(57)【要約】【課題】高転送レートに対応可能で、しかも、非晶質状態の熱安定性に優れた光記録媒体を提供する。【解決手段】非晶質相と結晶質相との可逆的な相変化を利用した相変化型の記録層５を有し、記録層５は、少なくともＳｂ、ＴｂおよびＴｅをそれぞれ含有すると共に、結晶質相の状態において、六方晶格子として指数付けをしたときに、六方晶格子におけるａ軸長に対するｃ軸長の軸比ｃ／ａが２．５９以上２．７０２以下となる構造を有している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質相と結晶質相との可逆的な相変化を利用した相変化型の記録層を有し、
前記記録層は、少なくともＳｂ、ＴｂおよびＴｅをそれぞれ含有すると共に、前記結晶質相の状態において、六方晶格子として指数付けをしたときに、当該六方晶格子におけるａ軸長に対するｃ軸長の軸比ｃ／ａが２．５９以上２．７０２以下となる構造を有している光記録媒体。
【請求項２】
前記記録層は、前記結晶質相の状態において、Ａ７構造による単一相で構成されている請求項１記載の光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相変化型の記録層を有する光記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度記録が可能で、しかも記録情報の書換え（オーバーライト）が可能な光記録媒体が注目されている。この書換え可能型の光記録媒体のうちの相変化型光記録媒体は、レーザー光を照射することによって記録層の結晶状態を変化させて記録情報の記録が行われ、このような状態変化に伴う記録層の反射率変化を検出することによって記録情報の再生が行われる。この相変化型光記録媒体は、単一のレーザー光の強度を変調することによって書き換えが可能であり、また、光磁気記録媒体用の光学系と比較して単純な構造の光学系で記録情報を記録再生するのが可能な点で特に注目されている。
【０００３】
相変化型の記録層を構成する記録材料としては、ＧｅＴｅ、ＧｅＴｅＳｅ、ＧｅＴｅＳ、ＧｅＳｅＳ、ＧｅＳｅＳｂ、ＧｅＡｓＳｅ、ＩｎＴｅ、ＳｅＴｅ、ＳｅＡｓ、Ｇｅ−Ｔｅ−（Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｄ）、ＧｅＴｅＳｅＳｂ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが知られている。特に最近では、結晶質状態と非晶質状態とで反射率の差が大きいこと、非晶質状態の安定度が比較的高いことなどから、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料やＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ系材料などの、主成分としてのＳｂにＴｅやＳｅ等のＶＩｂ族に属する元素（カルコゲン）を含有するカルコゲナイド化合物が主として用いられている。
【０００４】
一般的に、書換え可能型の相変化型光記録媒体に記録情報を記録する際には、まず、記録層全体を結晶質状態に初期化しておき、記録層を融点以上まで昇温し得る高パワー（記録パワー）に設定されたレーザー光を照射する。この際に、記録パワーのレーザー光が照射された部位では、記録層が溶融された後に急冷されることによって非晶質の記録マークが形成される。一方、形成された記録マークを消去する際には、記録層の結晶化温度以上の温度まで昇温し得るパワー（消去パワー）のレーザー光を照射する。この際に、消去パワーのレーザー光が照射された部位では、記録層が結晶化温度以上まで加熱された後に徐冷されることによって記録マーク（非晶質部分）が結晶質に復帰（記録マークの消去）させられる。このように、書換え可能型の相変化型光記録媒体では、単一の光ビームの強度を変調することにより、書き換えが可能となっている。
【０００５】
例えば、特開２０００−４３４１５には、ＳｂおよびＴｅを含有して空間群Ｆｍ３ｍに属する準安定Ｓｂ３Ｔｅ相を有する相変化型記録層が記載されている。このＳｂ３Ｔｅ相は、ｆ．ｃ．ｃ．の面心立方構造を持っており、同公報中の実施例では、波長６３５ｎｍのレーザー光を使用して、線速度７ｍ／ｓで記録を行っている。
【０００６】
また、特開２０００−３１３１７０には、Ｓｂ、ＴｅおよびＧｅを含有して（（ＳｂｘＴｅ１−ｘ）ｙ  Ｇｅ１−ｙ）ｚＭ１−ｚで表される組成の相変化型記録層が記載されている。また、同公報中において、この記録層は、結晶状態において面心立方晶構造を有する結晶相からなるのが好ましく、この場合、単一の結晶相からなっていてもよく、また複数の結晶相からなっていてもよいが、複数の結晶相からなる場合は、格子不整合を有しないのが好ましいと記載されている。また、同公報中の実施例では、波長７８０ｎｍのレーザー光を使用して、線速度を１．２ｍ／ｓ〜８．１ｍ／ｓの間で変化させて記録を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−４３４１５号公報（第４頁、表１）
【特許文献２】
特開２０００−３１３１７０号公報（第３−４頁、第９頁）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの各公報に記載された記録層を有する光記録媒体には、以下の問題点がある。すなわち、近年では、記録の高密度化および高転送レート化を実現するために、記録再生時に照射するレーザー光の波長の短縮化、記録再生光学系の対物レンズの高開口数化、媒体の高線速化が進んでいる。この場合、レーザー光の記録層表面におけるスポット径はレーザー波長をλ、開口数をＮＡとしたときにλ／ＮＡで表され、このスポット径λ／ＮＡを媒体の線速度Ｖで除した値（λ／ＮＡ）／Ｖが記録層へのレーザー照射時間（ビームスポット通過に要する時間）となる。したがって、高密度化および高転送レート化に伴い、記録層へのレーザー照射時間はますます短くなっていく。このため、光記録媒体は、レーザー光の照射時間が短くても確実に結晶化が行える結晶転移速度の速い記録層を備えている必要がある。また、この記録層は、環境の変化に対して、記録された記録情報を安定して保持できるもの、つまり非晶質状態の熱安定性に優れているものでなければならない。しかしながら、上記各公報（特開２０００−４３４１５号公報、特開２０００−３１３１７０号公報）に記載された光記録媒体は、４００ｎｍ前後のような短波長のレーザー光を光源としては想定しておらず、また線速度も１０ｍ／ｓ以下と非常に遅いために、記録の高密度化および高転送レート化に対応することができないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、高転送レートに対応可能で、しかも、非晶質状態の熱安定性に優れた光記録媒体を提供することを主目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係る光記録媒体は、非晶質相と結晶質相との可逆的な相変化を利用した相変化型の記録層を有し、前記記録層は、少なくともＳｂ、ＴｂおよびＴｅをそれぞれ含有すると共に、前記結晶質相の状態において、六方晶格子として指数付けをしたときに、当該六方晶格子におけるａ軸長に対するｃ軸長の軸比ｃ／ａが２．５９以上２．７０２以下となる構造を有している。
【００１１】
この場合、前記記録層としては、前記結晶質相の状態において、Ａ７構造による単一相で構成されているのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る光記録媒体の好適な実施の形態について説明する。
【００１３】
本発明に係る光記録媒体の記録層は、少なくともＳｂ、ＴｂおよびＴｅをそれぞれ含有する。この記録層は、結晶質相の状態において、六方晶格子として指数付けをしたときに、六方晶格子におけるａ軸長に対するｃ軸長の軸比ｃ／ａが２．５９以上２．７０２以下に規定されている。軸比ｃ／ａをこの範囲内に規定することにより、結晶状態の構造が立方晶系の面心立方構造の記録層（軸比ｃ／ａが２．４５）と比較して、結晶転移速度をさらに高速にできるため、データの転送レートのさらなる高速化が可能となる。ただし、軸比ｃ／ａは、２．７０２を超えるときには、活性化エネルギーが小さくなって非晶質状態での熱安定性が損なわれると共に、結晶転移速度（転送レート）が急速に低下するという不都合があり、また２．５９未満となるときには、結晶転移速度が遅くなるという不都合がある。このため、軸比ｃ／ａを上記範囲内に規定するのが好ましく、このように規定することで、非晶質状態における記録層の熱安定性が十分に確保される。
【００１４】
この軸比ｃ／ａを求める際には、記録層に対して例えばＣｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折を行ったときに、Ｘ線回折図に現れる回折線について六方晶格子としての指数付けを行い、これらの回折線の位置に基づいてその六方晶格子におけるｃ軸長／ａ軸長を算出し、これを軸比ｃ／ａとする。この軸比ｃ／ａの算出に利用する回折線は特に限定されないが、面指数が異なり、かつ隣接した回折ピークが得られることから、六方晶（１０４）面に由来する回折線と六方晶（１１０）面に由来する回折線とを利用するのが好ましい。なお、一例としての上記Ｃｕ−Ｋα線を用いたＸ線回折において、図５に示すように、３．１０±０．０３の面間隔ｄ（Å）の範囲内に存在する回折線に該当する格子面は六方晶（０１２）面、２．２５±０．０３の面間隔ｄ（Å）の範囲内に存在する回折線に該当する格子面は六方晶（１０４）面、２．１２±０．０３の面間隔ｄ（Å）の範囲内に存在する回折線に該当する格子面は六方晶（１１０）面として指数付けするものとする。
【００１５】
また、本発明の光記録媒体の記録層は、結晶質相の状態において、Ａ７構造による単一相からなる菱面体晶によって構成されているのが好ましい。このような構成であるか否かは、記録層のＸ線回折図に現れる回折線の数および位置をＪＣＰＤＳカードなどのデータベースと照らし合わせて容易に判別することができる。具体的には、記録層のＸ線回折図に現れる回折線の数および位置を上記のデータベースと照らし合わせた結果、上記した３つの面間隔ｄ（Å）の範囲内にのみＡ７構造の存在を示す回折線が現れるときは、記録層は、Ａ７構造による単一相からなる菱面体晶によって構成されていると判別できる。ここでいう単一相とは、記録層中にはＳｂの他に、ＴｂおよびＴｅが含有されているが、これらの元素がＳｂ格子内に固溶する状態を含む概念である。このように、結晶質相の状態においてＡ７構造による単一相からなる菱面体晶によって記録層を構成したことにより、相分離による結晶化速度の低下、オーバーライト特性の劣化、および一部元素などの析出による保存特性の劣化等を抑制することができるため、結晶転移速度（転送レート）の高速化、および保存安定性の向上を図ることができる。
【００１６】
また、本発明では、記録層の組成以外、すなわち、光記録媒体の構造は特に限定されない。例えば、一般的な相変化型光記録媒体１の構成例としては、図１に示すように、基体２０上に、反射層６、第２誘電体層４ｂ、記録層５、第１誘電体層４ａ、放熱層３および光透過層２を順次積層したものが挙げられる。この光記録媒体１では、記録再生時に光透過層２を介してレーザー光が照射される。
【００１７】
また、本発明は、図２に示す構成の光記録媒体にも適用することができる。この相変化型光記録媒体１Ａの構成例としては、同図に示すように、透光性基体２０Ａ上に、放熱層３、第１誘電体層４ａ、記録層５、第２誘電体層４ｂ、反射層６および保護層７を順次積層したものであり、この光記録媒体１Ａでは、記録再生時に透光性基体２０Ａを介してレーザー光が照射される。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【００１９】
（実施例１〜７、比較例１，２）
射出成形によってグルーブを同時形成した直径１２０ｍｍ、厚み１．１ｍｍのポリカーボネート製ディスクを基体２０として用い、その表面に、図１に示すように、反射層６、第２誘電体層４ｂ、記録層５、第１誘電体層４ａ、放熱層３および光透過層２を順次形成した複数の光記録媒体を作製した。この場合、各光記録媒体における各記録層５については、Ｓｂ、ＴｂおよびＴｅの組成を図３に示すように各光記録媒体毎に変えて（同図中の各数値の単位は原子％（ａｔ％））、実施例１〜７および比較例１，２とした。
【００２０】
この場合、反射層６は、Ａｒ雰囲気中においてスパッタ法によって形成した。ターゲットには、Ａｇ：Ｐｄ：Ｃｕ＝９８：１：１を用いた。また、反射層６の厚みは１００ｎｍとした。
【００２１】
第２誘電体層４ｂは、Ａｌターゲットを用いてＡｒおよびＮ２雰囲気中でスパッタ法によって形成した。また、第２誘電体層４ｂの厚みは４ｎｍとした。記録層５は、ターゲットとしてＩｎＳｂＴｅＧｅとＴｂのターゲットを用い、Ａｒ雰囲気中で２元スパッタ法によって形成した。また、記録層５の厚みは１４ｎｍとした。第１誘電体層４ａは、ＺｎＳ（８０モル％）−ＳｉＯ２（２０モル％）ターゲットを用いてＡｒ雰囲気中でスパッタ法によって形成した。また、第１誘電体層４ａの厚みは３０ｎｍとした。放熱層３は、Ａｌターゲットを用い、ＡｒおよびＮ２雰囲気中でスパッタ法で形成した。膜厚は１００ｎｍとした。光透過層２は、紫外線硬化性アクリル樹脂を用いて、スピンコート法によって形成した。また、光透過層２の厚みは０．１ｍｍとした。
【００２２】
次いで、これらの実施例１〜７および比較例１，２に係る光記録媒体の各記録層５をバルクイレーザーにより初期化（結晶化）した。次に、レーザー波長：４０５ｎｍ、開口数ＮＡ：０．８５、変調方式：（１，７）ＲＬＬ、チャンネルビット長：０．１２μｍ／ｂｉｔ、フォーマット効率：８１．７％の条件下で消去の転送レート（線速度つまりレーザースポットの照射時間）を変えて、８ＴマークをＤＣの消去パワーで消去したときの消去率（以下、「８Ｔ−ＤＣ消去率」ともいう。単位：ｄＢ）を各転送レート毎に測定した。実施例１〜７および比較例１，２に係る光記録媒体における転送レートと消去率との関係を図４に示す。
【００２３】
図４によれば、比較例１に係る光記録媒体は、９０Ｍｂｐｓ未満の転送レートにおいては、書換え可能な消去率の目安である２５ｄＢを確保できるものの、転送レートが９０Ｍｂｐｓ以上のときには、消去率が２５ｄＢよりも急速に低下する。この結果によれば、比較例１に係る光記録媒体は、転送レートが１００Ｍｂｐｓを超える領域で記録情報の記録・消去を行うことができないことが確認された。また、比較例２に係る光記録媒体は、９０Ｍｂｐｓ未満の転送レートであっても、書換え可能な消去率の目安である２５ｄＢを確保することができない。この結果によれば、比較例２に係る光記録媒体には、本願において想定している高速な転送レート（１００Ｍｂｐｓを超える転送レート）で記録情報の記録・消去を行うことができないことが確認された。一方、実施例１〜７は、少なくとも１３６Ｍｂｐｓの転送レートまで、２５ｄＢ以上の十分な消去率を確保できることが確認された。さらに、実施例２〜７は、少なくとも１７０Ｍｂｐｓの転送レートまで、２５ｄＢ以上の十分な消去率を確保できることが確認された。特に、実施例５，６は、２００Ｍｂｐｓを超える転送レートにおけても、２５ｄＢ以上の十分な消去率を確保できることが確認された。
【００２４】
一方、実施例１〜７および比較例１，２の光記録媒体にそれぞれ対応するＸ線回折分析用のサンプル１〜９も作製した。このＸ線回折分析用サンプルは、実施例１〜７および比較例１，２の光記録媒体１において、初期化後に、光透過層２、放熱層３および第１誘電体層４ａを剥離して記録層５を露出させ、この記録層５の表面を分析面とした。このＸ線回折分析には、薄膜評価用Ｘ線回折装置（理学電機株式会社製のＡＴＸ−Ｇ）を使用し、Ｃｕ−Ｋα線を線源として用いた。これらのサンプル１〜７の面間隔ｄ（Å）と回折線の相対強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ）との関係を図５に示す。
【００２５】
図５によれば、すべてのサンプル１〜９において、回折線が、面間隔ｄ＝３．１０±０．０３、面間隔ｄ＝２．２５±０．０３、および面間隔ｄ＝２．１２±０．０３の各範囲内にそれぞれ１本ずつ現れた。これらの回折線をＪＣＰＤＳカードに照らし合わせることにより、各回折線は、面間隔ｄの広い側からそれぞれ、六方晶表記にてＳｂ構造（０１２）面、（１０４）面、および（１１０）面からのものであると特定することができた。この結果によれば、すべてのサンプル１〜９において、結晶化した記録層５がＳｂ構造の単一相で構成されていることが確認できた。また、記録層５の下にある反射層６からの回折ピークの一部も検出された。
【００２６】
次いで、すべてのサンプル１〜９の各Ｘ線回折図に現れた回折線に対して六方晶格子としての指数付けを行い、六方晶（１０４）面および六方晶（１１０）面のそれぞれに由来する回折線からａ軸長とｃ軸長とを求め、これらの各軸長に基づいて各サンプル１〜９おけるａ軸長に対するｃ軸長の軸比ｃ／ａ、すなわち実施例１〜７および比較例１，２におけるａ軸長に対するｃ軸長の軸比ｃ／ａを求めた。また、図４の結果に基づき、実施例１〜７および比較例１，２について、２５ｄＢ以上の十分な消去率を確保できる最大の転送レート（以下、「最大転送レート」ともいう）を求めた。この際に求めた各サンプル１〜９（実施例１〜７および比較例１，２）における各Ｔｂ量、各ａ軸長、各ｃ軸長、各軸比ｃ／ａおよび最高の転送レートの関係を図６に示す。また、図６に示した軸比ｃ／ａと最高の転送レートとの関係を図７に示す。
【００２７】
図６，７によれば、少なくとも軸比ｃ／ａが２．５８７以上２．７０２以下の範囲においては、軸比ｃ／ａが大きくなる程、転送レートが大きくなる傾向があることが確認できた。また、軸比ｃ／ａが２．５９以上のときは転送レートが１００Ｍｂｐｓを超えることが確認できた。また、軸比ｃ／ａが２．７０２を超えると転送レートが急激に低下して１００Ｍｂｐｓ未満となることも確認できた。
【００２８】
上記した図４，７に示される実施例１〜７および比較例１，２に係る光記録媒体およびこれらに対応する各サンプル１〜９についての比較結果を総合した場合、少なくともＳｂ、ＴｂおよびＴｅをそれぞれ含有して構成されると共に、結晶質相の状態においてＸ線回折によって面間隔ｄ＝３．１０±０．０３、面間隔ｄ＝２．２５±０．０３、および面間隔ｄ＝２．１２±０．０３の各範囲内にそれぞれ、六方晶表記にてＳｂ構造（０１２）面、（１０４）面、および（１１０）面からの回折線が存在し、しかも軸比ｃ／ａが２．５９以上２．７０２以下となる記録層を備えた光記録媒体は、少なくとも１００Ｍｂｐｓを超える転送レートで２５ｄＢ以上の十分な消去率を確保できることが確認された。さらに、軸比ｃ／ａが２．６４以上２．７０２以下となる記録層を備えた光記録媒体は、１５０Ｍｂｐｓを超える転送レートで２５ｄＢ以上の十分な消去率を確保できて好ましいことが確認された。特に、軸比ｃ／ａが２．６８以上２．７０２以下となる記録層を備えた一部の光記録媒体では、２００Ｍｂｐｓを超える転送レートで２５ｄＢ以上の十分な消去率を確保できることも確認された。
【００２９】
このように、少なくとも軸比ｃ／ａが２．５８７以上２．７０２以下の範囲において、軸比ｃ／ａが大きくなる程、転送レートが大きくなる傾向を示す理由としては、以下のように考えられる。すなわち、菱面体構造においては、構造原子は、ｃ軸に垂直な複数の平面内に並んで配設されることによって全体として層状に配設されている。この場合、非晶質と結晶質との相変化、すなわち原子の並び替えについては、上記した平面内で行われると考えられる。一方、軸比が大きくなるときには、上記平面に平行なａ軸が短くなり、かつｃ軸が長くなるように変化する。このため、平面内に配設された原子の間隔が詰まることに起因して原子間距離が短くなる結果、原子の並び替えの際の移動距離が短くなる。したがって、原子の並び替えが短時間で完了することによって結晶化に要する時間が短縮される（結晶転移速度が速まる）結果、高転送レート化が実現できると考えられる。また、Ａ７構造による単一相からなる菱面体晶で構成したことにより、上記平面内での移動が容易になるため、相分離による結晶化速度の低下、オーバーライト特性の劣化、および一部元素などの析出による保存特性の劣化等を抑制することができる結果、結晶転移速度（転送レート）のさらなる高速化、および保存安定性のさらなる向上を図ることができる。
【００３０】
また、発明者は、軸比ｃ／ａが２．５９以上２．７０２以下の範囲内の光記録媒体に対してＡｒｃｈｉｖａｌ試験（上記の８Ｔ−ＤＣ消去率の測定と同じ条件で記録した信号を所定時間保存した後に再生して評価する試験、試験条件は、温度：８０℃、湿度：ドライ（湿度１０％以下））を行った。この試験によれば、長時間（例えば、２００時間以下の２５時間、５０時間および１５０時間）の保存においても、ジッター（Ｊｉｔｔｅｒ）が例えば９％から９．５％程度までの劣化というように１％以内の劣化に止まり、実用上全く問題がないことが確認された。また、転送レート１００Ｍｂｐｓ，１４０Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓでのマルチスピード記録を行い、上記と同じ条件でのＡｒｃｈｉｖａｌ試験を行った。この試験によれば、いずれの転送レートにおいても、ジッターの劣化が１％以内に止まり、実用上全く問題がないことが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る光記録媒体によれば、少なくともＳｂ、ＴｂおよびＴｅをそれぞれ含有すると共に、結晶質相の状態において、六方晶格子として指数付けをしたときに、六方晶格子におけるａ軸長に対するｃ軸長の軸比ｃ／ａが２．５９以上２．７０２以下となる構造の記録層を備えたことにより、非晶質状態の熱安定性を十分に確保しつつ結晶化を確実に行うことができ、しかも高転送レート化が可能な光記録媒体を実現することができる。
【００３２】
また、本発明に係る光記録媒体によれば、結晶質相の状態においてＡ７構造による単一相で構成された記録層を備えたことにより、相分離による結晶化速度の低下、オーバーライト特性の劣化、および一部元素などの析出による保存特性の劣化等を抑制することができるため、結晶転移速度（転送レート）のさらなる高速化、および保存安定性のさらなる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光記録媒体１の構成を示す断面図である。
【図２】他の光記録媒体１Ａの構成を示す断面図である。
【図３】実施例１〜７および比較例１，２の各記録層の組成図である。
【図４】実施例１〜７および比較例１，２についての転送レートと消去率との関係を示す特性図である。
【図５】実施例１〜７および比較例１，２に対応する各サンプル１〜９のＸ線回折図である。
【図６】実施例１〜７および比較例１，２に対応する各サンプル１〜９の各Ｔｂ量、各ａ軸長、各ｃ軸長、各軸比ｃ／ａおよび各最高転送レートの関係を示す特性図である。
【図７】図６における軸比と転送レートとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１，１Ａ  光記録媒体
２  光透過層
３  放熱層
４ａ  第１誘電体層
４ｂ  第２誘電体層
５  記録層
６  反射層
７  保護層
２０  基体
２０Ａ  透明性基体
【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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