JP3328339B2 - サーマルヘッド用耐熱性保護膜とそれを用いたサーマルヘッド - Google Patents
サーマルヘッド用耐熱性保護膜とそれを用いたサーマルヘッドInfo
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明はサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜
とそれを用いるサーマルヘッドに関する。
とそれを用いるサーマルヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】サーマルヘッドはコンピュータ、ワード
プロセッサ、ファクシミリ等の印字ヘッドとして広く用
いられている。サーマルヘッドはポリシリコン等の抵抗
発熱体のドットを多数配列し、それらを選択的に通電す
ることにより印字リボンを用紙に熱転写して印字するよ
うに構成したものである。用紙はサーマルヘッドの面に
摺接しながら移送されるから、耐摩耗性が高い保護膜に
より抵抗発熱体の表面を保護する必要がある。
プロセッサ、ファクシミリ等の印字ヘッドとして広く用
いられている。サーマルヘッドはポリシリコン等の抵抗
発熱体のドットを多数配列し、それらを選択的に通電す
ることにより印字リボンを用紙に熱転写して印字するよ
うに構成したものである。用紙はサーマルヘッドの面に
摺接しながら移送されるから、耐摩耗性が高い保護膜に
より抵抗発熱体の表面を保護する必要がある。
【０００３】サーマルヘッドにおけるスポット状印字要
素は図１に示されているように、下から順にアルミナ等
の基板１、蓄熱用のグレーズガラス２、ポリシリコン等
の発熱体層３、電極４、５及び耐摩耗性保護膜６より成
る。図の７は発熱部となる。保護膜６には一般に硬度が
高く、熱及び組成と構造に起因する内部応力が小さく、
摩耗し難く、しかも湿気やアルカリ等に対して安定なこ
とが要求され、従来種々の材料が研究されている。
素は図１に示されているように、下から順にアルミナ等
の基板１、蓄熱用のグレーズガラス２、ポリシリコン等
の発熱体層３、電極４、５及び耐摩耗性保護膜６より成
る。図の７は発熱部となる。保護膜６には一般に硬度が
高く、熱及び組成と構造に起因する内部応力が小さく、
摩耗し難く、しかも湿気やアルカリ等に対して安定なこ
とが要求され、従来種々の材料が研究されている。
【０００４】従来の耐摩耗性保護膜のうち、特開昭５７
−７４１７７号及び特開昭５８−１１８２７３号で発表
されたＳｉ−Ｏ−Ｎで表される組成の耐摩耗性保護膜
は、硬度が大きく耐摩耗性や耐環境性等のサーマルヘッ
ドに必要な特性に優れているが、内部応力が大きくクラ
ックが入りやすく、下層から剥離しやすい欠点がある。
特開平２−１２００５７号によると、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組
成にＺｒおよび／またはＹを添加することが提案されて
いる。しかし、この耐摩耗性保護膜のビッカース硬度は
１６００ｋｇ／ｍｍ2 以下に過ぎないので耐摩耗性が不
十分である。さらに、特開平２−１２００５７号による
と、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成にＴｉを添加したＳｉ−Ｔｉ−
Ｏ−Ｎが提案されている。この技術によると耐摩耗性保
護膜のビッカース硬度は２２００ｋｇ／ｍｍ2 程度とな
り耐摩耗性は十分であるが、プラズマＣＶＤ法により他
の成分と共にＴｉ源となるＴｉＣｌ4 を分解して使用す
るので、サーマルヘッドの電極の腐蝕が生じるので耐用
性を損じる。また、特開昭６２−９０２５９号にはＳｉ
−Ｏ−Ｎの組成にＬａを添加したＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎが
提案されている。この技術によると耐摩耗性保護膜のビ
ッカース硬度は１２００〜１６００ｋｇ／ｍｍ2 とされ
ているが、実用品は耐クラック強度を考慮して１２５０
ｋｇ／ｍｍ2 が使用されている。この保護膜は内部応力
が小さく耐熱劣化性、耐クラック性や耐湿性に優れてい
るので実用化されているが、硬度の点に加えて耐摩擦摩
耗性が十分でない。しかし最近ではフルカラー熱転写用
のサーマルヘッド等では耐摩擦摩耗性がさらに増大する
ことが必要とされているが、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは不十
分である。
−７４１７７号及び特開昭５８−１１８２７３号で発表
されたＳｉ−Ｏ−Ｎで表される組成の耐摩耗性保護膜
は、硬度が大きく耐摩耗性や耐環境性等のサーマルヘッ
ドに必要な特性に優れているが、内部応力が大きくクラ
ックが入りやすく、下層から剥離しやすい欠点がある。
特開平２−１２００５７号によると、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組
成にＺｒおよび／またはＹを添加することが提案されて
いる。しかし、この耐摩耗性保護膜のビッカース硬度は
１６００ｋｇ／ｍｍ2 以下に過ぎないので耐摩耗性が不
十分である。さらに、特開平２−１２００５７号による
と、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成にＴｉを添加したＳｉ−Ｔｉ−
Ｏ−Ｎが提案されている。この技術によると耐摩耗性保
護膜のビッカース硬度は２２００ｋｇ／ｍｍ2 程度とな
り耐摩耗性は十分であるが、プラズマＣＶＤ法により他
の成分と共にＴｉ源となるＴｉＣｌ4 を分解して使用す
るので、サーマルヘッドの電極の腐蝕が生じるので耐用
性を損じる。また、特開昭６２−９０２５９号にはＳｉ
−Ｏ−Ｎの組成にＬａを添加したＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎが
提案されている。この技術によると耐摩耗性保護膜のビ
ッカース硬度は１２００〜１６００ｋｇ／ｍｍ2 とされ
ているが、実用品は耐クラック強度を考慮して１２５０
ｋｇ／ｍｍ2 が使用されている。この保護膜は内部応力
が小さく耐熱劣化性、耐クラック性や耐湿性に優れてい
るので実用化されているが、硬度の点に加えて耐摩擦摩
耗性が十分でない。しかし最近ではフルカラー熱転写用
のサーマルヘッド等では耐摩擦摩耗性がさらに増大する
ことが必要とされているが、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは不十
分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、Ｓｉ−
Ｏ−Ｎの組成或いはそれにＺｒ、Ｙ等の添加物を含有さ
せたサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は硬度が不十分で
あり、内部応力が大きくクラックを生じ易く、下層から
剥離しやすい欠点を有する。一方、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成
にＴｉを含有させたものは硬度が大きいが、電極が腐蝕
しやすい問題を有する。また、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは実
用価値が高いが硬度及び耐摩擦摩耗性がいまだ不十分で
ある。従って、本発明の目的は、硬度が高く、しかも耐
摩擦摩耗性の大きいＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系のサーマルヘ
ッド用耐摩耗性保護膜及びそれを用いたサーマルヘッド
を提供することにある。
Ｏ−Ｎの組成或いはそれにＺｒ、Ｙ等の添加物を含有さ
せたサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は硬度が不十分で
あり、内部応力が大きくクラックを生じ易く、下層から
剥離しやすい欠点を有する。一方、Ｓｉ−Ｏ−Ｎの組成
にＴｉを含有させたものは硬度が大きいが、電極が腐蝕
しやすい問題を有する。また、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎは実
用価値が高いが硬度及び耐摩擦摩耗性がいまだ不十分で
ある。従って、本発明の目的は、硬度が高く、しかも耐
摩擦摩耗性の大きいＳｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系のサーマルヘ
ッド用耐摩耗性保護膜及びそれを用いたサーマルヘッド
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｓｉ、Ｌａ、
Ｏ及びＮを主たる構成元素とし、Ｓｉの１原子に対して
Ｂａ及びＳｒよりなる群から選択された少なくとも一種
を添加構成元素として含有するサーマルヘッド用耐摩耗
性保護膜、及びそれを抵抗発熱体の表面に有するサーマ
ルヘッドを提供する。好ましくは本発明はＳｉＬａxＭy
ＯzＮw（ただしＭはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ及び
Ｒａよりなる群から選択された少なくとも一種、ｘ＝
０．１〜１．５、ｙ＝０．０１〜０．５、ｚ＝０．１〜
２．０、及びｗ＝０．２〜１．８）で表わされる組成を
有する耐摩耗性保護膜、及びそれを抵抗発熱体の表面に
有するサーマルヘッドを提供する。
Ｏ及びＮを主たる構成元素とし、Ｓｉの１原子に対して
Ｂａ及びＳｒよりなる群から選択された少なくとも一種
を添加構成元素として含有するサーマルヘッド用耐摩耗
性保護膜、及びそれを抵抗発熱体の表面に有するサーマ
ルヘッドを提供する。好ましくは本発明はＳｉＬａxＭy
ＯzＮw（ただしＭはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ及び
Ｒａよりなる群から選択された少なくとも一種、ｘ＝
０．１〜１．５、ｙ＝０．０１〜０．５、ｚ＝０．１〜
２．０、及びｗ＝０．２〜１．８）で表わされる組成を
有する耐摩耗性保護膜、及びそれを抵抗発熱体の表面に
有するサーマルヘッドを提供する。
【０００７】
【発明の作用】本発明のサーマルヘッド用耐摩耗性保護
膜は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎの優れた特徴である耐クラッ
ク性、耐食性、耐摩耗性を利用しつつ、アルカリ土類金
属Ｍを添加することにより保護膜に粘り（靭性）を付与
して、硬度（耐摩耗性）及び耐摩擦摩耗性を高めたもの
である。
膜は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎの優れた特徴である耐クラッ
ク性、耐食性、耐摩耗性を利用しつつ、アルカリ土類金
属Ｍを添加することにより保護膜に粘り（靭性）を付与
して、硬度（耐摩耗性）及び耐摩擦摩耗性を高めたもの
である。
【０００８】本発明のサーマルヘッド用耐熱性保護膜
は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系の物質であり、好ましくはＳ
ｉＬａx Ｍy Ｏz Ｎw （Ｍ、ｘ、ｙ、ｚは上に定義した
通りである）で表わされる物質から構成される。ここに
ｘ＝０．１〜１．５は耐クラック性を向上するために必
要な量であり、少な過ぎても多過ぎても耐クラック性は
低下する。ｙ＝０．０１〜０．５は耐摩擦摩耗性と硬度
を向上させるが、多過ぎると内部応力が大きくなり剥離
しやすくなる。ｚ＝０．１〜２．０、及びｗ＝０．２〜
１．８とするのは、硬度及び耐摩耗性を考慮して決めら
れ、内部応力の減少も考慮されている。Ｏ、Ｎはいずれ
も硬度及び耐摩耗性を上げ、これらが少な過ぎると膜が
柔かくなり耐摩耗性が減じ、一方多過ぎると脆くなる。
また両者の総量が一定な場合、Ｏが多くＮが少ない方が
クラック強度が大きくなり、Ｎが多くＯが少ない方が耐
摩耗性が高くなるので、両者の総量とバランスを考慮し
て上記のｚ、ｗで示される範囲が決定された。
は、Ｓｉ−Ｌａ−Ｏ−Ｎ系の物質であり、好ましくはＳ
ｉＬａx Ｍy Ｏz Ｎw （Ｍ、ｘ、ｙ、ｚは上に定義した
通りである）で表わされる物質から構成される。ここに
ｘ＝０．１〜１．５は耐クラック性を向上するために必
要な量であり、少な過ぎても多過ぎても耐クラック性は
低下する。ｙ＝０．０１〜０．５は耐摩擦摩耗性と硬度
を向上させるが、多過ぎると内部応力が大きくなり剥離
しやすくなる。ｚ＝０．１〜２．０、及びｗ＝０．２〜
１．８とするのは、硬度及び耐摩耗性を考慮して決めら
れ、内部応力の減少も考慮されている。Ｏ、Ｎはいずれ
も硬度及び耐摩耗性を上げ、これらが少な過ぎると膜が
柔かくなり耐摩耗性が減じ、一方多過ぎると脆くなる。
また両者の総量が一定な場合、Ｏが多くＮが少ない方が
クラック強度が大きくなり、Ｎが多くＯが少ない方が耐
摩耗性が高くなるので、両者の総量とバランスを考慮し
て上記のｚ、ｗで示される範囲が決定された。
【０００９】本発明の保護膜は例えばスパッタ法を用い
て成膜することができる。この場合には、成膜原料とし
てＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＭＯ（Ｍは上に定義）、Ｓｉ
3 Ｎ4 等を用い、これらを所定の混合比で混合し、プレ
スしてターゲットとし、また雰囲気ガスとしてＡｒガ
ス、及び必要ならさらにＯ2 、Ｎ2 ガスを用い、ＲＦ電
力を加えてターゲットをＡｒスパッタし、下地例えばア
ルミナ基板上にガラスグレーズ層を設けたものの上にＳ
ｉ−Ｍ−Ｏ−Ｎ系の保護膜を成膜する。
て成膜することができる。この場合には、成膜原料とし
てＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＭＯ（Ｍは上に定義）、Ｓｉ
3 Ｎ4 等を用い、これらを所定の混合比で混合し、プレ
スしてターゲットとし、また雰囲気ガスとしてＡｒガ
ス、及び必要ならさらにＯ2 、Ｎ2 ガスを用い、ＲＦ電
力を加えてターゲットをＡｒスパッタし、下地例えばア
ルミナ基板上にガラスグレーズ層を設けたものの上にＳ
ｉ−Ｍ−Ｏ−Ｎ系の保護膜を成膜する。
【００１０】
実施例１ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末をモ
ル比２：２：１：５の割合で混合し、プレスしてターゲ
ットとし、投入電力１．５kw、Ａｒ圧３Pa、基板温度３
５０℃でＲＦスパッタして４．５μm の厚さに成膜して
耐摩耗性層とした。Ａｒガスに適宜Ｏ2 、Ｎ2 を混入し
て反応性スパッタをし、組成の調整をした。得られた組
成はＳｉＬａ0.25Ｍｇ0.06Ｏ0.6 Ｎ1.1 であった。得ら
れたＳｉ−Ｌａ−Ｍｇ−Ｏ−Ｎ膜に対して種々の試験及
び測定を行った。なお、摩擦摩耗試験はボールオンディ
スク方式（高千穂精機製の摩擦摩耗試験機）で膜が破壊
する力を測定した。
ル比２：２：１：５の割合で混合し、プレスしてターゲ
ットとし、投入電力１．５kw、Ａｒ圧３Pa、基板温度３
５０℃でＲＦスパッタして４．５μm の厚さに成膜して
耐摩耗性層とした。Ａｒガスに適宜Ｏ2 、Ｎ2 を混入し
て反応性スパッタをし、組成の調整をした。得られた組
成はＳｉＬａ0.25Ｍｇ0.06Ｏ0.6 Ｎ1.1 であった。得ら
れたＳｉ−Ｌａ−Ｍｇ−Ｏ−Ｎ膜に対して種々の試験及
び測定を行った。なお、摩擦摩耗試験はボールオンディ
スク方式（高千穂精機製の摩擦摩耗試験機）で膜が破壊
する力を測定した。
【００１１】実施例２ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＳｒＯ、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末をモ
ル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ方
法でＳｉ−Ｌａ−Ｓｒ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層と
した。得られた組成はＳｉＬａ0.23Ｓｒ0.05Ｏ0.72Ｎ
1.15であった。得られた膜に対して種々の試験及び測定
を行った。
ル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ方
法でＳｉ−Ｌａ−Ｓｒ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層と
した。得られた組成はＳｉＬａ0.23Ｓｒ0.05Ｏ0.72Ｎ
1.15であった。得られた膜に対して種々の試験及び測定
を行った。
【００１２】実施例３ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、ＢａＯ、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末をモ
ル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ方
法でＳｉ−Ｌａ−Ｂａ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層と
した。得られた組成はＳｉＬａ0.21Ｂａ0.12Ｏ0.75Ｎ
1.2 であった。得られたＳｉ−Ｌａ−Ｙ−Ｏ−Ｎ膜に対
して種々の試験及び測定を行った。 比較例１ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末をモル比２：
３：５の割合で混合し、実施例１と同じ方法でＳｉ−Ｌ
ａ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層とした。得られた膜に
対して種々の試験及び測定を行った。
ル比２：２：１：５の割合で混合し、実施例１と同じ方
法でＳｉ−Ｌａ−Ｂａ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層と
した。得られた組成はＳｉＬａ0.21Ｂａ0.12Ｏ0.75Ｎ
1.2 であった。得られたＳｉ−Ｌａ−Ｙ−Ｏ−Ｎ膜に対
して種々の試験及び測定を行った。 比較例１ ＳｉＯ2 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｓｉ3 Ｎ4 の粉末をモル比２：
３：５の割合で混合し、実施例１と同じ方法でＳｉ−Ｌ
ａ−Ｏ−Ｎを成膜して耐摩耗性層とした。得られた膜に
対して種々の試験及び測定を行った。
【００１３】実施例１〜３及び比較例１の耐摩耗性層の
測定結果を表１に示す。
測定結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【作用効果】上の実施例から明らかなように、本発明の
サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は、従来のＳｉ−Ｌａ
−Ｏ−Ｎ型保護膜に比して硬度が高く、耐摩擦摩耗性も
高い。これは添加物により硬度が向上した他、添加物に
より密着性が向上したためであると思われる。また、１
７５０ｋｇ／ｍｍ2 のビッカース硬度はＴｉを含有する
Ｓｉ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎに比して低いが、従来の他の耐摩耗
保護膜よりも硬い。
サーマルヘッド用耐摩耗性保護膜は、従来のＳｉ−Ｌａ
−Ｏ−Ｎ型保護膜に比して硬度が高く、耐摩擦摩耗性も
高い。これは添加物により硬度が向上した他、添加物に
より密着性が向上したためであると思われる。また、１
７５０ｋｇ／ｍｍ2 のビッカース硬度はＴｉを含有する
Ｓｉ−Ｔｉ−Ｏ−Ｎに比して低いが、従来の他の耐摩耗
保護膜よりも硬い。
【図１】サーマルヘッドの基本構造を示す断面図であ
る。
る。
１：基板 ２：蓄熱用の絶縁層（グレーズガラス） ３：発熱体層（ポリシリコン） ４、５：電極 ６：耐摩耗性保護膜 ７：発熱部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−202465（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216762（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/335 C23C 14/06
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｓｉ、Ｌａ、Ｏ及びＮを主たる構成元素
とし、Ｓｉの１原子に対してＢａ及びＳｒよりなる群か
ら選択された少なくとも一種を添加構成元素として含有
するサーマルヘッド用耐摩耗性保護膜。 - 【請求項２】 ＳｉＬａxＭyＯzＮw（ただしＭはＢｅ、
Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ及びＲａよりなる群から選択さ
れた少なくとも一種、ｘ＝０．１〜１．５、ｙ＝０．０
１〜０．５、ｚ＝０．１〜２．０、及びｗ＝０．２〜
１．８）で表わされる組成を有するサーマルヘッド用耐
摩耗性保護膜。 - 【請求項３】 抵抗発熱体の表面にＳｉ、Ｌａ、Ｏ及び
Ｎを主たる構成元素とし、Ｓｉの１原子に対してＢａ及
びＳｒよりなる群から選択された少なくとも一種を添加
構成元素として含有する耐摩耗性保護膜を設けたサーマ
ルヘッド。 - 【請求項４】 ＳｉＬａxＭyＯzＮw（ただしＭはＢｅ、
Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ及びＲａよりなる群から選択さ
れた少なくとも一種、ｘ＝０．１〜１．５、ｙ＝０．０
１〜０．５、ｚ＝０．１〜２．０、及びｗ＝０．２〜
１．８）で表わされる組成を有する耐摩耗性保護膜を有
する耐摩耗性保護膜を設けたサーマルヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32620492A JP3328339B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | サーマルヘッド用耐熱性保護膜とそれを用いたサーマルヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32620492A JP3328339B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | サーマルヘッド用耐熱性保護膜とそれを用いたサーマルヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06143639A JPH06143639A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3328339B2 true JP3328339B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=18185172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32620492A Expired - Fee Related JP3328339B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | サーマルヘッド用耐熱性保護膜とそれを用いたサーマルヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328339B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110050206A (ko) | 2009-11-06 | 2011-05-13 | 삼성전자주식회사 | 옥시나이트라이드 형광체, 그 제조 방법 및 그것을 사용한 백색 발광 소자 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP32620492A patent/JP3328339B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06143639A (ja) | 1994-05-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020618 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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