(57)【要約】【課題】  平面型放電ランプの点灯中の信頼性向上と共に、高輝度化を図る。【解決手段】  ランプの中央部に設置される電極６の最大幅内に、線状のスペーサー８が存在するように配置し、１本の電極６を見かけ上２分割する。１本の電極６は、線状スペーサー８によって分割される放電空間のそれぞれに露出させ、それぞれの放電空間の電極１０として作用させることで、各放電空間をそれぞれ安定して点灯させる。また、前面板基板１と背面基板２の間に設けられた中空体のスペーサー８の内部に放電ガスを封入し、その両端に電極１０を設けることで、スペーサー８自体を発光させ、発光面の輝度の均一化を図る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、内部を気密に封止した面状放電容器と、
面状放電容器内に封入された放電媒体と、
前面基板と背面基板との間隙に設けられた任意形状で細長のスペーサーと、
背面基板の内壁または外壁に放電媒体に接触しないように設けられた任意形状で細長の外部電極とを具備する平面型放電ランプにおいて、
前記電極は、高電圧が印加される電極と低電圧が印加される電極が交互に配置され、前記電極の長手方向と前記スペーサーの長手方向は略平行であり、さらに、前記スペーサーと背面基板との接合面は、電極の最大幅内に位置するように配置されることを特徴とする平面型放電ランプ。
【請求項２】
前記スペーサーは、その長手方向に垂直な断面の形状が、正方形、長方形、台形、逆台形、管形、円柱形、三角形、逆三角型、凸形又は凹形であることを特徴とする請求項１に記載の平面型放電ランプ。
【請求項３】
前記スペーサーは、前記背面基板側から観測した見かけ上の形状が、連続的な、線状、長方形、正弦波形状、三角波形状又は矩形波形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の平面型放電ランプ。
【請求項４】
前記電極は、帯状又は中央部で幅が減少した帯状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平面型放電ランプ。
【請求項５】
前記電極は、正弦波形状、三角波形状又は矩形波形状に蛇行していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平面型放電ランプ。
【請求項６】
前記スペーサーは透光性中空体であり、その中空部に放電媒体を封入して気密にし、端部に外部電極を設置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の平面型放電ランプ。
【請求項７】
前記スペーサーは前面基板と一体的に形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の平面型放電ランプ。
【請求項８】
前記前面基板は、凹凸形状又は波型形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の平面型放電ランプ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の平面型放電ランプを光源として具備する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型放電ランプ及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２１は、実用新案登録第３０１５２６２号公報（特許文献１）に記載された、１種の面光源装置である平面形放電ランプを示している。面光源装置３０は、図の上下方向に幅が薄く、左右方向に幅が広い枠状のガラス製等の放電チューブ３１を備えている。放電チューブ３１の上面３２および下面３３は互いに平行であり、上面３２及び下面３３の両側の面は平らに形成されている。放電チューブ３１は密閉され、通常、放電チューブの内面には蛍光膜３４が形成され、放電チューブ３１の内部空間にはアルゴンのような希ガス、又は水銀蒸気、又はこれらの混合ガスが封入される。
【０００３】
平らに形成された放電チューブ３１の外面の上下面には、互いに平行な複数個の長い電極３５，３６がそれぞれ形成されている。電極３５及び電極３６は所定の幅を有する薄いストリップ形状であり互いに向い合っている。電極３５，３６の幅は隣り合う電極同士間の短絡、漏電が生じず、かつ放電チューブ全面で放電が発生するように形成され、厚さは抵抗（面抵抗）値が増大して損失が大きくならない程度に薄く形成されている。
【０００４】
図中では、電極３５，３６の個数は上下面にそれぞれ３つになっているが、放電チューブ３１の幅により必要な場合は増減が可能である。また、電極３５，３６は上下面に形成されているが、片面のみに形成されることも可能である。
【０００５】
電極３５，３６において、隣り合う電極には電源Ｅの異なる極性の端子が接続され、向かい合う電極３５，３６は同じ極性の電源Ｅの端子が接続される。電極３５，３６にはこれらの全長にわたり放電チューブ３１内において放電が生じるに十分な電圧が供給され点灯される。
【０００６】
しかし、上記構成のように、陽極と陰極が均等間隔で互い違いに配置される場合、図２２の電極の説明図に示すように発光の均一性が得られにくい不具合を生じる。例えば、陽極Ａ２に注目した場合、Ａ２の両側には陰極Ｋ２とＫ３が配置されているが、両者間に電圧を同時に印加した場合、Ａ２−Ｋ２およびＡ２−Ｋ３の電極間距離の差異、または、電極間に位置するガラス管、蛍光体層の表面状態（帯電状態）およびプラズマ状態の差異により、放電開始が容易な側のＡ２−Ｋ２間で放電が形成される。この放電により、陽極Ａ２を覆っている誘電体層（ガラス管）表面に帯電している電荷がＫ２−Ａ２間の放電で使用されるため、もう一方のＡ２−Ｋ３間では電圧が不足し放電が形成されなくなる。その結果、画面全体の発光の均一性が得られない。
【０００７】
上記の不具合を改善するため、特表２０００−５００９１６（特許文献２）では図２３，２４に示す構成の平面放電管が提案されている。この平面放電管６０の場合、放電容器６１の壁に、ほぼ互いに平行に延びているストリップ状の陽極６３と陰極６２が形成され、少なくとも陽極６３と放電媒体との間には誘電体層（ガラス管）が存在している。ここで、陽極６３は２つのストリップ状電極６３ａ，６３ｂから構成され、この陽極対６３ａ，６３ｂの両端には陰極６２が配置される構成である。ここで、電極上の蛍光体層の発光強度は電極中央部の蛍光体層の発光より弱くなる等の理由から、ストリップ状電極６３の幅は０．５〜２ｍｍと細く形成される。この平面放電管では、図２５に示すように、１個の陰極６２を起点として、その両隣に配置される陽極６３に対して、同時に放電を形成することができ、その結果、画面全体にほぼ均等な発光が得られる。
【０００８】
近年、液晶ディスプレイの大型化に伴い、バックライト光源に使用される蛍光ランプの大型化が求められており、これにより大気圧による爆縮を防止する構造が必要がある。しかし、その強度を得るために前面基板と背面基板の肉厚を厚くすると、軽量、薄型化の妨げとなる。そこで、前面基板と背面基板の間にスペーサーを設けることにより耐圧を持たせ、薄型化を可能にするという様々な提案が出されている。
【０００９】
このように前面ガラスと背面ガラスの間にスペーサーを設けると、そのスペーサー自体は発光しないため、スペーサーが位置する部分の輝度が低下し、発光面に輝度ムラが発生するという別の問題が引き起こされる。そこで大気圧による爆縮を防止するためにスペーサーを前面板と背面板の間に設けた平面放電管では、発光面の輝度ムラを無くす方法として、スペーサー自体を発光させるという技術が知られている。
【００１０】
特開昭６３−２３２２６０（特許文献３）には、そのようにスペーサーを発光させる技術が開示されている。しかし、スペーサー内部に電極を設けると、スパッタリングによる黒化のために、同様に発光面の均一化を損なう恐れがある。スペーサーを設けない場合、大型化になるほど前面基板と背面基板の肉厚を厚くする必要があり、軽量化、薄型化が困難になる。
【００１１】
スペーサーの配置例としては、特開２００３−４５３７６（特許文献４）では、図２６に示す構成の平面放電管が提案されている。この平面放電管は、透光性を有する前面板４０と背面板４１を略平行に位置させて、扁平状の放電空間４５を有する密閉容器５０を構成している。この技術では、発光の均一性を確保するために、陽極を２分割させるのに加え、さらに陰極を２分割して、複数対の電極４２ａ，４２ｂを形成している。電極４２ａ，４２ｂの表面には誘電体層が設けられている。密閉容器５０の内部に希ガスが封入されている。この平面放電管では複数対の放電電極４２ａ，４２ｂの互いに隣接した電極に同一の電圧を印加して放電させる。
【００１２】
上記いずれにあっても、電極形成には、スクリーン印刷等により導電性ペーストを印刷する方式が取られている。電極の幅が狭くなると、導電性ペーストの印刷の際のスクリーン製版の目詰まりを起こし、電極幅がさらに狭くなる箇所が発生したり、製造中において傷が入って断線したりする可能性も高くなる。その結果、ランプが点灯しなくなるものや、連続点灯中において電極部の細くなっている部分の抵抗が高くなり、通電により電極の断線が生じる確率が高くなり、ランプの品質を低下させる要因となる。また、ランプの大型化に伴い、電極の長さが長くなると、給電部で印加された電圧値が、給電部から離れるに従って電極の抵抗損失により低下していき、ランプの先端部では電圧が不足するようになる。その結果、給電部から離れるにしたがって、ランプの明るさが低下していき、均一な発光が得られにくい問題が発生する。
【特許文献１】実用新案登録第３０１５２６２号公報
【特許文献２】特開２０００−５００９１６号公報
【特許文献３】特開昭６３−２３２２６０号公報
【特許文献４】特開２００３−４５３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、点灯中の信頼性向上が図れると共に、高輝度化が図れる平面型放電ランプを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、透光性の前面基板と背面基板とを対向させて配置し、内部を気密に封止した面状放電容器と、面状放電容器内に封入された放電媒体と、前面基板と背面基板との間隙に設けられた任意形状で細長のスペーサーと、背面基板の内壁または外壁に放電媒体に接触しないように設けられた任意形状で細長の外部電極とを具備する平面型放電ランプにおいて、前記電極は、高電圧が印加される電極と低電圧が印加される電極が交互に配置され、前記電極の長手方向と前記スペーサーの長手方向は略平行であり、さらに、前記スペーサーと背面基板との接合面は、電極の最大幅内に位置するように配置されることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサーは、その長手方向に垂直な断面の形状が、正方形、長方形、台形、逆台形、管形、円柱形、三角形、逆三角型、凸形又は凹形であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサーは、前記背面基板側から観測した見かけ上の形状が、連続的な、線状、長方形、正弦波形状、三角波形状又は矩形波形状であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記電極は、帯状又は中央部で幅が減少した帯状であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記電極は、正弦波形状、三角波形状又は矩形波形状に蛇行していることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサーは透光性中空体であり、その中空部に放電媒体を封入して気密にし、端部に外部電極を設置したことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の平面型放電ランプにおいて、前記スペーサーは前面基板と一体的に形成されたことを特徴とするものである。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項７に記載の平面型放電ランプにおいて、前記前面基板は、凹凸形状又は波型形状に形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項９の発明の照明装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の平面型放電ランプを光源として具備するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ランプの中央部における外面電極の最大幅内に、線状のスペーサーと背面基板との接合面を配置することにより、１本の外部電極は線状スペーサーによって分割される放電空間のそれぞれに露出され、それぞれの放電空間の電極として作用することができるので、各放電空間をそれぞれ安定して放電点灯させることができ、その結果、１本の電極の形態では難しかった画面全体の安定発光が可能である。
【００２４】
また本発明によれば、爆縮を防止するためのスペーサー部を発光することが可能となり、平面型放電ランプの発光部では輝度ムラがなく均一に発光させることができる。
【００２５】
また本発明によれば、電極を２分割して、外部電極を細く形成する必要がないので、製造中における外部電極の形成のしやすさが向上する。
【００２６】
さらに本発明によれば、外部電極を広く形成できるため、外部電極の抵抗値が低くなって外部電極の熱損失を低減でき、その結果、画面の大型化に伴ってそのバックライトとして用いる平面型放電ランプの外部電極長が長くなった場合でも、給電部から離れるに従って生じる電圧の低下を抑えることができ、給電部に対向するランプの先端部まで安定に発光させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２８】
（第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプを示す斜視図である。透光性のガラス板から構成される前面基板１と背面基板２を略一定の間隔で対向させて配置し、２枚のガラス板の周辺部を側壁３を介してフリットガラス４で接着して、平面状の放電容器を形成している。その他、平面状容器の形成例としては、どちらか一方のガラス基板を盆状に熱成形して側壁を省略する構成や、フリットガラスを使用しないで、ガラス基板の周辺部を加熱してガラスを溶融させて接着する方法などをとることができる。
【００２９】
平面状放電容器の内部には、放電媒体として、水銀蒸気、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン、ヘリウムが単独もしくは２種類以上混合されて、数ｋＰａから数１００ｋＰａの封入圧力で封入されている。
【００３０】
前面基板１と背面基板２の内側には、蛍光体層５ａ，５ｂが形成されており、放電によって放電媒体から放射される紫外線を可視光に変換する。蛍光体は、一般照明、冷陰極蛍光ランプ、ＰＤＰに使用されるのと同種のものが用いられ、単独で塗布されるか、または発光色の異なる数種類の蛍光体が混合して塗布されて、蛍光体層５ａ，５ｂが形成されている。また、異なる発光色の蛍光体が個別に縞状またはドット状に塗布されることもある。
【００３１】
光を取り出す側の前面基板１の蛍光体層５ａは、背面基板２側からの蛍光体の光を損失なく透過させるために、例えば、平均粒径（１次粒子径）が約２．５μｍ以上の蛍光体粒子を、厚さ５〜１５μｍと薄く形成してある。一方、光を取り出さない背面基板２の蛍光体層５ｂは、光を前面基板１側に多く導くために、例えば、平均粒径が約２．５μｍ以下の蛍光体粒子を厚さ３０〜１００μｍと厚く形成して、反射輝度を高める構成にしてある。なお、背面基板２と蛍光体層５ｂとの間に、微粒子の金属酸化物の反射層を形成することもできる。図中では、両方のガラス基板１，２の内面に蛍光体層５ａ，５ｂを設けているが、どちらか一方の蛍光体層を省略する構成もとることもできる。また、前面基板１と背面基板２の両方の蛍光体層５ａ，５ｂを省略して、放電媒体から放射される可視光を直接利用する形態を採ることもできる。
【００３２】
背面基板２の外面には、高圧電圧を印加する外部電極６と、低圧電圧を印加する外部電極７が、交互に配置されている。外部電極６と７の形状は、図中に示すように帯状とする以外に、例えば、図２の電極１０のように凸部を側面に設けた形状、図３に示すように中央部の厚みを狭くした帯状の形状とし、あるいは図４に示すように三角波形状にするなど多彩な異形状にすることができる。ここでＬは電極の最大幅を示している。
【００３３】
図１に示すように、前面基板１と背面基板２との間には、細長のスペーサー８が一定の間隔で複数本配置されており、前面基板１と背面基板２の間隔を一定に保つとともに、放電容器の内外気圧差によるランプの爆縮による破損を防止してる。
【００３４】
背面基板２の端部に設けられる外部電極７´の電極幅は、中央部の外面電極６，７それぞれが放電空間へ露出する幅程度に短く設定されている。
【００３５】
上記構成の平面型放電ランプでは、高電圧側の外部電極６と低電圧側の外部電極７，７´との間に、周波数１０〜２００ｋＨｚの矩形波電圧、三角波電圧、正弦波電圧またはパルス電圧を電源Ｅによって印加すると、平面状放電容器内で線状スペーサー８によって分断された各々の放電空間において放電が形成される。そして、放電媒体から放射される紫外線が、蛍光体層５ａ，５ｂによって可視光に変換され照明装置１００として利用される。
【００３６】
スペーサー８の断面形状は、図１に示すような直方体以外に、図５、図６に示すような台形状、図７、図８に示すような三角形状、図９に示すような円形状、図１０に示すような管型など多彩な形状をとることができる。背面基板２側から見たスペーサー８の底面形状は、図１１に示すような直線状、図１２に示すような波形状、図１３に示すような方形波形状のように細長状で連続的な構成や、図１４に示すような断線形状をとることができる。いずれの構成においても、前記のスペーサー８と背面基板２との接合面の長手方向と、電極６，７の長手方向とは略平行であり、前記スペーサー８と背面電極２との接合面は、個々の電極の最大幅Ｌ内に存在するように配置されている。これにより、１本の外部電極６又は７は線状スペーサー８によって分割される放電空間のそれぞれに露出され、それぞれの放電空間の電極として作用することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）図１５〜図１７は本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプ２０の斜視図、上面図、断面図を示している。また、図１８は図１６におけるＡ−Ａ´線断面図である。前面基板１と背面基板２の間に、大気圧による爆縮を防ぐためにスペーサー８が設けられている。このスペーサー８は中空である。前面基板１と背面基板２および側壁３によって、放電容器内は気密に保たれ、そこには放電媒体として少なくとも水銀あるいは一種類以上の希ガスが封入されている。
【００３８】
また、中空のスペーサー８の内部も気密に保たれ、同様に水銀あるいは一種類以上の希ガスが封入されている。ここで必ずしも、放電容器内とスペーサー８の内部の希ガスは同一ではない。蛍光体層９は前面基板１、背面基板２およびスペーサー８の内周に塗布形成されている。本実施の形態では、前面基板１に電極１０が設置されているが、背面基板２に電極１０を設置してもよい。前面基板１あるいは背面基板２に設置される電極１０とスペーサー８に設置される電極１０は一体となっており、前面基板１の発光部とスペーサー８の発光部は同一電源によって点灯することが可能である。
【００３９】
本発明により、実施の形態の平面型放電ランプ２０では、放電容器の発光部と爆縮防止のために設けられているスペーサー８とを同時に発光させることができ、発光面全体を均一に発光させることができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）図１９は、本発明の第３の実施の形態の平面型放電ランプ２０の背面基板２側から見た図であり、図２０は、前面基板１側から見た斜視図である。本実施の形態では、スペーサー８を設置する代わりに、前面基板１を熱成形により凹凸に形成し、凸部１ｂを背面基板２に押し当てて、スペーサーとして機能させている。この場合、凸部１ｂと背面基板２との接合面は、第１の実施の形態と同様に、外部電極６及び７の最大電極幅Ｌ内に位置するように設定してある。また、前面基板１と背面基板２の間隙に蛍光体層５ａ，５ｂが塗布されている。この構成により製造コストを低減できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の平面型放電ランプの斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に用いる電極であって、凸部を側面に設けた電極の断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に用いる電極であって、中央部の厚みを狭くした帯状の形状の電極の断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に用いる電極であって、三角波形状の電極の断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態において、断面が台形状のスペーサーを用いた平面型放電ランプの一部を省略した斜視図。
【図６】本発明の第１の実施の形態において、断面が逆台形状のスペーサーを用いた平面型放電ランプの一部を省略した斜視図。
【図７】本発明の第１の実施の形態において、断面が三角形状のスペーサーを用いた平面型放電ランプの一部を省略した斜視図。
【図８】本発明の第１の実施の形態において、断面が逆三角形状のスペーサーを用いた平面型放電ランプの一部を省略した斜視図。
【図９】本発明の第１の実施の形態において、断面が円形状のスペーサーを用いた平面型放電ランプの一部を省略した斜視図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態において、断面が中空円形状のスペーサーを用いた平面型放電ランプの一部を省略した斜視図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態において用いる底面形状が直線状のスペーサーの長手方向に平行な断面図。
【図１２】本発明の第１の実施の形態において用いる底面形状が波形状のスペーサーの長手方向に平行な断面図。
【図１３】本発明の第１の実施の形態において用いる底面形状が方形波形状のスペーサーの長手方向に平行な断面図。
【図１４】本発明の第１の実施の形態において用いる底面形状が断線形状のスペーサーの長手方向に平行な断面図。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプの斜視図。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプの上面図。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の平面型放電ランプの断面図。
【図１８】図１６におけるＡ−Ａ´線断面図。
【図１９】本発明の第３の実施の形態の平面型放電ランプの背面側から見た斜視図。
【図２０】本発明の第３の実施の形態の平面型放電ランプの前面側から見た斜視図。
【図２１】従来の面光源装置の斜視図。
【図２２】従来の面光源装置の電極の説明図。
【図２３】従来の平面型放電ランプの上面図。
【図２４】図２３におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図２５】従来の平面型放電ランプの電極の配置の説明図。
【図２６】従来の平面型放電ランプの斜視図。
【符号の説明】
【００４２】
１  前面基板
２  背面基板
３  側壁
４  フリットガラス
５ａ，５ｂ  蛍光体層
６，７，７´，１０  外部電極
８  スペーサー
９  蛍光膜
２０  平面型放電ランプ
Ｅ  電源
Ｌ  電極の最大幅
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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