JPH0143379B2 - - Google Patents
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- JPH0143379B2 JPH0143379B2 JP2012083A JP2012083A JPH0143379B2 JP H0143379 B2 JPH0143379 B2 JP H0143379B2 JP 2012083 A JP2012083 A JP 2012083A JP 2012083 A JP2012083 A JP 2012083A JP H0143379 B2 JPH0143379 B2 JP H0143379B2
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- Japan
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- disturbance
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
Landscapes
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気デイスク装置のヘツド移動および
ヘツド位置決めに使用するサーボ機構に関する。
ヘツド位置決めに使用するサーボ機構に関する。
磁気デイスク装置でデータの書き込み読み出し
が正しく行なわれるためには磁気ヘツドが目標ト
ラツク正確に位置決めされていなければならな
い。高密度の磁気デイスク装置では正確な位置決
めを実現するため、ヘツドで位置偏差を検出し、
これをフイードバツクしてリニア型またはロータ
リ型のボイスコイルモータで可動ヘツド部を動か
すようにしたクローズドループサーボ方式を用い
ているが、可動ヘツド部にはデイスクの回転によ
つて生ずる風、ヘツドと回路部を接続するフレキ
シブルケーブルの曲げの力、重力、停止時にヘツ
ドを所定の位置に戻すためのバネなどから外乱
(外力)が働らいているため外乱の大きさに応じ
て位置偏差を生じてしまう。この位置偏差を減ら
すため従来から2つの対策が採られている。
が正しく行なわれるためには磁気ヘツドが目標ト
ラツク正確に位置決めされていなければならな
い。高密度の磁気デイスク装置では正確な位置決
めを実現するため、ヘツドで位置偏差を検出し、
これをフイードバツクしてリニア型またはロータ
リ型のボイスコイルモータで可動ヘツド部を動か
すようにしたクローズドループサーボ方式を用い
ているが、可動ヘツド部にはデイスクの回転によ
つて生ずる風、ヘツドと回路部を接続するフレキ
シブルケーブルの曲げの力、重力、停止時にヘツ
ドを所定の位置に戻すためのバネなどから外乱
(外力)が働らいているため外乱の大きさに応じ
て位置偏差を生じてしまう。この位置偏差を減ら
すため従来から2つの対策が採られている。
1つは位置制御ループに直流のオフセツト電圧
を加え外乱を打ち消す方法であり、もう1つは位
置制御ループに位置偏差を積分する回路を加えサ
ーボループの直流ゲインを大きくする方法であ
る。
を加え外乱を打ち消す方法であり、もう1つは位
置制御ループに位置偏差を積分する回路を加えサ
ーボループの直流ゲインを大きくする方法であ
る。
直流オフセツト電圧を加える方法は、位置偏差
が装置によつて異なり、また、同じ装置でも装置
を水平に設置するか垂直に設置するかで異なるた
め、装置ごとに調整が必要なる上、ヘツドがどの
トラツクに位置決めするかによつても変化するの
で、打ち消し切れない位置偏差が残る欠点があ
る。
が装置によつて異なり、また、同じ装置でも装置
を水平に設置するか垂直に設置するかで異なるた
め、装置ごとに調整が必要なる上、ヘツドがどの
トラツクに位置決めするかによつても変化するの
で、打ち消し切れない位置偏差が残る欠点があ
る。
また、位置偏差を積分する方法は応答に時間遅
れがあり、目標トラツクに向かつて走行する速度
制御モードでは動作しておらず、目標トラツクに
近ずいて位置制御モードに切り換わつた後動作を
開始するので過渡応答の時間が長くなる欠点があ
る。
れがあり、目標トラツクに向かつて走行する速度
制御モードでは動作しておらず、目標トラツクに
近ずいて位置制御モードに切り換わつた後動作を
開始するので過渡応答の時間が長くなる欠点があ
る。
本発明は、装置ごとの調整が不要で装置の設置
方向やヘツドの位置に関係なく位置偏差をなくす
ことができ、また、サーボが速度制御モードであ
るか、位置制御モードであるかにかかわりなく常
時動作可能な外乱打ち消し回路を提供することを
目的としている。
方向やヘツドの位置に関係なく位置偏差をなくす
ことができ、また、サーボが速度制御モードであ
るか、位置制御モードであるかにかかわりなく常
時動作可能な外乱打ち消し回路を提供することを
目的としている。
本発明は、駆動電流に比例した力を発生するサ
ーボモータを有しクローズドループサーボ方式に
より複数のデータトラツクの中の任意の目標トラ
ツクにヘツドを位置決めさせるようにした磁気デ
イスク装置のヘツド位置決めサーボ機構であつ
て、入力電圧に比例した駆動電流をサーボモータ
に供給する電力増幅器とサーボモータの駆動電流
を検出する手段とサーボモータの速度を検出する
手段と微分回路と誤差増幅器とを含み、前記微分
回路には前記速度検出手段の出力信号である速度
検出信号を入力し、前記誤差増幅器は前記電流検
出手段で得られる電流検出信号からこの誤差増幅
器の出力である外乱打ち消し信号を差し引いて得
られる修正電流検出信号から更に前記微分回路の
出力として得られる電流推定信号を差し引いた誤
差、または前記電流検出信号から前記電流推定信
号だけを差し引いた誤差を増幅するように接続
し、前記電力増幅器の入力は前記外乱打ち消し信
号を加算するように構成した外乱打ち消しループ
を有する。
ーボモータを有しクローズドループサーボ方式に
より複数のデータトラツクの中の任意の目標トラ
ツクにヘツドを位置決めさせるようにした磁気デ
イスク装置のヘツド位置決めサーボ機構であつ
て、入力電圧に比例した駆動電流をサーボモータ
に供給する電力増幅器とサーボモータの駆動電流
を検出する手段とサーボモータの速度を検出する
手段と微分回路と誤差増幅器とを含み、前記微分
回路には前記速度検出手段の出力信号である速度
検出信号を入力し、前記誤差増幅器は前記電流検
出手段で得られる電流検出信号からこの誤差増幅
器の出力である外乱打ち消し信号を差し引いて得
られる修正電流検出信号から更に前記微分回路の
出力として得られる電流推定信号を差し引いた誤
差、または前記電流検出信号から前記電流推定信
号だけを差し引いた誤差を増幅するように接続
し、前記電力増幅器の入力は前記外乱打ち消し信
号を加算するように構成した外乱打ち消しループ
を有する。
本発明の原理を簡単に述べると以下の通りであ
る。
る。
速度の時間微分は加速度である。外乱がない場
合サーボモータの加速度は電流に比例する。比例
しないのは外乱があるためと考えられるから、そ
の誤差に比例した電流をモータに追加してやるこ
とにより外乱を打ち消す。
合サーボモータの加速度は電流に比例する。比例
しないのは外乱があるためと考えられるから、そ
の誤差に比例した電流をモータに追加してやるこ
とにより外乱を打ち消す。
次に本発明の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロツク
図である。第1図において、参照数字1は電力増
幅器でゲインGP〔A/V〕の電流増幅器として動
作する。2はサーボモータでKF〔N/A〕はその
力定数である。3,4,5は可動ヘツド部に対応
し、Mはその質量、1/Sは積分要素である。6
は電流検出手段、7は速度検出手段、8は微分回
路、9は誤差増幅器でGC,GV,TS,GDはそれぞ
れのゲインである。微分回路8の微分時定数Tは
その出力である電流推定信号J0が電流検出手段6
の出力である電流検出信号J1と同じレベルになる
ようにT=(M/KF)(GC/GV)に合わせる。1
0は誤差増幅器9の出力である外乱打ち消し信号
Fを電力増幅器1の入力に加算する際のゲイン合
わせ要素である。またIはサーボモータ2の電
流、Dは外乱、Vは速度、Xは位置(変位)、U
は速度検出信号、J2は修正電流検出信号である。
Eは位置や速度を目標値に近ずけるための制御信
号で、従来技術によつて得られる。
図である。第1図において、参照数字1は電力増
幅器でゲインGP〔A/V〕の電流増幅器として動
作する。2はサーボモータでKF〔N/A〕はその
力定数である。3,4,5は可動ヘツド部に対応
し、Mはその質量、1/Sは積分要素である。6
は電流検出手段、7は速度検出手段、8は微分回
路、9は誤差増幅器でGC,GV,TS,GDはそれぞ
れのゲインである。微分回路8の微分時定数Tは
その出力である電流推定信号J0が電流検出手段6
の出力である電流検出信号J1と同じレベルになる
ようにT=(M/KF)(GC/GV)に合わせる。1
0は誤差増幅器9の出力である外乱打ち消し信号
Fを電力増幅器1の入力に加算する際のゲイン合
わせ要素である。またIはサーボモータ2の電
流、Dは外乱、Vは速度、Xは位置(変位)、U
は速度検出信号、J2は修正電流検出信号である。
Eは位置や速度を目標値に近ずけるための制御信
号で、従来技術によつて得られる。
位置や速度を目標値に近ずけるという主制御は
従来と同じフイードバツクループで行ない(第1
図の点線で示す)、主制御を乱す外乱に対してだ
け9から10を経て1に加わるループが動作する。
外乱のない理想状態ではJ1とJ0の差はゼロで、9
から10を経て1に加算される外乱打ち消し信号も
ゼロとなり、8,9,10のブロツクは主制御に
何の影響も与えない。外乱があるとJ1とJ0に差が
でき、9の出力に外乱打ち消し信号が生じて電力
増幅器1の入力に加算されるので主制御信号Eは
外乱の影響を受けなくなる。第1図のE,D,V
間の関係を計算すると、V={EGP(KF/M)(1
+GD)/S+D/M/S}/{1+(KF/M)
(GV/GC)TGD}となる。
従来と同じフイードバツクループで行ない(第1
図の点線で示す)、主制御を乱す外乱に対してだ
け9から10を経て1に加わるループが動作する。
外乱のない理想状態ではJ1とJ0の差はゼロで、9
から10を経て1に加算される外乱打ち消し信号も
ゼロとなり、8,9,10のブロツクは主制御に
何の影響も与えない。外乱があるとJ1とJ0に差が
でき、9の出力に外乱打ち消し信号が生じて電力
増幅器1の入力に加算されるので主制御信号Eは
外乱の影響を受けなくなる。第1図のE,D,V
間の関係を計算すると、V={EGP(KF/M)(1
+GD)/S+D/M/S}/{1+(KF/M)
(GV/GC)TGD}となる。
ここで、Tに前述の値を代入すると、V=EGP
(KF/M)/S+D/(1+GD)/M/Sが得ら
れ、EからVまでの伝達利得は外乱打ち消し回路
の影響を受けないが、Dは1/{1+GD)に圧
縮されることがわかる。GD→∞とすればDはゼ
ロになるが、高域周波数のゲインが高いと回路の
発振やノイズの増加の問題を生じるので、GDは
低周波でゲインが大きく、高周波程でゲインが下
がる特性にするのがよい。GDを積分特性にすれ
ば外乱の直流分はゼロに圧縮できる。
(KF/M)/S+D/(1+GD)/M/Sが得ら
れ、EからVまでの伝達利得は外乱打ち消し回路
の影響を受けないが、Dは1/{1+GD)に圧
縮されることがわかる。GD→∞とすればDはゼ
ロになるが、高域周波数のゲインが高いと回路の
発振やノイズの増加の問題を生じるので、GDは
低周波でゲインが大きく、高周波程でゲインが下
がる特性にするのがよい。GDを積分特性にすれ
ば外乱の直流分はゼロに圧縮できる。
次に、他の実施例のブロツク図を第2図に示
す。第1図と同じものには同じ記号を使用してい
る。第1図と異なるのは誤差増幅器9のゲイン
GEとその出力である外乱打ち消し信号Fを電流
検出信号J1から差し引いていない点であるが、第
2図は第1図から誘導できる。第1図の9の入出
力間にある2つの信号混合部に注目し混合の順序
を入れ替えると(J1−F)−J0=(J1−J0)−Fと
なり誤差増幅器9は自分の出力を入力に帰還して
いることがわかる。この帰還ループを含めた9の
ゲインを改めてGEとおくと第1図は第2図に変
換される。ここでGE=GD/(1+GD)である。
GDが積分特性だとするとGD=GI/SとおいてGE
=1/(1+S/GI)となる。これは低域のゲ
インが1の1次ローパスフイルタの特性である。
第2図の回路ではGE=1のとき外乱をゼロに圧
縮できる関係になる。
す。第1図と同じものには同じ記号を使用してい
る。第1図と異なるのは誤差増幅器9のゲイン
GEとその出力である外乱打ち消し信号Fを電流
検出信号J1から差し引いていない点であるが、第
2図は第1図から誘導できる。第1図の9の入出
力間にある2つの信号混合部に注目し混合の順序
を入れ替えると(J1−F)−J0=(J1−J0)−Fと
なり誤差増幅器9は自分の出力を入力に帰還して
いることがわかる。この帰還ループを含めた9の
ゲインを改めてGEとおくと第1図は第2図に変
換される。ここでGE=GD/(1+GD)である。
GDが積分特性だとするとGD=GI/SとおいてGE
=1/(1+S/GI)となる。これは低域のゲ
インが1の1次ローパスフイルタの特性である。
第2図の回路ではGE=1のとき外乱をゼロに圧
縮できる関係になる。
最後に、第3図に第2図のブロツク図を具体化
した回路例を示す。第3図において、aは電力増
幅器、bは電流検出手段、cは速度検出手段であ
る。d,e,fは演算増幅器でdは微分回路を、
eは反転増幅器を、fは誤差増幅器をそれぞれ構
成している。eは1次ローパスフイルタ特性にし
てある。これはdの微分回路が理想微分ではなく
1次遅れがあるのでJ1にも同じ1次遅れをもたせ
てJ0とJ1の特性をそろえるためである。微分の1
次遅れが小さければこの配慮は不要でeはフラツ
トアンプでよい。
した回路例を示す。第3図において、aは電力増
幅器、bは電流検出手段、cは速度検出手段であ
る。d,e,fは演算増幅器でdは微分回路を、
eは反転増幅器を、fは誤差増幅器をそれぞれ構
成している。eは1次ローパスフイルタ特性にし
てある。これはdの微分回路が理想微分ではなく
1次遅れがあるのでJ1にも同じ1次遅れをもたせ
てJ0とJ1の特性をそろえるためである。微分の1
次遅れが小さければこの配慮は不要でeはフラツ
トアンプでよい。
第3図で、第2図のブロツク図のゲイン定数を
例えばGP=1〔A/V〕,GC=〔V/A〕,KF=10
〔N/A〕,M=0.1〔Kg〕,GV=10〔V/ms-1〕と
仮定して定数を決めると、一例として以下のよう
になる。
例えばGP=1〔A/V〕,GC=〔V/A〕,KF=10
〔N/A〕,M=0.1〔Kg〕,GV=10〔V/ms-1〕と
仮定して定数を決めると、一例として以下のよう
になる。
r1、r2、r4、r5:10KΩ、r3:1Ω、r6、r7:1K
Ω、r8:9KΩ、r9:、r10、r11:20KΩ、C1:
0.01μF、C2、C3:0.1μF。
Ω、r8:9KΩ、r9:、r10、r11:20KΩ、C1:
0.01μF、C2、C3:0.1μF。
誤差増幅器fは低域のゲインが1の1次のロー
パスフイルタである。そのカツトオフ周波数は外
乱打ち消しの有効帯域を決める。
パスフイルタである。そのカツトオフ周波数は外
乱打ち消しの有効帯域を決める。
第1図、第2図のいずれのブロツク図でも、外
乱打ち消しループは主制御ループが速度制御モー
ドであつても位置制御モードであつても常に動作
させておくことができる。速度制御モードでは電
力増幅器1が飽和することがあるが、その場合で
も外乱打ち消し信号Fは正しい値を保つ。
乱打ち消しループは主制御ループが速度制御モー
ドであつても位置制御モードであつても常に動作
させておくことができる。速度制御モードでは電
力増幅器1が飽和することがあるが、その場合で
も外乱打ち消し信号Fは正しい値を保つ。
なお、速度信号を位置信号の微分によつてくる
場合、位置信号微分による速度信号に電流検出信
号を加えてローパスフイルタに通し、S/Nを改
善するのが普通であるが、外乱があると電流検出
信号と加速度が比例しなくなるため合成された速
度信号の精度が悪化してしまう。本発明で得られ
る外乱打ち消し信号Fを電流検出信号J1から差し
引いて修正電流検出信号をつくり、これを電流検
出信号の代りに用いれば、修正電流検出信号は加
速度に比例するから合成された速度信号の精度が
改善される効果も得られる。
場合、位置信号微分による速度信号に電流検出信
号を加えてローパスフイルタに通し、S/Nを改
善するのが普通であるが、外乱があると電流検出
信号と加速度が比例しなくなるため合成された速
度信号の精度が悪化してしまう。本発明で得られ
る外乱打ち消し信号Fを電流検出信号J1から差し
引いて修正電流検出信号をつくり、これを電流検
出信号の代りに用いれば、修正電流検出信号は加
速度に比例するから合成された速度信号の精度が
改善される効果も得られる。
本発明は、以上説明したように、従来の回路に
簡単な回路を追加することにより外乱を打ち消す
ことができる。外乱の大きさが変化しても自動的
に追従するので調整は不要であり、また常時動作
させておくことができるので大きな過渡応答を生
じることがない。
簡単な回路を追加することにより外乱を打ち消す
ことができる。外乱の大きさが変化しても自動的
に追従するので調整は不要であり、また常時動作
させておくことができるので大きな過渡応答を生
じることがない。
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、
第3図は第2図を具体化した回路例である。 1……電力増幅器、2……サーボモータ、3,
4,5……可動ヘツド部、6……電流検出手段、
7……速度検出手段、8……微分回路、9……誤
差増幅器、10……ゲイン合わせ要素、E……主
制御信号、I……サーボモータの駆動電流、D…
…外乱(外力)、V……速度、X……位置(変
位)、U……速度信号、J0……電流推定信号、J1
……電流検出信号、J2……修正電流検出信号、F
……外乱打ち消し信号、Gp……電力増幅器のゲ
イン、GC……電流検出手段のゲイン、KF……サ
ーボモータの力定数、M……可動ヘツド部の質
量、1/S……積分要素、GV……速度検出手段
のゲイン、T……微分時定数、S……微分要素、
GD……誤差増幅器のゲイン、GE……誤差増幅器
のゲイン、a……電力増幅器、b……電流検出手
段、c……速度検出手段、d,e,f……演算増
幅器。
第2図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、
第3図は第2図を具体化した回路例である。 1……電力増幅器、2……サーボモータ、3,
4,5……可動ヘツド部、6……電流検出手段、
7……速度検出手段、8……微分回路、9……誤
差増幅器、10……ゲイン合わせ要素、E……主
制御信号、I……サーボモータの駆動電流、D…
…外乱(外力)、V……速度、X……位置(変
位)、U……速度信号、J0……電流推定信号、J1
……電流検出信号、J2……修正電流検出信号、F
……外乱打ち消し信号、Gp……電力増幅器のゲ
イン、GC……電流検出手段のゲイン、KF……サ
ーボモータの力定数、M……可動ヘツド部の質
量、1/S……積分要素、GV……速度検出手段
のゲイン、T……微分時定数、S……微分要素、
GD……誤差増幅器のゲイン、GE……誤差増幅器
のゲイン、a……電力増幅器、b……電流検出手
段、c……速度検出手段、d,e,f……演算増
幅器。
Claims (1)
- 1 駆動電流に比例した力を発生するサーボモー
タを有しクローズドループサーボ方式により複数
のデータトラツクの中の任意の目標トラツクにヘ
ツドを位置決めさせるようにした磁気デイスク装
置のヘツド位置決めサーボ機構において、入力電
圧に比例した駆動電流をサーボモータに供給する
電力増幅器とサーボモータの駆動電流を検出する
手段とサーボモータの速度を検出する手段と微分
回路と誤差増幅器とを含み、前記微分回路には前
記速度検出手段の出力である速度信号を入力し、
前記誤差増幅器は前記電流検出手段で得られる電
流検出信号からこの誤差増幅器の出力である外乱
打ち消し信号を差し引いて得られる修正電流検出
信号から更に前記微分回路の出力として得られる
電流推定信号を差し引いた誤差、または前記電流
検出信号から前記電流推定信号だけを差し引いた
誤差を増幅するように接続し、前記電力増幅器の
入力には前記外乱打ち消し信号を加算するように
構成した外乱打ち消しループを有することを特徴
とするヘツド位置決めサーボ機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012083A JPS59146486A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 磁気デイスク装置のヘツド位置決めサ−ボ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012083A JPS59146486A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 磁気デイスク装置のヘツド位置決めサ−ボ機構 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59146486A JPS59146486A (ja) | 1984-08-22 |
JPH0143379B2 true JPH0143379B2 (ja) | 1989-09-20 |
Family
ID=12018257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012083A Granted JPS59146486A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 磁気デイスク装置のヘツド位置決めサ−ボ機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59146486A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63225974A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-09-20 | Matsushita Graphic Commun Syst Inc | 振動抑制方法 |
JPS6443879A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-16 | Ibm | Method and apparatus for control of positioning of head |
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-
1983
- 1983-02-09 JP JP2012083A patent/JPS59146486A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59146486A (ja) | 1984-08-22 |
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