JP2001283767A - パルサー電源 - Google Patents
パルサー電源Info
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- JP2001283767A JP2001283767A JP2000097277A JP2000097277A JP2001283767A JP 2001283767 A JP2001283767 A JP 2001283767A JP 2000097277 A JP2000097277 A JP 2000097277A JP 2000097277 A JP2000097277 A JP 2000097277A JP 2001283767 A JP2001283767 A JP 2001283767A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオン打ち出しプレートのイオン溜にイオン
ビームが曲がることなく挿入できるようにして分解能を
改善する。 【解決手段】 パルス発生器（１）からのパルス信号に
より第１のトランジスタ（５）をＯＮ／ＯＦＦしてイオ
ン打ち出しパルスを出力するパルサー電源において、前
記第１のトランジスタ（５）のＯＮ／ＯＦＦを検出する
電流検出抵抗（６）と、電流検出抵抗に直列に接続さ
れ、電流検出抵抗の電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御され
る第２のトランジスタ（１４）を備え、前記第２のトラ
ンジスタと電流検出抵抗により第１のトランジスタがＯ
ＦＦした後の残留電圧を吸収するようにしたものであ
る。
ビームが曲がることなく挿入できるようにして分解能を
改善する。 【解決手段】 パルス発生器（１）からのパルス信号に
より第１のトランジスタ（５）をＯＮ／ＯＦＦしてイオ
ン打ち出しパルスを出力するパルサー電源において、前
記第１のトランジスタ（５）のＯＮ／ＯＦＦを検出する
電流検出抵抗（６）と、電流検出抵抗に直列に接続さ
れ、電流検出抵抗の電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御され
る第２のトランジスタ（１４）を備え、前記第２のトラ
ンジスタと電流検出抵抗により第１のトランジスタがＯ
ＦＦした後の残留電圧を吸収するようにしたものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は飛行時間型質量分析
計（ＴＯＦ−ＭＳ）のイオン打ち出しに用いられるパル
サー電源に関するものである。
計（ＴＯＦ−ＭＳ）のイオン打ち出しに用いられるパル
サー電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の飛行時間型質量分析計のイ
オン打ち出しに用いられているパルサー電源の構成を示
す図である。パルサー電源は溜めた電荷を発射するプッ
シュ・プレートへパルス電圧を出力する回路出力部Ｂと
出力電圧を制御する制御部Ａとからなっている。回路出
力部Ｂは高圧電源９、電荷を大量に溜めるコンデンサ
８、出力電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのＭＯＳＦＥ
Ｔ５と抵抗６、プッシュ・プレート１０へ電圧を与える
際のリンギング防止のための抵抗７とから構成されてい
る。出力電圧を制御するための制御部Ａはパルス信号を
発生させるパルス発生器１、ＭＯＳＦＥＴ５と制御回路
の電位をアイソレーションするためのパルストランス
３、ＭＯＳＦＥＴ５を高速に駆動するためのＭＯＳＦＥ
Ｔドライバー４から構成されている。
オン打ち出しに用いられているパルサー電源の構成を示
す図である。パルサー電源は溜めた電荷を発射するプッ
シュ・プレートへパルス電圧を出力する回路出力部Ｂと
出力電圧を制御する制御部Ａとからなっている。回路出
力部Ｂは高圧電源９、電荷を大量に溜めるコンデンサ
８、出力電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御するためのＭＯＳＦＥ
Ｔ５と抵抗６、プッシュ・プレート１０へ電圧を与える
際のリンギング防止のための抵抗７とから構成されてい
る。出力電圧を制御するための制御部Ａはパルス信号を
発生させるパルス発生器１、ＭＯＳＦＥＴ５と制御回路
の電位をアイソレーションするためのパルストランス
３、ＭＯＳＦＥＴ５を高速に駆動するためのＭＯＳＦＥ
Ｔドライバー４から構成されている。
【０００３】次に、パルサー電源の動作を説明すると、
パルス発生器１で発生させたパルス信号はコンパレータ
２、パルストランス３、ＭＯＳＦＥＴドライバー４を通
してＭＯＳＦＥＴ５に与えられ、この信号によってＭＯ
ＳＦＥＴ５はＯＮ／ＯＦＦする。入力パルスがＯＮのと
き、ＭＯＳＦＥＴ５もＯＮ状態（低抵抗）となり、コン
デンサ８に蓄えられた電荷が抵抗６を通してＧＮＤ（ア
ース）へ流れる。このとき、プッシュ・プレート１０の
電圧が上昇する。また、入力パルスがＯＦＦのとき、Ｍ
ＯＳＦＥＴ５もＯＦＦ状態（高抵抗）となり、高圧電源
９の高電圧は遮断され、プッシュ・プレート１０にたま
った電荷が抵抗７、抵抗６を通して放電され、電圧は降
下する。
パルス発生器１で発生させたパルス信号はコンパレータ
２、パルストランス３、ＭＯＳＦＥＴドライバー４を通
してＭＯＳＦＥＴ５に与えられ、この信号によってＭＯ
ＳＦＥＴ５はＯＮ／ＯＦＦする。入力パルスがＯＮのと
き、ＭＯＳＦＥＴ５もＯＮ状態（低抵抗）となり、コン
デンサ８に蓄えられた電荷が抵抗６を通してＧＮＤ（ア
ース）へ流れる。このとき、プッシュ・プレート１０の
電圧が上昇する。また、入力パルスがＯＦＦのとき、Ｍ
ＯＳＦＥＴ５もＯＦＦ状態（高抵抗）となり、高圧電源
９の高電圧は遮断され、プッシュ・プレート１０にたま
った電荷が抵抗７、抵抗６を通して放電され、電圧は降
下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来の回
路を用いてパルスをＯＮ／ＯＦＦしたときの出力波形
は、図４に示す波形となる。図４（ａ）はパルス発生器
１の出力、図４（ｂ）はプッシュ・プレート１０への入
力パルス（ＭＯＳＦＥＴ５の出力パルス）である。図４
において注目する点は、パルスＯＦＦ時にすぐ、ＭＯＳ
ＦＥＴ出力は０ボルトとならずに、テーリング電圧が発
生してしまうことである。パルスＯＦＦ後にテーリング
電圧が発生する原因としては２つのことが考えられてい
る。第１はＭＯＳＦＥＴの端子間に容量があるため、高
速パルスをゲートから入力することにより、出力に若干
の漏れ信号が出てくるためである。第２はパルスＯＦＦ
時にＭＯＳＦＥＴが完全にＯＦＦにならずに出力端子か
ら数マイクロアンベア程度の電流が流れ続けてしまうた
め、抵抗６にこの電流が流れて電圧が発生してしまうた
めである。この抵抗６はＭＯＳＦＥＴがＯＮになったと
きの電流制限抵抗であるため、数十キロΩ程度とかなり
高い値にする必要がある。
路を用いてパルスをＯＮ／ＯＦＦしたときの出力波形
は、図４に示す波形となる。図４（ａ）はパルス発生器
１の出力、図４（ｂ）はプッシュ・プレート１０への入
力パルス（ＭＯＳＦＥＴ５の出力パルス）である。図４
において注目する点は、パルスＯＦＦ時にすぐ、ＭＯＳ
ＦＥＴ出力は０ボルトとならずに、テーリング電圧が発
生してしまうことである。パルスＯＦＦ後にテーリング
電圧が発生する原因としては２つのことが考えられてい
る。第１はＭＯＳＦＥＴの端子間に容量があるため、高
速パルスをゲートから入力することにより、出力に若干
の漏れ信号が出てくるためである。第２はパルスＯＦＦ
時にＭＯＳＦＥＴが完全にＯＦＦにならずに出力端子か
ら数マイクロアンベア程度の電流が流れ続けてしまうた
め、抵抗６にこの電流が流れて電圧が発生してしまうた
めである。この抵抗６はＭＯＳＦＥＴがＯＮになったと
きの電流制限抵抗であるため、数十キロΩ程度とかなり
高い値にする必要がある。
【０００５】図５はテーリング電圧によるイオン打ち出
しへの影響を説明する図である。図において、イオン源
２１から放出されるイオンビーム２２はイオン溜へドリ
フトし、パルサー電源からのパルスがＯＮのとき、イオ
ン溜のイオンはプッシュ・プレート１０からグリッド２
３を通して加速部・分光部２４へ押し出されて分析され
るが、パルサー電源ＯＦＦ時にはプレート間にイオンを
ため込む作業が行われる。イオン源２１からイオン溜に
入力されるイオンビーム２２のエネルギーは数ｅＶと小
さいため、プッシュ・プレート１０に少しでも電圧
（０．１Ｖ程度）がかかっていると、入力ビームは破線
２５のように曲がってしまい、場所により発射位置が異
なって精密な測定の阻害になってしまう。
しへの影響を説明する図である。図において、イオン源
２１から放出されるイオンビーム２２はイオン溜へドリ
フトし、パルサー電源からのパルスがＯＮのとき、イオ
ン溜のイオンはプッシュ・プレート１０からグリッド２
３を通して加速部・分光部２４へ押し出されて分析され
るが、パルサー電源ＯＦＦ時にはプレート間にイオンを
ため込む作業が行われる。イオン源２１からイオン溜に
入力されるイオンビーム２２のエネルギーは数ｅＶと小
さいため、プッシュ・プレート１０に少しでも電圧
（０．１Ｖ程度）がかかっていると、入力ビームは破線
２５のように曲がってしまい、場所により発射位置が異
なって精密な測定の阻害になってしまう。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、イオン打ち出しプレートのイオン溜にイオンビーム
が曲がることなく挿入できるようにして分解能を改善す
ることを目的とする。
で、イオン打ち出しプレートのイオン溜にイオンビーム
が曲がることなく挿入できるようにして分解能を改善す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、パルス発生器
からのパルス信号により第１のトランジスタをＯＮ／Ｏ
ＦＦしてイオン打ち出しパルスを出力するパルサー電源
において、前記第１のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを検
出する電流検出抵抗と、電流検出抵抗に直列に接続さ
れ、電流検出抵抗の電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御され
る第２のトランジスタを備え、前記第２のトランジスタ
と電流検出抵抗により第１のトランジスタがＯＦＦした
後の残留電圧を吸収するようにしたことを特徴とする。
からのパルス信号により第１のトランジスタをＯＮ／Ｏ
ＦＦしてイオン打ち出しパルスを出力するパルサー電源
において、前記第１のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを検
出する電流検出抵抗と、電流検出抵抗に直列に接続さ
れ、電流検出抵抗の電圧に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御され
る第２のトランジスタを備え、前記第２のトランジスタ
と電流検出抵抗により第１のトランジスタがＯＦＦした
後の残留電圧を吸収するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明のパルサー電源の
回路図である。本発明においては、図３に示した従来の
回路の抵抗６の代わりに高耐圧のＭＯＳＦＥＴ１４、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１２、電流検出抵抗６（１０〜１００Ω程
度）、抵抗１１、直流１５Ｖ電源１３を追加したもの
で、他の回路構成は図３のものと同様である。電流検出
抵抗６（１０〜１００Ω程度）の定数の決め方は、ＭＯ
ＳＦＥＴ１４がＯＮになったときに流れる電流を１ｍＡ
（通常５〜１０ｍＡ程度）に決定する。ＭＯＳＦＥＴ１
２がＯＮになる電圧は０．７Ｖ程度なので、オームの法
則Ｖ＝Ｉ×Ｒから最低抵抗値を求めることができる。
を参照しつつ説明する。図１は本発明のパルサー電源の
回路図である。本発明においては、図３に示した従来の
回路の抵抗６の代わりに高耐圧のＭＯＳＦＥＴ１４、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１２、電流検出抵抗６（１０〜１００Ω程
度）、抵抗１１、直流１５Ｖ電源１３を追加したもの
で、他の回路構成は図３のものと同様である。電流検出
抵抗６（１０〜１００Ω程度）の定数の決め方は、ＭＯ
ＳＦＥＴ１４がＯＮになったときに流れる電流を１ｍＡ
（通常５〜１０ｍＡ程度）に決定する。ＭＯＳＦＥＴ１
２がＯＮになる電圧は０．７Ｖ程度なので、オームの法
則Ｖ＝Ｉ×Ｒから最低抵抗値を求めることができる。
【０００９】次に、図２を参照して本発明のパルサー電
源の動作を説明する。図２（ａ）はパルス発生器１の出
力、図２（ｂ）はＭＯＳＦＥＴ１４のゲート端子電圧、
図２（ｃ）はプッシュ・プレート１０への入力電圧波形
である。パルス発生器１で発生したＯＮ／ＯＦＦパルス
信号に従って、ＭＯＳＦＥＴ５がＯＮ／ＯＦＦするのは
図３の場合と同様である。ＭＯＳＦＥＴ５がＯＮになっ
たとき、ＦＥＴ１４、抵抗６を通してＧＮＤ（アース）
に電流が流れる。そしてＦＥＴ１２のゲート端子の電圧
が０．７Ｖ以上になったとき、ＦＥＴ１２がＯＮとな
り、ＦＥＴ１４のゲート端子の電圧が０Ｖとなる。この
ため、ＦＥＴ１４がＯＦＦとなり、高抵抗状態となっ
て、ＭＯＳＦＥＴ５の負荷が高抵抗状態となりプッシュ
・プレート１０の電圧が上昇する。
源の動作を説明する。図２（ａ）はパルス発生器１の出
力、図２（ｂ）はＭＯＳＦＥＴ１４のゲート端子電圧、
図２（ｃ）はプッシュ・プレート１０への入力電圧波形
である。パルス発生器１で発生したＯＮ／ＯＦＦパルス
信号に従って、ＭＯＳＦＥＴ５がＯＮ／ＯＦＦするのは
図３の場合と同様である。ＭＯＳＦＥＴ５がＯＮになっ
たとき、ＦＥＴ１４、抵抗６を通してＧＮＤ（アース）
に電流が流れる。そしてＦＥＴ１２のゲート端子の電圧
が０．７Ｖ以上になったとき、ＦＥＴ１２がＯＮとな
り、ＦＥＴ１４のゲート端子の電圧が０Ｖとなる。この
ため、ＦＥＴ１４がＯＦＦとなり、高抵抗状態となっ
て、ＭＯＳＦＥＴ５の負荷が高抵抗状態となりプッシュ
・プレート１０の電圧が上昇する。
【００１０】ＭＯＳＦＥＴ５がＯＦＦの時、ＦＥＴ１
４、抵抗６には微小な漏れ電流しか流れないため、ＦＥ
Ｔ１２のゲート端子の電圧は０．７Ｖ以下なので、ＦＥ
Ｔ１２がＯＦＦとなり、ＦＥＴ１４のゲート端子は１５
Ｖに戻る。このため、ＦＥＴ１４はＯＮ状態（低抵抗）
となり、ＭＯＳＦＥＴ５からの漏れ電流やＭＯＳＦＥＴ
５のゲートを駆動する時に出力に発生する微小な電圧を
吸収してプッシュ・プレート１０への電圧を確実に０Ｖ
とする。
４、抵抗６には微小な漏れ電流しか流れないため、ＦＥ
Ｔ１２のゲート端子の電圧は０．７Ｖ以下なので、ＦＥ
Ｔ１２がＯＦＦとなり、ＦＥＴ１４のゲート端子は１５
Ｖに戻る。このため、ＦＥＴ１４はＯＮ状態（低抵抗）
となり、ＭＯＳＦＥＴ５からの漏れ電流やＭＯＳＦＥＴ
５のゲートを駆動する時に出力に発生する微小な電圧を
吸収してプッシュ・プレート１０への電圧を確実に０Ｖ
とする。
【００１１】このようにＭＯＳＦＥＴ５のＯＮ／ＯＦＦ
に合わせて、負荷抵抗の抵抗値を変化させることによっ
て、パルスＯＦＦ時、出力にテーリングを起こすことの
ないパルスを作ることができる。なお、本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、色々な変形が可能であ
り、例えば、高速応答が必要なＦＥＴ１２にトランジス
タ等の別のデバイスを用いることも可能である。
に合わせて、負荷抵抗の抵抗値を変化させることによっ
て、パルスＯＦＦ時、出力にテーリングを起こすことの
ないパルスを作ることができる。なお、本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、色々な変形が可能であ
り、例えば、高速応答が必要なＦＥＴ１２にトランジス
タ等の別のデバイスを用いることも可能である。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、飛行時間
型出力分析計のイオン打ち出しパルスを作り出す電源に
おいて、パルスＯＦＦ後に発生する電圧をトランジスタ
（ＦＥＴ）を用いてＧＮＤにショートすることにより、
テーリング電圧の発生を取り除くことができ、これによ
りイオン打ち出し電極のイオン溜にイオンビームが曲が
ることなく挿入できるようになり、分解能を改善するこ
とが可能である。
型出力分析計のイオン打ち出しパルスを作り出す電源に
おいて、パルスＯＦＦ後に発生する電圧をトランジスタ
（ＦＥＴ）を用いてＧＮＤにショートすることにより、
テーリング電圧の発生を取り除くことができ、これによ
りイオン打ち出し電極のイオン溜にイオンビームが曲が
ることなく挿入できるようになり、分解能を改善するこ
とが可能である。
【図１】 本発明のパルサー電源の回路図である。
【図２】 本発明のパルサー電源の動作を説明する図で
ある。
ある。
【図３】 従来の飛行時間型質量分析計のイオン打ち出
しに用いられているパルサー電源の構成を示す図であ
る。
しに用いられているパルサー電源の構成を示す図であ
る。
【図４】 図３のパルサー電源の動作を説明する図であ
る。
る。
【図５】 テーリング電圧によるイオン打ち出しへの影
響の説明図である。
響の説明図である。
１…パルス発生器、２…高速コンパレータ、３…パルス
トランス、４…ＭＯＳＦＥＴドライバー、５…ＭＯＳＦ
ＥＴ、６…抵抗、８…コンデンサ、９…高圧電源、１０
…プッシュ・プレート、１１…抵抗、１２…ＭＯＳＦＥ
Ｔ、１３…直流電源、１４…ＭＯＳＦＥＴ。
トランス、４…ＭＯＳＦＥＴドライバー、５…ＭＯＳＦ
ＥＴ、６…抵抗、８…コンデンサ、９…高圧電源、１０
…プッシュ・プレート、１１…抵抗、１２…ＭＯＳＦＥ
Ｔ、１３…直流電源、１４…ＭＯＳＦＥＴ。
Claims (1)
- 【請求項１】 パルス発生器からのパルス信号により第
１のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦしてイオン打ち出しパ
ルスを出力するパルサー電源において、前記第１のトラ
ンジスタのＯＮ／ＯＦＦを検出する電流検出抵抗と、電
流検出抵抗に直列に接続され、電流検出抵抗の電圧に応
じてＯＮ／ＯＦＦ制御される第２のトランジスタを備
え、前記第２のトランジスタと電流検出抵抗により第１
のトランジスタがＯＦＦした後の残留電圧を吸収するよ
うにしたことを特徴とするパルサー電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000097277A JP3642470B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | パルサー電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000097277A JP3642470B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | パルサー電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001283767A true JP2001283767A (ja) | 2001-10-12 |
| JP3642470B2 JP3642470B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=18611915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000097277A Expired - Fee Related JP3642470B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | パルサー電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3642470B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105355533A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-02-24 | 安图实验仪器(郑州)有限公司 | 适于质谱仪的高压脉冲发生器 |
| WO2017122276A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| WO2018037440A1 (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| US11101127B2 (en) | 2017-11-02 | 2021-08-24 | Shimadzu Corporation | Time-of-flight mass spectrometer |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000097277A patent/JP3642470B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105355533A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-02-24 | 安图实验仪器(郑州)有限公司 | 适于质谱仪的高压脉冲发生器 |
| EP3404695A4 (en) * | 2016-01-12 | 2019-01-30 | Shimadzu Corporation | FLIGHT TIME MASS SPECTROMETRY DEVICE |
| JPWO2017122276A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2018-05-31 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| CN108604530A (zh) * | 2016-01-12 | 2018-09-28 | 株式会社岛津制作所 | 飞行时间型质谱分析装置 |
| WO2017122276A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| US10388507B2 (en) | 2016-01-12 | 2019-08-20 | Shimadzu Corporation | Time-of-flight mass spectrometer |
| CN108604530B (zh) * | 2016-01-12 | 2019-09-24 | 株式会社岛津制作所 | 飞行时间型质谱分析装置 |
| WO2018037440A1 (ja) * | 2016-08-22 | 2018-03-01 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| JPWO2018037440A1 (ja) * | 2016-08-22 | 2019-01-10 | 株式会社島津製作所 | 飛行時間型質量分析装置 |
| CN109643637A (zh) * | 2016-08-22 | 2019-04-16 | 株式会社岛津制作所 | 飞行时间质谱分析装置 |
| EP3503162A4 (en) * | 2016-08-22 | 2019-08-21 | Shimadzu Corporation | FLIGHT TIME MASS DEVICE |
| US10593531B2 (en) | 2016-08-22 | 2020-03-17 | Shimadzu Corporation | Time-of-flight mass spectrometer |
| US11101127B2 (en) | 2017-11-02 | 2021-08-24 | Shimadzu Corporation | Time-of-flight mass spectrometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3642470B2 (ja) | 2005-04-27 |
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