(57)【要約】【課題】一般的な記録事前補償処理とは異なる方式で、記録磁化転移の位置を調整できる磁気記録装置を提供することにある。【解決手段】記録動作時に、バイアス調整装置１４により調整されるバイアスを付加した記録電流ＲＣを、記録ヘッドに供給する記録電流発生装置１２を有する磁気記録装置が開示されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヘッドにより磁気記録媒体上に記録するためのデジタル記録信号を入力し、当該デジタル記録信号に応じた信号電流を生成する手段と、前記磁気記録媒体上に発生する記録磁化転移の位置を調整するためのバイアス電流を前記信号電流に付加した記録電流を前記磁気ヘッドに出力する手段と
を具備したことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２】
磁気記録媒体上にデジタル記録信号を磁気記録し、当該磁気記録媒体上からデジタル記録信号を再生する磁気ヘッドと、
外部から供給される記録データを前記デジタル記録信号に変換して出力する手段と、
前記デジタル記録信号に応じた信号電流を生成し、当該信号電流にバイアス電流を付加した記録電流を前記磁気ヘッドに出力する手段と、
前記磁気記録媒体上に発生する記録磁化転移の位置を調整するための調整用情報に基づいて、前記バイアス電流を調整する調整手段と
を具備したことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記磁気記録媒体上の記録領域に対応する調整用情報を格納する手段を有し、前記磁気ヘッドにより前記磁気記録媒体上に記録する指定の記録領域に対応する当該調整用情報に基づいて前記バイアス電流を調整することを特徴とする請求項２に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記調整手段は、装置に搭載される前記磁気ヘッドの磁気特性に従った調整用情報を格納する手段を有し、前記磁気ヘッドにより前記磁気記録媒体上に記録するときに当該調整用情報に基づいて前記バイアス電流を調整することを特徴とする請求項２に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記バイアス電流は、直流バイアス電流であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置または請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記バイアス電流は、変調されたバイアス電流であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録装置または請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
磁気ヘッドにより磁気記録媒体上に記録するためのデジタル記録信号を入力し、当該デジタル記録信号に応じた記録電流を生成する手段と、記録動作時に、前記磁気記録媒体上に発生する記録磁化転移の位置を調整するための磁界を発生する磁界発生手段と
を具備したことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項８】
磁気記録媒体上にデジタル記録信号を磁気記録し、当該磁気記録媒体上からデジタル記録信号を再生する磁気ヘッドと、
外部から供給される記録データを前記デジタル記録信号に変換して出力する手段と、
前記デジタル記録信号に応じた記録電流を生成して前記磁気ヘッドに出力する手段と、
前記磁気記録媒体上に発生する記録磁化転移の位置を調整するための磁界を発生する磁界発生手段と
を具備したことを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には磁気記録装置に関し、特に、磁気記録媒体上に発生する記録磁化転移の位置を調整するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハードディスクドライブ（以下単にディスクドライブと略す場合がある）を代表とする磁気記録再生装置では、磁気ヘッドを使用して、磁気ディスク（以下単にディスクと略す場合がある）などの磁気記録媒体上にデジタル記録信号に応じた記録磁界を印加することによりデジタル磁気記録動作が行なわれる。
【０００３】
磁気記録媒体上では、デジタル記録信号に応じて記録磁化の反転する部分、すなわち記録磁化転移が生ずる。この記録磁化転移の位置は、磁気ヘッドから発生する記録磁界の強度や分布、及び磁気記録媒体の磁気特性によって決定される。
【０００４】
したがって、磁気ヘッドからの記録磁界が変化すると、記録磁化転移の位置が本来の位置よりシフトし、特に高密度記録においては再生動作時の誤り率を劣化させる要因となる。このことから、特に高密度記録を実現するためには、記録磁化転移の位置がシフトする転移点シフトを低減することが必要となる。
【０００５】
ここで、記録磁化反転時に、磁気ヘッドからの記録磁界に影響を及ぼす要因としては、当該ヘッドのリーディング側の記録磁化、ヘッドの主磁極直下の磁気記録媒体の残留磁化、トラック隣接部のガードバンドの磁化などが考えられる。
【０００６】
また、転移点シフトとは別に、再生時には、ＭＲ型再生素子の非線形応答などによる転移の位置のずれが起こることも考えられる。
【０００７】
トラック隣接部のガードバンドとは、ディスク上に構成される同心円状のトラック間に形成される非記録領域である。ＭＲ型再生素子とは、磁気ヘッドに含まれる再生用ヘッド素子を構成する磁気抵抗効果型素子である。なお、ハードディスクドライブでは、磁気ヘッドは、再生用ヘッド素子（リードヘッド素子）と、記録動作（ライト動作）を行なう記録用ヘッド素子（ライトヘッド）とが同一スライダ上に分離して実装された構造である。
【０００８】
一般的に、ディスクドライブなどにおいては、記録動作時に、これらの外部的要因をまとめて取り扱い、予め記録パターンや記録対象の領域の磁化状態に応じて記録電流のタイミングを調整する、いわゆる記録事前補償（書込み補償）処理を行うことで、記録磁化転移の位置を所望の位置に調整する方法が採用されている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２０７７０４号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２０００−４８３１１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な記録事前補償処理を行なうには、時間軸上の周波数分解能が記録周波数の数１０倍必要となる。例えば、１０％の記録事前補償処理を行なう場合には、１０倍の時間軸上の周波数分解能が必要となる。
【００１２】
本発明の目的は、一般的な記録事前補償処理とは異なる方式で、記録磁化転移の位置を調整できる磁気記録装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の観点は、記録動作時に、磁気ヘッドから発生する記録磁界を制御することにより、磁気記録媒体上に発生する記録磁化転移の位置を所望の位置に調整する機能を備えた磁気記録装置に関する。
【００１４】
本発明の観点に従った磁気記録装置は、磁気ヘッドにより磁気記録媒体上に記録するためのデジタル記録信号を入力し、当該デジタル記録信号に応じた信号電流を生成する手段と、前記磁気記録媒体上に発生する記録磁化転移の位置を調整するためのバイアス電流を前記信号電流に付加した記録電流を前記磁気ヘッドに出力する手段とを備えたものである。
【００１５】
当該バイアス電流は、直流電流またはビットごとに変調された電流、あるいはそれらの組み合わせのいずれでもよい。
【００１６】
このような構成により、一般的な記録事前補償処理とは異なる方法で、デジタル記録信号に応じた記録磁化転移の位置を調整することができる。換言すれば、時間軸上の周波数分解能を上げることなく、一般的な記録事前補償処理と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
（磁気記録装置の構成）
図１は、本実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図である。
【００１９】
本装置は、磁気記録媒体であるディスク１０と、磁気ヘッド１１と、記録電流発生装置１２と、記録信号発生装置１３と、バイアス調整装置１４とを有する。
【００２０】
ディスク１０は、垂直磁気記録方式の例えば２層膜構造の磁気ディスクを想定する。磁気ヘッド１１は、図４に示すように、垂直磁気記録方式で使用される単磁極ヘッド４０を記録用ヘッド素子として有する。単磁極ヘッド４０は、ディスク１０に対して垂直方向の記録磁界を発生する主磁極４１と、主磁極の増厚部４２と、リターンヨーク４３と、コイル４４とを有する。主磁極４１は、コイル４４に供給される記録電流に従った記録磁界を、ディスク１０の表面上に印加する。
【００２１】
記録電流発生装置１２は、記録信号発生装置１３から出力されるデジタル記録信号ＷＳに応じた信号電流を生成し、バイアス調整装置１４により調整されたバイアス電流ＤＢを重畳した記録電流ＲＣを磁気ヘッド１１に出力する。
【００２２】
磁気ヘッド１１では、記録電流ＲＣが単磁極ヘッド４０のコイル４４に供給されると、主磁極４１から垂直方向の記録磁界が発生する。これにより、ディスク１０上には、デジタル記録信号ＷＳに応じた記録磁化転移が伴なう磁気記録（ここでは、垂直磁気記録）がなされる。
【００２３】
バイアス調整装置１４は、ディスク１０の残留磁化状態により、ディスク１０上に記録された記録磁化転移の位置ずれ量（転移点シフト量）を予めあるいはその都度測定し、当該位置ずれを本来の位置に補正するためのバイアス電流ＤＢを生成する。
【００２４】
（本実施形態の作用効果）
本実施形態の記録電流発生装置１２は、記録信号発生装置１３から出力されるデジタル記録信号ＷＳに応じた信号電流を生成し、バイアス調整装置１４により調整されたバイアス電流ＤＢを重畳した記録電流ＲＣを磁気ヘッド１１に出力する。
【００２５】
記録電流発生装置１２は、図５に示すように、デジタル記録信号ＷＳに応じた振幅が等しい信号電流波形（Ａ）に対して、直流バイアス電流（Ｂ）を印加した記録電流波形（Ａ＋Ｂ）を出力する構成である。また、記録電流発生装置１２は、図６に示すように、デジタル記録信号ＷＳに応じて、各極性の振幅値を独立に設定した信号電流波形（Ａ），（Ｂ）を重畳して、バイアスされた記録電流波形（Ａ＋Ｂ）を出力する構成でもよい。さらに、記録電流発生装置１２は、図７に示すように、デジタル記録信号ＷＳに応じた振幅が等しい信号電流波形（Ａ）に対して、バイアスとなるパルス列（Ｂ）を印加した記録電流波形（Ａ＋Ｂ）を出力する構成でもよい。
【００２６】
記録電流発生装置１２は、図５から図７に示すいずれの構成でも、結果としてバイアスされた記録電流ＲＣを出力する。ここで、図６または図７に示すような構成であれば、ビット単位でのバイアス量の調整が可能である。
【００２７】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態の記録電流発生装置１２から出力される記録電流ＲＣと、ディスク１０上に磁気記録される記録磁化転移の位置との関係を示す模式図である。
【００２８】
図８（Ａ）は、バイアスが印加されていない記録電流波形８０Ａと、その記録電流波形８０Ａに伴なう記録磁界波形９０Ａを示す。図８（Ｂ）は、直流バイアス１００が印加された記録電流波形８０Ｂと、その記録電流波形８０Ｂに伴なう記録磁界波形９０Ｂを示す。図８（Ｂ）に示すように、バイアス量に応じて、磁界０となるタイミングが変化する。
【００２９】
従って、図８（Ｃ）に示すように、バイアスが印加されていないときの記録磁化転移点の位置Ｍ１に対して、バイアスが印加された記録電流波形８０Ｂに伴なう記録磁化転移点の位置Ｍ２が変化する。
【００３０】
ここで、記録磁化転移の位置は、ヘッドの記録磁界の立ち上がり時間及び磁界分布などの記録能力に依存するため、バイアス電流値はヘッドごとに調整が必要である。
【００３１】
図９は、直流バイアス電流値に対して、当該記録磁化転移の位置ずれ量を測定した結果を示す図である。なお、図９に示す測定結果を得るための実験は、図６に示す方法で直流バイアスされた記録電流を記録用ヘッドに印加することで行なわれている。具体的には、記録電流は、記録アンプを介さずに、プログラマブル信号発生装置から発生された直流バイアスされた交番電流である。また、磁気記録媒体上から記録信号を再生する再生動作では、ＭＲ型（磁気抵抗効果型）ヘッドを使用して、再生アンプを介して再生信号を得ている。
【００３２】
以上のように図８及び図９からも明白であるように、バイアス電流ＤＢを重畳した記録電流ＲＣを記録用ヘッド４０に供給することにより、そのバイアス電流値に応じてディスク１０上の記録磁化転移点の位置を調整（補正）することができ、位置ずれを０にすることができる。
【００３３】
ここで、磁気抵抗効果型再生素子の非線形応答などにより、信号再生時に転移の位置のずれを生ずる場合にも、本方式によりあらかじめ記録時に転移の位置を調整することで、転移の位置ずれを０にすることができる。
【００３４】
以上、本実施形態により、記録磁化転移の位置を補正又は調整することが可能となる。例えば、１Ｔｂ／ｉｎ２の面記録密度を実現するため、線記録密度２０００ｋＦＲＰＩ、記録ビット長１２．７ｎｍとし、許容ＮＬＴＳを１０％とすると、転移の位置のずれは１．２７ｎｍ以下にする必要がある。一定量の位置ずれ１ｎｍを補正するためには、図９の測定結果によれば、約１ｍＡのバイアス電流を記録電流に印加することで解決できることとなる。
【００３５】
（ディスクドライブに適用した具体例）
図２は、本実施形態の磁気記録装置をディスクドライブに適用した場合のブロック図を示す。
【００３６】
ディスクドライブは、図２に示すように、ヘッドアンプＩＣ（またはプリアンプＩＣ）２０と、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネルＩＣ３０と、ディスクコントローラ４０と、ＣＰＵ５０と、メモリ６０とを有する。
【００３７】
ヘッドアンプＩＣ２０は、本実施形態の記録電流発生装置１２及びバイアス調整装置１４に相当する機能を備えた記録アンプ（ライトアンプ）回路２１０である。ヘッドアンプＩＣ２０は、再生ヘッド素子からの再生信号を増幅する再生アンプ（リードアンプ）回路２００を含む。
【００３８】
記録アンプ回路２１０は、後述するライトチャネル３１０から出力されるデジタル記録信号ＷＳに応じた記録電流ＲＣを磁気ヘッド１１に出力する。さらに、記録アンプ回路２１０は、信号電流調整部２２０及びバイアス調整部２３０を有する。信号電流調整部２２０及びバイアス調整部２３０は、後述するＣＰＵ５０からの制御情報に基づいて、振幅などの電流特性値の調整を行なう。具体的には、信号電流調整部２２０は、デジタル記録信号ＷＳに応じた通常の信号電流を生成するときの電流値を調整する。バイアス調整部２３０は、本実施形態のバイアス調整装置１４に相当する機能部である。
【００３９】
Ｒ／ＷチャネルＩＣ３０は、再生信号を処理して元の記録データ（ライトデータとも呼ばれる）を再生するリードチャネル３００と、本実施形態の記録信号発生装置１３に相当するライトチャネル３１０とを有する。リードチャネル３００は、再生した再生データＲＤをディスクコントローラ４０に出力する。ライトチャネル３１０は、ディスクコントローラ４０から出力される記録データ（記録データ）ＷＤからデジタル記録信号（ライト信号である符号化信号列）ＷＳを生成してヘッドアンプＩＣ２０に出力する。
【００４０】
ディスクコントローラ４０は、外部のホストシステム（パーソナルコンピュータなど）とディスクドライブとのインターフェースを構成し、主としてリード／ライトデータＲＤ，ＷＤの転送を制御する。
【００４１】
ＣＰＵ５０は、ドライブのメイン制御装置であり、バイアス調整部２３０を介して記録磁化転移の位置を調整（補正）する制御動作を実行する。ＣＰＵ５０は、予めメモリ６０に格納された補償情報（換言すれば調整情報）６００に基づいて、バイアス調整部２３０を介して信号電流に付加するバイアス電流（ＤＢ）を制御する。
【００４２】
メモリ６０には、例えばディスクドライブの製造工程時に、記録磁化転移の位置ずれ量を測定し、当該測定結果に基づいて位置ずれを補正するためのバイアス電流を指定する補償情報が格納される。
【００４３】
（ディスクドライブの記録動作）
以下図２と共に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態に関する記録動作を説明する。
【００４４】
まず、ライトチャネル３１０は、ディスクコントローラ４０から転送されたライトデータ（記録データ）ＷＤを入力する（ステップＳ１）。ライトチャネル３１０は、当該ライトデータＷＤからデジタル記録信号（要するに、ライト信号）ＷＳを生成し、ヘッドアンプＩＣ２０に出力する（ステップＳ２）。
【００４５】
一方、ＣＰＵ５０は、記録動作に関係する制御動作（信号電流値の調整などを含む）のときに、メモリ６０に格納された補償情報６００に基づいて、バイアス調整部２３０を制御する（ステップＳ３）。ここで、メモリ６０には、ディスク１０上の記録領域毎の補償情報が格納されている。記録領域の単位は、例えばディスク１０上の多数のトラックを、複数にグループに分割する場合の各グループに対応する。ＣＰＵ５０は、記録動作での記録対象として指定したディスク１０上の指定トラックに対応するグループの補償情報を読出し、バイアス調整部２３０を制御する。
【００４６】
ここで、メモリ６０に格納された補償情報６００には、前述の測定に基づいた情報の他に、予め記録パターンごとに決定された情報、あるいは再生動作を実行したときの再生信号に基づいて決定される情報も含む。
【００４７】
ヘッドアンプＩＣ２０に含まれる記録アンプ回路２１０は、デジタル記録信号ＷＳに応じた信号電流に、バイアス調整部２３０で調整されたバイアス電流ＤＢを付加した記録電流ＲＣを生成して出力する（ステップＳ４）。記録ヘッド（図４に示す４０）は、当該記録電流ＲＣに従った記録磁界を、ディスク１０上の指定トラックに印加し、デジタル記録信号ＷＳに応じた記録磁化状態を発生させる（ステップＳ５）。
【００４８】
ここで、ＣＰＵ５０は、記録ヘッドによる磁気記録動作の実行前に、磁気ヘッド１１をディスク１０上の指定トラック位置まで移動制御するヘッド位置決め制御動作を実行する。これにより、磁気ヘッド１１に含まれる記録ヘッドは、当該記録電流ＲＣに従った記録磁界（ここでは垂直方向の磁界）を、ディスク１０上の指定トラックに印加する。
【００４９】
以上要するに、記録動作時に、メモリ６０に格納された補償情報に基づいて調整されるバイアス電流ＤＢを付加した記録電流ＲＣを記録ヘッドに供給して、ディスク１０上の指定トラック（記録領域）に磁気記録を行なう。これにより、ディスク１０上の指定トラックでは、記録磁化状態が発生し、かつバイアスに応じて記録磁化転移の位置を補正することができる。
【００５０】
即ち、記録動作時に、通常の記録前補償（書込み補償）処理と同様の効果を得ることができる。一般的に、書込み補償処理は、ライトチャネルに設けられる書込み補償回路により実行される。本実施形態のディスクドライブにおいても、通常の書込み補償処理も併せて行なう構成でもよい。
【００５１】
なお、ＣＰＵ５０は、補償情報に基づいて、記録動作対象の記録領域（トラック）に従ってバイアス電流を調整することを想定したが、これに限ることなく、記録動作を実行する磁気ヘッドの記録能力に従ってバイアス電流を調整する方式でもよい。この場合、補償情報６００は、各磁気ヘッド毎にバイアス電流を調整するための情報（調整用情報）からなる。ディスクドライブは、通常では、複数の磁気ヘッドがディスク面毎に設けられており、記録又は再生動作時に該当する磁気ヘッドを選択する処理を実行する。
【００５２】
（変形例）
図１１は、本実施形態の変形例に関する記録ヘッド４０の構造を示す。本変形例の記録ヘッド４０は、ヘッドの周辺でディスク１０の垂直方向に外部磁界を印加するためのコイル１１０を有する。
【００５３】
本実施形態は、バイアス電流を調整して、記録電流ＲＣの振幅を変化させて、記録磁化転移の位置を調整する構成である。これに対して、本変形例は、記録動作時に、コイル１１０に電流を流して、ディスク１０の垂直方向への外部磁界を発生させる。これにより、各記録極性におけるヘッドの記録磁界を制御することで、ディスク１０上に発生する記録磁化転移の位置を補正（調整）することが可能である。
【００５４】
図１０は、記録動作時に、外部磁界を印加したときの記録磁化転移の位置ずれ量を測定した結果である。なお、図１０に示す測定結果を得るための実験は、ディスク１０の垂直方向の磁界が発生できるようにコイル１１０を配置し、外部磁界を印加しながら記録ヘッドによる記録動作を実行し、その後に、外部磁界を印加せずに記録信号の再生を行なった。
【００５５】
以上要するに本変形例の構成によれば、記録動作時に、ディスク１０上または磁気ヘッド、あるいは両者に外部磁界を印加することにより、記録磁化転移の位置を補正することができる。なお、本変形例のコイル１１０を使用する構成であれば、記録動作時と再生動作時とで外部磁界を変化させることが可能である。これによる効果は、ＭＲ型再生素子の非線形応答による再生信号波形の非線形を補正することにも応用が可能なことである。
【００５６】
本変形例は、コイル１１０を記録ヘッド４０の周辺に配置させた構成を想定しているが、これに限定されることなく、コイル１１０を、例えばヘッドを保持するサスペンションなどのヘッドまたはディスクの周辺部に配置させる構成でもよい。また、永久磁石を、磁気ヘッド１１またはディスク１０を回転させるスピンドルモータに配置させる構成も可能である。この永久磁石を使用する構成では、当然ながら、記録動作時と再生動作時とで外部磁界を変化させることはできなくなる。
【００５７】
さらに、印加する外部磁界は、直流磁界または変調された磁界、あるいはそれらの組み合わせのいずれでもよい。
【００５８】
記録磁化転移の位置補正に必要なバイアス量は、磁気ヘッドのリーディング側の記録磁化、ヘッド主磁極直下の磁気記録媒体の残留磁化、トラック隣接部のガードバンドの磁化により異なる。
【００５９】
本実施形態及びその変形例は、垂直磁気記録方式だけでなく、通常の長手磁気記録方式にも適用できる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、一般的な記録事前補償処理とは異なる方式で、記録磁化転移の位置を調整できる磁気記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に関する磁気記録装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック図。
【図３】本実施形態のディスクドライブの記録動作を説明するためのフローチャート。
【図４】本実施形態に関する磁気ヘッドの構造を示す図。
【図５】本実施形態に関する記録電流の生成方法を説明するための図。
【図６】本実施形態に関する記録電流の生成方法を説明するための図。
【図７】本実施形態に関する記録電流の生成方法を説明するための図。
【図８】本実施形態に関する記録磁化転移の位置調整を説明するための図。
【図９】本実施形態に関するバイアス電流特性を示す図。
【図１０】本実施形態に関する外部磁界特性を示す図。
【図１１】本実施形態の変形例に関する磁気ヘッドの構造を示す図。
【符号の説明】
１０…磁気記録媒体（ディスク）、１１…磁気ヘッド（記録ヘッドを含む）、
１２…記録電流発生装置、１３…記録信号発生装置、
１４…バイアス調整装置、２０…ヘッドアンプＩＣ、
３０…リード／ライトチャネルＩＣ、４０…ディスクコントローラ、
５０…ＣＰＵ、６０…メモリ、２１０…記録アンプ（ライトアンプ）、
２２０…信号電流調整部、２３０…バイアス調整部、
３１０…ライトチャネル。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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