JPH11198375A - インクジェット記録ヘッドおよび記録装置 - Google Patents
インクジェット記録ヘッドおよび記録装置Info
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- JPH11198375A JPH11198375A JP10004008A JP400898A JPH11198375A JP H11198375 A JPH11198375 A JP H11198375A JP 10004008 A JP10004008 A JP 10004008A JP 400898 A JP400898 A JP 400898A JP H11198375 A JPH11198375 A JP H11198375A
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェット記録ヘッドにおいて、低コス
トかつ製造工程が簡単で温度制御を可能にする。 【解決手段】 発熱素子２と駆動素子８を有する素子基
板１に、インク流路６を有する流路基板３が固着され
る。回路基板５と素子基板１とは保持基板４に保持さ
れ、ボンディングワイヤ９で接続される。駆動素子８
は、ダイオードセンサーを含む集積回路であり温度セン
サー機能を有する。駆動素子８が発熱素子２を駆動する
と、インク流路６内のインクが加熱され発泡してノズル
７から吐出され、記録が行なわれる。その際、駆動素子
８内のダイオードセンサーは温度検知を行ない、温度検
知結果は回路基板５等を介して図示しない制御回路に伝
えられる。制御回路は、温度検知結果から記録ヘッド温
度を求め、それに応じて発熱素子２の駆動等を制御す
る。
トかつ製造工程が簡単で温度制御を可能にする。 【解決手段】 発熱素子２と駆動素子８を有する素子基
板１に、インク流路６を有する流路基板３が固着され
る。回路基板５と素子基板１とは保持基板４に保持さ
れ、ボンディングワイヤ９で接続される。駆動素子８
は、ダイオードセンサーを含む集積回路であり温度セン
サー機能を有する。駆動素子８が発熱素子２を駆動する
と、インク流路６内のインクが加熱され発泡してノズル
７から吐出され、記録が行なわれる。その際、駆動素子
８内のダイオードセンサーは温度検知を行ない、温度検
知結果は回路基板５等を介して図示しない制御回路に伝
えられる。制御回路は、温度検知結果から記録ヘッド温
度を求め、それに応じて発熱素子２の駆動等を制御す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
ヘッドおよび記録装置に関する。
ヘッドおよび記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プリンタ等の記録装置の記録方式
として、例えばサーマル記録方式やインクジェット記録
方式等が採用されている。サーマル記録方式は、発熱素
子を用い、感熱紙に熱を作用させて発色させたり、イン
クリボンのインクを溶融させて被記録媒体に転写するこ
とにより記録を行う方式である。
として、例えばサーマル記録方式やインクジェット記録
方式等が採用されている。サーマル記録方式は、発熱素
子を用い、感熱紙に熱を作用させて発色させたり、イン
クリボンのインクを溶融させて被記録媒体に転写するこ
とにより記録を行う方式である。
【０００３】また、インクジェット記録方式は、インク
ジェット記録ヘッドに配設されたノズル（吐出口）から
インクを吐出させ、これを紙等の被記録材に付着させ記
録を行う記録方法であり、騒音の発生が極めて少なく、
かつ高速記録が可能であるため、近年では広く普及して
いる。インクジェット記録ヘッドとしては、圧電素子や
発熱素子を備えたものなどが知られている。特に、発熱
素子を有し、熱エネルギーをインクに作用させてインク
を急激に加熱することにより泡を発生させ、この発泡に
より体積膨張によってインク流路内のインクをノズルか
ら液適として噴射し、泡の消滅時にインク室からインク
流路内にインクを導入するようにしたいわゆるバブルジ
ェットタイプの記録ヘッドは、記録信号に対する応答性
が良いことや、高密度化が容易であるといった利点を有
する。
ジェット記録ヘッドに配設されたノズル（吐出口）から
インクを吐出させ、これを紙等の被記録材に付着させ記
録を行う記録方法であり、騒音の発生が極めて少なく、
かつ高速記録が可能であるため、近年では広く普及して
いる。インクジェット記録ヘッドとしては、圧電素子や
発熱素子を備えたものなどが知られている。特に、発熱
素子を有し、熱エネルギーをインクに作用させてインク
を急激に加熱することにより泡を発生させ、この発泡に
より体積膨張によってインク流路内のインクをノズルか
ら液適として噴射し、泡の消滅時にインク室からインク
流路内にインクを導入するようにしたいわゆるバブルジ
ェットタイプの記録ヘッドは、記録信号に対する応答性
が良いことや、高密度化が容易であるといった利点を有
する。
【０００４】このようなインクジェット記録ヘッドにお
いて、高品位な画像形成を行なうためには、1回のイン
ク吐出毎の吐出液滴量を極力一定に保つことが必要であ
る。この吐出液滴量は、記録ヘッドの温度によって左右
されるが、記録ヘッドの温度は、記録するデータに応じ
たデューティ（駆動信号のデューティ）の違いや、環境
温度の変化などによって変化する。そこで、記録ヘッド
の温度を検知する温度センサーを設けて、この温度セン
サーにより温度変化を監視し、その監視結果に対応して
ヒーターを加温したり、印字スピードをコントロールす
ることなどにより、記録ヘッドの温度を一定に保つよう
に制御し、吐出液滴量の均一化、ひいては画像の高品質
化を図る構成が従来より採用されている。
いて、高品位な画像形成を行なうためには、1回のイン
ク吐出毎の吐出液滴量を極力一定に保つことが必要であ
る。この吐出液滴量は、記録ヘッドの温度によって左右
されるが、記録ヘッドの温度は、記録するデータに応じ
たデューティ（駆動信号のデューティ）の違いや、環境
温度の変化などによって変化する。そこで、記録ヘッド
の温度を検知する温度センサーを設けて、この温度セン
サーにより温度変化を監視し、その監視結果に対応して
ヒーターを加温したり、印字スピードをコントロールす
ることなどにより、記録ヘッドの温度を一定に保つよう
に制御し、吐出液滴量の均一化、ひいては画像の高品質
化を図る構成が従来より採用されている。
【０００５】このようなインクジェット記録ヘッドの例
が、図４，５に示されている。この構成について簡単に
説明すると、吐出エネルギー発生手段である発熱素子１
２が複数個設けられた素子基板２１に、インク流路１６
が形成された流路基板１３が積層固着され、インク流路
１６内に発熱素子１２がそれぞれ位置している。そし
て、素子基板２１には、発熱素子１２を独立して駆動す
るための複数の駆動素子１８が設けられ、また、インク
供給管２０Ａ，２０Ｂからインク供給継手２２Ａ，２２
Ｂを介してインクが供給されるインク流路１６の先端
は、ノズル１７となっている。積層された素子基板２１
および流路基板１３は、保持基板１４上に置かれてい
る。保持基板１４には、回路基板１５も設けられてお
り、回路基板１５と素子基板２１とはボンディングワイ
ヤ１９で接続されている。そして、保持基板１４には、
ノズル１７列方向の数ヶ所に取付部２３が設けられてお
り、この取付部２３により、記録ヘッドの温度を検知す
る温度センサー（サーミスタ）２４が、発熱素子１２側
を向いて取り付けられている。取付部２３は、熱伝導性
のよいペーストを固化したものであり、温度センサー２
４への熱伝導を速くしてある。なお、温度センサー２４
の温度検知結果は、保持基板１４の下面に這わせてある
配線２５を介して図示しない制御手段に伝達される。
が、図４，５に示されている。この構成について簡単に
説明すると、吐出エネルギー発生手段である発熱素子１
２が複数個設けられた素子基板２１に、インク流路１６
が形成された流路基板１３が積層固着され、インク流路
１６内に発熱素子１２がそれぞれ位置している。そし
て、素子基板２１には、発熱素子１２を独立して駆動す
るための複数の駆動素子１８が設けられ、また、インク
供給管２０Ａ，２０Ｂからインク供給継手２２Ａ，２２
Ｂを介してインクが供給されるインク流路１６の先端
は、ノズル１７となっている。積層された素子基板２１
および流路基板１３は、保持基板１４上に置かれてい
る。保持基板１４には、回路基板１５も設けられてお
り、回路基板１５と素子基板２１とはボンディングワイ
ヤ１９で接続されている。そして、保持基板１４には、
ノズル１７列方向の数ヶ所に取付部２３が設けられてお
り、この取付部２３により、記録ヘッドの温度を検知す
る温度センサー（サーミスタ）２４が、発熱素子１２側
を向いて取り付けられている。取付部２３は、熱伝導性
のよいペーストを固化したものであり、温度センサー２
４への熱伝導を速くしてある。なお、温度センサー２４
の温度検知結果は、保持基板１４の下面に這わせてある
配線２５を介して図示しない制御手段に伝達される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例によると、
温度センサー２４を利用して記録ヘッドの温度制御が可
能であるが、ペーストから形成される取付部２３を用い
た温度センサー２４の取付工程が煩雑で作業性が悪く、
量産には向かず製造コストが高い、また温度センサー２
４自体が高価であるといった問題がある。
温度センサー２４を利用して記録ヘッドの温度制御が可
能であるが、ペーストから形成される取付部２３を用い
た温度センサー２４の取付工程が煩雑で作業性が悪く、
量産には向かず製造コストが高い、また温度センサー２
４自体が高価であるといった問題がある。
【０００７】そこで本発明の目的は、低コストで製造工
程が簡単であり、温度制御可能なインクジェット記録ヘ
ッドおよび記録装置を提供することにある。
程が簡単であり、温度制御可能なインクジェット記録ヘ
ッドおよび記録装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、素子基板に形
成された複数の吐出エネルギー発生素子から吐出エネル
ギーを付与されてインク流路内のインクがノズルより吐
出するインクジェット記録ヘッドであって、前記吐出エ
ネルギー発生素子を駆動するとともに温度センサーとし
ての機能を有し、前記素子基板と別部材として形成され
ている駆動素子が、該素子基板に取り付けられているこ
とを特徴とする。
成された複数の吐出エネルギー発生素子から吐出エネル
ギーを付与されてインク流路内のインクがノズルより吐
出するインクジェット記録ヘッドであって、前記吐出エ
ネルギー発生素子を駆動するとともに温度センサーとし
ての機能を有し、前記素子基板と別部材として形成され
ている駆動素子が、該素子基板に取り付けられているこ
とを特徴とする。
【０００９】そして、前記駆動素子の温度検知結果に基
づいてインク吐出動作が制御される。
づいてインク吐出動作が制御される。
【００１０】前記吐出エネルギー発生素子は発熱素子で
ある。
ある。
【００１１】本発明の記録装置は、前記したいずれかの
構成のインクジェット記録ヘッドを有するものである。
構成のインクジェット記録ヘッドを有するものである。
【００１２】これにより、素子基板および駆動素子とは
別部材としての温度センサーが不要となり、量産性およ
びコストを改善することができる。なお、駆動素子の温
度検知結果に基づいて直接インク吐出にかかわる記録ヘ
ッド温度を求めることが可能である。
別部材としての温度センサーが不要となり、量産性およ
びコストを改善することができる。なお、駆動素子の温
度検知結果に基づいて直接インク吐出にかかわる記録ヘ
ッド温度を求めることが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照として本発明の
一実施形態について説明する。
一実施形態について説明する。
【００１４】図１、２に示すように、吐出エネルギー発
生手段である発熱素子２が複数個設けられた素子基板１
に、インク流路６が形成された流路基板３が積層固着さ
れ、インク流路６内に発熱素子２がそれぞれ位置してい
る。そして、素子基板１には、発熱素子２を独立して駆
動するための複数の駆動素子８が設けられ、発熱素子２
と駆動素子８とは図示しない導通パターン（成膜技術に
より形成されたＡｌ等の配線パターン）により電気的に
接続されている。また、インク供給管１１Ａ，１１Ｂか
らインク供給継手１０Ａ，１０Ｂを介してインクが流通
されるインク流路６の先端は、ノズル（吐出口）７とな
っている。積層された素子基板１および流路基板３は、
保持基板４上に固定されている。保持基板４には、回路
基板５も固定されており、回路基板５と素子基板１とは
ボンディングワイヤ９で接続されている。回路基板５
は、図示しないプリントケーブル等を介して図示しない
制御手段と電気信号の授受が行なわれる。従って、制御
手段から、制御手段に接続されたプリントケーブル、回
路基板５、ボンディングワイヤ９、駆動素子８を介し
て、発熱素子２まで電気的に導通されている。
生手段である発熱素子２が複数個設けられた素子基板１
に、インク流路６が形成された流路基板３が積層固着さ
れ、インク流路６内に発熱素子２がそれぞれ位置してい
る。そして、素子基板１には、発熱素子２を独立して駆
動するための複数の駆動素子８が設けられ、発熱素子２
と駆動素子８とは図示しない導通パターン（成膜技術に
より形成されたＡｌ等の配線パターン）により電気的に
接続されている。また、インク供給管１１Ａ，１１Ｂか
らインク供給継手１０Ａ，１０Ｂを介してインクが流通
されるインク流路６の先端は、ノズル（吐出口）７とな
っている。積層された素子基板１および流路基板３は、
保持基板４上に固定されている。保持基板４には、回路
基板５も固定されており、回路基板５と素子基板１とは
ボンディングワイヤ９で接続されている。回路基板５
は、図示しないプリントケーブル等を介して図示しない
制御手段と電気信号の授受が行なわれる。従って、制御
手段から、制御手段に接続されたプリントケーブル、回
路基板５、ボンディングワイヤ９、駆動素子８を介し
て、発熱素子２まで電気的に導通されている。
【００１５】そして本発明の駆動素子８は、温度センサ
ー機能を有するものである。具体的には、ダイオードの
温度特性を用いたダイオードセンサーを含む集積回路が
駆動素子８として用いられ、素子基板１にクリップチッ
プやＡＣＦ等の実装技術によりダイレクトに実装されて
いる。基板１の発熱素子２形成面に、駆動素子８の回路
形成面が対向するように取り付けられる。
ー機能を有するものである。具体的には、ダイオードの
温度特性を用いたダイオードセンサーを含む集積回路が
駆動素子８として用いられ、素子基板１にクリップチッ
プやＡＣＦ等の実装技術によりダイレクトに実装されて
いる。基板１の発熱素子２形成面に、駆動素子８の回路
形成面が対向するように取り付けられる。
【００１６】次に、このインクジェット記録ヘッドの動
作について説明する。
作について説明する。
【００１７】図示しない制御手段から、記録信号が供給
されると、図示しないプリントケーブル、回路基板５、
ボンディングワイヤ９を介して、駆動素子８にこの記録
信号が伝達され、この記録信号に基づいて、駆動素子８
が発熱素子２を駆動する。駆動された発熱素子２が発熱
すると、インク流路６内のインクが高温になって発泡す
る。この時、発泡による体積増加により、インクがノズ
ル７から外部の被記録媒体（図示省略）に向けて吐出さ
れ、記録が行なわれる。その際、駆動素子８内のダイオ
ードセンサーは温度検知を行ない、温度検知結果は回路
基板５等を介して図示しない制御回路に伝えられる。制
御回路には、図３にグラフとして示すような、駆動素子
８の検知温度と実際のインク吐出にかかわる記録ヘッド
温度とを対応させたデータが、テーブルとして記憶され
ている。従って、制御回路は、温度センサー機能を持つ
駆動素子８の温度検知結果から記録ヘッド温度を求め、
それに基づいて、発熱素子２の駆動（発熱温度や駆動周
波数や吐出速度など）を制御したり、図示しないヒータ
ーによる記録ヘッドの加熱などを行なう。記録中に、発
熱素子２や駆動素子８自体の発熱や、環境温度の変化に
伴い、温度検知結果が変化した場合には、リアルタイム
で対応して制御する。なお、より精度よく温度変化に対
応するには、図3に示すような関係を各環境温度毎に求
めておくことが好ましい。
されると、図示しないプリントケーブル、回路基板５、
ボンディングワイヤ９を介して、駆動素子８にこの記録
信号が伝達され、この記録信号に基づいて、駆動素子８
が発熱素子２を駆動する。駆動された発熱素子２が発熱
すると、インク流路６内のインクが高温になって発泡す
る。この時、発泡による体積増加により、インクがノズ
ル７から外部の被記録媒体（図示省略）に向けて吐出さ
れ、記録が行なわれる。その際、駆動素子８内のダイオ
ードセンサーは温度検知を行ない、温度検知結果は回路
基板５等を介して図示しない制御回路に伝えられる。制
御回路には、図３にグラフとして示すような、駆動素子
８の検知温度と実際のインク吐出にかかわる記録ヘッド
温度とを対応させたデータが、テーブルとして記憶され
ている。従って、制御回路は、温度センサー機能を持つ
駆動素子８の温度検知結果から記録ヘッド温度を求め、
それに基づいて、発熱素子２の駆動（発熱温度や駆動周
波数や吐出速度など）を制御したり、図示しないヒータ
ーによる記録ヘッドの加熱などを行なう。記録中に、発
熱素子２や駆動素子８自体の発熱や、環境温度の変化に
伴い、温度検知結果が変化した場合には、リアルタイム
で対応して制御する。なお、より精度よく温度変化に対
応するには、図3に示すような関係を各環境温度毎に求
めておくことが好ましい。
【００１８】本発明によると、駆動素子８の製造工程を
変えることなく同一工程で温度センサー機能を持たせる
ことができ、コストアップにはならずに温度制御が可能
になる。そして、素子基板１の表面に対向して温度セン
サーが設けられることになるので、このセンサーによ
り、発熱素子２からはなれた所での素子基板１の温度も
検知することができる。
変えることなく同一工程で温度センサー機能を持たせる
ことができ、コストアップにはならずに温度制御が可能
になる。そして、素子基板１の表面に対向して温度セン
サーが設けられることになるので、このセンサーによ
り、発熱素子２からはなれた所での素子基板１の温度も
検知することができる。
【００１９】なお、素子基板１自体に温度センサー機能
を持たせると、製造上の不良が生じた場合に、素子基板
１全体を交換する必要があり、特に図１に示すようなフ
ルラインタイプのような一体型の長尺ヘッドでは、僅か
１個所の欠陥により、多数の駆動素子８や発熱素子２等
の構成が無駄になり、そのための加工等も無駄になる。
しかし、本発明では、素子基板１に実装する駆動素子８
に温度センサー機能を持たせたため、不良が生じた駆動
素子８のみを交換して再実装すれば、素子基板１は使用
可能であるので、製造工程およびコストの面で効率的で
ある。
を持たせると、製造上の不良が生じた場合に、素子基板
１全体を交換する必要があり、特に図１に示すようなフ
ルラインタイプのような一体型の長尺ヘッドでは、僅か
１個所の欠陥により、多数の駆動素子８や発熱素子２等
の構成が無駄になり、そのための加工等も無駄になる。
しかし、本発明では、素子基板１に実装する駆動素子８
に温度センサー機能を持たせたため、不良が生じた駆動
素子８のみを交換して再実装すれば、素子基板１は使用
可能であるので、製造工程およびコストの面で効率的で
ある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動素子に温度センサー機能を持たせ温度を検知するこ
とにより、記録ヘッド温度を知ることができ、この記録
ヘッド温度に応じた制御を行なうことができる。それに
よって、吐出液滴量の均一化が可能で、安定的に高品質
の記録が行なえる。しかも、コスト、生産性を大幅に向
上することができる。
駆動素子に温度センサー機能を持たせ温度を検知するこ
とにより、記録ヘッド温度を知ることができ、この記録
ヘッド温度に応じた制御を行なうことができる。それに
よって、吐出液滴量の均一化が可能で、安定的に高品質
の記録が行なえる。しかも、コスト、生産性を大幅に向
上することができる。
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施形
態の斜視図である。
態の斜視図である。
【図２】図1のインクジェット記録ヘッドの部分拡大断
面図である。
面図である。
【図３】駆動素子による検出温度と記録ヘッド温度との
関係の一例を示すグラフである。
関係の一例を示すグラフである。
【図４】従来のインクジェット記録ヘッドの斜視図であ
る。
る。
【図５】図４のインクジェット記録ヘッドの部分拡大断
面図である。
面図である。
１，２１ 素子基板 ２，１２ 発熱素子 ３，１３ 流路基板 ４，１４ 保持基板 ５，１５ 回路基板 ６，１６ インク流路 ７，１７ ノズル（吐出口） ８ 温度センサー機能を有する駆動素子 ９，１９ ボンディングワイヤ １０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ インク供給継手 １１Ａ，１１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ インク供給管 １８ 駆動素子 ２３ 取付部 ２４ 温度センサー（サーミスタ） ２５ 配線
Claims (4)
- 【請求項１】 素子基板に形成された複数の吐出エネル
ギー発生素子から吐出エネルギーを付与されてインク流
路内のインクがノズルより吐出するインクジェット記録
ヘッドであって、 前記吐出エネルギー発生素子を駆動するとともに温度セ
ンサーとしての機能を有し、前記素子基板と別部材とし
て形成されている駆動素子が、該素子基板に取り付けら
れていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記駆動素子の温度検知結果に基づいて
インク吐出動作が制御される請求項1に記載のインクジ
ェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記吐出エネルギー発生素子が発熱素子
である請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッ
ド。 - 【請求項４】 請求項１〜3のいずれか1項に記載のイン
クジェット記録ヘッドを有する記録装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10004008A JPH11198375A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | インクジェット記録ヘッドおよび記録装置 |
| US09/222,845 US20030052932A1 (en) | 1998-01-12 | 1998-12-30 | Ink jet recording head and recording apparatus carrying the head thereon |
| EP99100460A EP0928691A3 (en) | 1998-01-12 | 1999-01-11 | Ink jet recording head and recording apparatus carrying the head thereon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10004008A JPH11198375A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | インクジェット記録ヘッドおよび記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11198375A true JPH11198375A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11572959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10004008A Pending JPH11198375A (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | インクジェット記録ヘッドおよび記録装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030052932A1 (ja) |
| EP (1) | EP0928691A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11198375A (ja) |
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| JP6669393B2 (ja) | 2016-03-25 | 2020-03-18 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの温度制御方法 |
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1998
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- 1998-12-30 US US09/222,845 patent/US20030052932A1/en not_active Abandoned
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1999
- 1999-01-11 EP EP99100460A patent/EP0928691A3/en not_active Withdrawn
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