(57)【要約】【課題】スタンプヘッドの交換作業を容易にする。【解決手段】受け台とヒータにより加熱されたスタンプヘッド３との間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するホットスタンプ装置において、ヒータ２とホットスタンプ装置本体３１とを接続する中継基板３２と、ヒータ２および中継基板３２を接続するリード線と、スタンプヘッド３およびヒータ２を保持するジンバル機構１５と、該ジンバル機構１５および中継基板３２を支持すると共にホットスタンプ装置本体３１に着脱可能なブラケット１６と、ブラケット１６に固定されると共にブラケット１６のホットスタンプ装置本体３１への装着に伴ってホットスタンプ装置本体３１と中継基板３２とを接続するコネクタ３３とを備える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け台とヒータにより加熱されたスタンプヘッドとの間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するホットスタンプ装置において、前記ヒータとホットスタンプ装置本体とを接続する中継基板と、前記ヒータおよび前記中継基板を接続するリード線と、前記スタンプヘッドおよび前記ヒータを保持するジンバル機構と、該ジンバル機構および前記中継基板を支持すると共に前記ホットスタンプ装置本体に着脱可能なブラケットと、前記ブラケットに固定されると共に前記ブラケットの前記ホットスタンプ装置本体への装着に伴って前記ホットスタンプ装置本体と前記中継基板とを接続するコネクタとを備えることを特徴とするホットスタンプ装置。
【請求項２】
前記コネクタは前記中継基板に形成されたエッジコネクタであることを特徴とする請求項１記載のホットスタンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホットスタンプ装置に関する。更に詳述すると、ホットスタンプ装置のスタンプヘッドの取り付け構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９に従来のホットスタンプ装置（箔押し機）の概略構成を示す。このホットスタンプ装置は、ホログラム箔等のホットスタンプ箔１０３を繰り出すオープンリール状の巻き出しリール１０１と巻き取りリール１０２と、ホットスタンプ箔を転写するスタンプヘッド１０７と、スタンプヘッド１０７に対向して設けられている受け台１０８と、スタンプヘッド１０７を駆動する加圧装置１０９とを備えている。スタンプヘッド１０７は、例えばセラミック製の平板状のヒータ１０６に密着固定されている。
【０００３】
ホットスタンプが行なわれる際は、スタンプヘッド１０７はヒータ１０６により１２０〜１５０℃程度に加熱される。そして、巻き出しリール１０１と巻き取りリール１０２によってホットスタンプ箔１０３が送り出され、ガイド１０４，１０５によってスタンプヘッド１０７と受け台１０８との間に導かれる。一方、図示しない媒体（チケット，クレジットカード等）もホットスタンプ箔１０３に重ね合わせた状態となるようにスタンプヘッド１０７と受け台１０８との間に導かれる。そして、加圧装置１０９によってスタンプヘッド１０７を受け台１０８に向けて強く押し付けて（１００ｋｇｆ／平方ｃｍ≒９．８ＭＰａ程度）媒体にホットスタンプ箔１０３を転写している。
【０００４】
一方、スタンプヘッド１０７およびヒータ１０６はジンバル機構を介してブラケットに支持されている。このブラケットはホットスタンプ装置のフレームにねじ止めなどにより固定されている。また、ヒータ１０６やサーミスタにはリード線を介してコネクタが取り付けられている。このコネクタはホットスタンプ装置に設けられたコネクタに接続されている。
【０００５】
また、スタンプヘッド１０７は消耗品であるので長期間の使用後に交換する必要がある。あるいは、ユーザの要求に応じて形状や体積や材質の異なるスタンプヘッド１０７に変更することがある。これらの場合には、ホットスタンプ装置のフレームからスタンプヘッド１０７のブラケットを取り外すと共にコネクタを外す。そして、別のスタンプヘッド１０７のブラケットを取り付けると共にコネクタを接続する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したホットスタンプ装置では、スタンプヘッド１０７の交換を行うときにブラケットの着脱作業とコネクタの着脱作業とを別々に行わなければならないので、交換作業が煩雑で手間を要してしまう。しかも、コネクタはシャーシの奥部に隠されることが多く、作業性が良くない。
【０００７】
そこで本発明は、スタンプヘッドの交換作業を容易に行うことのできるホットスタンプ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、受け台とヒータにより加熱されたスタンプヘッドとの間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するホットスタンプ装置において、ヒータとホットスタンプ装置本体とを接続する中継基板と、ヒータおよび中継基板を接続するリード線と、スタンプヘッドおよびヒータを保持するジンバル機構と、該ジンバル機構および中継基板を支持すると共にホットスタンプ装置本体に着脱可能なブラケットと、ブラケットに固定されると共にブラケットのホットスタンプ装置本体への装着に伴ってホットスタンプ装置本体と中継基板とを接続するコネクタとを備えるようにしている。
【０００９】
したがって、ブラケットとコネクタとが固定されているので、ブラケットのホットスタンプ装置本体への装着と同時にコネクタをホットスタンプ装置本体に接続することができる。このため、スタンプヘッドの交換を行うときに従来のようにブラケットの着脱作業とコネクタの着脱作業とを別々に行う必要が無いので、スタンプヘッドの交換作業を容易にすることができる。
【００１０】
また、ヒータおよび中継基板をリード線により接続しているので、リード線がヒータおよびスタンプヘッドの動作の抵抗にならないようにリード線を十分に長くして弛みを設けることができる。よって、スタンプヘッドの移動の自由度を妨げず、スタンプ動作の精度を高めてスタンプ品位を高めることができる。
【００１１】
さらに、ブラケットの内側にリード線を配線することができるので、リード線と他の部品、例えば媒体のカセットとの干渉を防止することができる。
【００１２】
そして、請求項２記載の発明は、請求項１記載のホットスタンプ装置において、コネクタは中継基板に形成されたエッジコネクタであるようにしている。したがって、中継基板の一部をコネクタにすることができるので、別個にコネクタを設ける場合に比べて部品点数を削減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１から図８に、本発明を適用したホットスタンプ装置１の実施形態の一例を示す。このホットスタンプ装置１は、受け台４とヒータ２により加熱されたスタンプヘッド３との間にホットスタンプ箔と付加価値媒体を挟み込み圧力を掛けながら転写するものである。このホットスタンプ装置１は、ヒータ２とホットスタンプ装置本体３１とを接続する中継基板３２と、ヒータ２および中継基板３２を接続するリード線２７と、スタンプヘッド３およびヒータ２を保持するジンバル機構１５と、該ジンバル機構１５および中継基板３２を支持すると共にホットスタンプ装置本体３１に着脱可能なブラケット１６と、ブラケット１６に固定されると共にブラケット１６のホットスタンプ装置本体３１への装着に伴ってホットスタンプ装置本体３１と中継基板３２とを接続するコネクタ３３とを備えるようにしている。このようにブラケット１６とコネクタ３３とが固定されているので、ブラケット１６のホットスタンプ装置本体３１への装着と同時にコネクタ３３をホットスタンプ装置本体３１に接続することができる。このため、スタンプヘッド３の交換を行うときにブラケット１６の着脱作業とコネクタ３３の着脱作業とを別々に行う必要が無いので、スタンプヘッド３の交換作業を容易にすることができる。
【００１５】
ホットスタンプ装置１は、図３および図４に示すようにスタンプヘッド３、ヒータ２、受け台４を有するスタンプ部７の他に付加価値媒体にホットスタンプ箔を転写するための諸機構を備えて構成され、付加価値媒体のオンデマンド発行用に適したものとして小型化されている。具体的にはホットスタンプ装置１は、スタンプ部７と、箔パスライン形成ローラ８と、ホットスタンプ箔テープ９の供給・巻き取り手段１０とを備えている。また、本実施形態のホットスタンプ箔として、例えばホログラム箔を用いることができる。付加価値媒体は、例えばチケット紙を対象にすることができる。なお、付加価値媒体がチケット紙の場合、ホットスタンプ時のスタンプヘッド３の温度は１２０〜１５０℃程度になるように調整する。ただし、ホットスタンプ時のスタンプヘッド３の温度は付加価値媒体やホットスタンプ箔の種類によって異なることは勿論である。
【００１６】
スタンプ部７は、スタンプヘッド３およびヒータ２を出没可能に保持するスタンプユニット１１と、スタンプヘッド３に対向する受け台４と、スタンプヘッド３を受け台４に押圧可能なアーム１２とを備えている。
【００１７】
スタンプユニット１１は、図１および図２に示すようにスタンプヘッド３およびヒータ２を有するスタンプ本体部１７と、上述した中継基板３２とリード線２７とジンバル機構１５とブラケット１６とコネクタ３３とを備えるようにしている。
【００１８】
リード線２７は十分に長くして弛みを持つように設けられている。このため、リード線２７の屈曲耐久性が上がると共に、リード線２７がスタンプヘッド３の動作の抵抗になることを抑制できる。よって、スタンプヘッド３の移動の自由度を妨げず、スタンプ品位を損ねることがない。また、リード線２７はブラケット１６の内側に設けられている。このため、リード線２７と他の部材、例えば媒体のカセットとの干渉を防止することができるので、リード線２７が引っ張られてスタンプヘッド３の動作を阻害することを防止できる。さらに、リード線２７としては耐熱性の高い被覆コードを使用することが好ましい。
【００１９】
コネクタ３３は中継基板３２に形成されたエッジコネクタとされている。このため、中継基板３２の一部をコネクタ３３として使用することができるので、別個にコネクタを設ける場合に比べて部品点数を削減することができる。このコネクタ３３は、図１に示すようにホットスタンプ装置本体３１に設けられたコネクタ受け３４に着脱可能にされている。また、ブラケット１６は、コネクタ３３をコネクタ受け３４に差し込んだ状態でホットスタンプ装置１のフレーム２８に固定ボルト３５によりねじ止めされる。
【００２０】
そして、ジンバル機構１５はジンバル板ばねから成るようにしている。これにより、スタンプ本体部１７はブラケット１６ひいてはホットスタンプ装置本体３１に対してジンバル機構１５により弾性支持されることになる。このスタンプ本体部１７は、図５および図６に示すようにスタンプヘッド３と、ヒータ２と、断熱材１３と、保持ブロック１４とを備えると共に、図７に示すようにこれらを順に積層して成る一体化構造とされている。
【００２１】
スタンプヘッド３はタングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素で形成されるようにしている。タングステンまたはタングステン合金あるいは立方晶型窒化ホウ素は真鍮などよりも熱伝導率が高いので、スタンプヘッド３自体の熱伝導率を高めてスタンプヘッド３の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。本実施形態ではスタンプヘッド３の材質としてタングステンを使用している。
【００２２】
また、ヒータ２はベース部５と発熱部６とを有すると共に、ベース部５はタングステンまたはタングステン合金と線膨張係数および熱伝導率が同等の窒化アルミ材で形成され、発熱部６はタングステンまたはタングステン合金で形成されるようにしている。このため、ヒータ２とスタンプヘッド３との熱変形量が同等になってこれらの間の浮きや剥離の発生を防止できる。同時にヒータ２においてベース部５から発熱部６が浮いたり剥離することを防止できる。また、ベース部５および発熱部６ともに高熱伝導率の材質から成るので、ヒータ２の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００２３】
ヒータ２のベース部５は、２枚の窒化アルミ製のベース板から成る。各ベース板５は実施例では厚さ０．３ｍｍとしている。ヒータ２の発熱部６は、片方のベース板５の片側面に印刷されて成るタングステン製のパターンとしている。このパターンは図１に示すようにスタンプヘッド３が取り付けられる部位の全体に亘るよう設けられている。これにより、スタンプヘッド３が偏り無く均一に加熱されるようになる。ヒータ２は、発熱部６を内側に向けたベース板５と発熱部６を有しないベース板５とを貼り合わせた状態で焼き固めて形成される。
【００２４】
また、一方のベース板５の外側面には、中央部に配置されたサーミスタ２０と、該サーミスタ２０を作動させるための結線パターン２１が設けられている。ヒータ２の中央部にサーミスタ２０が配置されているので、ヒータ２の温度を高精度に計測することができる。なお、耐熱両面テープ１９の中央部には透孔１９ａが形成されると共に断熱材１３のヒータ２側の中央部には凹部１３ａが形成されている。これにより、サーミスタ２０が耐熱両面テープ１９および断熱材１３と干渉することを防止している。
【００２５】
また、結線パターン２１は、ヒータ２の周縁部に設けられたサーミスタ端子２２とサーミスタ２０とを結ぶ２本の結線部２３と、片方の結線部２３に接続されると共にヒータの両面に大きく広がるグランド部２４とを備えている。グランド部２４が設けられているので、結線部２３にノイズが入ることを防止してサーミスタ２０の計測精度を高めることができる。
【００２６】
ヒータ２には温度ヒューズ２５が設けられている。この温度ヒューズ２５は発熱部６に接続されている。このため、ヒータ２が正常な作動範囲を超えた所定温度に達したときに発熱部６への電流を強制的に遮断することができる。よって、制御部の誤動作などにより発熱部６に過電流が与えられたときでもヒータ２の異常加熱を防止することができる。ヒューズ２５はヒューズ端子２６に例えば高融点はんだまたはロウ付けにより取り付けられている。このヒューズ２５としては、例えば１７０℃で電流遮断されるものを利用する。さらに、ヒータ２の各端子２２，２６には中継基板３２に接続するためのリード線２７が高融点はんだまたはロウ付けにより取り付けられている。
【００２７】
スタンプヘッド３とヒータ２とは、これらを形成するタングステンまたはタングステン合金と熱伝導率が同等の銀ロウ１８によりロウ付け接合されている。これにより、ヒータ２からスタンプヘッド３への熱伝導を効率良く行うことができるので、スタンプヘッド３の短時間昇温および遅延の少ない温度制御を実現することができる。
【００２８】
本実施形態では、スタンプヘッド３とヒータ２とをロウ付けする際にヒータ２側にタングステンから成る接合用パターンを形成している。このパターンには無電解ニッケルリンめっきまたは無電解ニッケルボロンめっき等の表面処理加工を施しておく。これにより、誘起共析でロウ付けの接合強度を高めることができる。
【００２９】
また、断熱材１３としては、例えば低熱伝導率セラミックや珪素系バインダー樹脂のような断熱性及び耐圧性に優れた材質が用いられる。ヒータ２のスタンプヘッド３との反対側に断熱材１３が設けられているので、ヒータ２の熱が保持ブロック１４に伝導するのを防いで熱エネルギの浪費を抑えることができる。また、ホットスタンプ時に強い圧縮力が断熱材１３に加わっても十分耐えることができる。
【００３０】
ヒータ２と断熱材１３とは耐熱両面テープ１９により貼付されている。断熱材１３と保持ブロック１４とは耐熱両面テープ１９あるいはねじ止めにより取り付けられている。保持ブロック１４は図２に示すようにジンバル機構１５を介してブラケット１６に取り付けられている。
【００３１】
本実施形態では、図１および図２に示すようにスタンプユニット１１にメモリ３０が搭載されている。このメモリ３０にはスタンプヘッド３の加圧制御に関するデータと温度制御に関するデータとが格納されている。このため、スタンプヘッド３の交換に伴いメモリ３０も交換されるので、加圧制御および温度制御を自動的に最適に設定することができ、スタンプヘッド３の交換作業を簡易化することができる。また、ユーザ自身がスタンプヘッド３の交換作業を行えるようになるので、メンテナンスの担当者を呼ぶ場合に比べて交換のための時間や費用を削減することができる。
【００３２】
また、このメモリ３０には使用可否を判断するための認証データが格納されている。このため、正規のホットスタンプ装置１に装着したときにのみホットスタンプ動作を行うようにしたり、あるいは暗証番号などを入力したときにのみホットスタンプ動作を行うようにできるので、例えば特殊形状の刻印がなされるスタンプヘッド３を使用するときのセキュリティを高めることができる。
【００３３】
メモリ３０としてはＥＥＰＲＯＭを使用している。このメモリ３０には、取り付けられたスタンプヘッド３の形状、大きさ、材質に応じた加圧制御データや温度制御データ、さらに認証データを製造段階で書き込んでおく。
【００３４】
このメモリ３０はヒータ２およびスタンプヘッド３から離隔されている。すなわち、本実施形態では、メモリ３０は中継基板３２に設けられている。これにより、メモリ３０はヒータ２およびスタンプヘッド３とは同一基板上に配置されず離隔されるので、ヒータ２およびスタンプヘッド３の熱がメモリ３０に伝導することを抑制でき、メモリの破壊や誤動作を防止できる。
【００３５】
ここで、ホットスタンプ装置本体３１には、図８に示すように上位装置としてのＣＰＵ３６やヒータ２を作動させるためのドライバ３７などが備えられている。そして、スタンプユニット１１のメモリ３０やヒータ２などはＣＰＵ３６との間でデータを送受信するようにしている。メモリ３０にはホットスタンプ装置本体３１から電源／グランド、データ３６ａ、クロック３６ｂの各信号線が接続されている。そして、ＣＰＵ３６ではスタンプユニット１１の接続確認信号３６ｃが受信される。この信号を受信したときに、スタンプユニット１１が接続されていればＧＮＤとして検出されると共に接続されていなければ所定の電圧、実施例では＋５Ｖとして検出される。これにより、スタンプユニット１１の接続の有無を検出することができる。
【００３６】
また、ホットスタンプ装置本体３１にカウンタメモリを設けて当該スタンプヘッド３によるスタンプ回数を記録するようにしても良い。この場合、予め設定した回数を越えてスタンプされてしまうことを防止できる。
【００３７】
図４に示すように、アーム１２は図示されていない装置本体シャーシに対して揺動可能に支持されている。そして、ホットスタンプ装置１の内部に設けられた揺動機構によりアーム１２が揺動される。このアーム１２の下方への揺動により、スタンプ保持板を押し下げ、さらにアーム１２による加圧でスタンプヘッド３がドキュメント、ホログラム箔を介して受け台３に押圧する。この押圧圧力は１００ｋｇｆ／平方ｃｍ（９．８ＭＰａ）程度が好ましい。また、押圧荷重を解除する際には、アーム１２を上方に揺動することにより、スタンプヘッド１３が受け台４から引き離される。
【００３８】
さらに、ホットスタンプ箔テープ９の供給・巻き取り手段１０は、例えば、ホットスタンプ箔テープ９が巻かれた供給ローラ１０ａと図示しない駆動手段によって駆動され転写後のホットスタンプ箔テープ９を巻き取る巻取ローラ１０ｂとから構成することができる。
【００３９】
このように構成されたホットスタンプ装置１のスタンプヘッド３を交換する動作の概略を説明する。
【００４０】
スタンプヘッド３を交換するときは、固定ボルト３５を外してスタンプユニット１１をホットスタンプ装置本体３１から引き抜く。このとき、ブラケット１６とコネクタ３３とが同時にホットスタンプ装置本体３１から取り外される。そして、新たなスタンプユニット１１を取り付ける。このときはコネクタ３３をコネクタ受け３４に押し込み、固定位置まで差し込んだら固定ボルト３５によってブラケット１６をフレーム２８にねじ止めする。
【００４１】
ホットスタンプ装置１の電源を投入し、動作状態になったらＣＰＵ３６によりスタンプユニット１１の接続確認信号３６ｃを受信して接続されていることを確認し、メモリ３０のデータを読み取る。認証データをチェックして使用可能なスタンプヘッド３であると判断したら各種データを制御定数としてセットする。ここで、認証データのチェックにより使用不可と判断された場合は動作を中断してエラーであることを表示する。
【００４２】
このように構成されたホットスタンプ装置１のホットスタンプ動作の概略を説明する。
【００４３】
電源スイッチをＯＮすることで、スタンプヘッド３が所定のスタンプ温度に達するようヒーター２の加熱が開始される。すなわち発熱部６に通電が開始される。そして、発熱部６の熱がベース部５を介してスタンプヘッド３に伝導してスタンプヘッド３が加熱される。サーミスター２０によりスタンプヘッド３が最適な温度に達したことを検出すると、ホットスタンプが可能となる。
【００４４】
アーム１２が揺動してスタンプヘッド３をホログラム箔テープ９及び付加価値媒体を挟み込んで受け台４へ加圧する。このときの加圧力は加圧制御のデータにより定められている。そして、スタンプヘッド３により転写品位の良好なホットスタンプが行なわれる。ホログラム箔が付加価値媒体へ転写されると、アーム１２が退避し始め、スタンプ保持板も上方に移動し、同時にスタンプ保持板に固定されているスタンプヘッド３もホログラム箔テープ９から退避する。
【００４５】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態ではコネクタ３３としてエッジコネクタを使用しているが、これには限られず他の形状のコネクタであっても良い。
【００４６】
また、本実施形態ではスタンプユニット１１にメモリ３０を備えているが、これには限られずメモリ３０を備えていなくても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載のホットスタンプ装置によれば、ブラケットとコネクタとが固定されているので、ブラケットのホットスタンプ装置本体への装着と同時にコネクタをホットスタンプ装置本体に接続することができる。このため、スタンプヘッドの交換を行うときに従来のようにブラケットの着脱作業とコネクタの着脱作業とを別々に行う必要が無いので、スタンプヘッドの交換作業を容易にすることができる。
【００４８】
また、ヒータおよび中継基板をリード線により接続しているので、リード線がヒータおよびスタンプヘッドの動作の抵抗にならないようにリード線を十分に長くして弛みを設けることができる。よって、ジンバル機構により支持されたスタンプヘッドの移動の自由度を妨げず、スタンプ動作の精度を高めてスタンプ品位を高めることができる。
【００４９】
さらに、ブラケットの内側にリード線を配線することができるので、リード線と他の部品、例えば媒体のカセットとの干渉を防止することができる。
【００５０】
そして、請求項２記載のホットスタンプ装置によれば、コネクタは中継基板に形成されたエッジコネクタであるので、中継基板の一部をコネクタにすることができる。よって、接続作業が特に容易になると共に、別個にコネクタを設ける場合に比べて部品点数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホットスタンプ装置のスタンプユニットとホットスタンプ装置本体との接続部分を示す斜視図である。
【図２】ホットスタンプ装置のスタンプユニットを示す斜視図である。
【図３】ホットスタンプ装置の全体を示す概略の構成図である。
【図４】ホットスタンプ装置の全体を示す斜視図である。
【図５】ホットスタンプ装置のスタンプヘッドおよびヒータの構成を示すヒータ側から見た分解斜視図である。
【図６】ホットスタンプ装置のスタンプヘッドおよびヒータの構成を示すスタンプヘッド側から見た分解斜視図である。
【図７】スタンプ本体部を示す斜視図であり、（Ａ）はヒータ側から見た状態、（Ｂ）はスタンプヘッド側から見た状態をそれぞれ示す。
【図８】スタンプユニットとホットスタンプ装置本体との接続を示す概略の回路図である。
【図９】従来のホットスタンプ装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１　ホットスタンプ装置
２　ヒータ
３　スタンプヘッド
４　受け台
１５　ジンバル機構
１６　ブラケット
２７　リード線
３１　ホットスタンプ装置本体
３２　中継基板
３３　コネクタ
【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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