(57)【要約】【課題】品種の判別が可能なサーマルプリントヘッドを容易に得る。【解決手段】サーマルプリントヘッドは、駆動ＩＣ７０、複数の発熱配線パターン４０、および、少なくとも一つの識別用配線パターン５０を有している。駆動ＩＣ７０は、複数の出力端子７２を有していて、出力端子７２から発熱制御信号を出力する。複数の発熱配線パターン４０は、主走査方向９１に間隔を空けて配列されていて、発熱制御信号の出力に基づいて発熱する。識別用配線パターン５０は、複数の発熱配線パターン４０の主走査方向９１の少なくとも一端側に配列されていて、発熱制御信号が駆動ＩＣ７０から出力されても発熱しない。出力端子７２の数は発熱配線パターン４０の数と識別用配線パターン５０の数の和に等しい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の出力端子を有して、前記出力端子から発熱制御信号を出力する駆動ＩＣと、
主走査方向に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗部および副走査方向に延びて各前記発熱抵抗部から主走査方向に間隔を空けて配列された複数のリード電極を有して、前記発熱制御信号の出力に基づいて発熱する複数の発熱配線パターンと、
副走査方向に延びて前記複数の発熱配線パターンの主走査方向の少なくとも一端側に前記発熱配線パターンと間隔を空けて配列されて、前記発熱制御信号が前記駆動ＩＣから出力されても発熱しない少なくとも一つの識別用配線パターンと、
を具備し、前記出力端子の数が前記発熱配線パターンの数と前記識別用配線パターンの数の和に等しいことを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記識別用配線パターンは、副走査方向に延びて前記複数のリード電極の主走査方向の少なくとも一端側に前記リード電極と間隔を空けて配列された識別用電極を有することを特徴とした請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記識別用配線パターンは、前記複数の発熱抵抗部の主走査方向の少なくとも一端側に前記発熱抵抗部と間隔を空けて配列されて前記識別用電極に電気的に接続された識別用抵抗体を有することを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記識別用電極と前記出力端子とがボンディングによって接続されていないことを特徴とする請求項３に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
前記識別用電極は断線していることを特徴とする請求項３または４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
複数の出力端子を有して、前記出力端子から発熱制御信号を出力する駆動ＩＣと、
主走査方向に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗部および副走査方向に延びて各前記発熱抵抗部から主走査方向に間隔を空けて配列された複数のリード電極を有して、前記発熱制御信号の出力に基づいて発熱する複数の発熱配線パターンと、
副走査方向に延びて前記複数の発熱配線パターンの主走査方向の少なくとも一端側に前記発熱配線パターンと間隔を空けて配列されて、前記発熱制御信号が前記駆動ＩＣから出力されても発熱しない少なくとも一つの識別用配線パターンと、
を備えたサーマルプリントヘッドを具備し、前記出力端子の数が前記発熱配線パターンの数と前記識別用配線パターンの数の和に等しいことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルプリントヘッド、および、これを用いたサーマルプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは、発熱領域に配列された複数の発熱抵抗部を発熱させて、その熱により記録媒体に文字や図形などを印字・印画する出力用デバイスである。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、フォトプリンタ、イメージャー、シールプリンタなどの記録機器に広く利用されている。
【０００３】
サーマルプリントヘッドは、放熱板上に発熱基板および回路基板を備えている。発熱基板は、絶縁基板、複数の発熱配線パターン、および、保護膜を有している。
【０００４】
複数の発熱配線パターンは、絶縁基板上に形成されていて、それぞれ副走査方向に延びていて、互いに主走査方向に間隔を空けて配列されている。各発熱配線パターンは、発熱抵抗部およびリード電極を有している。リード電極は、発熱抵抗部の端部に形成されていて、副走査方向に延びている。複数の発熱配線パターンの発熱抵抗部は、主走査方向に配列されていて、主走査方向に延びた発熱領域を形成している。
【０００５】
一方、回路基板には、駆動用ＩＣなどの電気部品が実装されている。駆動用ＩＣの出力端子とリード電極とは、ボンディングワイヤによって接続されている。駆動用ＩＣは、ボンディングワイヤおよびリード電極を介して、各発熱抵抗部に発熱制御信号を出力する。
【０００６】
ここで、上述のサーマルプリントヘッドが組み込まれたサーマルプリンタについて説明する。サーマルプリンタは、一般的にプラテンローラを備えている。このプラテンローラは、主走査方向を軸として、その側面が発熱領域に接するように配置されていて、その軸を中心に回転可能に設けられている。
【０００７】
例えば、感熱型サーマルプリンタは、プラテンローラを回転させることによって、プラテンローラと発熱領域との間に挿入された感熱紙を発熱領域に押し付けつつ、感熱紙を副走査方向に移動させる。感熱紙の移動に伴って、発熱領域の発熱パターンを変化させることによって、感熱紙を感熱させて印字・印画する。
【０００８】
ところで、上述のサーマルプリントヘッドは、組み込まれるサーマルプリンタの種類に応じて、発熱抵抗部を構成する抵抗体の抵抗値や発熱抵抗部の長さ・幅などが異なっているが、外観については類似していて、判別がつきにくい。そのため、多種類のサーマルプリントヘッドを扱っている工場では、サーマルプリントヘッドの品種の判別が困難となる。
【０００９】
そこで、主走査方向に配列された複数の発熱抵抗部のうち、端部に配置された所定の数の識別用発熱抵抗部の抵抗値を他の複数の印字用発熱抵抗部の抵抗値に比べて高く調整して、あるいは、低く調整して、識別用発熱抵抗部の抵抗値情報に基づいて、サーマルプリントヘッドの品種を判別する方法が知られている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１２５７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
例えば、上述のように、識別用発熱抵抗部の抵抗値を他の複数の印字用発熱抵抗部の抵抗値に比べて低く調整するには、トリミングパルスを識別用発熱抵抗部に印加して、識別用発熱抵抗部の抵抗値を調整する作業が必要となる。そのため、サーマルプリントヘッドの製造コストおよび作業工数が増大してしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、品種の判別が可能なサーマルプリントヘッドを容易に得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明に係るサーマルプリントヘッドは、複数の出力端子を有して、前記出力端子から発熱制御信号を出力する駆動ＩＣと、主走査方向に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗部および副走査方向に延びて各前記発熱抵抗部から主走査方向に間隔を空けて配列された複数のリード電極を有して、前記発熱制御信号の出力に基づいて発熱する複数の発熱配線パターンと、副走査方向に延びて前記複数の発熱配線パターンの主走査方向の少なくとも一端側に前記発熱配線パターンと間隔を空けて配列されて、前記発熱制御信号が前記駆動ＩＣから出力されても発熱しない少なくとも一つの識別用配線パターンとを具備し、前記出力端子の数が前記発熱配線パターンの数と前記識別用配線パターンの数の和に等しいことを特徴とする。
【００１４】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るサーマルプリンタは、複数の出力端子を有して、前記出力端子から発熱制御信号を出力する駆動ＩＣと、主走査方向に間隔を空けて配列された複数の発熱抵抗部および副走査方向に延びて各前記発熱抵抗部から主走査方向に間隔を空けて配列された複数のリード電極を有して、前記発熱制御信号の出力に基づいて発熱する複数の発熱配線パターンと、副走査方向に延びて前記複数の発熱配線パターンの主走査方向の少なくとも一端側に前記発熱配線パターンと間隔を空けて配列されて、前記発熱制御信号が前記駆動ＩＣから出力されても発熱しない少なくとも一つの識別用配線パターンとを備えたサーマルプリントヘッドを具備し、前記出力端子の数が前記発熱配線パターンの数と前記識別用配線パターンの数の和に等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、品種の判別が可能なサーマルプリントヘッドを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリンタの部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱基板および駆動ＩＣの概略平面図である。
【図４】図３のIV−IV矢視断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱基板および駆動ＩＣの概略平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱基板および駆動ＩＣの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタについて説明する。
【００１８】
まず、第１の実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０およびサーマルプリンタの概要について、図１および図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るサーマルプリントヘッドの斜視図である。図２は、本実施形態に係るサーマルプリンタの部分断面図である。
【００１９】
サーマルプリントヘッド１０は、放熱板２０、発熱基板３０、および、回路基板６０を有している。発熱基板３０および回路基板６０は、放熱板２０の同一表面上に載置されている。
【００２０】
放熱板２０は、例えばアルミニウムなどの金属からなり、主走査方向９１に延びている。放熱板２０は、発熱基板３０からの熱をサーマルプリントヘッド１０の外部に放つ役割を果たす。
【００２１】
発熱基板３０は、放熱板２０上に載置されていて、主走査方向９１に延びている。発熱基板３０には、主走査方向９１に延びた発熱領域３２が形成されている。
【００２２】
回路基板６０は、放熱板２０上に載置されていて、発熱基板３０と並行して主走査方向９１に延びている。回路基板６０には、駆動用ＩＣ７０およびコネクタ６２，６４などが実装されている。駆動用ＩＣ７０は、発熱領域３２を発熱させる駆動回路としての役割を果たす。駆動用ＩＣ７０への制御信号や駆動電力は、コネクタ６２，６４を介して入力される。
【００２３】
発熱基板３０に形成された配線パターン４０，５０と駆動用ＩＣ７０とは、例えばボンディングワイヤ７４によって接続されている。また、回路基板６０に形成された配線パターン４０，５０と駆動用ＩＣ７０とは、例えばボンディングワイヤ７６によって接続されている。駆動用ＩＣ７０およびボンディングワイヤ７４，７６は、樹脂からなる封止材７８によって封止されている。
【００２４】
本実施形態に係るサーマルプリンタは、例えば、感熱型サーマルプリンタである。サーマルプリンタは、所定の弾性を持った円筒状のプラテンローラ８０を有している。このプラテンローラ８０は、主走査方向９１を軸８０ａとして、この軸８０ａを中心に回転可能に設けられている。プラテンローラ８０は、その側面８０ｂが発熱領域３２に当接するように配置されている。
【００２５】
サーマルプリンタの使用時には、プラテンローラ８０と発熱基板３０との間に、感熱紙８２が挿入される。サーマルプリンタは、プラテンローラ８０を回転させることによって、感熱紙８２を発熱領域３２に押し付けつつ、感熱紙８２を主走査方向９１に対して垂直な副走査方向９２に移動させる。サーマルプリンタは、感熱紙８２の移動に伴って、発熱領域３２の発熱パターンを変化させることによって、所望の文字・画像等を感熱紙８２上に形成させる。
【００２６】
次に、本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０の発熱基板３０の詳細について、図３および図４を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱基板および駆動ＩＣの概略平面図である。図４は、図３のIV−IV矢視断面図である。
【００２７】
本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０は、例えば８個の駆動ＩＣ７０を有している。８個の駆動ＩＣ７０は、回路基板６０上に主走査方向９１に配列されている。各駆動用ＩＣ７０は、集積回路を組み込んだ半導体チップであり、その一主表面に例えば６４個の出力端子７２およびグラウンド端子（図示しない。）を有している。８個の駆動ＩＣ７０の計５１２個の出力端子７２は、主走査方向９１に並んで配置されている。出力端子７２から発熱素子を発熱させる発熱制御信号が出力される。
【００２８】
発熱基板３０は、絶縁基板、出力端子７２の個数に等しい５１２本の配線パターン４０，５０、および、保護膜３８を有している。
【００２９】
絶縁基板は、支持基板３４およびグレーズ層３６を有している。支持基板３４は、例えばアルミナなどの絶縁材料からなる。グレーズ層３６は、支持基板３４上に積層されている。
【００３０】
５１２本の配線パターン４０，５０は、グレーズ層３６上に積層された抵抗体、および、抵抗体上に積層された導電体によって形成されている。５１２本の配線パターン４０，５０は、副走査方向９２に延びていて、主走査方向９１に等しい間隔を空けて配列されている。
【００３１】
本実施形態では、配線パターン４０，５０は、駆動ＩＣからの発熱制御信号により発熱する５１０本の発熱配線パターン４０と、発熱制御信号が駆動ＩＣから出力されても発熱することのない２本の識別用配線パターン５０とからなる。発熱配線パターン４０の本数と識別用配線パターン５０の本数との和は、駆動ＩＣ７０の出力端子７２の個数と等しい。
【００３２】
本実施形態では、主走査方向９１に配列された５１２本の配線パターン４０，５０のうち、両端に配置された２本の配線パターンが、識別用配線パターン５０である。
【００３３】
各発熱配線パターン４０は、発熱抵抗部４２、第１リード電極４４、および、第２リード電極４６を有している。各発熱配線パターン４０は、副走査方向９２に直線的に延びた抵抗体と、この抵抗体上に積層された第１リード電極４４および第２リード電極４６（導電体）とからなる。第１リード電極４４は、副走査方向９２の上流側（駆動ＩＣ７０側の位置）に配置されている。第２リード電極４６は、第１リード電極４４と間隙を空けて、副走査方向９２の下流側（駆動ＩＣ７０から離れた位置）に配置されている。
【００３４】
５１０本の第１リード電極４４は、主走査方向９１に等しい間隔を空けて配列されている。また、５１０本の第２リード電極４６も同様に、主走査方向９１に等しい間隔を空けて配列されている。なお、本実施形態では、第２リード電極４６は、共通電極となっていて、駆動ＩＣのグラウンド端子に接続されている。
【００３５】
５１０本の第１リード電極４４の下流側には、ボンディングパッド４８が形成されている。各第１リード電極４４と各出力端子７２とは、ボンディングワイヤ７４によって接続されている。
【００３６】
第１リード電極４４と第２リード電極４６との間に電圧が印加されると、第１リード電極４４と第２リード電極４６との間隙においては、電流が抵抗体を流れるために発熱する。この第１リード電極４４と第２リード電極４６との間隙が、発熱抵抗部４２となる。５１０つの発熱抵抗部４２は、主走査方向９１に等しい間隔を空けて配列されている。なお、発熱領域３２とは、複数の発熱抵抗部４２が配列された帯状の領域を指す。
【００３７】
本実施形態では、１つの発熱抵抗部４２は、１つの発熱素子としての役割を果たし、駆動ＩＣ７０から供給される発熱制御信号により発熱して、記録媒体７２に１画素を出力する（１画素１素子型）。
【００３８】
一方、各識別用配線パターン５０は、識別用抵抗部５２、第１識別用電極５４、および、第２識別用電極５６を有している。各識別用配線パターン５０は、発熱配線パターン４０と同様に、抵抗体と導電体とからなる。識別用抵抗部５２、第１識別用電極５４、および、第２識別用電極５６のそれぞれは、発熱抵抗部４２、第１リード電極４４、および、第２リード電極４６に対して、主走査方向９１に並んで配置されている。なお、第２識別用電極５６は、共通電極の一部となっている。
【００３９】
２本の第１識別用電極５４の下流側には、ボンディングパッド５８が形成されている。各第１識別用電極５４と各出力端子７２とは、ボンディングワイヤ７４によって電気的に接続されている。
【００４０】
本実施形態では、各第１識別用電極５４は、図３に示したように、断線している。この断線部分５４ａには、抵抗体も導電体も形成されていない。そのため、第１識別用電極５４と第２識別用電極５６との間に電圧が印加されても、電流が流れることがなく、識別用抵抗部５２が発熱することはない。
【００４１】
保護膜３８は、配線パターン４０，５０およびグレーズ層３６の露出面を覆うように積層されている。保護膜３８は、例えばＳｉＯ２、ＳｉＡｌＯＮ、あるいは、ＳｉＯＮを主成分とした材料からなる。保護膜３８は、サーマルプリンタの使用時における感熱紙８２との摩擦等から、配線パターン４０，５０を保護する役割を果たす。
【００４２】
次に、発熱基板３０の形成方法の一例について説明する。
【００４３】
まず、セラミックスからなる支持基板３４を形成し、その表面にガラスからなるグレーズ層３６を融着させる。
【００４４】
次に、グレーズ層３６の表面全体に、スパッタ装置などの薄膜形成装置によって、例えばＴａＳｉＯ系の電気抵抗材料からなる抵抗体層、および、例えばアルミニウムからなる導電体層を順に積層する。そして、フォトエングレービングプロセスなどによって、導電体層をリード電極４４，４６および識別用電極５４，５６の形状に形成した後、抵抗体層を所定の形状に形成して、上述した複数の配線パターン４０，５０を得る。
【００４５】
次に、複数の配線パターン４０，５０およびグレーズ層３６の露出面を覆うように保護膜３８を形成し、フォトエングレービングプロセスなどによって、ボンディングパッド４８，５８の上部に開口を形成する。その後、第１リード電極４４および第１識別用電極５４と出力端子７２とをボンディングワイヤ７４によって接続する。
【００４６】
次に、本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０の品種の判別方法について説明する。
【００４７】
例えば、外観が類似して混同を生じる恐れがある４品種のサーマルプリントヘッドが存在する場合には、第１の品種については、識別用配線パターン５０を形成しない。また、第２の品種については、主走査方向９１に配列された複数の配線パターン４０，５０のうち、右側の最端の配線パターンを識別用配線パターン５０とし、第３の品種については、左側の最端の配線パターンを識別用配線パターン５０とする。さらに、第４の品種については、左右両側の最端の配線パターンを識別用配線パターン５０とする。
【００４８】
そして、駆動ＩＣ７０から各配線パターン４０，５０に発熱制御信号を出力して、抵抗値を測定して、抵抗値が無限大となる識別用配線パターン５０の位置・本数を調べて、サーマルプリントヘッドの品種を判別する。なお、図３に示したサーマルプリントヘッド１０の品種は、第４の品種となる。
【００４９】
本実施形態に係るサーマルプリントヘッド１０およびサーマルプリンタの効果について説明する。
【００５０】
本実施形態によれば、識別用配線パターン５０を発熱配線パターン４０と同時に形成することができる。そのため、品種の判別が可能なサーマルプリントヘッド１０を製造コストおよび作業工数を掛けずに得ることができる。
【００５１】
なお、識別用配線パターン５０は、発熱することがないため、印字・印字機能は有しない。しかし、識別用配線パターン５０は、主走査方向９１に配列された複数の配線パターン４０，５０のうち、端部に設けられている。そのため、印字・印字結果には大きな影響はない。
【００５２】
また、発熱基板３０は、通常、１枚の絶縁基板に複数の発熱基板３０分の配線パターン４０，５０が印刷された後、カットされて得られる。このカットの際、各発熱基板３０の主走査方向９１の端部に形成された配線パターンが破損しないように、十分な余白を取っておく必要がある。しかし、本実施形態では、主走査方向９１の端部に形成された識別用配線パターン５０は、発熱することのない配線パターンであるため、破損しても問題とならない。よって、十分な余白を取る必要がなく、発熱基板３０を小さく設計することができ、少コスト化が可能となる。
【００５３】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱基板および駆動ＩＣの概略平面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、配線パターン４０，５０は、発熱制御信号により発熱する５１１本の発熱配線パターン４０と、発熱することのない１本の識別用配線パターン５０とからなる。主走査方向９１に配列された５１２本の配線パターン４０，５０のうち、一端（図５の左側の最端）に配置された１本の配線パターンが、識別用配線パターン５０である。
【００５５】
本実施形態では、識別用配線パターン５０は、第１識別用電極５４、および、第２識別用電極５６を有している。第１の実施形態とは異なり、識別用抵抗部５２は形成されていない。本実施形態では、識別用抵抗部５２は形成されていない。そのため、品種判別の際の抵抗値測定では、識別用配線パターン５０の抵抗値が無限大となる。
【００５６】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッドについて、図６を用いて説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係るサーマルプリントヘッドの発熱基板および駆動ＩＣの概略平面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００５８】
本実施形態では、配線パターン４０，５０は、発熱制御信号により発熱する５１１本の発熱配線パターン４０と、発熱することのない１本の識別用配線パターン５０とからなる。主走査方向９１に配列された５１２本の配線パターン４０，５０のうち、一端（図５の左側の最端）に配置された１本の配線パターンが、識別用配線パターン５０である。
【００５９】
本実施形態では、５１１本の発熱配線パターン４０と１本の識別用配線パターン５０とは、同一のパターンに形成される。ただ、識別用配線パターン５０と出力端子７２とは、ボンディングワイヤ７４によって接続されていない。そのため、品種判別の際の抵抗値測定では、識別用配線パターン５０の抵抗値が無限大となる。
【００６０】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
［他の実施形態］
上記の実施形態は、単なる例示であって、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、１画素１素子型の配線パターン４０，５０を用いて説明したが、２つの抵抗部４２，５２が折返し電極により直列接続された１画素２素子型の配線パターン４０，５０であっても良い。
【００６２】
さらに、第１および第２の実施形態において、識別用配線パターン５０の断線部分は、フォトエングレービングプロセスによって形成されても良いし、レーザによって導電体および抵抗体を蒸散させて形成されても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１０…サーマルプリントヘッド、２０…放熱板、３０…発熱基板、３２…発熱領域、３４…支持基板、３６…グレーズ層、３８…保護膜、４０…発熱配線パターン、４２…発熱抵抗部、４４…第１リード電極、４６…第２リード電極、４８…第１リード電極のボンディングパッド、５０…識別用配線パターン、５２…識別用抵抗部、５４…第１識別用電極、５４ａ…第１識別用電極の断線部分、５６…第２識別用電極、５８…第１識別用電極のボンディングパッド、６０…回路基板、６２，６４…コネクタ、７０…駆動用ＩＣ、７２…駆動用ＩＣの出力端子、７４，７６…ボンディングワイヤ、７８…封止材、８０…プラテンローラ、８０ａ…プラテンローラの軸、８０ｂ…プラテンローラの側面、８２…記録媒体、９１…主走査方向、９２…副走査方向
【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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