(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を高真空状態に保持された外囲器と、前記外囲器内の両端部に設けられる複数対のフレームと、前記複数対のフレームの各対に設けられる複数対の支持体と、前記複数対の支持体の各対ごとに１本ずつ両端部を固定されて前記外囲器内に互いに平行に張設される複数本のフィラメント状の陰極とを有する蛍光発光装置であって、
前記複数対の支持体は形状・寸法がすべて同一であり、前記外囲器の両端部において前記支持体が前記陰極の長手方向に直交する方向について一列に並んでおり、
前記各フレームの両端部が前記外囲器の封着部分に固定されている蛍光発光装置において、
前記外囲器の両端部にそれぞれ複数個ずつあるフレームが、立体構造で互いに電気的に絶縁されて交差していることを特徴とする蛍光発光装置。
【請求項２】
前記フレームが２対であり、前記外囲器の両端部にそれぞれ２個ずつある前記フレームの一方が前記外囲器の内面から離れた屈曲部を有しており、前記フレームの他方が前記一方のフレームに接触せずに前記屈曲部の下に配設されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光発光装置。
【請求項３】
前記フレームが３対であり、前記外囲器の両端部にそれぞれ３個ずつある前記フレームの内、第１のフレームと第２のフレームは前記外囲器の内面から離れた第１の屈曲部及び第２の屈曲部を有しており、
第１のフレームに接触せずに第１の屈曲部の下に第２及び第３のフレームが配設されており、第２のフレームに接触せずに第２の屈曲部の下に第３のフレームが配設されていることを特徴とする請求項１記載の蛍光発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本のフィラメント状の陰極を支持体で張設した蛍光発光装置に係り、特に陰極の一端を支持する支持体が設けられたフレームを電気的に分割して陰極を複数組に別けて選択的に駆動でき、また各陰極の端部におけるエンドクールの状態が一定となるようにした蛍光発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な蛍光発光装置は、内部が高真空状態に保持された外囲器を有しており、その内部に各種電極等が収納された構造となっている。具体的には、外囲器の一部を構成する基板の内面に陽極が形成されている。一般に陽極は基板上に形成された陽極導体と、陽極導体に被着された蛍光体層からなる。前記陽極の上方には制御電極が設けられる。前記制御電極の上方にはフィラメント状の陰極が設けられる。陰極から放出された電子は制御電極において加速・制御され、陽極の蛍光体層に射突してこれを発光させる。
【０００３】
ところで、前述したフィラメント状の陰極は蛍光発光装置の表示エリアの面積に応じて１本乃至複数本が使用される。複数本の場合には、通常互いに平行に配列される。フィラメント状の陰極の両端は一対の支持体によって固定される。一般的な支持体は、陰極の一端を固定するサポート部材と、他方を固定して陰極に張力を与える弾性を備えたアンカー部材とからなる。支持体は基板上に配置されたフレームに固定されている。フレームは外囲器の外に導出されている。
【０００４】
さて、近年蛍光発光装置は、その適用分野が拡大し、車載用にも広く採用されるに至っている。車載用の蛍光発光装置の表示部分においては、速度計や回転計等のように運転中は常時表示しなければならない表示部分と、各種警告灯等のように特定の場合のみ点灯すればよい表示部分とがある。
【０００５】
すべての表示部分に対応するすべての陰極に通電しておき、必要な表示部分の陽極に表示信号を与えて必要な部分のみを表示させることもできるが、これでは点灯する必要のない部分に対応する陰極にも常時駆動電流を与えることとなり、電力が無駄となる。そこで、陰極を張設する支持体が取り付けられたフレームを必要な数に分割し、複数本の陰極を必要なものだけ分割して駆動できるように電気的に複数の系統に分割した蛍光発光装置が提案されている。
【０００６】
図１１は、実開昭６０−５５０６３号にて開示された蛍光表示管である。この蛍光表示管では、フィラメント状の陰極１００を支持する支持体１０１，１０２は、フレーム１０３，１０４に取り付けられている。フレーム１０３，１０４は、陰極１００の長手方向に直交する細長い形状であり、陰極１００の両端において陰極１００の長手方向に沿って互いに平行に並んでいる。陽極基板１０５の一方の端部において外側に設けられたフレームと、陽極基板１０５の他方の端部において内側に設けられたフレームとが組になっており、合計２組のフレームを構成している。陰極１００は、各組にそれぞれ２本ずつ張設されており、電気的に分割された２系統を構成している。
【０００７】
図１２は、実開平２−５８７２号にて開示された蛍光表示管である。この蛍光表示管では、陽極基板２００の長手方向の両端部に、分割された２個のフレーム２０１，２０２が上下に並んでそれぞれ設けられている。陰極２０３は、陽極基板２００の長手方向の両端部間で対応するフレーム間に張設されており、電気的に分割された２系統の陰極が構成されている。
【０００８】
図１３は、特開平９ー１５７７６６号にて開示された蛍光表示管の陰極３００の端部付近を示す図である。この蛍光表示管の陽極基板の端部には、２つのフレーム３０１，３０２が陰極３００の長手方向に並んで設けられている。そして、内側（図中左側）のフレーム３０１には陰極方向に長いアームを備えた支持体３０３を設け、外側（図中右側）のフレーム３０２には陰極方向に短いアームを備えた支持体３０４を設け、陰極３００の固定されている端部が陰極３００の長手方向と直交する方向に沿って一列に並ぶように構成されている。また、図１４に示すように、図１３の左側のフレーム３０１に設けられた陰極方向に長い支持体３０３のアームを階段状に形成し、陰極３００との接触長さを短い支持体３０４と同一とした支持体３０５の例も開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示した構造では、陰極１００の固定されている端部が陰極１００の長手方向と直交する方向に沿って一列に並ばない。このため、表示エリアに近い側の支持体１０１，１０２に張設された陰極１００と、遠い側の支持体１０１，１０２に張設された陰極１００とでは、エンドクール（支持体に熱を奪われて電子放出能力が落ちている範囲）の状態が表示部に対して均一でなくなり、表示部の輝度むらの原因となっていた。
【００１０】
図１２に示した構造では、表示部に対する各陰極２０３のエンドクールの状態は同一になる。しかし、フレーム２１０，２０２は陽極基板２００の端部で上下に分割され、陰極２０３の長手方向と直交する方向に沿って一列に配置されているので、外囲器の封着部分に保持されるのは分割された各フレーム２１０，２０２の外側の一端部のみであり、隣り合っている部分は陽極基板２００上にあって保持されていない。このため、陽極基板２００上にあるフレームの封着部分による押さえが十分にはきかず、場合によってはフレーム２１０，２０２が陽極基板２００上に浮き上がって張設される高さが陰極２０３によってばらついてしまい、輝度むらが発生する原因になっていた。
【００１１】
図１３に示した構造では、表示部に対する各陰極３００のエンドクールの状態は同一になる。しかし、陰極方向に長い支持体３０３と、短い支持体３０４の２種類の支持体を有しており、これらを同一の成形精度で加工しても、長さ及び折り曲げ角度に公差を持つので陰極３００を固定する部分の高さにばらつきが生じてしまい、輝度むらが発生する原因になっていた。長いアームが階段状になっている支持体３０５であればなおさらである。特に、長いアームの支持体３０３では、折り曲げ角度のばらつきが陰極３００を固定する高さのばらつきに大きく影響し、階段状の支持体３０５では、折り曲げ部分が３ヶ所もあるので、高さのばらつきに対して不利な構造である。
【００１２】
本発明は、複数のフィラメント状の陰極が分割されたフレームに取り付けられて必要な表示領域に対応する陰極のみに選択的に電力を与えることが出来る蛍光発光装置において、各陰極の高さのばらつきが少なくエンドクールを均一な状態にする蛍光発光装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された蛍光発光装置は、内部を高真空状態に保持された外囲器と、前記外囲器内の両端部に設けられる複数対のフレーム（５，６，７，８，１５，１６，１７，１８，２５，２６，２７，２８，３５，３６，３７，３８，４５，４６，４７）と、前記複数対のフレームの各対に設けられる複数対の支持体（サポート３、アンカー４）と、前記複数対の支持体の各対ごとに１本ずつ両端部を固定されて前記外囲器内に互いに平行に張設される複数本のフィラメント状の陰極（２）とを有する蛍光発光装置であって、前記複数対の支持体は形状・寸法がすべて同一であり、前記外囲器の両端部において前記支持体が前記陰極の長手方向に直交する方向について一列に並んでおり、前記各フレームの両端部が前記外囲器の封着部分に固定されている蛍光発光装置において、
前記外囲器の両端部にそれぞれ複数個ずつあるフレームが、立体構造で互いに電気的に絶縁されて交差していることを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載された蛍光発光装置は、請求項１記載の蛍光発光装置において、前記フレーム（５，６，７，８，３５，３６，３７，３８）が２対であり、前記外囲器の両端部にそれぞれ２個ずつある前記フレームの一方が前記外囲器の内面から離れた屈曲部（９，３９）を有しており、前記フレームの他方が前記一方のフレームに接触せずに前記屈曲部の下に配設されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載された蛍光発光装置は、請求項１記載の蛍光発光装置において、前記フレーム（４５，４６，４７）が３対であり、前記外囲器の両端部にそれぞれ３個ずつある前記フレームの内、第１のフレーム（４５）と第２のフレーム（４６）は前記外囲器の内面から離れた第１の屈曲部（４８）及び第２の屈曲部（４９）を有しており、第１のフレームに接触せずに第１の屈曲部（４８）の下に第２及び第３のフレームが配設されており、第２のフレームに接触せずに第２の屈曲部（４９）の下に第３のフレームが配設されていることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２を参照して説明する。本例の蛍光発光装置は、ガラス等の絶縁材料からなる板材を気密に組み合わせて封着した箱形の外囲器を有している。外囲器の内部は製造工程において高真空状態に排気される。
【００２０】
図中の１は、外囲器の一部を構成する矩形状の陽極基板１である。図示はしないが陽極基板１上には陽極導体と陽極導体に接続された配線導体が形成され、さらに陽極導体の上には蛍光体層が被着されて発光表示部としての陽極１０が構成される。図示しないがこの陽極１０の上には制御電極が設けられる。
【００２１】
陽極基板１上の制御電極の上方には、図１に示すように複数本のフィラメント状の陰極２が互いに平行に張設されている。各陰極２は、矩形の陽極基板１の長手方向に沿って張設されており、陽極基板１の長手方向の両端部において両端部が支持体によって固定されている。支持体は、陰極２の一端を固定するサポート３と、他端を弾性的に保持して陰極２に張力を与えるアンカー４からなる。いずれの支持体も、陽極基板１の両端部に配置されたフレーム５，６，７，８に固定されている。図２は、複数本の陰極２の各一端部を固定する複数個のアンカー４と、これらのアンカー４が設けられた形状の異なる２つのフレーム５，６を示している。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本例では複数対の支持体（アンカー４及びサポート３）はすべて形状・寸法が同一の構造である。アンカー４又はサポート３は、陽極基板１の端部において陰極２と直交する方向について一列に並んでいる。即ち、支持体による各陰極２の固定位置は陰極２の長手方向について一致している。
【００２３】
本例では、支持体が取り付けられているフレームは陽極基板１の端部ごとに２つずつあり、これらは陽極基板１の両端部間で２つのフレーム対（５と８、６と７）を構成している。２対のフレームは構造的に分割されて電気的に絶縁されており、それぞれ有しているアンカー４とサポート３の間に陰極２を張設している。
【００２４】
図１及び図２に示すように、陽極基板１の一端部には、アンカー４が設けられている２つのフレーム５，６がある。２つのフレーム５，６は、折れ曲がる向きが互いに異なる略クランク状である。一方のフレーム６は、外囲器を構成する陽極基板１の内面から離れて略コ字状に立ち上がった屈曲部９を有している。他方のフレーム５は、一方のフレーム６に接触せずに、前記屈曲部９の下を通過して陽極基板１の上面に配設されている。即ち、２つのフレーム５，６は立体交差しており、電気的に絶縁されている。そして、２つのフレーム５，６の各両端部は、外囲器の長辺側の封着部分に固定されている。陽極基板１の他端部に設けられている２つのフレーム７，８も略同一の構造である。
【００２５】
本例の構造によれば、複数のフィラメント状の陰極２を、分割されて立体交差したフレーム５，６又は７，８に取り付けている。このため複数の陰極２を異なる電気系統に確実に分割して駆動することができ、必要な表示領域に対応する陰極２のみに選択的に電力を与えることが出来る。さらに、各陰極２を張設しているサポート３とアンカー４が、陰極２の両端において長手方向と直交する方向に一列に並ぶので、陽極１０に対する各陰極２のエンドクールの位置関係が均一になり、表示のむらがなくなる。さらに、各陰極２を張設しているサポート３とアンカー４の構造が同じなので、張設された各陰極２の高さにばらつきが少なくなり、またフレームは両端部において外囲器の封着部で保持されるので浮き上がりが少なく、このために陽極１０との距離が均一になって輝度むらが発生しにくくなる。
【００２６】
本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。
本例の蛍光発光装置は、第１の例とフレームの構造が異なる。本例のフレーム１５，１６，１７，１８はクランク形状であり、第１の例のように立体交差してはいない。陽極基板１の一端部において、２つのフレーム１５，１６は間隔をおいて配設され、電気的に別系統の陰極２を張設している。２つのフレーム１５，１６に設けられた支持体（アンカー４）の構造は同一であり、２つのフレーム１５，１６における陰極２の固定位置は同一であり、２つのフレーム１５，１６は各両端部を外囲器の長辺側の封着部に保持されている。その他の構成は第１の例と同一である。本例によれば、第１の例と同等の効果を得ることができる。
【００２７】
本発明の第３の実施の形態を図４を参照して説明する。
本例の蛍光発光装置は、第１の例とフレームの構造が異なる。本例のフレーム２５，２６，２７，２８はＬ字形状であり、第１の例のように立体交差してはいない。陽極基板１の一端部において、２つのフレーム２５，２６は間隔をおいて配設され、電気的に別系統の陰極２を張設している。２つのフレーム２５，２６に設けられた支持体（アンカー４）の構造は同一であり、２つのフレーム２５，２６における陰極２の固定位置は同一であり、２つのフレーム２５，２６は各両端部を外囲器の長辺側と短辺側の封着部に保持されている。その他の構成は第１の例と同一である。本例によれば、第１の例と同等の効果を得ることができる。
【００２８】
本発明の第４の実施の形態を図５及び図６を参照して説明する。
図５は本例の平面図、図６はサポート３側のフレームの斜視図である。本例の蛍光発光装置は、第１の例と同様に立体交差構造であるが、フレーム３５，３６，３７，３８の構造が異なる。陽極基板１の一端部において、平面視クランク状の一方のフレーム３７には、陽極基板１から略コ字状に浮き上がった屈曲部３９があり、この部分が平面で見てクランク状に直角に曲がっている。この部分を他方のクランク状のフレーム３８が接触せずに通過している。このように、２つのフレーム３７，３８は間隔をおいて配設され、電気的に別系統の陰極２を張設している。２つのフレーム３７，３８に設けられた支持体（サポート３）の構造は同一であり、２つのフレームにおける陰極２の固定位置は同一であり、２つのフレームは各両端部を外囲器の長辺側の封着部に保持されている。その他の構成は第１の例と同一である。本例によれば、第１の例と同等の効果を得ることができる。
【００２９】
本発明の第５の実施の形態を図７を参照して説明する。
本例の蛍光発光装置では、外囲器の両端部にそれぞれ複数個ずつあるフレームが、立体構造で互いに電気的に絶縁されて交差している点は第一の例と同一であるが、前記フレームが３対である点と、これらの立体交差構造が異なる。第１のフレーム４５と第２のフレーム４６は、外囲器の内面から離れた第１の屈曲部４８及び第２の屈曲部４９を有している。第１のフレーム４５に接触せずに、第１のフレーム４５の屈曲部４８の下に、第２及び第３のフレーム４６，４７が配設されている。第２のフレーム４６に接触せずに、第２のフレーム４６の屈曲部４９の下に第３のフレーム４７が配設されている。このように、３つのフレーム４５，４６，４７は間隔をおいて配設され、電気的に別系統の陰極２を張設している。３つのフレーム４５，４６，４７に設けられた支持体（アンカー４）の構造は同一であり、３つのフレーム４５，４６，４７における陰極２の固定位置は同一であり、３つのフレーム４５，４６，４７は各両端部を外囲器の長辺側の封着部に保持されている。その他の構成は第１の例と同一である。本例によれば、第１の例と同等の効果を得ることができる。
【００３０】
図８〜図１０は、本発明（特に第一の例）を蛍光プリントヘッド５０に応用した例を示しており、図８及び図９において、第１の例と機能が実質的に相当する要部には第１の例と同一の符号を付す。この蛍光プリントヘッド５０は、外囲器の内部にドット状の多数の陽極からなる第１の陽極列５１と第２の陽極列５２を有している。これらの陽極列５１，５２は、外囲器の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。これらの陽極は外囲器外の陽極基板１上に引き出されて外部端子部５３に接続されている。各陽極列５１，５２の上には、制御電極と、フィラメント状の陰極２がそれぞれ設けられている。即ちフィラメント状の陰極２は２本であり、支持体（アンカー４又はサポート３）が設けられた２つのフレーム５，６及び７，８でそれぞれ両端を保持されている。２本の陰極２の間及び２つの陽極列５１，５２の間には、シールド電極５４が設けられている。
【００３１】
図１０はこの蛍光プリントヘッド５０の駆動回路を示す。
第１の陽極列５１と第２の陽極列５２の、ＩＣによって選択された陽極ドットには、陽極電位Ｅb が常時印加されている。千鳥状に隣接する第１及び第２の陽極列５１，５２の２個の陽極ドットは、それぞれ共通に接続され、ＩＣによって駆動される。
【００３２】
第１及び第２の陰極２，２は、各々独立したトランス３０，３１を電源としており、駆動時は常時加熱されて電子を放出できる状態にある。各々独立したトランス３０，３１の２次側コイルからはセンタータップが引き出され、このセンタータップ電位Ｅk1, Ｅk2を陰極選択手段によって切り換えることにより一方の陰極２を選択し、陽極列の選択を行う。
【００３３】
即ち、このセンタータップ電位Ｅk1, Ｅk2は、プルアップ抵抗Ｒs,Ｒs を介して陽極電位Ｅb に接続されるとともに、それぞれスイッチング素子Ｔr1, Ｔr2を介して接地されている。そして、各スイッチング素子Ｔr1, Ｔr2のゲートには互いに異なるＯＮ又はＯＦＦの切替信号が入力されるようになっている。ＯＮ信号が入力されたスイッチング素子は導通し、これに接続されている側のセンタータップ電位は低側陰極２電位Ｅkl＝０Ｖとなる。ＯＦＦ信号が入力されたスイッチング素子は導通しないので、これに接続されている側のセンタータップ電位は高側陰極電位Ｅkh＝４０Ｖとなる。この切替信号のデュ−ティ比を切り換えることによって切替えのタイミングを任意に変更・調整することができ、２本の陰極２を独立して選択することができる。
【００３４】
シールド電極５４には、遮蔽電極電位Ｅs が常時印加されている。シールド電極５４の電位Ｅs はゼロか正の電位である。
【００３５】
平面制御電極５５には、平面制御電極電位Ｅc が常時印加されている。平面制御電極電位Ｅc は正の電位である。
【００３６】
前記蛍光プリントヘッド５０の駆動を説明する。
第１及び第２の陰極２は常時通電され、陽極列５１，５２に対して有効な電位差があれば電子を放出することができる。これらの陰極２は各々が独立して制御可能であり、センタータップ電位Ｅk1,2をＥkl＝０Ｖ又はＥkh＝４０Ｖに選択的に切り換えることにより陽極列５１，５２の選択を行うことができる。２つの陽極列５１，５２の間で隣接する２個の陽極ドットの組がＩＣによって順次駆動され、これに同期して２本の陰極２，２にゼロ又は正電位の選択信号が印加される。これによって、所望の陽極ドットを発光させることができる。このような蛍光プリントヘッド５０の発光に同期して、蛍光プリントヘッド５０と記録媒体を陽極列５１，５２の配設方向と直交する方向に相対移動させてドット状の光を記録媒体に照射すれば、記録媒体上に所望の画像（乃至はその潜像）を形成することができる。
【００３７】
図１０において、プルアップ抵抗Ｒs と陽極電位Ｅb の間にツェナーダイオード５６を設けてもよい。これによって、常時Ｅb ＞Ｅkhとなる。即ち、ツェナー電圧分だけ高側陰極電位Ｅkhが低くなる。
【００３８】
本発明の蛍光発光装置の構造によれば、前述したように各陰極２を張設しているサポート３とアンカー４の構造が同じであり、またフレームは両端部において外囲器の封着部で保持されるので浮き上がりが少ない。このため、張設された各陰極２の高さにばらつきが少なくなり、陰極２と陽極１０の距離が均一になって輝度むらが発生しにくくなる。このような効果は、多数の発光ドットの輝度に高い均一性が要求される蛍光プリントヘッドにおいては重要な効果となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のフィラメント状の陰極を、立体交差等の構造により絶縁された状態で分割されたフレームに取り付けている。このため複数の陰極を異なる電気系統に確実に分割して駆動することができ、必要な表示領域に対応する陰極のみに選択的に電力を与えることが出来る。
【００４０】
さらに、各陰極を張設しているサポートとアンカーが、陰極の両端において長手方向と直交する方向に一列に並ぶので、陽極に対する各陰極のエンドクールの位置関係が均一になり、表示のむらがなくなる。
【００４１】
さらに、各陰極２を張設しているサポートとアンカーの構造が同じなので、張設された各陰極の高さにばらつきが少なくなる。またフレームは両端部において外囲器の封着部で保持されるので浮き上がりが少ない。このため、陽極との距離が均一になって輝度むらが発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の平面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の平面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の平面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の要部を示す斜視図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態の要部を示す平面図である。
【図８】本発明の第１の例を応用した蛍光プリントヘッドの平面図である。
【図９】図８に示す蛍光プリントヘッドのフレーム部分の拡大断面図である。
【図１０】図８に示す蛍光プリントヘッドの駆動回路図である。
【図１１】従来の蛍光発光管の一例の一部を切り欠いた斜視図である。
【図１２】従来の蛍光発光管の一例の陰極張設構造を示す図である。
【図１３】従来の蛍光発光管の一例の陰極張設構造を示す図である。
【図１４】図１４に示す従来の蛍光発光管における陰極張設構造の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１…外囲器の一部を構成する陽極基板、２…陰極、
３…支持体としてのサポート、４…支持体としてのアンカー、
５，６，７，８，１５，１６，１７，１８，２５，２６，２７，２８，３５，３６，３７，３８，４５，４６，４７…フレーム、
９，４８，４９…屈曲部、１０…陽極。
【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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