JPH02281674A - 気体レーザ装置 - Google Patents
気体レーザ装置Info
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- JPH02281674A JPH02281674A JP1102677A JP10267789A JPH02281674A JP H02281674 A JPH02281674 A JP H02281674A JP 1102677 A JP1102677 A JP 1102677A JP 10267789 A JP10267789 A JP 10267789A JP H02281674 A JPH02281674 A JP H02281674A
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- Japan
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- gas laser
- gas
- laser medium
- side hole
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
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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。
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、炭酸ガスレーザ等の気体レーザ装置において
、特にレーザ光の出力変動を低減して加工品質の改善を
図る気体レーザ装置に関する。
、特にレーザ光の出力変動を低減して加工品質の改善を
図る気体レーザ装置に関する。
従来の技術
ルーツプロワを使用した従来の気体レーザ装置１、発明
の名称 気体レーザ装置 ２、特許請求の範囲 （１）気体レーザ媒質を励起する励起部と気体レーザ媒
質を励起させてレーザ光を取り出すレーザ共振器と気体
レーザ媒質を送風する送風機と気体レーザ媒質の冷却器
と前記送風機よりレーザ共振器に気体レーザ媒質を導く
導風部より構成される気体レーザ装置において、前記レ
ーザ共振器の気体レーザ媒質の供給側導風部に側孔を設
け、接続部を介して側孔に容積可変の容器を取り付けた
ことを特徴とする気体レーザ装置。
の名称 気体レーザ装置 ２、特許請求の範囲 （１）気体レーザ媒質を励起する励起部と気体レーザ媒
質を励起させてレーザ光を取り出すレーザ共振器と気体
レーザ媒質を送風する送風機と気体レーザ媒質の冷却器
と前記送風機よりレーザ共振器に気体レーザ媒質を導く
導風部より構成される気体レーザ装置において、前記レ
ーザ共振器の気体レーザ媒質の供給側導風部に側孔を設
け、接続部を介して側孔に容積可変の容器を取り付けた
ことを特徴とする気体レーザ装置。
（２）側孔と接続部と容積可変の容器よりなる音響 ３
、的共振周波数の可変範囲内に気体レーザ装置内の圧力
変動の周波数が含まれていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の気体レーザ装置。
、的共振周波数の可変範囲内に気体レーザ装置内の圧力
変動の周波数が含まれていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の気体レーザ装置。
（３）気体レーザ媒質を励起する励起部と気体レーザ媒
質を励起させてレーザ光を取り出すレーザの構成例を第
３図に示す。気体レーザ媒質は、ルーツプロワ３により
レーザ共振器１に供給ダクト１６を通して供給され、高
電圧電源２による放電にて励起されレーザ光を出力して
いるが、ルーツプロワ３が発生する気体レーザ媒質の圧
力脈動により放電電圧が変化する。その結果、励起入力
が変動して出力変動を生じ、切断加工などの時に切断面
粗さが大きくなる問題点があった。従来は、ルーツプロ
ワ３出口側の供給ダクト１６に図には示されていないが
オリフィスを設けたり、特開昭６３−７６８０号公報に
記載のごとく、ルーツプロワ出口側に大容積の容器を直
列に取り付けるなどの方法が用いられている。
質を励起させてレーザ光を取り出すレーザの構成例を第
３図に示す。気体レーザ媒質は、ルーツプロワ３により
レーザ共振器１に供給ダクト１６を通して供給され、高
電圧電源２による放電にて励起されレーザ光を出力して
いるが、ルーツプロワ３が発生する気体レーザ媒質の圧
力脈動により放電電圧が変化する。その結果、励起入力
が変動して出力変動を生じ、切断加工などの時に切断面
粗さが大きくなる問題点があった。従来は、ルーツプロ
ワ３出口側の供給ダクト１６に図には示されていないが
オリフィスを設けたり、特開昭６３−７６８０号公報に
記載のごとく、ルーツプロワ出口側に大容積の容器を直
列に取り付けるなどの方法が用いられている。
発明が解決しようとする課題
しかし、ダクト上に設けたオリフィスは気体レーザ媒質
の送風圧力損失が高い欠点があシ、ダクトに直列に容器
を設ける場合は充分な容器容積を必要とするので装置が
大形化する問題があった。
の送風圧力損失が高い欠点があシ、ダクトに直列に容器
を設ける場合は充分な容器容積を必要とするので装置が
大形化する問題があった。
本発明の目的は、気体レーザ媒質の送風圧力損失を伴わ
ず、装置の大形化を伴わず、送風機の発生する圧力脈動
を除去してレーザ光出力変動を低減し、レーザ加工の品
質を向上することにある。
ず、装置の大形化を伴わず、送風機の発生する圧力脈動
を除去してレーザ光出力変動を低減し、レーザ加工の品
質を向上することにある。
課題を解決するための手段
本発明は、上記課題を解決するために、レーザ共振器の
気体レーザ媒質供給側導風部に側孔を設け、接続部を介
して側孔に容積可変の容器を取り付けてなるものである
。あるいは、側孔を含む複数の範囲の導風部を該導風部
の断面積より大きい断面積を有する容積可変の外部容器
によシ覆ってなるものである。そして、気体レーザ装置
内の圧力変動の周波数が、側孔と接続部と容積可変の容
器の組合せで存在する音響的共振周波数の範囲の内に含
まれているようにしてなるものである。
気体レーザ媒質供給側導風部に側孔を設け、接続部を介
して側孔に容積可変の容器を取り付けてなるものである
。あるいは、側孔を含む複数の範囲の導風部を該導風部
の断面積より大きい断面積を有する容積可変の外部容器
によシ覆ってなるものである。そして、気体レーザ装置
内の圧力変動の周波数が、側孔と接続部と容積可変の容
器の組合せで存在する音響的共振周波数の範囲の内に含
まれているようにしてなるものである。
作用
上記本発明の構成において、圧力脈動は気体レーザ媒質
を供給する導風部内をルーツプロワの出口よシレーザ共
振器に向かって平面波として伝播している。導風部に側
孔をあけて中空容器を接続したり外部容器で覆うと、圧
力脈動は側孔を通して外部の容器内に入る。この時、ヘ
ルムホルツの共鳴現象により、容器の容積と側孔で決ま
る共振周波数付近の音波が容器内に閉じ込められるため
、発明者の行った測定によれば、圧力脈動の振動数に上
記共振周波数を一致させると圧力脈動がレーザ共振器の
方には戻らなくなった。
を供給する導風部内をルーツプロワの出口よシレーザ共
振器に向かって平面波として伝播している。導風部に側
孔をあけて中空容器を接続したり外部容器で覆うと、圧
力脈動は側孔を通して外部の容器内に入る。この時、ヘ
ルムホルツの共鳴現象により、容器の容積と側孔で決ま
る共振周波数付近の音波が容器内に閉じ込められるため
、発明者の行った測定によれば、圧力脈動の振動数に上
記共振周波数を一致させると圧力脈動がレーザ共振器の
方には戻らなくなった。
さて、第３図の様な２葉のルーツプロワの場合において
、通常はルーツプロワの回転数の４倍の周波数を持つ圧
力変動が発生する。しかし、高電圧電源２によりレーザ
共振器を励起すると、入力エネルギーに応じてルーツプ
ロワの負荷が変動してルーツプロワの回転数が変わり脈
動周波数が変わるため、側孔を通して容器に共鳴吸収で
きなくなる。あるいは、気体レーザ媒質の温度や組成が
変化することによっても、側孔と容器からなる共振周波
数が変わるので、共鳴吸収しにくくなる。
、通常はルーツプロワの回転数の４倍の周波数を持つ圧
力変動が発生する。しかし、高電圧電源２によりレーザ
共振器を励起すると、入力エネルギーに応じてルーツプ
ロワの負荷が変動してルーツプロワの回転数が変わり脈
動周波数が変わるため、側孔を通して容器に共鳴吸収で
きなくなる。あるいは、気体レーザ媒質の温度や組成が
変化することによっても、側孔と容器からなる共振周波
数が変わるので、共鳴吸収しにくくなる。
そこで、励起入力エネルギーの増減による送風機回転数
や気体レーザ媒質の温度または組成の変化に応じて容器
容積を調整することで運転条件によらず上記の共鳴吸収
を発生させて、レーザ共振器に圧力脈動を伝播させない
ことにより気体レーザ媒質の励起入力変動を抑え、レー
ザ出力変動を低減してレーザ加工の品質を向上させる。
や気体レーザ媒質の温度または組成の変化に応じて容器
容積を調整することで運転条件によらず上記の共鳴吸収
を発生させて、レーザ共振器に圧力脈動を伝播させない
ことにより気体レーザ媒質の励起入力変動を抑え、レー
ザ出力変動を低減してレーザ加工の品質を向上させる。
実施例
以下、本発明の実施例を図により説明する。なお、第１
図、第２図において、第３図と同一の構成物に対し同一
番号を付しである。第１図は本発明の実施例の構成を示
す。レーザ共振器１は高電圧電源２による放電励起で気
体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力する。レーザ共
振器１は供給ダクト６及び排気ダクト７によシ各々ルー
ツブロワ３の送風口３１に取り付けられたガス冷却器４
及び吸気口３２に取り付けられたガス冷却器５に接続さ
れている。供給ダクト６には側孔８をあけ、共鳴容器１
０を接続ダクト９によ多接続する。各接続ダクト９の長
さ及び共鳴容器１ｏの奥行き長さは、その中で圧力脈動
の定在波が発生せぬように脈動波長よりも短い。共鳴容
器１ｏはジャバラ１１を介して底板１２が取り付けられ
、底板１２は、固定ステー２３にて支持されているアク
チュエータ２２に接続された駆動ステー２４によシ位置
が変わシ共鳴容器１ｏの容積を可変としている。
図、第２図において、第３図と同一の構成物に対し同一
番号を付しである。第１図は本発明の実施例の構成を示
す。レーザ共振器１は高電圧電源２による放電励起で気
体レーザ媒質を励起してレーザ光を出力する。レーザ共
振器１は供給ダクト６及び排気ダクト７によシ各々ルー
ツブロワ３の送風口３１に取り付けられたガス冷却器４
及び吸気口３２に取り付けられたガス冷却器５に接続さ
れている。供給ダクト６には側孔８をあけ、共鳴容器１
０を接続ダクト９によ多接続する。各接続ダクト９の長
さ及び共鳴容器１ｏの奥行き長さは、その中で圧力脈動
の定在波が発生せぬように脈動波長よりも短い。共鳴容
器１ｏはジャバラ１１を介して底板１２が取り付けられ
、底板１２は、固定ステー２３にて支持されているアク
チュエータ２２に接続された駆動ステー２４によシ位置
が変わシ共鳴容器１ｏの容積を可変としている。
共鳴容器１０の容積可変範囲は、容積と側孔８の面積と
接続ダクト９の長さ及び気体レーザ媒質の音速により定
められる共鳴周波数の範囲内に圧力脈動の周波数が含ま
れているようにする。アクチュエータ２２は信号演算器
２６に接続され、共鳴容器１ｏ内の気体レーザ媒質温度
検出器２１が、信号演算器２６に接続される。
接続ダクト９の長さ及び気体レーザ媒質の音速により定
められる共鳴周波数の範囲内に圧力脈動の周波数が含ま
れているようにする。アクチュエータ２２は信号演算器
２６に接続され、共鳴容器１ｏ内の気体レーザ媒質温度
検出器２１が、信号演算器２６に接続される。
次に、本発明の実施例の動作を説明する。圧力脈動はル
ーツプロワ３の送風口３１よりレーザ共振器１に向かい
、供給ダクト６の中を気体レーザ媒質の組成で決まる音
速で伝播する。供給ダクト６の中の圧力脈動波の伝播特
性は側孔８のところで変わるため、側孔８を通じて共鳴
容器１０内へ伝播する。共鳴容器１ｏは、ヘルムホルツ
の共鳴原理により定められる共振周波数と一致する圧力
脈動の振動数成分エネルギーを閉じ込めるが、気体レー
ザ媒質温度が上がって音速が増すと共振周波数が脈動周
波数よりも高くなるので、検出器２１にて温度上昇を検
出して信号演算器２６によりアクチュエータ２２を出し
てジャバラ１１を延ばし、共鳴容器１０の容積を増して
共振周波数を脈動周波数まで下げる。逆に、気体レーザ
媒質温度が下がシ、共振周波数が脈動周波数よシも低く
なると、アクチュエータ２２を引いて共鳴容器１ｏの容
積を小さくして共振周波数を脈動周波数までひきあげる
。その結果、圧力脈動はレーザ共振器１に伝播する前に
吸収されてレーザ共振器１内の気体レーザ媒質圧力の周
期的変動がなくなるので放電電圧が変動せず、レーザ出
力変動率は低下する。この時、共鳴容器１０が供給ダク
ト６に並列しているため供給ダクト６を通過する気体レ
ーザ媒質の送風圧力損失は発生しない。又、共鳴条件に
より決まる共鳴容器１ｏの寸法は圧力脈動の波長により
上限が定まるため、気体レーザ装置を大形化することな
く容器をダクトに追加できる。
ーツプロワ３の送風口３１よりレーザ共振器１に向かい
、供給ダクト６の中を気体レーザ媒質の組成で決まる音
速で伝播する。供給ダクト６の中の圧力脈動波の伝播特
性は側孔８のところで変わるため、側孔８を通じて共鳴
容器１０内へ伝播する。共鳴容器１ｏは、ヘルムホルツ
の共鳴原理により定められる共振周波数と一致する圧力
脈動の振動数成分エネルギーを閉じ込めるが、気体レー
ザ媒質温度が上がって音速が増すと共振周波数が脈動周
波数よりも高くなるので、検出器２１にて温度上昇を検
出して信号演算器２６によりアクチュエータ２２を出し
てジャバラ１１を延ばし、共鳴容器１０の容積を増して
共振周波数を脈動周波数まで下げる。逆に、気体レーザ
媒質温度が下がシ、共振周波数が脈動周波数よシも低く
なると、アクチュエータ２２を引いて共鳴容器１ｏの容
積を小さくして共振周波数を脈動周波数までひきあげる
。その結果、圧力脈動はレーザ共振器１に伝播する前に
吸収されてレーザ共振器１内の気体レーザ媒質圧力の周
期的変動がなくなるので放電電圧が変動せず、レーザ出
力変動率は低下する。この時、共鳴容器１０が供給ダク
ト６に並列しているため供給ダクト６を通過する気体レ
ーザ媒質の送風圧力損失は発生しない。又、共鳴条件に
より決まる共鳴容器１ｏの寸法は圧力脈動の波長により
上限が定まるため、気体レーザ装置を大形化することな
く容器をダクトに追加できる。
第２図は、本発明の他の実施例であるが、第１図と同じ
符号を付けであるのは、同等の機能を有する。第２図の
例においては、側孔８を含む範囲の供給ダクト６を外部
容器１５で覆う。外部容器１６ば、ジャバラ１１と底板
１２によシ、容積可変となっている。
符号を付けであるのは、同等の機能を有する。第２図の
例においては、側孔８を含む範囲の供給ダクト６を外部
容器１５で覆う。外部容器１６ば、ジャバラ１１と底板
１２によシ、容積可変となっている。
又、図示してはいないが、上記実施例のごとく気体レー
ザ媒質温度を検出する他に、共鳴容器内の圧力変動周波
数を計数するカウンタや、特定のガス成分濃度を検出す
る、例えば、炭酸ガスレーザにおける一酸化炭素などの
センサーを用いることによっても、共鳴条件の変動を検
出して共鳴容器の容積を調整し、脈動を吸収することが
できる。
ザ媒質温度を検出する他に、共鳴容器内の圧力変動周波
数を計数するカウンタや、特定のガス成分濃度を検出す
る、例えば、炭酸ガスレーザにおける一酸化炭素などの
センサーを用いることによっても、共鳴条件の変動を検
出して共鳴容器の容積を調整し、脈動を吸収することが
できる。
発明の効果
以上のように、本発明の気体レーザ装置によれば、ルー
ツプロワの発生する圧力脈動がレーザ共振器に伝播する
前に吸収除去されるので、気体レーザ媒質の励起条件の
変動によるレーザ光出力変動が低減し、レーザ加工の品
質を向上する効果があり、かつ、気体レーザ媒質の送風
圧力損失を伴わず、かつ気体レーザ装置を大形化するこ
とがない。
ツプロワの発生する圧力脈動がレーザ共振器に伝播する
前に吸収除去されるので、気体レーザ媒質の励起条件の
変動によるレーザ光出力変動が低減し、レーザ加工の品
質を向上する効果があり、かつ、気体レーザ媒質の送風
圧力損失を伴わず、かつ気体レーザ装置を大形化するこ
とがない。
第１図は本発明の一実施例を示す気体レーザ装置の気体
レーザ媒質回路図、第２図は本発明の他の実施例を示す
気体レーザ装置の気体レーザ媒質回路図、第３図は従来
の気体レーザ装置の気体レーザ媒質回路図である。 １・・・・・・レーザ共振器、２・・・・・・高電圧電
源、３・・・・・・ルーツプロワ、４・・・・・・ガス
冷却器、５・・・・・・カス冷却器、６・・・・・・供
給ダクト、７・・・・・・排気ダクト、８・・・・・・
側孔、９・・・・・・接続ダクト、１０・・・・・・共
鳴容器、１１・・・・・・ジャバラ、１２・・・・・・
底板、１６・・・・・・外部容器、２１・・・・・温度
検出器、２２・・・・・アクチュエータ、２３・・・・
・・固定ステー、２４・・・・・・駆動ステー、２６・
・・・・・信号演算器、３１・・・・・・ルーツプロワ
送風口、３２・・・・・・ルーツプロワ吸気口。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第 図 第 図
レーザ媒質回路図、第２図は本発明の他の実施例を示す
気体レーザ装置の気体レーザ媒質回路図、第３図は従来
の気体レーザ装置の気体レーザ媒質回路図である。 １・・・・・・レーザ共振器、２・・・・・・高電圧電
源、３・・・・・・ルーツプロワ、４・・・・・・ガス
冷却器、５・・・・・・カス冷却器、６・・・・・・供
給ダクト、７・・・・・・排気ダクト、８・・・・・・
側孔、９・・・・・・接続ダクト、１０・・・・・・共
鳴容器、１１・・・・・・ジャバラ、１２・・・・・・
底板、１６・・・・・・外部容器、２１・・・・・温度
検出器、２２・・・・・アクチュエータ、２３・・・・
・・固定ステー、２４・・・・・・駆動ステー、２６・
・・・・・信号演算器、３１・・・・・・ルーツプロワ
送風口、３２・・・・・・ルーツプロワ吸気口。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第 図 第 図
Claims (4)
- （１） 気体レーザ媒質を励起する励起部と気体レーザ
媒質を励起させてレーザ光を取り出すレーザ共振器と気
体レーザ媒質を送風する送風機と気体レーザ媒質の冷却
器と前記送風機よりレーザ共振器に気体レーザ媒質を導
く導風部より構成される気体レーザ装置において、前記
レーザ共振器の気体レーザ媒質の供給側導風部に側孔を
設け、接続部を介して側孔に容積可変の容器を取り付け
たことを特徴とする気体レーザ装置。 - （２） 側孔と接続部と容積可変の容器よりなる音響的
共振周波数の可変範囲内に気体レーザ装置内の圧力変動
の周波数が含まれていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の気体レーザ装置。 - （３） 気体レーザ媒質を励起する励起部と気体レーザ
媒質を励起させてレーザ光を取り出すレーザ共振器と気
体レーザ媒質を送風する送風機と気体レーザ媒質の冷却
器と前記送風機よりレーザ共振器に気体レーザ媒質を導
く導風部より構成される気体レーザ装置において、前記
レーザ共振器の気体レーザ媒質の供給側導風部に側孔を
設け、側孔を含む範囲の導風部を前記導風部の断面積よ
り大きい断面積を有する容積可変の外部容器により覆う
ことを特徴とする気体レーザ装置。 - （４） 側孔と容積可変の外部容器よりなる音響的共振
周波数の可変範囲内に気体レーザ装置内の圧力変動の周
波数が含まれていることを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の気体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102677A JP2615997B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 気体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1102677A JP2615997B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 気体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281674A true JPH02281674A (ja) | 1990-11-19 |
| JP2615997B2 JP2615997B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14333865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1102677A Expired - Fee Related JP2615997B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 気体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615997B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061426U (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-30 | 日産自動車株式会社 | 自動車用エンジンの排気消音装置 |
| JPS60153870U (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-14 | 日産自動車株式会社 | エンジンの吸気レゾネ−タ |
| JPS6141817U (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-17 | 三菱自動車工業株式会社 | 可変レゾネ−タ |
| JPS61126012U (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-07 | ||
| JPS61173156U (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-28 | ||
| JPS63285988A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Fanuc Ltd | レ−ザ発振装置 |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP1102677A patent/JP2615997B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6061426U (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-30 | 日産自動車株式会社 | 自動車用エンジンの排気消音装置 |
| JPS60153870U (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-14 | 日産自動車株式会社 | エンジンの吸気レゾネ−タ |
| JPS6141817U (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-17 | 三菱自動車工業株式会社 | 可変レゾネ−タ |
| JPS61126012U (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-07 | ||
| JPS61173156U (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-28 | ||
| JPS63285988A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Fanuc Ltd | レ−ザ発振装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2615997B2 (ja) | 1997-06-04 |
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