(57)【要約】【課題】所望の搬送距離だけ所望量の被搬送物質を効率的に搬送可能な搬送システムを提供する。【解決手段】弾性波発生手段１２ａは、主搬送経路１４上の被搬送物質に対して、搬送方向の上流側の異なる２方向から斜めに入射する２種類の弾性波を発生させるものであり、主搬送経路１４上の被搬送物質は、弾性波発生手段１２ａから入射される２種類の弾性波により、主搬送経路１４上で搬送される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面上に、被搬送物質を搬送するための弾性波を励振する電極を含む弾性波発生手段と、弾性波発生手段からの弾性波の伝搬により被搬送物質が搬送される搬送経路と、を有する搬送システムであって、
第一の搬送経路と、
該第一の搬送経路の搬送方向下流側と合流する第二の搬送経路と、
第一の搬送経路上に供給された被搬送物質を搬送して第二の搬送経路上に送り渡すための弾性波を発生させる第一の弾性波発生手段と、
第一の搬送経路上から送り渡された被搬送物質を第二の搬送経路上で搬送するための弾性波を発生させる第二の弾性波発生手段と、
第一または第二の搬送経路の一方側に、搬送方向に沿って設けられた側壁と、
を有し、
第一または第二の弾性波発生手段は、第一または第二の搬送経路の他方側から前記側壁に対し、搬送方向の上流側から斜めに入射する弾性波を発生させ、
第一または第二の搬送経路上の被搬送物質は、第一または第二の弾性波発生手段からの弾性波により、前記側壁に沿って搬送される
ことを特徴とする搬送システム。
【請求項２】
基板表面上に、被搬送物質を搬送するための弾性波を励振する電極を含む弾性波発生手段と、弾性波発生手段からの弾性波の伝搬により被搬送物質が搬送される搬送経路と、を有する搬送システムであって、
第一の搬送経路と、
該第一の搬送経路の搬送方向下流側と合流する第二の搬送経路と、
第一の搬送経路上に供給された被搬送物質を搬送し、第二の搬送経路上に送り渡すための弾性波を発生させる第一の弾性波発生手段と、
第一の搬送経路上から送り渡された被搬送物質を第二の搬送経路上で搬送するための弾性波を発生させる第二の弾性波発生手段と、
を有し、
第一または第二の弾性波発生手段は、第一または第二の搬送経路上の被搬送物質に対して、搬送方向の上流側の異なる２方向から斜めに入射する２種類の弾性波を発生させ、
第一または第二の搬送経路上の被搬送物質は、第一または第二の弾性波発生手段から入射される２種類の弾性波により、第一または第二の搬送経路上で搬送されることを特徴とする搬送システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の搬送システムにおいて、
第一または第二の弾性波発生手段は、弾性波を励振する電極と、該電極からの弾性波を反射する反射器と、を含み、
第一または第二の搬送経路上の被搬送物質は、前記反射器で反射された弾性波によって搬送される
ことを特徴とする搬送システム。
【請求項４】
請求項３に記載の搬送システムにおいて、
第一の弾性波発生手段における電極からの弾性波の伝搬方向と、第二の弾性波発生手段における電極からの弾性波の伝搬方向とが平行である
ことを特徴とする搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面上に発生させた弾性波の伝搬を利用して、被搬送物質を搬送する搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性波の伝搬を利用して物体を搬送する装置として、例えば下記特許文献１に記載の装置がある。この装置は、レイリーモード弾性波を発生する圧電材料及びカット面からなる圧電基板と、圧電基板表面上に、レイリーモード弾性波を励振させる入力用電極と、を含む構成を有している。そして、入力用電極からの弾性表面波が伝搬する伝搬経路上に液体を供給し、電気信号を入力用電極に加えて圧電基板より弾性波（レイリー波）を励振させると、基板上を伝搬して液体中に入った弾性波は、伝搬面と液体の界面を伝搬しながら液体中に縦波を放射するため、この放射を受けた液体が、放射エネルギによって弾性波の進行方向に流動する。このような原理により、下記特許文献１に記載の装置において、被搬送物質として例えば液体を、弾性波を用いて搬送することを可能としている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２７５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術のように弾性波の伝搬を利用して被搬送物質の搬送を行う場合、弾性波が被搬送物質中に入射すると、弾性波から被搬送物質内に縦波が放射されるため、この放射エネルギの分だけ弾性波のエネルギが減少し、弾性波は伝搬するにつれて減衰する。このため、所定量の被搬送物質を搬送できる距離には限界があり、弾性波を利用してその限界距離以上の距離を搬送することができない。また、弾性波エネルギの減少により弾性波が伝搬するにつれて減衰することから、一個の弾性波によっては所定量以上の被搬送物質を搬送できない。
【０００５】
本発明の主な目的は、所望の搬送距離だけ所望量の被搬送物質を効率的に搬送可能な搬送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、基板表面上に、被搬送物質を搬送するための弾性波を励振する電極を含む弾性波発生手段と、弾性波発生手段からの弾性波の伝搬により被搬送物質が搬送される搬送経路と、を有する搬送システムであって、第一の搬送経路と、該第一の搬送経路の搬送方向下流側と合流する第二の搬送経路と、第一の搬送経路上に供給された被搬送物質を搬送して第二の搬送経路上に送り渡すための弾性波を発生させる第一の弾性波発生手段と、第一の搬送経路上から送り渡された被搬送物質を第二の搬送経路上で搬送するための弾性波を発生させる第二の弾性波発生手段と、第一または第二の搬送経路の一方側に、搬送方向に沿って設けられた側壁と、を有し、第一または第二の弾性波発生手段は、第一または第二の搬送経路の他方側から前記側壁に対し、搬送方向の上流側から斜めに入射する弾性波を発生させ、第一または第二の搬送経路上の被搬送物質は、第一または第二の弾性波発生手段からの弾性波により、前記側壁に沿って搬送されることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、基板表面上に、被搬送物質を搬送するための弾性波を励振する電極を含む弾性波発生手段と、弾性波発生手段からの弾性波の伝搬により被搬送物質が搬送される搬送経路と、を有する搬送システムであって、第一の搬送経路と、該第一の搬送経路の搬送方向下流側と合流する第二の搬送経路と、第一の搬送経路上に供給された被搬送物質を搬送し、第二の搬送経路上に送り渡すための弾性波を発生させる第一の弾性波発生手段と、第一の搬送経路上から送り渡された被搬送物質を第二の搬送経路上で搬送するための弾性波を発生させる第二の弾性波発生手段と、を有し、第一または第二の弾性波発生手段は、第一または第二の搬送経路上の被搬送物質に対して、搬送方向の上流側の異なる２方向から斜めに入射する２種類の弾性波を発生させ、第一または第二の搬送経路上の被搬送物質は、第一または第二の弾性波発生手段から入射される２種類の弾性波により、第一または第二の搬送経路上で搬送されることを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記構成の各搬送システムにおいて、第一または第二の弾性波発生手段は、弾性波を励振する電極と、該電極からの弾性波を反射する反射器と、を含み、第一または第二の搬送経路上の被搬送物質は、前記反射器で反射された弾性波によって搬送される構成とすると良い。また、この搬送システムにおいて、第一の弾性波発生手段における電極からの弾性波の伝搬方向と、第二の弾性波発生手段における電極からの弾性波の伝搬方向とが平行であることが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の搬送システムによれば、第一の搬送経路上における被搬送物質の搬送を行った後、第一の搬送経路の搬送方向下流側と合流する第二の搬送経路に被搬送物質を送り渡し、引き続いて第二の搬送経路上における被搬送物質の搬送を行う構成にしたので、このような構成を所望の搬送距離に応じて適用することで、弾性波を利用して、所望の搬送距離だけ被搬送物質を搬送することが可能となる。また、各搬送経路上ごとでの被搬送物質の同時搬送や、被搬送物質への複数の弾性波の入射によって、所望量の被搬送物質を効率的に搬送することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、本発明の第一の実施形態における搬送システムについて、図１を参照して説明する。図１の搬送システムは、例えば水晶基板や圧電基板（例えばＬｉＮｂＯ３基板やＬｉＴａＯ３基板等）またはガラスやシリコン等の基板表面に圧電薄膜（例えばＺｎＯやＡｌＮ等）を有する基板といった基板１０の表面上に、弾性波を発生（励振）する弾性波発生手段を有する構成となっている。
【００１１】
図１の搬送システムにおける弾性波発生手段は、高周波信号を発生させる駆動回路（図示せず）に接続され、この駆動回路からの高周波信号の入力によって、被搬送物質を搬送するための弾性波を励振する櫛型電極（搬送電極）である。この搬送システムの基板１０上には、一例として３個の搬送電極（第一〜第三の搬送電極）１２ａ〜１２ｃが設けられている。また、基板１０上には、搬送電極からの弾性波の伝搬によって被搬送物質が搬送される第一〜第三の搬送経路１４ａ〜１４ｃが形成される。各搬送経路１４ａ〜１４ｃは、第一の搬送経路１４ａが搬送方向下流側において第二の搬送経路１４ｂに合流し、第二の搬送経路１４ｂが搬送方向下流側において第三の搬送経路１４ｃに合流するように形成されており、本実施形態では、図１のように第一〜第三の搬送経路１４ａ〜１４ｃが直線的に連結した１本の直線的な搬送経路（以下、主搬送経路１４という）が、基板１０の表面上に形成されている。
【００１２】
図１の搬送システムでは、主搬送経路１４の両側に、搬送方向に沿って側壁１８が備えられている。そして第一〜第三の搬送電極１２ａ〜１２ｃが、この主搬送経路１４を構成する第一〜第三の搬送経路１４ａ〜１４ｃにそれぞれ対応するよう、主搬送経路１４の一方側かつ側壁１８の外側に、搬送方向に沿って備えられている。ここで、第一〜第三の搬送電極１２ａ〜１２ｃは、対応する第一〜第三の搬送経路１４ａ〜１４ｃ上の被搬送物質に対して、搬送方向の上流側から斜めに入射するよう弾性波を伝搬させるべく配置されている。また、第一の搬送経路１４ａ上には、被搬送物質を第一の搬送経路１４ａ上に供給する供給エリア１６が設けられている。さらに、供給エリア１６の搬送方向上流に、主搬送経路１４上に弾性波を伝搬させるための補助用搬送電極２０を備えている。
【００１３】
尚、搬送用の弾性波としては、基板表面に直交する方向に基板表面を変位させる弾性波（例えばレイリー波）が好適であり、水晶基板や圧電基板には、このような弾性波を伝搬させるのに好適なカット角及び伝搬方向が存在する。そこで、好適なカット角の基板を用い、好適な伝搬方向に弾性波が伝搬するよう、搬送電極を配置すると良い。また、好適な伝搬方向とは異なる方向に弾性波を利用して被搬送物質を伝搬するには、基板上に圧電薄膜を設け、この圧電薄膜上に励振させた弾性波により被搬送物質を搬送するように構成すれば良い。
【００１４】
例えば図１の搬送システムでは、第一〜第三の搬送電極１２ａ〜１２ｃからの弾性波の伝搬方向が基板における弾性波の好適な伝搬方向と一致するよう第一〜第三の搬送電極１２ａ〜１２ｃを配置し、主搬送経路１４上に圧電薄膜（図示せず）を設け、この圧電薄膜上に補助用搬送電極２０を配置すると良い。
【００１５】
次に、上記のような構成の搬送システムを利用した被搬送物質の搬送処理について説明する。まず、上記構成の搬送システムにおいて、供給エリア１６に被搬送物質を供給して第一の搬送電極１２ａ及び補助用搬送電極２０に高周波信号を入力すると、この第一の搬送電極１２ａ及び補助用搬送電極２０から伝搬される弾性波の入射により、被搬送物質が供給エリア１６から第二の搬送経路１４ｂに向かって側壁１８に沿いながら第一の搬送経路１４ａ上を搬送され、第二の搬送経路１４ｂ上に送り渡される。
【００１６】
続いて被搬送物質が第二の搬送経路１４ｂ上に送り渡されると、第二の搬送電極１２ｂ及び補助用搬送電極２０に高周波信号を入力する。そして、この第二の搬送電極１２ｂ及び補助用搬送電極２０から伝搬される弾性波の入射により、第一の搬送経路１４ａ上から送り渡された被搬送物質は、第一の搬送経路１４ａとの合流地点から第三の搬送経路１４ｃに向かって側壁１８に沿いながら第二の搬送経路１４ｂ上を搬送される。
【００１７】
こうして、第二の搬送経路１４ｂ上を搬送される被搬送物質は、上記と同様に、第二の搬送電極１２ｂ及び補助用搬送電極２０からの弾性波によって第三の搬送経路１４ｃ上に送り渡され、続けて第三の搬送電極１２ｃ及び補助用搬送電極２０からの弾性波の伝搬により、第三の搬送経路１４ｃ上を搬送されていく。
【００１８】
以上のように、本実施形態における搬送システムでは、一の搬送経路が搬送方向下流側において次の搬送経路に合流するといった態様で複数の搬送経路が連続して形成されている。従って、このような複数の搬送経路上を送り渡しながら被搬送物質を搬送する構成によれば、搬送電極（搬送経路）の数を増加させることにより、より長い距離を搬送することができるようになる。すなわち、搬送電極（搬送経路）の数、及び搬送電極の配置を適宜調整することで、被搬送物質を所望の搬送距離、搬送することが可能となる。
【００１９】
尚、図１における補助用搬送電極２０は必ずしも設ける必要はなく、供給エリア１６に供給された被搬送物質を第一の搬送電極１２ａからの弾性波のみにより第一の搬送経路１４ａ上で搬送して第二の搬送経路１４ｂ上に送り渡し、送り渡された被搬送物質を第二の搬送電極１２ｂからの弾性波のみにより第二の搬送経路１４ｂ上で搬送して第三の搬送経路１４ｃ上に送り渡すこともできる。
【００２０】
また、上記のような構成によれば、被搬送物質の搬送中に供給エリア１６に新たな被搬送物質を供給することで、複数の被搬送物質の搬送を同時に行うことができる。例えば、被搬送物質を第一の搬送経路１４ａ上から第二の搬送経路１４ｂ上に送り渡したときに新たな被搬送物質を供給エリア１６に供給し、第一及び第二の搬送電極１２ａ，１２ｂに高周波信号を入力することで、一番目の被搬送物質は第二の搬送経路１４ｂ上で、二番目の被搬送物質は第一の搬送経路１４ａ上で、同時に搬送される。このように、図１のような構成によって複数の被搬送物質を同時に搬送することができるため、効率的に被搬送物質を大量に搬送することが可能となる。すなわち、所望量の被搬送物質を効率的に搬送することが可能となる。
【００２１】
尚、図１の搬送システムでは、主搬送経路１４の両側に側壁１８が搬送方向に沿って備えられているが、複数の搬送電極が配置された主搬送経路１４の一方側とは異なる他方側にのみ、側壁１８を備えておいても良い。また図１では、一つの弾性波発生手段には一つの搬送電極が含まれる構成となっているが、これに限定されるものではなく、例えば図２のように一つの弾性波発生手段に複数の搬送電極（図２では、各弾性波発生手段１２ａ，１２ｂに２個の搬送電極）が含まれ、一つの弾性波発生手段から複数の弾性波が伝搬され、これらの弾性波によって被搬送物質が搬送されるようにしても良い。
【００２２】
ところで、図１や図２のように主搬送経路１４の一方側にのみならず、図３のように主搬送経路１４の両側に、搬送経路上の被搬送物質に対して搬送方向の上流側から斜めに入射するよう搬送電極を配置しても良い。図３の搬送システムにおいて、第一〜第三の搬送経路１４ａ〜１４ｃ上の被搬送物質に対して搬送用の弾性波を伝搬させる第一〜第三の弾性波発生手段１２ａ〜１２ｃは、各搬送経路１４ａ〜１４ｃ上の被搬送物質に対して搬送方向上流側の異なる２方向（図３では主搬送経路１４の両側）から斜めに入射するよう弾性波をそれぞれ伝搬させる一対の搬送電極により構成されている。また、この一対の電極は、各電極から伝搬される２種類の弾性波が同時に被搬送物質に入射するよう配置される必要がある。
【００２３】
そして、図３のような構成の搬送システムにおいて、供給エリア１６に被搬送物質を供給して第一の弾性波発生手段１２ａの各搬送電極に高周波信号を入力すると、この第一の弾性波発生手段１２ａから伝搬される２種類の弾性波の入射により、被搬送物質は、この２種類の弾性波の伝搬方向の合成方向（図３では、主搬送経路１４における搬送方向）に搬送される。そして、被搬送物質が供給エリア１６から第二の搬送経路１４ｂに向かって第一の搬送経路１４ａ上を搬送され、第二の搬送経路１４ｂ上に送り渡される。続いて被搬送物質が第二の搬送経路１４ｂ上に送り渡され、第一の弾性波発生手段１２ａと同様の構成である第二の弾性波発生手段１２ｂの各搬送電極に高周波信号を入力すると、この第二の弾性波発生手段１２ｂから伝搬される２種類の弾性波の入射により、第一の搬送経路１４ａ上から送り渡された被搬送物質は、第三の搬送経路１４ｃに向かって第二の搬送経路１４ｂ上を搬送され、第三の搬送経路１４ｃ上に送り渡される。
【００２４】
以上のように、図３のような構成の搬送システムにおいても、一の搬送経路が搬送方向下流側において次の搬送経路に合流するといった態様で複数の搬送経路が連続して形成されている。従って、弾性波発生手段（搬送経路）の数を増加させることにより、より長い距離を搬送することができるようになる。すなわち、弾性波発生手段（搬送経路）の数、及び弾性波発生手段の配置を適宜調整することで、被搬送物質を所望の搬送距離、搬送することが可能となる。
【００２５】
また、被搬送物質の搬送中に供給エリア１６に新たな被搬送物質を供給することで、複数の被搬送物質の搬送を同時に行うことができる。例えば、被搬送物質を第一の搬送経路１４ａ上から第二の搬送経路１４ｂ上に送り渡したときに新たな被搬送物質を供給エリア１６に供給し、第一及び第二の弾性波発生手段１２ａ，１２ｂにおける搬送電極に高周波信号を入力することで、一番目の被搬送物質は第二の搬送経路１４ｂ上で、二番目の被搬送物質は第一の搬送経路１４ａ上で、同時に搬送される。このように、図３のような構成によっても複数の被搬送物質を同時に搬送することができるため、効率的に被搬送物質を大量に搬送することが可能となる。すなわち、所望量の被搬送物質を効率的に搬送することが可能となる。
【００２６】
尚、図３の搬送システムでは、図１や図２のように側壁１８を備えることなく主搬送経路１４上での搬送を行っているが、主搬送経路１４の一方側あるいは両側に側壁１８を備えても良い。また図３において、一つの弾性波発生手段は、主搬送経路１４を挟む二つの搬送電極による一対の搬送電極から成るが、これに限定されるものではなく、一つの弾性波発生手段に複数対の搬送電極が含まれ、これら搬送電極から弾性波が伝搬されることで被搬送物質が搬送されるようにしても良い。例えば図４のように、複数対（図４では３対）の搬送電極から弾性波が伝搬されることで、一つの被搬送物質が搬送されるようになっていても良い。さらに、供給エリア１６の搬送方向上流に、図１と同様の補助用搬送電極２０を備えておき、この弾性波を、主搬送経路１４に沿って配置された複数の搬送電極からの弾性波と合わせて、被搬送物質の搬送に利用しても良い。ここで、搬送システムを図４のような構成にすると、主搬送経路１４の両側から伝搬される弾性波によって、被搬送物質を主搬送経路１４上に閉じ込めることができる（被搬送物質が主搬送経路１４上からはみ出すのを抑制できる）ため、側壁を備えることなく被搬送物質の搬送を行えるという利点がある。特に被搬送物質が液体である場合には、図４のような構成は好適である。
【００２７】
ところで、図１から図４に示す搬送システムでは、弾性波発生手段として電極のみを用いているが、これに替えて例えば図５のような反射器を用いた弾性波発生手段を利用することもできる。図５の弾性波発生手段１２ａは、基板表面上に弾性波を励振する電極１２１ａと、この電極１２１ａから伝搬してきた弾性波を反射する反射器１２２ａと、を有している。この弾性波発生手段１２ａにおける電極１２１ａ及び反射器１２２ａは、反射器１２２ａによって反射された弾性波の伝搬を利用して主搬送経路１４上における被搬送物質の搬送を行うべく、基板上に配置される。そして以上のような構成により、主搬送経路１４上の被搬送物質は、弾性波発生手段１２ａにおける電極１２１ａから伝搬し反射器１２２ａで反射した反射弾性波によって、主搬送経路１４上を搬送されることとなる。
【００２８】
尚、図５では、基板表面上に弾性波を励振する電極１２１ａと、この電極１２１ａから伝搬してきた弾性波を反射する反射器１２２ａとの対を主搬送経路１４の両側にそれぞれ備えているが、図１などの搬送システムに適用する場合には、この対を弾性波発生手段として主搬送経路１４の一方側に備えればよい。
【００２９】
ここで、図５の弾性波発生手段１２ａにおける電極１２１ａからの弾性波の伝搬方向を、基板表面に直交する方向に基板表面を変位させる弾性波（例えばレイリー波）を伝搬させるのに好適な伝搬方向にすると良い。また、反射器１２２ａによって反射された弾性波の伝搬方向は、反射器１２２ａの設定により適宜設定可能である。さらに、反射器の個数は図５のように１個に限定されるものではなく、電極から伝搬してきた弾性波が複数の反射器によって次々に反射され、最後に反射された弾性波によって主搬送経路１４上における被搬送物質の搬送を行う構成としても良い。
【００３０】
また、上記の搬送システムによれば、搬送経路の数及び搬送電極の配置を適宜調整することで、被搬送物質を所望の搬送距離、搬送することができ、また複数の被搬送物質の同時搬送により迅速且つ効率的な被搬送物質の搬送が可能となるが、搬送電極の配置の仕方によっては、上記以外の効果を得ることもできる。
【００３１】
例えば図２から図４に示すように一つの弾性波発生手段に複数の搬送電極を含み、搬送経路上の被搬送物質に対して一度に複数の弾性波を入射させて搬送を行う構成や、図５に示すように反射器によって被搬送物質に対し一度に複数の弾性波を入射させて搬送を行う構成にすれば、従来のように搬送経路上の被搬送物質に対して一度に一個の弾性波を入射させて搬送を行う場合に比して、被搬送物質内に放射される弾性波のエネルギが多くなる。すなわち、一つの弾性波発生手段からの一度の弾性波入射により搬送可能な被搬送物質の量が多くなる。従って、一度に搬送可能な被搬送物質の量が増えるため、従来に比して大量搬送を一層効率的に行うことが可能となる。図１の搬送システムにおいても、搬送電極と補助用搬送電極とを用いる場合には、一度に複数の弾性波を入射させて搬送を行う構成となっているため、上記と同様に、一度に搬送可能な被搬送物質の量が増え、従来に比して大量搬送を一層効率的に行うことが可能となる。このように、上記各構成の搬送システムによれば、所望量の被搬送物質を効率的に搬送することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る搬送システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示す搬送システムの構成の応用例を示す図である。
【図３】図１に示す搬送システムの構成の更なる応用例を示す図である。
【図４】図３に示す搬送システムの構成の応用例を示す図である。
【図５】図３及び図４に示す搬送システムの構成の応用例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  基板、１２ａ〜１２ｃ  弾性波発生手段（搬送電極）、１４  主搬送経路、１４ａ〜１４ｃ  搬送経路、１６  供給エリア、１８  側壁、２０  補助用搬送電極、１２１ａ  電極、１２２ａ  反射器。
【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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