(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を載置したステージを移動させるステージ移動機構と、
当該ステージの側方に設けられ、ステージに載置される検査対象物を集積する集積部と、
検査対象物を載置したステージを長手方向に移動させることによって検査対象物を検査する検査部と、
前記集積部に対してステージの移動方向と反対側に設けられ、検査された検査対象物を回収する回収部と、
前記集積部に集積された検査対象物をピックアップする第一の吸着部材と、
前記ステージに載置された検査対象物をピックアップする第二の吸着部材と、
当該第一の吸着部材および第二の吸着部材を一体的に保持する保持部材と、
当該保持部材をステージの長手方向に対して直交する方向に移動させて前記第一の吸着部材を用いて集積部から検査対象物をピックアップするとともに、前記ステージに載置された検査対象物をピックアップして回収部に回収させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記保持部材が、前記第一の吸着部材および第二の吸着部材を、ステージの移動方向に対して異なる位置に設けるようにしたものである請求項１に記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板などの検査対象物を自動で検査する外観検査装置に関するものである。
【０００２】
プリント基板に形成されたパッドやレジスト、シルクなどは、一般に、外観検査装置によって検査される。このような外観検査装置としては、現在種々の装置が提案されており、例えば、下記の特許文献１に記載されるようなものが存在している。
【０００３】
例えば、特許文献１の装置は、図１３に示すように、検査対象となるプリント基板９を所定枚数積層する集積部２０１を検査部２０６の上流側１０１に設け、検査部２０６によって検査されたプリント基板９を回収する回収部２０８を検査部２０６の下流側１０２に設けるようにしている。そして、この装置では、載置機構２３１によって集積部２０１からプリント基板９を持ち上げて検査用コンベアー２０３に載置し、プリント基板９を検査用コンベアー２０３上で移動させて検査部２０６にてプリント基板９の表面の形成状態を検査する。そして、この検査部２０６による検査によって良否の判定されたプリント基板９を回収機構２３２によって回収部２０８に回収させるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１６５６１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような外観検査装置を用いて検査対象物を検査する場合、集積部を上流側に設けるとともに、回収部を下流側に設けるようにしているため、装置全体が長くなるという問題がある。しかも、集積部と回収物のそれぞれに載置機構と回収機構とを設ける必要があるためコストが高くなる。
【０００５】
そこで、本発明では、上記課題を解決するために、装置全体を小さくするとともに、コストも低減できるようにした外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、検査対象物を載置したステージを移動させるステージ移動機構と、当該ステージの側方に設けられ、ステージに載置される検査対象物を集積する集積部と、検査対象物を載置したステージを長手方向に移動させることによって検査対象物を検査する検査部と、前記集積部に対してステージの移動方向と反対側に設けられ、検査された検査対象物を回収する回収部と、前記集積部に集積された検査対象物をピックアップする第一の吸着部材と、前記ステージに載置された検査対象物をピックアップする第二の吸着部材と、当該第一の吸着部材および第二の吸着部材を一体的に保持する保持部材と、当該保持部材を、ステージの長手方向に対して直交する方向に移動させて前記第一の吸着部材を用いて集積部から検査対象物をピックアップするとともに、前記ステージに載置された検査対象物をピックアップして回収部に回収させる移動機構とを備えたようにしたものである。
【０００７】
そして、前記第一の吸着部材および第二の吸着部材をステージの移動方向に対して異なる位置となるように保持部材で保持させる。
【０００８】
このように構成すれば、ステージの移動方向の側方に集積部と回収部が設けられているため装置全体を短くすることができるとともに、載置動作と回収動作を単一のピックアップ機構で同時に行うことができるため、外観検査装置のコストを低減させることができるようになる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、検査対象物を載置したステージを移動させるステージ移動機構と、当該ステージの側方に設けられ、ステージに載置される検査対象物を集積する集積部と、検査対象物を載置したステージを長手方向に移動させることによって検査対象物を検査する検査部と、前記集積部に対してステージの移動方向と反対側に設けられ、検査された検査対象物を回収する回収部と、前記集積部に集積された検査対象物をピックアップする第一の吸着部材と、前記ステージに載置された検査対象物をピックアップする第二の吸着部材と、当該第一の吸着部材および第二の吸着部材を一体的に保持する保持部材と、当該保持部材を、ステージの長手方向に対して直交する方向に移動させて前記第一の吸着部材を用いて集積部から検査対象物をピックアップするとともに、前記ステージに載置された検査対象物をピックアップして回収部に回収させる移動機構とを備えたようにしたので、外観検査装置全体を短くすることができるとともに、コストも低減されることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
本実施の形態における外観検査装置１００の概要について説明する。この外観検査装置１００は、プリント基板９に形成された配列パターンやパッド、レジスト、シルクなどの形成状態を検査するもので、図１に示すように、検査対象となる複数枚のプリント基板９を集積する集積部１と、この集積されたプリント基板９を上から一枚ずつ取り出すと同時にステージ４からプリント基板９をピックアップするためのピックアップ機構２と、ステージ４を往復動させるステージ移動機構５と、プリント基板９の外観を検査する検査部６と、プリント基板９を表裏反転させる表裏反転機構７と、外観の検査結果に基づいてプリント基板９を格納する回収部８とを備えている。以下、この外観検査装置１００の構成について詳細に説明する。
【００１２】
まず、集積部１は、図２や図３に示すように、検査対象となるプリント基板９を積み重ねて収納するもので、そのプリント基板９を収納する箱状のスタッカ１０と、このスタッカ１０を入口の作業者側へスライドさせるスライド機構１１と、スタッカ１０内においてプリント基板９を載置するためのベース部材１０ｄと、このベース部材１０ｄをスタッカ１０の底板１０ａから独立して昇降させるリフター１２とを備えている。
【００１３】
このスタッカ１０は、底板１０ａと一枚の側壁１０ｂと奥壁１０ｃで囲まれるように構成されており、底板１０ａの上部にベース部材１０ｄを分離可能に載置するようにしている。そして、載置動作を行う場合には、スタッカ１０全体をスライド機構１１を介して引き出し、その開放された部分からプリント基板９をベース部材１０ｄ上に載置させるようにしている。この底板１０ａと奥壁１０ｃには、後述するリフター１２のフォーク１２ｂを通すためのスリット１００ｃが設けられており、そのスリット１００ｃを介してフォーク１２ｂを上下動させられるようになっている。
【００１４】
このスタッカ１０を引き出すためのスライド機構１１は、スタッカ１０全体を前方へスライドさせるためのスライドレール１１ｂと、このスライドレール１１ｂを介して取り付けられる２本のフォーク状の載置部材１１ａを設けて構成される。この載置部材１１ａ上には、スタッカ１０の底板１０ａが取り付けられており、これによって、スタッカ１０全体を載置部材１１ａとともに前方へ引き出せるようになっている。
【００１５】
一方、フォーク１２ｂを上下動させるためのリフター１２は、プリント基板９を載置したベース部材１０ｄを備えており、ウォームシャフト機構１２ａを介してフォーク１２ｂを上下動させる。このフォーク１２ｂは、スタッカ１０の奥壁１０ｃに設けられたスリット１００ｃや底板１０ａに設けられたスリット１００ｃを介してスタッカ１０内に突出するように設けられている。このフォーク１２ｂの動作について説明すると、まず、フォーク１２ｂは、初期状態でスタッカ１０の底板１０ａよりも下方に位置している。この状態では、スタッカ１０の底板１０ａはスライド機構１１を構成する載置部材１１ａ上に載置されているため、スライドレール１１ｂを介してスタッカ１０全体を前方への引き出せる状態となっている。そして、この状態からフォーク１２ｂを上方へ移動させると、そのフォーク１２ｂの上昇に伴って、図３に示すように、そのフォーク１２ｂが底板１０ａのスリット１００ｃを介してスタッカ１０内に進入し、ベース部材１０ｄおよびプリント基板９を持ち上げる。これにより底板１０ａから分離してベース部材１０ｄが持ち上げられる。なお、図２においては、集積部１の正面図を示しており、図３では側面図を示している。このベース部材１０ｄは、最上部に集積されたプリント基板９がスタッカ１０上部の光センサ１０ｅを遮光するまで持ち上げられ、これによって、常にスタッカ１０の最上部にプリント基板９を位置させる状態として、ピックアップ機構２による取り出しを可能にしている。
【００１６】
プリント基板９を取り出すピックアップ機構２は、図１や図４に示すように、スタッカ１０内のプリント基板９を吸着して第一のステージ４０まで移動させる第一の吸着部材２０と、表裏が検査されたプリント基板９を吸着して第二のステージ４１から回収部８に移動させる第二の吸着部材２１を備えている。そして、第一の吸着部材２０と第二の吸着部材２１をL字型の保持部材２２に保持させるようにしている。
【００１７】
これら第一の吸着部材２０と第二の吸着部材２１は、プリント基板９が接触している部分にのみ大きな吸引力を作用させるようにしており、この吸着機構の詳細について説明すると、吸着機構は、図５および図６に示すように、吸引ポンプが接続される側（図では上側）の内側吸引口２３と対物側吸引口２４との間の空間内で移動する遮蔽部材２５を備えている。この遮蔽部材２５は、上下方向に沿った貫通孔２５ａを中央に有しており、その貫通孔２５ａにガイドピン２６ａを貫通させることで上下方向へ移動を許容している。このガイドピン２６ａは、対物側吸引口２４の内側に隙間を形成するための隙間形成部材２６上に設けられるもので、遮蔽部材２５を隙間形成部材２６に当接させることによって対物側吸引口２４との隙間を形成する。この隙間形成部材２６は、対物側吸引口２４の円形開口部の中央部分に跨って設けられる。そして、このガイドピン２６ａを遮蔽部材２５の貫通孔２５ａに貫通させ、さらに、この遮蔽部材２５をバネ２７によって対物側吸引口２４側へ付勢する。
【００１８】
この吸着機構の作用について図６を用いて説明すると、まず、対物側吸引口２４にプリント基板９が存在していない状態で吸引ポンプを作動させると、吸引ポンプからの吸引力によって遮蔽部材２５が内側吸引口２３側へ吸引されて内側吸引口２３が遮蔽され、これによって、遮蔽部材２５の貫通孔２５ａとガイドピン２６ａとの間に形成された僅かな隙間２８から外気を吸引するだけで、ほとんど大きな吸引力は作用しない。次に、対物側吸引口２４にプリント基板９が接触した場合、今度は、対物側吸引口２４が遮蔽され、空間内における空気が徐々に吸引されて圧力が低下する。そして、ある程度空間内の圧力が低下すると、今度はバネ２７の付勢力によって遮蔽部材２５が対物側吸引口２４側へ押され、この際、隙間形成部材２６に遮蔽部材２５が接触することによって大きな幅の吸引流路が形成される。これにより、大きな吸引力でプリント基板９が吸引される。すなわち、この吸着機構は、プリント基板９が接触している部分にのみ大きな吸引力を作用させ、また、プリント基板９が接触していない部分にはほとんど吸引力を作用させないようにしている。これによって、吸引ポンプの出力を増加させることなくプリント基板９の接触している部分にのみ強い吸引力を作用させるようにしている。
【００１９】
また、この保持部材２２は、図４に示すように、第一の吸着部材２０や第二の吸着部材２１を一体的に保持するＬ字状の部材によって形成され、さらに、ベース保持部材２２ａによって上下方向の移動が許容される。このベース保持部材２２ａは、シャフトとモーターによって構成された移動機構３０を介してステージ４の移動方向に対して直角な方向にのみ移動し、所定の位置で保持部材２２を集積部１や回収部８上でプリント基板９を昇降させるようにしている。保持部材２２を昇降させる場合には、保持部材２２の上方に設けられるベース板２２ａに複数のピン２２ｂを介して摺動可能に保持部材２２を保持させておき、エアポンプで保持部材２２全体を吸い上げることによって保持部材２２を昇降させる。このとき、第一の吸着部材２０と第二の吸着部材２１は一体的に昇降することとなるため、集積部１からの吸着動作とステージ４からの吸着動作は同時に行われる。
【００２０】
ステージ４は、図８に示すように、集積部１からプリント基板９を載置する第一のステージ４０と、表裏反転機構７により反転されたプリント基板９を保持する第二のステージ４１を備えている。そして、これらの第一のステージ４０と第二のステージ４１は、ヒンジ４２を介して回転可能に連結されている。これらの第一のステージ４０と第二のステージ４１の内部には、前述のピックアップ機構２で用いられる吸着機構が設けられており、プリント基板９が載置されている開口部４３にのみ大きな吸引力を作用させるようにしている。このステージ４の動作について説明すると、第二のステージ４１の下方には、図１１に示すようにシャフト５１と連結された連結部４５が設けられており、このシャフト５１をモーター５２で回転させることによって往復動させる。そして、ステージ４０をステージレール５０の一端側に移動させた後、表裏反転機構７を用いて第一のステージ４０を折り畳んで第二のステージ４１上にプリント基板９を移し替える。
【００２１】
この表裏反転機構７について詳細に説明すると、表裏反転機構７は、図１と図７に示すように、第一のステージ４０をアーム７１によって折り畳む駆動装置７２を備えて構成される。この駆動装置７２は、モーターなどによってアーム７１を正方向および逆方向に回転させ、第一のステージ４０を第二のステージ４１上に折り畳む。この折り畳みの際には、まず、第一のステージ４０の吸着機構を介してプリント基板９を吸着しておき、折り畳みによって今度は第二のステージ４１の吸着機構を作動させる。そして、第一のステージ４０の吸着を解除して元の位置に戻し、これによって、プリント基板９を表裏反転させる。この表裏反転機構７による回転動作は、ステージ４がステージレール５０の終端にきたことを検知する下流側光センサ５４の検知によって行われる。
【００２２】
一方、検査部６は、図９と図１０に示すように、ステージ４上に載置されたプリント基板９の形成状態を検査するもので、プリント基板９に対して光を照射し、これをＣＣＤカメラによって受光することによって検査を行う。この検査部６は、ステージ４の往路においては第一のステージ４０が照射部の下方にきた場合に照射を開始し、また、復路においては第二のステージ４１が照射部の下方にきた場合に照射を開始する。これにより受光する画像量を少なくして画像処理の時間を短縮化する。
【００２３】
回収部８は、図1に示すように、プリント基板９を回収する良品回収部８１と不良品回収部８２を備えて構成される。良品回収部８１と不良品回収部８２には、集積部１と同様に、プリント基板９を積み重ねた状態で収納するもので、そのプリント基板９を収納する箱状のスタッカ８７と、このスタッカ８７を出口の作業者側へスライドさせるスライド機構８６と、このスタッカ８７内においてプリント基板９を載置するためのベース部材８３と、このベース部材８３を昇降させるリフター８５が設けられており、そのウォームシャフト機構８４を回転させることによってリフター８５を介してベース部材８３を下降させるようにする。また、ベース部材８３をスタッカ８７の底板８８に載せた状態で、スライド機構８６を介してスタッカ８３全体を前方へ引き出せるようにしている。さらに、この良品回収部８１と不良品回収部８２には、最上部に光センサ８７を設けており、この光センサ８７が透光状態となるまでベース部材８３を順次下降させるようにしている。つまり、常にプリント基板９を良品回収部８１または不良品回収部８２の最上部に位置させるようにして、回収時にプリント基板９を落下させないようにしている。この回収部８において、良品回収部８１は第二のステージ４１の初期位置の横に設けられ、また、不良品回収部８２はさらにその奥方に設けられる。第二のステージ４１上に載置されたプリント基板９を回収する場合、図７に示すように、ステージレール５０の始端側に設けられた上流側光センサ５３によってステージ４が検知された場合、ピックアップ機構２を駆動させてプリント基板９を回収する。
【００２４】
次に、このように構成された外観検査措置１００を用いてプリント基板９の表裏を検査する場合の動作例について説明する。
【００２５】
まず、検査対象となる複数のプリント基板９を検査する場合、これらのプリント基板９を集積部１のスタッカ１０に収納する。この収納の際には、スタッカ１０のみを引き出し、その引き出されたスタッカ１０のベース部材１０ｄ上にプリント基板９をまとめて積層する。そして、そのスタッカ１０を外観検査装置１００内に収納し、図示しない扉を閉めた後にスイッチを入れる。
【００２６】
すると、リフター１２によってフォーク１２ｂが上方に持ち上げられ、そのフォーク１２ｂが底板１０ａのスリット１００ｃを通ってベース部材１０ｄを底板１０ａから持ち上げられる。
【００２７】
このベース部材１０ｄの持ち上げによってプリント基板９が光センサ１０ｅを遮光すると、リフター１２の駆動が停止する。次に、移動機構３０を所定の位置まで移動させて保持部材２２を下降させ、スタッカ１０の最上部に存在するプリント基板を第一の吸着部材２０により持ち上げる。そして、移動機構３０により集積部１から第一のステージ４０上にそのプリント基板９を載置させる。
【００２８】
このプリント基板９が第一のステージ４０上に載置されると、今度は、第一のステージ４０の吸着機構を作動させてプリント基板９を吸着させる。次に、プリント基板９を載置させたステージ４をステージ移動機構５によって移動させ、プリント基板９を検査部６の真下を通過させる。そこで、プリント基板９の表面の配線パターンやパッド、シルク、レジストなどを光学的に検査する。
【００２９】
そして、さらにステージ４を下流側１０２側に移動させ、ステージ４によって下流側光センサ５４を遮光させるまで移動させることによってステージ４の移動を停止させる。
【００３０】
そして、次に、表裏反転機構７を駆動させて、第一のステージ４０を第二のステージ４１側に折り畳むと同時に第二のステージ４１の吸着動作を開始し、また第一のステージ４０の吸着動作を停止させてプリント基板９を吸着させる。そして、再度表裏反転機構７により第一のステージ４０を元の位置に戻す。
【００３１】
このプリント基板９の表裏反転が行われた後、今度は、ステージ４を上流側１０１に移動させ、プリント基板９を検査部６の真下を通過させる。そこでは、プリント基板９の裏面の配線パターンやパッド、シルク、レジストなどを検査する。
【００３２】
検査部６でプリント基板９の裏面が検査され、さらに上流側１０１の上流側光センサ５３が遮光されると、ステージ移動機構５の駆動が停止される。このとき、第一のステージ４０は集積部１の真横に位置し、また、第二のステージ４１は良品回収部８１の真横に位置する状態となる。そして、この状態でピックアップ機構２を駆動させて、保持部材２２を下降させ、第二のステージ４１に吸着されている表裏の検査されたプリント基板９を第二の吸着部材２１による持ち上げるとともに、集積部１の最上部に存在するプリント基板９を第一の吸着部材２０による持ち上げる。そして、これらのプリント基板９をステージ４の移動方向と垂直な方向に移動させ、回収部８へ回収すると同時に、次のプリント基板９を第一のステージ４０へ載置する。
【００３３】
なお、この時、この表裏の検査されたプリント基板９が良品の場合と不良品の場合で動作が異なる。プリント基板９が良品の場合は、移動機構３０により保持部材２２を水平方向と垂直方向に移動させて、第一の吸着部材２０に吸着されたプリント基板９を第一のステージ４０に載置する動作と、第二の吸着部材２１に吸着されたプリント基板９を良品回収部８１に載置する動作を同時に行う。一方、プリント基板９が不良品の場合、第一の吸着部材２０に吸着されたプリント基板９を第一のステージ４０に載置させた後、第二の吸着部材２１を不良品回収部８２まで移動させる。以下、同様の処理を行うことによって、順次プリント基板９を検査して回収部８に回収していく。
【００３４】
上述のように上記実施の形態によれば、集積部１と回収部８をステージ４の移動方向の側方に設け、集積部１からステージ４への載置動作とステージ４から回収部８への回収動作を同時に行うようにしたので、外観検査装置１００を小さくすることができるようになる。
【００３５】
しかも、ステージ４の移動方向を挟む位置に集積部１と回収部８を設けるとともに、載置機構３１と回収機構３２を単一のピックアップ機構２を用いて構成したので、外観検査装置１００のコストを低減することができるようになる。
【００３６】
なお、上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３７】
例えば、上記実施の形態では、プリント基板９を検査する場合について説明したが、これに限らず、液晶パネルなどのように表面の形成状態を検査する他の検査対象物にも適用することができる。
【００３８】
また、上記の実施の形態では、ステージ移動機構５にステージレール５０とシャフト５１とモーター５２とを備えて構成したが、これに限らず、コンベアーなどの移動機構を用いることもできる。
【００３９】
さらに、上記の実施の形態では、載置機構３１と回収機構３２をＬ字状の部材を用いて単一のピックアップ機構２で構成したが、これに限らず、Ｔ字形状など種々の形状にすることができる。また、載置機構と回収機構それぞれ単一の部材により構成するようにしてもよい。
【００４０】
加えて、上記の実施の形態では、集積部１と回収部８がステージ４を挟んで対向する斜め位置に設置しているが、これに限らず、ステージ４の移動方向に対して同じ側に集積部１と回収部８を設けるようにしてもよい。このようにすると、集積と回収の動作を同じ側で行うことができ、集積動作と回収動作を効率よく行うことができるようになる。
【００４１】
また、上記実施の形態において、往路及び復路においても検査するようにしているが、往路での検査がＮＧであった場合、復路において検査を行うことなく高速移動させて回収させるようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態では、第一のステージ４０を回転させることによって第二のステージ４１上に折り畳めるように構成しているが、これとは逆に、第二のステージ４１を回転可能に構成して第一のステージ４０上からプリント基板９を吸着して載置させるようにしてもよい。また、表裏反転機構７はこのような折り畳み可能な構成のみならず、どのような構成を用いてもよい。
【００４３】
さらに、上記実施の形態では、プリント基板９の表裏を検査する場合について説明したが、これに限らず、一方の面のみを検査する場合についても同様の構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態における外観検査装置の斜視図
【図２】同形態における集積部の正面図
【図３】同形態における集積部の動作状態を示す図
【図４】同形態におけるピックアップ機構の外観を示す図
【図５】同形態における吸着機構の原理を示す図
【図６】同形態における吸着機構の動作例を示す図
【図７】同形態における外観検査装置の各要素の位置関係を示す平面図
【図８】同形態におけるステージの斜視図
【図９】同形態における検査部の側面図
【図１０】同形態における検査部の照明装置を示す図
【図１１】同形態における外観検査装置の動作状態を示す図
【図１２】同形態における外観検査装置の各要素の位置関係を示す平面図
【図１３】従来における外観検査装置を示す概要図
【符号の説明】
【００４５】
１・・・集積部
２・・・ピックアップ機構
４・・・ステージ
５・・・ステージ移動機構
６・・・検査部
７・・・表裏反転機構
８・・・回収部
９・・・プリント基板
１１・・・スライド機構
１１ａ・・・載置部材
２０・・・第一の吸着部材
２１・・・第二の吸着部材
３０・・・移動機構
３１・・・載置機構
３２・・・回収機構
４０・・・第一のステージ
４１・・・第二のステージ
４２・・・ヒンジ
４３・・・開口部
４５・・・連結部
５０・・・ステージレール
５１・・・シャフト
５２・・・モーター
７１・・・アーム
７２・・・反転駆動機構
８１・・・良品回収部
８２・・・不良品回収部
【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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【図１２】
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【図１３】
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