(57)【要約】【課題】簡単な構造で洗浄液を勢いよく噴出することができる洗浄ノズル、及び、被洗浄物の洗浄方法を提供すること。【解決手段】切削された端材１０６を押し流して洗浄する洗浄ユニットであって、洗浄水供給源２００と洗浄ノズル４２とを連通する洗浄水供給路４３と、エア供給源２０１と洗浄ノズル４２と連通するエア供給路４５と、エア供給路４５を開閉するエアバルブ４６と、エアバルブ４６を間欠的に開閉する制御ユニット６０とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物を洗浄する洗浄ノズルであって、
洗浄液供給源と該洗浄ノズルとを連通する洗浄液供給路と、
エア供給源と該洗浄ノズルと連通するエア供給路と、
エア供給路を開閉するエアバルブと、
該エアバルブを間欠的に開閉する制御手段と、
を備えることを特徴とする洗浄ノズル。
【請求項２】
洗浄ノズルに洗浄液を供給する洗浄液供給ステップと、
該洗浄ノズルにエアを供給し該洗浄ノズル内にたまった洗浄液を噴射する洗浄液噴射ステップと、を備え、
該洗浄液噴射ステップは、
該洗浄ノズル内に洗浄液が所定量たまるタイミングで間欠的に行う
ことを特徴とする被洗浄物の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄ノズル及び被洗浄物の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＰ(Chip  Size  Package)基板やＱＦＮ(Quad  Flat  Non-leaded  Package)基板と呼ばれるパッケージ基板を切削する切削装置には、切削によって生じる端材等を含む切削屑や、切削時に供給される切削水を処理する端材処理装置が設けられている。この端材処理装置は、切削時にパッケージ基板を支持するチャックテーブルの両側に溝形の受止搬送部材を備えており、受止搬送部材の底部に洗浄水を流す洗浄ノズル（端材飛ばしノズル）が設けられる。飛散した切削屑や切削水を受止搬送部材によって受け止めて、洗浄水で押し流して端部（加工送りの下流側）に流下させ、端材搬送手段である無端ベルトや、スロープ形状の案内板を介して収容容器へ落下させて回収する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
切削屑や切削水を確実に押し流すために、受止搬送部材の底部の広い範囲に強い勢いで洗浄水（洗浄液）を供給することが求められる。従来の洗浄ノズルは噴射方向に制約があり、洗浄水の噴射範囲を広くさせるために、多数の洗浄ノズルを横並びで配置したり、洗浄ノズルの噴射方向を可変にする機構を備えたりする必要があった。また、洗浄水を勢い良く噴出させるために、強力なポンプ等を配設する必要があった。こうした構成は、部品点数の増加や機構の複雑化によるコストアップやメンテナンスの負担増大を生じるため、その解消が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構造で洗浄液を勢いよく噴出することができる洗浄ノズル、及び、被洗浄物の洗浄方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被洗浄物を洗浄する洗浄ノズルであって、洗浄液供給源と該洗浄ノズルとを連通する洗浄液供給路と、エア供給源と該洗浄ノズルと連通するエア供給路と、エア供給路を開閉するエアバルブと、該エアバルブを間欠的に開閉する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、洗浄ノズルに洗浄液を供給する洗浄液供給ステップと、該洗浄ノズルにエアを供給し該洗浄ノズル内にたまった洗浄液を噴射する洗浄液噴射ステップと、を備え、該洗浄液噴射ステップは、該洗浄ノズル内に洗浄液が所定量たまるタイミングで間欠的に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、洗浄ノズルに水がたまるタイミングで水を押し出す位置にエアを間欠的に供給するので、水を勢いよく供給することができ、例えば、端材を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係る洗浄ノズルを備えた切削装置の一部を示す斜視図である。
【図２】図２は、切削装置の一部を加工送り方向の下流側から見た側面図である。
【図３】図３は、洗浄ユニットの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１１】
本実施形態に係る洗浄ノズルについて図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る洗浄ノズルを備えた切削装置の一部を示す斜視図である。図２は、切削装置の一部を加工送り方向の下流側から見た側面図である。
【００１２】
図１に示す切削装置１０は、パッケージ基板を切削することによって生じる端材及び切削屑（被洗浄物）や切削時に供給する切削水を処理する機能を備えている。切削装置１０のうち、端材、切削屑、切削水の処理に関する部分以外の構成は周知のものであるため、部分的に図示を省略して簡単に説明する。
【００１３】
切削装置１０では、図１に示すＣＳＰ基板やＱＦＮ基板のようなパッケージ基板１００を被加工物として切削加工を行う。パッケージ基板１００の表面には、格子状に設けられた切削予定ライン１０２によって区画された複数の領域が形成され、個々の領域にデバイス１０３が形成されている。パッケージ基板１００には、複数のデバイス１０３が形成されたデバイス部１０４が２つ形成され、デバイス部１０４の外側に余剰連結部材１０５が形成されている。この余剰連結部材１０５は、デバイス部１０４を個々のデバイス１０３に分割する前にあらかじめ切り離されて端材が発生する。
【００１４】
切削装置１０は、第１チャックテーブル１１と第２チャックテーブル１２を有し、各チャックテーブル１１、１２をＸ軸方向（加工送り方向）に移動させながら、各チャックテーブル１１、１２の治具１１Ａ、１１Ｂ上に保持されたパッケージ基板１００に対して切削加工を行う。Ｘ軸方向のうち、切削時に各チャックテーブル１１、１２が進行する方向を下流側、その反対の方向を上流側とする。第１チャックテーブル１１と第２チャックテーブル１２をＸ軸方向に移動させる加工送り手段（図示略）は、モータによって回転するボールねじを備えたボールねじ機構等で構成される。各チャックテーブル１１、１２はＺ軸方向（上下方向）に向く軸を中心として回転可能に支持されている。治具１１Ａ、１１Ｂは、それぞれチャックテーブル１１、１２の上面に固定されており、パッケージ基板１００の個々のデバイス１０３に応じた吸引口を複数備える。
【００１５】
第１チャックテーブル１１と第２チャックテーブル１２の近傍には、第１の切削手段（図示略）と第２の切削手段（図示略）が設けられる。各切削手段は、Ｘ軸方向に対して垂直なＹ軸方向（割り出し送り方向）に向く軸を中心として回転可能なスピンドルに取り付けられた切削ブレード（図示略）を備えており、Ｙ軸方向とＺ軸方向（上下方向）に移動可能である。
【００１６】
第１の切削手段の切削ブレードを回転させて第１チャックテーブル１１の治具１１Ａ上のパッケージ基板１００に切り込ませながら、第１チャックテーブル１１をＸ軸方向の下流側に移動させることによって、治具１１Ａ上のパッケージ基板１００を所定の切削予定ライン１０２に沿って切削することができる。同様に、第２の切削手段の切削ブレードを回転させて第２チャックテーブル１２の治具１２Ａ上のパッケージ基板１００に切り込ませながら、第２チャックテーブル１２をＸ軸方向の下流側に移動させることによって、治具１２Ａ上のパッケージ基板１００を所定の切削予定ライン１０２に沿って切削することができる。
【００１７】
第１チャックテーブル１１の治具１１Ａ上のパッケージ基板１００で一つの切削予定ライン１０２に沿う切削が完了したら、切削ブレードを上方に引き上げて第１チャックテーブル１１をＸ軸方向の上流側に移動させると共に、第１の切削手段をそれぞれＹ軸方向に移動（割り出し送り）させる。そして、次の切削予定ライン１０２に沿う切削を実行する。Ｙ軸方向に並ぶ複数の切削予定ライン１０２に沿う切削完了後に、第１チャックテーブル１１を９０度回転させて、Ｙ軸方向に並ぶ別の複数の切削予定ライン１０２に対して上記と同様にして切削を行う。このようにして、パッケージ基板１００に対して格子状の切削予定ライン１０２に沿う切削加工を施すことができる。第２チャックテーブル１２上のパッケージ基板１００に対しても同様にして、格子状の切削予定ライン１０２に沿う切削加工を施すことができる。
【００１８】
第１の切削手段と第２の切削手段のそれぞれの近傍に、切削水供給源（図示略）から送られた切削水を噴射する切削水噴射ノズル（図示略）が設けられている。各切削手段でパッケージ基板１００を切削加工する際に、切削水噴射ノズルから切削ブレード周りに切削水が供給される。切削水によって、切削箇所を冷却すると共に、切削の際に生じる切削屑を洗い流す。
【００１９】
第１チャックテーブル１１と第２チャックテーブル１２は、ウォーターケース（受止搬送部材ともいう）１３上に形成された開口部内に配置されている。開口部は、ウォーターケース１３の上面を形成する底部１５と、底部１５から上方に突出する一対の側壁１６、１７及び端壁１８とによって囲まれている。側壁１６と側壁１７はＹ軸方向に離間してＸ軸方向に延びる壁部である。端壁１８は、Ｘ軸方向の上流側に位置してＹ軸方向に延びる壁部である。開口部内には、第１チャックテーブル１１と共にＸ軸方向に移動する第１移動板１９と、第２チャックテーブル１２と共にＸ軸方向に移動する第２移動板２０とが設けられている。第１移動板１９のＸ軸方向の上流側に蛇腹カバー２１が設けられ、第２移動板２０のＸ軸方向の上流側に蛇腹カバー２２が設けられている。
【００２０】
第１チャックテーブル１１と第２チャックテーブル１２をＸ軸方向に移動させる加工送り手段は、ウォーターケース１３、第１移動板１９及び第２移動板２０、蛇腹カバー２１及び蛇腹カバー２２等によって覆われる防水スペース（図示略）に配置されている。
【００２１】
開口部内にはさらに、Ｘ軸方向で第１移動板１９と第２移動板２０の下流側に端材や切削屑、切削水を流出させるための第１カバー２３と第２カバー２４とが設けられている。第１カバー２３は、Ｙ軸方向の中心に向けて徐々に低くなる一対の傾斜面２５と、Ｙ軸方向で該一対の傾斜面２５の間に位置して上流側から下流側にかけて徐々に低くなる中央傾斜面２６とを有している。第１カバー２３と同様に、第２カバー２４は、Ｙ軸方向の中心に向けて徐々に低くなる一対の傾斜面２７と、Ｙ軸方向で該一対の傾斜面２７の間に位置して上流側から下流側にかけて徐々に低くなる中央傾斜面２８とを有している。
【００２２】
第１移動板１９の周縁には上方へ突出する立壁部２９が設けられ、第２移動板２０の周縁には上方へ突出する立壁部３０が設けられる。立壁部２９は第１カバー２３の中央傾斜面２６側に連通する開口を有し、立壁部３０は第２カバー２４の中央傾斜面２８側に連通する開口を有している。第１チャックテーブル１１上のパッケージ基板１００を切削する際に、端材や切削屑を含む切削水は第１移動板１９上から第１カバー２３上へ流れる。第２チャックテーブル１２上のパッケージ基板１００を切削する際に、端材や切削屑を含む切削水は第２移動板２０上から第２カバー２４上へ流れる。
【００２３】
図２に示すように、第１カバー２３と第２カバー２４のそれぞれの内側には、ウォーターケース１３の底部１５上に敷設されたレール３１、３２に対して摺動可能な摺動部２３Ａ、２４Ａが形成されている。第１カバー２３と第２カバー２４は、レール３１、３２と摺動部２３Ａ、２４ＡによってＸ軸方向へ移動可能に案内されている。図１に示すように、第１カバー２３の上流側の端部が第１移動板１９に接続し、第１カバー２３は第１チャックテーブル１１及び第１移動板１９と共にＸ軸方向に移動する。第２カバー２４の上流側の端部が第２移動板２０に接続し、第２カバー２４は第２チャックテーブル１２及び第２移動板２０と共にＸ軸方向に移動する。第１カバー２３と第２カバー２４のそれぞれの下流側の端部は、ウォーターケース１３等に対して固定されない自由端となっている。
【００２４】
第１チャックテーブル１１や第２チャックテーブル１２上でパッケージ基板１００を切削すると、パッケージ基板１００の余剰連結部材１０５が端材として生じる。この種の端材は、一般的なシリコンウェーハ等の切削で生じる微細な切削屑（例えば大きさが数μｍ）に比して、サイズ及び重量が非常に大きい（例えば大きさが数ｃｍ）。そのため切削装置１０は、端材を確実に排出させるための端材処理装置５０を備えている。以下、この端材処理装置５０について説明する。
【００２５】
第１カバー２３と第２カバー２４はそれぞれ、上流側の第１移動板１９や第２移動板２０から流れてきた端材（切削屑）や切削水を、傾斜面２５と中央傾斜面２６、傾斜面２７と中央傾斜面２８を通じて下流側に導いて自由端から流出させる。さらに、第１カバー２３や第２カバー２４の自由端にブラシを設けてもよい。ブラシによって、底部１５に落下した端材や切削屑を下流側に掃き出すことができる。
【００２６】
端材処理装置５０は、図２に示すように、第１カバー２３及び第２カバー２４の自由端よりもＸ軸方向の下流側に、ウォーターケース１３に隣接する切削屑案内板５１が設けられている。切削屑案内板５１は、Ｙ軸方向に進むにつれてＺ軸方向の高さを変化させるスロープ部であり、第１カバー２３側から第２カバー２４側にかけて順次低くなるように傾斜している。切削屑案内板５１の下端に連続する位置には、上下動可能な切削屑回収ボックス５２を備えており、切削屑回収ボックス５２は、ボックス載置部５３の内部に載置されている。切削屑回収ボックス５２は、少なくとも底部が網目状に形成された網目部５２Ａを有し、網目部５２Ａを通過せずに引っ掛かった端材や比較的大型の切削屑を回収することができる。切削屑回収ボックス５２の網目部５２Ａを通過した切削水は、外部に排出される。
【００２７】
切削加工によって生じた端材（切削屑）や切削時に供給した切削水は、立壁部２９や立壁部３０で受け止められて第１カバー２３や第２カバー２４に案内されてＸ軸方向の下流側に流れ、第１カバー２３や第２カバー２４の自由端から切削屑案内板５１側に流出する。しかし、端材（切削屑）や切削水は、このように第１カバー２３や第２カバー２４を経由して下流側に流れるだけでなく、高速回転する切削ブレードによって周囲に飛散されて、各チャックテーブル１１、１２や各カバー２３、２４の側方領域でも底部１５上に落下する。このため、端材処理装置５０は、各チャックテーブル１１、１２や各カバー２３、２４の側方領域に飛散した端材（被洗浄物）に向けて洗浄水（洗浄液）を噴射し、この洗浄液によって端材を下流側に押し流すための洗浄ユニット４０を備えている。本実施形態では、第１チャックテーブル１１及び第１カバー２３と側壁１６との間の第１側方領域１５Ａ、第１チャックテーブル１１及び第１カバー２３と第２チャックテーブル１２及び第２カバー２４との間の中間領域１５Ｂ、及び、第２チャックテーブル１２及び第２カバー２４と側壁１７との間の第３側方領域１５Ｃにそれぞれ洗浄ユニット４０が配置されている。また、切削屑案内板５１の上端部に洗浄ユニット４０を設けてもよい。この洗浄ユニット４０は、切削屑案内板５１上の端材（被洗浄物）を切削屑回収ボックス５２に向けて押し流す。
【００２８】
次に、洗浄ユニットについて説明する。図３は、洗浄ユニットの構成を示す模式図である。図３に示すように、洗浄ユニット４０は、ユニット本体４１と、ユニット本体４１から端材１０６に向けて延在する一対の洗浄ノズル４２、４２と、ユニット本体４１の動作を制御する制御ユニット（制御手段）６０とを備える。この制御ユニット６０は、複数（４台）の洗浄ユニット４０の動作を制御するものであり、切削装置１０の制御ユニットが兼用してもよい。
【００２９】
ユニット本体４１は、洗浄水供給源（洗浄液供給源）２００に連通する洗浄水供給路（洗浄液供給路）４３と、この洗浄水供給路４３の途中に設けられる洗浄水バルブ（洗浄液バルブ）４４と、エア供給源２０１に連通するエア供給路４５と、このエア供給路４５の途中に設けられるエアバルブ４６と、洗浄水供給路４３及びエア供給路４５に連結される混合器４７とを備え、この混合器４７に洗浄ノズル４２が連結されている。このため、洗浄水供給路４３は、混合器４７を介して、洗浄水供給源２００と洗浄ノズル４２とを連通し、エア供給路４５は、混合器４７を介して、エア供給源２０１と洗浄ノズル４２とを連通する。
【００３０】
洗浄ノズル４２は、例えば金属などの管状部材で形成され、先端部４２Ａから洗浄水を噴出する。洗浄ノズル４２は、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向の下流側に向けて、それぞれウォーターケース１３の底部１５もしくは切削屑案内板５１に固定されている、本実施形態では、先端部４２Ａは、例えば、Ｚ軸方向（上下方向）に圧潰されて扁平な形状となっている。これにより、先端部４２Ａから洗浄水を幅広い範囲に噴出することができ、例えば、上記した第１側方領域１５Ａに飛散した端材１０６に洗浄水を確実に当てることができる。なお、洗浄ノズル４２は可撓性を有する樹脂製のチューブ等の配管で形成されてもよい。
【００３１】
洗浄水供給源２００は、洗浄水（例えば純水）を供給し、エア供給源２０１は、圧縮空気を供給する。洗浄水供給路４３及びエア供給路４５は、例えば、可撓性を有する樹脂製のチューブ配管などによって形成される。洗浄水バルブ４４は、洗浄水供給路４３内の洗浄水の流通を遮断可能に開閉する。エアバルブ４６は、エア供給路４５内のエア（圧縮空気）のの流通を遮断可能に開閉する。洗浄水バルブ４４及びエアバルブ４６の開閉動作は制御ユニット６０によって制御される。混合器４７は、洗浄水とエアとを合流させて洗浄ノズル４２へ導く。本実施形態では、洗浄液として純水（洗浄水）を使用しているが、これに限らず、洗浄力を上げるための物質を含んだり、異なる液体の種類でもよい。
【００３２】
次に、洗浄ユニット４０が端材１０６を洗浄する（押し流す）方法について説明する。まず、制御ユニット６０は、切削装置１０の切削動作が開始されると、洗浄水バルブ４４を開放して洗浄ノズル４２に洗浄水を供給する（洗浄液供給ステップ）。本実施形態では、洗浄水バルブ４４は、洗浄動作（押し流し動作）中、常時、開放するように制御される。これにより、洗浄ノズル４２内に供給された洗浄水が溜まるとともに、過剰の洗浄水が先端部４２Ａから流出する。この流出した洗浄水は、ウォーターケース１３の底部１５（第１側方領域１５Ａなど）もしくは切削屑案内板５１を濡らす、または端材１０６の周辺に水を滞留させることで、端材１０６との摩擦抵抗を減じる。
【００３３】
続いて、制御ユニット６０は、エアバルブ４６を開放して、洗浄ノズル４２にエアを供給することにより、洗浄ノズル４２内に溜まった洗浄水を噴射する（洗浄液噴射ステップ）。エアバルブ４６は、洗浄動作中、閉鎖と開放とを交互に実施する間欠制御される。具体的には、所定の閉鎖時間（例えば４秒）閉鎖された後、この閉鎖時間よりも短い所定の開放時間（例えば０．４秒）開放する。この閉鎖時間は、洗浄ノズル４２内に洗浄水が所定量（例えば洗浄ノズル４２を洗浄水の満たす量）溜まるまでの時間である。また、端材１０６の周辺に水が滞留するまでの時間をおいてもよい。そして、エアバルブ４６は、瞬間的に開放されることにより、エアの圧力によって、洗浄ノズル４２内の洗浄水７０が端材１０６に向けて噴射される。
【００３４】
ここで、二流体ノズルのように、洗浄水とエアとを完全に混ぜてしまうと霧状になってしまい洗浄水の押し流す力が発揮されない。これに対して、本願発明では、エアバルブ４６を短い開放時間で間欠的に開閉することにより、図３に示すように、洗浄水７０の粒が連続的に噴射される。この洗浄水７０の粒は、霧状のものに比べて大きな重量を持つため、洗浄水７０の粒を勢いよく噴出することができ、端材１０６に当たった際に該端材１０６を下流側に押し流すことができる。また、端材１０６の周囲に洗浄水が溜まった状態で洗浄水を噴射すると更に効果的である。
【００３５】
このように、本実施形態の洗浄ユニット４０は、洗浄水供給源２００と洗浄ノズル４２とを連通する洗浄水供給路４３と、エア供給源２０１と洗浄ノズル４２と連通するエア供給路４５と、エア供給路４５を開閉するエアバルブ４６と、エアバルブ４６を間欠的に開閉する制御ユニット６０とを備えるため、洗浄ノズル４２から端材１０６に向けて洗浄水７０を勢いよく噴出することができ、端材１０６を下流側に押し流すことができる。
【００３６】
また、本願の被洗浄物の洗浄方法によれば、洗浄ノズル４２に洗浄液を供給する洗浄液供給ステップと、洗浄ノズル４２にエアを供給し該洗浄ノズル４２内に溜まった洗浄水を噴射する洗浄液噴射ステップと、を備え、該洗浄液噴射ステップは、洗浄ノズル４２内に洗浄水が所定量溜まるタイミングで間欠的に行うため、簡単に洗浄ノズル４２から端材１０６に向けて洗浄水７０を勢いよく噴出することができ、端材１０６を下流側に押し流すことができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施形態では、洗浄ユニット４０は、２本の洗浄ノズル４２を備える構成としたが、洗浄ユニット４０が備える洗浄ノズル４２の数はこれに限定されるものではなく、洗浄する（端材を押し流す）範囲等の条件に応じて適宜変更することができる。例えば、本実施形態よりも狭い範囲を洗浄する場合には、１本の洗浄ノズルのみを備えてもよいし、逆に本実施形態よりも広い範囲を洗浄する場合には、３本以上の洗浄ノズルを並列して配置してもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、洗浄ノズル４２の先端部４２ＡをＺ軸方向（上下方向）に圧潰して扁平な形状としたが、これに限るものはなく、円形管状のままとしてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、エアバルブ４６の閉鎖時間及び開放時間の例示を説明したが、この時間に限るものではなく、閉鎖時間及び開放時間は洗浄ノズル４２の長さなどのサイズや、端材の重みやサイズによって適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  切削装置
１１  第１チャックテーブル
１２  第２チャックテーブル
１３  ウォーターケース
１５  底部
１５Ａ  第１側方領域
１５Ｂ  中間領域
１５Ｃ  第３側方領域
１９  第１移動板
２０  第２移動板
４０  洗浄ユニット
４２  洗浄ノズル
４２Ａ  先端部
４３  洗浄水供給路
４４  洗浄水バルブ
４５  エア供給路
４６  エアバルブ
４７  混合器
５０  端材処理装置
５１  切削屑案内板
５２  切削屑回収ボックス
６０  制御ユニット
７０  洗浄水
１００  パッケージ基板
１０５  余剰連結部材
１０６  端材
２００  洗浄水供給源
２０１  エア供給源
【図１】
2020129580.tif 000003
【図２】
2020129580.tif 000004
【図３】
2020129580.tif 000005