JP2005158202A - Head actuator and tape drive mounting it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高容量テープドライブに用いられ、ボイスコイルモータにより磁気ヘッドの位置を微調整する構成において、部品点数および組立て工数の低減が容易なヘッドアクチュエータ及びそれを搭載したテープドライブに関するものである。 The present invention relates to a head actuator that is used in a high-capacity tape drive and in which the position of a magnetic head is finely adjusted by a voice coil motor, and which can easily reduce the number of parts and the number of assembling steps, and a tape drive equipped with the head actuator. .
従来のヘッドアクチュエータには、例えば下記特許文献1に開示されたものがある。 A conventional head actuator is disclosed, for example, in Patent Document 1 below.
まず、図1を参照して、関連する磁気テープのヘッドアクチュエータアセンブリ20を含むテープドライブ10について説明する。尚、図1は上蓋を取り外した状態のテープドライブを示す平面図である。
First, a
テープドライブ10は、テープカートリッジ(図示せず)を受けるためのものであり、その内部に巻取りリール11を内蔵している。巻取りリール11はスプールとも呼ばれる。テープドライブ10は、共通のベースを有する略直方体形状のハウジング(シャーシ)12を有する。ベースは二つのスピンドルモータ(リールモータ)13、14を有する。第1のスピンドルモータ13は、ハウジング12のベースに永久的に取り付けられた巻取りリール11を有し、その巻取りリール11は、比較的高速で流れる磁気テープ(図示せず)を受けるように大きさが定められている。第2のスピンドルモータ14は取外し可能なテープカートリッジを受けるように適合される。取外し可能なテープカートリッジは、ドライブ10のハウジング12に形成されたスロット16を通してドライブ10の中に手動で、または自動的に、所定の挿入方向に沿って挿入される。
The
テープカートリッジをスロット16に沿って挿入した場合には、カートリッジは第2のスピンドルモータ14と係合する。第1および第2のスピンドルモータ13、14を回転する前に、機械的なバックリング機構(図示せず)によってテープカートリッジは永久的に取付けられた巻取りリール11に接続される。テープカートリッジと永久スプールの巻取りリール11との間に位置づけられた多くのローラ(ガイドローラ)15は、テープカートリッジと永久に取付けられた巻取りリール11との間を磁気テープが比較的高速で前後に移動する際にそれを案内する。
When the tape cartridge is inserted along the
なお、ハウジング12は鉄系の磁性体からなる板金プレスシャーシで構成されているものとする。
In addition, the
テープドライブ10は、磁気テープのヘッドアクチュエータアセンブリ20をさらに含み、このヘッドアクチュエータアセンブリ20は上記複数のローラ15によって規定された磁気テープ経路(図示せず)上に、巻取りスプール11とテープカートリッジとの間に位置づけられる。動作中、磁気テープは、巻取りスプール11とテープカートリッジとの間を前後に流れ、規定された磁気テープ経路上を流れる間にヘッドアクチュエータアセンブリ20に密に近接する。
The
次に、図2に図1を併せ参照してヘッドアクチュエータアセンブリ20について概要を説明する。図2は、ヘッドアクチュエータアセンブリ20をテープヘッドアセンブリ30とヘッド送り機構40とに分解して、全体の構成要素を示す分解斜視図である。
Next, an outline of the
ヘッドアクチュエータアセンブリ20は、磁気テープに密に近接して磁気テープ面で移動するテープヘッドアセンブリ30を有してハウジング12のベース上に配備される。ハウジング12のベース上には、更にこの磁気テープヘッドアセンブリ30をハウジング12のベースに垂直方向で上下させるためのガイドバー17が設けられている。
The
図示されるように、ヘッドアクチュエータアセンブリ20は、テープヘッドアセンブリ30とヘッド送り機構40とから構成される。ここで、図1におけるハウジング12のベース平面に垂直方向、すなわちガイドバー17の延在方向を上下方向とする。
As illustrated, the
テープヘッドアセンブリ30は、上下方向に延在する磁気ヘッド31と、この磁気ヘッド31を一方の面(以後、前面)に保持するヘッドホルダ32と、磁気ヘッド31と外部の回路(図示せず)との間を電気的に接続するために他方の面(以後、背面)側に延在する一対のフレキシブルプリント回路(以後、FPCと略称する)33とを有する。テープヘッドアセンブリ30は、ネジ34をヘッド送り機構40のヘッドリフトボディ42に螺合することにより、ヘッドリフトボディ42に組み付け固定される。
The
この結果、ヘッドホルダ32の背面側では回転中心軸を上下方向とするヘッド送り機構40のリードスクリュー41が配置され、リードスクリュー41を貫通させるヘッドリフトボディ42がリードスクリュー41の回転によりテープヘッドアセンブリ30を上下運動させることとなる。
As a result, the
ここで、ヘッド送り機構40の構造について概要を説明する。
Here, an outline of the structure of the
ヘッド送り機構40の主要部分は、上下方向に延在する回転中心軸を有するネジ山付きリードスクリュー41と、リードスクリュー41の回転に従い回転中心軸に沿って上下運動するヘッドリフトボディ42と、ヘッドアクチュエータアセンブリ20のバックラッシュを防止するバックラッシュ防止機構43とにより構成される。
The main part of the
リードスクリュー41は、その下端側に、他の駆動手段によりこのリードスクリュー41を回転中心軸の回りに回転させるリードスクリューギア44を取り付けている。
A
ヘッドリフトボディ42は、上記テープヘッドアセンブリ30を保持しながらテープヘッドアセンブリ30を上下動させる。このヘッドリフトボディ42は半円筒部423の中空開口内部にバックラッシュ防止機構43を配置する。
The
リードスクリューギア44は、同軸の回転中心軸をもって直結するリードスクリュー41を、例えばステップモータの駆動により回転させる。リードスクリュー41の回転中心軸回りの回転は、バックラッシュ防止機構43と協働して、ヘッドリフトボディ42を回転中心軸の延在する方向で直線方向に移動させる。
The
上述したように、ヘッドリフトボディ42は樹脂モールドにより一体化成形されている。すなわち、ヘッドリフトボディ42は、底面部421、天井部422、半円筒部423、および軸受け部45を樹脂モールドで一体に成形したものである。
As described above, the
このような構造のヘッドアクチュエータは、従来のような容量のテープに対しては、実用上十分であった。 The head actuator having such a structure is practically sufficient for a tape having a conventional capacity.
しかし、高容量テープにおいては、トラック密度が増加しテープの長さ方向に走るトラックの間隔が極端に狭くなりつつある。従って、上述したヘッドリフトボディがステップモータを用いて駆動されるリードスクリューギアに直結されたリードスクリューの回転により磁気テープのトラック方向に垂直な方向へ直線移動するだけでは磁気ヘッドの位置決めが不充分であり、更に微細な位置調整を確保する必要がある。 However, in a high capacity tape, the track density increases and the distance between tracks running in the length direction of the tape is becoming extremely narrow. Therefore, the magnetic head cannot be positioned sufficiently if the head lift body described above is linearly moved in the direction perpendicular to the track direction of the magnetic tape by the rotation of the lead screw directly connected to the lead screw gear driven by the step motor. It is necessary to ensure finer position adjustment.
一方、最近では、このような微調整のために、HDD(ハードディスクドライブ)または微細加工機のアクチュエータなどに広く使用されているボイスコイルモータ(以後、VCMと略称する)がありヘッドアクチュエータにも既に応用されている。しかしながら、磁気テープのヘッドアクチュエータにVCMを用いた特許文献は見当たらない。VCMは、動電型の振動装置であり高周波でコーン紙を振動させるスピーカの原理を発展的に応用したものである。すなわち、永久磁石とコイルとを用い、永久磁石の磁界中にコイルを置き、コイルに電流を流した際に、フレミングの左手の法則により磁界と電流に垂直方向に力が発生する原理が応用され、磁気テープのトラック方向に垂直な方向へ直線移動させる機構が求められることになる。 On the other hand, recently, for such fine adjustment, there is a voice coil motor (hereinafter abbreviated as VCM) widely used for an HDD (hard disk drive) or an actuator of a micromachining machine, and the head actuator has already been used. Applied. However, there is no patent document using VCM for the head actuator of the magnetic tape. The VCM is an electrodynamic type vibration device, which is a developmental application of the principle of a speaker that vibrates cone paper at a high frequency. That is, when a coil is placed in the permanent magnet's magnetic field using a permanent magnet and a coil, and a current is passed through the coil, the principle that a force is generated in the direction perpendicular to the magnetic field and the current is applied by Fleming's left-hand rule. Therefore, a mechanism for linearly moving the magnetic tape in the direction perpendicular to the track direction is required.
このような構造には、VCMによる微細調整のための直線運動が上記ヘッド送り機構と同一方向に必要である。したがって、VCMは自身の駆動力を利用するため、移動させる磁気ヘッドを搭載するヘッドアセンブリにVCMを搭載する必要がある。このことは、VCMとして、ヘッド送り機構の運動方向と一致した方向に、ヘッドアセンブリの重量を負荷とする駆動力が必要とされる。すなわち、構造の複雑さと駆動力の増大による更なるVCMの強大化は避けられない。 Such a structure requires a linear motion for fine adjustment by the VCM in the same direction as the head feed mechanism. Therefore, since the VCM uses its own driving force, it is necessary to mount the VCM on a head assembly on which the magnetic head to be moved is mounted. This means that the VCM requires a driving force that loads the weight of the head assembly in a direction that coincides with the direction of movement of the head feed mechanism. In other words, further strengthening of the VCM due to an increase in the complexity of the structure and driving force is inevitable.
この問題の解決策として、ヘッド送り機構とヘッドアセンブリとを磁気テープのトラック方向を有する回転軸により結合し、VCMの駆動力によりヘッドアセンブリ先端の磁気ヘッドを回転運動させる構造がある。しかしながら、この回転運動により、磁気ヘッドの先端が、テープ記録面に対して垂直な方向、すなわち図1でA−A直線に並行に示される矢印方向に傾く。従って、回転運動を直線運動にする機構が必要であり、構造の複雑さ及び部品点数の増加は避けられない。
解決しようとする課題は、高容量テープドライブ又はこれに使用されるヘッドアクチュエータにおいて、VCMによる微調整手段を備えて二段の位置調整として、ヘッドアクチュエータを構成するヘッド送り機構とヘッドアセンブリとの連結構造とVCMの駆動力とを勘案する場合、部品点数が増加すると共に複雑な構造のために組立て工数も低減できないことである。 The problem to be solved is that a high-capacity tape drive or a head actuator used therefor is connected with a head feed mechanism and a head assembly constituting the head actuator as a two-stage position adjustment by means of fine adjustment means by a VCM. When considering the structure and the driving force of the VCM, the number of parts increases and the assembly man-hours cannot be reduced due to the complicated structure.
本発明は、高容量テープドライブ又はこれに使用されるヘッドアクチュエータにあって、VCMによる微調整手段を備えて二段の位置調整としても、余分な部品を使用することなく、かつ組立て工数も低減するため、磁気ヘッド(81)から回転軸(75)の支点までの距離を大きくすることにより、VCMの駆動による磁気ヘッドの移動、すなわちテープ記録面に対して垂直な方向のヘッドの傾き変化を小さくすることを主要な特徴とする。 The present invention is a high-capacity tape drive or a head actuator used therefor, and is equipped with fine adjustment means by VCM, so that two-stage position adjustment can be performed without using extra parts and reducing assembly man-hours. Therefore, by increasing the distance from the magnetic head (81) to the fulcrum of the rotary shaft (75), the movement of the magnetic head by driving the VCM, that is, the change in the tilt of the head in the direction perpendicular to the tape recording surface is achieved. The main feature is to make it smaller.
このため、磁気ヘッド(81)とそのキャリッジ(82)とを一体化したヘッドアセンブリ(80)を形成して、長いストロークを有する回転機構により磁気ヘッドを微小範囲のほぼ直線上で移動できる。このような簡単化された構造により、部品点数および組立て工数を低減できる。 Therefore, a head assembly (80) in which the magnetic head (81) and its carriage (82) are integrated is formed, and the magnetic head can be moved on a substantially straight line in a minute range by a rotating mechanism having a long stroke. With such a simplified structure, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
すなわち、本発明は、高容量テープドライブに用いられ、ヘッド送り機構(70)とヘッドアセンブリ(80)とで構成されるヘッドアクチュエータに適用される。ヘッド送り機構(70)は磁気ヘッド(81)をテープの走行方向に垂直な方向に粗く移動して位置決めする。ヘッドアセンブリ(80)は、一端に前記磁気ヘッドを、他端にテープのトラックに直交する方向で微細に位置決めするボイスコイルモータの永久磁石(83)及びコイル(84)を、それぞれ有する。通常、トラックはテープの長さ方向に走るので、磁気ヘッド(81)の移動方向はヘッド送り機構(70)とVCMの駆動とにより一致する。 That is, the present invention is used in a high-capacity tape drive and is applied to a head actuator including a head feed mechanism (70) and a head assembly (80). The head feed mechanism (70) positions the magnetic head (81) by roughly moving it in the direction perpendicular to the tape running direction. The head assembly (80) has the magnetic head at one end and a permanent magnet (83) and a coil (84) of a voice coil motor that are finely positioned at the other end in a direction perpendicular to the track of the tape. Normally, since the track runs in the length direction of the tape, the moving direction of the magnetic head (81) coincides with the head feed mechanism (70) and the drive of the VCM.
具体的には、本発明によるヘッドアクチュエータは、ヘッド送り機構(70)とヘッドアセンブリ(80)とがヘッド送り機構(70)の移動方向と直交する線上で支点を形成して結合し、ヘッドアセンブリ(80)がVCM(ボイスコイルモータ)の駆動により支点により形成される直線を回転軸として回転する際、磁気ヘッド(81)がほぼ直線移動する限定された範囲のみで移動する支点位置および構成を有することを特徴とする。 Specifically, in the head actuator according to the present invention, the head feed mechanism (70) and the head assembly (80) are coupled by forming a fulcrum on a line perpendicular to the moving direction of the head feed mechanism (70). (80) has a fulcrum position and configuration in which the magnetic head (81) moves only within a limited range in which the magnetic head (81) moves substantially linearly when rotating with a straight line formed by a fulcrum by driving a VCM (voice coil motor) as a rotation axis. It is characterized by having.
このようなヘッドアクチュエータは支点による回転軸を他端に設けられる永久磁石(83)及びコイル(84)の近辺に位置させることができる。この場合には、一体化されたヘッドアセンブリ(80)において回転軸を挟む両側、すなわち支点からの距離が長い磁気ヘッド側と距離が短いVCM駆動側とのそれぞれの重量を平衡させることが望ましく、更に、支点により形成される回転軸はベアリングを有する一つの回動シャフト(75)であってもよい。 In such a head actuator, the rotation axis by the fulcrum can be positioned in the vicinity of the permanent magnet (83) and the coil (84) provided at the other end. In this case, in the integrated head assembly (80), it is desirable to balance the weights on both sides of the rotating shaft, that is, on the magnetic head side having a long distance from the fulcrum and the VCM driving side having a short distance, Further, the rotating shaft formed by the fulcrum may be one rotating shaft (75) having a bearing.
更にヘッドアセンブリ(80)を固定するヘッド送り機構(70)はリードスクリュー(71)とこのリードスクリュー(71)により貫通されるヘッドリフトボディ(72)とを有し、支点により形成される回転軸は、ベアリングを有する一つの回動シャフト(75)でありかつリードスクリュー(71)に対して磁気ヘッド(81)と反対側に位置させることができる。 Further, the head feed mechanism (70) for fixing the head assembly (80) has a lead screw (71) and a head lift body (72) penetrated by the lead screw (71), and is a rotating shaft formed by a fulcrum. Is a single rotating shaft (75) having a bearing and can be positioned on the opposite side of the magnetic head (81) with respect to the lead screw (71).
また、
上記括弧内の符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されない。
Also,
The reference numerals in the parentheses are given for easy understanding, are merely examples, and are not limited thereto.
本発明のヘッドアクチュエータは、磁気ヘッドとそのキャリッジとを一体化したヘッドアセンブリを形成し、このヘッドアセンブリにVCMの永久磁石とコイルとを搭載すると共に、VCMの駆動による磁気ヘッドの位置移動を回転軸による回転運動とし、かつ、磁気ヘッドから回転軸の支点までの距離を大きくするため、テープ記録面に対して垂直な方向のヘッドの傾きとなる磁気ヘッドの移動、すなわち角度による位置変化を小さくすることができるので、ヘッド送り機構に回転軸の支点で連結されるヘッドアセンブリの磁気ヘッドは小さい範囲でほぼ直線上を移動できるという利点がある。 The head actuator of the present invention forms a head assembly in which a magnetic head and its carriage are integrated. A VCM permanent magnet and a coil are mounted on the head assembly, and the position of the magnetic head is rotated by driving the VCM. In order to increase the distance from the magnetic head to the fulcrum of the rotating shaft, and to increase the distance from the magnetic head to the fulcrum of the rotating shaft, the movement of the magnetic head that tilts the head in the direction perpendicular to the tape recording surface, that is, the position change due to the angle is reduced Therefore, there is an advantage that the magnetic head of the head assembly connected to the head feed mechanism at the fulcrum of the rotating shaft can move on a substantially straight line within a small range.
従って、部品点数および組立て工数を低減できるという効果がある。 Therefore, there is an effect that the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
部品点数および組立て工数を低減できるという目的を、磁気ヘッドとそのキャリッジとを一体化したヘッドアセンブリを形成し、このヘッドアセンブリにVCMの永久磁石とコイルとを搭載すると共に、VCMの駆動による磁気ヘッドの位置移動を回転軸による回転運動とし、かつ磁気ヘッドから回転軸の支点までの距離を大きくして、テープ記録面に対して垂直な方向のヘッドの傾きとなる磁気ヘッドの移動、すなわち角度による位置変化を小さくすることにより、実現した。 In order to reduce the number of parts and assembly man-hours, a head assembly in which a magnetic head and its carriage are integrated is formed, and a VCM permanent magnet and coil are mounted on the head assembly, and a magnetic head driven by the VCM is used. The movement of the magnetic head is a rotational movement by the rotating shaft, and the distance from the magnetic head to the fulcrum of the rotating shaft is increased, and the magnetic head moves in a direction perpendicular to the tape recording surface, that is, by the angle. This was realized by reducing the position change.
本発明の実施の一形態について図3から図5までを併せ参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は本発明によるヘッドアクチュエータアセンブリの実施の一形態を示す正面説明図、図4は図3のA−A断面説明図、また、図5は図3のB−B断面説明図である。図面では本発明に係る磁気ヘッドの位置調整部分のみを説明し、機能上必要があっても図示の省略されているものがある。また、図面は説明図で模式化してあり、形状、相対寸法などについては参考である。 3 is a front explanatory view showing an embodiment of the head actuator assembly according to the present invention, FIG. 4 is an AA cross-sectional explanatory view of FIG. 3, and FIG. 5 is a BB cross-sectional explanatory view of FIG. In the drawings, only the position adjusting portion of the magnetic head according to the present invention is described, and some of them are omitted from the drawing even if necessary for function. In addition, the drawings are schematically shown in an explanatory diagram, and the shape, relative dimensions, and the like are reference.
図示されるヘッド送り機構70は、リードスクリュー71、ヘッドリフトボディ72、バックラッシュ防止機構73、およびリードスクリューギア74により従来同様の機能を有し、磁気ヘッド81を保持するキャリッジ82を、ベアリングを有する回転シャフト75により固定し、ステップモータの駆動を受けるリードスクリューギア74の回転により磁気ヘッド81の粗い位置調整を行う。
The
図示されるように、ヘッドアセンブリ80は磁気ヘッド81とこれを一端で保持するキャリッジ82とで一体化構成される。ヘッド送り微細調整用のVCMを構成する永久磁石83およびコイル84がキャリッジ82の他端でキャリッジアームを介して磁気ヘッド81とは逆側に備えられる。ヘッドアセンブリ80は、VCMを構成するコイル84に流れる電流により磁気テープのトラックに垂直な方向、すなわちテープの幅方向であるリードスクリュー71の軸方向にキャリッジ82を微動させて停止させ、磁気ヘッド81の停止位置を微細調整する。
As shown in the figure, the
この場合、図5の側面説明図に示されるように、磁気ヘッド81を保持するキャリッジ82が回転軸75を支点として回転する場合、キャリッジ82の回転方向における先端部分はテープ記録面に対して垂直な方向に傾く。
In this case, as shown in the side view of FIG. 5, when the
従って、磁気ヘッド81をテープの幅方向に直線移動させるためには、磁気ヘッド81を保持するキャリッジ82の先端部分、すなわちテープ記録面に対して垂直な方向のヘッドの傾きを生じる部分の回転運動が直線運動であるような小範囲であればよい。このため、回転ストロークである磁気ヘッド81と回転シャフト75との距離をできるだけ長くとることになる。従って、図示される回転シャフト75は磁気ヘッド81とは逆側端のVCMを構成するコイル84に近く位置している。また、VCMの駆動による移動範囲は極狭くかつ駆動電流により移動位置が指定されるので、移動範囲は限定される。幸い、磁気ヘッド81の微調範囲は、極狭いトラックの間隔であるため、直線運動範囲として収まる。
Therefore, in order to linearly move the
また、この構造でVCMの駆動力を小さくするため、回転シャフト75をヘッドアセンブリ80の重心に位置させる。すなわち、磁気ヘッド81を先端に有する長い距離の側と永久磁石83およびコイル84を有する短い距離の側との重量を平衡させている。従って、ヘッドアセンブリ80は、回動シャフトにかかる重量が重くなるが、重量の全体値を小さくできるのでVCMの駆動力の大幅な上昇にはならない。
Also, with this structure, the rotating
このような構成のため、ヘッド送り機構70のリードスクリュー71は図5では磁気ヘッド81と回転シャフト75との中間部に位置している。
Due to such a configuration, the
また、ヘッド送り機構70とヘッドアセンブリ80との連結は、回動シャフト75として貫通状態で図示されているが、回動シャフト75の回転軸上で回動シャフト75の代わりにヘッドリフトボディ72の表面を支点とした凹凸部分を形成することもできる。すなわち、本発明によるヘッドアクチュエータは、ヘッド送り機構とヘッドアセンブリとがヘッド送り機構の移動方向と直交する線上で支点を形成して結合し、ヘッドアセンブリがボイスコイルモータの駆動を受けて支点により形成される直線を回転軸として回転する際、磁気ヘッドがほぼ直線移動するような限定された範囲のみで移動する支点位置および構成を有することとなる。
Further, the connection between the
磁気ヘッドの微細移動はテープのトラックに直交する直線上であることが望まれるが、通常、テープのトラックは長さ方向に高密度をもって並行に形成されるので、磁気ヘッドの移動はテープの幅方向に直交することでよい。 The fine movement of the magnetic head is desired to be on a straight line perpendicular to the track of the tape. However, since the track of the tape is usually formed in parallel with a high density in the length direction, the movement of the magnetic head is the width of the tape. It may be perpendicular to the direction.
このような形態を採用したので、ヘッド送り機構に回転軸の支点で連結されるヘッドアセンブリの磁気ヘッドは小さい範囲でほぼ直線上を移動でき、従って、部品点数および組立て工数を低減できるという効果がある。 Since such a configuration is adopted, the magnetic head of the head assembly connected to the head feed mechanism at the fulcrum of the rotary shaft can move on a substantially straight line within a small range, and thus the number of parts and assembly man-hours can be reduced. is there.
本発明は、VCM駆動によりヘッドの微細な位置調整を行う際に、一端にあって位置決め対象となるヘッド部分から他端のVCMのコイルまでを一体化し、他端のコイル近辺で回動可能な支点を備えている。従って、本発明は、位置決め対象が微小範囲で直線状に移動することが必要な場合に適用できる。 In the present invention, when performing fine position adjustment of the head by VCM driving, the head portion to be positioned at one end and the VCM coil at the other end are integrated and can be rotated around the coil at the other end. Has a fulcrum. Therefore, the present invention can be applied to the case where the positioning target needs to move linearly within a minute range.
70 ヘッド送り機構
71 リードスクリュー
72 ヘッドリフトボディ
73 バックラッシュ防止機構
74 リードスクリューギア
75 回動シャフト
80 ヘッドアセンブリ
81 磁気ヘッド
82 キャリッジ
83 永久磁石
84 コイル
DESCRIPTION OF
Claims (5)
A tape drive on which the head actuator according to any one of claims 1 to 4 is mounted.
Priority Applications (1)
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- 2003-11-28 JP JP2003398569A patent/JP2005158202A/en not_active Withdrawn
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