(57)【要約】【課題】攪拌軸部材は、現像容器等に形成された、攪拌部材の回転中心である凹部との摺動により容器もしくは軸の削れ、トナー同士の融着等を懸念し、その対策として攪拌軸をＰＯＭ等の摺動部材もしくはＰＳに金属圧入としておりその結果、コストＵＰの一因となっていた。また、リサイクル時にも、容器の材料との分別作業に時間とコストを費やしていた。【解決手段】現像剤移動機構は、回転軸と前記回転軸と一体成形され、枠体により支持される回転軸摺動部から構成されている。回転軸摺動部は、回転軸の長手略端部に形成され、且つ長手端部を覆うように形成されている。回転軸は、ポリスチレン（PS）を代表としたスチレン樹脂組成物からなり回転軸摺動部は、ポリアセタール（POM）、摺動性を付与したポリスチレン、ポリカーボネート（PC)等、摺動性を有する樹脂組成物から構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱自在なカートリッジであって
現像剤を収納可能な枠体と
前記枠体内に現像剤移動機構を有し
前記現像剤移動機構は
回転軸と  
前記回転軸と一体成形され
前記枠体により支持される回転軸摺動部から構成されていることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記回転軸は、ポリスチレン（PS）を代表としたスチレン樹脂組成物からなり
前記回転軸摺動部は、ポリアセタール（POM）、摺動性を付与したポリスチレンポリカーボネート（PC)等、摺動性を有する樹脂組成物からなることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手端部に形成され、且つ長手端部の少なくとも一部を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記回転軸摺動部が形成される、前記回転軸の長手端部において、長手の末端部に対しその上流側（中央側）に、長手の軸に対する直行面における外形形状の内接円の直径φｄが前記末端部の外形の内接円の直径φDより小さい小径部を形成していることを特徴とする請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手端部に形成され、且つ長手端部の内部にも一部形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手端部に形成され、且つねじ形状を形成した長手端部の少なくとも一部を覆うよう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の何れか一項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手中央部に形成され、且つ長手中央部の少なくとも一部を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記回転軸摺動部材は、前記回転軸部材より成形時の収縮率が大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタや複写機等の電子写真方式を採用する電子写真画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジ及びカートリッジを構成する現像ユニット、クリーニングユニット、現像剤補給ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置は、電子写真プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター、電子写真ファクシミリ、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。またカートリッジとしては、現像剤を収納しかつその現像剤の、攪拌や搬送機構等を内蔵しカートリッジ化したもの、少なくとも像担持体を含む現像手段を一体的にカートリッジ化したもの、少なくとも現像剤担持体を含むクリーニング手段を一体的にカートリッジ化したもの、前記現像手段及びクリーニング手段を一体的にカートリッジ化したものが含まれる。
【０００３】
〜攪拌軸部材の材料及び構成〜
プロセスカートリッジにおいては、現像剤を収納している、現像剤容器や、現像剤担持体を支持する現像容器内等には、現像剤を搬送及び攪拌を行うための、トナー攪拌ユニットが設けられており従来、攪拌するためのシートを熱溶着等で固定した攪拌棒を、駆動手段により回転させることにより前記目的を達成している。
【０００４】
前記攪拌棒は、一つの材料より形成されているのが一般的であり、攪拌棒が回転する際に攪拌棒を支持する容器の軸受け部と摺動する攪拌軸の回転中心軸の削れを懸念し、攪拌棒（及び攪拌軸回転中心軸）に摺動性を有する材料で形成される場合の構成がある（特許文献１の図３及び本特許の従来例として記載した図１０参照。）。
【０００５】
攪拌棒の攪拌軸回転中心軸に、容器の軸受部の昇温を懸念し熱伝動の高い金属ピンを圧入している場合の構成がある（特許文献２の図１参照及び本特許の従来例として記載した図１１参照）。
【０００６】
〜環境対応〜
カートリッジを構成する各部品には、容器を構成するPS(ポリスチレン)をはじめ、駆動伝達手段としてギア等に用いているPOM(ポリアセタール)等、プラスチック部材だけでも、多くの種類（グレード）を用いている。そのため材料再生等リサイクルを考慮し、できる限り材料の種類の絞り込み（統合）を試みている（特許文献３の第３８項参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９９６２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１７６２号公報
【特許文献３】特開２００４−２７９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記攪拌棒が回転する際に攪拌棒を支持する容器の軸受け部と摺動する攪拌軸回転中心軸の削れを懸念した、対応策の構成とその課題を以下に示す。
【０００９】
攪拌棒と攪拌軸回転中心軸が一体となった摺動性を有する材料で形成される場合はカートリッジを構成するプラスチック部品の中で、容器に用いているHIPS(ハイインパクトポリスチレン)は、最も使用量が多く、カートリッジのリサイクルを行う際には、他の樹脂、金属と分別し、再度溶解し、ペレットを造り、容器を射出成形にて造っている。
【００１０】
その際、前記分別の精度を極限まで上げることで、HIPSの高純度取り出し（抽出）を達成している。ため、装置コスト、収率等に課題が有していた。また一般的にHIPS材に対し摺動性をもつPOM(ポリアセタール)等は材料コストも高いため部品単価が上がる、すなわちコスト高の一因となっていた。
【００１１】
攪拌棒に攪拌軸回転中心軸として金属ピンを圧入している場合は攪拌棒は容器と同じHIPSのため、HIPSの高純度取り出し（抽出）には、問題ないが、金属ピンを圧入する工程、金属ピンコストを考慮すると部品単価が上がる、すなわちコスト高の一因となっていた。
【００１２】
本発明の目的は、攪拌軸ユニットにおいて、POM(ポリアセタール)等の摺動部材の、カートリッジを構成する部品使用量（使用率）を減らし、容器と同様前記HIPSに統合することでリサイクル時のHIPS以外の材料の混入比率を下げることが出来る。その結果、出来る限り、攪拌軸ユニットのコストを上げないことにある。
【００１３】
カートリッジのリサイクル時に、摺動部が、攪拌ユニット等の部材より簡単に分離することが出来、その結果上記同様リサイクル時のHIPS以外の材料の混入比率を下げることが出来る構成を、カートリッジに用いることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的は達成するために、請求項１に係るカートリッジは、
画像形成装置に着脱自在なカートリッジであって
現像剤を収納可能な枠体と前記枠体内に現像剤移動機構を有し
前記現像剤移動機構は回転軸と前記回転軸と一体成形され
前記枠体により支持される回転軸摺動部から
構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係るカートリッジは、
請求項１に記載のカートリッジにおいて、
前記回転軸は、ポリスチレン（PS）を代表としたスチレン樹脂組成物からなり、前記回転軸摺動部は、ポリアセタール（POM）、摺動性を付与したポリスチレンポリカーボネート（PC)等、摺動性を有する樹脂組成物からなることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係るカートリッジは、
請求項１又は請求項２に記載のカートリッジおいて、
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手略端部に形成され、且つ長手端部の少なくとも一部を覆うように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係るカートリッジは、
請求項３に記載のカートリッジおいて、
前記回転軸摺動部が形成される、前記回転軸の長手略端部には、長手の末端部に対しその上流側（中央側）に、長手の軸に対する直行面の外径より小さい外径の部位があることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係るカートリッジは、
請求項１又は請求項２に記載のカートリッジおいて、
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手略端部に形成され、且つ長手端部の内部にも一部形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に係るカートリッジは、
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のカートリッジおいて、
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手略端部に形成され、且つねじ形状を形成した長手端部の少なくとも一部を覆うように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に係るカートリッジは、
請求項１又は請求項２に記載のカートリッジおいて、
前記回転軸摺動部は、前記回転軸の長手略中央部に形成され、且つ長手中央部の少なくとも一部を覆うように形成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に係るカートリッジは、
請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載のカートリッジおいて、
前記回転軸摺動部材は、前記回転軸部材より成形時の収縮率が大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るカートリッジによれば、攪拌軸ユニットにおいて、POM(ポリアセタール)等の摺動部材の、カートリッジを構成する部品使用量（使用率）を減らし、容器と同様前記HIPSに統合することでリサイクル時のHIPS以外の材料の混入比率を下げることが出来る。その結果、出来る限り、攪拌軸ユニットのコストを上げないことができる。カートリッジのリサイクル時に摺動部が、攪拌ユニット等の部材より簡単に分離することが出来、その結果上記同様リサイクル時のHIPS以外の材料の混入比率を下げることが出来る構成を、カートリッジに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係るカートリッジの断面図
【図２】本発明に係るカートリッジの主断面図
【図３】本発明に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の主断面図
【図４】本発明の実施の形態に係るカートリッジの断面図
【図５】本発明の実施の形態に係るカートリッジの部分断面図
【図６】本発明の実施の形態に係るカートリッジの部分断面図
【図７】本発明の実施の形態に係るカートリッジの部分断面図
【図８】本発明の実施の形態に係るカートリッジの部分断面図
【図９】本発明の実施の形態に係るカートリッジの部分断面図
【図１０】従来の実施の形態に係るカートリッジの部分断面図（１）
【図１１】従来の実施の形態に係るカートリッジの部分断面図（２）
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて更に詳しく説明する。尚、以下の説明において長手方向とは、現像剤担持体、像担持体の軸線方向を指している。
【００２５】
［実施例１］
〔カートリッジ及び画像形成装置本体の説明〕
図１に、本発明に係るカートリッジの概略部品構成断面図を示す。図２に、本発明に係るカートリッジの主断面図を示す。図３に、本発明に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という）の主段面図を示す。
カートリッジには、以下の４タイプが存在する。
【００２６】
タイプ１：現像剤を収納する現像剤容器と、現像剤を現像剤容器内から放出するための現像剤搬送部材を備える現像剤ユニットからなるカートリッジ。
【００２７】
タイプ２：前記現像剤ユニットと、開口部を備える現像容器と、前記開口部に設けられて現像剤を担持する現像剤担持体と現像剤担持体に担持された現像剤の厚さを規制する規制部材を備える現像ユニットからなるカートリッジ。
【００２８】
タイプ３：電子写真感光体ドラムと前記電子写真感光体ドラムを回動可能に支持するクリーニング容器と前記感光体ドラムに付着する現像剤を除去するためのクリーニング部材を備えるクリーニングユニットからなるカートリッジ。
【００２９】
タイプ４：前記現像ユニットと前記クリーニングユニットを含むカートリッジ。
【００３０】
本発明は、いずれのカートリッジにおいても適用可能であるが今回はタイプ４のカートリッジを用いて詳細の説明を行う。
【００３１】
まずは、図２及び図３を用いて画像形成装置及び画像形成装置内のカートリッジについて説明する。
カートリッジBは、図３に示す画像形成装置Aに装着されて画像形成に用いられる。画像形成は装置下部に装着された給紙カセット3から搬送ローラ3cによってシート（紙）2を搬送し、このシート搬送と同期して、感光体ドラム7に露光装置1から選択的な露光をして潜像を形成する。
【００３２】
その後、トナー収納容器11に収納した磁性トナー及び磁性体からなるキャリアを混合した2成分トナーなどのトナーを、トナー収納容器11内のトナー搬送部材11cにより現像容器12内の現像室12bに搬送し、現像室12b内の現像室内撹拌部材12aにて撹拌し、現像容器12に支持された現像ブレード9dにより現像ローラ9c表面に薄層担持し、現像剤担持体である現像ローラ9cに現像バイアスを印加することによって、潜像に応じてトナーを供給する。このトナー像を転写ローラ4へのバイアス電圧印加によって搬送されるシート2に転写し、そのシート2を定着装置5へ搬送して画像定着し、排紙ローラ3gによって装置上部の排出部6に排出する。
【００３３】
感光体ドラム上の転写残トナーは、クリーニングブレード10aにより除去された後、クリーニング容器13内の廃トナー送り部材10dにより、廃トナー室13a 内に蓄積される。
【００３４】
〔現像ユニット〕
図１から図３を用いて本発明である現像ユニットDの構成を更に説明する。
現像ユニットは、現像剤を収納している現像剤容器11を含む現像剤ユニットTと、前記現像剤を担持する現像剤担持体を含む現像プロセスを支持する現像容器12等より構成されている。前記現像容器12とトナー収納容器11は、溶着部12cにおいて一体化されている。前記現像剤ユニットTは、トナーの収納はもちろんのこと、トナーを現像室12bへ搬送するトナー搬送部材11cをトナー収納容器11内で回転自在に保持する撹拌軸11dと、前記撹拌軸11dとスナップフィットやカップリング等により連結され、画像形成装置Aから直接、もしくはカートリッジ内より駆動伝達を受け、前記撹拌軸11dを図中矢印方向に回転させる撹拌ギア14等により構成されている。
【００３５】
前記撹拌ギア14は、トナー収納容器11の撹拌ギア軸受部11aにて回転可能に支持されている。前記撹拌ギア14の前記撹拌ギア軸受部11aと摺動する部位は、前記撹拌ギアに一体成形することで一体化された、撹拌摺動部14aである。また、前記撹拌軸11dの長手の前記撹拌ギア14と連結した部位の反対側（他端）には、前記撹拌軸11dを前記撹拌ギア14の回転中心軸と同軸で、トナー収納容器11の撹拌軸受部11eと摺擦する撹拌回転軸11bを形成している。
【００３６】
図５〜図８を用いて、前記撹拌軸11dの端部である撹拌回転軸11bの構成例をいくつか説明する。図５（ａ）に記載の例は、前記撹拌回転軸11bは、前記撹拌軸11dの長手略端部に形成され、撹拌回転軸11bを保持する撹拌回転軸保持部11d1の少なくとも一部を覆うように形成されている。
【００３７】
その際、前記撹拌回転軸保持部材11d1は長手の末端部に対しその上流側（中央側）に、長手の軸に対する直行面における外形の内接円の直径φｄが前記末端部の外形の内接円の直径φDより小さい小径部11d2を形成している。前記小径部11d2も摺動部材で覆うことで撹拌回転軸11bを形成している。前記構成とすることで、まず始めに成形した撹拌軸11d（撹拌回転軸保持部11d1）に対し、後より２色成形、インサート成形等により成形する撹拌回転軸11bが使用環境で抜ける（脱落する）のを防止することが出来る。
【００３８】
図６（ａ）に記載の例は、図５（ａ）に記載の例と異なり、撹拌回転軸11bの抜け留めとなる小径部11d2が無い。そのため撹拌回転軸11bと撹拌回転軸保持部11d1との結合力は、後で成形した撹拌回転軸11bの成形後の成形収縮量（収縮率）と樹脂材料の相溶性で決定される。
【００３９】
相溶性により結合力を確保する場合は、撹拌軸11dをHIPS(ハイインパクトポリスチレン)とした場合は、撹拌回転軸11bは撹拌軸11dと同種のスチレン系樹脂組成物である摺動性を有するPS（ポリスチレン）を採用するのが望ましい。
【００４０】
前記、スチレン系樹脂組成物には、ポリスチレンを含む材料である  ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）変性PPE 等も含まれる。収縮量（収縮率）により結合力を確保する場合の撹拌回転軸11bは、摺動性を有するPOM（ポリアセタール）が好ましい。摺動性を有する材料の中では収縮率が約2.5%と高いためである。
【００４１】
図７（ａ）に記載の撹拌回転軸11bは、前記撹拌軸11dの長手略端部に形成され、且つ長手端部の内部11d3にも一部形成されている。この場合、図６（ａ）での説明と同様、相溶性のある部材どうしであれば、部材間の結合力は問題ない。但し、相溶性が無い部材どうしの場合は、前記に記載の収縮量（収縮率）による結合力は期待出来ない。
【００４２】
そのため、図６（ａ）での実施例とは異なり、収縮量（収縮率）の小さい材料を用いるか、もしくは成形時の保持圧力を高め材料の収縮量を低減することで、製品上必要な結合力を得ることができる。
【００４３】
図８（ａ）に記載の撹拌回転軸保持部11d1は、ねじ形状で形成されている。前記ねじ形状は図５（ａ）と同様、後に成形する撹拌回転軸11bの抜け留めになっている。図１、図９に示した前記撹拌ギア14及び撹拌ギアに一体成形された撹拌摺動部14aは、前記図６（ａ）で説明した撹拌回転軸保持部11d1が撹拌ギア14に相当し、撹拌回転軸11bが撹拌摺動部14aに相当し同様の構成及び効果を用いているが、図５（ａ）、図８（ａ）の構成を用いてももちろんかまわない。
【００４４】
図２、図３に示す現像室12b内のトナー撹拌機構である現像室内撹拌部材12aにおいても、その回転ギア（不図示）及び回転軸部（不図示）においても前記の構成を用いることで、その効果を得る
ことが出来る。
【００４５】
〔クリーニングユニット〕
図２、図３に示す、クリーニング容器13内の廃トナー送り部材10dにおいても、前記現像室内撹拌12a同様、その回転ギア（不図示）及び回転軸部（不図示）においても前記の構成を用いることで、その効果を得ることが出来る。
【００４６】
図４を用いて、前記図２、図３を用いて説明した以外のクリーニングユニットについて説明する。カートリッジBが長寿命で廃トナー容量が大きいクリーニング容器13の場合には、図のように廃トナー室13aに廃トナー搬送用のスクリュ45を設け、廃トナー室13aに効率良く廃トナーを溜めている。この場合の搬送スクリュにおいても、クリーニング容器13と摺動する部位においてはその回転ギア（不図示）及びスクリュ回転軸部45aにおいても前記の構成を用いることで、その効果を得ることが出来る。
【００４７】
〔リサイクル〕
これまで述べてきた、攪拌軸ユニットを例とする、撹拌軸11dはクリーニング容器13と同じ材料であるPS（ポリスチレン）を用い、端部でクリーニング容器13の撹拌軸受部11eとの摺動部である撹拌回転軸11bのみPOM(ポリアセタール)等の摺動部材を用いたことで、カートリッジを構成するPS材以外の材料使用率を減らし容器と同様前記HIPSに統合したことでリサイクル時のHIPS以外の材料の混入比率を下げることが出来る。
【００４８】
またカートリッジのリサイクル工程時においても図５（ｂ）に記載の構成では、カートリッジを回収し、クラッシュし材料分別を行う際、前記撹拌軸11dの小径部11d2が、他の部位に対し細く強度が弱いため、小径部11d2近傍で撹拌軸11dと撹拌回転軸11bを保持した撹拌回転軸保持部11d1とが分離する。
【００４９】
図６（ｂ）に記載の例は、回収したカートリッジを回収し、カートリッジ全体もしくは、クラッシュし材料分別を行う際に前記を高温環境下に入れることでスチレン系樹脂組成物であるPS（ポリスチレン）を採用した撹拌軸11d（撹拌回転軸保持部11d1）に対し、結晶化樹脂であり高温環境下においては再結晶をすることで再度収縮するPOM（ポリアセタール）からなる撹拌回転軸11bは、図中一点鎖線で記した、撹拌回転軸11bの略肉厚中心に対し図中小矢印のように収縮する。これにより撹拌回転軸保持部11d1の外径と、撹拌回転軸11bの内径の間に隙間を生じ、大矢印の方向に撹拌回転軸11bを抜くことが容易にできる。
【００５０】
前記高温環境下とは、撹拌回転軸11bに採用する材料により異なるが、POM(ホ゜リアセタール)の場合は約130℃の環境下では、前記効果を得ることができる。撹拌軸11dで用いたPSの融点約150℃以下である必要がある。これは、前記2次結晶での高温環境で分離する際、軸が軟化してしまうと分離が困難になってしまうことを懸念してのことである。
【００５１】
図７（ｂ）、図９（ｂ）に記載の例も、図６（ｂ）に記載の例と同様の方法により、大矢印の方向に撹拌回転軸11b、撹拌摺動部14aを抜くこと（分離すること）が容易にできる。図８（ｂ）に記載の例は、撹拌回転軸11bを、図中の通り回転させることで撹拌軸11dの撹拌回転軸保持部11d1から分離することが出来る。
【００５２】
上記の構成及び方法により撹拌軸11dの容器との摺動部であり摺動性を有する部材を用いた撹拌回転軸11bが、攪拌ユニット等の部材より簡単に分離することが出来るため、その結果上記同様、リサイクル時のHIPS以外の材料の混入比率を下げることが出来る構成とすることができた。
【符号の説明】
【００５３】
１  露光装置、２  シート（紙等）、３  給紙カセット、３c  搬送ローラ、
３g  排紙ローラ、４  転写ローラ、５  定着装置、６  排出部、７  感光体ドラム、
８  帯電ローラ（帯電手段）、９ｃ  現像ローラ（現像剤担持体）、
９ｄ  現像ブレード（現像剤規制部材）、１０ａ  クリーニングブレード、
１０ｄ  廃トナー送り部材、１１  トナー収納容器、１１ａ  撹拌ギア軸受部、
１１ｂ  撹拌回転軸、１１ｄ１  撹拌回転軸保持部、１１ｄ２  小径部、
１１ｄ３  内部、１１ｃ  トナー搬送部材、１１ｄ  撹拌軸、１１ｅ  撹拌軸受部、
１２  現像容器、１２ａ  現像室内撹拌部材、１２ｂ  現像室、１２ｃ  溶着部、
１２ｄ  開口部、１３  クリーニング容器、１３ａ  廃トナー室、１４  撹拌ギア、
１４ａ  撹拌摺動部、５０  ねじ、１１１ｄ  従来の撹拌棒、
１１１ｂ  従来の撹拌回転軸、１２１  従来の容器（枠体）、１３１  金属ピン、
Ａ  画像形成装置本体、Ｂ  カートリッジ、Ｃ  クリーニングユニット、
Ｄ  現像ユニット、Ｅ  従来の現像剤ユニット、Ｔ  現像剤ユニット、４５  スクリュ、
４５ａ  スクリュ回転軸部
【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】
2017138420.tif 000008
【図７】
2017138420.tif 000009
【図８】
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【図９】
2017138420.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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