JPS61142533A - 永久的な取引デ−タを逐次的に読出しおよび記録するためのシステム - Google Patents

永久的な取引デ−タを逐次的に読出しおよび記録するためのシステム

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JPS61142533A
JPS61142533A JP60256489A JP25648985A JPS61142533A JP S61142533 A JPS61142533 A JP S61142533A JP 60256489 A JP60256489 A JP 60256489A JP 25648985 A JP25648985 A JP 25648985A JP S61142533 A JPS61142533 A JP S61142533A
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card
strip
laser
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ジエロウム・ドレクスラー
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Drexler Technology Corp
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Publication date
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  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

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】 発明の分野 この発明は光学情報記憶に関するものである。
発明の費用 アメリカ会衆C114,500,777(PCT/US
82100188)1.:’、t5いr、l−” I/
 ’/ スラー(Q rexler)は、レーザ記録可
能なウオレット(札入れ)寸法のカードを用いて取引デ
ータを逐次的に記録するためのシステムを開示している
高分解能の反射性レーザ記録材料からなるストリツブが
このカードの一方側に接着される。反射性面のレーザエ
ネルギにより溶融するビットによってデータビットがス
トリップに記録される。ビットの存在によって、読出光
ビームの散乱が生じかつ50%から10%まで反射率が
降下する。光検出器手段によって、記録されたビットの
光の散乱により生じる反射率の減少を測定することによ
ってデータビットが読出される。このことは、ビットに
よる散乱による反射率の損失の絶対的な測定を必要とす
る。
アメリカ合衆国特許4,209.804において、ディ
ル(D i+)は、レーザによって反射性金属コーティ
ングの局部的な溶融によってデータを記録することがで
きる予めプレスされた■字形状の溝を含む反射性情報記
録構造を教示している。
媒体上のデータは光学位相シフト効果によって読出され
る。予め形成された溝は95度ないし14orj1.の
光学位相深さにあるので、読出レーザは溝の深さに対応
する正確な波長のものでなければならない。情報の領域
は約0.6ミクロンの幅を用い、そのため通常1200
ミクロンの深さの厚い保護サブストレートが、1ミクロ
ンの表面の四の粒子が読出ビームに対して焦点がずれる
のを確実にするために用いられる。
このような厚い保護材料はl5O(インターナショナル
・スタンダーズ・オーガナイゼーション)の基準では8
00ミクロンのみの全厚さを有するウオレットカードの
ためには用いられることができず、さらには、ズボンの
ポケットや札入れに剛性のカードを携えるのは不愉快で
あろう。また、その表面を横切って種々に変わる位相シ
フトを生じることなく、接着剤で、位相を検知する記録
/読出面保護WJi(J材料へ結合するのは困難である
大きな突起部が位相シフトの大きな歪を生じる孔のまわ
りに形成されるので、大きな孔を溶融することは現実的
ではない。孔の端縁の移り変わりが測定された位相シフ
トであり、かつ突出部の高さが直接孔の直径の平方根に
比例するので、位相シフト読出は小さな孔に対してのみ
実用的である。
たとえば、25ミクロンの直径の孔は1ミクロンの高さ
を持つ突出部を作り出すが、これは読出ビームの波長よ
りもはるかに大きい。したがって、大きな孔および結合
された保護材料のためには、位相シフ;〜に依らない記
録/読出構造を持つのが望ましい。
アメリカ合衆国特許3,873.813においてラー(
L ahr )は、選択された領域における感熱コーテ
ィングのスポットを変化させそれによって永久にその領
域の反射特性を変化させることによって使用が示される
デビットカードを教示している。反射性感熱材料は加熱
しているときは透明になり、それにより光エネルギを吸
収する黒い紙からなる下地ストリップを露出する。記録
するためには、高強度の光ビームに0.7秒間晒してそ
の材料の温度を175@Fまで高め、かつざらに、17
5°F以上で5ミリ秒間晒す必要がある。このような形
式のクレジットカードシステムは、毎秒2個のデータビ
ットよりも少ないデータビットの記録を可能にする。拡
散された液体が保持されるので、データスポットの寸法
は大きくかつ調整するのが困難である。このカードは胃
い読出ビームを必要とし、それゆえに容量を1oOOo
ビツト以下に減少する非常に大きなデータスポットが用
いられない限り、引掻き傷や表面の空によって多数のデ
ータエラーが生じる。このデータ容量はあるデビットカ
ードおよびクレジットカードに対しては満足できるもの
ではあるが、経済的な記録、保険の記録、医療的なかつ
個人的な記録についての詳細な記録のためには適してい
ない。また、毎秒2ピツトよりも小さい記録速度では、
はとんどの応用において使用するのには受入れられない
であろう。このカードの他の欠点は、もしその温度が、
たとえば、車のダツシュボードの上で175℃に達すれ
ば、または家庭の洗濯機やドライヤを通せば、すべての
データが破壊されるということである。
アメリカ合衆国特許4,197.986においてN a
gataが、アメリカ合衆国特許4,224゜666に
おいてGirardが、かつアメリカ合衆国1寺許4.
304.990においてAtallaがデータカードの
更新について教示している。N agataはカードの
最大限度および残高の更新を教示しており、この場合は
完全なデータファイルは磁気ディスクまたは磁気ドラム
のような補助記憶回路にある。取引を含む販売伝票がカ
ードから別に記録される。Girardはメモリバンク
を持つ集積回路チップを含むデータ処理機械アクセスカ
ードを教示している。メモリは、そのマシンへのアクセ
スについて権限を与えまたはアクセスを禁止するために
意図された機密データの予め定められた項目を記憶して
いる。残高のみが更新される。
Atallaは残高のみが記録されかつ更新されるカー
ドを教示している。このカードは、取引システムが中央
コンピュータへ接続される場合に用いられることができ
るにすぎない。これらのカードのどれも過去の取引の記
録を累積するために必要とされるメモリ記憶容カを有し
ていない。
種々の記録媒体は回転ディスクフォーマットに使用する
ために開発されてきている。ディスクは高速で回転する
ので、〈500ナノ秒のオーダの)短いレーずパルス時
間が加熱を小さなスポットに限るIこめに心髄である。
媒体は、媒体の吸収率のパラメータを変化させることに
よってビームに対する感度を増大させるように開発され
ている。アメリカ合衆国特許4,190.843および
4゜305.081においてs pongは反射性アル
ミニウム層の上に吸収性染料βをπいている。下に横た
わる反射性層を露出する染料層の剥離によってスポット
が記録される。アメリカ合衆国特許4゜300.143
において、3ellは類似の技術を教示している。アメ
リカ合衆国特許4,313゜188においてバートリニ
(B artol ini )は染料層と、反射性層と
の間に保護層を加えている。アメリカ合衆国特許4,3
45.261において、ウィルキンソン(WiIkin
son)は染料層に代わって光吸収性シリカ誘電体層を
用いている。テラオ(Terao)は有^記録フィルム
層上の無機吸収性層を教示している。吸収性層において
発生される熱によってフィルム層に孔が形成される。ア
メリカ合衆国特許4,202,491においてスズキ(
S uzuki )はデータスポットが赤外線を出す螢
光性インク層を用いている。複雑さおよびコストを増大
させる余分な層の犠牲のもとに、これらの媒体では感度
が改善されている。この増大された感度はカードフォー
マットには必要ではない。
発明の開示 この発明の目的はレーザ記録可能なストリップを含むウ
オレットサイズのプラスチックデータカード、および、
レーザでデータカード上に取引データを逐次的に記録し
、カード上のデータが周囲の記録されないフィールドと
光学的にコントラストをなすシステムを考案することが
この発明の目的である。保険記録、個人的な医療記録、
個人情報記録、バンキングおよび関連のデータ記録の分
野に関連する取引およびイベントのr!jJ遣の逐次的
なレーザ記録を行なうこともこの発明の目的である。
この発明のさらに他の目的は、プラスチッククレジット
カードに対する130寸法に適合し、少なくとも250
,000ビツトの容量を持ら、毎秒数千ビットのデータ
を記録することができ、かつストリップ上の基準位置の
ような予め記録された情報を含み、かつ175”Fまた
はそれよりも高い温度でも劣化しないであろう、レーザ
記録可能なストリップを含むつAレットサイズのカード
を考案することである。
これらの目的は、読出エラーを最小限にするため、寸法
が最大25ミクロンのデータスポットを用いるレーザ記
録可能なストリップを含むわずか800ミクロンの厚さ
のウオレットサイズのシールされたプラスチックカード
によって達成された。
この発明のデータシステムは光学的コントラスト比の続
出に依拠する。ストリップ上に情報をまず予備記録し、
カードベース上にストリップを接着し、保護透明材料を
そのストリップの上に結合しかつ次にレーザで取引情報
を記録することによってカードが形成される。
データビットがスポットとして記録さ、れ、かつ2対1
の比を越える、スポットと周囲のフィールドとの間の光
学的コントラストの差を検出することによって読出され
る。コントラスト比の測定は相対的な測定であり、かつ
表面のモールディングによって形成される隆起したスポ
ットのような、またはストリップをカードへ接aする前
にフォトリソグラフィ手段によって形成された明るいま
たは暗いスポットような、予め記憶されたデータからな
るビットを検出する。このタイプの検出はまた、非反射
性の背景に対して平らな浅いスポットを作り出すためス
トリップ上の鈍い極めて微細なスパイクの溶融によって
形成されるビットを検出するであろう。記録されたスポ
ットのスペクトルの特性が読出光ビームの波長を反射す
るよりもむしろ吸収するように、またはその逆になるよ
うに変更される技術によって形成されるビットをも検出
するであろう。
この発明の主たる利点の1つはレーザ記録媒体ストリッ
プの高情報容量にある。典型的には、高分解能レーザ記
録材料は、周囲の反射性フィールドと光学的にコントラ
ストをなす変更されたかつ25ミクロンよりも小さな寸
法を持つスポットを記録する。高容量のレーザ記録材1
1のストリップによって、クレジットカードは、はとん
どの応用に対してより十分な、テキストのページのスコ
アの均等物をj■持することが可能となる。この発明の
取引カードは経済的な取引、保険取引、医療情報および
イベント、ならびに個人情報およびアイデンティフィケ
ーションを含む逐次的に記録されたデータを累積するの
に適している。
発明を実施するためのベストモード 第1図および第2図を参照して、はとんどのクレジット
カードに共通な寸法を有するデータカード11が示され
る。このようなカードの幅の大きさはほぼ54mmであ
りかつ長さの大きさは約851である。これらの寸法は
決定的なものではないが、このような寸法は札入れ(ウ
オレット)に容易に入りかつ自動テラーマシン等に対し
て便利なサイズとして歴史的に採用されてきているので
好ましい。カードのベース13は誘電体であり、通常ポ
リ塩化ビニールまたは同様な材料のようなプラスチック
材料である。ポリカーボネートプラスチックが好ましい
。ベースの表面仕上げは、好ましくは10%以下の低い
正反射率を有していなければならない。ベース13はス
トリップ15を担持する。ストリップは約15rnmの
幅であり、カードの長さ方向に延びる。それに代わって
、ストリップは他の寸法および配向を有してもよい。ス
トリップは比較的薄く、約100−500ミクロンであ
るが、これは決定的なものではない。ストリップは平面
度を達成する従来の方法によってカードに設けられても
よい。ストリップは接着剤でカードへ固着されかつ、ス
トリップ15をごみや引掻き傷から保護ツるのみならず
、平らに保つ働きをする、透明な薄いシート1つによっ
て覆われている。シート19は、薄い透明プラスチック
シートの薄層材料かまたは透明ラッカーのようなコーテ
ィングである。この材料は好ましくはポリカーボネート
プラスチックから作られる。
ベース13の反対側はカードの表面上にエンボスされた
ユーザ識別の印を有してもよい。カードの有効期限デー
タ、カード番号などのような他の印も選択的に設けられ
てもよい。
ストリップ15を形成プる高分解能レーザ記録材料は、
材料が薄いサブストレート上に形成されることができる
限り、ダイレクト・リード・アフタ・ライト(DRAW
)光学ディスクとして使用するために開発されてきてい
る反射性記録材料のいかなるものでもよい。透過性材料
の上の反射性材料の利点は、リード/ライト装茸がすべ
てカードの一方側にあり、自動焦点合わせがより容易で
あるということである。たとえば、デ・ボン(da3o
nt)ほかに発行されたアメリカ合衆国特許4゜230
.939に説明されるような高分解能材料はBi、Te
、Ind、Sn、Cu、AI、Pt。
Au 、Rh 、As 、Sb 、Ge 、Se 、G
aのような反射性金属の薄い金属性記録層を教示してい
る。好ましい材料は高反射率および低溶融点を有するも
のであり、特にCd 、 Sn 、 TI 、  rn
d。
B:およびアマルガムである。有機コロイドにおける反
射金属粒子の懸濁液もまた低い溶融温度のレーザ記録媒
体を形成する。銀は1つのそのような金属である。鈎型
的な記録媒体は本願発明の譲受人にすべて譲渡されたア
メリカ合衆国特許第4゜314.260号、4,298
.684号、4゜278.758号、4,278.75
6号および4.269,917号に説明されている。選
択されるレーザ記録材料はその上に書込むために用いら
れるレーザと適合しなければならない。いくつかの材料
はある波長で他のものよりも感度が優れている。赤外線
に対する優れた感度を持つのが好ましい、なぜならば赤
外線は透明薄層シート上の引掻き傷や塵によっても影響
を受けることが少ないからである。選択された記録材料
は、それが用いられるリード/ライトシステムで、好ま
しい信号−ノイズ比を有しかつ高いコントラストのデー
タビットを形成すべきである。この材料は約180’ 
F (82℃)の温度に長い期間晒されてもデータを損
失すべきでない。この材料はまた少なくとも毎秒数千ビ
ットの速度で記録することができなければならない。こ
のことは、一般に、毎秒数ビットしか記録できない、長
い加熱時間を要するまたは熱が存在するときに遅い化学
反応に依拠する材料を用いることを排除するものである
。非常に数多くの極めて高い反射性レーザ記録材料が光
学データディスクの応用のために用いられてきている。
反射性層それ自体の周囲のフィールドにスポットを形成
し、それによってデータスポットの反射率を変化させる
ことによってデータが記録される。記録されない領域の
周囲の反射性フィールドと、記録されたスポットとの間
の光学的反射性コントラストを検出することによってデ
ータが読出される。周囲のフィールドの反射率の半分よ
りも小さいスポットの反射率は少なくとも2対1のコン
トラスト比を作り出し、このコントラスト比は読出のた
めには十分なコントラストである。より大きなコントラ
ストが好ましい。反射性フィールドのスポットの反射率
が10%よりも小さい状態では約50%のストリップフ
ィールドの反射率が好ましく、したがって5対1よりも
大きなコントラスト比を作る。代わりに、ストリップの
反射率を増大させることによってデータが記録されても
よい。たとえば、記録レーザは平らな浅いスポットを作
り出すためストリップ上の鈍い極めて微細なスパイクの
フィールドを溶融することができる。この方法は5PI
Fの329%、オプティカル・ディスク・テクノロジー
(1982)の第202頁に説明される。周囲のスパイ
クされたフィールドの反射率の2倍よりも大きなスポッ
ト反射率は少なくとも2対1のコントラスト比を作り、
これは読出のために十分なコントラストである。
第3図を参照して、レーザ記録材料のストリップ15上
のレーザ書込の拡大図が見られる。点線部分33は第1
図の点線部分33に対応する。長円形のスポット35が
径路に整列されかつこれらは概して同じような大きさを
有する。これらのスポットは、一般に、形状が円形また
は楕円形でありその楕円の軸はストリップの長さ方向の
寸法に対して垂直である。スポット37の第2のグルー
プが第2の経路に整列して示される。スポット37はス
ポット35と同様な寸法を有する。経路間の間隔は問題
ではないが1例外として、リードバックシステムのオプ
ティックス(光学手段)が経路間で容易に識別すること
ができなければならない。 ゛ 現在、光学ディスク技術では、わずか数ミクロンしか分
離されていないトラックを解像することができる。各々
の経路に沿ったスポットの間隔およびパターンは簡単な
デコーディングのために選択される。たとえば、図示の
形式の楕円形スポットはセルフクロッキングバーコード
に従って群にされかつ間隔を隔てられることができる。
スポットの寸法の変化が必要な場合、このような寸法は
ダブルスポット39のような、スポットを群にすること
によって達成されることができる。このような変更は、
アメリカ合衆国特許第4,245゜152に説明される
ETABバーコードにおいて用いられる。アメリカン・
バンカーズ・アソシエーションはまだ特定のコードを採
用していないが、ストリップ材料は、多数の機械および
目読上可能なコードに適合させることができるようなも
のである。ユニバーサル・プロダクト・コードのような
成る光学的なコードは機械6よび目読用可能である。こ
のようなコードもまた適合されることができるが、円形
または楕円形スポットと比べて極めて多いレーザ8込が
要求され、かつ非常に低い情報密度が達成される。第3
図に示されるスポットは約5ミクロンX20ミクロンの
推奨される寸法または直径が5ミクロンまたは10ミク
ロンの円形スポットを有する。一般に、スポットの最も
小さい寸法は50ミクロンよりも小さくなければならな
い。好ましい実施例では、最大寸法は50ミクロンより
も小さいであろう。もちろん、より大きなスポットから
より低い密度をずらせるために、ストリップ15の寸法
はそれがそのカードの最大限度をカバーする点まで拡大
されることができる。第1図において、レーザ記録スト
リップ15はカードの一方側を完全に覆い得る。250
゜000ピツトの最小情報容量が示され、かつ1゜Oo
、000ピツト以上の&!憶容怨が好ましい。
第4図において、カード41の長手方向寸法の側面図が
示される。カードは、通常、移動可能なホルダ42に受
取られ、このホルダ42はカードをビーム軌道に運ぶ。
レーザ光源43は、好ましくは、赤外線波長のパルス半
導体レーザであり、規準および焦点光学器47を通過す
るど−ム45を放射する。ビームはビームスプリッタ4
9によってサンプリングされ、ビームスプリッタ49は
集束レンズ51を通過するビームの部分を光検知器53
へ伝送する。検知器53はレーザ1込を確認しかつこれ
は重要なものではない。ビームはその後筒1のサーボコ
ントロールミラー55へ向けられ、この第1のサーボコ
ントロールミラー55は矢印Aによって示される方向で
軸線57に沿って回転するように取付けられる。ミラー
55の目的は、動作の粗モードにおいてレーザ記録材料
の横方向のエツジを見つけ出し、かつその後、動作の微
モードにおいてエツジから所定の距離に存在するデータ
軌道を確認することである。
ビームはミラー55からミラー61へ向けられる。この
ミラーは旋回軸63で回転するように取付けられる。ミ
ラー55の目的は、カードの長さに沿うビームの移動の
微υIHのためである。ビームに対するカードの長さ方
向の位置の微制御は、移動可能なホルダ42の移動によ
って達成される。
ホルダの位置は、磁気ディスク駆動において用いられる
タイプの密接したループ位置のサーボシステムによって
調節されるリニアモータによって達成されてもよい。こ
の製造の間に、サーボトラック、タイミングマーク、プ
ログラム命令、および関連の礪能を含む予め刻まれたパ
ターンでカードが予備記録されてもよい。これらの位置
決めマークは、特定の場所でデータを記録または読出す
ためレーザ記録システムのための基準として用いられる
ことができる。種々の産業、すなわち、経済界、保険界
、医療界および個人的なものは、その特定のニーズに固
有のフォーマットを有する。アメリカ合衆国特許番号第
4.304.848は、どのようにしてフォーマット化
がフォトリソグラフィ的になされるかを説明している。
フォーマット化は、また、マーク、プログラミングおよ
び関連の勢能を有するサーボトランクのレーザ記録を用
いてなされることもできる。アメリカ合衆国特許番号第
4.209.804に6いて、ディル(Dil)は表面
モールディングの形式を教示している。基準位置情報が
、位置エラー信号が発生されかつモータ制御におけるフ
ィードバックとして用いられるように、カード上に予め
記録されてもよい。1つのデータ経路を読出すとき、ミ
ラー55がわずかに回転される。モータは、経路などを
読出すことができるように、長手方向にホルダ41を移
動させる。スポットから散乱しかつ反射された光は何の
スポットも存在しない周囲のフィールドとコントラスト
をなす。ビームは、十分なレーザパルスエネルギを、記
録材料の表面へ与えてスポットを作り出す。典型的には
、5−20ミリワツトが、記録材料に依存して要求され
る。5ミクロンビーム寸法まで焦点法めされた20ミリ
ワツトの半導体レーザが約200℃の′fAr!iで記
録し、かつ25ミリ秒以内にスポットを作り出すことが
できる。レーザの波長は記録材料と適合できなければな
らない。読出モードでは、出力は記録出力の約5%まで
下げられる。
スポットと、周囲のフィールドとの間の光学的なコント
ラストは光検出器65によって検出され、この検出器6
5はフォトダイオードもよい。光はビームスプリッタ6
7と、集束レンズ6つとによって検出器65上へ焦点を
合わせられる。図示しないサーボモータはミラーの位置
を制御し、かつフィードバック装置からのみならず、制
御回路から受けられる命令に従ってミラーを駆動する。
検出器65はスポットに対応する電気信号を発生する。
これらの信号はカード上に記録された取引に関する有益
な情報として後で表示するために処理されかつ記録され
る。
動作において、この発明のカードは医療記録、保険記録
、個人情報、または経済的な取引として、逐次的に累積
されたデータを記録するために用いられる。たとえば、
それはちょうど銀行の通帳のように用いられることがで
きる。まず、カードが予め記録された情報を決定するた
めに読取られる。
次に、ユーザはその人の取引を入れ、もしATMによっ
て有効と認められれば、ATVによって、データがレー
ザ手段によって第1ストリツプ上に書込まれる。データ
は新たな計算状態で銀行通帳のエントリを表わす。この
モードで作動して、ユーザは分離された場所で、自由に
立っているATMにこの発明のカードを用いてもよい。
ATVに対しては各取引の記録をすることが必要である
が、遠隔地にあるCPUへの電気通信リンクを用いてい
る取引データを伝送することは全く必要としない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるデータカードの一方側面の平面
図である。 第2図は第1図の線2−2に沿って見た部分側面断面図
である。 第3図は、第1図において点線によって示されたレーザ
記録ストリップの部分上のレーザ書込の詳、細である。 第4図は、第1図において示された光学記録媒体ストリ
ップ上での読取および書込のためのIIの平面図である
。 図において、11はデータカード、13Iより−ドベー
ス、15はストリップ、35および37Gよビット、4
2は移動可能なホルダ、43はレーザ光源、55.63
はミラー、65は光検知器、67はビームスプリッタ、
69は集束レンズを示す。 特許出願人 ドレクスラー・チクノロシイ・(ほか2名

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高分解能のダイレクト・リード・アフタ・ライト
    の光学的反射性レーザ記録材料からなるストリップへ接
    着されるウォレット寸法のカードと、レーザ書込手段と
    、光検出器読出手段と、レーザビームとカードとの間の
    相対的な運動を与えるための手段とを含む形式の永久的
    な取引データを逐次的に読出しかつ記録するためのシス
    テムであつて、 取引データは前記ストリップのまわりの光学的にコント
    ラストをなすフィールドにスポットとして記録され、周
    囲のフィールドに関して前記スポットの光学反射コント
    ラスト比は少なくとも2対1である、システム。
  2. (2)データスポットは周囲のフィールドの反射率より
    も高い反射率を有する、特許請求の範囲第1項記載のシ
    ステム。
  3. (3)前記データスポットは予め形成された隆起したス
    ポットを含む、特許請求の範囲第1項記載のシステム。
  4. (4)前記データスポットは予め記録された明るいスポ
    ットと暗いスポットとを含む、特許請求の範囲第1項記
    載のシステム。
  5. (5)前記ストリップは予め記録されたフォーマットに
    なったパターンを有する、特許請求の範囲第1項記載の
    システム。
JP60256489A 1984-11-21 1985-11-14 永久的な取引デ−タを逐次的に読出しおよび記録するためのシステム Pending JPS61142533A (ja)

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