じ外径の板状部材である円盤４４３を設けたものである。円盤４４３は、第１撹拌スクリュー４４の回転軸４４０に軸支されている。円盤４４３は、外径１４ｍｍ、厚さ１．０ｍｍである。円盤４４３の位置Ｇと位置Ｆとの距離は２ｍｍとした。
【００３２】
円盤４４３は、シール部材４７より内側に、第１撹拌スクリュー４４の搬送方向（矢印Ａ方向）に対して垂直に設けられている。これにより、羽根部材４４１による現像剤の搬送力が円盤４４３によって抑えられるため、シール部材４７に対する矢印Ａ方向の圧力が軽減される。また、円盤４４３の位置Ｇまで搬送された現像剤は、マグネット４２の磁力により現像スリーブ４１表面に汲み上げられる際に、現像スリーブ長手方向に広がり、位置Ｆまでコートされる。
【００３３】
上記構成により、上記第１実施形態と同様に、現像容器４０から支持部材４８への現像剤の漏れを抑制できる。このため、第１撹拌スクリュー４４の搬送方向（矢印Ａ方向）の最下流近傍における濃度薄や濃度ムラを抑制できる。また、支持部材４８への現像剤の漏れに起因するスクリュー４４、４５の回転が不可能となるスクリューロックや、白く画像が抜ける転写白抜けを抑制できる。
【００３４】
［第３実施形態］
次に本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置の第３実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図８は本実施形態に係る画像形成装置１００の上方から見た開口部４６２近傍における現像装置４の構成図である。図８に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、上記第２実施形態の円盤４４３の外径を、羽根部材４４１の外径より小さく、穴部４０３の穴径より大きくしたものである。本実施形態において、円盤４４３は、外径１１ｍｍ、厚み１．０ｍｍとした。円盤４４３の位置Ｇと位置Ｆとの距離は２ｍｍとした。
【００３６】
以上説明したように、円盤４４３の外径を上記第２実施形態に比べて小さくする（羽根部材４４１の外径より小さくする）した。これにより、現像スリーブ４１と円盤４４３との対向部において、連れ回りを抑制できる。連れ回りとは、現像スリーブ４１にコートされた現像剤がマグネット４２の剥ぎ取り極Ｓ２で現像スリーブ４１から剥ぎ取られた後、円盤４４３によってマグネット４２の汲み上げ極Ｓ３によりすぐ汲み上げられてしまうことをいう。
【００３７】
連れ回りが起きると、現像部において静電潜像に対して現像した後のトナー濃度の低下した現像剤が、現像室内の再撹拌によるトナー濃度回復が行われない状態で再び現像スリーブにコートされてしまう。このため、連れ回り部の画像濃度が低下するという問題が発生する。
【００３８】
また、円盤４４３の外径を穴部４０３の穴径よりも大きくしたことにより、搬送方向（矢印Ａ方向）の現像剤の流れを堰き止めることができ、シール部材４７に対する矢印Ａ方向の圧力を軽減できる。
【００３９】
また、上記第１実施形態と同様に、現像容器４０から支持部材４８への現像剤の漏れを抑制できる。このため、第１撹拌スクリュー４４の搬送方向（矢印Ａ方向）の最下流近傍における濃度薄や濃度ムラを抑制できる。また、支持部材４８への現像剤の漏れに起因するスクリュー４４、４５の回転が不可能となるスクリューロックや、白く画像が抜ける転写白抜けを抑制できる。
【符号の説明】
【００４０】
Ｈ    …水平線
Ｌ    …線
Ｐ    …シート
Ｐａ〜Ｐｄ  …プロセスカートリッジ
Ｚ    …領域
１ａ〜１ｄ  …感光ドラム（像担持体）
４    …現像装置
１１  …中間転写ベルト
４０  …現像容器
４１  …現像スリーブ（現像剤担持体）
４４  …第１撹拌スクリュー
４５  …第２撹拌スクリュー
４６  …隔壁
４６１、４６２ …開口部
４７  …シール部材
４８  …支持部材
６１  …現像室
６２  …撹拌室
１００ …画像形成装置
４０２ …底面
４０２ａ …凸部
４０３ …穴部
４４０、４５０ …回転軸
４４１、４５１ …羽根部材
４４３ …円盤
【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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【図９】
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