(57)【要約】【課題】ハニカム構造体に目封止部を形成する過程において、容器の中のセラミックスラリーの厚さを均一にする手段を提供すること。【解決手段】底面２１が平坦な皿状の容器２と、その容器２の底面２１にスラリー３１を吐出する定量無脈動のポンプ３と、そのポンプ３の吐出口の位置を容器２の底面２１の中心２２から外周２３までの間で相対的に移動させる吐出口移動手段と、底面２１の中心２２を回転軸として容器２を回転させる塗布用容器回転手段と、を具備するスラリー塗布装置１の提供による。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面が平坦な皿状の容器と、その容器の底面にスラリーを吐出するスラリー吐出手段と、前記容器を回転させる塗布用容器回転手段と、前記スラリー吐出手段から吐出されたスラリーの厚さを測定する変位計と、を具備するスラリー塗布装置。
【請求項２】
前記変位計を移動させる変位計移動手段を、更に具備する請求項１に記載のスラリー塗布装置。
【請求項３】
前記変位計で測定された前記スラリーの厚さを入力するとともに、そのスラリーの厚さのデータに基づいて、前記スラリー吐出手段のスラリーの吐出量、及び前記塗布用容器回転手段の回転速度のうち何れか１以上を調節する制御手段Ａを、更に具備する請求項１又は２に記載のスラリー塗布装置。
【請求項４】
前記スラリー吐出手段の吐出口の位置を前記容器の前記底面の中心から外周までの間で相対的に移動させる吐出口移動手段を、更に具備する請求項１〜３の何れか一項に記載のスラリー塗布装置。
【請求項５】
前記変位計で測定された前記スラリーの厚さを入力するとともに、そのスラリーの厚さのデータに基づいて、前記吐出口移動手段の移動速度を調節する制御手段Ｂを、更に具備する請求項４に記載のスラリー塗布装置。
【請求項６】
前記変位計が、レーザー変位計である請求項１〜５の何れか一項に記載のスラリー塗布装置。
【請求項７】
底面が平坦な皿状の容器の底面に、スラリーを塗布する方法であって、
スラリー吐出手段を用い、前記容器を回転させながら、前記容器の底面にスラリーを吐出するとともに、吐出された前記スラリーの厚さを測定し、測定したスラリーの厚さに基づいて、前記スラリーの吐出量及び前記容器の回転速度の何れか１以上を調節するスラリー塗布方法。
【請求項８】
前記スラリー吐出手段の吐出口の位置を前記容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させるとともに、前記測定したスラリーの厚さに基づいて、前記吐出口の移動速度を調節する請求項７に記載のスラリー塗布方法。
【請求項９】
多孔質の隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する複数のセルを有するハニカム成形体を作製し、そのハニカム成形体の端面に開いた前記複数のセルのうち目封止しないセルのみをフィルムを貼り付けてマスクし、セラミック材料からなるスラリーを使用して請求項７及び８に記載のスラリー塗布方法によって底面が平坦な皿状の容器の底面にスラリーを塗布し、前記容器に塗布されたスラリーの中へ前記目封止しないセルのみをマスクしたハニカム成形体の端面を浸漬してセラミック材料からなるスラリーでセルを目封止した後に焼成する工程を有する目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項１０】
底面にスラリーが塗布される、底面が平坦な皿状の容器と、その容器の底面の上方に位置して、前記底面に塗布されたスラリーを撮像するカメラと、同じく前記容器の底面の上方に位置して、前記底面に塗布されたスラリーを上方から照らす上方照明と、を具備するスラリー塗布欠陥検査装置。
【請求項１１】
底面にスラリーが塗布される、底面が平坦な皿状の容器と、その容器の底面の上方に位置して、前記底面に塗布されたスラリーを撮像するレーザーラインセンサーと、を具備するスラリー塗布欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記カメラの位置を前記容器の前記底面の中心から外周までの間で相対的に移動させるカメラ位置移動手段を、更に具備する請求項１０に記載のスラリー塗布欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記上方照明の位置を前記容器の前記底面の中心から外周までの間で相対的に移動させる上方照明位置移動手段を、更に具備する請求項１０又は１２に記載のスラリー塗布欠陥検査装置。
【請求項１４】
前記容器の底面の側方に位置して、前記底面に塗布されたスラリーを側方から照らす側方照明を、更に具備する請求項１０〜１３の何れか一項に記載のスラリー塗布欠陥検査装置。
【請求項１５】
前記側方照明の位置を前記容器の外周に沿って相対的に移動させる側方照明位置移動手段を、更に具備する請求項１４に記載のスラリー塗布欠陥検査装置。
【請求項１６】
前記底面の中心を回転軸として前記容器を回転させる検査用容器回転手段を、更に具備する請求項１０〜１５の何れか一項に記載のスラリー塗布欠陥検査装置。
【請求項１７】
底面が平坦な皿状の容器の底面に塗布されたスラリーの欠陥を検査する方法であって、
前記容器の底面に塗布されたスラリーに、前記容器の底面の上方及び側方から照明をあてて、前記容器の底面の上方からカメラで撮られた写像によって、塗布欠陥を検査するスラリー塗布欠陥検査方法。
【請求項１８】
多孔質の隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する複数のセルを有するハニカム成形体を作製し、そのハニカム成形体の端面に開いた前記複数のセルのうち目封止しないセルのみをフィルムを貼り付けてマスクし、セラミック材料からなるスラリーを使用して底面が平坦な皿状の容器の底面にスラリーを塗布し、前記容器の底面に塗布されたスラリーの塗布欠陥を請求項１７に記載のスラリー塗布欠陥検査方法によって検査し、前記容器に塗布されたスラリーに塗布欠陥のない場合に、そのスラリーの中へ前記目封止しないセルのみをマスクしたハニカム成形体の端面を浸漬してセラミック材料からなるスラリーでセルを目封止した後に焼成する工程を有する目封止ハニカム構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、底面が平坦な容器に所望の厚さで気泡を生じさせることなく、スラリーを塗布することが出来る装置と、塗布されたスラリーにおける、気泡や未塗布等の塗布欠陥の有無を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等から排出される排気ガスの中にはスート（カーボン黒煙）等からなるパティキュレートマター（微粒子状物質、ＰＭ）が多量に含まれている。このＰＭが大気中に放出されると環境汚染を引き起こすため、ディーゼルエンジン等の排気系統には、ＰＭを捕集するためのフィルタが搭載される。そして、このフィルタとして、多くの場合、目封止ハニカム構造体が採用される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
目封止ハニカム構造体は、多孔質の隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する複数のセルを有するハニカム構造体において、その一方の端面における一部のセルの一方の端部を封止し、他方の端面における残余のセルの一方の端部を封止したものである。排気ガス（被処理ガス）は、この目封止ハニカム構造体の、入口側の端面において封止されておらず出口側の端面において封止されたセルに流入し、多孔質の隔壁を通り、入口側の端面において封止され出口側の端面において封止されていないセルに移動し、排出される。そして、この際に、隔壁が濾過層となって排気ガスの中のＰＭが捕捉される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６９５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような目封止ハニカム構造体においては、従来、目封止部（セル封止部分）にかかり以下のような問題を抱えていた。問題の１つは、目封止部が存在することによる、フィルタとしての圧損の増大である。特に目封止部がセルの長さ方向に厚いと、それだけフィルタとしての濾過面積が減るから、同じ量の被処理ガスを通じると、それだけフィルタとしての圧損が上昇してしまうのである。
【０００６】
目封止部にかかる他の問題は、製造過程において、目封止部に意図しない小さな孔や亀裂が生じたり、更に小さな気泡が貫通して存在することによる、歩留まりの低下である。このような目封止ハニカム構造体は、排気ガスが多孔質の隔壁を通らずリークし、フィルタとしての濾過性能の低下を招来するため、出荷することは出来ず、出荷前に煙を充填してリーク試験を行い、リークがみられるものは製品から排除される。
【０００７】
この歩留まり低下の問題は、上記１つ目の問題とも関連する。即ち、目封止ハニカム構造体の２つの端面において、目封止された（製造時に目封止材料が充填された）部分とそうでない部分とでは、焼成してハニカム構造体となる焼成前のハニカム成形体において、焼成時の収縮率が異なる結果、亀裂が生じると考えられるからである。特に目封止部がセルの長さ方向に厚いと、それだけハニカム成形体における目封止材料が充填された部分（目封止された部分）と目封止材料が充填されていない部分（目封止されていない部分）との収縮率の差が大きくなり、亀裂も生じ易くなると思われる。
【０００８】
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、圧損の小さい目封止ハニカム構造体を、歩留まりよく製造する手段を提供することを、最終的な課題とする。検討がなされた結果、ハニカム構造体に目封止部を形成する過程は、例えば、目封止しないセルにマスクを施したハニカム構造体の端面を、容器中のセラミックスラリーに浸漬し、目封止するセルのみにセラミックスラリーを充填し、乾燥・焼成することで実現することが出来るから、上記課題を解決するためには、ハニカム構造体に目封止部を形成する過程において、目封止材料として使用するセラミックスラリーの厚さの管理、気泡残の検査が重要であることわかった。そこで、本発明は、ハニカム構造体に目封止部を形成する過程において、容器の中のセラミックスラリーの厚さを均一に管理するとともに、セラミックスラリーに気泡が混在しないように検査する手段を提供することを、直接的な目的とする。研究が重ねられた結果、以下に示す手段によって、上記目的が達成され、更には最終的な課題が解決されることが見出された。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、先ず、本発明によれば、底面が平坦な皿状の容器と、その容器の底面にスラリーを吐出するスラリー吐出手段と、容器を回転させる塗布用容器回転手段と、スラリー吐出手段から吐出されたスラリーの厚さを測定する変位計と、を具備するスラリー塗布装置が提供される。
【００１０】
スラリー吐出手段として、例えば、スラリーを、一定量ずつ脈動することなく、吐出することが可能な、定量無脈動のポンプを採用することが出来る。
【００１１】
本発明に係るスラリー塗布装置においては、変位計を移動させる変位計移動手段を、更に具備することが好ましい。
【００１２】
本発明に係るスラリー塗布装置においては、変位計で測定されたスラリーの厚さを入力するとともに、そのスラリーの厚さのデータに基づいて、スラリー吐出手段のスラリーの吐出量、及び塗布用容器回転手段の回転速度のうち何れか１以上を調節する制御手段Ａを、更に具備することが好ましい。
【００１３】
本発明に係るスラリー塗布装置においては、スラリー吐出手段の吐出口の位置を容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させる吐出口移動手段を、更に具備することが好ましい。
【００１４】
底面の中心とは、底面を構成する平面図形の中心を意味する。上記の吐出口移動手段は、相対的に移動させる手段であり、容器を移動させることにより、スラリー吐出手段の吐出口の位置を容器の底面の中心から外周まで移動させてもよいが、本発明に係るスラリー塗布装置においては、吐出口移動手段が、スラリー吐出手段を移動させる手段であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るスラリー塗布装置は、吐出口移動手段を具備する場合には、変位計で測定されたスラリーの厚さを入力するとともに、そのスラリーの厚さのデータに基づいて、吐出口移動手段の移動速度を調節する制御手段Ｂを、更に具備することが好ましい。
【００１６】
上記制御手段Ａは、吐出口移動手段を具備する場合には、この制御手段Ｂを兼ねるものであってよい。本明細書において、単に制御手段というときは、制御手段Ａと制御手段Ｂの両方を指す。
【００１７】
本発明に係るスラリー塗布装置においては、変位計が、レーザー変位計であることが好ましい。分解能や幅広い材質の対象を測定し得るからである。変位計は、非接触式のものであれば採用することが可能であり、他に、例えば渦電流式、超音波式、ＬＥＤ式等の変位計が使用出来る。
【００１８】
次に、本発明によれば、底面が平坦な皿状の容器の底面に、スラリーを塗布する方法であって、スラリー吐出手段を用い、容器を回転させながら、容器の底面にスラリーを吐出するとともに、吐出されたスラリーの厚さを測定し、測定したスラリーの厚さに基づいて、スラリーの吐出量及び容器の回転速度の何れか１以上を調節するスラリー塗布方法が提供される。
【００１９】
本発明に係るスラリー塗布方法においては、スラリー吐出手段の吐出口の位置を容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させるとともに、測定したスラリーの厚さに基づいて、吐出口の移動速度を調節することが好ましい。
【００２０】
次に、本発明によれば、多孔質の隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する複数のセルを有するハニカム成形体を作製し、そのハニカム成形体の端面に開いた前記複数のセルのうち目封止しないセルのみをフィルムを貼り付けてマスクし、セラミック材料からなるスラリーを使用して上記した何れかのスラリー塗布方法によって底面が平坦な皿状の容器の底面にスラリーを塗布し、前記容器に塗布されたスラリーの中へ前記目封止しないセルのみをマスクしたハニカム成形体の端面を浸漬してセラミック材料からなるスラリーでセルを目封止した後に焼成する工程を有する目封止ハニカム構造体の製造方法（本発明に係る第一の製造方法という）が提供される。
【００２１】
次に、本発明によれば、底面にスラリーが塗布される、底面が平坦な皿状の容器と、その容器の底面の上方に位置して、前記底面に塗布されたスラリーを撮像するカメラと、同じく容器の底面の上方に位置して、底面に塗布されたスラリーを上方から照らす上方照明と、を具備するスラリー塗布欠陥検査装置が提供される。
【００２２】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置においては、カメラの位置を容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させるカメラ位置移動手段を、更に具備することが好ましい。
【００２３】
カメラ位置移動手段は、カメラを移動させることによって、又は容器を移動させることによって、カメラの位置を容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させることが出来るが、カメラを移動させることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置においては、上方照明の位置を容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させる上方照明位置移動手段を、更に具備することが好ましい。
【００２５】
上方照明位置移動手段は、上方照明を移動させることによって、又は容器を移動させることによって、上方照明の位置を容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させることが出来るが、上方照明を移動させることが好ましい。また、カメラと照明の替わりにレーザーラインセンサーを用いることでもよい。
【００２６】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置においては、容器の底面の側方に位置して、底面に塗布されたスラリーを側方から照らす側方照明を、更に具備することが好ましい。
【００２７】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置は、側方照明を具備する場合には、側方照明の位置を容器の外周（側面）に沿って相対的に移動させる側方照明位置移動手段を、更に具備することが好ましい。
【００２８】
側方照明位置移動手段は、側方照明を移動させることによって、又は容器を移動させることによって、側方照明の位置を容器の外周（側面）に沿って相対的に移動させることが出来るが、側方照明を移動させることが好ましい。
【００２９】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置においては、底面の中心を回転軸として容器を回転させる検査用容器回転手段を、更に具備することが好ましい。また、容器に振動を加える加振装置を備えることがより好ましい。容器を加振することにより容器内に吐出されたスラリーを容器内で平準化し易くなる。
【００３０】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置の使用に際しては、カメラを移動させる場合又は移動させない場合、あるいは、側方照明を移動させる場合又は移動させない場合、これらの何れの場合にも、この検査用容器回転手段によって容器を回転させることが好ましい。
【００３１】
次に、本発明によれば、底面が平坦な皿状の容器の底面に塗布されたスラリーの欠陥を検査する方法であって、容器の底面に塗布されたスラリーに、容器の底面の上方及び側方から照明をあてて、容器の底面の上方からカメラで撮られた写像によって、塗布欠陥を検査するスラリー塗布欠陥検査方法が提供される。
【００３２】
次に、本発明によれば、多孔質の隔壁によって仕切られた軸方向に貫通する複数のセルを有するハニカム成形体を作製し、そのハニカム成形体の端面に開いた前記複数のセルのうち目封止しないセルのみをフィルムを貼り付けてマスクし、セラミック材料からなるスラリーを使用して底面が平坦な皿状の容器の底面にスラリーを塗布し、容器の底面に塗布されたスラリーの塗布欠陥を上記したスラリー塗布欠陥検査方法によって検査し、容器に塗布されたスラリーに塗布欠陥のない場合に、そのスラリーの中へ目封止しないセルのみをマスクしたハニカム成形体の端面を浸漬してセラミック材料からなるスラリーでセルを目封止した後に焼成する工程を有する目封止ハニカム構造体の製造方法（本発明に係る第二の製造方法という）が提供される。尚、以下、単に本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法というときは、本発明に係る第一の製造方法及び第二の製造方法の両方を指す。
【００３３】
尚、本明細書において、容器は皿状と表現されるが、（容器の）底面が平坦であり、且つ、ハニカム成形体の外壁（周面）部分にシールが必要となるので、（容器の）外周部分が立っており、この態様から、お盆のような形状ということが出来る。容器の平面形状（底面を構成する平面図形の形状）は、ワークに合わせて決定することが出来、円形、楕円形等が例示される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係るスラリー塗布装置は、スラリー吐出手段、塗布用容器回転手段、及び変位計を具備しており、容器の底面の中心にスラリーを吐出し、その容器の底面の中心を回転軸として容器を回転させて、遠心力によってスラリーを層状に拡げ、変位計で層状になったスラリーの厚さを測定して、検査し確認することが出来るので、均一な厚さでうねりがなく平坦な層になるように、スラリーを塗布することが可能である。本発明に係るスラリー塗布方法によっても、同様の効果が得られる。尚、変位計は、複数台備えるか、又は、１台の変位計を移動させスラリーの厚さを走査させてもよい。本発明に係るスラリー塗布装置は、その好ましい態様により、変位計移動手段を具備するので、１台の変位計で、層状に拡がったスラリーのあらゆる位置で厚さを測定することが可能なものになっている。
【００３５】
本発明に係るスラリー塗布装置は、その好ましい態様により、制御手段Ａを更に具備しているので、変位計で測定されたスラリーの厚さに基づいて、ポンプ（スラリー吐出手段）のスラリーの吐出量、及び塗布用容器回転手段の回転速度のうち何れか１以上を調節しながら、スラリーを塗布することが出来る。例えば、スラリーの粘度に合わせて、スラリーを平坦にするのに最適な遠心力が生じるような速度で、容器を回転させることが可能になる。従って、本発明に係るスラリー塗布装置の、均一な厚さでうねりがなく平坦な層になるようにスラリーを塗布することが可能である、という上記効果を、より確実に、より高いレベルで発現させることが可能である。
【００３６】
本発明に係るスラリー塗布装置は、その好ましい態様において、吐出口移動手段を更に具備しているので、スラリー吐出手段として例えば定量無脈動のポンプを用い、そのポンプの吐出口の位置を容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動させ、例えば底面の中心を回転軸として容器を回転させながら、容器の底面にスラリーを吐出することが出来る。加えて、制御手段Ｂを具備する場合には、吐出口移動手段の移動速度を調節しながら、スラリーを吐出することが出来る。従って、本発明に係るスラリー塗布装置の、均一な厚さでうねりがなく平坦な層になるようにスラリーを塗布することが可能である、という上記効果を、より確実に、より高いレベルで発現させることが可能である。
【００３７】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置は、スラリーが塗布される容器の底面の上方に位置して、スラリーを撮像するカメラと、スラリーを上方から照らす上方照明と、を具備しているので、上方照明によるスラリー（材料）と容器（材料）との色差を、画像処理によって容易に検出することが可能であり、スラリーの未塗布部の存在を漏れなく検知することが出来る。本発明に係るスラリー塗布欠陥検査方法によっても、同様の効果が得られる。
【００３８】
本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置は、その好ましい態様により、スラリーが塗布される容器の側方に位置して、スラリーを側方から照らす側方照明を具備しているので、側方照明によるスラリー（材料）中の気泡の影を、画像処理によって容易に検出することが出来、スラリー中に存在する気泡を漏れなく検知することが可能である。
【００３９】
本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法は、本発明に係るスラリー塗布方法及び／又は本発明に係るスラリー塗布欠陥検査方法を用いて、セラミック材料からなるスラリーでハニカム構造体のセルを目封止するので、目封止部を、セルの長さ方向に、均一な厚さで、より薄くすることが可能である。従って、本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法で得られる目封止ハニカム構造体は、圧損がより小さいものとなり得る。
【００４０】
本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法（本発明に係る第二の製造方法）は、目封止部に気泡が混在しないように目封止ハニカム構造体を作製することが出来るので、歩留まりが向上し、生産性が高められる。又、本発明に係るスラリー塗布欠陥検査方法によって、欠陥のあるスラリーを使用しないで済むため、ハニカム構造体を無駄に廃棄することがなくなる。この観点から、本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法（本発明に係る第二の製造方法）は、歩留まり及び生産性の向上に寄与する手段であるといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明の要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。
【００４２】
先ず、本発明に係るスラリー塗布装置について説明する。本発明に係るスラリー塗布装置は、平坦底の容器に、所望の厚さで、気泡を生じることなくスラリーを塗布することが可能な装置である。図１及び図２は、本発明に係るスラリー塗布装置の一の実施形態を示す図であり、図１は斜視図であり、図２は断面図である。
【００４３】
図１及び図２に示されるスラリー塗布装置１は、底面２１が平坦な皿状の容器２と、その容器２の底面２１にスラリー３１を吐出するスラリー吐出手段である定量無脈動のポンプ３と、（図示しない）吐出口移動手段と、塗布用容器回転手段と、を具備する。
【００４４】
容器２は、スラリー３１としてセラミック材料を使用する場合には、アルミニウム等の金属材料で形成されたものであることが好ましい。照明をあてることによってスラリー３１との区別が明確になるからである。
【００４５】
スラリー吐出手段であるポンプ３としては、モーノポンプが好適に使用される。モーノポンプは、回転容積型の一軸偏心ネジポンプであり、ローターとステーターを有し、その間にシールされた連続するらせん状の空間を形成し、ローターを回転させ、ステーター内を回転しながら往復運動をさせることにより、スラリーを、脈動なく、定量に、吐出することが出来るポンプである。これは、既に吐出したスラリーの塗布状態を良好に保持しつつ、新たにスラリーを吐出することが可能である点において、スラリー塗布装置１に好適なポンプである。
【００４６】
モーノポンプの仕様は、扱うスラリーの性状に応じて決定される。ハニカム構造体の目封止を行うために、スラリー３１としてセラミック材料を使用する場合には、スラリー３１の粘度が５０〜１０００（ｐｏｉｓｅ）程度になり、スラリー３１の比重が１．５〜２．０ｇ／ｃｍ３程度になる。この場合、モーノポンプは、吐出速度が０．５〜６０ｃｃ／ｓｅｃ．のものを使用することが好ましい。
【００４７】
塗布用容器回転手段は、底面２１の中心２２を回転軸として、容器２を、例えば図１中の矢印Ｓ５の方向に、回転させる手段である。塗布用容器回転手段は、容器２を固定したステージ４に（図示しない）回転モータを取り付け、ステージ４を回転させることによって実現することが出来る。容器２に、直接、回転モータを取り付けてもよい。容器は、ハニカム構造体の目封止を行うために、スラリー３１としてセラミック材料を使用する場合には、０．１〜３００ｒｐｍ程度で回転させることが好ましい。また、図示はしないが、容器２に振動を加える加振装置を設けることが好ましい。容器２を加振することにより、容器２内に吐出されたスラリーを容器２内で平準化し易くなるからである。
【００４８】
吐出口移動手段は、そのポンプ３の吐出口の位置を、例えば図１及び図２中の矢印Ｓ１の方向に向けて、即ち容器２の底面２１の中心２２から外周２３まで、移動させる手段である。吐出口移動手段は、例えば、（図示しない）ＬＭガイド（直線運動案内機器）を組み合わせたＸＹ運動（２方向運動）案内機器に、ポンプ３を取り付けることによって、実現することが出来る。ポンプ３は固定し、ステージ４に、回転モータの他に、ＸＹ運動（２方向運動）案内機器を設けることによって、ステージ４を回転させつつ直線運動させ、ポンプ３の吐出口の位置を容器２の底面２１の中心２２から外周２３まで移動させるようにしてもよい。吐出口移動手段の移動速度は限定されるものではないが、ハニカム構造体の目封止を行うために、スラリー３１としてセラミック材料を使用する場合には、１〜５０ｍｍ／ｓｅｃ．程度の速度でポンプ３の吐出口の位置を移動させることが好ましい。
【００４９】
スラリー塗布装置１は、容器２の底面２１にポンプ３で吐出されたスラリー３１の厚さを測定する変位計５を備えている。この変位計５としては、例えばレーザー変位計を採用することが出来る。変位計５の具体的な仕様としては、光源が赤色半導体レーザ（波長６５０ｎｍ、出力４．８ｍＷ）であり、分解能が０．２μｍ、測定範囲が８０±１５ｍｍのものを、例示することが出来る。
【００５０】
スラリー塗布装置１では、吐出口移動手段によって容器の底面の中心から外周までの間で相対的に移動するポンプ３の吐出口の位置に合わせて、変位計５が、例えば図１及び図２中の矢印Ｓ２の方向に向けて、（図示しない）変位計移動手段によって移動する。変位計移動手段は、例えば、（図示しない）ＬＭガイド（直線運動案内機器）を組み合わせたＸＹ運動（２方向運動）案内機器に、変位計５を取り付けることによって、実現することが出来る。
【００５１】
スラリー塗布装置１には、（図示しない）制御手段が備わり、変位計５で測定されたスラリー３１の厚さを入力し、そのスラリー３１の厚さのデータに基づいて、ポンプ３のスラリー３１の吐出量、塗布用容器回転手段の回転速度（ステージ４の回転速度）、及び吐出口移動手段の移動速度のうち何れか１以上を調節することが出来る。この制御手段は、入出力機能を具備したシーケンサや産業用のコンピュータで構成することが出来る。
【００５２】
次に、本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置について説明する。本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置は、塗布されたスラリーにおける、気泡や未塗布等の塗布欠陥を精度よく検査することが出来る装置である。図３及び図４は、本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置の一の実施形態を示す図であり、図３は上面図（平面図）であり、図４は断面図である。
【００５３】
図３及び図４に示されるスラリー塗布欠陥検査装置１０は、底面２１にスラリー３１が塗布された、底面２１が平坦な皿状の容器２と、その容器２の底面２１の上方に位置して、底面２１に塗布されたスラリー３１を撮像するカメラ６と、同じく容器２の底面２１の上方に位置して、底面２１に塗布されたスラリー３１を上方から照らす、カメラ６を挟むように配設された（例えば）リング型の上方照明７と、容器２の底面２１の側方に位置して、底面２１に塗布されたスラリー３１を側方から照らす（例えば）２つの側方照明８と、を具備する。カメラ６としては、φ１ｍｍ程度の気泡２５、又は１ｍｍ程度の未塗布部２４を検知するために、例えば、カラーＣＣＤ方式で、２００万画素以上の分解能を有するものが採用される。尚、図３においてはスラリー３１は、省略され、描かれていない。又、気泡２５は、その大部分がスラリー３１の表面に存在し、球状に膨らんでいる。
【００５４】
スラリー塗布欠陥検査装置１０では、容器２の底面２１の中心２２を回転軸として、例えば図３中の矢印Ｓ７の方向に向けて、容器２を回転させる検査用容器回転手段を備えている。又、カメラ６の位置を、例えば図３中の矢印Ｓ４の方向に向けて、容器２の底面２１の中心２２から外周２３まで移動させるカメラ位置移動手段を備えている。更に、リング型の上方照明７の位置を、例えば図３中の矢印Ｓ６の方向に向けて、容器２の底面２１の中心２２から外周２３まで移動させる上方照明位置移動手段を備えている。加えて、側方照明８の位置を、例えば図３中の矢印Ｓ３の方向に向けて、容器２の外周２３に沿って直線的に周回するように移動させる側方照明位置移動手段を具備する。側方照明位置移動手段では、円形の容器２に合わせて、曲線的に移動するものであってもよい。
【００５５】
尚、スラリー塗布欠陥検査装置１０では全ての手段を具備しているが、これら検査用容器回転手段、カメラ位置移動手段、上方照明位置移動手段、及び側方照明位置移動手段は、本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置における必須の発明構成要素ではなく、選択的に具備し得る手段である。例えば、検査用容器回転手段のみを付加的に備えた本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置を使用し、カメラ、上方照明、及び側方照明を固定し、容器のみを回転させることによって、スラリーの塗布欠陥を検査することが可能である。また、カメラと照明の替わりにレーザーラインセンサーを用いることでもよい。レーザーラインセンサーとしては市販ものでもよく、例えばキーエンスＬＪ-Ｇ０３０、０８０、２００などが用いられる。具体的には、図１２に示すように、レーザーラインセンサー６０を容器２の底面２１の上方に配設して、底面２１に塗布されたスラリー３１をレーザーで照射しスラリーの塗布欠陥を検出することができる。なお、レーザーラインセンサー６０はポンプ３とともに移動させる。
【００５６】
検査用容器回転手段は、容器２を固定したステージ４に回転モータを取り付け、ステージ４を回転させることによって実現することが出来る。容器２に、直接、回転モータを取り付けてもよい。容器２は、ハニカム構造体の目封止を行うために、スラリー３１としてセラミック材料を使用する場合には、０．１〜３００ｒｐｍ程度で回転させることが好ましい。
【００５７】
カメラ位置移動手段、上方照明位置移動手段、及び側方照明位置移動手段は、例えばＬＭガイド（直線運動案内機器）を組み合わせたＸＹ運動（２方向運動）案内機器に、カメラ６、上方照明７、及び側方照明８を、それぞれ取り付けることによって、実現することが出来る。カメラ６の位置、及び上方照明７の位置については、容器２を載せたステージ４をＸＹ運動（２方向運動）案内機器に取り付け移動させることにより、相対的に移動させることでも実現することが出来る。但し、カメラ６及び上方照明７と、側方照明８との位置関係の調整をすることが望ましいため、カメラ６、上方照明７、及び側方照明８を、個別に移動させる手段を採用することが好ましい。
【００５８】
上方照明７及び側方照明８は、使用するスラリーの性状、色状等にもよるが、最大照度が２６〜６０万ルックスであり、色温度が３０００〜３１００Ｋのものが採用される。又、２つ合わせた側方照明８の幅Ｗは、円形の容器２の直径Ｄの１／２以上であることが好ましい。少なくとも容器の１／４部分以上を照明するためである。例えば、ハニカム構造体の目封止の検査に使用する場合には、ハニカム構造体の直径が、多くの場合、概ね１００〜４００ｍｍであるから、容器２の内径Ｄは１１０〜４１０ｍｍ程度になる。従って、側方照明８の幅Ｗは５０〜２００ｍｍ、又はそれ以上とすることが好ましい。
【００５９】
次に、上記したスラリー塗布装置１、及びスラリー塗布欠陥検査装置１０を用いた場合を例にとって、本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法について説明し、これを通じて、本発明に係るスラリー塗布方法、及びスラリー塗布欠陥検査方法について説明することとする。尚、目封止にかかる工程以外については、併せて特許文献１を参照されたい。
【００６０】
図８及び図９は、製造対象である目封止ハニカム構造体の一例を示す図であり、図８は斜視図であり、図９は、図８におけるＡＡ断面を示す断面図である。図８及び図９に示される目封止ハニカム構造体８１は、概ね円筒形を呈する外壁５４の内側に、多孔質の隔壁５２によって仕切られた軸方向に貫通する複数のセル５３を有するハニカム構造体において、その一方の端面における一部のセル５３の一方の端部に目封止部５６ａを形成してセル５３を封止し、他方の端面における残余のセル５３の一方の端部に目封止部５６ｂを形成してセル５３を封止したものである。
【００６１】
このような目封止ハニカム構造体８１を得るためには、先ず、目封止部を形成していない他は目封止ハニカム構造体８１と同じ形態を有するハニカム成形体（未焼成体）を作製し、乾燥させ、所定の長さになるように両端面を切断加工する。
【００６２】
図５は、両端面を切断し揃えた後のハニカム成形体の一例を示す斜視図である。図５に示されるハニカム成形体５１は、概ね円筒形を呈する外壁５４の内側に、隔壁５２によって仕切られた軸方向に貫通する複数のセル５３を有するものである。ハニカム成形体５１を得るためには、成形原料として多孔質原料を用い、これに、水、バインダ、添加物を混練して坏土を得て、その坏土をハニカム状に成形すればよい。
【００６３】
多孔質原料としては、コージェライト原料、アルミナ、ムライト、リチウム・アルミニウム・シリケート、チタン酸アルミニウム、チタニア、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素等のセラミック材料を例示出来る。これらの１種又は複合物として利用することが可能である。坏土の成形方法については、例えば、押出成形法、射出成形法、プレス成形法、坏土を円柱状に成形後貫通孔を形成する方法等により行うことが出来る。押出成形を採用する場合には、真空土練機、ラム式押出成形機等を用いて実現することが可能である。乾燥手段は、限定されないが、マイクロ波乾燥と熱風乾燥、又は、誘電乾燥と熱風乾燥とを組み合わせた方法で乾燥することが好ましい。
【００６４】
そして、得られたハニカム成形体５１の両端面における所定のセル５３を、目封止材料で封止して目封止部５６ａ，５６ｂを形成し、その目封止部５６ａ，５６ｂを構成する目封止材料を乾燥させた後に、全体を焼成すれば、目封止ハニカム構造体８１（図８を参照）が得られる。
【００６５】
セル５３を目封止する目封止材料としては、焼成収縮率が、ハニカム成形体５１の焼成収縮率に対して所定の割合となるように調製した、セラミック材料を主成分とするスラリーが用いることが好ましい。この目封止材料を構成する原料は、ハニカム成形体５１の成形原料と必ずしも同一の材料である必要はないが、焼成収縮率を一致させるためには、同一の材料であることが望ましい。スラリーは、セラミック材料に、水、バインダ、分散剤等を入れて混練し、概ね２００ｄＰａ・ｓとすることで得られる。
【００６６】
ハニカム成形体５１の所定のセル５３の目封止は、ハニカム成形体の端面に開いた複数のセル５３のうち目封止しないセル５３のみを、フィルムの貼り付けによってマスクし、上記スラリー（目封止材料）を使用した本発明に係るスラリー塗布方法に基づき、底面が平坦な皿状の容器の底面にスラリーを塗布し、塗布されたスラリーの塗布欠陥を本発明に係るスラリー塗布欠陥検査方法によって検査し、容器に塗布されたスラリーに塗布欠陥のないことを確認した上で、そのスラリーの中へ目封止しないセル５３のみをマスクしたハニカム成形体５１の端面を浸漬する（図７を参照）ことにより、行うことが出来る。尚、図７は、ハニカム成形体５１の端面を、容器２に塗布されたスラリー３１に浸漬する様子を示す断面図である。
【００６７】
フィルムの貼り付けによるマスクは、例えばポリエステルからなるフィルムを採用し、その片面に粘着剤を塗布してハニカム成形体５１の端面に貼着し、例えばレーザー装置にて、フィルムを貼着したハニカム成形体５１の端面の、目封止しないセル５３に相当する部分を穿孔することで、行われる。図６は、マスクを施したハニカム成形体５１の端面を表す平面図である。図６に示される例では、フィルムの貼り付けによるマスキング部５５は、千鳥状に配設されている。
【００６８】
容器の底面へのスラリーの塗布は、図１及び図２に示されるスラリー塗布装置１を使用し、吐出口移動手段によってポンプ３の吐出口の位置を容器２の底面２１の中心２２から外周２３までの間で相対的に移動させ、且つ、塗布用容器回転手段によって底面２１の中心２２を回転軸として容器２を回転させながら、容器２の底面２１にスラリー３１を吐出することで、行われる。この際に、吐出されたスラリー３１の、容器２の底面２１上の複数の位置における厚さを、変位計移動手段で移動する変位計５で測定し、測定された各位置でのスラリー３１の厚さに基づいて、ポンプ３のスラリー３１の吐出量、容器２の回転速度、及びポンプ３の吐出口の移動速度のうち何れか１以上を調節し、容器２の底面２１に、スラリー３１を塗布することが好ましい。スラリー３１の厚さは、好ましくは０．５〜５ｍｍ程度である。
【００６９】
尚、スラリー塗布装置１は、変位計移動手段及び吐出口移動手段を備えるものであるが、本発明に係るスラリー塗布装置は、これらを必須の構成要素とするものではなく、これらを具備しないスラリー塗布装置によっても（又は、スラリー塗布装置１において変位計移動手段及び吐出口移動手段を使用しなくても）、均一な厚さになるように、スラリーを塗布することが可能である。図１１（ａ）（ｂ）は、変位計移動手段及び吐出口移動手段を備えないスラリー塗布装置による（又は、変位計移動手段及び吐出口移動手段を使用しない場合の）スラリーの塗布の様子を表す図であり、スラリー塗布装置の断面図である。図１１（ａ）には、スラリーが吐出された直後の様子が表され、図１１（ｂ）には、スラリーが平坦になっていく様子が表されている。この場合には、先ず、ポンプ３の吐出口から、容器２の底面２１の中心２２を目標位置としてスラリー３１を吐出する（図１１（ａ）を参照）。次いで、容器２の底面２１の中心２２を回転軸として（図１１（ｂ）中の矢印Ｓ５で示されるように）容器２を回転させ、遠心力によってスラリー３１を層状に拡げる（図１１（ｂ）を参照）。このとき、例えば２台の変位計５ａ，５ｂで、異なる二の位置におけるスラリー３１の厚さを測定する。そして、必要に応じ、異なる二の位置で測定されたスラリー３１の厚さに基づいて、ポンプ３のスラリー３１の吐出量、及び容器２の回転速度のうち何れか１以上を調節し、容器２の底面２１にスラリー３１を塗布する。
【００７０】
スラリー塗布欠陥の検査は、図３及び図４に示されるスラリー塗布欠陥検査装置１０を使用し、容器２の底面２１に塗布されたスラリー３１に、容器２の底面２１の上方及び側方から照明をあてて、容器２の底面２１の上方からカメラ６で撮られた写像によって、未塗布部２４や気泡２５の存在の有無を確認することで行われる。上方照明７によれば、スラリー３１と容器２とのそれぞれの材料の色差を、画像処理によって容易に検出することが出来、スラリー３１の未塗布部２４（図４を参照）を漏れなく検知することが可能である。一方、気泡２５は、上方照明７では影が生じ難く、上方照明７では必ずしも検知することは出来ない。しかし、側方照明８によれば、スラリー３１中の気泡２５の影を、画像処理によって容易に検出することが可能である。ここで、留意すべきは、側方照明８は、気泡の影を表すべく、スラリー３１の側方から照明する手段であるが、それが故に、側方照明８に近い気泡が、容器２の外周２３が障害になって、側方照明８で照らされず、検知漏れとなるおそれがあることである。図１０（ａ）（ｂ）は、その様子を示す図であり、スラリー塗布欠陥検査装置の断面図である。図１０（ａ）には、側方照明８に近い気泡２５ａが容器２の外周２３が障害になって側方照明８で照らされない場合の様子が示されている。このような問題を解決するには、検査に際し、検査用容器回転手段によって、容器２を回転させればよい。容器２を回転させると、側方照明８の近くに存在した気泡が、側方照明８から遠くに移動し、側方照明８で照らされるようになる。図１０（ｂ）には、側方照明８から遠くに移動した気泡２５ａが側方照明８で照らされる場合の様子が示されている。尚、具体的な側方照明８による気泡の検査手段としては、例えば図３に示される配置で側方照明８を固定し（移動させず）、主に容器２の底面２１の全面積の１／４を照らして検査し、検査を終えたら、容器２を１／４回転させて止め、次の容器２の底面２１の全面積の１／４を検査し、更にこれを繰り返して、容器を一周回転させたら終了とする検査方法が挙げられる。一周する間に、気泡は、必ず何れかの場所で側方照明８で照らされて影を作り、検査漏れとなることはない。
【００７１】
目封止の後の乾燥は、ハニカム成形体５１の目封止を行ってスラリーが充填された側の端面に、例えば、熱風送風機、ホットプレート、遠赤外線乾燥機等を用いて、例えば１２０℃の熱風をあてて、例えば約５分乾燥することで行うことが出来る。
【００７２】
目封止を施したハニカム成形体５１の焼成は、例えば、単窯又はトンネル等の連続炉を用いて、適切に昇温速度と冷却速度を選択して、行うことが出来る。以上のようにして、図８及び図９に示されるような目封止ハニカム構造体８１を、製造することが可能である。
【００７３】
以下、本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法の具体的な実施結果を説明する。
【００７４】
例えば、原料として、前述のタルク、カオリン、アルミナを主原料とするコージェライト化原料に、水とバインダーを調合し、分散混合、混練した成形原料を、土練機により円柱状に押出して、それを押出し成形機により押出し成形してハニカム成形体を得る。こうして得られた成形体を用いてハニカム構造体を製造する場合には、得られた成形体を乾燥後に所定長さに切断して乾燥体を得、この乾燥体両端面のセル群を交互に目封止した後に焼成して焼成体を得る。次に、この得られた焼成体の外周壁及び最外周から約１〜３セル分の隔壁を研削除去した後、セラミックコート材を外周に塗布して外周壁を形成することによってコージェライト質のハニカム構造体を得ることができる。このような方法によって、例えば、セルの断面形状が四角形、隔壁厚さが０．３ｍｍ、基準セル密度が３００ｃｐｓｉ（４６．５個／ｃｍ２）、外周コート後のハニカム構造体の外形が円柱状（外径：１９１ｍｍ、長さ：２０３ｍｍ）、目封止深さ１０ｍｍのハニカム構造体を製造することができた。
【００７５】
従来の目封止方法では目封止深さが１０±５ｍｍの精度であったが、本方法によって、１０±２ｍｍの精度が得られた。容器を回転することでスラリーが容器外側方向へ引き延ばされるが、従来の方法では十分に引き延ばしきれないうちに回転が完了してしまうと容器の中央部でスラリー厚さが外周部よりも厚くなるために目封止深さもハニカム構造体端面中央部で深くなる。一方、容器の回転が過剰の場合には、逆に容器の中央部でスラリー厚さが外周部よりも薄くなるために目封止深さもハニカム構造体端面中央部で浅くなる。
【００７６】
同様にして、セルの断面形状が四角形、隔壁厚さが０．３ｍｍ、基準セル密度が２００ｃｐｓｉ（３１個／ｃｍ２）、外周コート後ハニカム構造体の外形が円柱状（外径：２２９ｍｍ、長さ：３０５ｍｍ）のハニカム構造体、外周コート後ハニカム構造体の外形が円柱状（外径：４６０ｍｍ、長さ：５００ｍｍ）のもので前述と同等の目封止深さ精度を得ることができた。これらのハニカム構造体の特性は、気孔率４５から７０％、平均細孔径が５から３０μｍ、４０〜８００℃での軸方向の平均熱膨張係数が約０．１から１．０×１０−６／℃であった。
【００７７】
また、同じ原料を用いて、セルの断面形状が八角形と四角形の組合わせ、隔壁厚さが０．４１ｍｍ、基準セル密度が３００ｃｐｓｉ（４６．５個／ｃｍ２）となる上述の外径１９１ｍｍから４６０ｍｍの寸法を有するハニカム構造体も製造した。更には、外周加工されていない一体成形の外形が円柱状（外径：１４４ｍｍ、長さ：１５２ｍｍ）、目封止深さ３ｍｍのハニカム構造体を製造することができた。従来の目封止方法では目封止深さが３±２ｍｍの精度であったが、本方法によって、３±１ｍｍの精度が得られた。これにより、目封止深さを更に浅く１〜２ｍｍにまですることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るスラリー塗布装置、及び本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスを浄化するフィルタや触媒等として用いられる目封止ハニカム構造体を製造する手段として好適に採用される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るスラリー塗布装置の一の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るスラリー塗布装置の一の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置の一の実施形態を示す上面図である。
【図４】本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置の一の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す図であり、ハニカム成形体の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す図であり、ハニカム成形体の端面を表す平面図である。
【図７】本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す図であり、ハニカム成形体の端面を、容器に塗布されたスラリーに浸漬する様子を示す断面図である。
【図８】本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す図であり、目封止ハニカム構造体の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る目封止ハニカム構造体の製造方法の一の実施形態を示す図であり、図８におけるＡＡ断面を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置の断面図であり、（ａ）は側方照明に近い気泡が側方照明で照らされない場合の様子を示す図であり、（ｂ）は側方照明から遠くに移動した気泡が側方照明で照らされる場合の様子を示す図である。
【図１１】本発明に係るスラリー塗布方法の一の実施形態を説明するためのスラリー塗布装置の断面図であり、（ａ）はスラリーが吐出された直後の様子を表す図であり、（ｂ）はスラリーが平坦になっていく様子を表す図である。
【図１２】本発明に係るスラリー塗布欠陥検査装置の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  スラリー塗布装置
２  容器
３  ポンプ
４  ステージ
５，５ａ，５ｂ  変位計
６  カメラ
７  上方照明
８  側方照明
１０  スラリー塗布欠陥検査装置
２１  （容器の）底面
２２  （容器の底面の）中心
２３  （容器の）外周
２４  未塗布部
２５，２５ａ  気泡
３１  スラリー
５１  ハニカム成形体
５２  隔壁
５３  セル
５４  外壁
６０  レーザーラインセンサー
８１  目封止ハニカム構造体
【図１】
2007269007.tif 000003
【図２】
2007269007.tif 000004
【図３】
2007269007.tif 000005
【図４】
2007269007.tif 000006
【図５】
2007269007.tif 000007
【図６】
2007269007.tif 000008
【図７】
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【図８】
2007269007.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2007269007.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2007269007.tif 000014