(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管形の紫外線ランプ、及び、前記紫外線ランプの紫外光を反射する反射板をランプ収容ボックスに収容し、前記紫外線ランプ及び前記反射板からの紫外光を前記ランプ収容ボックスに設けた照射窓から照射する紫外線照射装置において、
前記ランプ収容ボックスに、前記紫外線ランプ及び前記反射板を挟んだ両側のそれぞれに前記紫外線ランプの長手方向に沿って複数の冷却風吹込口を設け、
前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とを、互いに異なる導風管に接続すると共に、
前記導風管のそれぞれの冷却風の流れの方向が互いに反対となるように各導風管に冷却風を流すように構成したことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紫外線照射装置において、
前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とを、前記紫外線ランプを中心に互いに対称になるように前記ランプ収容ボックスに形成した
ことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の紫外線照射装置において、
前記反射板と、前記ランプ収容ボックスの前記反射板に対向する面とのそれぞれには、前記紫外線ランプの長手方向に沿ってスリット状に開口する排出口が前記紫外線ランプと略一直線上に配置されるように設けられている
ことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線照射装置において、
前記紫外線ランプの長手方向に沿って延在し、前記紫外線ランプ及び前記反射板から前記照射窓への紫外光を遮光自在に開閉される一対の遮光板を備え、
前記一対の遮光板を、開位置において、前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とのそれぞれからから吹き込まれる冷却風を前記紫外線ランプの下方に向けて案内するように配した
ことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線照射装置において、
前記反射板の長手方向に沿って冷却水を流して冷却する水冷機構を備える
ことを特徴とする紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直管形の紫外線ランプを内蔵した紫外線照射装置に係り、特に、この紫外線ランプの冷却技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、紙やプラスチック等の表面に紫外線硬化剤を被着し、この紫外線硬化剤に紫外線を照射して硬化する紫外線硬化技術が知られており、液晶パネルの封止や、光学レンズ部品の接着、光ディスクの接着、プリント基板の部品仮止め等に広く応用されている。
紫外線硬化技術で用いられる紫外線照射装置の光源には、通常、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプが使用されており、近年では、ランプ点灯中の加熱を防ぐために、冷却風をランプに当てて冷却する冷却機構を備えた装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１０９５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、紫外線照射対象の大面積化等の理由から、紫外線照射装置に使用されるランプの管長が長くなると、かかるランプ全体に均一に冷却風をあてて冷却することが困難となる。特に、冷却が不十分な箇所がランプに存在すると、ランプ寿命が短くなるという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、紫外線ランプの長手方向にわたり略均一に冷却することができる紫外線照射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】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明は、直管形の紫外線ランプ、及び、前記紫外線ランプの紫外光を反射する反射板をランプ収容ボックスに収容し、前記紫外線ランプ及び前記反射板からの紫外光を前記ランプ収容ボックスに設けた照射窓から照射する紫外線照射装置において、前記ランプ収容ボックスに、前記紫外線ランプ及び前記反射板を挟んだ両側のそれぞれに前記紫外線ランプの長手方向に沿って複数の冷却風吹込口を設け、前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とを、互いに異なる導風管に接続すると共に、前記導風管のそれぞれの冷却風の流れの方向が互いに反対となるように各導風管に冷却風を流すように構成したことを特徴とする。
【０００５】
また本発明は、上記発明において、前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とを、前記紫外線ランプを中心に互いに対称になるように前記ランプ収容ボックスに形成したことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記発明において、前記反射板と、前記ランプ収容ボックスの前記反射板に対向する面とのそれぞれには、前記紫外線ランプの長手方向に沿ってスリット状に開口する排出口が前記紫外線ランプと略一直線上に配置されるように設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記発明において、前記紫外線ランプの長手方向に沿って延在し、前記紫外線ランプ及び前記反射板から前記照射窓への紫外光を遮光自在に開閉される一対の遮光板を備え、前記一対の遮光板を、開位置において、前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とのそれぞれからから吹き込まれる冷却風を前記紫外線ランプの下方に向けて案内するように配したことを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、上記発明において、前記反射板の長手方向に沿って冷却水を流して冷却する水冷機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ランプ収容ボックスに、紫外線ランプ及び反射板を挟んだ両側のそれぞれに紫外線ランプの長手方向に沿って複数の冷却風吹込口を設けたため、紫外線ランプの両側から当該紫外線ランプの全体を冷却するようにランプ収容ボックス内に冷却風を吹き込まれる。
さらに、冷却風を導風する第１導風管に、この第１導風管の風路に沿って紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口を接続すると共に、冷却風を導風する第２導風管に、この第２導風管の風路に沿って紫外線ランプの他方側の各冷却風吹込口を接続し、第１及び第２導風管のそれぞれの冷却風の流れの方向が互いに反対となるように、これら第１及び第２導風管に冷却風を流す構成としたため、紫外線ランプに吹き付けられる冷却風の風量が、その紫外線ランプの長手方向に沿って略均一化され、均等に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る紫外線照射装置１の構成を示す正面図である。また、図２は紫外線照射装置１の機能的構成を模式的に示す正面図であり、図３は紫外線照射装置１の機能的構成を模式的に示す断面図である。
紫外線照射装置１は、対象物の照射面であるワーク面Ｗ（図２参照）の上方に設置され、ワーク面Ｗに対して紫外光を略均一に照射するものであり、紫外線ランプ２と、この紫外線ランプ２を収容するランプ収容ボックス（筐体）４と、紫外線ランプ２の紫外光を遮光自在なシャッタ機構６と、ランプ収容ボックス４を冷却する冷却機構８とを備えている。
【００１１】
紫外線ランプ２は、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプであり、ワーク面Ｗの所定領域に対して略均一に紫外光を照射すべく、長尺の直管形のランプが使用され、かかるランプがワーク面Ｗに略平行に延在するように配置されている。
具体的には、ランプ収容ボックス４は金属板を箱形状に組んで構成されており、その内部には、長く延在する照射器ユニット１０が内設されている。この照射器ユニット１０は、上記紫外線ランプ２を保持するものであり、図３に示すように、照射器筐体１４を備え、この照射器筐体１４に、上記紫外線ランプ２と共に、この紫外線ランプ２の長手方向にわたって配置されて紫外線ランプ２の紫外光を反射する反射板１２が保持されている。
【００１２】
上記照射器筐体１４は、底面が開放した箱形状に構成され、図３に示すように、両サイドに設けた凸条部１６、１８を、ランプ収容ボックス４の天板面４Ａに設けた一対のレール２０、２２に係合させて、ランプ収容ボックス４内に着脱自在に設けられており、照射器ユニット１０をランプ収容ボックス４の一端側から取り出し可能に構成されている。また、紫外線ランプ２、ランプソケット、及び後述するガイドノズル１７がユニット化されており、照射器筐体１４と同様に、レールにて引き出し可能に構成され、紫外線ランプ２の交換が可能になされている。
ランプ収容ボックス４の底面４Ｂには、照射窓として石英ガラス製の光透過窓２３が設けられており、上記照射器ユニット１０からの紫外光が光透過窓２３を透過してワーク面Ｗの所定領域に照射されることとなる。なお、ランプ収容ボックス４の底面４Ｂは、その部分が取り外し自在にランプ収容ボックス４に掛止機構９（図４参照）によって取り付けられており、光透過窓２３の交換や清掃作業等のメンテナンスの容易化が図られている。
【００１３】
シャッタ機構６は、照射器ユニット１０の下方を覆って遮光することで、紫外線ランプ２を点灯させたままワーク面Ｗへの紫外光照射を一時的に非照射状態とするものであり、図１に示すように、一対の遮光板２４、２６と、これら遮光板２４、２６を駆動する主駆動機構２８及び従動機構２９とを有している。
遮光板２４、２６は、紫外線ランプ２の長手方向に延在する板状部材であり、その両端部が主駆動機構２８及び従動機構２９に支持され、これら主駆動機構２８及び従動機構２９により揺動されて、図４に実線で示す閉位置（遮光位置）と想像線で示す開位置（非遮光位置）とのいずれかのポジションに配置される。
【００１４】
具体的には、主駆動機構２８は、駆動モータ３０と、この駆動モータ３０の出力軸３１を介して接続された回転体３４、３６と、それぞれの回転体３４、３６の端部に連結されランプ収容ボックス４の天板面４Ａから内部に導入された支持アーム３８、４０とを備え、それぞれの支持アームの３８、４０の先端に上記遮光板２４、２６の一端部が取り付けられている。
また従動機構２９は、図１に示すように、主駆動機構２８の回転体３４に従動するシャフト軸３２に連結されると共にランプ収容ボックス４の天板面４Ａから内部に導入される一対の支持アーム５２、５３を備え、これら支持アーム５２の先端に上記遮光板２４、２６の他端部が取り付けられている。
そして、主駆動機構２８の駆動モータ３０によって支持アーム３８、４０が回転駆動されると共に、これに従動して従動機構２９の支持アーム５２、５３が回転駆動されることで遮光板２４、２６が遥動される。
【００１５】
主駆動機構２８は、図４に示すように、回転体３４と一体に回動する回動片４２と、この回動片４２の両側に配置され回動片４２の回動範囲を閉位置と開位置との間に規制する閉位置規制片４４及び開位置規制片４６と、回動片４２が閉位置規制片４４及び開位置規制片４６のそれぞれに当接したときに押下される閉検出リミットスイッチ４８及び開検出リミットスイッチ５０とを備えており、これらの閉位置規制片４４、開位置規制片４６及びリミットスイッチ４８、５０により、遮光板２４、２６が上記閉位置及び開位置のいずれかの位置に達したことが検知され、その検知位置で停止される。
【００１６】
遮光板２４、２６の先端部間には、図４に示すように、遮光板２４、２６が閉位置に配置されたときに紫外線ランプ２の直接光は漏らさないものの紫外線ランプ２の後述する冷却風は取り込み可能にオーバーラップする隙間５６が形成されている。
これにより、遮光板２４、２６によって遮光したときも継続してランプの冷却が行われる。なお、遮光板２４、２６による遮光時には、余分な電力消費及び発熱を抑えるために紫外線ランプ２の出力も低下される。
【００１７】
冷却機構８は、反射板１２を水冷する水冷機構５８と、ランプ収容ボックス４の内を冷却する循環空冷機構６０とを備えている。
水冷機構５８について詳述すると、反射板１２には、図３に示すように、複数の水流穴６２が長手方向に延びるように一体的に形成されている。各水流穴６２は内部で連通すると共に、主駆動機構２８側では２つの水流穴６２の開口に注入用ニップル６４及び排出用ニップル６６が挿着され、他の水流穴６２が閉塞されている。また注入用ニップル６４及び排出用ニップル６６には冷却流体供給源に連なる注入ホース６８及び排出ホース７０が接続されており、注入用ニップル６４を通じて供給される冷却流体が、反射板１２の複数の水流穴６２を循環し、排出用ニップル６６から排出されることで、反射板１２が冷却される。
【００１８】
循環空冷機構６０は、ランプ収容ボックス４に冷却空気を循環させて紫外線ランプ２を冷却するものであり、紫外線ランプ２を冷却する冷却風を発生させる一対のシロッコファン（送風機）７２Ａ、７２Ｂと、循環空気を冷却する水冷式のラジエータ（冷却機）７４と、シロッコファン７２Ａ、７２Ｂの夫々の吹出口７３Ａ、７３Ｂごとに設けられランプ収容ボックス４に冷却風を導く導風機構７６Ａ、７６Ｂとを備え、これらがカバー７７によって覆われている。
【００１９】
さらに詳述すると、図３に示すように、反射板１２には、この紫外線ランプ２の管体と略平行に当該管体と同程度の長さを有して延びるスリット開口１２Ａが紫外線ランプ２の上方に位置するように形成され、また、反射板１２を保持する上記照射器筐体１４の天板面１４Ａ、及び、この照射器筐体１４を保持するランプ収容ボックス４の天板面４Ａのそれぞれにも、上記スリット開口１２Ａ直上で略平行に延在するようにスリット開口１５、５が形成されている。これらスリット開口１２Ａ、１５、５は、紫外線ランプ２と略一直線上に配されており、ランプ収容ボックス４の内部から空気を排出する排出口として機能する。また、照射器筐体１４のスリット開口１５と反射板１２のスリット開口１２Ａとがガイドノズル１７により連結されている。
【００２０】
一方、上記シロッコファン７２Ａ、７２Ｂは、ランプ収容ボックス４の上方に配されて、ランプ収容ボックス４の中の空気を上記スリット開口５、１２Ａ、１５を通じて吸い込むと共に、シロッコファン７２Ａ、７２Ｂに吸い込まれる空気を冷却すべく、ラジエータ７４が上記ランプ収容ボックス４とシロッコファン７２Ａ及び７２Ｂとの間に介在するように設けられている。このラジエータ７４の冷却水循環配管７５には、図示せぬ冷却水循環ポンプ及び放熱機構が接続されており、冷却水循環ポンプによってラジエータ冷却水が循環され、また、ラジエータ冷却水によって回収した熱が放熱機構によって外部に放熱される。
【００２１】
ランプ収容ボックス４の天板面４Ａの上には、スリット開口５を覆うボックス状の集風体７８が取り付けられており、この集風体７８の天面に設けられた開口７８Ａを覆うように上記ラジエータ７４がラジエータ支持板７９を介して取り付けられ、このラジエータ７４の上に、上記シロッコファン７２Ａ、７２Ｂが載置されている。
そして、上記の構成においては、シロッコファン７２Ａ、７２Ｂの駆動に伴って、ランプ収容ボックス４の中の空気がスリット開口５、１２Ａ、１５を通じて排出され、集風体７８を通じてラジエータ７４に導かれて冷却され、シロッコファン７２Ａ、７２Ｂの吹出口７３Ａ、７３Ｂから導風機構７６Ａ、７６Ｂに吹き出され、各導風機構７６Ａ、７６Ｂを通じてランプ収容ボックス４に導入される。
【００２２】
図５は、図３のＡ−Ａ線からみた紫外線照射装置１の構成を示す図である。
上記導風機構７６Ａ、７６Ｂのそれぞれは共に同一の構成を有し、シロッコファン７２Ａ、７２Ｂからランプ収容ボックス４までの間の風路を形成する導風管８０及び導入管８４を有して構成されている。
導風管８０は、シロッコファン７２Ａ、７２Ｂの吹出口７３Ａ、７３Ｂの各々に設けられるものであり、紫外線照射装置１の長手方向（すなわち、紫外線ランプ２の長手方向）に沿って紫外線ランプ２の一端側から他端側にかけて延在し、一端部８０Ａが継管８２を介してシロッコファン７２Ａ、７２Ｂに接続されている。
導入管８４は、導風管８０とランプ収容ボックス４とを接続するものであり、導風管８０の風路に沿って略一定間隔に設けられ、各導入管８４は、導風管８０から略鉛直方向に延びて、ランプ収容ボックス４の天板面４Ａに紫外線ランプ２の長手方向に沿って略等間隔に形成された冷却風吹込口８８に接続される。
【００２３】
図６に示すように、ランプ収容ボックス４の天板面４Ａには、紫外線ランプ２の長手方向に沿った冷却風吹込口８８の列が、紫外線ランプ２の両側に形成されており、これに対応して、導風機構７６Ａ、７６Ｂのそれぞれの導風管８０が、ランプ収容ボックス４内の照射器筐体１４を挟んだ両側に配置され、各導風管８０と冷却風吹込口８８との間が導入管８４によって接続されている。なお、紫外線ランプ２の一方側の各冷却風吹込口８８と、紫外線ランプ２の他方側の各冷却風吹込口８８とは、紫外線ランプ２を中心に線対称になるように形成されている。
【００２４】
上述したように、ランプ収容ボックス４の中には、紫外線ランプ２と略平行に延在する遮光板２４、２６が配されており、これらの遮光板２４、２６は、図３に示すように、開位置において、導入管８４の冷却風吹込口８８のほぼ直下に傾斜して配置される。
したがって、導風管８０から各導入管８４を通じてランプ収容ボックス４内に吹き込まれた冷却風は、図３に示すように、遮光板２４、２６により、照射器筐体１４（照射器ユニット１０）の下方に向けて偏向され、照射器筐体１４の直下にスムーズに導かれる。この結果、ランプ収容ボックス４の左右から導入されたそれぞれの冷却風が照射器筐体１４の略直下で合流し吹き上がることで紫外線ランプ２に到達して、これを冷却し、そして上述したように、反射板１２のスリット開口１２Ａから吸い出されることとなる。
【００２５】
また、図６に示すように、２つの導風管８０のそれぞれは、冷却風の流れの方向が互いに反対となるようにシロッコファン７２Ａ、７２Ｂに接続されている。
詳述すると、導風管８０の内部においては、冷却風の流入側の一端部８０Ａから他端部８０Ｂにかけて次第に流量が増加するため、ランプ収容ボックス４の各冷却風吹込口８８においても風量が流入側の一端部８０Ａに近い方が他端部８０Ｂ側よりも小さくなる。
そこで、本実施形態では、一対の導風管８０のそれぞれで、図７に示すように、冷却風の流れの方向を反対にすることで、紫外線ランプ２の両側の冷却風吹込口８８から吹き込まれる風量の合成量が紫外線ランプ２の長手方向に沿って略均一になされている。
さらに、本実施形態では、図７に示すように、一対のシロッコファン７２Ａ、７２Ｂ及び一対の導風機構７６Ａ、７６Ｂを、ランプ収容ボックス４の中心（すなわち、紫外線ランプ２の長手方向の中心）Ｘに対して点対称に配置しているため、導風管８０のそれぞれの間で、風路に沿った各位置での風量等が等しくなり、冷却の均一性をより高められている。
【００２６】
図８は風量の測定結果を示す図である。
この測定においては、紫外線ランプ２の両側に、当該紫外線ランプ２の長手方向に沿って１６０ｍｍごとに冷却風吹込口８８を６つずつ形成し、シロッコファン７２Ａ、７２Ｂにより冷却風を導風管８０及び導入管８４を介して各冷却風吹込口８８に冷却風を送風している。
図８に示すように、各導風機構７６Ａ、７６Ｂにおいては、冷却風の流入側の一端部８０Ａから他端部８０Ｂにかけて風速が次第に強くなり、また、これに伴い一端部８０Ａから遠い冷却風吹込口８８ほど風量が増加するものの、導風機構７６Ａ、７６Ｂが紫外線ランプ２に対して対称に配置されることで、紫外線ランプ２の配置位置においては、紫外線ランプ２の長手方向に沿った各位置での風量が２．１９ｍ3／ｍｉｎ〜２．５１ｍ3／ｍｉｎの間に収まり、均一の冷却が実現されている事が示されている。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、ランプ収容ボックス４に、紫外線ランプ２及び反射板１２を挟んだ両側のそれぞれに紫外線ランプ２の長手方向に沿って複数の冷却風吹込口８８を設ける構成としたため、紫外線ランプ２の両側から当該紫外線ランプ２の長手方向に亘って冷却風が吹き込まれ全体が冷却される。
さらに、紫外線ランプ２の両側の冷却風吹込口８８の各列を、一対の導風管８０のそれぞれに接続すると共に、各導風管８０のそれぞれの冷却風の流れの方向が互いに反対となるようにしたため、紫外線ランプ２に吹き付けられる冷却風の風量が、その紫外線ランプ２の長手方向に沿って略均一化され、均等に冷却することができる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、紫外線ランプ２の一方側の各冷却風吹込口８８と、他方側の各冷却風吹込口８８とを、紫外線ランプ２を中心に互いに対称になるようにランプ収容ボックス４に形成したため、紫外線ランプ２の長手方向に沿った各位置で、冷却風の風量をより均一にすることができる。
【００２９】
また本実施形態によれば、反射板１２と、ランプ収容ボックス４の反射板１２に対向する面とのそれぞれには、紫外線ランプ２の長手方向に沿ってスリット状に開口する排出口としてのスリット開口１２Ａ、５が紫外線ランプ２と略一直線上に配置されるように設けられた構成とした。この構成によれば、ランプ収容ボックス４に流入しスリット開口１２Ａ、５から排出される冷却風の経路上に紫外線ランプ２が配置されるため、当該紫外線ランプ２を効率よく冷却することができる。
【００３０】
また本実施形態によれば、一対の遮光板２４、２８を、開位置において、紫外線ランプ２の一方側の各冷却風吹込口８８と、前記他方側の各冷却風吹込口８８とのそれぞれから吹き込まれる冷却風を紫外線ランプ２の下方に向けて案内するように配する構成とした。この構成によれば、ランプ収容ボックス４内に吹き込まれた冷却風が乱れることなくスムーズに紫外線ランプ２に導かれ、紫外線ランプ２の冷却の均一性が向上する。
また本実施形態によれば、反射板１２の長手方向に沿って冷却水を流して冷却する水冷機構５８を備える構成としたため、ランプ収容ボックス４の内部がより強く冷却されると共に、反射板１２の熱によって紫外線ランプ２が加熱されることも無い。
【００３１】
なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る紫外線照射装置の構成を示す正面図である。
【図２】紫外線照射装置の機能的構成を模式的に示す正面図である。
【図３】紫外線照射装置の機能的構成を模式的に示す断面図である。
【図４】紫外線照射装置の構成を示す側面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線にける断面を模式的に示す図である。
【図６】紫外線照射装置の機能的構成を模式的に示す平面図である。
【図７】冷却風の流れを説明するための図である。
【図８】紫外線ランプの配置位置における風量の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  紫外線照射装置
２  紫外線ランプ
４  ランプ収容ボックス
５、１２Ａ、１５  スリット開口
６  シャッタ機構
８  冷却機構
１０  照射器ユニット
１２  反射板
１７  ガイドノズル
２３  光透過窓（照射窓）
２４、２６  遮光板
３８、５２  支持アーム
５８  水冷機構
６０  循環空冷機構
７２Ａ、７２Ｂ  シロッコファン
７４  ラジエータ
７６Ａ、７６Ｂ  導風機構
７８  集風体
８０  導風管
８４  導入管
８８  冷却風吹込口
Ｗ  ワーク面
【図１】
0004642066.tif 000002
【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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