JP3603554B2 - 電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、移載ヘッドのノズルの下端部に電子部品を真空吸着し、基板の所定の座標位置に移送搭載するものである。電子部品の品種は様々であり、したがって移載ヘッドに複数本のノズルを装着し、電子部品の品種に応じてノズルを使い分けることが行われている（例えば特開平２−９９０００号公報）。
【０００３】
電子部品実装装置により電子部品を基板に実装する場合、電子部品を真空吸着したノズルは電子部品認識用カメラの上方へ移動し、カメラで電子部品を観察して電子部品の位置認識が行われる。そしてこの位置認識の結果にしたがって電子部品の位置ずれを補正し、電子部品を基板に搭載するようになっている。したがって電子部品の位置認識を行う場合には、ノズルをカメラの検査エリアの基準位置（通常、カメラの光軸）に正確に位置させねばならない。
【０００４】
このため、電子部品実装装置により電子部品の実装作業を行うのに先立って、移載ヘッドの回転角度のティーチが行われる。このティーチは、ノズルをカメラの基準位置（カメラの光軸）まで回転させたときのノズルと基準位置のずれ角度を求めるものである。そしてずれ角度を求めたならば、これをヘッド角度原点オフセット値として登録し、電子部品の認識を行うときには、このヘッド角度原点オフセット値を加味してノズルをカメラの基準位置へ回転移動させるものである。従来、上記ティーチはオペレータがモニタ画面を見ながらマニュアル操作により行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらオペレータがマニュアル操作で行うティーチは作業が甚だ面倒であって多大な時間と労力を要し、またオペレータの個人誤差もかなり大きくなりやすく、精度があがりにくいものであった。
【０００６】
したがって本発明は、オペレータのマニュアル操作によらずに正確に行うことができる電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法は、移載ヘッドが有する複数本のノズルのうちのいずれかのノズルを基準ノズルとし、移載ヘッドをモータによりその回転軸を中心にインデックス回転させて基準ノズルを機械原点位置から電子部品認識用カメラの検査エリアに入れる工程と、基準ノズルを検査エリア内において基準位置まで回転させて基準ノズルの変位角度を求める工程と、基準ノズルを回転させて機械原点位置に復帰させる工程と、基準ノズルを前記インデックス回転の総角度と前記変位角度の総和角度回転させて基準ノズルを再度前記検査エリアに入れる工程と、基準ノズルを微小角度回転させて前記基準位置に一致させることによりこのときのずれ角度を求める工程と、を含む。
【０００８】
この構成によれば、移載ヘッドの基準ノズルのずれ角度を正確に求めてヘッド角度原点オフセット値を決定することができる。また基準ノズル以外の他のノズルのヘッド角度原点オフセット値も、基準ノズルのヘッド角度原点オフセット値から簡単に計算して求めることができる。
【０００９】
【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て説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は同制御系のブロック図、図３は同移載ヘッドの角度自動ティーチ方法の説明図である。
【００１０】
図１において、移載ヘッド１は複数本（本例では４本）のノズル２を有している。移載ヘッド１はロータリーヘッド３の円周方向にインデックス回転する（矢印ａ）。移載ヘッド１はロータリーヘッド３に多数個備えられているが、ロータリーヘッド３には各移載ヘッド１をその垂直な中心軸を中心に回転させるためのモータ４やベルト５が設けられている。モータ４が駆動して移載ヘッド１が回転することにより、ノズル選択や、ノズル２の下端部に真空吸着された電子部品の角度設定などを行う。
【００１１】
移載ヘッド１の移動路の下方には、電子部品供給部６、ノズル２の下端部に真空吸着された電子部品の有無を検知するセンサ７、電子部品認識用のカメラ８、基板９を位置決めする位置決め部としての可動テーブル１０が設置されている。電子部品供給部６には、電子部品を供給するパーツフィーダ１１が多数個並設されている。パーツフィーダ１１は基台１２上に載置されており、送りねじ１３やナット（図示せず）により横方向（矢印ｂ）へ移動することにより、所望の電子部品を備えたパーツフィーダ１１をピックアップ位置Ｐへ移動させる。またカメラ８は移動テーブル１３に載せられており、移動テーブル１３が作動することによりカメラ８は水平方向へ移動する。
【００１２】
移載ヘッド１は、ロータリーヘッド３の円周方向へインデックス回転しながら、ピックアップ位置Ｐにおいてノズル２の下端部に電子部品を真空吸着してピックアップする。次に移載ヘッド１はセンサ７の上方へ移動し、ノズル２の下端部に電子部品が真空吸着されているか否か、すなわち電子部品の有無を検出する。
【００１３】
次に移載ヘッド１はカメラ８の上方へ移動し、電子部品をカメラ８で下方から観察して、電子部品の位置認識を行う。次に移載ヘッド１は基板９の上方へ移動し、電子部品を基板９の所定の座標位置に搭載する。この場合、カメラ８の認識結果に基づいて電子部品のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置ずれを補正したうえで、電子部品を基板９に搭載する。ここで、Ｘ方向およびＹ方向の位置ずれは、可動テーブル１０を駆動して基板９をＸ方向やＹ方向へ水平移動させることにより補正し、またθ方向の位置ずれは、モータ４を駆動して移載ヘッド１をその中心軸を中心に回転させることにより補正する。
【００１４】
図２において、カメラ８は認識部１５を介して制御部（ＣＰＵ）１６に接続されている。またモータ４は駆動部１７を介して、またセンサ７は直接制御部１６に接続されている。記憶部１８にはプログラムデータなどの必要なデータが登録されている。制御部１６は、装置の運転に必要な制御や演算などを行う。なお、送りねじ１３を駆動するモータ（図示せず）も制御部１６に接続されている。
【００１５】
上記のように、ノズル２の下端部に真空吸着された電子部品は、カメラ８により位置認識が行われる。この場合、ノズル２はカメラ８の視野内の所定の基準位置（通常、カメラ８の光軸）に正確に位置させねばならない。このため、電子部品を基板９に実装するのに先立って、ノズル２の正確な位置のティーチを行う必要がある。そこで次に、図３を参照してそのティーチ方法を説明する。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｇ）はティーチ方法を動作順に示している。移載ヘッド１の４本のノズル２を区別するために、各ノズル２には添字ａ，ｂ，ｃ，ｄを付している。４本のノズル２ａ〜２ｄは、９０°の等間隔で移載ヘッド１に装着されている。ノズル２ａが基準ノズルであり、ハッチングを付している。またＡはカメラ８の視野内に設定された検査エリア、Ｂはカメラ８の光軸（基準位置）である。またＣは基準ノズル２ａの機械原点位置である。
【００１７】
次に、ティーチ動作を説明する。図３（ａ）は、当初の状態を示している。このとき、基準ノズル２ａは機械原点位置Ｃにある。まず、移載ヘッド１を時計方向へ一定角度（例えば３０°）でインデックス回転させ（図３（ｂ）の矢印ｃ）、基準ノズル２ａが検査エリアＡの内部に入ったならば、インデックス回転を停止させる。図３（ｂ）はこのときの状態を示している。ここで、インデックス回転は５回行っており、したがって基準ノズル２ａのインデックス回転の総角度は３０°×５＝１５０°である。しかしながらインデックス回転には誤差が含まれており、したがって基準ノズル２ａが正確に１５０°回転したか否かは不明であり、かなりの誤差（ずれ）を含むのが一般である。
【００１８】
さて、図３（ｂ）の状態で、基準ノズル２ａは基準軸Ｎから変位角度θ変位している。そこで移載ヘッド１を時計方向へ若干回転させ、基準ノズル２ａを光軸Ｂに一致させる（図３（ｃ））。このときの移載ヘッド１の回転角度から変位角度θが判明する。この変位角度θは記憶部１８に登録される。
【００１９】
次に、移載ヘッド１を時計方向へ大きく回転させ、基準ノズル２ａを機械原点位置Ｃに復帰させる（図３（ｄ）の矢印ｄ）。なおモータ４にはエンコーダなどの機械原点検出手段が備えられており、したがって基準ノズル２ａは機械原点位置Ｃに正確に復帰させることができる。
【００２０】
次に、移載ヘッド１を先程のインデックス回転の総角度（３０°×５回＝１５０°）と変位角度θの総和角度（１５０°＋θ）回転させる（図３（ｅ）の矢印ｅ）。このとき、基準ノズル２ａは基準軸Ｎから微小角度Δθずれている。このずれ角度Δθの発生理由は、上述したインデックス回転の誤差であり、このため基準ノズル２ａは指令値（１５０°＋θ）どおり回転せず、ずれ角度（回転誤差）Δθを生じるものである。
【００２１】
そこで次に移載ヘッド１を時計方向へ回転させて基準ノズル２ａを光軸Ｂに合致させ、このときの回転角度からずれ角度Δθの大きさを求める。次に基準ノズル２ａを機械原点位置Ｃに復帰させる（図３（ｇ））。そして機械原点位置Ｃから基準軸Ｎまでの角度αを移載ヘッド１のヘッド角度原点オフセット値とし、記憶部１８に登録する。このようにして基準ノズル２ａについてヘッド角度原点オフセット値αを求めたならば、他の３本のノズル２ｂ〜２ｄについては、９０°，１８０°，２７０°を加算することにより簡単に求められ、これらの値もそれぞれヘッド角度原点オフセット値として記憶部１８に登録される。
【００２２】
図１に示すように、ロータリーヘッド３には多数個の移載ヘッド１が備えられているので、各移載ヘッド１について、上記それぞれティーチを行う。なお図３（ｂ）において、基準ノズル２ａが基準軸Ｎの下側にきたときは、移載ヘッド１を反時計方向へ回転させて基準ノズル２ａを光軸Ｂに合致させる。その後の動作は上記と同じである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、移載ヘッドの基準ノズルのずれ角度を正確に求めてヘッド角度原点オフセット値を決定することができる。したがって電子部品を基板に実装する工程において、ノズルをカメラの基準位置（光軸）に正確に位置させて電子部品の位置認識を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系のブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの角度自動ティーチ方法の説明図
【符号の説明】
１ 移載ヘッド
２ ノズル
２ａ 基準ノズル
３ ロータリーヘッド
４ モータ
８ カメラ
１３ 移動テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、移載ヘッドのノズルの下端部に電子部品を真空吸着し、基板の所定の座標位置に移送搭載するものである。電子部品の品種は様々であり、したがって移載ヘッドに複数本のノズルを装着し、電子部品の品種に応じてノズルを使い分けることが行われている（例えば特開平２−９９０００号公報）。
【０００３】
電子部品実装装置により電子部品を基板に実装する場合、電子部品を真空吸着したノズルは電子部品認識用カメラの上方へ移動し、カメラで電子部品を観察して電子部品の位置認識が行われる。そしてこの位置認識の結果にしたがって電子部品の位置ずれを補正し、電子部品を基板に搭載するようになっている。したがって電子部品の位置認識を行う場合には、ノズルをカメラの検査エリアの基準位置（通常、カメラの光軸）に正確に位置させねばならない。
【０００４】
このため、電子部品実装装置により電子部品の実装作業を行うのに先立って、移載ヘッドの回転角度のティーチが行われる。このティーチは、ノズルをカメラの基準位置（カメラの光軸）まで回転させたときのノズルと基準位置のずれ角度を求めるものである。そしてずれ角度を求めたならば、これをヘッド角度原点オフセット値として登録し、電子部品の認識を行うときには、このヘッド角度原点オフセット値を加味してノズルをカメラの基準位置へ回転移動させるものである。従来、上記ティーチはオペレータがモニタ画面を見ながらマニュアル操作により行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらオペレータがマニュアル操作で行うティーチは作業が甚だ面倒であって多大な時間と労力を要し、またオペレータの個人誤差もかなり大きくなりやすく、精度があがりにくいものであった。
【０００６】
したがって本発明は、オペレータのマニュアル操作によらずに正確に行うことができる電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法は、移載ヘッドが有する複数本のノズルのうちのいずれかのノズルを基準ノズルとし、移載ヘッドをモータによりその回転軸を中心にインデックス回転させて基準ノズルを機械原点位置から電子部品認識用カメラの検査エリアに入れる工程と、基準ノズルを検査エリア内において基準位置まで回転させて基準ノズルの変位角度を求める工程と、基準ノズルを回転させて機械原点位置に復帰させる工程と、基準ノズルを前記インデックス回転の総角度と前記変位角度の総和角度回転させて基準ノズルを再度前記検査エリアに入れる工程と、基準ノズルを微小角度回転させて前記基準位置に一致させることによりこのときのずれ角度を求める工程と、を含む。
【０００８】
この構成によれば、移載ヘッドの基準ノズルのずれ角度を正確に求めてヘッド角度原点オフセット値を決定することができる。また基準ノズル以外の他のノズルのヘッド角度原点オフセット値も、基準ノズルのヘッド角度原点オフセット値から簡単に計算して求めることができる。
【０００９】
【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て説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は同制御系のブロック図、図３は同移載ヘッドの角度自動ティーチ方法の説明図である。
【００１０】
図１において、移載ヘッド１は複数本（本例では４本）のノズル２を有している。移載ヘッド１はロータリーヘッド３の円周方向にインデックス回転する（矢印ａ）。移載ヘッド１はロータリーヘッド３に多数個備えられているが、ロータリーヘッド３には各移載ヘッド１をその垂直な中心軸を中心に回転させるためのモータ４やベルト５が設けられている。モータ４が駆動して移載ヘッド１が回転することにより、ノズル選択や、ノズル２の下端部に真空吸着された電子部品の角度設定などを行う。
【００１１】
移載ヘッド１の移動路の下方には、電子部品供給部６、ノズル２の下端部に真空吸着された電子部品の有無を検知するセンサ７、電子部品認識用のカメラ８、基板９を位置決めする位置決め部としての可動テーブル１０が設置されている。電子部品供給部６には、電子部品を供給するパーツフィーダ１１が多数個並設されている。パーツフィーダ１１は基台１２上に載置されており、送りねじ１３やナット（図示せず）により横方向（矢印ｂ）へ移動することにより、所望の電子部品を備えたパーツフィーダ１１をピックアップ位置Ｐへ移動させる。またカメラ８は移動テーブル１３に載せられており、移動テーブル１３が作動することによりカメラ８は水平方向へ移動する。
【００１２】
移載ヘッド１は、ロータリーヘッド３の円周方向へインデックス回転しながら、ピックアップ位置Ｐにおいてノズル２の下端部に電子部品を真空吸着してピックアップする。次に移載ヘッド１はセンサ７の上方へ移動し、ノズル２の下端部に電子部品が真空吸着されているか否か、すなわち電子部品の有無を検出する。
【００１３】
次に移載ヘッド１はカメラ８の上方へ移動し、電子部品をカメラ８で下方から観察して、電子部品の位置認識を行う。次に移載ヘッド１は基板９の上方へ移動し、電子部品を基板９の所定の座標位置に搭載する。この場合、カメラ８の認識結果に基づいて電子部品のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置ずれを補正したうえで、電子部品を基板９に搭載する。ここで、Ｘ方向およびＹ方向の位置ずれは、可動テーブル１０を駆動して基板９をＸ方向やＹ方向へ水平移動させることにより補正し、またθ方向の位置ずれは、モータ４を駆動して移載ヘッド１をその中心軸を中心に回転させることにより補正する。
【００１４】
図２において、カメラ８は認識部１５を介して制御部（ＣＰＵ）１６に接続されている。またモータ４は駆動部１７を介して、またセンサ７は直接制御部１６に接続されている。記憶部１８にはプログラムデータなどの必要なデータが登録されている。制御部１６は、装置の運転に必要な制御や演算などを行う。なお、送りねじ１３を駆動するモータ（図示せず）も制御部１６に接続されている。
【００１５】
上記のように、ノズル２の下端部に真空吸着された電子部品は、カメラ８により位置認識が行われる。この場合、ノズル２はカメラ８の視野内の所定の基準位置（通常、カメラ８の光軸）に正確に位置させねばならない。このため、電子部品を基板９に実装するのに先立って、ノズル２の正確な位置のティーチを行う必要がある。そこで次に、図３を参照してそのティーチ方法を説明する。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｇ）はティーチ方法を動作順に示している。移載ヘッド１の４本のノズル２を区別するために、各ノズル２には添字ａ，ｂ，ｃ，ｄを付している。４本のノズル２ａ〜２ｄは、９０°の等間隔で移載ヘッド１に装着されている。ノズル２ａが基準ノズルであり、ハッチングを付している。またＡはカメラ８の視野内に設定された検査エリア、Ｂはカメラ８の光軸（基準位置）である。またＣは基準ノズル２ａの機械原点位置である。
【００１７】
次に、ティーチ動作を説明する。図３（ａ）は、当初の状態を示している。このとき、基準ノズル２ａは機械原点位置Ｃにある。まず、移載ヘッド１を時計方向へ一定角度（例えば３０°）でインデックス回転させ（図３（ｂ）の矢印ｃ）、基準ノズル２ａが検査エリアＡの内部に入ったならば、インデックス回転を停止させる。図３（ｂ）はこのときの状態を示している。ここで、インデックス回転は５回行っており、したがって基準ノズル２ａのインデックス回転の総角度は３０°×５＝１５０°である。しかしながらインデックス回転には誤差が含まれており、したがって基準ノズル２ａが正確に１５０°回転したか否かは不明であり、かなりの誤差（ずれ）を含むのが一般である。
【００１８】
さて、図３（ｂ）の状態で、基準ノズル２ａは基準軸Ｎから変位角度θ変位している。そこで移載ヘッド１を時計方向へ若干回転させ、基準ノズル２ａを光軸Ｂに一致させる（図３（ｃ））。このときの移載ヘッド１の回転角度から変位角度θが判明する。この変位角度θは記憶部１８に登録される。
【００１９】
次に、移載ヘッド１を時計方向へ大きく回転させ、基準ノズル２ａを機械原点位置Ｃに復帰させる（図３（ｄ）の矢印ｄ）。なおモータ４にはエンコーダなどの機械原点検出手段が備えられており、したがって基準ノズル２ａは機械原点位置Ｃに正確に復帰させることができる。
【００２０】
次に、移載ヘッド１を先程のインデックス回転の総角度（３０°×５回＝１５０°）と変位角度θの総和角度（１５０°＋θ）回転させる（図３（ｅ）の矢印ｅ）。このとき、基準ノズル２ａは基準軸Ｎから微小角度Δθずれている。このずれ角度Δθの発生理由は、上述したインデックス回転の誤差であり、このため基準ノズル２ａは指令値（１５０°＋θ）どおり回転せず、ずれ角度（回転誤差）Δθを生じるものである。
【００２１】
そこで次に移載ヘッド１を時計方向へ回転させて基準ノズル２ａを光軸Ｂに合致させ、このときの回転角度からずれ角度Δθの大きさを求める。次に基準ノズル２ａを機械原点位置Ｃに復帰させる（図３（ｇ））。そして機械原点位置Ｃから基準軸Ｎまでの角度αを移載ヘッド１のヘッド角度原点オフセット値とし、記憶部１８に登録する。このようにして基準ノズル２ａについてヘッド角度原点オフセット値αを求めたならば、他の３本のノズル２ｂ〜２ｄについては、９０°，１８０°，２７０°を加算することにより簡単に求められ、これらの値もそれぞれヘッド角度原点オフセット値として記憶部１８に登録される。
【００２２】
図１に示すように、ロータリーヘッド３には多数個の移載ヘッド１が備えられているので、各移載ヘッド１について、上記それぞれティーチを行う。なお図３（ｂ）において、基準ノズル２ａが基準軸Ｎの下側にきたときは、移載ヘッド１を反時計方向へ回転させて基準ノズル２ａを光軸Ｂに合致させる。その後の動作は上記と同じである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、移載ヘッドの基準ノズルのずれ角度を正確に求めてヘッド角度原点オフセット値を決定することができる。したがって電子部品を基板に実装する工程において、ノズルをカメラの基準位置（光軸）に正確に位置させて電子部品の位置認識を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系のブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの角度自動ティーチ方法の説明図
【符号の説明】
１ 移載ヘッド
２ ノズル
２ａ 基準ノズル
３ ロータリーヘッド
４ モータ
８ カメラ
１３ 移動テーブル
Claims (1)
- 移載ヘッドが有する複数本のノズルのうちのいずれかのノズルを基準ノズルとし、移載ヘッドをモータによりその回転軸を中心にインデックス回転させて基準ノズルを機械原点位置から電子部品認識用カメラの検査エリアに入れる工程と、基準ノズルを検査エリア内において基準位置まで回転させて基準ノズルの変位角度を求める工程と、基準ノズルを回転させて機械原点位置に復帰させる工程と、基準ノズルを前記インデックス回転の総角度と前記変位角度の総和角度回転させて基準ノズルを再度前記検査エリアに入れる工程と、基準ノズルを微小角度回転させて前記基準位置に一致させることによりこのときのずれ角度を求める工程と、を含むことを特徴とする電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21428697A JP3603554B2 (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21428697A JP3603554B2 (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154998A JPH1154998A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3603554B2 true JP3603554B2 (ja) | 2004-12-22 |
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ID=16653223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21428697A Expired - Fee Related JP3603554B2 (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 電子部品実装装置における移載ヘッドの回転角度自動ティーチ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3603554B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6600243B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2019-10-30 | ヤマハ発動機株式会社 | 部品実装装置、表面実装機および部品の実装方法 |
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1997
- 1997-08-08 JP JP21428697A patent/JP3603554B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH1154998A (ja) | 1999-02-26 |
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