JP2000310745A - 画像記録装置及び光ファイバー - Google Patents
画像記録装置及び光ファイバーInfo
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Abstract
スポットを得ることができ、ヒートモード型感光記録材
料への記録に好適に使用できる画像記録装置を提供す
る。 【解決手段】 半導体レーザーユニット10に光ファイ
バー12を介して接続された露光ヘッド14から出力さ
れた光ビームを照射し画像を記録する画像記録装置にお
いて、光ファイバー12として、光ビームの光軸方向と
交差する方向の断面形状が細長形状のコアを有する光フ
ァイバーを用い、この光ファイバー12の出射部13か
ら出射された光ビームの短い幅方向が、記録媒体上で主
走査方向を向くように結像レンズ30により結像する。
Description
光ファイバーに関し、詳しくは、光ファイバーを用いて
記録媒体に光ビームを案内し、この光ビームと前記記録
媒体との相対移動により、前記光ビームを前記記録媒体
に対して主走査及び副走査することによって画像を記録
する画像記録装置と、この画像記録装置に使用される光
ファイバーに関する。
光ビームを光ファイバーに結合し、その出射光をレンズ
により集光し、その外周面に記録媒体が装着されたドラ
ムを主走査方向に回転させながら、集光された光ビーム
を主走査方向と交差する副走査方向に走査させること
で、その焦点位置に配置された記録媒体上に画像を記録
する画像記録装置が知られており、例えば、WO97/
27065には、赤外線レーザーに接続された光ファイ
バイーアレイからの出射光をテレセントリックレンズ光
学系でドラム上に結像させ画像を記録する画像記録装置
が提案されている。これら画像記録装置においては、断
面形状が円形のコアを有するコア/クラッド構造の一般
的な光ファイバーが使用されている。このような円形の
コアを有する光ファイバーの出射光のプロファイルは円
形であり、記録材料上を走査するビームのスポット形状
も同様に円形となる。
時間露光で露光エネルギーを少なくするという観点か
ら、走査ビームのスポット形状は円形よりも主走査方向
に短くなった形状である方が望ましい。
ば、ブロードエリア型の半導体レーザのように出射光の
プロファイルが細長い形状の半導体を光源として用いる
ことによっても得ることができる。ブロードエリア型の
半導体レーザは高出力であり、ヒートモード型感光記録
材料への画像記録のように高出力の光源が必要とされる
用途に有用である。しかしながら、高出力であるために
発熱も多くアレイ化した場合に冷却が難しくなる。ま
た、半導体レーザを走査ビームの出力源として画像記録
装置の光学ユニットの中に組込んだ場合には、故障した
際に新しいレーザーとの交換が面倒になるという問題が
ある。
は、出力端部が上下両端に平面を有する形状に形成され
た光ファイバーから出力されたレーザー光により記録を
行う画像記録装置が提案されている。この発明は光ファ
イバーの出力側の端部を上下両端に平面を有する形状と
することで輪郭に凹凸の無い画素を得ることを目的とす
るものである。しかしながら、円筒状のファイバーが途
中で拉げられた外形の光ファイバーが図面に描かれてい
るのみで、光ファイバーの材料、屈折率、構造は明確に
されておらず、この装置では均一な屈折率を有する単一
組成の光ファイバーが使用されていると考えざるを得な
い。このような光ファイバーでは光伝搬損失が大きくな
り、光ビームの利用効率が著しく低下するという問題が
ある。また、途中で拉げられた形状の光ファイバーは生
産性や再現性が悪く製造が困難であるという問題もあ
る。
走査方向に細長い形状であるビームスポットを得ること
ができる画像記録装置で、実用化できるものはいまだ得
られていないのが現状である。
技術の問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的
は、副走査方向に細長く伸びた形状のビームスポットを
得ることができ、ヒートモード型感光記録材料への記録
に好適に使用できる画像記録装置を提供することにあ
る。
解決すべく鋭意検討を行った結果、下記手段により上記
課題が解決されることを見出した。
記録装置は、画像データに応じて変調された光ビームを
出射する光源と、前記光ビームの光軸方向と交差する方
向の断面形状が少なくとも入射部と出射部とで細長形状
とされたコアと、該コアを被覆するクラッドとを備え、
かつ、入射部側が前記光源と光結合された光ファイバー
と、光ファイバーの出射部から出射された光ビームの短
い幅方向が記録媒体上で主走査方向を向くように結像す
る結像レンズと、を備えたことを特徴とする。
結合された光ファイバーの出射端面であるコアを細長形
状としたことにより、得られるビームスポットの短い幅
方向が主走査方向を向くため、走査時間が短くて済み、
特にヒートモード型感光記録材料のように低照度不軌の
ある記録材料を使用した場合においては、省エネルギー
化を図ることができる。また、コア/クラッド構造の光
ファイバーを光伝送路として用いたことにより、少ない
伝搬損失で画像記録に必要な光量を得ることができる。
の発明において、前記細長形状とされたコアは、その短
い幅方向が主走査方向を向くように配置されたことを特
徴とする。
とされたコアを、その短い幅方向が主走査方向を向くよ
うに配置したことにより、より簡単なレンズ系により記
録材料上にその短い幅方向が主走査方向を向いたビーム
スポットを得ることができる。
2に記載の発明において、前記記録材料が、ヒートモー
ド型感光記録材料であることを特徴とする。
等により記録材料へ直接画像を書き込めることから、デ
ジタル製版システムとして注目されているが、請求項3
に記載の発明によれば、低照度不軌特性を示すヒートモ
ード型感光記録材料において、少ない露光エネルギーで
良好な画像を得ることができる。
までのいずれか1項に記載の発明において、前記光源
が、ブロードエリア型の半導体レーザであることを特徴
とする。
エリア型の半導体レーザを用いたことにより高出力の光
ビームを得ることができる。また、ブロードエリア型の
半導体レーザは、出射光のプロファイルが細長い形状で
あることから、同様に細長形状とされたコア断面を有す
る光ファイバーへの入射効率が良くなる。
は、光ビームの光軸方向と交差する方向の断面形状が少
なくとも入射部と出射部とで細長形状とされたコアと、
該コアを被覆するクラッドとから構成され、光軸方向と
交差する方向のうちいずれか一方向に積分してシングル
モードの強度分布を示す光ビームを出射することを特徴
とする。
は、請求項1から4までのいずれか1項に記載の発明に
おいて、請求項5に記載の光ファイバーを用い、主走査
方向に積分した強度分布がシングルモードであることを
特徴とする。
向に積分してシングルモードの強度分布を示す光ビーム
を出射する光ファイバーを用いたことにより、主走査方
向にスポット径を絞り易くなる。
3、4、または6のいずれか1項に記載の発明におい
て、前記光ファイバーは、2以上の光ファイバーから構
成され、該2以上の光ファイバーは周回りの位置合わせ
手段の設けられた結合部材により着脱自在に結合された
ことを特徴とする。
録ヘッドとの切り離しが容易になり、光源が故障により
使用できなくなった場合でも容易に光源を交換すること
ができる。また、周回りの位置決め手段を設けたことに
より、結合時にコアの出射端面の重なりを大きくするこ
とができ、結合による光量損失を少なくすることができ
る。
は、複数の光ビームを主走査する画像記録装置であっ
て、画像データに応じて変調された光ビームを出射する
複数の光源と、前記光ビームの光軸方向と交差する方向
の断面形状が少なくとも入射部と出射部とで細長形状と
されたコアと、該コアを被覆するクラッドとを備え、か
つ、入射部側が前記光源と光結合された複数の光ファイ
バーを、焦点方向に出射端面を揃えてアレイ状に配列し
た光ファイバーアレイと、各光ファイバーの出射部から
出射された光ビームの短い幅方向が、記録媒体上で主走
査方向を向くように結像する結像レンズと、を備えたこ
とを特徴とする。
ビームを主走査することができ、画像形成の速度を上げ
ることができる。また、光源はその長さを調節できる光
ファイバーによって記録ヘッド等に光結合されるため、
相互に離間して配置することができ冷却が容易である。
の発明において、前記複数の光ファイバーは、記録媒体
上で各結像間に隙間ができないように配列されたことを
特徴とする。
ムによって記録媒体上に形成される画素の形状を整える
ことができ、より良好な画像を得ることができる。
細に説明する。
明の画像記録装置の第1の実施形態としてのレーザ記録
装置18を示す。このレーザ記録装置18は、図1に示
すように、半導体レーザーユニット10に光ファイバー
12を介して接続された露光ヘッド14から出力された
光ビームをドラム16上に貼り付けられた記録フィルム
F(記録媒体)に照射することで、面積変調画像を記録
する構造になっている。なお、記録フィルムFには、ド
ラム16が矢印X方向(主走査方向)に回転し、露光ヘ
ッド14が矢印Y方向(副走査方向)に移動すること
で、二次元画像が形成される。また、面積変調画像と
は、光ビームをオンオフ制御することにより、記録フィ
ルムF上に複数の画素を形成し、その画素の占める面積
によって所定の階調が得られるようにした画像である。
すように、レーザービームを出力する半導体レーザー2
0と、この半導体レーザー20から出力される光を光フ
ァイバー12の入射部11に集光するシリンドリカルレ
ンズ22とを備え、半導体レーザー20とシリンドリカ
ルレンズ22とは、ケース19内に固定されている。光
ファイバー12はケース19の側壁に設けられた孔21
に挿入され、その入射部11がシリンドリカルレンズ2
2の側面に近接するように固定されている。
0として、出射領域が50μm×1μmの高出力ブロー
ドエリア型の半導体レーザーを使用した。
光ビームの光軸方向と交差する方向の断面形状が細長い
矩形状のコア24と、このコア24を被覆するクラッド
26とから構成されている。本実施形態に適用される光
ファイバー12のクラッド26の断面形状は円形であ
り、図示しない被覆層でコートされている。以下に本実
施形態に適用される光ファイバー12の構成を具体的に
示す。 ・コア24:SiO2/屈折率1.453/50μm×
15μm ・クラッド26:紫外線硬化樹脂/屈折率1.450/
外径125μm ・被覆層:紫外線硬化樹脂/屈折率1.320 ・NA(開口数):0.1
する光ファイバーは、コアとなる矩形状の母材(プリフ
ォーム)を作製しこれを線引きした後、クラッド層、被
覆層を設ける等、例えば、USP5373576号、U
SP5268978号に記載されている公知の方法によ
り作製することができる。
射部13を保持するための保持部材28と、この出射部
13から出力される光ビームのニアフィールドパターン
の像を記録フィルムF上に形成する結像レンズ30とを
備えている。
の作用を説明する。
ー20から出力されたレーザービームは、シリンドリカ
ルレンズ22により光ファイバー12の入射部に集光さ
れ、光ファイバー12により伝送され、保持部材28に
より保持された光ファイバー12の出射部13の細長い
矩形状のコア24から出射される。出射された光ビーム
は結像レンズ30によって、光ビームの短い幅方向が主
走査方向(矢印X方向)を向くようにされ、細長い矩形
状のニアフィールドパターン像がドラム16上の記録フ
ィルムFに形成される。
ー12から出射された光ビームは、その短い幅方向が主
走査方向(矢印X方向)を向いた細長い矩形状のニアフ
ィールドパターン像を形成する。走査速度はプロセス上
略一定となることから、円形のニアフィールドパターン
像を形成する場合に比べて短時間高照度露光となる。こ
のため、低照度不軌感光材料では、露光エネルギーが少
なくて済む。
バーのコアの断面形状を細長い形状としたことにより、
記録材料上に副走査方向に細長く伸びた形状のビームス
ポットを得ることができ、走査時間を短縮することがで
きる。
実施形態について説明する。第2の実施形態にかかる画
像記録装置は、光ファイバー12を、図4に示すよう
に、光ビームの光軸方向と交差する方向の断面形状が矩
形スリット形状のコアと該コアを被覆するクラッドとか
ら構成され主走査方向に積分してシングルモードの強度
分布を示す光ビームを出射する光ファイバー12aに代
えた以外は、第1の実施形態にかかる画像記録装置と同
様の構成であるため、光ファイバー12a以外の構成に
ついては説明を省略する。
に、光ビームの光軸方向と交差する方向の断面形状が細
長い矩形状のコア24aと、このコア24aを被覆する
断面形状が矩形の第1クラッド26aと、この第1クラ
ッド26aを被覆する断面形状が円形の第2クラッド2
6bとから構成されている。以下に本実施形態に適用さ
れる光ファイバー12aの構成を具体的に示す。 ・コア24a:GeO2−SiO2/屈折率1.456/
12μm×4μm ・クラッド26a:SiO2/屈折率1.453/50
μm×15μm ・クラッド26b:紫外線硬化樹脂/屈折率1.320
/125μm ・NA(開口数):0.1
記に示す通り精密に制御することにより、光軸方向と交
差する方向のうちいずれか一方向に積分してシングルモ
ードの強度分布を示す光ビームを出射する光ファイバー
12aを得ることができる。
形の第1クラッドとを有する光ファイバーは、コアと第
1クラッドとなる矩形状の母材(プリフォーム)を作製
しこれを線引きした後、第2クラッド層を設ける等、例
えば、USP5373576号、USP5268978
号に記載されている公知の方法により作製することがで
きる。
0に結合して出力される光ビームの発光パターンは、以
下の通りであり、図4に示すような、副走査方向に対し
ては幅広で略方形状、主走査方向に対しては幅狭で単一
のピークを有する形状であった。なお、主走査方向に対
する出射光サイズ及び出射光の拡がり角は1/e2全幅
での値である。 ・出射光サイズ:副走査方向15μm、主走査方向7.
6μm ・出射光の拡がり角:副走査方向8度、主走査方向16
度
を維持していた。
査速度を2m/秒から7m/秒まで変化させ、露光する
のに必要なレーザーパワーを測定した。なお、記録媒体
としては蒸着膜アブレーション方式のヒートモード感光
記録材料を用いた。図5に測定結果を示す。比較のため
に、断面形状が円形のコアを有する光ファイバー(クラ
ッド外径:125μm、コア内径:50μm)を光ファ
イバー12に代えて用いた場合と、ブロードエリア型の
半導体レーザ(出射領域50μm×1μm)から直接結
像させ記録した場合とについても同様に露光に必要なレ
ーザーパワーを測定した。測定結果を図5に併せて示
す。
熱変換により物理的変化あるいは化学的変化を引き起こ
し記録を行う感光記録材料であり、露光の速度が遅くな
ると発生した熱が散逸し、より多くの露光エネルギーが
必要になる低照度不軌という現象を示すが、図5から分
かるように、断面形状が細長い矩形状のコアを有する光
ファイバーを用いた本実施形態のレーザ記録装置を用い
て、このヒートモード感光記録材料に記録した場合に
は、露光速度を上げることができ、ブロードエリア型の
半導体レーザから直接結像させ記録した場合と同様に、
断面形状が円形のコアを有する光ファイバーを用いて露
光する場合の半分のレーザーパワーで露光することがで
きた。
装置においても、第1の実施形態に係る画像記録装置と
同様に、記録材料上に副走査方向に細長く伸びた形状の
ビームスポットを得ることができ、走査時間を短縮する
ことができる。これにより、低照度不軌を示すヒートモ
ード型感光記録材料において、断面形状が円形のコアを
有する光ファイバーを用いた場合に比べ、少ない露光エ
ネルギーで画像を得ることができる。
て、光ファイバー12、12aとして1本のファイバー
からなる光ファイバーを用いたが、2本以上のファイバ
ーを嵌合コネクター等の結合部材により接続して用いて
もよい。このような結合部材を用いることにより、半導
体レーザーユニット10と露光ヘッド14との切り離し
が容易となり、半導体レーザーの故障時にも交換が容易
に行える。
クター40が好適に用いられる。図6(a)は嵌合前の
状態を示し、図6(b)は嵌合後の状態を示す。
凸側端子42と凹側端子44とから構成されている。光
ファイバー12はクラッド26の周囲を保護部材46に
より覆われている。凸側端子42には、保護部材46が
凸側端子42と凹側端子44との結合面に対して凸部4
8を形成するように光ファイバー12が保持されてお
り、凸部48の外周部には光ファイバー12のコアの端
面での形状を合わせるための周回りの位置決め手段とし
ての突起50が設けられている。一方、凹側端子44に
は凸部48と嵌合する凹部51が形成され、その凹部5
1の奥には保護部材46により覆われた光ファイバー1
2が保持されている。この嵌合コネクター40は、位置
決め手段としての突起50が設けられたことにより、光
ファイバー12のコアの端面での形状を一致させて光フ
ァイバーを接続することができ、接続による光量損失を
少なくすることができる。
実施形態について説明する。第1の実施形態にかかる画
像記録装置と同一の構成部分には同一の符号を付して説
明を省略する。
回の主走査によって複数のラインの記録ができるマルチ
ビーム露光となっている点に特徴がある。
8bは、複数の半導体レーザーユニット10を光ファイ
バー12bを介して露光ヘッド14に接続し、露光ヘッ
ド14から出力された光ビームをドラム16上に貼り付
けられた記録フィルムF(記録媒体)に照射すること
で、面積変調画像を記録する構造になっている。
ートシンク52の上に離間して配置されている。光ファ
イバー12bは、その途中に嵌合コネクター40が設け
られ、半導体レーザーユニット10と露光ヘッド14と
を切り離し可能に接続している。この嵌合コネクター4
0は保持部材54によりアレイ状に保持されている。
数の光ファイバー12bの出射部を保持するためのV溝
部材27と、このV溝部材27を保持する保持部材28
bと、この光ファイバー12bから出力される光ビーム
のニアフィールドパターンの像を記録フィルムF上に形
成する結像レンズ30と、を備えている。
は、その焦点方向の出射端面を揃えられ、図9に示すよ
うに、そのコアの短辺が主走査方向を向き、かつ、隣接
する出射部13bの隣接するコアの短辺が同一直線上に
位置するように配列された状態を維持するように、V溝
部材27の各溝に保持されている。このとき、光ファイ
バーの中心軸間の距離をD、コアの長辺の長さをd、V
溝部材27の保持面に垂直な方向に対するコア長辺の傾
き(V溝部材27の主走査方向に対する傾き)をθとす
ると、sinθ=d/Dの関係が満たされる。
るコアとコアとが隙間なく配列され、この光ファイバー
アレイを用いて走査した場合に、副走査方向に隙間の無
いビームスポットを得ることができれば特に制限はな
く、sinθの値がd/D以下であればよい。
装置においても、第1の実施形態に係る画像記録装置と
同様に、記録材料上に副走査方向に細長く伸びた形状の
ビームスポットを得ることができ、走査時間を短縮する
ことができる。これにより、低照度不軌を示すヒートモ
ード型感光記録材料において、断面形状が円形のコアを
有する光ファイバーを用いた場合に比べ、少ない露光エ
ネルギーで画像を得ることができる。
でき、画像形成の速度を上げることができる。また、光
源はその長さを調節できる光ファイバーによって記録ヘ
ッド等に光結合されるため、相互に離間して配置するこ
とができ冷却が容易である。また、複数の光ファイバー
を、記録媒体上で各結像間に隙間ができないように配列
したことにより、画素の形状を整えることができ、より
良好な画像を得ることができる。
光軸方向と交差する方向の断面形状が全長にわたって細
長い矩形状とされたコアを有する光ファイバーを使用し
たが、光ファイバーはこれに限定されず、コア断面形状
が矩形でなくでも細長い形状であればよく、コア断面形
状には図10(a)〜(h)に示すように、楕円、ひし
形等が含まれる。また、少なくとも入射部と出射部とで
細長い形状に形成されていればよく、入射部と出射部と
の中間部分のコア断面形状は円形等であってもよい。
て、高出力のブロードエリア型の半導体レーザを用いた
が、円形のスポット形状を有する通常の半導体レーザを
用いてもよい。
して蒸着膜アブレーション方式のヒートモード感光記録
材料を用いたが、レーザー露光において、画素露光時間
に相当する時間域で低照度不軌を示す感光材料であれば
特に制限なく使用することができる。
レーション方式のものに限られず、相転移、不溶化等の
熱変性を利用したものでもよい。
副走査方向に細長く伸びた形状の走査ビームスポットを
得ることができ、ヒートモード型感光記録材料への記録
に好適に使用できる画像記録装置が提供される。
の概略図である。
の半導体レーザユニットの構成図である。
に使用する光ファイバーの断面図ある。
に使用する光ファイバーのレーザビーム形状の説明図あ
る。
を用いて測定した露光に必要なレーザーパワーを表すグ
ラフである。
の概略図であり、(a)は嵌合前の状態を示し、(b)
は嵌合後の状態を示す。
の概略図である。
のV溝部材の構造を示す拡大図である。
係るレーザ記録装置の光ファイバーアレイの配列を示す
図である。
使用する光ファイバーのコア形状を例示する断面図であ
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 画像データに応じて変調された光ビーム
を出射する光源と、 前記光ビームの光軸方向と交差する方向の断面形状が少
なくとも入射部と出射部とで細長形状とされたコアと、
該コアを被覆するクラッドとを備え、かつ、入射部側が
前記光源と光結合された光ファイバーと、 光ファイバーの出射部から出射された光ビームの短い幅
方向が、記録媒体上で主走査方向を向くように結像する
結像レンズと、 を備えた画像記録装置。 - 【請求項2】 前記細長形状とされたコアは、その短い
幅方向が主走査方向を向くように配置された請求項1に
記載の画像記録装置。 - 【請求項3】 前記記録材料が、ヒートモード型感光記
録材料である請求項1または2に記載の画像記録装置。 - 【請求項4】 前記光源が、ブロードエリア型の半導体
レーザである請求項1から3までのいずれか1項に記載
の画像記録装置。 - 【請求項5】 光ビームの光軸方向と交差する方向の断
面形状が少なくとも入射部と出射部とで細長形状とされ
たコアと、該コアを被覆するクラッドとから構成され、
光軸方向と交差する方向のうちいずれか一方向に積分し
てシングルモードの強度分布を示す光ビームを出射する
光ファイバー。 - 【請求項6】 請求項5に記載の光ファイバーを用い、
該光ファイバーの出射部から出射された光ビームの主走
査方向に積分した強度分布がシングルモードであること
を特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載
の画像記録装置。 - 【請求項7】 前記光ファイバーは、2本以上の光ファ
イバーから構成され、該2本以上の光ファイバーは周回
りの位置合わせ手段の設けられた結合部材により着脱自
在に結合されたことを特徴とする請求項1、2、3、
4、または6のいずれか1項に記載の画像記録装置。 - 【請求項8】 複数の光ビームを主走査する画像記録装
置であって、 画像データに応じて変調された光ビームを出射する複数
の光源と、 前記光ビームの光軸方向と交差する方向の断面形状が少
なくとも入射部と出射部とで細長形状とされたコアと、
該コアを被覆するクラッドとを備え、かつ、入射部側が
前記光源と光結合された複数の光ファイバーを、焦点方
向に出射端面を揃えてアレイ状に配列した光ファイバー
アレイと、 各光ファイバーの出射部から出射された光ビームの短い
幅方向が、記録媒体上で主走査方向を向くように結像す
る結像レンズと、 を備えた画像記録装置。 - 【請求項9】 前記複数の光ファイバーは、記録媒体上
で各結像間に隙間ができないように配列されたことを特
徴とする請求項8に記載の画像記録装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11120291A JP2000310745A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 画像記録装置及び光ファイバー |
US09/560,295 US6519387B1 (en) | 1999-04-27 | 2000-04-27 | Image recording device and optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11120291A JP2000310745A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 画像記録装置及び光ファイバー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000310745A true JP2000310745A (ja) | 2000-11-07 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11120291A Pending JP2000310745A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 画像記録装置及び光ファイバー |
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---|---|
JP (1) | JP2000310745A (ja) |
Cited By (3)
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1999
- 1999-04-27 JP JP11120291A patent/JP2000310745A/ja active Pending
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