(57)【要約】【課題】スティッキング現象の発生を抑制する。【解決手段】主走査方向９１に延びる発熱領域２４での発熱によって、副走査方向９２に移動する感熱記録媒体を発色温度以上に加熱するサーマルプリントヘッドに、絶縁基板およびグレーズ層２５からなる絶縁板と、グレーズ層２５の表面の発熱領域２４に間隔を置いて形成されて感熱記録媒体を発色温度に加熱可能な主発熱抵抗体２６と、グレーズ層２５の表面に発熱領域２４よりも副走査方向９２の下流側に発熱領域２４と同じ方向に延びるアフターヒート領域７０に形成されて感熱記録媒体を発色温度未満に加熱可能なアフターヒート用発熱抵抗体７１と、備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に延びる発熱領域での発熱によってこの主走査方向に垂直な副走査方向に移動する感熱記録媒体を熱印刷温度以上に加熱するサーマルプリントヘッドにおいて、
絶縁板と、
前記絶縁板の表面の前記発熱領域に間隔を置いて形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度に加熱可能な主発熱抵抗体と、
前記主発熱抵抗体と同じ側の前記絶縁板の表面に前記発熱領域よりも前記副走査方向の下流側に前記発熱領域と同じ方向に延びるアフターヒート領域に形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度未満に加熱可能なアフターヒート用発熱抵抗体と、
を具備することを特徴とするサーマルプリントヘッド。
【請求項２】
前記アフターヒート用発熱抵抗体は複数であり、
前記主発熱抵抗体と前記アフターヒート用発熱抵抗体は、前記主走査方向に向かって交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項３】
前記主発熱抵抗体および前記アフターヒート用発熱抵抗体とを発熱させる駆動回路をさらに具備し、
前記アフターヒート用発熱抵抗体は、それぞれ独立して前記駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項４】
前記アフターヒート用発熱抵抗体は、前記主発熱抵抗体のそれぞれに対応してその主発熱抵抗体と前記主走査方向の同じ位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項５】
前記主発熱抵抗体および前記アフターヒート用発熱抵抗体とを発熱させる駆動回路をさらに具備し、
前記アフターヒート用発熱抵抗体は、対応する前記主発熱抵抗体と直列に前記駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項６】
前記主発熱抵抗体と同じ側の前記絶縁板の表面に前記発熱領域よりも前記副走査方向の下流側に前記副走査方向に間隔をおいて前記主走査方向に延びる２本の共通電極をさらに具備し、
前記アフターヒート用発熱抵抗体は、前記２本の共通電極の間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサーマルプリントヘッド。
【請求項７】
主走査方向に延びる発熱領域での発熱によってこの主走査方向に垂直な副走査方向に移動する感熱記録媒体を熱印刷温度以上に加熱するサーマルプリンタにおいて、
絶縁板と、前記絶縁板の表面の前記発熱領域に間隔を置いて形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度に加熱可能な主発熱抵抗体と、前記主発熱抵抗体と同じ側の前記絶縁板の表面に前記発熱領域よりも前記副走査方向の下流側に前記発熱領域と同じ方向に延びるアフターヒート領域に形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度未満に加熱可能なアフターヒート用発熱抵抗体と、を有するサーマルプリントヘッドと、
前記発熱領域および前記アフターヒート領域に前記感熱記録媒体を接触させつつこの感熱記録媒体を前記副走査方向に移動させるプラテンローラと、
を具備することを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項８】
主走査方向に延びる発熱領域での発熱によって副走査方向に移動する感熱記録媒体を熱印刷温度以上に加熱する印刷方法において、
前記感熱記録媒体を前記発熱領域に接触させつつこの発熱領域を発熱させてこの感熱記録媒体を前記熱印刷温度に加熱する工程と、
前記感熱記録媒体を前記発熱領域よりも前記副走査方向の下流側で前記発熱領域と同じ方向に延びる前記アフターヒート領域に接触させつつこのアフターヒート領域を発熱させてこの感熱記録媒体を前記熱印刷温度未満に加熱する工程と、
を具備することを特徴とする印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルプリントヘッド、サーマルプリンタおよび印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリントヘッドは、発熱領域に配列された複数の発熱抵抗体を発熱させ、その熱により感熱記録紙などの感熱記録媒体に文字や図形などの画像を形成する出力用デバイスである。このサーマルプリントヘッドは、バーコードプリンタ、デジタル製版機、ビデオプリンター、イメージャー、シールプリンターなどの記録機器に広く利用されている。
【０００３】
一般的なサーマルプリントヘッドは、放熱板と、放熱板に取り付けられた発熱体板と、発熱体板と同じ側で放熱板に取り付けられた回路基板とを備えている。この発熱体板の放熱板と相対する表面の反対側の表面の帯状に延びる発熱領域には、複数の発熱抵抗体が所定の間隔で直線状に配列されている。また、回路基板には、発熱抵抗体を駆動する駆動回路の一部となる駆動用ＩＣなどの電気部品が搭載されている。
【０００４】
このようなサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタは、一般的に、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラを備えている。このプラテンローラは、発熱抵抗体が配列された主走査方向を軸として、その側面が発熱領域に接するように配置され、その軸を中心に回転可能に設けられる。プラテンローラの回転によって、プラテンローラと発熱領域の間に挿入された感熱記録媒体は、主走査方向に垂直な副走査方向に移動する。プラテンローラによって感熱記録媒体を発熱領域に押し付けつつ、その感熱記録媒体を副走査方向に移動させ、発熱領域の発熱パターンを被印刷体の移動とともに変化させることにより、所望の画像を被印刷体上に形成する。
【特許文献１】特開２０００−１４１７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタでは、スティッキングと呼ばれる現象が生じる場合がある。スティッキングは、感熱記録媒体とサーマルプリントヘッドとの機械的な摩擦力が大きい場合や感熱記録媒体が固着した場合などに、これらに起因する力が感熱記録媒体を移動させるモータのトルクより大きくなった場合に生じる。スティッキングが発生すると感熱記録媒体の走行に悪影響を与え、印刷精度が悪化する場合がある。
【０００６】
たとえば特許文献１には、サーマルプリントヘッドの保護膜層の表面に複数の凹みを設ける方法が開示されている。この方法は、感熱記録媒体とサーマルプリントヘッドとの摩擦力を低下させるものであるが、感熱記憶媒体の固着そのものを抑制するものではない。
【０００７】
そこで、本発明は、サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタで、スティッキング現象の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明は、主走査方向に延びる発熱領域での発熱によってこの主走査方向に垂直な副走査方向に移動する感熱記録媒体を熱印刷温度以上に加熱するサーマルプリントヘッドにおいて、絶縁板と、前記絶縁板の表面の前記発熱領域に間隔を置いて形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度に加熱可能な主発熱抵抗体と、前記主発熱抵抗体と同じ側の前記絶縁板の表面に前記発熱領域よりも前記副走査方向の下流側に前記発熱領域と同じ方向に延びるアフターヒート領域に形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度未満に加熱可能なアフターヒート用発熱抵抗体と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、主走査方向に延びる発熱領域での発熱によってこの主走査方向に垂直な副走査方向に移動する感熱記録媒体を熱印刷温度以上に加熱するサーマルプリンタにおいて、絶縁板と、前記絶縁板の表面の前記発熱領域に間隔を置いて形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度に加熱可能な主発熱抵抗体と、前記主発熱抵抗体と同じ側の前記絶縁板の表面に前記発熱領域よりも前記副走査方向の下流側に前記発熱領域と同じ方向に延びるアフターヒート領域に形成されて前記感熱記録媒体を前記熱印刷温度未満に加熱可能なアフターヒート用発熱抵抗体と、を有するサーマルプリントヘッドと、前記発熱領域および前記アフターヒート領域に前記感熱記録媒体を接触させつつこの感熱記録媒体を前記副走査方向に移動させるプラテンローラと、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、主走査方向に延びる発熱領域での発熱によって副走査方向に移動する感熱記録媒体を熱印刷温度以上に加熱する印刷方法において、前記感熱記録媒体を前記発熱領域に接触させつつこの発熱領域を発熱させてこの感熱記録媒体を前記熱印刷温度に加熱する工程と、前記感熱記録媒体を前記発熱領域よりも前記副走査方向の下流側で前記発熱領域と同じ方向に延びる前記アフターヒート領域に接触させつつこのアフターヒート領域を発熱させてこの感熱記録媒体を前記熱印刷温度未満に加熱する工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、サーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタで、スティッキング現象の発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係るサーマルプリントヘッドの実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
［第１の実施の形態］
図４は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における斜視図である。図５は、本実施の形態のサーマルプリントヘッドを用いたサーマルプリンタの一部の断面図である。
【００１４】
サーマルプリントヘッド１０は、たとえば発熱体板２０、回路基板４０および放熱板３０を有している。発熱体板２０の表面は保護膜層２９で覆われている。発熱体板２０および回路基板４０は、放熱板３０の同じ側の表面に載置されている。発熱体板２０には、主走査方向９１に延びる発熱領域２４が形成されている。
【００１５】
本実施の形態のサーマルプリンタは、所定の弾性を持つ材料で円筒状に形成されたプラテンローラ５０を有している。このプラテンローラ５０は、主走査方向９１に平行な直線上に軸５２を持つ。また、プラテンローラ５０の側面が発熱領域２４に接するように配置され、軸５２を中心に回転可能に設けられる。
【００１６】
プラテンローラ５０の回転によって、プラテンローラ５０と発熱領域２４との間に挿入された感熱記録媒体６０は、主走査方向９１に対して垂直な副走査方向９２に移動する。感熱記録媒体６０は、たとえば紙の表面にコート剤、顕色剤およびロイコを付着させたものである。熱印刷温度すなわち発色温度以上に加熱されてコート剤が溶けると、顕色剤とロイコが反応し発色する。プラテンローラ５０によって感熱記録媒体６０を発熱領域２４に押し付けつつ、その感熱記録媒体６０を副走査方向９２に移動させ、発熱領域２４の発熱パターンを感熱記録媒体６０の移動とともに変化させることにより、所望の画像を感熱記録媒体６０上に形成する。
【００１７】
放熱板３０は、たとえばアルミニウムなどの金属で形成された板である。発熱領域２４に所定の発熱パターンを形成するための制御信号や駆動電力は、たとえばコネクタ４６を介して回路基板４０に入力される。発熱領域２４を発熱させる駆動回路は、たとえば回路基板４０の上に実装された駆動用ＩＣ４２などによって形成されている。駆動用ＩＣ４２と発熱体板２０の金属配線層２８とは、たとえばボンディングワイヤ４４によって電気的に接続されている。また、駆動用ＩＣ４２と回路基板４０に形成された配線パターンの間も、たとえばボンディングワイヤ４４によって電気的に接続されている。駆動用ＩＣ４２およびボンディングワイヤ４４は、たとえば樹脂４８によって封止されている。
【００１８】
また、発熱体板２０には、副走査方向９２の発熱領域２４よりも下流側に、主走査方向９１に延びるアフターヒート領域７０が形成されている。
【００１９】
図１は、本実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。図２は、図１におけるII−II矢視断面図である。図３は、図１におけるIII−III矢視断面図である。
【００２０】
発熱体板２０は、たとえば絶縁基板２２およびその表面に融着したグレーズ層２５からなる絶縁板と、その絶縁板の表面に積層された抵抗体層２３および金属配線層２８を有している。金属配線層２８の一部は、絶縁板の副走査方向９２の下流側の長辺近傍で主走査方向９１に沿って延びて共通電極２１を形成している。また、抵抗体層２３および金属配線層２８は、主走査方向９１に沿って所定の間隔を置いて、共通電極２１に向かって副走査方向９２に線状に延びている。金属配線層２８の一部には切り欠きが設けられていて、抵抗体層２３の金属配線層２８と重なり合わない部分が主発熱抵抗体２６およびアフターヒート用発熱抵抗体７１を形成している。
【００２１】
主発熱抵抗体２６は、所定の間隔を置いて主走査方向９１に配列されて発熱領域２４を形成している。また、アフターヒート用発熱抵抗体７１は、所定の間隔を置いて主走査方向９１に配列されてアフターヒート領域７０を形成している。
【００２２】
主発熱抵抗体２６およびアフターヒート用発熱抵抗体７１は、金属配線層２８を介して共通電極２１に接続されている。また、主発熱抵抗体２６およびアフターヒート用発熱抵抗体７１は、金属配線層２８およびボンディングワイヤ４４を介して駆動用ＩＣ４２に接続されている。主発熱抵抗体２６とアフターヒート用発熱抵抗体７１とは、主走査方向９１に向かって交互に配置されている。
【００２３】
主発熱抵抗体２６は、感熱記録媒体６０を発色させる程度の熱を発生する。一方、アフターヒート用発熱抵抗体７１は、感熱記録媒体６０を発色させない程度に発熱するようにしておく。アフターヒート用発熱抵抗体７１における発熱は、電流の大きさ、電流が流れる時間やアフターヒート用発熱抵抗体７１の電気抵抗によって調節することができる。また、アフターヒート用発熱抵抗体７１の副走査方向９２の長さによって、アフターヒート用発熱抵抗体７１の温度を調節することもできる。あるいは、アフターヒート用発熱抵抗体７１における抵抗体層２３の材料を、主発熱抵抗体２６における抵抗体層２３よりも抵抗値が大きい材料としておいてもよい。
【００２４】
このようなアフターヒート用発熱抵抗体７１によってアフターヒート領域７０を設けておくことにより、発色のため一部が溶けた感熱記録媒体６０は、ゆっくりと冷却される。このため、感熱記録媒体６０がプラテンローラ５０によって強くサーマルプリントヘッド１０に押し付けられている間に急激に冷却されて凝固し、サーマルプリントヘッド１０に固着することを抑制できる。
【００２５】
アフターヒート領域７０の全体が一様に発熱するように、アフターヒート用発熱抵抗体７１を駆動してもよい。また、本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０では、アフターヒート用発熱抵抗体７１は、それぞれ個別に駆動用ＩＣ４２と接続させることができる。そこで、アフターヒート領域７０の発熱パターンは、たとえば発熱領域２４の発熱パターンに対応したものとしてもよい。このように選択的にアフターヒート用発熱抵抗体７１を発熱させると、消費電力を低減することができる。
【００２６】
また、保護膜層２９の表面に凹凸を形成しておいてもよい。これにより、サーマルプリントヘッド１０と感熱記録媒体６０との接触面積が小さくなり、両者の固着を抑制できる。特に、発熱領域２４およびアフターヒート領域７０に対応する部分に凹凸を形成することが効果的である。
【００２７】
［第２の実施の形態］
図６は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第２の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。図７は、図６におけるVII−VII矢視断面図である。
【００２８】
本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０のアフターヒート用発熱抵抗体７１は、主発熱抵抗体２６のそれぞれに対応して、その主発熱抵抗体２６と主走査方向９１の同じ位置に設けられている。アフターヒート用発熱抵抗体７１と主発熱抵抗体２６との間は金属配線層２８で電気的に接続されていて、アフターヒート用発熱抵抗体７１と対応する主発熱抵抗体２６とは、直列に駆動回路に接続されている。
【００２９】
このようなサーマルプリントヘッド１０では、発熱した主発熱抵抗体２６に対応するアフターヒート用発熱抵抗体７１のみが発熱するため、感熱記録媒体６０（図５参照）のうち主発熱抵抗体２６で加熱された部分のみがアフターヒート領域７０で加熱されることになる。このため、サーマルプリントヘッド１０と感熱記録媒体６０との固着を効果的に抑制できるとともに、消費電力が低減される。
【００３０】
また、アフターヒート用発熱抵抗体７１と対応する主発熱抵抗体２６とが、直列に駆動回路に接続されているため、アフターヒート用発熱抵抗体７１の発熱を個別に制御する必要がない。よって、アフターヒート用発熱抵抗体７１の発熱を個別に制御する場合に比べて駆動回路を単純化することができる。
【００３１】
［第３の実施の形態］
図８は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第３の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。図９は、図８におけるIX−IX矢視断面図である。
【００３２】
本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０は、第２の実施の形態におけるアフターヒート用発熱抵抗体７１（図６参照）および主発熱抵抗体２６（図６参照）の代わりに、長尺発熱抵抗体７２を設けたものである。
【００３３】
長尺発熱抵抗体７２に電流が流れると長尺発熱抵抗体７２は発熱し、副走査方向９２の中央部で温度が最高となる。この副走査方向９２の中央部を含み副走査方向９２に広がる部分における発熱によって、感熱記録媒体６０（図５参照）は発熱温度以上に加熱される。つまり、長尺発熱抵抗体７２の副走査方向９２の中央部分は、第２の実施の形態における主発熱抵抗体２６に相当するものであり、この部分が主走査方向９１に配列されて発熱領域２４を形成している。
【００３４】
また、発熱領域２４に対して副走査方向９２の両方向に向かって、電流が流れた際の長尺発熱抵抗体７２の温度は低下していく。つまり、発熱領域２４の副走査方向９２の下流側には、感熱記録媒体６０は発熱温度未満に加熱する部分があり、この部分が第２の実施の形態におけるアフターヒート用発熱抵抗体７１に相当し、この部分が主走査方向９１に配列されてアフターヒート領域７０を形成している。
【００３５】
このようなサーマルプリントヘッド１０では、発熱領域２４の発熱した部分の下流側のアフターヒート領域７０のみが発熱しているため、感熱記録媒体６０のうち発熱領域２４で加熱された部分のみがアフターヒート領域７０で加熱されることになる。このため、サーマルプリントヘッド１０と感熱記録媒体６０との固着を効果的に抑制できるとともに、消費電力が低減される。
【００３６】
さらに、発熱領域２４からアフターヒート領域７０にかけて長尺発熱抵抗体７２の温度は連続的に変化するため、感熱記録媒体６０の温度変化も緩やかになり、固着が抑制される。また、発熱領域２４からアフターヒート領域７０との間に金属配線層２８を設けていないため、発熱領域２４をサーマルプリントヘッド１０の副走査方向９２の下流側の端部に近づけることができる。アフターヒート領域７０の発熱を発熱領域２４の発熱と独立して制御する必要がないため、駆動回路を単純化することができる。
【００３７】
［第４の実施の形態］
図１０は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第４の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。
【００３８】
本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０は、第１の実施の形態における共通電極２１（図１参照）の部分にアフターヒート用発熱抵抗体７１を形成したものである。つまり、本実施の形態では、共通電極２１は、グレーズ層２５の表面に発熱領域２４よりも副走査方向９２の下流側に副走査方向９２に間隔をおいて主走査方向９１に延びる２本の共通電極２１を備え、アフターヒート用発熱抵抗体７１は、これら２本の共通電極２１の間に形成されている。
【００３９】
このようなサーマルプリントヘッド１０では、共通電極２１部分にアフターヒート領域７０が形成されているため、全体としてコンパクトに形成することができる。特に、発熱領域２４をサーマルプリントヘッド１０の副走査方向９２の下流側の端部に近づけることができる。
【００４０】
［第５の実施の形態］
図１１は、本発明に係るサーマルプリントヘッドの第５の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。
【００４１】
本実施の形態のサーマルプリントヘッド１０は、主発熱抵抗体２６に接続する金属配線層２８が、いわゆる折り返し型の電極となっている。このようなサーマルプリントヘッド１０でも、発熱領域２４の副走査方向９２の下流側にアフターヒート領域７０を形成することにより、感熱記録媒体６０（図５参照）の固着を抑制することができる。
【００４２】
［その他の実施の形態］
なお、以上の説明は単なる例示であり、本発明は上述の各実施の形態に限定されず、様々な形態で実施することができる。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。
【図２】図１におけるII−II矢視断面図である。
【図３】図１におけるIII−III矢視断面図である。
【図４】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態における斜視図である。
【図５】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第１の実施の形態を用いたサーマルプリンタの一部の断面図である。
【図６】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第２の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。
【図７】図６におけるVII−VII矢視断面図である。
【図８】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第３の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。
【図９】図８におけるIX−IX矢視断面図である。
【図１０】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第４の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。
【図１１】本発明に係るサーマルプリントヘッドの第５の実施の形態における発熱体板の保護膜層を除いて一部を拡大した上面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…サーマルプリントヘッド、２０…発熱体板、２１…共通電極、２２…絶縁基板、２３…抵抗体層、２４…発熱領域、２５…グレーズ層、２６…主発熱抵抗体、２８…金属配線層、２９…保護膜層、３０…放熱板、４０…回路基板、４２…駆動用ＩＣ、４６…コネクタ、４８…樹脂、５０…プラテンローラ、５２…軸、６０…感熱記録媒体、７０…アフターヒート領域、７１…アフターヒート用発熱抵抗体、７２…長尺発熱抵抗体、９１…主走査方向、９２…副走査方向
【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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