| 【発明の名称】 |
真空熱圧着器 |
| 【発明者】 |
【氏名】長田 義寛
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| 【要約】 |
【課題】真空熱圧着器において、簡単な構成で冷却水によるワークの冷却を可能とする。
【解決手段】ガラスＧ１，Ｇ２、デザインフィルムＦを積層させてワークＷを構成する。ワークＷを圧着させるためのバキューム部材１２と、ワークＷを加熱するためのヒータ１４とを別構成とする。ヒータ１４による加熱終了後に、バキューム部材１２によるワークＷの圧着状態を維持したままで、開閉蓋を開放位置に移動させてヒータ１４をバキューム部材１２の上面から退避させることができる。またバキューム部材１２の上面には防水シート２５と縁部材２６とによって冷却水受けが形成されているので、この冷却水受けを利用して冷却水により防水シート２５を介してワークＷを冷却することができる。防水シート２５の上面に冷却水受けを設けた簡単な構成で冷却水によるワークＷの冷却が可能となる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 厚さの薄い少なくとも２枚の処理対象物を積層状態で圧着させて加熱する真空熱圧着器において、積層状態の前記処理対象物を下方から支持する支持手段と、前記支持手段上の前記処理対象物を上方から覆うとともに、前記支持手段との間に形成される密封空間の空気が抜かれることで、前記支持手段との間に前記処理対象物を挟み込む吸着手段と、前記支持手段に対して開閉自在で、前記支持手段の上方を覆う閉鎖位置と、前記支持手段の上方を開放する開放位置とをとる開閉手段と、前記開閉手段に取り付けられ、前記開閉手段が前記閉鎖位置に配置されることで前記吸着手段の上面に当接し、前記吸着手段を介して前記処理対象物を加熱する加熱手段と、を備え、前記吸着手段を前記支持手段に対して着脱自在に構成するとともに、前記吸着手段の上面に冷却水受けを形成する、ことを特徴とする真空熱圧着器。
【請求項２】 前記吸着手段は、前記支持手段上の前記処理対象物を上方から覆って前記支持手段との間に前記密封空間を形成する可撓性の防水シートと、前記防水シートの周縁部に上向きに突設されて前記防水シート上の冷却水の漏洩を防止する土手状の縁部材と、によって前記冷却水受けを構成する、ことを特徴とする請求項１に記載の真空熱圧着器。
【請求項３】 前記加熱手段は、前記開閉手段が前記閉鎖位置に配置されたときに前記防水シートの上面に密着される面状のヒータである、ことを特徴とする請求項２に記載の真空熱圧着器。
【請求項４】 前記支持手段は、前記処理対象物が載置されるベースプレートと、前記ベースプレートを下方から支持する下フレームと、前記下フレームと前記ベースプレートとの間に介装されて前記ベースプレートの上下動を許容する弾性部材と、を有する、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の真空熱圧着器。
【請求項５】 前記ベースプレートと、前記ベースプレート上に載置される前記処理対象物との間に、着脱自在な放熱板を介装する、ことを特徴とする請求項４に記載の真空熱圧着器。
【請求項６】 前記放熱板と、前記ベースプレート上に載置される前記処置対象物との間に、着脱自在な断熱シートを介装する、ことを特徴とする請求項５に記載の真空熱圧着器。
【請求項７】 前記開放手段が前記開放位置に配置された状態において、前記面状のヒータは、圧着状態にある前記吸着手段の前記冷却水受けよりも高い位置に配置される、ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか記載の真空熱圧着器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガラスとガラスとの間や、ガラスと金属板との間にフィルムを挟み込んで圧着し加熱して張り合わせるのに使用される真空熱圧着器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスとガラスとの間にフィルムを挟みこんで接着する真空熱圧着器が知られている。この真空熱圧着器は、圧着部と加熱部とを有している。ガラス、専用接着剤、フィルム、専用接着剤、ガラスを順次に重ね合わせ、これらを圧着部により厚さ方向に圧着し、この圧着状態を維持して加熱部により加熱して接着剤を溶融させ、その後、冷却して接着剤を固化させる。これにより、２枚のガラスとフィルムとを張り合わせて合わせガラスを製造することができる。このような合わせガラスは、飛散防止ガラスとして、例えば乗用車の窓ガラスや住宅用の窓ガラスに使用される。
【０００３】一方、上述のフィルムとして、デザインフィルム（例えば、絵柄付のホワイトフィルム）を使用した場合には、いわゆるクリスタルアートと呼ばれる装飾品を作ることができる。また、２枚のガラスのうち一方を金属板に代えた場合には、いわゆるメタルアートと呼ばれる、同じく装飾品を作製することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の真空熱圧着器における冷却は、自然冷却（空冷方式）で行われるのが一般的である。その理由の１つは、例えば水冷方式を採用すると、冷却のための特別な装置が必要となり、その分、真空熱圧着器の構成が複雑となって大型化してしまうという点があげられる。
【０００５】しかしながら、空冷方式によると、冷却効率が低いために例えばクリスタルアートの製造に多くの工数がかかるという問題がある。
【０００６】そこで、本発明は、冷却効率の高い水冷方式でありながら、しかも構成の簡単な真空熱圧着器を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明は、厚さの薄い少なくとも２枚の処理対象物を積層状態で圧着させて加熱する真空熱圧着器において、積層状態の前記処理対象物を下方から支持する支持手段と、前記支持手段上の前記処理対象物を上方から覆うとともに、前記支持手段との間に形成される密封空間の空気が抜かれることで、前記支持手段との間に前記処理対象物を挟み込む吸着手段と、前記支持手段に対して開閉自在で、前記支持手段の上方を覆う閉鎖位置と、前記支持手段の上方を開放する開放位置とをとる開閉手段と、前記開閉手段に取り付けられ、前記開閉手段が前記閉鎖位置に配置されることで前記吸着手段の上面に当接し、前記吸着手段を介して前記処理対象物を加熱する加熱手段と、を備え、前記吸着手段を前記支持手段に対して着脱自在に構成するとともに、前記吸着手段の上面に冷却水受けを形成する、ことを特徴としている。
【０００８】この請求項１の発明によると、処理対象物を圧着させるための構成と、加熱するための構成とが別構成となっているので、加熱手段による加熱終了後に、吸着手段による処理対象物の圧着状態を維持したままで、開閉手段を開放位置に移動させて加熱手段を吸着手段の上面から退避させることができる。そして、吸着手段の上面には冷却水受けが形成されているので、この冷却水受けを利用して冷却水により吸着手段を介して処理対象物を冷却することができる。従来の空冷方式（自然冷却）に比べて、冷却効率を高めることができる。しかも、吸着手段の上面に冷却水受けを設けるといった簡単な構成で、水冷方式を実現することができる。
【０００９】請求項２に係る本発明は、請求項１に記載の真空熱圧着器において、前記吸着手段は、前記支持手段上の前記処理対象物を上方から覆って前記支持手段との間に前記密封空間を形成する可撓性の防水シートと、前記防水シートの周縁部に上向きに突設されて前記防水シート上の冷却水の漏洩を防止する土手状の縁部材と、によって前記冷却水受けを構成する、ことを特徴としている。
【００１０】この請求項２の発明によると、冷却水受けは、可撓性の防水シートの周縁部に土手状の縁部材を設けた簡単な構成で実現することができる。なお、防水シートは、支持手段との間に密封空間を形成して支持手段との間に処理対象物を挟み込むための部材としても使用され、またこの防水シートの周縁部の縁部材も、同様に処理対象物を挟み込むための部材の一部としても使用される。言い換えると、冷却水受けの構成要素である防水シートと縁部材とのいずれもが、冷却水による冷却のための専用の部材ではなく、処理対象物を圧着するための吸着手段としても作用する。つまり、冷却水を使用するための特別な（専用の）構成は設けていない。したがって冷却水を使用するものでありながら、特に構成を複雑にするようなことはない。
【００１１】請求項３に係る本発明は、請求項２に記載の真空熱圧着器において、前記加熱手段は、前記開閉手段が前記閉鎖位置に配置されたときに前記防水シートの上面に密着される面状のヒータである、ことを特徴としている。
【００１２】この請求項３の発明によると、処理対象物の加熱に際し、防水シートの上面に面状のヒータを密着させているので、温度分布が偏ることがなく、処理対象物全体を均一に加熱することができる。このことは、積層状態の処理対象物を、支持手段上に複数個並べて同時に加熱するような場合、各処理対象物間で品質のばらつきをなくして均質なものを作製できることを意味している。
【００１３】請求項４に係る本発明は、請求項１ないし３のいずれか記載の真空熱圧着器において、前記支持手段は、前記処理対象物が載置されるベースプレートと、前記ベースプレートを下方から支持する下フレームと、前記下フレームと前記ベースプレートとの間に介装されて前記ベースプレートの上下動を許容する弾性部材と、を有する、ことを特徴としている。
【００１４】この請求項４の発明によると、弾性部材によってベースプレートの上下動が許容されるので、開閉手段を閉鎖位置に配置して加熱手段を吸着手段の上面に当接させたとき（面状のヒータを防水シートの上面に密着させたとき）に、良好な当接（密着）を行うことができるので、吸着手段（防水シート）を介して処理対象物に対して均一に熱を付与することができる。
【００１５】請求項５に係る本発明は、請求項４に記載の真空熱圧着器において、前記ベースプレートと、前記ベースプレート上に載置される前記処理対象物との間に、着脱自在な放熱板を介装する、ことを特徴としている。
【００１６】この請求項５の発明によると、処置対象物とベースプレートとの間に放熱板を介装することにより、加熱時に処理対象物からベースプレートに伝達される熱を低減させることができる。
【００１７】請求項６に係る本発明は、請求項５に記載の真空熱圧着器において、前記放熱板と、前記ベースプレート上に載置される前記処置対象物との間に、着脱自在な断熱シートを介装する、ことを特徴としている。
【００１８】この請求項６の発明によると、断熱シートにより、処理対象物の熱がベースプレート側に逃げないようにすることができるので、処理対象物を効率よく加熱することができる。
【００１９】請求項７に係る本発明は、請求項３ないし６のいずれか記載の真空熱圧着器において、前記開放手段が前記開放位置に配置された状態において、前記面状のヒータは、圧着状態にある前記吸着手段の前記冷却水受けよりも高い位置に配置される、ことを特徴としている。
【００２０】この請求項７の発明によると、例えば、ヒータが電気を使用するものである場合、このヒータが冷却水受けよりも高い位置に配置されているので、冷却水を使用した冷却時に、この冷却水がヒータにかかりにくくすることができる。また、万一、冷却水受けから冷却水が漏れた場合でも、漏れた冷却水がヒータに入り込むようなことがない。したがってヒータに冷却水が進入することに起因する漏電を有効に防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００２２】＜実施の形態１＞図１〜図５に、本発明に係る真空熱圧着器１０の一例を示す。このうち図１は、支持部材（支持手段）１１に対して開閉蓋（開閉手段）１３を開放位置に配置した状態を正面の斜め上方から見た斜視図、図２は、バキューム部材（吸着手段）１２、放熱板３５、断熱シート３６の積層状態を示す図であって図１と同方向の斜視図、図３は、開閉蓋１３の一部を上方から見た拡大図、図４は、図１におけるＸ−Ｘ線矢視拡大図、図５は、図１におけるＹ−Ｙ線矢視拡大図である。ただし、図５は、ワークＷ（後述）の加熱時の縦断面図を示している。
【００２３】なお、以下では、図５に示すように、この真空熱圧着器１０で、厚さの薄い処理対象物としての２枚の透明なガラスＧ１，Ｇ２の間に、同じく厚さの薄い処理対象物としてのデザインフィルム（絵柄付のホワイトフィルム）Ｆを挟み込んで接着して、クリスタルアートを製造する場合を例に説明する。また、以下では、積層状態の複数枚の加工対象物全体を「ワークＷ」というものとする。
【００２４】図１〜図５に示す真空熱圧着器１０は、支持手段としての支持部材１１と、吸着手段としてのバキューム部材１２と、開閉手段としての開閉蓋１３と、加熱手段としてのヒータ１４とを備えている。以下、この順に詳述する。
【００２５】支持部材１１は、ベースプレート１５と、下フレーム１６と、弾性部材１７（図５参照）とを有している。
【００２６】このうちベースプレート１５は、四角の板状の部材によって形成されていて、その上面は、ワークＷが載置される載置面１５ａとなっている。ベースプレート１５における右端部近傍には、図４に示すように吸引口１８が下方から取り付けられている。この吸引口１８には、パイプ２０が接続され、さらにパイプ２０にはジョイント２１、ジョイント２１にはホース２２が接続され、そして、ホース２２は真空ポンプ２３（図１参照）に接続されている。吸引口１８には、ベースプレート１５の載置面１５ａ上に構成される後述の密封空間Ｓ（図５参照）に開口する透孔１８ａが穿設されており、この透孔１８ａは、パイプ２０、ジョイント２１、ホース２２を介して真空ポンプ２３に連通されている。したがって、真空ポンプ２３を駆動することにより、この透孔１８ａ等を介して、密封空間Ｓ内から空気を抜き取ることができるようになっている。
【００２７】また、下フレーム１６は、図１に示すように複数のパイプ状のフレーム材を前後方向及び左右方向に並べて相互に連結することにより構成されている。すなわち、前後方向の４本のフレーム材１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと、左右方向の２本のフレーム材１６ｅ，１６ｆとを相互に連結して枠状の下フレーム１６を構成している。ただし、図１においては、フレーム材１６ｂ，１６ｃ，１６ｆは、そのジョイントの部分を指し示している。前後方向のフレーム材１６ａ，１６ｄの前端には、開閉蓋１３を閉鎖位置に配置したときに、後述の上フレーム３０の一部に係脱可能なフック１９ａ，１９ｂが設けてある。上述の前後方向の４本のフレーム材のうちの最も左側に位置するフレーム材１６ａの後側には、シリンダ２４の一方の端部が連結されている。なお、シリンダ２４の他方の端部は、後述の上フレーム３０に連結されている。
【００２８】また、弾性部材１７は、本実施の形態では合計４個のものが、上述の下フレーム１６とベースプレート１５との間に介装されてベースプレート１５の上下動を許容している。このうち、１個の弾性部材１７は、図５に示すように、前後方向のフレーム材１６ｃの後側部分における上部と、ベースプレート１５の下面との双方に接着剤で接着されている。他の３個の弾性部材（不図示）も同様の構成であり、配設位置は、フレーム材１６ｃの前側部分と、フレーム材１６ｂの前側部分と後側部分とである。このように、ベースプレート１５は、４個の弾性部材１７によって下フレーム１６によって支持されているので、後述のように、開閉蓋１３を閉鎖位置に配置してヒータ１４をバキューム部材１２の防水シート２５の上面に密着させたときに、良好な密着を実現することができる。これにより、ヒータ１４は防水シート２５を介してワークＷに対して均一に熱を付与することができる。弾性部材１７は、例えば、発泡ウレタン（スポンジ）によって形成することができる。
【００２９】バキューム部材１２は、上述のベースプレート１５の載置面１５ａに載置されたワークＷを上方から覆ってベースプレート１５との間に密封空間Ｓを形成する可撓性の防水シート２５と、この防水シート２５の周縁部に上向きに突設されて防水シート２５上の冷却水の漏洩を防止する土手状の縁部材２６とを有しており、これら防水シート２５と縁部材２６とによって防水シート２５の上面に冷却水受けを構成している。また、縁部材２６の下面２６ａには、その全周にわたって帯状に、シール部材２７が取り付けられている。縁部材２６の外周は、上述のベースプレート１５の外周とほぼ一致するように形成されており、バキューム部材１２を、その外周をベースプレート１５の外周にあわせるようにしてベースプレートの載置面１５ａに載置すると、防水シート２５の下面と、ベースプレート１５の載置面１５ａと、シール部材２７とによって囲まれた部分に密封空間Ｓが形成される。この状態において、上述の吸引口１８はシール部材２７の内側、つまり密封空間Ｓ内に透孔１８ａを開口させるようになっている。防水シート２５としては、例えば防水性及び耐熱性を有するゴムシートを使用することができる。本実施の形態では、バキューム部材１２は、他の部材とは個別に形成されていて、ベースプレート１５に対して着脱自在となっている。なお、バキューム部材１２は、ベースプレート１５の載置面１５ａを開閉できるように、例えば、下フレーム１６によって支持するようにしてもよい。
【００３０】開閉蓋１３は、ヒータ１４を保持する保持プレート２８と、この保持プレート２８を支持する上フレーム３０とを有している。
【００３１】このうち保持プレート２８は、上述のベースプレート１５とほぼ同形に形成された板状の部材である。
【００３２】また、上フレーム３０は、前後方向の２本のフレーム材３０ａ，３０ｂと、左右方向の３本のフレーム材３０ｃ，３０ｄ，３０ｅとを相互に連結させることにより枠状に形成されている。前後方向のフレーム部材３０ａ，３０ｂの後端は、前述の下フレーム１６の前後方向のフレーム材１６ａ，１６ｄの後端に揺動可能に連結されている。これにより、上フレーム３０は、下フレーム１６に対して開閉可能となっている。上フレーム３０と、下フレーム１６との間には、上述のシリンダ２４が介装されている。上フレーム３０は、このシリンダ２４により、閉鎖位置と開放位置との間の任意の位置で、停止できるようになっている。前後方向のフレーム３０ａ，３０ｂの前端側には、上述のフック１９ａ，１９ｂが係脱される係合部３１ａ，３１ｂが設けてある。なお、開閉蓋１３を閉鎖位置に配置し、フック１９ａ，１９ｂを係合部３１ａ，３１ｂに係合させた状態において、左右方向のフレーム材３０ｃは、真空熱圧着器１０全体を持ち運ぶ際の把手（とって）として作用する。
【００３３】また、ヒータ１４は、上述の保持プレート２８の下面に固定されている。ヒータ１４は、熱伝導率が高くて軽い部材、例えばアルミニウムで形成された熱板３２と、その周囲に土手状に設けられた枠部材３３と、熱板３２を加熱するための発熱部材（不図示）とを有する面状のヒータである。ヒータ１４は、前述のバキューム部材１２をベースプレート１５の載置面１５ａに載置し、開閉蓋１３を閉鎖位置に配置すると、バキューム部材１２の縁部材２６の内側にちょうど入る大きさに形成されている。さらに、このときヒータ１４の枠部材３３は、ワークＷや後述の断熱シート３６や放熱板３５よりも外側に位置するようになっている。これにより、熱板３２を防水シート２５の上面に密着させることが可能となる。保持プレート２８の上面の前側における左端側には、図３に示すように、ヒータ１４の温度調整ダイヤル３４が配置されている。
【００３４】本実施の形態においては、さらに、ベースプレート１５の載置面１５ａと、ワークＷとの間に、着脱自在な放熱板３５が下方に、また着脱自在な断熱シート３６が上方に重なるようにして介装される。放熱板３５は、金属性の金網状の部材であり、全体としての表面積が大きくなるように構成されている。また、断熱シート３６は、例えば、テフロン（デュポン社の登録商標）製の袋にフェルトマットを挿入して作製したものである。
【００３５】上述構成の真空熱圧着器１０は、以下のようにしてワークＷを圧着し、加熱し、冷却してクリスタルアートを製造することができる。
【００３６】まず、デザインフィルム（絵柄付のホワイトフィルム）Ｆを作製する。
【００３７】原稿をホワイトフィルムにカラーコピーし、コピー後のホワイトフィルムの絵柄の上に指定のガラスをおいて、カッターでガラスの大きさにカットする。カット後、ホワイトフィルムを中性洗剤で水洗いして油分を洗い流す。水洗い後、タオルで水分を拭き取って乾燥させる。これでデザインフィルムＦが完成する。
【００３８】ワークをセットする。
【００３９】図５に示すように、ガラスＧ１、シート状の専用接着剤（不図示）、デザインフィルムＦ、シート状の専用接着剤（不図示）、ガラスＧ２の順に重ね合わせてワークＷを形成し、これをセロテープ（登録商標）等で仮止めする。これでワークのセットが終了する。
【００４０】真空熱圧着器１０の開閉蓋１３を開けて開放位置に配置し、真空熱圧着器１０の電源を入れて、温度調整ダイヤル３４により、ヒータ１４を所定の温度に加熱する。
【００４１】ベースプレート１５上面の載置面１５ａに、放熱板３５、断熱シート３６、ワークＷの順に重ねる。そして、ワークＷの上にバキューム部材１２をかぶせる。これにより図５に示すように、ベースプレート１５の載置面１５ａと防水シート２５とシール部材２７との間に密封空間Ｓが形成される。
【００４２】真空ポンプ２３のスイッチを入れて、密封空間Ｓから空気を抜いて、積載面１５ａと防水シート２５との間にワークＷを挟み込んで圧着する。このとき断熱シート３６がクッションとして作用するので、良好な圧着を行うことができる。
【００４３】密封空間Ｓから空気が完全に抜けて、ワークＷに対して防水シート２５が密着状態になったのを確認した後、温度計（不図示）によって熱板３２の温度を測定する。熱板３２の中央に温度計を垂直に立てて、温度が９０〜９５℃前後になるのを確認したら、開閉蓋１３を閉じて閉鎖位置に配置して、熱板３２を防水シート２５の上面に密着させる。この際、前述したように、ワークＷを支持しているベースプレート１５が弾性部材１７を介して下フレーム１６により上下動可能に支持されているので、熱板３２は防水シート２５上面に良好に密着される。
【００４４】１０分間の加熱が終了した後、開閉蓋１３を開いて開放位置に配置する。ワークＷの温度を防水シート２５の上から測定し、８０℃に達していることを確認したら、真空ポンプ２３を作動させたままの状態で、ワークＷを冷却する。冷却水を十分に含ませたタオルを、防水シート２５の上からワークＷの部分にあてて冷却水によりワークＷを冷やすのである。タオルが温まったら、一旦タオルを絞って、再び冷却水をタオルに含ませ、防水シート２５の上からワークＷを冷やす。このような冷却水による冷却を、防水シート２５の上から測ったワークＷの温度が３０℃以下になるまで繰り返す。本発明においては、前述のように防水シート２５と縁部材２６とによって冷却水受けを構成し、この冷却水受けによって冷却水を滞留させることができるので、冷却水が漏れ出るようなことはない。
【００４５】ワークＷの温度が３０℃以下になったら、真空ポンプ２３のスイッチを切って、バキューム部材１２を取り除く。
【００４６】以上で、クリスタルアートが完成する。
【００４７】なお、上述のワークＷにおいて、一方のガラスＧ１を金属板に代えた場合には、メタルアートを作成することができる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、処理対象物を圧着させるための構成と、加熱するための構成とを別構成とすることにより、加熱手段による加熱終了後に、吸着手段による処理対象物の圧着状態を維持したままで、開閉手段を開放位置に移動させて加熱手段を吸着手段の上面から退避させることができ、また吸着手段の上面には冷却水受けが形成されているので、この冷却水受けを利用して冷却水により吸着手段を介して処理対象物を冷却することができる。このように、空冷方式に比べて冷却効率の高い水冷方式を、吸着手段の上面に冷却水受けを設けるといった簡単な構成で実現することができる。水冷方式により、冷却時間を大幅に短くして、全体の処理時間を短縮することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０１２１０１７９
【氏名又は名称】株式会社クリエイティブジョイ
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| 【出願日】 |
平成１３年５月２８日（２００１．５．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２３３７
【弁理士】
【氏名又は名称】近島 一夫 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３４７１１６（Ｐ２００２−３４７１１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月４日（２００２．１２．４） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１５９５８４（Ｐ２００１−１５９５８４） |
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