JPH02187944A - 再生装置 - Google Patents

再生装置

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JPH02187944A
JPH02187944A JP1007107A JP710789A JPH02187944A JP H02187944 A JPH02187944 A JP H02187944A JP 1007107 A JP1007107 A JP 1007107A JP 710789 A JP710789 A JP 710789A JP H02187944 A JPH02187944 A JP H02187944A
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voltage
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JP1007107A
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Tetsuo Kamiyama
徹男 上山
Hideo Sato
佐藤　秀朗
Kenji Ota
賢司 太田
Shozo Kobayashi
省三 小林
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平坦な表面上に微小な凹部若しくは凸部によ
りピットが形成されている記録素子から情報の再生を行
うようにした再生装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、情報の記録再生方法として種々のものが提案
されている。例えば、■磁気ヘッドにより磁気記録媒体
に対し磁化の方向で情報を記録する一方、同じく上記の
磁気ヘッドにより磁化の方向を検出して情報を再生する
磁気方式、■基板表面に微少な凹凸で形成されたピット
にて情報を記録する一方、上記のピットに光ビームを照
射してその反射光の光強度変化からピットの有無を検出
して情報を再生する光方式、■上記の凹凸によるピット
の代わりに、記録媒体に一定の磁化方向を有する部分（
記録ピット）を配列して情報を記録する一方、記録媒体
に光ビームを照射し、その反射光の偏光方向の変化から
記録ビットの配列を検出して情報の再生を行う光磁気方
式が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、これら従来の方式では、磁気ヘッドや光ビー
ムなどの読み出し能力に限界があり、ピットや記録ピッ
トは最小でもサブミクロン程度である。このため、記録
素子の記録密度を飛躍的に向上させることができないと
いう欠点を有していた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る再生装置は、上記の課題を解決するために
、平坦な表面上に微少な凹部若しくは凸部によりピット
が形成されている記録素子から情報の再生を行う再生装
置であって、先鋭の探針ヘッドと、この探針ヘッドを上
記記録素子の表面から微少距離だけ離して走査する走査
手段と、探針ヘッドが記録素子の表面から微少距離離れ
ているときに両者の原子間に生じる相互作用を検出する
ための検出手段と、この検出手段からの信号により前記
凹凸によるピットの配列パターンを検知して情報を再生
する再生手段とを備えていることを特徴としている。
上記の相互作用としては、探針ヘッドと記録素子との間
に電流が流れるトンネル効果、若しくは探針ヘッドと記
録素子との間に生じる斥力または引力である原子間力な
どがある。
〔作　用〕
上記の構成によれば、今までのμｍオーダの凹凸からな
るピットは勿論、ｎｍオーダの凹凸からなるピット、究
極的には原子−つ一つの凹凸からなるピットを再生する
ことが可能となり、従来の記録素子よりも数桁以上の記
録密度を有する記録素子を用いての情報再生が行える。
〔実施例１〕 本発明の一実施例を第１図ないし第８図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。
本発明に係る再生装置においては、第１図に示すように
、探針ヘッド１として金属性のものを用いると共に、記
録素子２として導電性のものを用い、これら探針ヘッド
１が記録素子２に対して微少距離離れているときに両者
の原子間に生じるトンネル電流を利用している。記録素
子２の表面上は平坦に形成されると共に、原子レベルの
凹部若しくは凸部によってピットが一定方向に配列され
ている。探針ヘッド１としては直径１肋〜０．０１価程
度の大きさのＰ　ｔ、ｗ、Ｉ　ｒ、Ａｕなどの金属線の
先端を電解研磨或いは機械研磨し、先端半径を０．１μ
ｍ程度に加工したものが用いられる。
このような探針ヘッド１の先端にはさらに小さな原子の
凹凸があり、その中で最も突出している原子数個分が実
際の探針ヘッドとなっていると考えられる。
探針ヘッド１は３次元アクチュエータ３に取り付けられ
ており、この３次元アクチュエータ３によって探針ヘッ
ドｌの軸方向であるＺ方向、この２方向に垂直なＸ方向
、および、Ｚ方向とＸ方向とに垂直なＸ方向に微少移動
可能に設けられている。３次元アクチュエータ３はＸ方
向の駆動を担うＸ軸駆動部３ａ、Ｘ方向の駆動を担うＹ
軸駆動部３ｂ、Ｚ方向の駆動を担うＺ軸駆動部３ｃにて
構成されており、各駆動部３ａ・３ｂ・３ｃは印加電圧
に応じて伸縮する圧電素子にて構成されている。
また、探針ヘッド１には電圧印加手段６が接続されてお
り、この電圧印加手段６はトンネル電流検出器４を介し
て前記の記録素子２に接続されている。上記のトンネル
電流検出器４により、探針ヘッド１が記録素子２に対し
て微少路ｉ１離れているときに両者の原子間に生じる相
互作用を検出する検出手段が構成される。トンネル電流
検出器４にはサーボ回路５が接続されており、このサー
ボ回路５はトンネル電流検出器４からの出力に基づいて
前記の３次元アクチュエータ３に印加する電圧を制御す
るようになっている。上記の３次元アクチュエータ３お
よびサーボ回路５にて上記探針ヘッド１を上記の記録素
子２から微少距離だけ離して走査する走査手段が構成さ
れる。
サーボ回路５には、このサーボ回路５から前記の３次元
アクチュエータ３に印加される電圧の変化を取り出す電
圧検出手段７が接続されており、この電圧検出手段７に
は再生手段８が接続されている。再生手段８は、検出手
段であるトンネル電流検出器４からの信号をサーボ回路
５および電圧検出手段７を介して得ることにより、即ち
、電圧検出手段７にて取り出された電圧変化により、前
記の記録素子２の表面上に形成された凹凸変化を検知し
て情報を再生するようになっている。
上記の構成において、電圧印加手段６により探針ヘッド
ｌと記録素子２との間に１ｖの電圧を印加すると共に、
前記Ｚ軸駆動部３Ｃにより探針ヘッド１を駆動して探針
ヘッドｌと記録素子２との間隔をｌｎｍ程度に調整する
。すると、量子効果によりトンネル電流Ｊ、が流れるこ
とになる。トンネル電流Ｊ７は、探針ヘッド１と記録素
子２との間の距離変化に非常に敏怒である。このトンネ
ル電流Ｊ、を一定に保つように、Ｚ軸駆動部３Ｃに印加
する電圧をサーボ回路５により制御して探針ヘッド１を
Ｘ方向に駆動し、探針ヘッド１と記録素子２との間隔を
一定に保ちながらＹ軸部動部３ｂおよびＸ軸駆動部３ａ
により探針ヘッド１をＸ方向・Ｘ方向に走査する。この
とき、Ｚ軸駆動部３ｃを駆動するために印加された電圧
の変化が電圧検出手段７にて取り出され、この取り出さ
れた信号が再生手段８に入力されることにより、記録素
子２の表面上の凹凸によるビットの配列パターンが検出
されて情報が再生される。
このように、トンネル効果を用いて記録素子２上の凹凸
を検出した場合、高さ方向には１０−”ｎｍ（１０−”
入）、横方向には１０−’ｎｍ程度の分解能を得ること
ができる。従って、究極的に原子の一つ一つの凹凸をピ
ットとした超高密度の記録素子２を用いての再生が可能
となる。
なお、上記の例では、トンネル電流を一定に保つ、所謂
電流一定モードでの再生を示したが、記録素子２の表面
が極めて平坦であって原子レベルの凹凸のみが形成され
ている場合には、探針ヘッドｌと記録素子２との間隔を
一定に保つような制御は行わずに、探針ヘッドｌをＸ−
Ｘ方向に走査しながらトンネル電流を検出し、このトン
ネル電流の変化を探針ヘッド１と記録素子２との間の距
離変化として直接捉えることにより凹凸を検出する可変
電流モードによる再生を行ってもよいものである。これ
によれば、探針ヘッド１を一つ一つの凹凸に追従させて
駆動する制御が不要となるので、前記の電流一定モード
よりも高速再生が可能となる。
また、第２図に示すように、探針ヘッドｌをＺ軸駆動部
３ＣにてＸ方向に移動する一方、記録素子２の載置され
るテーブルをＸ軸駆動部３ａとＹ軸部動部３ｂにてＸ−
Ｘ方向に移動するようにしてもよく、さらに、第３図に
示すように、記録素子２をディスク状に形成すると共に
ピット列を渦巻き状若しくは同心円状に形成し、このよ
うなディスク状の記録素子２を回転させながら再生位置
を次第に移動させていくようにしてもよいものである。
勿論、これら記録素子２自身を駆動する方法は前記の可
変電流モードおよび電流一定モードの何れにも適用でき
るものである。
このような再生装置において、探針ヘッド１と記録素子
２との距離、即ち、探針ヘッドｌのＸ方向の位置制御は
、トンネル電流を検出することで行っているが、探針ヘ
ッド１における横方向（Ｘ方向若しくはＸ方向）の制御
（トラッキング）は、Ｘ軸駆動部３ａとＹ軸部動部３ｂ
に電圧を印加するだけであって実際の移動量の確認をし
ていないので、トラッキングの正確性に劣るという欠点
がある。即ち、各駆動部３ａ・３ｂ・３Ｃを構成する圧
電素子の印加電圧−変位特性においては、第４図に示す
ように、ヒステリシスを有するのが通例であり、このヒ
ステリシスによる誤差が生じてしまう。これを解決する
ために、探針ヘッドｌにおける横方向の位置制御を、レ
ーザ干渉計により行うことができる。即ち、第６図に示
すように、探針ヘッド１と記録素子２との相対的な距離
を計測するために、探針ヘッド１の支持部と記録素子２
の載置されるテーブルに向けてレーザ光を照射してその
干渉光を得て探針ヘッド１の位置検出を行いながらフィ
ードバック制御して圧電素子への印加電圧を設定するこ
とにより、第５図に示すように、圧電素子をリニアに変
位させることができる。これによれば、探針ヘッドｌ　
（又は記録素子２）を横方向にナノメートル（ｎｍ）オ
ーダで正確に位置決めすることが可能となる。なお、レ
ーザ干渉計１０の具体的構成は、後述する第２実施例に
おいて述べている。
また、記録素子２の表面にうねりのない場合や記録素子
２が傾かずに設置された場合には、第７図（ａ）に示す
ように、再生信号は記録素子２に形成された凹凸通りの
波形を示すことになるが、記録素子２にうねりがあった
り記録素子２が傾いて設置されたりすると、同図（ｂ）
に示すように、再生信号にうねりや傾きの成分が含まれ
てしまうことになる。しかし、上記うねりや傾き成分の
周波数は凹凸の再生信号に比べて周波数が３桁以上低い
ので、バイパスフィルターを通すことによりうねりや傾
き成分を除去することができる。
なお、以上の説明においては、記録素子２の表面上の凹
凸によるビットを再生することについて述べたが、第１
図等に示した装置を用いてビットの記録を行うことも可
能である。具体的には、第８図に示すように、探針ヘッ
ド１の先端部を構成する原子ａ・・・の−個を記録素子
２上の任意の位置に付加するか、若しくは記録素子２上
の原子ｂ・・・の任意の一個を取り除くように、超微細
加工技術の極限と考えられている電界蒸発加工を行うも
のである。その方法として、探針ヘッド１の先端を不安
定な状態にし、陽極側から陽イオンとして原子を電界蒸
発させ陰極側に付着させる（陰イオンの場合はその逆）
というもので、この方法により原子−つ一つの凹凸でビ
ットを記録することができる。
〔実施例２〕 本発明の他の実施例を第９図および第１０図に基づいて
説明すれば、以下の通りである。なお、上記実施例と同
一の機能を有する部材には同一の符号を付記してその説
明を省略する。
本実施例の再生装置は、上記の実施例が走査型トンネル
顕微鏡（ＳＴＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ　　Ｔｕｎｎｅｌｉ
ｎｇ　　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の測定原理を利用して
いるのに対し、原子間力を用いる原子開力顕微鏡（ＡＦ
Ｍ；Ａｔｏｍｉｃ　　Ｆ。
ｒｃｅ　　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の測定原理を利用し
たものである。
即ち、第９図に示すように、探針ヘッド１の先端原子と
記録素子２表面上の原子との間の原子間力を検知するた
めに、探針ヘッド１をカンチレバー９にて支持している
。カンチレバー９は探針ヘッド１が記録素子２に近づけ
られたときに生じる斥力または引力を受けて容易に弾性
変形するようになっている。そして、このカンチレバー
９の弾性変形により原子間力を検知し、この原子間力が
一定となるように探針ヘッド“１の位置を調整しなから
探針ヘッド１を走査し、前記の実施例と同様にして記録
素子２の表面上の凹凸を検出する。これによれば、探針
ヘッドｌおよび記録素子２として導電性の材料を用いず
ともよく、絶縁性材料等の使用が可能になる。
カンチレバー９の変位測定には、例えば、レーザ干渉法
が用いられる。即ち、第１０図に示すように、レーザ干
渉計１０におけるゼーマンレーザ１１からは２周波直交
直線偏光のレーザ光が照射され、このレーザ光はハーフ
ミラ−１２にて反射並びに透過して２方向に分岐され、
一方は偏光板１３を介してフォトディテクター１４に、
他方はウオーラストンプリズム１５にそれぞれ入射する
ようになっている。ウオーラストンプリズム１５により
上記のレーザ光は周波数の異なる２つの直交する成分に
分けられ、一方はレンズ１６を透過した後にカンチレバ
ー９にて、他方はレンズ１６を透過した後に基準ミラー
１７にてそれぞれ反射された後、再びレンズ１６を透過
しウオーラストンプリズム１５上で重ね合わされる。こ
の重ね合わせによる干渉光は反射ミラー１８にて反射さ
れた後、偏光板１９を介してフォトディテクター２０に
入射され、上記干渉光における重ね合わされた両光の差
の周波数をもったビート信号が得られることになる。カ
ンチレバー９が変形することにより、ビート信号の位相
が変化するので、この位相変化を検出することによりカ
ンチレバー９の変位量が測定できる。カンチレバー９と
レーザ干渉計１０により、探針ヘッド１が記録素子２の
表面から微少距離離れているときに両者の原子間に生じ
る相互作用を検出するための検出手段が構成される。カ
ンチレバー９の変位は記録素子２上の凹白変化であるか
ら、カンチレバー９の変位量を電圧変化として取り出す
ことで図示しない再生手段によりピットの配列パターン
が検知されて情報の再生が行われる。また、このような
再生装置において、探針ヘッド１若しくは記録素子２の
走査手段としては前記実施例で示した圧電素子等を用い
ることができる。
なお、このような再生装置においては、ＳＴＭやＡＦＭ
で試料の表面形状を測定するときのように、走査線数を
多くして表面全体に渡ってピットの形状を正確に測定す
る必要はなく、１本のピット列につき１回の走査を行っ
てピットの有無を検出するだけでよいものである。
〔発明の効果〕
本発明に係る再生装置は、以上のように、平坦な表面上
に微少な凹部若しくは凸部によりピットが形成されてい
る記録素子から情報の再生を行う再生装置であって、先
鋭の探針ヘッドと、この探針ヘッドを上記記録素子の表
面から微少距離だけ離して走査する走査手段と、探針ヘ
ッドが記録素子の表面から微少距離離れているときに両
者の原子間に生じる相互作用を検出するための検出手段
と、この検出手段からの信号により前記凹凸によるピッ
トの配列パターンを検知して情報を再生する再生手段と
を備えている構成である。
これにより、今までのμｍオーダの凹凸からなるピット
は勿論、ｎｍオーダの凹凸からなるピット、究極的には
原子−つ一つの凹凸からなるピットを検出することが可
能となり、従来の記録素子よりも数桁以上の記録密度を
有する記録素子を用いての情報再生が行えるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第８図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第１図はＳＴＭの測定原理を利用した再生装置の
概略構成図、第２図は探針ヘッドを１次元的に移動させ
る一方記録素子を２次元的に移動させる場合の説明図、
第３図は記録素子をディスク状に形成してこれを回転さ
せる場合を示す説明図、第４図は印加電圧に対する圧電
素子の変位を示すグラフ、第５図はフィードバック制御
による設定電圧に対する圧電素子の変位を示すグラフ、
第６図は探針ヘッドにおける横方向の位置制御をレーザ
干渉計により行う場合を示す説明図、第７図（ａ）およ
び（ｂ）はそれぞれ探針ヘッドの移動に対する出力信号
（表面形状）の変化を示すグラフ、第８図は原子−つ一
つの凹凸によるピットを形成することにより情報を記録
する記録方法の説明図、第９図および第１０図は他の実
施例を示すものであって、第９図はＡＦＭの測定原理を
利用した再生装置の概略構成図、第１０図はカンチレバ
ーの変位を検出するためのレーザ干渉計の概略構成図で
ある。 ■は探針ヘッド、２は記録素子、３は３次元アクチュエ
ータ（走査手段）、４はトンネル電流検出器（検出手段
）、５はサーボ回路（走査手段）、６は電圧印加手段、
７は電圧検出手段、８は再生手段、９はカンチレバー（
検出手段）、１０はレーザ干渉計（検出手段）である。 冨　１　図 富　２　図 第　３　図 （→≦ 第 図 第 図 第 図 第 図（ａ） 第 図 第 図 （ｂ）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、平坦な表面上に微少な凹部若しくは凸部によりピッ
    トが形成されている記録素子から情報の再生を行う再生
    装置であって、 先鋭の探針ヘッドと、この探針ヘッドを上記記録素子の
    表面から微少距離だけ離して走査する走査手段と、探針
    ヘッドが記録素子の表面から微少距離離れているときに
    両者の原子間に生じる相互作用を検出するための検出手
    段と、この検出手段からの信号により前記凹凸によるピ
    ットの配列パターンを検知して情報を再生する再生手段
    とを備えていることを特徴とする再生装置。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3000491B2 (ja) * 1991-04-10 2000-01-17 キヤノン株式会社 カンチレバーユニット及びこれを用いた情報処理装置、原子間力顕微鏡、磁力顕微鏡
JP3000492B2 (ja) * 1991-04-22 2000-01-17 キヤノン株式会社 情報処理装置
ES2137167T3 (es) * 1991-07-17 1999-12-16 Canon Kk Aparato para la grabacion/reproduccion de informaciones, para la grabacion y/o reproduccion de informaciones sobre un soporte para grabacion de informaciones por medio de un electrodo sonda.
US5155361A (en) * 1991-07-26 1992-10-13 The Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Acting For And On Behalf Of Arizona State University Potentiostatic preparation of molecular adsorbates for scanning probe microscopy
US5537372A (en) * 1991-11-15 1996-07-16 International Business Machines Corporation High density data storage system with topographic contact sensor
WO2004081684A1 (ja) * 1991-11-29 2004-09-23 Ryuji Takada 圧電素子の駆動方法及び装置並びに微動機構の制御装置
EP0568753A1 (en) * 1992-05-07 1993-11-10 International Business Machines Corporation High-density optical data storage unit and method for writing and reading information
JP2924630B2 (ja) * 1993-09-20 1999-07-26 富士通株式会社 磁気記憶装置
US5440920A (en) * 1994-02-03 1995-08-15 Molecular Imaging Systems Scanning force microscope with beam tracking lens
US5515719A (en) * 1994-05-19 1996-05-14 Molecular Imaging Corporation Controlled force microscope for operation in liquids
US5513518A (en) * 1994-05-19 1996-05-07 Molecular Imaging Corporation Magnetic modulation of force sensor for AC detection in an atomic force microscope
US5866805A (en) * 1994-05-19 1999-02-02 Molecular Imaging Corporation Arizona Board Of Regents Cantilevers for a magnetically driven atomic force microscope
US5753814A (en) * 1994-05-19 1998-05-19 Molecular Imaging Corporation Magnetically-oscillated probe microscope for operation in liquids
US5656769A (en) * 1994-08-11 1997-08-12 Nikon Corporation Scanning probe microscope
US5654546A (en) * 1995-11-07 1997-08-05 Molecular Imaging Corporation Variable temperature scanning probe microscope based on a peltier device
US5821545A (en) * 1995-11-07 1998-10-13 Molecular Imaging Corporation Heated stage for a scanning probe microscope
US5822285A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 International Business Machines Corporation Atomic force microscopy disk data storage system with nonradial tracking lines
US6139759A (en) * 1997-07-08 2000-10-31 International Business Machines Corporation Method of manufacturing silicided silicon microtips for scanning probe microscopy
JPH11213301A (ja) 1998-01-28 1999-08-06 Hitachi Ltd 記録媒体および記録装置
US6239938B1 (en) * 1999-02-17 2001-05-29 Imation Corp. Multi-actuator optics drive system for laser servowriting
US10566169B1 (en) 2008-06-30 2020-02-18 Nexgen Semi Holding, Inc. Method and device for spatial charged particle bunching
US20110167913A1 (en) * 2009-10-15 2011-07-14 Nexgen Semi Holding, Inc. Imaging devices for measuring the structure of a surface
JP2011169748A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Olympus Corp 光テコ方式カンチレバー変位検出機構

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60214664A (ja) * 1984-04-10 1985-10-26 Sharp Corp 電話付属装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4575822A (en) * 1983-02-15 1986-03-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and means for data storage using tunnel current data readout
JPS6145439A (ja) * 1984-08-08 1986-03-05 Canon Inc 光信号読取り法および装置
US4829507A (en) * 1984-09-14 1989-05-09 Xerox Corporation Method of and system for atomic scale readout of recorded information
GB8526866D0 (en) * 1985-10-31 1985-12-04 Emi Plc Thorn Information recovery system
DE3679319D1 (de) * 1986-05-27 1991-06-20 Ibm Speichereinheit mit direktem zugriff.
DE3752269T2 (de) * 1986-12-24 1999-09-30 Canon Kk Aufzeichnungsgerät und Wiedergabegerät
US4947042A (en) * 1988-12-13 1990-08-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Tunnel unit and scanning head for scanning tunneling microscope
US5017010A (en) * 1989-05-16 1991-05-21 International Business Machines Corporation High sensitivity position sensor and method
DE68903951T2 (de) * 1989-08-16 1993-07-08 Ibm Verfahren fuer die herstellung mikromechanischer messfuehler fuer afm/stm-profilometrie und mikromechanischer messfuehlerkopf.
US5065103A (en) * 1990-03-27 1991-11-12 International Business Machines Corporation Scanning capacitance - voltage microscopy
US5047649A (en) * 1990-10-09 1991-09-10 International Business Machines Corporation Method and apparatus for writing or etching narrow linewidth patterns on insulating materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60214664A (ja) * 1984-04-10 1985-10-26 Sharp Corp 電話付属装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69021595D1 (de) 1995-09-21
US5155715A (en) 1992-10-13
EP0378444B1 (en) 1995-08-16
EP0378444A2 (en) 1990-07-18
KR940006951B1 (ko) 1994-07-30
EP0378444A3 (en) 1991-10-16
DE69021595T2 (de) 1996-04-04
CA2007618A1 (en) 1990-07-13
KR900012202A (ko) 1990-08-03
CA2007618C (en) 1996-02-13

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