(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に装着され種々のサイズのシート材を積載収納するシート積載手段と、積載された前記シート材のサイズ情報に従って状態が変化し前記画像形成装置に設けられたサイズ検出手段に検出される被検出部とを有するシート積載装置であって、
前記サイズ検出手段とは一端を支持された複数の弾性部材と該弾性部材によってＯＮ／ＯＦＦされる複数のタクトスイッチとからなり、前記被検出部とは前記弾性部材を選択的に又は組み合わせにより押圧するものであって、積載した前記シート材がＡ４又はＬＴＲサイズである場合の前記被検出部が必要最小限の前記弾性部材を押圧するよう構成したことを特徴とするシート積載装置。
【請求項２】
前記被検出部が、前記シート積載手段に積載した前記シート材がＡ４又はＬＴＲサイズである場合に、一つの前記弾性部材を押圧するよう構成したことを特徴とする請求項１記載のシート積載装置。
【請求項３】
前記被検出部を、前記シート積載手段に積載した前記シート材がＡ４又はＬＴＲサイズである場合に、前記弾性部材を押圧した反力による力学的応力が最も小さくなる配置としたことを特徴とする請求項２記載のシート積載装置。
【請求項４】
前記シート積載装置を前記画像形成装置に装着した状態において前記被検出部が前記サイズ検出手段の弾性部材を押圧しない状態を取りうることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート積載装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート積載装置と、前記シート積載装置に積載されたシート材を給送する給送手段と、前記給送手段から給送されたシート材に画像情報に応じて画像を形成する画像形成手段とを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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々のサイズのシート材を選択的に積載収納することが可能なシート積載装置、及びこれを装着するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
種々のサイズのシート材を積載収納することが可能な給送カセットは、該カセットから給送されるシート上の適切な範囲に画像を記録するために、その収納されているシート材のサイズ情報を画像形成装置本体に知らせる必要がある。従来から、給送カセットにシートを積載収納すると自動的に切り替わる被検出部を設け、画像形成装置本体側に設けたセンサ等のサイズ検出手段により前記被検出部を検出してシートのサイズを識別する構成が知られている。
【０００３】
従来の被検出部及びサイズ検出手段を図１３及び図１４を用いて説明する。給送カセット51には被検出部として、凹凸のカム形状が形成された回転可能なドラム状のカム部材52と、アーム部材53とを有している。アーム部材53は揺動中心53ａを中心に揺動可能に取り付けられており、カム部材52に当接しうる突起部53ｃが設けられている。給送カセット51にはシート材の後端部を支持し且つその位置を規制する後端規制ガイド（不図示）が設けられており、前記カム部材52はその移動に連動して回転するよう構成されている。
【０００４】
一方、画像形成装置本体側にはサイズ検出手段として、タクトスイッチ54と弾性部材55が備えられている。弾性部材55はアーム部材53のアーム先端53ｂに当接する当接部55ｂを有し、撓むことにより弾性部材先端55ａがタクトスイッチ54に当接し得るよう構成されている。
【０００５】
従って、給送カセット51を画像形成装置本体に装着した際に、図１３に示すようにカム部材52の凹部がアーム部材53の突起部53ｃと対向する位置にある場合には、弾性部材55の当接部55ｂがアーム先端53ｂに押圧されず、タクトスイッチ54も押されない。一方図１４に示すように、カム部材52の凸部がアーム部材53の突起部53ｃと対向する位置にあると、弾性部材55はアーム先端53ｂに押されて変形し、タクトスイッチ54が押される。そして、このような構成を複数段備えることにより、多くのシート材のサイズを検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例に示す如きシート積載装置を用いた場合、給送カセット51を画像形成装置本体に装着すると、給送カセットの被検出部で検知手段の弾性部材を押圧するため、カセットの被検出部に常に荷重が作用することとなる。従って長年使用したり、高温な環境で保管したりしていると、給送カセットが荷重により変形してしまうという問題があった。このような変形はシートのサイズ検知に誤動作を生じ、画像形成装置が適切に動作しなくなる虞がある。
【０００７】
本発明は、画像形成装置の使用環境、保管環境や物流環境に左右されることなく積載されるシート材のサイズを正確に検出することのできるシート積載装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るシート積載装置及び画像形成装置の代表的な構成は、画像形成装置に装着され種々のサイズのシート材を積載収納するシート積載手段と、積載された前記シート材のサイズ情報に従って状態が変化し前記画像形成装置に設けられたサイズ検出手段に検出される被検出部とを有するシート積載装置であって、前記サイズ検出手段とは一端を支持された複数の弾性部材と該弾性部材によってＯＮ／ＯＦＦされる複数のタクトスイッチとからなり、前記被検出部とは前記弾性部材を選択的に又は組み合わせにより押圧するものであって、積載した前記シート材がＡ４又はＬＴＲサイズである場合の前記被検出部が必要最小限の前記弾性部材を押圧するよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
上記の如く構成することにより、本発明に係るシート積載装置及び画像形成装置は、シート積載装置にかかる荷重を減少させることができ、経年使用に際してシート積載装置が変形することを防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［第一実施形態］
本発明に係るシート積載装置及び画像形成装置の実施形態について図を用いて説明する。図１は給送カセットの平面図、図２及び図３は給送カセットの部分断面図、図４は画像形成装置の概略構成を示す全体説明図、図５及び図６は被検出部及びサイズ検出手段の説明図、図７乃至図９は被検出部を説明する給送カセットの側面図である。
【００１１】
本発明に係るシート積載装置は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用しうるものであり、画像形成装置の例としてレーザービームプリンタを使用し、これに搭載されるシート積載装置に本発明を適用した形態を以て説明する。まず画像形成装置の概略構成について説明し、次に本発明に係るシート積載装置である給送カセット部の構成について説明する。
【００１２】
図４において、装置本体１の下部にはシート材Ｐを積載収納する給送カセット２が矢印Ｐ方向より装着されている。給送カセット２に積載されたシート材Ｐは、給送ローラ３によって最上位から一枚ずつ給送される。給送されたシート材Ｐは、ガイド部材４によってガイドされ、レジストローラ対５に送出される。レジストローラ対５は回転を停止しており、シート材Ｐはこれのニップに突き当てられることにより斜行を矯正される。レジストローラ対５は、プロセスカートリッジ６の感光体ドラム６ａと同期して回転し、シート材Ｐを送出する。
【００１３】
プロセスカートリッジ６は装置本体１に対して着脱可能に装備されており、内部に感光体ドラム６ａ、及び図示しない一次帯電器、現像器、クリーニング装置等の公知のプロセス手段が装備されている。スキャナユニット７が画像情報に応じてレーザー光Ｌを走査し、折り返しミラー７ａを介して感光体ドラム６ａに像を形成する。感光体ドラム６ａには転写ローラ８が圧接しており、シート材Ｐは転写ローラ８と感光体ドラム６ａとの間を通過する際に感光体ドラム６ａ上に形成された可視像を転写される。
【００１４】
可視像を転写された記録シートＰは、搬送ガイド９に導かれて定着装置10に至る。定着装置10は定着入口ガイド10ａ、定着ローラ10ｂ、加圧ローラ10ｃ、定着排出ローラ対10ｄから構成されており、熱と圧力を印加して記録シートＰの画像を定着する。画像を定着された記録シートＰは排出ローラ対11によって、画像面を下にして装置外に排出され、装置本体１上面に形成された排出トレイ12上に積載される。
【００１５】
次に、本発明に係るシート積載装置としての給送カセット２の具体的構成について説明する。図１において給送カセット２の底部には、シート材Ｐを積載するための中板２ａが設けられている。この中板２ａはカセット側面に設けられた回動中心２ｂを中心に回動可能に取り付けられており、バネなどの弾性部材２ｃによって上方に付勢されることによりシート材Ｐを所定の高さに保持する。
【００１６】
積載されたシート材Ｐの側面を規制する側端規制ガイド20、21は、幅方向（矢印Ｂ方向）に移動可能に取り付けられている。この側端規制ガイド20、21にはそれぞれラックギヤ20ａ、21ａが備えられており、これらラックギヤ20ａ、21ａはピニオンギヤ22によって連結されている。これにより前記側端規制ガイド20、21は前記ピニオンギヤ22を中心にして対称的に連動する構成となっている。更に側端規制ガイド20、21には、それぞれ分離爪23、24が揺動可能に取り付けられている。
【００１７】
給送カセット２の後方には後端規制ガイド25が矢印Ａ１、Ａ２方向にスライド移動可能に取り付けられている。後端規制ガイド25は、シート材Ｐの給送方向の後端位置をガイド部25ａで規制すると共に、シート材Ｐの中板２ａより突出する部分をガイド部25ｂで支持するよう構成されている。
【００１８】
上記側端規制ガイド20、21及び後端規制ガイド25は、それぞれ使用者が手動で移動させることによりＬＴＲ（ＬＥＴＴＥＲ）サイズ、Ａ４サイズ、ＬＧＬ（ＬＥＧＡＬ）サイズ、ＥＸＥ（ＥＸＥＣＵＴＩＶＥ）サイズ、Ｂ５サイズなどに代表される多様なサイズのシート材Ｐを選択的に給送カセット２に積載収納することができる。
【００１９】
後端規制ガイド25には、図１に示すように３つの溝穴25ｃ、25ｄ、25ｅが形成されている。また給送カセット２の底面には位置規制部材26が配置されており、図２及び図３に示すように、後端規制ガイド25中央の溝穴25ｄを介して２対の係止爪26ａ、26ｂにより給送カセット２に固定されると共に、該溝穴25ｄにピン26ｃ、26ｄを挿入させている。従って後端規制ガイド25は、溝穴25ｄとピン26ｃ、26ｄが摺動することにより、給送カセット２に対しスライド移動可能となっている。
【００２０】
また後端規制ガイド25の両外側の溝穴25ｃ、25ｅには、積載するシート材Ｐの給送方向の長さに応じて定められた複数の切欠部25c1〜25c4、25e1〜25e4が対称的に設けられている。この切欠部25c1〜25c4、25e1〜25e4に位置規制部材26の可撓可能な腕部26ｅ、26ｆの自由端近傍に設けられた爪部26ｇ、26ｈが係止されており、後端規制ガイド25が所定位置で固定されている。これらの腕部26ｅ、26ｆを摘んで内側（矢印Ｃ方向）に撓ませることにより係止を解除させることができ、後端規制ガイド25をスライド移動させることができる。
【００２１】
図２及び図７に示すように、給送カセット２の側面には被検出部29が設けられている。被検出部29は給送カセット２本体に取り付けられた３本のアーム部材27（上から27ｕ、27ｍ、27ｌとする）と、後端規制ガイド25の側面部25ｆに設けられた複数の開口部25f1〜25f8から構成されている。各アーム部材27は支点27ａを中心に揺動可能であり、先端内側に開口部25f1〜25f8に係合しうる突起部28（28ｕ、28ｍ、28ｌ）を有している。開口部25f1〜25f8はシート材Ｐの給送方向の長さに応じて部分的に設けられている。
【００２２】
また図５に示すように、装置本体１の側面部25ｆに対応する面にはサイズ検出手段30が設けられている。サイズ検出手段30は前記被検出部29と対応して３組設けられており、一端を支持された弾性部材31（31ｕ、31ｍ、31ｌ）と、該弾性部材31によってＯＮ／ＯＦＦされるタクトスイッチ32（32ｕ、32ｍ、32ｌ）とから構成されている。弾性部材31の中途部にはアーム部材27の外向部27ｂが当接する当接部31ｂが形成され、また先端にはタクトスイッチ32を押圧する押圧部31ａが形成されている。
【００２３】
従って給送カセット２を装置本体１に装着した際に、図５に示すように突起部28が開口部25f1〜25f8の何れかと対向する場合には、弾性部材31の当接部31ｂが外向部27ｂに押圧されず、タクトスイッチ32も押されない。一方図６に示すように、突起部28が開口部25f1〜25f8のいずれとも対向しない場合には、弾性部材31は当接部31ｂが外向部27ｂに押圧されて変形し、タクトスイッチ32が押されて検出することができる。
【００２４】
種々のシートサイズを検出するためには、サイズ検出手段30を複数個備える必要がある。また、通常サイズ検出手段30は給送カセット２の検出手段を兼ねている場合が多い。この場合、給送カセット２が装置本体１に装着された際に少なくとも一つの被検出部28が弾性部材31を押してタクトスイッチ32がＯＮされるように構成する。
【００２５】
次に上記給送カセット２の構成において、サイズの大きなシート材Ｐ４（例えばＡ４サイズ）を積載する場合について説明する。使用者はまず、位置規制部材26の腕部26ｅ、26ｆの自由端を図１の矢印Ｃ方向に指で摘みながらスライドさせ、積載するシート材Ｐ４のサイズ指標（ここではＡ４）にあわせて摘んだ腕部26ｅ、26ｆを放す。すると爪部26ｇ、26ｈが溝穴25ｃ、25ｅの切欠部25c4、25e4に係止し、後端規制ガイド25が固定される。
【００２６】
このとき図５及び図７に示すように、後端規制ガイド25の側面部25ｆの開口部25f3、25f7が丁度前記アーム部材27の突起部28ｕ、28ｌに対向している。この状態で給送カセット２を装置本体１に装着すると、サイズ検出手段30の弾性部材31がアーム部材27の外向部27ｂに当接するが、突起部28ｕ、28ｌが開口部25f3、25f7に進入してアーム部材27が給送カセット２側へ揺動するため、弾性部材31は押されず、最上部と最下部のタクトスイッチ32ｕ、32ｌはＯＮされない。
【００２７】
また、中央のアーム部材27ｍの突起部28ｍは図６及び図７に示すように開口部が対向していない。この状態で給送カセット２を装置本体１に装着すると、弾性部材31の当接部31ｂがアーム部材27ｍの外向部27ｂに当接し、突起部28ｍが後端規制ガイド25の側面部25ｆに当接する。この側面部25ｆは給送カセット２に設けられた支持部２ｄ、２ｅによって給送カセット２の側面の内壁に沿うように支持されているため、前記アーム部材27ｍは揺動しない。従って弾性部材31が変形して中央のタクトスイッチ32ｍを押すこととなる。これにより、前記シート材Ｐ４のサイズと給送カセット２の有無が識別される。
【００２８】
次に、前述のシート材Ｐ４よりも給送方向のサイズの小さなシート材Ｐ３（例えばＥＸＥサイズ）を積載する場合について説明する。使用者はまず、前述と同様に位置規制部材の自由端部26ｅ、26ｆを摘んで後端規制ガイド25をスライド移動させ、所定位置に固定する。
【００２９】
このとき図８に示すように、開口部25f4、25f6がちょうど前記アーム部材27ｍ、27ｌの突起部28ｍ、28ｌに対向している。この状態で給送カセット２を装置本体１に装着すると、上述と同様に、中央部と最下部のタクトスイッチ32ｍ、32ｌはＯＮされない。これにより、前記シート材Ｐ３のサイズ（ここではＥＸＥサイズ）と給送カセット２の有無が識別される。
【００３０】
他のサイズのシート材Ｐの場合も同様に、積載するシート材Ｐのサイズに合わせて後端規制ガイド25を移動することにより、積載したシート材Ｐのサイズ情報となる被検出部がシート材Ｐの給送方向の長さに応じて自動的に切り替わる。そして該シート材Ｐを積載した給送カセット２を装置本体１に装着すると、被検出部29が装置本体１のサイズ検出手段30によって検出され、給送カセット２に積載収納されたシート材Ｐのサイズ及びカセットの有無が識別される。
【００３１】
一般に、Ａ４若しくはＬＴＲサイズのシートが広く世の中で使用されている。そこで装置を製品として梱包して出荷する際には、ユーザが開梱してすぐ使用できることを考慮してＡ４若しくはＬＴＲサイズの位置にカセットのガイド類をあらかじめセットしておくことが多い。従って、Ａ４若しくはＬＴＲサイズに設定したときにカセットの被検出部29に大きな荷重（又はモーメント）がかからないように被検出部29を配置しておけばよい。
【００３２】
本実施形態にかかる被検出部29において後端規制ガイド25の側面部25ｆには、Ａ４サイズでは図７に示すように開口部25f3、25f7、ＬＴＲサイズでは図９に示すように開口部25f2、25f5、ＥＸＥサイズでは図８に示すように開口部25f4、25f6、またＢ５サイズでは開口部25f1、ＬＧＬサイズでは開口部25f8がそれぞれ対応するように配置されている。
【００３３】
このような配置であれば、後端規制ガイド25をＡ４またはＬＴＲサイズに設定すると、一つのアーム部材27の突起部28のみが後端規制ガイド25の側面部25ｆに当接する構成となり、給送カセットに作用する荷重が少なくなる。更に、開口部25f2、25f3が上方に来るように配置しているので、側面部25ｆの荷重がかかる作用点が給送カセット２の底面に近くなり、側面部25ｆに働くモーメントが少なくなる。
【００３４】
［第二実施形態］
次に本発明に係るシート積載装置及び画像形成装置の第二実施形態について図１０を用いて説明する。図１０は本実施形態にかかる被検出部を説明する給送カセットの側面図であって、上記第一実施形態と説明の重複する部分に付いては同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図１０に示すように、後端規制ガイド25の側面部25ｆには、開口部25f1〜25f8の他に三つの開口部25f9、25f10 、25f11 が並べて設けられている。後端規制ガイド25を移動させてアーム部材27の突起部28ｕ、28ｍ、28ｌがこの３つの開口部25f9、25f10 、25f11 に対向する位置にあわせると、全てのタクトスイッチ32ｕ、32ｍ、32ｌはＯＮされない。
【００３６】
即ちシートサイズ及び給送カセットの有無は検知されないこととなるが、この位置に後端規制ガイド25を固定することにより側面部25ｆには荷重が作用せず、製品の出荷や保管に際して給送カセット２に変形が生じることがない。
【００３７】
［第三実施形態］
次に、本発明に係るシート積載装置及び画像形成装置の第三実施形態について図を用いて説明する。図１１は本実施形態にかかる被検出部を説明する給送カセットの角部の部分拡大図、図１２は本実施形態に係る被検出部の側面図である。
【００３８】
上記第一及び第二実施形態においては被検出部29を給送カセット２の側面に設け、後端規制ガイド25の移動に連動して自動的に可変する構成として説明した。しかし本実施形態にかかる被検出部41は、給送カセット40の後端面40ａ（給送カセット40を装置本体１に装着する矢印44方向側の面）に被検出部41を設けたものである。
【００３９】
被検出部41は複数の突起部41ａ、41ｂ、41ｃから構成されており、それぞれに図１２（ａ）に示すように鈎状の係止部45ａを有しており、後端面40ａの穴に着脱可能な構成となっている。なお、図１２（ｂ）に示すように先端を幅広く形成した係止部45ｂを形成して、後端面40ａの穴に係止部45ｂを圧入することにより着脱可能に構成しても良い。
【００４０】
一方、装置本体１の被検出部41に対向する位置にはサイズ検出手段39が設けられている。サイズ検出手段39は上記突起部41ａ、41ｂ、41ｃに対応して弾性部材42ａ、42ｂ、42ｃが配置され、それぞれにタクトスイッチ43ａ、43ｂ、43ｃが設けられている。即ち給送カセット40を矢印44方向に移動させて装置本体１に装着した際には、突起部41ａ、41ｂ、41ｃが当接することにより弾性部材42ａ〜42ｃが撓み、タクトスイッチ43ａ〜43ｃがＯＮされる。
【００４１】
そして給送カセット40に積載したシートのサイズに応じてこれら突起部41ａ、41ｂ、41ｃを着脱することにより、ＯＮされるタクトスイッチ43ａ〜43ｃを選択することができ、これにより装置本体１にシートのサイズを知らせることができる。
【００４２】
ここで使用頻度の高いＡ４又はＬＴＲサイズに設定する場合、給送カセット40の強度的に強い稜部40ｂに最も近い突起部41ａのみがサイズ検出手段39を押すように構成している。これによって給送カセット40に作用するモーメントを最小限とすることができ、給送カセット40の変形を防いで経年使用に際してもサイズ検出手段39による被検出部41検出が誤動作することを防ぐことができる。
【００４３】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係るシート積載装置及び画像形成装置においては、一般的によく使用されるシートサイズに合わせて給送カセットに備わる被検出部を設定すると、給送カセットに作用する荷重及びモーメントを最小限とすることができるため、給送カセットの被検出部近傍が変形することがなく、経年使用に際しても確実に検出を行うことが可能となる。
【００４４】
また変形を防止するために高価な高強度プラスチック材料を使用する必要がなくなり、また変形防止のための梱包材も不要となる。従って生産コストを抑えることができ、また環境に対しても考慮された製品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る給送カセットの平面図である。
【図２】給送カセットの部分断面図である。
【図３】給送カセットの部分断面図である。
【図４】画像形成装置の概略構成を示す全体説明図である。
【図５】被検出部及びサイズ検出手段の説明図である。
【図６】被検出部及びサイズ検出手段の説明図である。
【図７】被検出部を説明する給送カセットの側面図である。
【図８】被検出部を説明する給送カセットの側面図である。
【図９】被検出部を説明する給送カセットの側面図である。
【図１０】第二実施形態にかかる被検出部を説明する給送カセットの側面図である。
【図１１】第三実施形態にかかる被検出部を説明する給送カセットの角部の部分拡大図である。
【図１２】第三実施形態に係る被検出部の側面図である。
【図１３】従来例に係る被検出部及びサイズ検出手段の説明図である。
【図１４】従来例に係る被検出部及びサイズ検出手段の説明図である。
【符号の説明】
Ｌ    …レーザー光
Ｐ    …シート材
１    …装置本体
２    …給送カセット
２ａ  …中板
２ｄ、２ｅ  …支持部
３    …給送ローラ
４    …ガイド部材
５    …レジストローラ対
６    …プロセスカートリッジ
６ａ  …感光体ドラム
７    …スキャナユニット
８    …転写ローラ
９    …搬送ガイド
10    …定着装置
11    …排出ローラ対
12    …排出トレイ
20    …側端規制ガイド
21    …側端規制ガイド
25    …後端規制ガイド
25ａ  …ガイド部
25ｂ  …ガイド部
25ｃ、25ｄ、25ｅ  …溝穴
25c1〜25c4、25e1〜25e4  …切欠部
25ｆ  …側面部
25f1〜25f8  …開口部
26    …位置規制部材
26ｅ、26ｆ  …腕部
26ｇ、26ｈ  …爪部
27    …アーム部材
27ｂ  …外向部
28    …突起部
29    …被検出部
30    …サイズ検出手段
31    …弾性部材
31ａ  …押圧部
31ｂ  …当接部
32    …タクトスイッチ
39    …サイズ検出手段
40    …給送カセット
40ａ  …後端面
40ｂ  …稜部
41    …被検出部
41ａ〜41ｃ  …突起部
42ａ〜42ｃ  …弾性部材
43ａ〜43ｃ  …タクトスイッチ
44    …矢印
45ａ、45ｂ  …係止部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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