(57)【要約】【課題】基板に形成される薄膜の厚みにムラが生じるのを抑制することが可能なエレクトロスプレー装置を提供する。【解決手段】このエレクトロスプレー装置１００は、ノズル１から噴霧された溶液材料を、基板２００に薄膜として堆積するエレクトロスプレー装置１００であって、整列された複数のノズル１と、整列された複数のノズル１の外側に配置されるとともに、所定の電圧が印加され、複数のノズル１からの電気力線が外側に広がるのを制限するダミーノズル３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】
ノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積するエレクトロスプレー装置であって、
整列された複数の前記ノズルと、
前記整列された複数のノズルの外側に配置されるとともに、所定の電圧が印加され、前記複数のノズルからの電気力線が外側に広がるのを制限する電気力線制限部材とを備える、エレクトロスプレー装置。
【請求項２】
前記電気力線制限部材は、前記整列された複数のノズルに印加される電圧と略等しい電圧が印加されるように構成されている、請求項１に記載のエレクトロスプレー装置。
【請求項３】
前記電気力線制限部材は、前記整列された複数のノズルの配列の外周を取り囲むように配置されている、請求項１または２に記載のエレクトロスプレー装置。
【請求項４】
前記電気力線制限部材は、溶液材料を噴霧する前記整列された複数のノズルの外側に配置され、前記複数のノズルと略同一の形状を有する溶液材料を噴霧しないダミーノズルにより構成されており、
前記複数のノズルは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、前記ダミーノズルは、前記整列された複数のノズルの端部に位置するノズルに対して前記ノズルの整列方向に、前記所定の間隔を隔てて配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロスプレー装置。
【請求項５】
前記電気力線制限部材は、前記整列された複数のノズルの外側に配置されるワイヤ状または棒状の導電性部材により構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロスプレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エレクトロスプレー装置に関し、特に、ノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積するエレクトロスプレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルから噴霧された溶液材料を基板に薄膜として堆積するエレクトロスプレー装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、基板が載置される平板状の基板載置部と、電圧が印加された状態の溶液材料を基板に噴霧するノズルとを備えるエレクトロスプレー装置が開示されている。このエレクトロスプレー装置では、基板載置部に載置された基板に電圧が印加されるように構成されている。そして、基板とノズルとの間に生じた電界により、ノズルから基板に溶液材料が飛行することによって、基板に溶液材料が薄膜として堆積される。また、ノズルの先端部には、複数のスリット状の開口が設けられている。これにより、複数のエレクトロスプレーを発生させることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３５７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のエレクトロスプレー装置では、複数のエレクトロスプレーのうち、内側のエレクトロスプレーの電界（電気力線）は、外側のエレクトロスプレーの電界（電気力線）により外側に広がるのが抑制される一方、外側のエレクトロスプレーの電界（電気力線）は、外側に広がるのを抑制する電界がないため、外側に広がるという不都合がある。このため、外側のエレクトロスプレーのスプレーの方向と、内側のエレクトロスプレーのスプレーの方向とが異なり、基板に形成される薄膜の厚みにムラが生じるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、基板に形成される薄膜の厚みにムラが生じるのを抑制することが可能なエレクトロスプレー装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるエレクトロスプレー装置は、ノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積するエレクトロスプレー装置であって、整列された複数のノズルと、整列された複数のノズルの外側に配置されるとともに、所定の電圧が印加され、複数のノズルからの電気力線が外側に広がるのを制限する電気力線制限部材とを備える。
【０００８】
この一の局面によるエレクトロスプレー装置では、上記のように、整列された複数のノズルの外側に配置されるとともに、所定の電圧が印加され、複数のノズルからの電気力線が外側に広がるのを制限する電気力線制限部材を備える。これにより、複数のノズルのうちの外側に配置されているノズルからの電気力線と、内側に配置されているノズルからの電気力線（電界、エレクトロスプレー）とが略均一になるので、基板に形成される薄膜の厚みにムラが生じるのを抑制することができる。なお、略均一とは、電界の強さや方向が略同一であること、電気力線の強さや方向が略同一であること、エレクトロスプレーのスプレーの方向や塗布範囲が略同一であることを意味する。さらに、ノズルからの電気力線が外側に広がることに起因して、溶液材料が外側に飛散する（たとえば、マスクの枠外へ飛散する、基板の外へ飛散する）ことが抑制されるので、溶液材料が無駄になるのを抑制することができる。
【０００９】
上記一の局面によるエレクトロスプレー装置において、好ましくは、電気力線制限部材は、整列された複数のノズルに印加される電圧と略等しい電圧が印加されるように構成されている。このように構成すれば、ノズルおよび電気力線制限部材に電圧を印加する電源を同一の電源にすることができるので、エレクトロスプレー装置の構成が複雑になるのを抑制することができる。また、電気力線制限部材からの電気力線とノズルからの電気力線とを容易に略均一にすることができるので、外側に配置されているノズルからの電気力線と、内側に配置されているノズルからの電気力線とをさらに略均一にすることができる。
【００１０】
上記一の局面によるエレクトロスプレー装置において、好ましくは、電気力線制限部材は、整列された複数のノズルの配列の外周を取り囲むように配置されている。このように構成すれば、整列された複数のノズルのうち、外側に配置されている全てのノズルからの電気力線について、電気力線が外側に広がるのを制限することができる。
【００１１】
上記一の局面によるエレクトロスプレー装置において、好ましくは、電気力線制限部材は、溶液材料を噴霧する整列された複数のノズルの外側に配置され、複数のノズルと略同一の形状を有する溶液材料を噴霧しないダミーノズルにより構成されており、複数のノズルは、互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、ダミーノズルは、整列された複数のノズルの端部に位置するノズルに対してノズルの整列方向に、所定の間隔を隔てて配置されている。このように構成すれば、元々エレクトロスプレー装置の部品として用意されているノズルをダミーノズルとして用いることができるので、エレクトロスプレー装置の部品の種類が増加するのを抑制しながら、電気力線が外側に広がるのを制限することができる。また、内側のノズルと、略同一の形状を有する外側のダミーノズルを用いることにより、外側のダミーノズルの電気力線から内側のノズルの電気力線が受ける力と、内側のノズルの電気力線からさらに内側のノズルの電気力線が受ける力とを略均一にすることができるので、内側のノズルの電気力線の形状をノズルが延びる方向（基板に対する垂線）に対して線対称な形状にすることができ、その結果、スプレーの方向を基板に対して垂直にすることができる。これにより、基板に形成される薄膜の厚みにムラが生じるのをより抑制することができる。
【００１２】
上記一の局面によるエレクトロスプレー装置において、好ましくは、電気力線制限部材は、整列された複数のノズルの外側に配置されるワイヤ状または棒状の導電性部材により構成されている。このように構成すれば、比較的簡易な構造のワイヤ状または棒状の導電性部材により電気力線が外側に広がるのを抑制することができるので、エレクトロスプレー装置の構成が複雑になるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記のように、基板に形成される薄膜の厚みにムラが生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態によるエレクトロスプレー装置の構成を示す全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるエレクトロスプレー装置のノズルの配列を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるエレクトロスプレー装置のノズルの斜視図である。
【図４】比較例によるエレクトロスプレー装置の電界（電気力線）を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるエレクトロスプレー装置の電界（電気力線）を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるエレクトロスプレー装置のノズルからのエレクトロスプレーを示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるエレクトロスプレー装置の構成を示す全体図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるエレクトロスプレー装置のノズルの配列を説明するための図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるエレクトロスプレー装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるエレクトロスプレー装置の斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の変形例によるエレクトロスプレー装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、第１実施形態によるエレクトロスプレー装置１００の構成について説明する。
【００１７】
図１に示すように、エレクトロスプレー装置１００は、ノズル１と、アースプレート２とを備えている。また、ノズル１とアースプレート２との間には、図示しないマスクが設けられている。また、アースプレート２の表面上（Ｚ２方向側の表面上）には、基板２００が配置されている。
【００１８】
ノズル１は、溶液材料に電圧を印加した状態で、溶液材料を下方（Ｚ２方向）から上方（Ｚ１方向）に向かって噴霧するように構成されている。そして、ノズル１から噴霧された溶液材料が、基板２００に薄膜（図示せず）として堆積されるように構成されている。
【００１９】
また、ノズル１は、複数設けられており、複数のノズル１は、整列された状態で配置されている。具体的には、図２に示すように、複数のノズル１（一点鎖線で囲まれた領域内のノズル１）は、平面視において、４行３列のマトリクス状に整列された状態で配置されている。すなわち、複数のノズル１は、互いにＸ方向およびＹ方向に所定の間隔Ｗを隔てて配置されている。
【００２０】
ここで、第１実施形態では、エレクトロスプレー装置１００には、ダミーノズル３（点線で囲まれた領域内のダミーノズル３）が設けられている。ダミーノズル３は、整列された複数のノズル１の外側（Ｚ１方向から見て外側）に配置されるとともに、所定の電圧が印加され、複数のノズル１からの電気力線が外側に広がるのを制限する機能を有する。ダミーノズル３は、溶液材料を噴霧しないように構成されているとともに、溶液材料を噴霧する整列された複数のノズルと略同一の形状（棒状）を有するように構成されている。なお、ダミーノズル３は、本発明の「電気力線制限部材」の一例である。
【００２１】
また、第１実施形態では、図３に示すように、ダミーノズル３は、整列された複数のノズル１に印加される電圧と略等しい電圧が印加されるように構成されている。具体的には、ノズル１およびダミーノズル３には、ノズル１およびダミーノズル３に電圧を印加するための導電性の電圧印加部材４が接続されている。そして、電圧印加部材４に所定の電圧が印加されることにより、ダミーノズル３は、整列された複数のノズル１に印加される電圧と略等しい電圧が印加されるように構成されている。また、電圧印加部材４は、櫛歯状に形成されており、複数のノズル１（ダミーノズル３）がＹ方向に沿って直列に接続されているとともに、直列に接続された複数のノズル１（ダミーノズル３）がＸ方向に沿って並列に接続されている。
【００２２】
また、ノズル１およびダミーノズル３に電圧を印加する電源１５０は、同一の（共通の）電源１５０からなる。
【００２３】
また、第１実施形態では、図２および図３に示すように、ダミーノズル３は、整列された複数のノズル１の配列の外周を取り囲むように配置されている。具体的には、ダミーノズル３は、４行３列のマトリクス状に整列された１２個のノズル１の配列の外周を取り囲むように、１８個設けられている。そして、ダミーノズル３は、互いに所定の間隔Ｗを隔てて配置されている整列された複数のノズル１の端部に位置するノズル１に対して、ノズル１の整列方向（Ｘ方向またはＹ方向）に、所定の間隔Ｗを隔てて配置されている。すなわち、１２個のノズル１と、１８個のダミーノズル３とは、全て、互いにＸ方向またはＹ方向に所定の間隔Ｗを隔てて配置されている。
【００２４】
また、図１に示すように、アースプレート２は、たとえば金属板から構成されており、平板状を有する。アースプレート２は、薄膜の形成時に、基板２００に接触して基板２００を支持するとともに接地するように構成されている。
【００２５】
次に、図４〜図６を参照して、ノズル１からの電気力線（電界）について、比較例によるエレクトロスプレー装置３００と比較しながら説明する。
【００２６】
図４に示すように、比較例によるエレクトロスプレー装置３００では、複数のノズル３０１ａ〜３０１ｃがＸ方向に沿って、互いに所定の間隔を隔てて配置されている。また、複数のノズル３０１ａ〜３０１ｃには、互いに略等しい所定の電圧が印加されている。そして、比較例では、内側のノズル３０１ｂからのエレクトロスプレーの電界（電気力線）は、外側のノズル３０１ａおよび３０１ｃからのエレクトロスプレーの電界（電気力線）により外側に広がるのが抑制される一方、外側のノズル３０１ａおよび３０１ｃからのエレクトロスプレーの電界（電気力線）は、外側に広がるのを抑制する電界がないため、外側に広がってしまう。
【００２７】
図５に示すように、第１実施形態によるエレクトロスプレー装置１００では、複数のノズル１ａ〜１ｃがＸ方向に沿って、互いに所定の間隔Ｗを隔てて配置されている。また、複数のノズル１ａ〜１ｃの外側（Ｘ１方向側、Ｘ２方向側）には、ノズル１ａおよび１ｃから所定の間隔Ｗを隔てて、ダミーノズル３ａおよび３ｂが配置されている。また、複数のノズル１ａ〜１ｃと、ダミーノズル３ａおよび３ｂとには、互いに略等しい所定の電圧が印加されている。そして、第１実施形態では、ダミーノズル３ａおよび３ｂからの電気力線（電界）により、比較例と異なり、ノズル１ａおよび１ｃの電界（電気力線）が外側に広がるのが制限されている。これにより、複数のノズル１ａ〜１ｃからのエレクトロスプレーが略均一になる。なお、ダミーノズル３ａおよび３ｂは、本発明の「電気力線制限部材」の一例である。
【００２８】
なお、上記図５では、Ｘ方向に沿って、ノズル１ａ〜１ｃ、および、ダミーノズル３ａおよび３ｂが配置されている例について説明したが、Ｙ方向も同様に、ダミーノズル３からの電気力線（電界）により、ノズル１の電界（電気力線）が外側に広がるのが制限されている。その結果、図６に示すように、４行３列のマトリクス状に整列された１２個のノズル１からのエレクトロスプレーが略均一になる。
【００２９】
次に、第１実施形態の効果について説明する。
【００３０】
第１実施形態では、上記のように、整列された複数のノズル１の外側に配置されるとともに、所定の電圧が印加され、複数のノズル１からの電気力線が外側に広がるのを制限するダミーノズル３を備える。これにより、複数のノズル１のうちの外側に配置されているノズル１からの電気力線と、内側に配置されているノズル１からの電気力線（電界、エレクトロスプレー）とが略均一になるので、基板２００に形成される薄膜の厚みにムラが生じるのを抑制することができる。なお、略均一とは、電界の強さや方向が略同一であること、電気力線の強さや方向が略同一であること、エレクトロスプレーのスプレーの方向や塗布範囲が略同一であることを意味する。さらに、ノズル１からの電気力線が外側に広がることに起因して、溶液材料が外側に飛散する（たとえば、マスクの枠外へ飛散する、基板２００の外へ飛散する）ことが抑制されるので、溶液材料が無駄になるのを抑制することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、上記のように、ダミーノズル３を、整列された複数のノズル１に印加される電圧と略等しい電圧が印加されるように構成する。これにより、ノズル１およびダミーノズル３に電圧を印加する電源１５０を同一の電源１５０にすることができるので、エレクトロスプレー装置１００の構成が複雑になるのを抑制することができる。また、ダミーノズル３からの電気力線とノズル１からの電気力線とを容易に略均一にすることができるので、外側に配置されているノズル１からの電気力線と、内側に配置されているノズル１からの電気力線とをさらに略均一にすることができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、上記のように、ダミーノズル３を、整列された複数のノズル１の配列の外周を取り囲むように配置する。これにより、整列された複数のノズル１のうち、外側に配置されている全てのノズル１からの電気力線について、電気力線が外側に広がるのを制限することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、上記のように、溶液材料を噴霧しないダミーノズル３を、溶液材料を噴霧する整列された複数のノズル１の外側に配置して、複数のノズル１と略同一の形状を有するように構成する。また、複数のノズル１を、互いに所定の間隔Ｗを隔てて配置するとともに、ダミーノズル３を、整列された複数のノズル１の端部に位置するノズル１に対してノズル１の整列方向に、所定の間隔Ｗを隔てて配置する。これにより、元々エレクトロスプレー装置１００の部品として用意されているノズル１をダミーノズル３として用いることができるので、エレクトロスプレー装置１００の部品の種類が増加するのを抑制しながら、電気力線が外側に広がるのを制限することができる。また、内側のノズル１と、略同一の形状を有する外側のダミーノズル３を用いることにより、外側のダミーノズル３の電気力線から内側のノズル１の電気力線が受ける力と、内側のノズル１の電気力線からさらに内側のノズル１の電気力線が受ける力とを略均一にすることができるので、内側のノズル１の電気力線の形状をノズル１が延びる方向（基板２００に対する垂線）に対して線対称な形状にすることができ、その結果、スプレーの方向を基板２００に対して垂直にすることができる。これにより、基板２００に形成される薄膜の厚みにムラが生じるのをより抑制することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、図７および図８を参照して、第２実施形態によるエレクトロスプレー装置１１０の構成について説明する。第２実施形態では、基板２００がアースプレート２に配置されていた上記第１実施形態と異なり、絶縁性フィルム２１０がロール１２および１３に巻回されている。なお、絶縁性フィルム２１０は、本発明の「基板」の一例である。
【００３５】
図７に示すように、エレクトロスプレー装置１１０は、複数のノズル１１と、絶縁性フィルム２１０が巻回されるロール１２および１３とを備えている。ノズル１１は、溶液材料に電圧を印加した状態で、溶液材料を上方（Ｚ１方向）から下方（Ｚ２方向）に向かって噴霧するように構成されている。
【００３６】
図８に示すように、複数のノズル１１（一点鎖線で囲まれた領域内のノズル１１）は、平面視において、千鳥格子状に整列された状態で配置されている。ここで、第２実施形態では、エレクトロスプレー装置１１０には、ダミーノズル１４（点線で囲まれた領域内のダミーノズル１４）が設けられている。ダミーノズル１４は、整列された複数のノズル１１の外側に配置されるとともに、所定の電圧が印加され、複数のノズル１１からの電気力線が外側に広がるのを制限する機能を有する。具体的には、ダミーノズル１４は、複数のノズル１１のＹ１方向側およびＹ２方向側にそれぞれ配置されている。すなわち、ダミーノズル１４は、絶縁性フィルム２１０が移動するＸ方向に直交するＹ１方向側およびＹ２方向側に配置されている。なお、ダミーノズル１４は、本発明の「電気力線制限部材」の一例である。また、図７および図８では、ノズル１１およびダミーノズル１４に略等しいで電圧を印加するための電源および導電性の電圧印加部材は省略されている。
【００３７】
なお、第２実施形態では、複数のノズル１１のＹ１方向側およびＹ２方向側にダミーノズル１４が配置される一方、Ｘ１方向側およびＸ２方向側にはダミーノズル１４は配置されない。しかしながら、第２実施形態では、絶縁性フィルム２１０がＸ方向に移動した状態で溶液材料が塗布されるように構成されており、ノズル１１からの電界（エレクトロスプレー）がＸ方向に広がっても、形成される薄膜の厚みにはムラが生じない。
【００３８】
なお、第２実施形態のその他の構成および効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００３９】
（第３実施形態）
次に、図９および図１０を参照して、第３実施形態によるエレクトロスプレー装置１２０の構成について説明する。第３実施形態では、ノズル１の外側にダミーノズル３が配置されていた上記第１実施形態と異なり、ノズル１の外側に棒状（枠状）の導電性部材２１が配置されている。なお、導電性部材２１は、本発明の「電気力線制限部材」の一例である。
【００４０】
図９および図１０に示すように、エレクトロスプレー装置１２０では、３行３列のマトリクス状に整列された９個のノズル１が設けられている。また、９個のノズル１の配列の外周を取り囲むように、棒状の導電性部材２１が配置されている。棒状の導電性部材２１は、電圧が印加されることにより、ノズル１からの電気力線が外側に広がるのを制限するように構成されている。なお、導電性部材２１に印加される電圧は、ノズル１からの電気力線が外側に広がるのを制限可能なように、適切な電圧に調整されている。
【００４１】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００４２】
次に、第３実施形態の効果について説明する。
【００４３】
第３実施形態では、上記のように、整列された複数のノズル１の外側に棒状の導電性部材２１を配置する。これにより、比較的簡易な構造の棒状の導電性部材２１により電気力線が外側に広がるのを抑制することができるので、エレクトロスプレー装置１２０の構成が複雑になるのを抑制することができる。
【００４４】
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００４５】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、ダミーノズルにノズルに印加される電圧と略等しい電圧を印加する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ダミーノズルとノズルとの間の間隔を小さくして（大きくして）、ダミーノズルにノズルに印加される電圧よりも小さい（大きい）電圧を印加するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記第２実施形態では、複数のノズルのＹ１方向側およびＹ２方向側にのみ、ダミーノズルを設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数のノズルのＹ１方向側およびＹ２方向側のみならず、Ｘ１方向側およびＸ２方向側にダミーノズルを設けてもよい。
【００４７】
また、上記第１および第２実施形態では、複数のノズルの外側にダミーノズルを設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、複数のノズルの外側に、ダミーノズルと略同一の直径および長さを有する円柱状であり電圧が印加された導電性部材を設けてもよい。
【００４８】
また、上記第３実施形態では、複数のノズルの外側に枠状の導電性部材が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１の第３実施形態の変形例によるエレクトロスプレー装置１３０に示すように、複数のノズル１の外側に、複数のノズル１の配列を取り囲むように、ワイヤ状の導電性部材３１を設けてもよい。これによっても、比較的簡易な構造のワイヤ状の導電性部材３１により複数のノズル１からの電気力線が外側に広がるのを抑制することができる。なお、導電性部材３１は、本発明の「電気力線制限部材」の一例である。
【符号の説明】
【００４９】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  ノズル
３、３ａ、３ｂ  ダミーノズル（電気力線制限部材）
１１  ノズル
１４  ダミーノズル（電気力線制限部材）
２１  導電性部材（電気力線制限部材）
３１  導電性部材（電気力線制限部材）
１００、１１０、１２０、１３０  エレクトロスプレー装置
２００  基板
２１０  絶縁性フィルム（基板）
Ｗ  所定の間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016068036.tif 000005
【図４】
2016068036.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2016068036.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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