(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークと作業ヘッドとを相対的に移動しながらワークに所望の作業を行う卓上型作業装置であって、
基台と、
基台上に配設され、作業ヘッドおよび作業ヘッド駆動機構を有する作業部と、
卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるローダと、
卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるアンローダと、
基台上に配設され、ローダから供給されたワークをアンローダまで搬送する搬送部と、
制御部と、を備え、
前記搬送部が、ワークを作業位置で固定する固定機構を有し、
前記作業部が、作業位置の上方に配設された作業ヘッドを有し、
制御部が、基台内に配設される第１の制御部、および卓上型作業装置の側部または上部に配設される第２の制御部とを含んで構成されることを特徴とする卓上型作業装置。
【請求項２】
前記作業ヘッド駆動機構は、搬送部の搬送方向と平行に作業ヘッドを移動するＸ軸駆動機構と、搬送部の搬送方向と直交する方向に作業ヘッドを移動するＹ軸駆動機構と、上下方向に作業ヘッドを移動するＺ軸駆動機構とを備え、前記Ｙ軸駆動機構が前記搬送部を覆いかぶさるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の卓上型作業装置。
【請求項３】
前記搬送部が、基台上に配設されワークを搬送する搬送レールと、作業位置に配置された塗布ステージと、作業位置でワークを挟んで固定する固定部材とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の卓上型作業装置。
【請求項４】
前記基台上に配設され、作業部および搬送部を覆うケースを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項５】
前記ケースの側部または上部に前記第２の制御部が配設されることを特徴とする請求項４に記載の卓上型作業装置。
【請求項６】
前記第１の制御部が作業ヘッド駆動機構および搬送部を制御する制御部であり、前記第２の制御部が作業ヘッドを制御する制御部であり、或いは、前記第１の制御部が作業ヘッドを制御する制御部であり、前記第２の制御部が作業ヘッド駆動機構および搬送部を制御する制御部であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項７】
前記ローダが、垂直方向に配置された複数のマガジンテーブルを相対距離を常に一定に保持したまま上下に移動して、マガジンテーブルに載置されたマガジンに収納されたワークを搬送部へ供給し、
前記アンローダが、垂直方向に配置された複数のマガジンテーブルを相対距離を常に一定に保持したまま上下に移動して、搬送部より排出されるワークをマガジンテーブルに載置されたマガジンに収納することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項８】
前記搬送部に載置されたワークの高さが、マガジンテーブルの下端からそこに載置されたマガジンの上端までの長さよりも高いことを特徴とする請求項７に記載の卓上型作業装置。
【請求項９】
前記ローダが、机から８０ｃｍ以下に位置するマガジン投入部を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項１０】
前記ローダが、机から６０ｃｍ以下に位置するマガジン投入部を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項１１】
前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から８０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項１２】
前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から６０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項１３】
ワークと作業ヘッドとを相対的に移動しながらワークに所望の作業を行う卓上型作業装置であって、
基台と、
基台上に配設され、作業ヘッドおよび作業ヘッド駆動機構を有する作業部と、
卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるローダと、
卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるアンローダと、
基台上に配設され、ローダから供給されたワークをアンローダまで搬送する搬送部と、
分散配置された複数の制御部と、を備え、
前記搬送部が、ワークを作業位置で固定する固定機構を有し、
前記作業部が、作業位置の上方に配設された作業ヘッドを有し、
前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から８０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする卓上型作業装置。
【請求項１４】
前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から６０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の卓上型作業装置。
【請求項１５】
前記複数の制御部のうち少なくとも一つは基台内部に配設されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の卓上型作業装置。
【請求項１６】
前記基台の高さが、卓上型作業装置の高さの１／２以下の高さであることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項１７】
前記基台の高さが、卓上型作業装置の高さの１／４〜１／６の高さであることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項１８】
前記作業部が、搬送部の搬送方向と平行に直列状かつ一体的に配設された作業ヘッド、距離計測装置および撮像装置を備えることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【請求項１９】
前記作業ヘッドが吐出ヘッドであることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載の卓上型作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送機構を有し、ワークに所望の作業を行う卓上型の作業装置に関する。
本明細書で全自動型作業装置とは、作業場所へのワークの搬入、作業場所におけるワークへの作業、作業場所からのワークの搬出が全自動で行われる作業装置のことをいい、具体例としては、複数のワークが収納されたマガジンからワークを取り出し、前記ワークに所望の作業を行った後、マガジンに作業後のワークを収納する工程を自動で繰り返し行う装置、或いは、前工程の装置から搬入されてきたワークに対し所望の作業を行った後、次工程の装置へ搬出する工程を自動で繰り返し行う装置が開示される。
【背景技術】
【０００２】
ワークとよばれる作業対象物の所望位置に、液体塗布、注油、ピン圧入、組立、半田付け、ネジ締め付け等の所望の作業を施すために作業装置が用いられる。
【０００３】
例えば、ワークに液材を塗布する作業を行う全自動型作業装置が特許文献１に開示される。
この装置は、ワークに液剤を塗布する塗布装置本体と、マガジンを載置するマガジンテーブルを上下に移動して、マガジンに収納されたワークを塗布装置本体へ供給するローダと、マガジンを載置するマガジンテーブルを上下に移動して、塗布装置本体より排出されるワークをマガジンへ収納するアンローダと、を有し、ローダ及びアンローダを、前記塗布装置本体の両側に配置し、かつ複数のマガジンテーブルに対し垂直方向に配設した液材塗布装置である。
特許文献１に開示される装置のように、ワークを収納したマガジンから自動でワークを取り出し、ワークがワークテーブルまで自動搬送された後にワークテーブルにセットされ、作業装置にてワークに対し所望の作業を行った後に、ワークがマガジンに搬送され収納される、といった一連の作業を自動にて連続的に行う装置は、全自動型装置とよばれる。
製造ラインに組み込まれた装置のように、前工程の装置からワークを搬入し、所望の作業を行った後に、作業済みのワークを次工程の装置に搬出するといった一連の作業を自動にて連続的に行う装置も全自動型装置である。
また、この種の液材塗布装置は、一般的に、床面に直接設置される床設置型作業装置である。
【０００４】
基台上に支持コラムを介してガイド機構が支持され、このガイド機構に沿って工具取付台及びドライバーユニット等のロボット駆動部が横方向に移動するよう構成されている卓上型の作業装置が特許文献２に開示される。
特許文献２においては、卓上ロボット装置が、特に、ネジ締め付け、半田付け、洗浄、組立、液体塗布、注油、ピン圧入等の支援のために用いられることが開示されており、例えばネジ締付け装置として、工具取付台の上部には、水平部が形成され、個々の作業工程で必要なものを保持する供給部としてネジ供給ストッカーが設けられており、ネジ供給ストッカーには小ネジが多数収容され、その小ネジが誘導管を経てドライバユニットの先端に供給され、所定のネジ締めが行われる装置が開示される。
特許文献２に開示される装置のように、作業前にワークを収納ケースやパレット等から手動で取り出し、同じく手動で作業テーブルにワークをセットし、作業装置にてワークに対し所望の作業を行った後に、作業を施したワークを作業テーブルから手動で取り外す装置は、半自動型装置とよばれる。
ワークに対する作業は作業装置が行うが、ワークの作業テーブルへのセット／取り外しおよび作業装置の作業開始指示は、作業者が行う必要があり、この点で全自動型装置とは異なる。
ワーク搬送機能を有しない卓上型作業ロボットは、半自動型装置として使用されている。
【０００５】
作業装置は、作業台やテーブル上に設置または載置されて使用される卓上型サイズの装置や、床に直接設置して使用される卓上型サイズよりも大きなサイズの装置があるが、全自動型装置を使用するか半自動型装置を使用するかを選択する基準の一つは生産量である。
全自動型装置は、作業者の手を介さずに自動的に生産を行うことができ、高品質な製品を製造することができるが、その装置は大型となり設置に大きなスペースを必要とし、また、他品種を生産する場合には装置が大がかりとなるために段取り換えに時間および労力を要するので、単品種多量生産向きである。
【０００６】
一方、半自動型装置は、卓上で使用できるコンパクトな装置とすることができ生産のためのスペースを有効に活用することができ、品種切換時等の段取り換えも容易に行うことができるが、作業者がワークのセットに介する必要があるため、ワーク取付位置の精度にばらつきを生じることがあり、全自動型装置で製造された製品品質とするためには作業者に熟練を要し、また、生産効率の点では全自動型装置にはおよばないので、多品種少量生産向きである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３７３０４１号公報
【特許文献２】特開平０８−２２９４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、市場ニーズの多様化、製品ライフサイクルの短縮化などの影響を受け、特に、研究・開発現場において更なる作業効率化が求められている。研究・開発には、多くの実験設備、測定機器が必要とされるが、その現場はスペースが限られており、一つ一つの装置や機器がダウンサイジングされることが望まれている。
しかしながら、作業効率の高い装置は、上記の通り床設置型の装置であるところ、研究・開発の限られた現場に全自動型装置を載置するためのスペースが確保できないことも少なくない。
即ち、実験室や研究室は、種々の装置や機器が所狭しと並べてあることがほとんどであり、このような床設置型装置を設置する充分なスペースが確保できない場合が多い。そのために、作業テーブルや実験テーブルを撤去して前記装置の設置スペースを確保することも考えられるが、撤去する作業テーブル・実験テーブルを新たに保管する場所を確保しなければならないという問題もある。
また、少量多品種を生産する生産現場においても、生産現場の効率的活用の観点から装置のコンパクト化は望まれるところである。作業環境を大きく変えることなく生産量を増加させたいという要望もある。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題を解決し、ワークを搬送機構を有する全自動作業用装置であって、卓上に載置して使用することができる作業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】
【００１０】
第１の発明は、ワークと作業ヘッドとを相対的に移動しながらワークに所望の作業を行う卓上型作業装置であって、基台と、基台上に配設され、作業ヘッドおよび作業ヘッド駆動機構を有する作業部と、卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるローダと、卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるアンローダと、基台上に配設され、ローダから供給されたワークをアンローダまで搬送する搬送部と、制御部と、を備え、前記搬送部が、ワークを作業位置で固定する固定機構を有し、前記作業部が、作業位置の上方に配設された作業ヘッドを有し、制御部が、基台内に配設される第１の制御部、および卓上型作業装置の側部または上部に配設される第２の制御部とを含んで構成されることを特徴とする卓上型作業装置である。
第２の発明は、第１の発明において、前記作業ヘッド駆動機構は、搬送部の搬送方向と平行に作業ヘッドを移動するＸ軸駆動機構と、搬送部の搬送方向と直交する方向に作業ヘッドを移動するＹ軸駆動機構と、上下方向に作業ヘッドを移動するＺ軸駆動機構とを備え、前記Ｙ軸駆動機構が前記搬送部を覆いかぶさるように設けられていることを特徴とする。
第３の発明は、第１または２の発明において、前記搬送部が、基台上に配設されワークを搬送する搬送レールと、作業位置に配置された塗布ステージと、作業位置でワークを挟んで固定する固定部材とを備えることを特徴とする。
第４の発明は、第１ないし３のいずれかの発明において、前記基台上に配設され、作業部および搬送部を覆うケースを備えることを特徴とする。
第５の発明は、第４の発明において、前記ケースの側部または上部に前記第２の制御部が配設されることを特徴とする。
第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明において、前記第１の制御部が作業ヘッド駆動機構および搬送部を制御する制御部であり、前記第２の制御部が作業ヘッドを制御する制御部であり、或いは、前記第１の制御部が作業ヘッドを制御する制御部であり、前記第２の制御部が作業ヘッド駆動機構および搬送部を制御する制御部であることを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、前記ローダが、垂直方向に配置された複数のマガジンテーブルを相対距離を常に一定に保持したまま上下に移動して、マガジンテーブルに載置されたマガジンに収納されたワークを搬送部へ供給し、前記アンローダが、垂直方向に配置された複数のマガジンテーブルを相対距離を常に一定に保持したまま上下に移動して、搬送部より排出されるワークをマガジンテーブルに載置されたマガジンに収納することを特徴とする。
第８の発明は、第７の発明において、前記搬送部に載置されたワークの高さが、マガジンテーブルの下端からそこに載置されたマガジンの上端までの長さよりも高いことを特徴とする。
第９の発明は、第１ないし８のいずれかの発明において、前記ローダが、机から８０ｃｍ以下に位置するマガジン投入部を有することを特徴とする。
第１０の発明は、第１ないし８のいずれかの発明において、前記ローダが、机から６０ｃｍ以下に位置するマガジン投入部を有することを特徴とする。
第１１の発明は、第１ないし１０のいずれかの発明において、前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から８０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする。
第１２の発明は、第１ないし１０のいずれかの発明において、前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から６０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする。
第１３の発明は、ワークと作業ヘッドとを相対的に移動しながらワークに所望の作業を行う卓上型作業装置であって、基台と、基台上に配設され、作業ヘッドおよび作業ヘッド駆動機構を有する作業部と、卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるローダと、卓上型作業装置の側部に一体的に配設されるアンローダと、基台上に配設され、ローダから供給されたワークをアンローダまで搬送する搬送部と、分散配置された複数の制御部と、を備え、前記搬送部が、ワークを作業位置で固定する固定機構を有し、前記作業部が、作業位置の上方に配設された作業ヘッドを有し、前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から８０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする卓上型作業装置である。
第１４の発明は、第１３の発明において、前記搬送部の高さが、搬送部に載置されたワークの上面が机から６０ｃｍ以下に位置するように構成されることを特徴とする。
第１５の発明は、第１３または１４の発明において、前記複数の制御部のうち少なくとも一つは基台内部に配設されることを特徴とする。
第１６の発明は、第１ないし１５のいずれかに記載の発明において、前記基台の高さが、卓上型作業装置の高さの１／２以下の高さであることを特徴とする。
第１７の発明は、第１ないし１５のいずれかに記載の発明において、前記基台の高さが、卓上型作業装置の高さの１／４〜１／６の高さであることを特徴とする。
第１８の発明は、第１ないし１７のいずれかの発明において、前記作業部が、搬送部の搬送方向と平行に直列状かつ一体的に配設された作業ヘッド、距離計測装置および撮像装置を備えることを特徴とする。
第１９の発明は、第１ないし１８のいずれかの発明において、前記作業ヘッドが吐出ヘッドであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、全自動型作業装置を床に設置するためのスペースを確保することなく卓上に載置して使用することができるから、作業環境を大きく変えることなく生産量を増加させることができる。
また、卓上型作業装置でありながら、ワークを手動でセットする必要なく複数枚のワークを連続的に所望の作業を施すことができるから、設置スペースに制約のある空間でも生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る卓上型液体材料塗布装置の全体の概略斜視図である。
【図２】本発明に係る卓上型液体材料塗布装置の本体部の概略斜視図である。
【図３】実施例に係る卓上型液体材料塗布装置のワーク固定機構を説明する説明図である。
【図４】実施例に係る卓上型液体材料塗布装置の準備段階のフローチャートである。
【図５】実施例に係る卓上型液体材料塗布装置の塗布段階の開始部分を説明するフローチャートである。
【図６】実施例に係る卓上型液体材料塗布装置の塗布段階の終了部分を説明するフローチャートである。
【図７】非常停止ボタンを上部に配置した構成例に係る装置の全体の概略斜視図である。
【図８】第３の制御部を本体の背面に配置した構成例に係る装置の全体の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の卓上型作業装置を実施するための形態を、基台上に設けられたケース内に配置される作業部および搬送部、並びに、ケース側方に配置されるローダおよびアンローダを備える全自動型の液体材料塗布装置の例で説明する。本発明に係る全自動型の液体材料塗布装置は、次の基本思想に基づき作製される。
（i）基台の高さを抑えること、特に、作業者の作業対象となる部分（搬送部、マガジン投入部・排出部等）の高さを接地面から一定の範囲内とすること
（ii）基台の奥行き長を抑えること
（iii）安定性を損なうことなく、狭い接地面上にも設置できるような脚を設けること
【００１４】
上記（i）は、作業者の作業容易性を考慮した構成である。マガジンのローダーへの投入は作業者が行うこととなるが、作業者によるマガジンの投入を容易にするためにはマガジンの投入部が作業者の胸より低い位置に位置することが好ましい。例えば、机の高さが７０ｃｍ程度であるとすると、マガジン投入部が少なくとも机から８０ｃｍ以下に位置するように、好ましくは６０ｃｍ以下に位置するように、より好ましくは５０ｃｍ以下に位置するように構成する。
この点、垂直方向に配置された複数のマガジンテーブルを相対距離を常に一定に保持したまま上下に移動して、マガジンテーブルに載置されたマガジンに収納されたワークを塗布装置本体へ供給するローダーを基台の側方に設けることで、マガジン投入部を低い位置とすることは可能である。しかし、マガジンの投入自体を容易に行えたとしても、搬送部を高い位置に設けると、作業対象となるワークの上面を作業者が目視確認できないという問題が生じる。したがって、搬送部についても、作業者がワークの上面を目視できる程度の高さとなるように配置することが重要となる。換言すれば、机の高さが７０ｃｍ程度であるとすると、搬送部に載置されたワークの上面が少なくとも机から８０ｃｍ以下に位置するように、好ましくは６０ｃｍ以下に位置するように、より好ましくは５０ｃｍ以下に位置するように構成する。
このような構成を実現するためには、搬送部が設けられる基台の高さを一定以下にする必要がある。しかし、従来、基台内には装置全体の作動を制御する大型の制御部が設けられており、基台の高さを低くすることには限界があった。そこで、本発明では、制御部を機能別に分散配置することにより、基台の高さを低くすることを可能とした。すなわち、例えば、駆動系制御部、吐出系制御部、画像処理系制御部のように、機能別に制御部を構成し、作業部の上方や側方に分散配置することにより、基台の高さを抑えることを可能とした。
他方で、基台の高さを極端に低くすることは好ましくない場合もある。マガジンテーブルを複数設けた場合、下段のマガジンテーブルを搬送部の下方（すなわち、基台の側方）に位置させ、上段のマガジンテーブルと搬送部とを連絡させることができなくなるからである。また、作業者が立ったまま作業を行うとすると、基台の高さが極端に低い場合に腰をかがめる必要が生じるため、ある程度は基台に高さ（厚さ）があった方が好ましいともいえるので、分散した制御部のうち少なくとも一つは基台内部に配設することが好ましい。
基台２６の高さは、作業者の作業姿勢や他のラインとの連携等の事情によっても左右される設計事項ではあるが、汎用的性が高いと考えられる基台の高さの例を挙げれば、装置全体の高さに対して少なくとも１／２以下とすることが望ましく、１／４〜１／６とすることが好ましく、１／５〜１／６とすることがより好ましい。
【００１５】
上記（ii）は、設置面積や机上の余剰スペースを作業スペースとすることを考慮した構成である。すなわち、基台の面積が小さければ、小さい机に本発明の装置を載置することが可能となるし、机の余剰スペースにマガジン等を載置しておくことが可能となる。
基台の奥行き長を抑えるに際し問題となるのが、作業位置の配置である。基台上には搬送部が必須の構成として設けられるところ、搬送部と並行して作業位置を設けると奥行き長がどうしても長くなる。例えば、搬送部を平行する２本の搬送レールで構成し、搬送部上のワークを往復移動機構で奥行き方向に押して作業位置に移動し、作業位置で作業をした後に再び往復移動機構で搬送レールに戻す構成を想定する。かかる構成では、奥行き方向に搬送レール、作業位置、作業ヘッド駆動機構が直列に配置されることとなり、奥行き長を抑えることができない。
そこで、本発明では、まず搬送部に作業位置を設けることにより、奥行き方向に直列に配置される要素を減らした。次に、本発明では、作業ヘッド駆動機構を搬送部上にオーバーハングさせることにより、奥行き方向に直列に配置される要素を高さ方向に重ねて配置させるようにした。このような構成を採用することにより、本発明では、基台上に搬送部を有しながら基台の奥行き長を抑えることを可能とした。
また、好ましくは、操作部を作業装置の側面に配置することにより、奥行き長を抑える構成とする。
また、作業ヘッド移動機構に撮像装置および距離計測装置を設ける構成においては、吐出装置、撮像装置および距離計測装置を搬送方向（Ｘ方向）に直列に設置すると、塗布、撮像、計測それぞれの動作をする際に搬送方向と直行する奥行き方向（Ｙ方向）への移動をほぼ無くすこできるので、これにより奥行き方向（Ｙ方向）のサイズを減少することができると共に移動が無くなった分の動作時間を短縮することもできるので好ましい。
【００１６】
上記（iii）は、小さな机や机そのものは大きいが余剰スペースが小さな机に安定性を損なうことなく、装置を設置可能とするための構成である。
液体材料塗布装置では、ワーク上面に液体を塗布することから、高い水平度が要求される。従って、基台を支持する脚部は、それぞれが高さ調節可能な４以上の脚で構成する。それぞれが高さ調節可能とするのは、装置を設置する面を構成する机そのものが水平度を調整可能とするためである。各脚を設ける位置は基台の隅部の近傍とし、相互に等間隔に配置する。
また、ローダーおよびアンローダーは机上面と非接触とする。搬送部の水平を維持するためにローダーおよびアンローダーの高さ調節を行うことを不要とするためである。
以上のような構成を採用することにより、安定性を損なうことなく、装置の設置必要面積を小さくすることが可能となる。
【００１７】
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
実施例１では、ワークに液体材料を塗布する液体材料塗布装置に本発明を適用した卓上型全自動液体材料塗布装置の例を示す。
図１に本実施例に係る卓上型全自動液体材料塗布装置の全体の概略斜視図、また、図２に本実施例に係る卓上型全自動液体材料塗布装置の本体部の概略斜視図を示す。以下、図１および図２を参照しながら説明する。
【００１９】
本実例に係る卓上型全自動液体材料塗布装置１０は、中央に本体１２を配置し、本体側部にローダー４２およびアンローダ４３を有することを基本構成とする。本体１２は、一のベース板２５の上にワーク搬送機構１７およびヘッド移動機構１３を有し、ベース板２５の下方にワーク搬送機構１７およびヘッド移動機構１３を制御する第１の制御部３４を有する。
【００２０】
ヘッド移動機構１３は、液体材料を吐出する吐出装置２１をワークに対しＸＹＺ方向に移動させる。
ヘッド移動機構１３は、Ｘ軸駆動機構１４、Ｙ軸駆動機構１５およびＺ軸駆動機構１６から構成される。この駆動機構はワーク搬送機構１７の高さに合わせて、駆動機構の全部を台座４８の上に設置する。そうすることで、Ｙ軸駆動機構１５がワーク搬送機構１７にオーバーハングしてもぶつかったり、擦れたりしないような高さとなっている。
本実施例では、符号１４〜１６の駆動機構として、電動モータとボールネジの組み合わせを用いている。もっとも、駆動機構の構成は実施例のものに限定されることなく種々の機構を用いることができる。例えば、リニアモータを用いた機構としてもよいし、ベルトやチェーンなどで動力を伝える機構を採用してもよい。
【００２１】
ワーク搬送機構１７は、塗布対象物であるワーク１１を、ローダー４２に載置されたマガジンから、液体材料を塗布する塗布ステージ２７、そしてアンローダー４３に載置されたマガジンへ移送する搬送レール１８を有する。搬送レール１８は、マガジンを卓上面に載置したときよりも高い位置（机上から３５０ｍｍの高さ）に配設される。
本実施例のワーク搬送機構１７は、２本のレールそれぞれに丸ベルトを張り巡らせ、このベルトをモーター等で回行させる構成である。ワーク１１はこのベルトに載り搬送される。本実施例では丸ベルトを用いたが、これに限定されるものではない。例えば、２本のベルトではなく１本のベルトとしてもよいし、ベルト以外の機構を採用してもよい。２本の搬送レール１８にベルトを張り巡らせる構成を採用したのは、ワーク１１の大きさによりワーク搬送機構１７の幅を調整できるようにするためである。
【００２２】
ワーク搬送機構１７の２本の搬送レール１８の間には、塗布動作時にワークを固定する塗布ステージ２７と、ワーク１１を所定の位置で停止させるためのストッパー３２を２つ配設している。
上流側のストッパー３２は、塗布ステージ２７のローダー側近傍に、下流側のストッパー３２は、塗布ステージのアンローダー側近傍に配置される。上流側のストッパー３２は、塗布作業時に作業位置に２枚以上のワークが搬送されないようにするためのものであり、下流側のストッパー３２は、作業位置に搬送されるワークの位置決めをするためのものである。
ワーク搬送機構を備えた他の装置では、ストッパーの位置を境にして搬送機構を２つ以上に分け、それぞれにモーター等を設けて独立して駆動することがあるが、本実施例ではワーク搬送機構１７は１つの駆動系により構成される。そうすることで、モーター等の部品分の設置スペースを減らし、重量も減らすことができる。塗布ステージ２７によるワーク１１の固定については後述する。
【００２３】
ヘッド移動機構１３とワーク搬送機構１７との間には、塗布前の準備段階で使用される較正部２８が設置される。
較正部２８は、塗布位置や塗布量の調整などのために試験塗布を行う調整用ステージ２９、吐出装置２１が備えるノズル先端の高さの基準位置を調整するために用いるタッチセンサ３０、そして吐出装置２１が備えるノズル先端に付着した余分の液体材料を除去するノズルクリーニング機構３１から構成される。
調整用ステージ２９には、調整用のワーク１１が載置されている。較正部２８をワーク搬送機構１７とヘッド移動機構１３との間に設置することにより、ワーク搬送機構１７を挟んでヘッド移動機構１３の反対側に設置するよりも省スペース化を図ることができる。
【００２４】
ローダー４２およびアンローダ４３は、マガジンを上下方向に移動する。
本実施例では、ローダー４２およびアンローダー４３の駆動機構として、電動モータとボールネジの組み合わせを用いている。
【００２５】
基台２６には駆動系（ワーク搬送機構１７、ヘッド移動機構１３、ローダー４２・アンローダー４３）の動作を制御する第１の制御部３４が内設され、その下面の四隅に装置を支える高さ調節可能な脚（アジャスターパッド）３３が設けられている。
【００２６】
さらに、該塗布装置１０は、一のベース板上に配設されたワーク搬送機構１７とヘッド移動機構１３とを覆うようにカバー３７が設けられる。
カバー３７の前面下部には非常停止ボタン３８が設けられ、また、カバー３７の前面上部は扉３９が設けられており開閉可能となっている。
本実施例では作業者が座って作業する場合に押下しやすい位置に非常停止ボタン３８が設けられているが、作業者が起立して作業する場合には、図７のように非常停止ボタンをカバー３７の上部に設けることもできる。もちろん非常停止ボタン３８をカバー３７の上部および下部のそれぞれに設けることもできることはいうまでもない。
カバー３７の上面には吐出装置２１を制御する第２の制御部３５と、明かりの点灯／消灯などにより装置の動作状況を知らせる表示灯４０とが設置される。
第２の制御部３５は箱内に収納されており、作業ヘッドの種類に応じて取り換えることができるようになっている。第２の制御部は第１の制御部からの信号により作動し、第１の制御部３４は、第２の制御部３５から発信される吐出に関する信号を受信することができる。
カバー３７の側面には操作部（タッチパネル）４１が設置されている。
【００２７】
吐出装置２１は、目的に応じて適宜選択可能である。例えば、先端にノズルを有するシリンジ内の液体材料に調圧されたエアを所望時間だけ印加するエア式、フラットチュービング機構またはロータリチュービング機構を有するチュービング式、先端にノズルを有する貯留容器の内面に密着摺動するプランジャーを所望量移動して吐出するプランジャー式、スクリューの回転により液体材料を吐出するスクリュー式、所望圧力が印加された液体材料をバルブの開閉により吐出制御するバルブ式、弁座に弁体を衝突させて液体材料をノズル先端より飛翔吐出させるジェット式、連続噴射方式或いはオンデマンド方式のインクジェットタイプなどが挙げられる。
本実施例の吐出装置２１には、ワーク１１上のアライメントマークや塗布後の液体材料を撮像する撮像装置２３およびワーク１１表面までの高さを計測する距離計測装置２４が一体的に配設される。
撮像装置２３は、画像処理を行うために本実施例ではＣＣＤカメラを用いる。距離計測装置２４は距離の計測に一般的に用いられているレーザー（光学式）変位計を用いている。撮像装置２３も距離計測装置２４も目的に応じて適宜選択可能である。例えば、撮像装置２３はデジタル式であれば画像処理を行うのに適しているし、距離計測装置２４は非接触式であればワークへ影響を及ぼさず計測を行うのに適している。
また、本実施例では、画像処理の機能を有する第３の制御部３６を設けている。
図８のようにカバー背面に画像処理などを行う第３の制御部３６（点線で示す）を設置することもできる。テーブル台の下部（作業者の足下）などに配置しても良い。もちろん第１の制御部３４と同様にベース板２５の下方に収納しても良いし、第２の制御部３５と同様にカバー３７の上面に配置しても良い。
【００２８】
ローダー４２およびアンローダー４３は、カバー３７の両側面に対向して設置される。カバー３７の両側面には、それぞれワーク１１が通過する位置に開口部５０が設けられている。ローダー４２は、未塗布のワーク１１を上下方向に重ねて複数枚収納したマガジンが載置される台Ａ４６を備えており、該載置台Ａ４６はワーク１１を一枚ずつ順に取り出せるよう上下方向へ移動する。アンローダー４３は、塗布済のワーク１１を上下方向に重ねて複数枚収納するマガジンを載置する台Ｂ４７を備えており、該載置台Ｂ４７はワーク１１を一枚ずつ順に収納するよう上下方向へ移動する。ローダー４２およびアンローダー４３は、基台２６に着脱可能に固設される。
【００２９】
図３を参照しながら、塗布ステージ２７によるワーク１１の作業位置での固定について説明する。
図３は搬送機構をアンローダー側から見た断面図となっており、（ａ）は搬送時、（ｂ）は固定時を示す。
搬送レール１８の上部、塗布ステージ２７が設置される範囲には、断面鉤状或いはＬ字形状のワーク固定部材２０が短辺の先端をベルト１９の方向へ向けて設置されている。
ワーク固定部材２０の短辺先端とベルト１９との間は、ワーク１１の搬送を妨げないようワーク１１の厚さより大きな隙間が開いている。
図３（ａ）に示すように、搬送時、塗布ステージ２７は上側のベルト１９より下まで下降しており、ワーク１１はベルト１９に載り搬送される。
図３（ｂ）に示すように、ワーク１１が塗布ステージ２７上に搬送されて固定される際には、塗布ステージが上昇してワーク１１をベルト１９から浮き上がらせ、ワーク固定部材２０とによって挟み込む。このようにしてワーク１１を固定する。
塗布ステージ２７の上昇および下降駆動には、エアシリンダや電動モータとボールネジの組み合わせなどの機構を用いることができる。
また、挟み込むだけでなく、他の方法によって固定してもよい。例えば、塗布ステージに真空源を接続し、ワーク１１を塗布ステージ２７の上面に吸引して固定するようにしてもよい。
【００３０】
［動作フロー］
図４、図５および図６に実施例に係る卓上型液体材料塗布装置の動作フローの一例を示す。以下、図４、図５および図６を参照しながら説明する。
【００３１】
［１］準備段階
まず、塗布を行う前の準備として図４に示す流れに沿って作業を行う。始めに、吐出装置２１にノズル２２や液体材料を貯留する容器などを取り付けていつでも吐出できるような状態まで準備し、それをＺ軸駆動機構１６の所定の位置へ取り付けて固定する（ＳＴＥＰ１１）。
吐出装置２１を固定し終えたら、吐出装置２１が有するノズル２２の先端の高さ方向の位置を調整する（ＳＴＥＰ１２）。詳細には、まず、タッチセンサ３０の表面上で距離計測装置２４が示す値が基準位置となるときのＺ軸下降量を読み取り、次いで、Ｚ軸駆動機構１６により吐出装置２１を下降させてノズルがタッチセンサ３０に触れたことを検知したときの下降量を読み取る。この下降量に基づいて塗布時の吐出装置２１の下降量を調整する。ここで、距離計測装置２４で高さを計測するのは、機械的な取り付け誤差をゼロにはできないからである。すなわち、較正部２８を構成するタッチセンサ３０の接触面や調整用ステージ２９上の調整用ワークの塗布面は、塗布ステージ２７上に固定されるワークの塗布面の高さと同じになるよう取り付けることが理想であるが、機械的な取り付け誤差はゼロにはできないことによる。そこで、較正時の高さと塗布時の高さとを測定し、その差（誤差）を考慮に入れてＺ軸駆動機構１６を駆動させることにより、吐出装置２１の高さ方向の位置精度の向上を図るのである。
【００３２】
ノズル２２の先端の高さ方向の位置調整を終えたら、ノズル２２の先端の水平方向の位置を調整する（ＳＴＥＰ１３）。詳しくは、まず、調整用ワーク上へ点や線などの塗布を実際に行い、次いで、ノズルと撮像装置の離間距離と同じ距離だけノズルと撮像装置を移動して塗布した点や線を撮像装置で映す。映した映像の中心に塗布した点や線が位置していればノズル２２の先端位置は設定通りである。一方、映した映像の中心に塗布した点や線が位置していなければノズル２２の先端位置がずれているので、画像の中心から塗布した点や線の中心までの距離を求め、これを調整量として記憶する。塗布時には、この調整量を加味してノズル先端の移動を行う。
【００３３】
ノズル先端の水平方向の位置調整を終えたら、塗布量の調整を行う（ＳＴＥＰ１４）。塗布量の測定方法としては、撮像装置２３や距離計測装置２４を用いて塗布した液体材料の面積や体積を求め、設定値と比較を行い、吐出量の調整を行う方法をとることができる。
【００３４】
上記の工程を終えたら、最後に、ＳＴＥＰ１３やＳＴＥＰ１４で塗布を行った際にノズル先端に付着することのある液体材料による汚れをノズルクリーニング機構３１により除去する（ＳＴＥＰ１５）。ノズルクリーニング機構３１としては、例えば、ノズル２２の先端に気流を吹き付けて余分の液体材料を吹き飛ばすタイプやノズル先端を吸引して余分の液体材料を吸い取るタイプなどを用いることができる。なお、ノズルクリーニング工程は、準備段階だけでなく後述する塗布段階の途中に定期的に行うようにしてもよい。そうすることで、正確な量を良好な形状で塗布することができる。
上記ＳＴＥＰ１２からＳＴＥＰ１５までは自動的に連続して行えるようにしてもよい。
【００３５】
［２］塗布段階
準備段階を終えたら、図５に示す流れに沿って塗布作業を開始する。
始めに、ローダー４２のマガジン載置台Ａ４６に未塗布のワーク１１が複数枚収納されたマガジンＡ４４を載置し、アンローダー４３のマガジン載置台Ｂ４７に塗布済のワークを収納するための空のマガジンＢ４５を載置する（ＳＴＥＰ２１）。
次いで、ローダー４２の載置台Ａ４６が１枚目のワーク取り出し位置へと移動し（ＳＴＥＰ２２）、併せてアンローダー４３の載置台Ｂ４７が１枚目のワーク収納位置へと移動する（ＳＴＥＰ２３）。ここで、マガジンＡ４４からのワーク１１の取り出しやマガジンＢ４５へのワークの収納は、各載置台を下方向に移動して行ってもよいし、上方向に移動して行ってもよい。
次いで、１枚目のワーク１１を塗布ステージ２７の位置まで搬送する（ＳＴＥＰ２４）。このとき、アンローダー側（下流側）のストッパー３２が上昇してワーク１１を塗布ステージ２７の上方位置（作業位置）に停止させ、停止後に下降する。そして、塗布ステージ２７を上昇させてワーク１１を固定する（ＳＴＥＰ２５）。
【００３６】
次いで、ローダー４２の載置台Ａ４６が２枚目のワーク取り出し位置へと移動し（ＳＴＥＰ２６）、２枚目ワークを待機位置まで搬送する（ＳＴＥＰ２７）。このとき、ローダー側のストッパー３２が上昇してワーク１１を待機位置に停止させる。２枚目のワーク１１の取り出し後、ローダー４２の載置台Ａ４６が３枚目のワーク取り出し位置へと移動する（ＳＴＥＰ２８）。
次いで、塗布ステージ２７により固定されている１枚目のワーク１１に対し塗布を実行し（ＳＴＥＰ２９）、所望の塗布作業を行った後、塗布ステージ２７を下降させてワーク１１の固定を解除する（ＳＴＥＰ３０）。そして、塗布の終了したワーク１１をアンローダー４３のマガジンＢ４５まで搬送し、マガジンＢ４５の１枚目のワーク収納位置に収納する（ＳＴＥＰ３１）。このとき、待機位置にある２枚目のワーク１１は、ローダー側（上流側）のストッパー３２が上昇したままであるので、作業位置へと搬送されることはない。
【００３７】
１枚目のワーク１１をアンローダー側マガジンＡ４４に収納し終えたら、ローダー側のストッパー３２が下降し、待機位置にある２枚目のワークを作業位置まで搬送する（ＳＴＥＰ３２）。このとき、ＳＴＥＰ２４と同様に、アンローダー側のストッパー３２が上昇してワークを塗布ステージ２７の上方に停止させ、停止後に下降する。そして、塗布ステージ２７を上昇させてワークを固定する（ＳＴＥＰ３３）。
次いで、３枚目ワーク１１を待機位置まで搬送する（ＳＴＥＰ３４）。このとき、ローダー側のストッパー３２が上昇して３枚目のワーク１１を待機位置に停止させる。３枚目のワーク１１を取り出した後、ローダー４２の載置台Ａ４６が４枚目のワーク取り出し位置へと移動する（ＳＴＥＰ３５）。これと同時に、アンローダー４３の載置台Ｂ４７が２枚目のワーク収納位置へと移動する（ＳＴＥＰ３６）。
以降、ＳＴＥＰ２９からＳＴＥＰ３６までと同様の流れで塗布作業が進んでいく。ｎ枚のワークに対して塗布作業を行う場合には、ｎ−２枚目の塗布を実行する前まで上記ステップが繰り返される。
【００３８】
［３］塗布終了段階
マガジン内にｎ枚のワークが収納されているとすると、塗布終了段階の流れは図６に示すとおりとなる。
塗布ステージ２７により固定されているｎ−２枚目のワーク１１に対し塗布を実行し（ＳＴＥＰ３７）、塗布終了後、塗布ステージ２７を下降させてワーク１１の固定を解除する（ＳＴＥＰ３８）。そして塗布の終了したワーク１１をアンローダー４３のマガジンＢ４５まで搬送し、マガジンＢ４５のｎ−２枚目のワーク収納位置に収納する（ＳＴＥＰ３９）。このとき、待機位置にあるｎ−１枚目のワーク１１はローダー側のストッパー３２が上昇したままであるので、搬送されることはない。
【００３９】
ｎ−２枚目のワーク１１をアンローダー４３のマガジンＢ４５に収納し終えたら、ローダー側のストッパー３２が下降し、待機位置にあるｎ−１枚目のワーク１１を作業位置まで搬送する（ＳＴＥＰ４０）。このとき、アンローダー側のストッパー３２が上昇してワークを塗布ステージ２７の上方に停止させ、停止後に下降する。そして、塗布ステージ２７を上昇させてワークを固定する（ＳＴＥＰ４１）。
次いで、ｎ枚目のワーク１１を待機位置まで搬送する（ＳＴＥＰ４２）。このとき、ローダー側のストッパー３２が上昇してワーク１１を待機位置に停止させる。ｎ枚目のワークの取り出し後は、ローダー側マガジンＡ４４内にはワークがないので、ローダー４２の載置台Ａ４６は移動することなく（ＳＴＥＰ４３）、アンローダー４３の載置台Ｂ４７がｎ−１枚目のワーク収納位置へと移動する（ＳＴＥＰ４４）。
塗布ステージ２７により固定されているｎ−１枚目のワーク１１に対し塗布を実行し（ＳＴＥＰ４５）、塗布終了後、塗布ステージ２７を下降させてワーク１１の固定を解除する（ＳＴＥＰ４６）。そして塗布の終了したワーク１１をアンローダーのマガジンＢ４５まで搬送し、マガジンＢ４５のｎ−１枚目のワーク収納位置に収納する（ＳＴＥＰ４７）。
【００４０】
ｎ−１枚目のワーク１１をアンローダー４３のマガジンＢ４５に収納し終えたら、ローダー側のストッパー３２が下降し、待機位置にあるｎ枚目のワーク１１を塗布ステージ２７の位置まで搬送する（ＳＴＥＰ４８）。このとき、アンローダー側のストッパー３２が上昇してワーク１１を塗布ステージ上に停止させ、停止後に下降する。そして、塗布ステージ２７を上昇させてワーク１１を固定する（ＳＴＥＰ４９）。
最後のワークであるｎ枚目のワーク１１を塗布ステージ２７の位置まで搬送し終えると、ローダー４２のマガジンＡ４４内にはワークがなくなってしまうので、次のワークを待機位置まで搬送する必要はない（ＳＴＥＰ５０）。また、ローダー４２の載置台Ａ４６の移動も必要ない（ＳＴＥＰ５１）。ただし、アンローダー４３の載置台Ｂ４７がｎ枚目のワーク収納位置へと移動する（ＳＴＥＰ５２）。
塗布ステージ２７により固定されているｎ枚目のワーク１１に対し塗布を実行し（ＳＴＥＰ５３）、塗布終了後、塗布ステージ２７を下降させてワーク１１の固定を解除する（ＳＴＥＰ５４）。そして塗布の終了したワーク１１をアンローダー４３のマガジンＢ４７まで搬送し、マガジンＢ４７のｎ枚目のワーク収納位置に収納する（ＳＴＥＰ５５）。以上で、ｎ枚のワークに対する塗布作業は終了する。
【００４１】
１マガジン分の塗布作業が終了に近づくと、ワークの無くなったところから移動や搬送の必要が無くなっていくことに注意する。
ローダー側のマガジンＡ４６内が空になったとき、また、アンローダー側のマガジンＢ４７内が一杯になったとき、タイミングよく未塗布ワークが収納されたマガジンや空のマガジンをそれぞれのマガジン載置台に載置し直すことで塗布作業を継続することができる。
また、上記の説明では、一つ一つの動作を区切って説明したが、同時に進行できるものは同時に進行してもよい。そうすることで、作業時間の短縮につながる。例えば、塗布済ワークのアンローダーまでの搬送（ＳＴＥＰ３１や３９など）と、未塗布ワークの塗布ステージ２７の位置までの搬送（ＳＴＥＰ３２や４０など）を同時に行ってもよい。ただし、未塗布ワークを塗布ステージ２７の上方で停止させるためには、塗布済ワークが通過した後すぐにアンローダー側ストッパー３２を上昇させる必要があるため、ワークが通過したことを検知するセンサ等が必要となる。作業時間の短縮と制御の方法を勘案して適宜選択するとよい。
【００４２】
［実施例１の効果］
上記の構成を備える本実施例の卓上型全自動液体材料塗布装置は、次の特徴を有している。
第１に、ワーク搬送機構１７およびヘッド移動機構１３を制御する第１の制御部３４と、吐出装置２１を制御する第２の制御部３５とに制御部を分離し、別々の場所に設置することにより、今まで制御部を設置していた基台（ベース板下部）２６の高さを減少させることが可能となった。具体的には、装置全体の高さが１０００ｍｍであるのに対して基台２６の高さを２００ｍｍとすることができた。また、搬送レール１８の位置を下げることができるため、卓上に載置してもなお作業者がワーク１１に対する作業を視認することができる。
【００４３】
第２に、ヘッド移動機構１３は、より詳細には、Ｘ軸駆動機構１４にＹ軸駆動機構１５を設置し、Ｙ軸駆動機構１４にＺ軸駆動機構１６を設置し、そしてＺ軸駆動機構１６に吐出装置２１、撮像装置２３および距離計測装置２４を設置して構成する。このとき、吐出装置２１、撮像装置２３、距離計測装置２４およびＹ軸駆動機構１５をワーク搬送機構１７の上方にオーバーハングさせ、かつ、Ｚ軸駆動機構１６がＹストロークの一端に位置するときにＸ軸中心軸線上に位置するようＺ軸駆動機構を設置する。これにより、デッドスペースともいうべき空間を活用することが可能となったので、基台２６の底面積を減少させることが可能となった。具体的には、ベース板２５の面積をＡ２サイズ（幅５９４ｍｍ、奥行き４２０ｍｍ）とすることが可能である。
【００４４】
第３に、ローダー４２およびアンローダー４３は、基台２５でのみ着脱可能に固定されているので、ローダー４２およびアンローダー４３の無い構成にも容易に変更が可能である。また、ローダー４２およびアンローダー４３に個別に脚を設けていないので、装置を設置するのに必要な机の面積は、装置本体部の底面積と同じだけの面積とすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  卓上型全自動液体材料塗布装置
１１  ワーク
１２  本体
１３  ヘッド移動機構
１４  Ｘ軸駆動機構
１５  Ｙ軸駆動機構
１６  Ｚ軸駆動機構
１７  ワーク搬送機構
１８  搬送レール
１９  ベルト
２０  ワーク固定部材
２１  吐出装置（ディスペンスヘッド）
２２  ノズル
２３  撮像装置（ＣＣＤカメラ）
２４  距離計測装置（レーザー光学式変位計）
２５  ベース板（基台上面）
２６  基台（ベース板下部）
２７  塗布ステージ
２８  較正部
２９  調整用ステージ（捨て打ちステージ）
３０  タッチセンサ
３１  ノズルクリーニング機構
３２  ストッパー
３３  脚（アジャスターパッド）
３４  第１の制御部（駆動系制御部）
３５  第２の制御部（ディスペンスコントローラ）
３６  第３の制御部（画像処理用ＰＣ）
３７  カバー（ケース）
３８  非常停止ボタン
３９  扉
４０  表示灯
４１  操作部（タッチパネル）
４２  ローダー
４３  アンローダー
４４  マガジンＡ
４５  マガジンＢ
４６  マガジン載置台Ａ
４７  マガジン載置台Ｂ
４８  台座
５０  開口部
５１  移動方向（Ｘ）
５２  移動方向（Ｙ）
５３  移動方向（Ｚ）
５４  搬送方向（ワーク）
５５  移動方向（マガジン）
【図１】
0005441644.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005441644.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005441644.tif 000008
【図８】
0005441644.tif 000009