(57)【要約】【課題】ホログラム記録材料を含む記録層の劣化の進行を遅くすることができる光ディスクを提供すること。【解決手段】光ディスク１は、第１基板５、反射層２３、ホログラム記録材料を含む記録層１３、第２基板７が積層された構造をしている。第１基板５と第２基板７の間であって、光ディスク１の外周および内周に沿うように、封止部材９，１１が配置されている。封止部材９，１１は、ＴｉＯ２やＡｌ２Ｏ３の粉末にエポキシ樹脂からなる接着剤を含浸させて硬化させたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を利用して情報がホログラフィにより記録される光情報記録媒体であって、
ホログラム記録材料を含む記録層と、
前記記録層を挟んで保持する一対の基板と、
前記一対の基板間に前記光情報記録媒体の側面に沿うように配置され、接着剤で固められた無機材料の粉粒体を含む封止部材と、
を備えたことを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
前記光情報記録媒体は中心穴を有し、
前記封止部材は、前記光情報記録媒体の前記側面である内周面に沿って配置されると共に前記一対の基板間に収められていることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記封止部材は、前記光情報記録媒体の前記側面である外周面に沿って配置されると共に前記一対の基板間に収められていることを特徴とする請求項１または２記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
中心穴を有する一対の基板間にホログラム記録材料を含む記録層が配置されると共に、前記一対の基板の外周に沿った外周領域および内周に沿った内周領域にそれぞれ封止部材が配置された光情報記録媒体の製造方法であって、
前記一対の基板間に、前記外周領域および前記内周領域を確保しつつ前記ホログラム記録材料を配置する工程と、
無機材料の粉粒体に接着剤を含浸させたペーストを、前記外周領域および前記内周領域に配置して硬化させることにより、前記封止部材を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記内周領域は、前記封止部材が前記一対の基板間に収まる大きさを有することを特徴とする請求項４記載の光情報記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記外周領域は、前記封止部材が前記一対の基板間に収まる大きさを有することを特徴とする請求項４または５記載の光情報記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報がホログラフィにより記録される光情報記録媒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ホログラフィによって情報をイメージ情報の形で光ディスクのような光情報記録媒体に高密度で記録する方式が知られている。このような光ディスクは、反射層、第１透明基板、ホログラム記録材料を含む記録層、第２透明基板を積層した構造をしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９９／４４１９５号パンフレット（第３９図、第４０図）
【０００４】
上記方式におけるイメージ情報の記録は、イメージ情報を担持する情報光と記録用参照光をレーザ光により生成し、これらの光を第２透明基板側から光ディスクに照射し、記録用参照光と反射層で反射された情報光とを記録層において重ね合わせ、これらの光の干渉により生じる干渉縞を記録層に記録することにより実現される。記録層のうち、干渉縞が記録された領域がホログラムとなる。一方、再生照明光を第２透明基板側から干渉縞が記録された記録層に照射すると、この光が干渉縞によって回折されることにより再生光が生成され、第２透明基板を透過した再生光を基にしてイメージ情報が再生される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
記録層は、酸素や水分に対して耐性がないホログラム記録材料により構成されるので、時間の経過による劣化が不可避的に生じる。劣化が進行すると、情報を記録できなくなったり、記録した情報が失われ再生できなくなったりする。したがって、記録層の劣化の進行を遅くすることが望まれる。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、記録層の劣化の進行を遅くすることができる光情報記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光情報記録媒体は、レーザ光を利用して情報がホログラフィにより記録される光情報記録媒体であって、ホログラム記録材料を含む記録層と、記録層を挟んで保持する一対の基板と、一対の基板間に光情報記録媒体の側面に沿うように配置され、接着剤で固められた無機材料の粉粒体を含む封止部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る光情報記録媒体によれば、光情報記録媒体を構成する一対の基板間であって光情報記録媒体の側面に沿うように、封止部材を配置している。これにより、光情報記録媒体の外部にある水分や酸素など記録層の劣化を促進する物質が、光情報記録媒体の側面から記録層に入るのを防止することができる。よって、記録層の劣化の進行を遅くすることができる。また、本発明によれば、封止部材に無機材料の粉粒体を含めることにより、一対の基板における間隙の保持を強化することができる。
【０００９】
本発明に係る光情報記録媒体において、光情報記録媒体は中心穴を有し、封止部材は、光情報記録媒体の側面である内周面に沿って配置されると共に一対の基板間に収められているようにしてもよい。
【００１０】
これによれば、光情報記録媒体の内周面に沿って配置された封止部材が一対の基板間からはみ出していない。このため、光情報記録媒体を記録再生する装置のスピンドルを、光情報記録媒体の中心穴にスムーズに差し込みかつ抜き取ることができるので、上記装置における光情報記録媒体の自動挿入および自動取り出しの動作を円滑にすることができる。
【００１１】
本発明に係る光情報記録媒体において、封止部材は、光情報記録媒体の側面である外周面に沿って配置されると共に一対の基板間に収められているようにしてもよい。
【００１２】
これによれば、光情報記録媒体の外周面に沿って配置された封止部材が一対の基板間からはみ出していないので、この封止部材が原因で光情報記録媒体の記録再生装置にこの媒体を挿入、つまりセットできない事態をなくすことができる。
【００１３】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法は、中心穴を有する一対の基板間にホログラム記録材料を含む記録層が配置されると共に、一対の基板の外周に沿った外周領域および内周に沿った内周領域にそれぞれ封止部材が配置された光情報記録媒体の製造方法であって、一対の基板間に、外周領域および内周領域を確保しつつホログラム記録材料を配置する工程と、無機材料の粉粒体に接着剤を含浸させたペーストを、外周領域および内周領域に配置して硬化させることにより、封止部材を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法によれば、封止部材が光情報記録媒体の内周領域および外周領域に配置された光情報記録媒体を製造することができる。
【００１５】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法において、内周領域は、封止部材が一対の基板間に収まる大きさを有するようにすることができる。これによれば、内周領域は、封止部材が一対の基板間に収まる大きさにされているので、封止部材により光情報記録媒体の中心穴が狭くなることを防止できる。
【００１６】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法において、外周領域は、封止部材が一対の基板間に収まる大きさを有するようにすることができる。これによれば、光情報記録媒体の外周に沿って配置された封止部材が一対の基板間からはみ出していない光情報記録媒体を製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態に係る光ディスク（光情報記録媒体の一例）の構造について、図１〜図３を用いて説明する。図１は光ディスク１の分解斜視図であり、図２は光ディスク１の断面図であり、図３は光ディスク１の平面図である。光ディスク１には、ホログラフィによりデジタル情報が記録される。
【００１８】
図１および図２に示すように、光ディスク１は円盤状をしており、間隙３を形成するように互いに対向配置された第１基板５および第２基板７と、これらの基板間に配置された封止部材９，１１と、間隙３に封入された記録層１３と、を備える。第１基板５、第２基板７にはそれぞれ中心穴１５，１７が形成されている。これらの穴が、光ディスク１の中心穴２０、つまり光ディスク記録再生装置のスピンドルが固定される箇所となる。
【００１９】
記録層１３は間隙３に隙間なく埋め込まれている。記録層１３の材料は、情報光や参照光となるレーザ光Ｌが記録層１３に所定時間照射されたとき、レーザ光Ｌの強度に応じて照射箇所の光学特性（屈折率、吸収率、透過度、蛍光発光性、反射率など）が変化するホログラム記録材料である。この材料は、例えば、レーザ光Ｌに感光して重合する光重合性有機物であり、具体的には、例えば、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製のフォトポリマ（Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）ＨＲＦ−６００（製品名）である。記録層１３の厚みは、例えば４〜１０００μｍである。
【００２０】
第１基板５は、その厚みが例えば５〜１２００μｍであり、ベース層１９上にプリフォーマット層２１が形成された構造をしている。ベース層１９の材料は、例えば、ガラス、水晶、ダイヤモンド、樹脂（ポリカーボネートなど）である。ベース層１９は板状でもよいし、フィルム状や透明コート膜状でもよい。
【００２１】
プリフォーマット層２１はポリカーボネートなどの樹脂からなる。プリフォーマット層２１の表面に形成されたピット２５により物理的なプリフォーマットが施されており、サーボ情報、セクターマークやトラックのアドレス情報などが光ディスク１の製造時に予め記録される。なお、プリフォーマット層を設けることなく、ピットを有するベース層を樹脂により成形してもよい。
【００２２】
反射層２３は、ピット２５を覆うようにプリフォーマット層２１上に形成されている。反射層２３はレーザ光Ｌを反射する性質を有する金属から構成されており、具体的には、アルミニウム、銀、金、シリコンなどである。反射層２３の厚みは、例えば３０〜５００ｎｍである。
【００２３】
第２基板７と第１基板５により記録層１３を挟んで保持する。第２基板７の厚みや材料は第１基板５と同様のものを選択することができる。なお、ホログラムの記録再生に用いるレーザ光Ｌは第２基板７側から光ディスク１に照射されるので、第２基板７はレーザ光Ｌの波長に対して透過性のある材料でなければならないが、第１基板５はこれに限定されない。但し、第１基板５および第２基板７の両側からレーザ光Ｌを光ディスク１に照射する方式の場合、第１基板５もレーザ光Ｌに対して透過性を有さなければならない。
【００２４】
封止部材９，１１はリング状（ドーナツ状）をしている。封止部材９は、第１基板５の外周部と第２基板７の外周部の間に配置されており、一方、封止部材１１はこれらの基板５，７の内周部間に配置されている。言い換えれば、封止部材９，１１は、光ディスク１の側面である内周面および外周面に沿って一対の基板５，７間に配置されている。封止部材９，１１の厚みは記録層１３の厚みと同じである。
【００２５】
封止部材９，１１は、接着剤で固められた無機材料の粉粒体から構成される。封止部材９，１１により、水分や酸素など記録層１３の劣化を促進する物質が、光ディスク１の外部から光ディスク１の側面を介して記録層１３に入るのを防止している。このため、封止部材９，１１を構成する接着剤および無機材料は、水分や酸素の遮断ができると共に水分、酸素およびホログラム記録材料に対して耐性を有するものが選択される。よって、接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂であり、無機材料としてはＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、塩化コバルトである。特に、塩化コバルトの場合、長期間を経て水分が光ディスク内部へ侵入したとき、青色から淡赤色へ変色するので、記録層１３の劣化の目安となり得る。また、封止部材９，１１は第１基板５と第２基板７との間隙３を保持する機能も有するので、無機材料と接着剤との体積比は、例えば１：４〜４：１である。なお、本発明において粉粒体とは、粒子の集合、粉末、これらを合わせたもの、いずれをも意味する。
【００２６】
図３に示すように、光ディスク１には、その内周から外周にかけて連続する螺旋状のトラック２７が形成されている。トラックは同心円状であってもよい。トラック２７は、記録領域とプリフォーマット領域とが交互に並んで構成されている。記録領域にはデジタル情報がホログラムの形で記録される。プリフォーマット領域には、サーボ情報やアドレス情報などが、ピット２５（図２）で記録されている。
【００２７】
以上説明したように、光ディスク１によれば、第１基板５と第２基板７の間であって、光ディスク１の外周面および内周面に沿って、封止部材９，１１を配置している。したがって、光ディスク１の外部の水分や酸素などが、光ディスク１の側面を介して記録層１３に入るのを防止することができるので、記録層１３の劣化の進行を遅くすることができる。よって、光ディスク１によれば、その耐久性が向上するので、情報の記録可能期間および記録した情報の保持可能期間の信頼性を高めることができる。
【００２８】
また、光ディスク１に情報を記録後、外部から何らかの力が光ディスク１に印加されて記録層１３が変形すると、ホログラムが変形することにより、情報の再生ができなくなる。光ディスク１によれば、封止部材９，１１に無機材料の粉粒体を含めることにより、封止部材９，１１をスペーサとして機能させている。よって、第１基板５と第２基板７との間隙の保持が強化されるので、光ディスク１に外部から何らかの力が印加されても、記録層１３の変形を抑制することができる。
【００２９】
また、光ディスク１によれば、封止部材９，１１が一対の基板５，７間に収められている。これにより生じる効果を以下に説明する。記録再生時における光ディスク１の回転は、中心穴２０に光ディスクの記録再生装置のスピンドルを差し込んで光ディスク１をスピンドルに固定し、スピンドルを回転させることにより実現している。したがって、中心穴２０にスピンドルがスムーズに差し込まれなかったりすると、記録再生装置における光ディスクの自動挿入および自動取り出しの動作を円滑にすることができなるくなる。また、光ディスク１の外周に配置された封止部材９が一対の基板５，７間からはみ出していると、光ディスク１を記録再生装置に挿入、つまりセットできないことがある。
【００３０】
光ディスク１によれば、一対の基板５，７間に封止部材９，１１が収められている。つまり、一対の基板５，７間から封止部材９，１１がはみ出でないようにされている。このため、スピンドルを光ディスク１の中心穴２０にスムーズに差し込むことができるので、記録再生装置における光ディスクの自動挿入および自動取り出しの動作を円滑にすることができる。また、光ディスク１を記録再生装置に挿入できない事態をなくすことができる。
【００３１】
さて、ホログラフィの一つの態様であるボリュームホログラフィを利用して、光ディスク１に情報を記録再生する方式として、例えば、以下の三方式がある。図４は第１方式、図５は第２方式、図６は第３方式を説明するためのものであり、光ディスク１の一部を拡大した図である。図４〜図６において、図２中の符号が示す要素と同一の要素については同一符号を付している。上記記録によれば、光ディスク１の記録層１３に干渉縞パターンを三次元的に書込むことができ、記録密度を増加させることができる。
【００３２】
第１方式はいわゆる反射型と呼ばれる方式である。図４に示すように、光ヘッドのレンズ２９で集束されたレーザ光Ｌには情報光と記録用参照光が含まれ、記録用参照光ＬＲと反射層２３で反射された情報光ＬＩとを記録層１３内において干渉させ、これにより発生する干渉縞パターンをホログラムＨとして記録層１３に記録する。図７はホログラム群の一部の平面図である。光ディスク１を僅かに回転させて、先ほど形成されたホログラムＨ（例えばホログラムＨ１とする）と平面的に一部が重なる新たなホログラムＨ（この場合はホログラムＨ２となる）を記録層１３に形成する。これを繰り返すことにより、記録層１３にホログラムを多重記録する。
【００３３】
一方、レンズ２９を介して再生照明光であるレーザ光ＬをホログラムＨに照射すると、この光はホログラムＨにより回折され、再生光が生成される。レンズ２９を介して光ヘッドで検出された再生光を基にしてイメージ情報が再生される。
【００３４】
第２方式はいわゆる透過型と呼ばれる方式である。図５に示すように、光ヘッドのレンズ２９Ａおよびレンズ２９Ｂは第２基板７側に配置されている。レンズ２９Ａで集束された情報光ＬＩと、レンズ２９Ｂで集束された記録用参照光ＬＲと、を記録層１３で交差させ、この部分に形成された干渉縞パターンをホログラムＨとして記録層１３に書込む。この方式において、反射層２３は干渉縞パターンの形成に利用されない。反射層２３は、フォーカシング、トラッキング、アドレッシングなどに利用される。レンズ２９Ｂを介して再生照明光をホログラムＨに照射することにより、再生光が生成される。
【００３５】
第３方式もいわゆる透過型と呼ばれる方式である。この方式では、図５のレンズ２９Ｂを設けずに、図６に示すように、第１基板５側に配置された図示しないレンズ系により形成された平行光束が記録層１３に照射されるようにしている。レンズ２９Ａで集束された情報光ＬＩと、上記レンズ系で平行光束された記録用参照光ＬＲと、を記録層１３で交差させ、この部分に形成された干渉縞パターンをホログラムＨとして記録層１３に書込む。そして、上記レンズ系で形成された平行光束の再生照明光をホログラムＨに照射することにより、再生光が生成される。この方式では、反射層２３を記録用参照光ＬＲや再生照明光が通過しなければならないので、反射層２３は例えば、金やシリコンから構成され、光反射率が約１５パーセントにされている。この方式においても、反射層２３はホログラムＨの形成に利用されず、フォーカシング、トラッキング、アドレッシングなどに利用される。なお、情報光ＬＩを第１基板５側から照射し、記録用参照光ＬＲや再生照明光を第２基板７側から照射してもよい。また、図５に示す第２方式においても第３方式と同様に、記録用参照光ＬＲや再生照明光を平行光束にすることができる。
【００３６】
次に、光ディスク１の製造方法の一例を図８から図１２を用いて詳細に説明する。図８から図１２はこの製造方法の各工程を示し、図２の断面と対応する模式的断面図である。まず、図８に示すように、平滑なガラス基板からなり中心穴１５を有するベース層１９の上に樹脂を塗布し、図示しないスタンパを用いてピット２５を有するプリフォーマット層２１を形成することにより、第１基板５を作製する。
【００３７】
次に、図９に示すように、第１基板５のピット２５が形成された面に、蒸着やスパッタリングなどによってアルミニウムからなる反射層２３を形成する。次に、粘性の液状状態、つまりゲル化前のホログラム記録材料３１を第１基板５上に反射層２３を介して塗布する。ホログラム記録材料３１の塗布量は、図１０に示すように、第１基板５と第２基板７の間にホログラム記録材料３１が配置されたときに、第１基板５および第２基板７の外周面に沿った外周領域３３および内周面に沿った内周領域３５が確保される量である。
【００３８】
次に図１０に示すように、中心穴１７を有する第２基板７を第１基板５側に押し付ける。これにより、第１基板５と第２基板７の間にホログラム記録材料３１が薄く伸ばされる。外周領域３３と内周領域３５との間の領域、つまり、ホログラム記録材料３１の配置された領域が光ディスクの実記録領域となる。
【００３９】
図１１に示すように、第２基板７側から光（例えば紫外線）をホログラム記録材料３１に照射して、ホログラム記録材料３１をゲル状に硬化させる。これにより、記録層１３が形成される。なお、熱のみ又は熱と光の組み合わせにより、ホログラム記録材料３１をゲル状に硬化させることもできる。
【００４０】
図１２に示すように、貫通孔３７を有する回転テーブル３９の上に図１１に示す構造体を載置する。貫通孔３７から空気Ａを抜くことにより、上記構造体を貫通孔３７に真空吸着させて回転テーブル３９に固定する。ノズル４１を外周領域３３に配置し、ノズル４３を内周領域３５に配置する。ノズル４１，４３は定量吐出装置と接続されており、無機材料の粉粒体に接着剤を含浸させたペースト４７が、ノズル４１，４３から吐出されるようにしている。軸４５を中心として回転テーブル３９を回転させながら、ノズル４１，４３からペースト４７を吐出させて、外周領域３３および内周領域３５にペースト４７を配置する。外周領域３３および内周領域３５は、ペースト４７が第１基板５と第２基板７の間に収まるような大きさである。よって、ペースト４７を硬化させて封止部材９，１１にしたとき、封止部材９，１１が第１基板５と第２基板７の間からはみ出すことを防止できる。以上により、図２に示す光ディスク１が完成する。
【００４１】
なお、遮光のために光ディスク１は、通常、カートリッジに収容された状態にされている。よって、光ディスク１をカートリッジにセットすることができるなら、封止部材９が第１基板５と第２基板７の間から多少はみ出していてもよい。この場合、外周領域３３の幅は内周領域３５の幅より小さくでき、その分だけ記録層１３の領域を広げることができるので、記憶容量を増やすことができる。
【００４２】
また、本発明の一実施形態に係る光ディスクは記憶領域が円盤状であればよく、光ディスクの外形には無関係である。例えば、三角形、四角形や六角形等であり、大きさが名刺程度のカード形状に円盤状の記録領域を有する光ディスクについても本発明の一実施形態を適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る光情報記録媒体によれば、光情報記録媒体の側面に沿って配置された封止部材により、記録層の劣化の進行を遅くすることができる。これにより、光情報記録媒体の耐久性を向上させることができるので、情報の記録可能期間および記録した情報の保持可能期間の信頼性を高めることができる。また、本発明によれば、記録層を保持する一対の基板における間隙の保持を強化することができるので、光情報記録媒体に外部から何らかの力が印加されても、記録層の変形を抑制することができる。
【００４４】
本発明に係る光情報記録媒体の製造方法によれば、封止部材が光情報記録媒体の内周領域および外周領域に配置された光情報記録媒体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ディスクの分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光ディスクの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光ディスクの平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光ディスクを記録再生する第１方式を説明するものであり、図２の光ディスクの一部分を拡大した模式的断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光ディスクを記録再生する第２方式を説明するものであり、図２の光ディスクの一部分を拡大した模式的断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光ディスクを記録再生する第３方式を説明するものであり、図２の光ディスクの一部分を拡大した模式的断面図である。
【図７】図２の光ディスクの記録層に形成されたホログラム群の一部の平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る光ディスクを製造する方法の一例の第１工程図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る光ディスクを製造する方法の一例の第２工程図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る光ディスクを製造する方法の一例の第３工程図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る光ディスクを製造する方法の一例の第４工程図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る光ディスクを製造する方法の一例の第５工程図である。
【符号の説明】
１・・・光ディスク、３・・・間隙、５・・・第１基板、７・・・第２基板、９，１１・・・封止部材、１３・・・記録層、１５，１７・・・中心穴、１９・・・ベース層、２０・・・中心穴、２１・・・プリフォーマット層、２３・・・反射層、２５・・・ピット、２７・・・トラック、２９，２９Ａ，２９Ｂ・・・レンズ、３１・・・ホログラム記録材料、３３・・・外周領域、３５・・・内周領域、３７・・・貫通孔、３９・・・回転テーブル、４１，４３・・・ノズル、４５・・・軸、４７・・・ペースト
【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】
2004158117.tif 000009
【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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