(57)【要約】【課題】転写材上の液体現像剤像を定着強度ムラ、光沢ムラの発生を防止して定着する定着装置とそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】定着装置において、転写手段により液体現像剤像が転写された転写材を定着する第１の定着ローラと、前記第１の定着ローラで定着された転写材を定着するｎ（ｎ≧２の整数）個の定着ローラと、を有し、前記第１の定着ローラはローラの軸方向に延在とする溝を有する基部と、前記基部上に配された樹脂層または弾性材層を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写手段により液体現像剤像が転写された転写材を定着する第１の定着ローラと、
前記第１の定着ローラで定着された転写材を定着するｎ（ｎ≧２の整数）個の定着ローラと、
を有し、
前記第１の定着ローラはローラの軸方向に延在とする溝を有する基部と、
前記基部上に配された樹脂層または弾性材層を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記溝の形状を１方向の螺旋状とした請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記溝の形状を両方向の螺旋状とした請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記溝の形状をクロスハッチ形状とした請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記樹脂層または弾性材層の厚さを前記溝の深さより厚くした請求項１〜４のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１の定着ローラ表面の液体現像剤に対する接触角を、下流の定着ローラ表面の液体現像剤に対する接触角より小さくした請求項１〜５のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１の定着ローラは駆動伝達手段有し、該第１の定着ローラの溝形をキャリアが駆動側とは逆方向に流れるようにした請求項１、２、４〜６のいずれか１つに記載の定着装置。
【請求項８】
回転可能に設けられかつ静電潜像が形成される潜像担持体と、
前記静電潜像を液体現像剤で現像して前記潜像担持体上に液体現像剤像を形成する現像装置と、
前記潜像担持体上の液体現像剤像を中間転写ベルトに転写する一次転写装置と、
前記中間転写ベルト上の液体現像剤像を転写材に転写する二次転写装置と、
転写材上の液体現像剤像を定着する定着装置と、
を少なくとも備え、
前記定着装置として、前記請求項１〜７のいずれか１つに記載の転写装置を搭載し、
かつ、前記中間転写ベルトにキャリア回収機構を配した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、転写材に転写された液体現像剤像を加熱定着する定着装置とそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写材上に転写された液体現像剤像を熱定着するための定着装置として、転写材搬送方向の上流側から下流側方向に順に、溶媒析出手段としてのプレ加熱部、キャリア除去手段としてのキャリア除去部、加熱定着手段としての加熱定着部を配した定着装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１６７４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来技術の定着装置においては、プレ加熱手段の表層がフッ素コート系、ＰＶＦＥコートなどの表面エネルギーの低い材料で形成されているため、ムラ状にキャリアが噴出し、キャリア浸透量にムラを生じ、加熱定着部を通過後に定着強度ムラ、または、光沢ムラが発生する場合がある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、転写材上の液体現像剤像を定着強度ムラ、光沢ムラの発生を防止して定着する定着装置とそれを備えた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】
【０００５】
本第１発明は、定着装置において、転写手段により液体現像剤像が転写された転写材を定着する第１の定着ローラと、前記第１の定着ローラで定着された転写材を定着するｎ（ｎ≧２の整数）個の定着ローラと、を有し、前記第１の定着ローラはローラの軸方向に延在とする溝を有する基部と、前記基部上に配された樹脂層または弾性材層を有することを特徴とする。第１の定着ローラの加熱によりキャリアを析出させるとともに、第１の定着ローラの表層に形成された溝により析出したキャリアをローラ端部に掻き出すことにより転写材上にキャリアが斑状に残ることを防止できる。その結果、定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。また、下流の定着によりトナーを十分に溶融させることで定着率を確保できる。
【０００６】
本第２発明は、本第１発明の定着装置において、前記溝の形状を１方向の螺旋状としたものである。連続的に溝が存在するため、キャリアの掻き出し効率が向上し、キャリアの掻き出し効果を高めることができる。
【０００７】
本第３発明は、本第１発明の定着装置において、前記溝の形状を両方向の螺旋状としたものである。キャリアの掻き出しがローラの両端部方向に行われるため、キャリアの掻き出し効果を高めることができる。
【０００８】
本第４発明は、本第１発明の定着装置において、前記溝の形状をクロスハッチ形状としたものである。キャリアの掻き出し効率が向上し、キャリアの掻き出し効果を高めることができる。
【０００９】
本第５発明は、本第１〜第４発明のいずれかの定着装置において、前記樹脂層または弾性材層の厚さを前記溝の深さより厚くしたものである。第１の定着ローラの表面は、空転時平滑でローラの摩耗を少なくすることができ、通紙時は押圧によって溝形状が浮き出しキャリアをローラ端部に掻き出すことができる。
【００１０】
本第６発明は、本第１〜第５発明のいずれかの定着装置において、前記第１の定着ローラ表面の液体現像剤に対する接触角を、下流の定着ローラ表面の液体現像剤に対する接触角より小さくしたものである。析出キャリアが第１の定着ローラ表面と馴染みやすくなり、キャリアの掻き出し効率が向上する。
【００１１】
本第７発明は、本第１、第２、第４〜第６発明のいずれかの定着装置において、前記第１の定着ローラは駆動伝達手段有し、該第１の定着ローラの溝形をキャリアが駆動側とは逆方向に流れるようにしたものである。転写材上に析出したキャリアを駆動側とは逆方向に流すことにより、キャリアが駆動部のギア列等を浸漬し、ギアを劣化させることを回避することができる。
【００１２】
本第８発明は、画像形成装置において、回転可能に設けられかつ静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像を液体現像剤で現像して前記潜像担持体上に液体現像剤像を形成する現像装置と、前記潜像担持体上の液体現像剤像を中間転写ベルトに転写する一次転写装置と、前記中間転写ベルト上の液体現像剤像を転写材に転写する二次転写装置と、転写材上の液体現像剤像を定着する定着装置と、を少なくとも備え、前記定着装置として、本第１〜７発明のいずれかの転写装置を搭載し、かつ、前記中間転写ベルトにキャリア回収機構を配したことを特徴とする。中間転写ベルトのキャリア回収機構により、中間転写ベルト上のトナー層含有キャリア量を低減することができ、その後、二次転写、定着でのムラ状キャリアの噴出を低減でき、定着装置で析出したキャリアをローラ端部に掻き出すことにより転写材上にキャリアが斑状に残ることを防止できる。その結果、定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。
【００１４】
図１に示すように、この例の画像形成装置は、タンデムに配置されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の潜像担持体である感光体２００Ｙ,２００Ｍ,２００Ｃ,２００Ｋを備えている。ここで、各感光体２００Ｙ,２００Ｍ,２００Ｃ,２００Ｋにおいて、２００Ｙはイエローの感光体、２００Ｍはマゼンタの感光体、２Ｃ００はシアンの感光体、２００Ｋはブラックの感光体を表す。また、他の部材についても同じように、部材の符号にそれぞれ各色のＹ,Ｍ,Ｃ,Ｋを添えて各色の部材を表す。各感光体２００Ｙ,２００Ｍ,２００Ｃ,２００Ｋは、図１に示す例ではいずれも、感光体ドラムから構成されている。画像形成ステーションの構成は同様であるので、以下、イエロー画像形成ステーションについて説明する。
【００１５】
感光体２００Ｙは、作動時に図１に矢印ａで示すように時計回りに回転するようにされている。感光体２００Ｙの周囲には、それぞれ、それらの回転方向上流側から順に、帯電部材３００Ｙ、露光装置４００Ｙ、現像装置１８０Ｙ、感光体スクイーズ装置３６０Ｙ、一次転写装置３９０Ｙ、除電装置８００Ｙが配されている。
【００１６】
また、画像形成装置は、中間転写媒体である無端状の中間転写ベルト１００を備えている。この中間転写ベルト１００は図示しないモータの駆動力が伝達される駆動ローラ１６２および従動ローラ４９２に張架されて図１において矢印ｂに示される反時計回りに回転可能に設けられている。また、駆動ローラ１６２と従動ローラ４９２は互いに各感光体２００（Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ）のタンデム配置方向に沿って離間して配設されている。更に、中間転写ベルト１００は従動ローラ４９２に所定のテンションが付与されて、たるみが除去されるようになっている。
【００１７】
一次転写装置３９０Ｙより中間転写ベルト１００の回転方向下流側の一次転写装置３９０Ｙの近傍には、中間転写ベルトスクイーズ装置１１０Ｙが配設されている。更に、中間転写ベルト１００のベルト駆動ローラ１６２側には二次転写装置１６０が設けられ、また中間転写ベルト１００の従動ローラ４９２側には中間転写ベルトクリーニング装置４９０が設けられている。
【００１８】
なお、図示しないが、この例の画像形成装置は、二次転写を行う従来の一般的な画像形成装置と同様に、二次転写装置１６０より用紙搬送方向上流側に例えば紙等の用紙を収納する用紙収納装置と、この用紙収納装置からの用紙を二次転写装置１６０へ搬送供給するレジストローラ対とを備えている。また、この画像形成装置は、二次転写装置１６０より用紙搬送方向下流側に定着装置５００および排紙トレイを備えている。
【００１９】
帯電部材３００Ｙは、図示しない電源装置から液体現像剤の帯電極性と同極性のバイアスがそれぞれ印加される。そして、帯電部材３００Ｙは、感光体２００Ｙを帯電するようになっている。また、露光装置４００Ｙは、それぞれ、帯電された感光体２００Ｙ上に、例えばレーザ走査光学系等からレーザ光を照射することによって静電潜像を形成するようになっている。
【００２０】
現像装置１８０Ｙは、現像剤供給部と、現像ローラ１８４Ｙと、トナー帯電用コロナ帯電器１８６Ｙを備えている。
【００２１】
現像剤供給部は、トナー粒子および不揮発性液体キャリアからなる液体現像剤を収納する現像剤容器と、攪拌ローラ１８２Ｙと、アニロクスローラ１８３Ｙと、現像剤規制ブレード１８５Ｙとを備えている。
【００２２】
現像剤容器内に収納される液体現像剤において、トナーとしては、トナーに使用される公知の熱可塑性樹脂中へ同じく公知の顔料等の着色剤を分散させた例えば平均粒径１μｍの粒子を用いることができる。液体キャリアとして、高粘性高濃度の液体現像剤の場合は、例えば、シリコーンオイル、鉱物油など、トナーの帯電を逃がさない絶縁油であればどのようなものを使用しても良い。
【００２３】
攪拌ローラ１８２Ｙは、現像剤容器内の液体現像剤を均一に攪拌しアニロクスローラ１８３Ｙに供給するローラである。アニロクスローラ１８３Ｙは、円筒状の部材で表面に微細かつ一様に螺旋状の溝を形成したローラである。溝の寸法は、例えば、溝ピッチが約１７０μｍ、溝深さが約３０μｍに設定される。もちろん、溝の寸法はこれらの値に限定されることはない。アニロクスローラ１８３Ｙは、現像ローラ１８４Ｙと同じ方向で図１において矢印で示す反時計まわりに回転するようにされている。なお、アニロクスローラ１８３Ｙは、現像ローラ１８４Ｙと連れ回りで回転するようにすることもできる。すなわち、アニロクスローラ１８３Ｙの回転方向は、限定されず任意である。
【００２４】
現像剤規制ブレード１８５Ｙは、それぞれ、アニロクスローラ１８３Ｙの表面に当接して設けられている。現像剤規制ブレード１８５Ｙは、アニロクスローラ１８３Ｙの表面に当接する、ウレタンゴム等からなるゴム部と、このゴム部を支持する金属等の板とから構成されている。そして、現像剤規制ブレード１８５Ｙは、アニロクスローラ１８３Ｙの溝部以外の表面に付着する液体現像剤をゴム部で掻き落として除去する。したがって、アニロクスローラ１８３Ｙは、溝部内に付着する液体現像剤のみを現像ローラ１８４Ｙに供給するようになっている。
【００２５】
現像ローラ１８４Ｙは、例えば鉄等金属シャフトの外周部に、導電性ウレタンゴム等の弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。現像ローラ１８４Ｙは感光体２００Ｙに当接され、かつ図１において矢印で示すように反時計まわりに回転するようにされている。
【００２６】
トナー帯電用コロナ帯電器１８６Ｙは、電圧を印加されて、固形分トナー粒子のプラス帯電促進、及び現像ローラ１８４Ｙ上に固形分トナー粒子を押し付ける機能を有する。
【００２７】
感光体スクイーズ装置３６０Ｙは、感光体２００Ｙと現像ローラ１８４Ｙとの当接部（ニップ部）より感光体２００Ｙの回転方向下流側に設置されている。そして、感光体スクイーズ装置３６０Ｙは、感光体２００Ｙ上の液体キャリアを除去するようになっている。
【００２８】
一次転写装置３９０Ｙは、中間転写ベルト１００を感光体２００Ｙに当接させる一次転写用のバックアップローラを備えている。バックアップローラは、トナー粒子の帯電極性と逆極性の例えば約−２００Ｖが印加されて、感光体２００Ｙ上のイエローナー像（液体現像剤像）を中間転写ベルト１００に一次転写する。
【００２９】
除電装置８００Ｙは、矢印方向に光照射を行い、感光体２００Ｙの残留電荷を除去する。
【００３０】
中間転写ベルトスクイーズ装置１１０Ｙは、中間転写ベルトスクイーズローラ１１２Ｙに、中間転写ベルト１００を介してバックアップローラ１１１Ｙが当接した構成であり、中間転写ベルトスクイーズローラ１１２Ｙに固形分トナーと同極性のバイアスを印加し、固形分トナーを中間転写ベルト１００に押し付ける仕組みになっている。中間転写ベルトスクイーズローラ１１２Ｙに付着したキャリアを不図示のブレードで掻き取り、キャリア分は回収し、不図示の装置でトナー貯留槽１８１Ｙに戻す。
【００３１】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色毎に順次一次転写を実施し、中間転写ベルト１００上にフルカラーの液体現像剤像を形成する。
【００３２】
図示しない給紙カセットから用紙が給紙され、矢印ｃ方向へ二次転写装置１６０に突入し、フルカラーの液体現像剤像が中間転写ベルト１００から用紙に転写される。
【００３３】
二次転写後の中間転写ベルト１００をクリーニングするために、従動ローラ４９２側に中間転写ベルトクリーニング装置４９０が配置される。中間転写ベルトクリーニングローラ４９１が中間転写ベルト１００を介して従動ローラ４９２に当接する。中間転写ベルトクリーニングローラ４９１には、バイアスが印加され、中間転写ベルト１００上の残留トナーを静電吸着により除去する。
【００３４】
矢印ｄ方向に排出された用紙上のフルカラーの液体現像剤像は定着装置５００を通過して、矢印ｆ方向に定着、排出される。
【００３５】
図２は、本発明の定着装置５００の一実施形態を示す図である。定着装置５００は、液体現像剤像１が転写された転写材２の搬送方向の上流側に配された第１定着ローラ５０１と、第１加圧ローラ５１１から構成される第１の定着手段と、その下流側に配された第２定着ローラ５２１と第２加圧ローラ５３１から構成される第２定着手段を有する。この実施形態では、第２定着手段であるが、定着をより完全に実施するための第３・・第ｎ定着手段を配置しても良い。
【００３６】
第１定着ローラ５０１（直径６０ｍｍ、有効長さ３３０ｍｍ）は、第１定着ローラ芯金５０４（アルミ合金、２ｍｍ厚）上にフッ素樹脂コート５０２を塗装焼成し、第１定着ローラ芯金５０４内に第１定着ローラ加熱源５０５（ハロゲンランプ、７００Ｗ）が配されたハードローラである。第１定着ローラ芯金５０４は、アルミ合金以外、例えば、アルミ、ステンレス、鉄等の材料で形成しても良い。
【００３７】
第１加圧ローラ５１１（直径６０ｍｍ、有効長さ３３０ｍｍ）は、第１加圧ローラ芯金５１４（アルミ合金、２ｍｍ厚）に第１加圧ローラ弾性層５１３（シリコーンゴム、２ｍｍ厚）、第１加圧ローラ表層５１２（ＰＦＡ、１００ｕｍ厚）が被覆され、第１加圧ローラ芯金５１４内に第１加圧ローラ加熱源５１５（ハロゲンランプ、３００Ｗ）が配される。
【００３８】
第２定着ローラ５２１（直径６０ｍｍ、有効長さ３３０ｍｍ）は、第２定着ローラ芯金５２４（アルミ合金、２ｍｍ厚）に第２定着ローラ弾性層５２３（シリコーンゴム、２ｍｍ厚）、第２定着ローラ表層５２２（ＰＦＡ、１００ｕｍ厚）が被覆され、第２定着ローラ芯金５２４内に第２定着ローラ加熱源５２５（ハロゲンランプ、７００Ｗ）が配される。
【００３９】
第２加圧ローラ５３１（直径６０ｍｍ、有効長さ３３０ｍｍ）は、第２加圧ローラ芯金５３４（アルミ合金、２ｍｍ厚）に第２加圧ローラ弾性層５３３（シリコーンゴム、２ｍｍ厚）、第２加圧ローラ表層５３２（ＰＦＡ、１００ｕｍ厚）が被覆され、第２加圧ローラ芯金５３４内に第２加圧ローラ加熱源５３５（ハロゲンランプ、３００Ｗ）が配される。
【００４０】
図３は、第１定着ローラ５０１の第１定着ローラ芯金５０４の表面には軸方向に延在する溝３が刻設され、その上に溝３に深さより厚いフッ素樹脂コート５０２がコーティングされている。
【００４１】
図４に示されるように、通紙がない空転時は、フッ素樹脂コート５０２は平滑な状態で摩擦も少なく対向する第１加圧ローラ５１１との摩擦も少なく、第１加圧ローラ５１１の摩耗を低減することができる。
【００４２】
図５に示されるように、通紙時は、第１定着ローラ５０１の表面のフッ素樹脂コート５０２が押圧され、第１定着ローラ芯金５０４の表面に刻設された軸方向に延在する溝３が浮き出し、析出したキャリアをローラ端部に掻き出すことにより転写材上にキャリアが斑状に残ることを防止できる。その結果、定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。また、下流の定着によりトナーを十分に溶融させることで定着率を確保できる。
【００４３】
第６図（ａ）（ｂ）は、第１定着ローラ５０１の第１定着ローラ芯金５０４に刻設される溝３の形状を連続した螺旋形状とした実施形態を示す。溝３の深さは５ｕｍ、溝３のピッチは４０ｕｍとしている。溝３の形状を連続した螺旋形状とすることにより、第１定着手段において転写材２上の液体現像剤像２から押圧加熱により析出したキャリアをローラの一方の端部側に掻き出すことができ、定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。
【００４４】
第７図は、第１定着ローラ５０１の第１定着ローラ芯金５０４に刻設された溝３の形状を異なる方向の２つの連続した螺旋形状とした実施形態を示す。溝３の形状を異なる方向の２つの連続した螺旋形状とすることにより、第１定着手段において転写材２上の液体現像剤像２から押圧加熱により析出したキャリアをローラの両方の端部側に掻き出すことができ、定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。
【００４５】
図８（ａ）（ｂ）は、第１定着ローラ５０１の第１定着ローラ芯金５０４に刻設された溝３の形状をクロスハッチ形状とした実施形態を示す。溝３の形状をクロスハッチ形状とすることにより、第１定着手段において転写材２上の液体現像剤像２から押圧加熱により析出したキャリアをローラの両方の端部側に掻き出すことができ、定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。
【００４６】
図２において、第１定着ローラ５０１の表面の液体現像剤に対する接触角を第２定着ローラ５２１の表面の接触角より小さくする。第１定着ローラ５０１の表面の液体現像剤に対する接触角を小さくすることにより、析出したキャリアが第１定着ローラ５０１の表面と馴染みやすくなり、キャリアの掻き出し効率が向上する。定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。図９は、固体と液体の接触角について説明する図であり、図１０は、キャリアの種類と固体の種類に応じた接触角を示す。接触角の測定は、協和界面化学株式会社のドロップマスター５００を用いた。滴下液体は液体
現像剤であり、０．５ｕｌ、１秒後のデータを採用した。
【００４７】
図１１は、定着装置５００の上面図である。表面に連続した螺旋形状の溝３が形成された第１定着ローラ５０１は、駆動モータ４の駆動ギア５と噛合して回転駆動される。また、第２定着ローラ５２１は、駆動モータ６の駆動ギア７と噛合して回転駆動される。第１定着ローラ５０１の回転により転写材２上の液体現像剤像１から析出したキャリアは、連続した螺旋状の溝３に沿って第１定着ローラ５０１の一方の端部に掻き出される。その際、キャリアが掻き出される一方の端部側を駆動モータ４の配置側と反対側の端部となるように溝３の形状を設定する。図２、図６、図８、図９に示される溝３の形状でも同様である。但し、図７に示される溝３の形状では、析出したキャリアは第１定着ローラ５０１の両端部に掻き出されるので除外する。
【００４８】
転写材２上に析出したキャリアを駆動モータ４とは逆方向に流すことにより、キャリアが駆動ギア５等を浸漬し、ギアを劣化させることを回避することができる。
【００４９】
以上のように本発明の定着装置の構成により、第１の定着ローラの第１定着ローラ芯金５０４に刻設された溝により析出したキャリアをローラ端部に掻き出すことにより転写材上にキャリアが斑状に残ることを防止できる。その結果、定着後に斑状のムラが残ることがなく良好な画像を得ることができる。また、下流の定着によりトナーを十分に溶融させることで定着率を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示す図である。
【図８】本発明の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０：画像形成装置、２００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：感光体、４００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：露光装置、３００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：帯電部材、１８０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）：現像装置、１００：中間転写ベルト、１６０：二次転写装置、５００：定着装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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