JPH0563777B2 - - Google Patents
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- JPH0563777B2 JPH0563777B2 JP58020739A JP2073983A JPH0563777B2 JP H0563777 B2 JPH0563777 B2 JP H0563777B2 JP 58020739 A JP58020739 A JP 58020739A JP 2073983 A JP2073983 A JP 2073983A JP H0563777 B2 JPH0563777 B2 JP H0563777B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deflector
- deflection
- lens
- plane
- single lens
- Prior art date
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Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/113—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors
- H04N1/1135—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors for the main-scan only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
本発明は、走査線のピツチむらを補正する光走
査装置に関するもので、更に詳しく述べるなら
ば、走査レンズ系の有効偏向角の半値が35度を超
える広角のビームの振れ角を有する光走査装置に
関するものである。 第１図〜第３図は、従来の光走査装置の構成を
示す図である。光源、或は光源と集光装置から成
る光源装置１、該光源装置１から出射する光束と
線状に結像する線像結像系２、該線像結像系２に
依つて光線が線状に収斂される位置の近傍にその
偏向反射面３ａを有する偏向器３、該偏向器３と
被走査媒体６との間に球面単レンズ４と直交する
二方向で屈折力の異なる主軸、副軸を有するトー
リツク面を有する単レンズ５とを配置し、それら
のレンズの合成系に依つて被走査媒体６上に結像
スポツトを形成し、前記偏向器３の回動に伴なつ
て該結像スポツトは、被走査媒体６上を走査す
る。尚、トーリツク面の主軸は偏向走査面、即ち
偏向反射面に立てた法線が偏向器の回転によつて
経時的に形成する面と平行な面内に存し、副軸は
該偏向走査面と直交する面で、主軸の曲率中心を
含む面内に存する。又、主軸に対する曲率半径の
絶対値は副軸に対する曲率半径の絶対値よりも大
きい。 第２図は、上記構成の偏向走査面、換言すれば
上記トリツクレンズ５の主軸と球面単レンズ４の
光軸を含む平面に平行な断面内での機能を説明す
る為の図を示す。光源装置１から出射した光束は
シリンドリカルレンズ２を通過した後、偏向器３
の反射面３ａで反射され、偏向器３の回動に伴な
つて該反射光束が偏向される。さらに、該偏向光
束は前記球面単レンズ４及びトーリツク面を有す
るレンズ５の合成系に依つて被走査媒体６上に結
像され、且つ、該結像スポツトの走査速度は一定
に保たれる。 第３図は、上記偏向走査面と垂直な方向の光束
に沿つた断面、即ち偏向器の倒れによる影響を補
正する断面の展開図である。光源装置１から出射
した光束を線像結像系２に依つて、偏向器３の反
射面３ａの近傍に線状に結像する。この断面内に
於ける単レンズ５の屈折力は、前記偏向走査面内
の該レンズ５の屈折力と異なり、球面単レンズ４
との合成系で偏向器３の反射面３ａと、被走査媒
体６の位置関係を光学的にほぼ共役な関係にす
る。この様な関係を有しているので、偏向器３の
回動中に反射面３ａが偏向走査面と垂直な方向に
傾いて３a′の位置に変化しても、レンズ系４，５
を通過する光束は破線の如く変化するが、被走査
媒体６上での結像位置の変化はほとんどない。 第１図〜第３図において、偏向器３が回転多面
鏡の場合、回転多面鏡の回転中心軸は一般に反射
面３ａ上にないので、第４図に示す各レンズの光
軸を含む断面の展開図において、偏向器が回転す
るにつれ、線像結像系２によつてできる線状の結
像の位置Ｐと、偏向器の反射面３a′の位置との距
離Δlが変化する。この場合、線像の位置Ｐの共
役像位置P′は被走査媒体６からΔl′離れたところ
にできる。第４図において、レンズ４，５による
線像の結像倍率βとすると、 Δl′≒β2・Δl (1) で与えられる。偏向器の回転によつて、偏向され
たビームの中心光線がレンズ４，５の合成系の光
軸となす角をθとして、θと上記Δlの関係を図
示すると、第５図の様になる。第５図をみて理解
できるように、偏向角θが大きくなると上記の
Δlは増加し(1)式に従つてΔl′も増大し、結像性能
が悪化する要因となる。 回転多面鏡に入射するビーム径と偏向角を一定
にした場合、主走査速度の高速化を図り、且つ、
入射ビームを全偏向角において反射させる為には
回転多面鏡の外接円径をその反射面の数Ｎが増す
ほど大きくしなければならない。然しながら、外
接円径が大きくなるのに伴ない、前記Δlも増加
するわけで、従つてＮの値を大きくするのにも結
像性能の観点から限界がある。 本発明の目的は、上述した光走査装置に於い
て、画角を広く取つた場合に被走査媒体上でのビ
ームの結像性能が良好な光走査装置を提供するこ
とにある。 第６図は本発明に係る光走査装置を説明する為
の図で、偏向走査面と平行な断面を示している。
ｇは光源装置１から出射する光束の中心光線、ｈ
はレンズ４，５の光軸で、中心光線ｇと光軸ｈと
のなす角度をα、回転多面鏡３の回転中心に原点
を有し、上記光軸ｈと平行なｘ軸を有する直交座
標系を設定したとき、中心光線ｇとレンズ４，５
の合成系の光軸との交点のｘ座標をxg、上記光軸
ｈとｙ軸との交点のｙ座標をyhとするとき、次の
各数値範囲を満足する。 θ＜α＜4π／Ｎ−θ ……(2) ０＜xg＜Ｒ・cosα／２ ……(3) ０＜yh＜Ｒ・sinα／２ ……(4) 但しＲは回転多面鏡の外接円半径である。条件
式(2)の下限は中心光線ｇが有効偏向領域外に存在
する為に決められ、上限は被走査媒体面に入射し
た光束が反射散乱され、再び偏向器で反射された
光束が被走査媒体上にゴースト像を形成し、その
ゴース像が有効走査領域外に存在する為の条件で
ある。 条件式(3)，(4)は第５図に示した線像と反射面と
の距離の変動を出来る限り少なくする為のもので
ある。特に、 yh＝xg・tanα／２ R′（xg 2＋yh 2）1/2Ｒ を満足する時、この効果は大きい。但しR′は回
転多面鏡の内接円半径である。 本発明に係る光走査装置に於いては、広い偏向
角度に於いて良好な結像特性を得る為には、 13.8≦θ／（１／r3′−１／r4′）≦24 ……(5) を満足することによつて、一層の効果を得る事が
可能である。但し、r3′は偏向走査面と直交する
断面内に於けるトーリツク面を有する単レンズの
偏向器側の曲率半径、r4′は同じく被走査媒体側
の曲率半径、θは有効偏向角の半値で、単位はラ
ジアンである。 今、偏向走査面と直交する断面内に於いて、物
像間距離Ｌを固定して考える。Ｌは、 Ｌv・（ｚ＋｜β｜＋１／｜β｜） …(6) で示されるが、(1)式に於いて示されるΔl′を減少
させる為には｜β｜を１に近付けなければならな
い。この要請は(6)式に於いては、vを大きくする
事を、ひいては（１／r3′−１／r4′）を小さくする事
を 意味し、この結果(5)式の下限が定まる。更にθの
増加に伴ない(5)式の上限を越した場合には偏向走
査面と直交する断面内に於いて高次の像面彎曲が
著しく発生して、結像性能に悪影響を及ぼす。 更に、上記条件に加えて広角な偏向範囲におい
て、偏向走査面内における良好な像面彎曲特性を
得る為には、 1.6T／Ｄ2.1 ……(7) を満足すると一層の効果がある。 但し、条件式(7)において、Ｄは偏向走査面と直
交する断面内の物点位置からトーリツク面を有す
る単レンズ５の最終面迄の距離である。(7)式の条
件の上限、下限共、それらを逸脱すると偏向走査
面内での結像特性が著しく劣化する。各実施例に
於いては、レンズ４，５の偏向走査面内での合成
焦点距離PをP＝100として示す。それと直交す
る断面内での合成焦点距離をvで示す。更に、ト
ーリツク面を有する単レンズ５の偏向走査面内で
の焦点距離をT、直交する断面内での焦点距離を
T′で示す。（S1）Pは球面単レンズ４の第１面（偏
向器側の面）から測つた偏向走査面内での物体距
離、（S1）vは同じく偏向走査面と直交する面内で
の物体距離である。Ｎはポリゴンミラーの面数、
θは有効な偏向角の1/2の値で、単位はラジアン
である。rPは偏向走査面内に於けるレンズの曲率
半径、rv′は偏向走査面と直交する面内に於ける
レンズの曲率半径で、レンズ面を表わすNOは偏
向器側が１、被走査媒体側が４である。diは第
番目のレンズ面と第＋１番目のレンズ面との間
の軸上肉厚又は軸上空気間隔、ｎは屈折率を示
す。 第１実施例、第９実施例について、像面彎曲特
性（AS）リニアリテイ（LIN）をそれぞれ第７
図、第８図に示す。像面彎曲特性の図に於いて
は、偏向面内でのそれを破線で、直交する断面内
でのそれを実線で示す。
査装置に関するもので、更に詳しく述べるなら
ば、走査レンズ系の有効偏向角の半値が35度を超
える広角のビームの振れ角を有する光走査装置に
関するものである。 第１図〜第３図は、従来の光走査装置の構成を
示す図である。光源、或は光源と集光装置から成
る光源装置１、該光源装置１から出射する光束と
線状に結像する線像結像系２、該線像結像系２に
依つて光線が線状に収斂される位置の近傍にその
偏向反射面３ａを有する偏向器３、該偏向器３と
被走査媒体６との間に球面単レンズ４と直交する
二方向で屈折力の異なる主軸、副軸を有するトー
リツク面を有する単レンズ５とを配置し、それら
のレンズの合成系に依つて被走査媒体６上に結像
スポツトを形成し、前記偏向器３の回動に伴なつ
て該結像スポツトは、被走査媒体６上を走査す
る。尚、トーリツク面の主軸は偏向走査面、即ち
偏向反射面に立てた法線が偏向器の回転によつて
経時的に形成する面と平行な面内に存し、副軸は
該偏向走査面と直交する面で、主軸の曲率中心を
含む面内に存する。又、主軸に対する曲率半径の
絶対値は副軸に対する曲率半径の絶対値よりも大
きい。 第２図は、上記構成の偏向走査面、換言すれば
上記トリツクレンズ５の主軸と球面単レンズ４の
光軸を含む平面に平行な断面内での機能を説明す
る為の図を示す。光源装置１から出射した光束は
シリンドリカルレンズ２を通過した後、偏向器３
の反射面３ａで反射され、偏向器３の回動に伴な
つて該反射光束が偏向される。さらに、該偏向光
束は前記球面単レンズ４及びトーリツク面を有す
るレンズ５の合成系に依つて被走査媒体６上に結
像され、且つ、該結像スポツトの走査速度は一定
に保たれる。 第３図は、上記偏向走査面と垂直な方向の光束
に沿つた断面、即ち偏向器の倒れによる影響を補
正する断面の展開図である。光源装置１から出射
した光束を線像結像系２に依つて、偏向器３の反
射面３ａの近傍に線状に結像する。この断面内に
於ける単レンズ５の屈折力は、前記偏向走査面内
の該レンズ５の屈折力と異なり、球面単レンズ４
との合成系で偏向器３の反射面３ａと、被走査媒
体６の位置関係を光学的にほぼ共役な関係にす
る。この様な関係を有しているので、偏向器３の
回動中に反射面３ａが偏向走査面と垂直な方向に
傾いて３a′の位置に変化しても、レンズ系４，５
を通過する光束は破線の如く変化するが、被走査
媒体６上での結像位置の変化はほとんどない。 第１図〜第３図において、偏向器３が回転多面
鏡の場合、回転多面鏡の回転中心軸は一般に反射
面３ａ上にないので、第４図に示す各レンズの光
軸を含む断面の展開図において、偏向器が回転す
るにつれ、線像結像系２によつてできる線状の結
像の位置Ｐと、偏向器の反射面３a′の位置との距
離Δlが変化する。この場合、線像の位置Ｐの共
役像位置P′は被走査媒体６からΔl′離れたところ
にできる。第４図において、レンズ４，５による
線像の結像倍率βとすると、 Δl′≒β2・Δl (1) で与えられる。偏向器の回転によつて、偏向され
たビームの中心光線がレンズ４，５の合成系の光
軸となす角をθとして、θと上記Δlの関係を図
示すると、第５図の様になる。第５図をみて理解
できるように、偏向角θが大きくなると上記の
Δlは増加し(1)式に従つてΔl′も増大し、結像性能
が悪化する要因となる。 回転多面鏡に入射するビーム径と偏向角を一定
にした場合、主走査速度の高速化を図り、且つ、
入射ビームを全偏向角において反射させる為には
回転多面鏡の外接円径をその反射面の数Ｎが増す
ほど大きくしなければならない。然しながら、外
接円径が大きくなるのに伴ない、前記Δlも増加
するわけで、従つてＮの値を大きくするのにも結
像性能の観点から限界がある。 本発明の目的は、上述した光走査装置に於い
て、画角を広く取つた場合に被走査媒体上でのビ
ームの結像性能が良好な光走査装置を提供するこ
とにある。 第６図は本発明に係る光走査装置を説明する為
の図で、偏向走査面と平行な断面を示している。
ｇは光源装置１から出射する光束の中心光線、ｈ
はレンズ４，５の光軸で、中心光線ｇと光軸ｈと
のなす角度をα、回転多面鏡３の回転中心に原点
を有し、上記光軸ｈと平行なｘ軸を有する直交座
標系を設定したとき、中心光線ｇとレンズ４，５
の合成系の光軸との交点のｘ座標をxg、上記光軸
ｈとｙ軸との交点のｙ座標をyhとするとき、次の
各数値範囲を満足する。 θ＜α＜4π／Ｎ−θ ……(2) ０＜xg＜Ｒ・cosα／２ ……(3) ０＜yh＜Ｒ・sinα／２ ……(4) 但しＲは回転多面鏡の外接円半径である。条件
式(2)の下限は中心光線ｇが有効偏向領域外に存在
する為に決められ、上限は被走査媒体面に入射し
た光束が反射散乱され、再び偏向器で反射された
光束が被走査媒体上にゴースト像を形成し、その
ゴース像が有効走査領域外に存在する為の条件で
ある。 条件式(3)，(4)は第５図に示した線像と反射面と
の距離の変動を出来る限り少なくする為のもので
ある。特に、 yh＝xg・tanα／２ R′（xg 2＋yh 2）1/2Ｒ を満足する時、この効果は大きい。但しR′は回
転多面鏡の内接円半径である。 本発明に係る光走査装置に於いては、広い偏向
角度に於いて良好な結像特性を得る為には、 13.8≦θ／（１／r3′−１／r4′）≦24 ……(5) を満足することによつて、一層の効果を得る事が
可能である。但し、r3′は偏向走査面と直交する
断面内に於けるトーリツク面を有する単レンズの
偏向器側の曲率半径、r4′は同じく被走査媒体側
の曲率半径、θは有効偏向角の半値で、単位はラ
ジアンである。 今、偏向走査面と直交する断面内に於いて、物
像間距離Ｌを固定して考える。Ｌは、 Ｌv・（ｚ＋｜β｜＋１／｜β｜） …(6) で示されるが、(1)式に於いて示されるΔl′を減少
させる為には｜β｜を１に近付けなければならな
い。この要請は(6)式に於いては、vを大きくする
事を、ひいては（１／r3′−１／r4′）を小さくする事
を 意味し、この結果(5)式の下限が定まる。更にθの
増加に伴ない(5)式の上限を越した場合には偏向走
査面と直交する断面内に於いて高次の像面彎曲が
著しく発生して、結像性能に悪影響を及ぼす。 更に、上記条件に加えて広角な偏向範囲におい
て、偏向走査面内における良好な像面彎曲特性を
得る為には、 1.6T／Ｄ2.1 ……(7) を満足すると一層の効果がある。 但し、条件式(7)において、Ｄは偏向走査面と直
交する断面内の物点位置からトーリツク面を有す
る単レンズ５の最終面迄の距離である。(7)式の条
件の上限、下限共、それらを逸脱すると偏向走査
面内での結像特性が著しく劣化する。各実施例に
於いては、レンズ４，５の偏向走査面内での合成
焦点距離PをP＝100として示す。それと直交す
る断面内での合成焦点距離をvで示す。更に、ト
ーリツク面を有する単レンズ５の偏向走査面内で
の焦点距離をT、直交する断面内での焦点距離を
T′で示す。（S1）Pは球面単レンズ４の第１面（偏
向器側の面）から測つた偏向走査面内での物体距
離、（S1）vは同じく偏向走査面と直交する面内で
の物体距離である。Ｎはポリゴンミラーの面数、
θは有効な偏向角の1/2の値で、単位はラジアン
である。rPは偏向走査面内に於けるレンズの曲率
半径、rv′は偏向走査面と直交する面内に於ける
レンズの曲率半径で、レンズ面を表わすNOは偏
向器側が１、被走査媒体側が４である。diは第
番目のレンズ面と第＋１番目のレンズ面との間
の軸上肉厚又は軸上空気間隔、ｎは屈折率を示
す。 第１実施例、第９実施例について、像面彎曲特
性（AS）リニアリテイ（LIN）をそれぞれ第７
図、第８図に示す。像面彎曲特性の図に於いて
は、偏向面内でのそれを破線で、直交する断面内
でのそれを実線で示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
以上、本発明に係る光走査装置に於いては、有
効半画角が35度を超えるにも拘わらず、二枚のレ
ンズ系でしかも良好な結像特性を有し、且つコン
パクトな構成の装置が得られたものである。
効半画角が35度を超えるにも拘わらず、二枚のレ
ンズ系でしかも良好な結像特性を有し、且つコン
パクトな構成の装置が得られたものである。
第１図、第２図及び第３図は各々、従来の光走
査装置を説明する為の図、第４図は偏向反射面に
対する線像位置と、被走査媒体に対するビームス
ポツト位置との関係を示す為の図、第５図は偏向
角θに対してΔlが変化する様子を示す図、第６
図は本発明に係る光走査装置を説明する為の図、
第７図及び第８図は各々、本発明に係る光走査装
置の収差図を示す図。 １…光源装置、２…線像結像系、３…偏向器、
４…球面単レンズ、５…トーリツク単レンズ、６
…被走査媒体、LIN…リニアリテイー、AS…像
面彎曲特性。
査装置を説明する為の図、第４図は偏向反射面に
対する線像位置と、被走査媒体に対するビームス
ポツト位置との関係を示す為の図、第５図は偏向
角θに対してΔlが変化する様子を示す図、第６
図は本発明に係る光走査装置を説明する為の図、
第７図及び第８図は各々、本発明に係る光走査装
置の収差図を示す図。 １…光源装置、２…線像結像系、３…偏向器、
４…球面単レンズ、５…トーリツク単レンズ、６
…被走査媒体、LIN…リニアリテイー、AS…像
面彎曲特性。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光源部、該光源部から出射する光束を線状に
結像する線像結像系、該線像結像系によつて光線
が線状に収斂される位置の近傍にその偏向反射面
が配された偏向器、該偏向器と被走査媒体との間
に配された球面単レンズと直交する方向で屈折力
の異なるトーリツク面を有する単レンズより成る
アナモフイツク結像系より成る装置に於いて、偏
向走査面と直交する面内に於ける前記トーリツク
面を有する単レンズの偏向器側の曲率半径をr3′、
被走査媒体側の曲率半径をr4′，θをラジアンで
表示した有効偏向角の値の1/2とすると、 13.8≦θ／（１／r3′−１／r4′）≦24.0 を満足する事を特徴とする光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020739A JPS59147316A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020739A JPS59147316A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59147316A JPS59147316A (ja) | 1984-08-23 |
| JPH0563777B2 true JPH0563777B2 (ja) | 1993-09-13 |
Family
ID=12035562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58020739A Granted JPS59147316A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59147316A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119897B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1995-12-20 | 株式会社リコー | 光走査装置 |
| USRE34438E (en) * | 1986-07-14 | 1993-11-09 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Tilt error corrective scanning optical system |
| JPS63106618A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-11 | Ricoh Co Ltd | 面倒れ補正機能をもつ走査光学系 |
| JP2584640B2 (ja) * | 1987-11-06 | 1997-02-26 | 旭光学工業株式会社 | レーザービームプリンタ等の走査光学系 |
| JPH02158711A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-19 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| US5015050A (en) * | 1988-12-22 | 1991-05-14 | Ricoh Company, Ltd. | Fθ lens system in optical scanner |
| JP2718735B2 (ja) * | 1989-01-13 | 1998-02-25 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
| JP2804512B2 (ja) * | 1989-05-31 | 1998-09-30 | 株式会社リコー | 光走査装置におけるｆθレンズ系 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636622A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-09 | Canon Inc | Scanning optical system having inclination correcting function |
| JPS5735823A (en) * | 1980-08-06 | 1982-02-26 | Canon Inc | Scanning optical system having inclination correcting function |
-
1983
- 1983-02-10 JP JP58020739A patent/JPS59147316A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636622A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-09 | Canon Inc | Scanning optical system having inclination correcting function |
| JPS5735823A (en) * | 1980-08-06 | 1982-02-26 | Canon Inc | Scanning optical system having inclination correcting function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59147316A (ja) | 1984-08-23 |
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