JPS6260010B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6260010B2 JPS6260010B2 JP56075735A JP7573581A JPS6260010B2 JP S6260010 B2 JPS6260010 B2 JP S6260010B2 JP 56075735 A JP56075735 A JP 56075735A JP 7573581 A JP7573581 A JP 7573581A JP S6260010 B2 JPS6260010 B2 JP S6260010B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- acoustic lens
- ultrasonic transducer
- piezoelectric ceramic
- matching layer
- Prior art date
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/02—Mechanical acoustic impedances; Impedance matching, e.g. by horns; Acoustic resonators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は超音波診断装置に装備されている超
音波プローブに関する。
音波プローブに関する。
近年、超音波プローブから発射される超音波の
特性を高帯域に広げるために、超音波を励振する
圧電セラミツクの音響インピーダンスを被検体の
音響インピーダンス（生体の主成分は水であるか
ら、水の音響インピーダンス；1.5×106Kg／m2
secに近似してよい。）にまで順次に低減させるこ
とが提案されており、そのような超音波プローブ
に装着される超音波トランスジユーサとして第１
図に示すようなものが考えられている。第１図に
示すように、超音波トランスジユーサ１は、上下
面に電極層２ａ，２ｂを有すず短冊状に裁断され
た複数の圧電セラミツク３（音響インピーダン
ス；30〜40Kg／m2・sec）をパツキング材４上に
並列配置してなり、圧電セラミツク３上には、音
響インピーダンスを低下させるために、第１の整
合層５たとえばガラス層（音響インピーダンス；
10〜14×106Kg／m2・sec）が形成され、ついで第
１の整合層５上には第２の整合層６たとえばガラ
ス粉末を混入分散したエポキシ樹脂層（音響イン
ピーダンス；2.5〜４×106Kg／m2・sec）が形成
されてなるものである。なお、第１の整合層５お
よび第２の整合層６の厚みは、それぞれ整合層５
または整合層６内を伝播する超音波の波長λの1/
４となるように調整しておくのが理想的である。
特性を高帯域に広げるために、超音波を励振する
圧電セラミツクの音響インピーダンスを被検体の
音響インピーダンス（生体の主成分は水であるか
ら、水の音響インピーダンス；1.5×106Kg／m2
secに近似してよい。）にまで順次に低減させるこ
とが提案されており、そのような超音波プローブ
に装着される超音波トランスジユーサとして第１
図に示すようなものが考えられている。第１図に
示すように、超音波トランスジユーサ１は、上下
面に電極層２ａ，２ｂを有すず短冊状に裁断され
た複数の圧電セラミツク３（音響インピーダン
ス；30〜40Kg／m2・sec）をパツキング材４上に
並列配置してなり、圧電セラミツク３上には、音
響インピーダンスを低下させるために、第１の整
合層５たとえばガラス層（音響インピーダンス；
10〜14×106Kg／m2・sec）が形成され、ついで第
１の整合層５上には第２の整合層６たとえばガラ
ス粉末を混入分散したエポキシ樹脂層（音響イン
ピーダンス；2.5〜４×106Kg／m2・sec）が形成
されてなるものである。なお、第１の整合層５お
よび第２の整合層６の厚みは、それぞれ整合層５
または整合層６内を伝播する超音波の波長λの1/
４となるように調整しておくのが理想的である。
そして、超音波プローブにおいては、第１図に
示すように、一般に、超音波トランスジユーサ１
の超音波発射面にたとえばシリコンゴムで形成す
る音響レンズ７がたとえば室温加硫型のシリコン
系接着剤８で貼合されており、また、圧電セラミ
ツク３上の電極層２ｂと第１の整合層５とおよび
第１の整合層５と第２の整合層６とはそれぞれ接
着剤で貼合されている。
示すように、一般に、超音波トランスジユーサ１
の超音波発射面にたとえばシリコンゴムで形成す
る音響レンズ７がたとえば室温加硫型のシリコン
系接着剤８で貼合されており、また、圧電セラミ
ツク３上の電極層２ｂと第１の整合層５とおよび
第１の整合層５と第２の整合層６とはそれぞれ接
着剤で貼合されている。
そうすると、接着剤の音響インピーダンスはた
とえば１×106Kg／m2secのようにきわめて小さい
から、圧電セラミツク３の音響インピーダンスを
第１および第２の整合層５，６の介在にもかかわ
らず順次に水の音響インピーダンスにまで低下さ
せることができなくなり、したがつて接着剤の存
在によつて圧電セラミツク３より発射する超音波
をその特性に歪なく音響レンズ７面より発射する
ことができなくなる、という問題点がある。ま
た、超音波プローブは、音響レンズ７面を被検体
に直接に当てたまま被検体面上を移動させるもの
であるから、シリコン系接着剤８に応力がかかる
ことにより、音響レンズ７と第２の整合層６とが
短期間の使用により容易に剥離してしまうという
問題点もある。
とえば１×106Kg／m2secのようにきわめて小さい
から、圧電セラミツク３の音響インピーダンスを
第１および第２の整合層５，６の介在にもかかわ
らず順次に水の音響インピーダンスにまで低下さ
せることができなくなり、したがつて接着剤の存
在によつて圧電セラミツク３より発射する超音波
をその特性に歪なく音響レンズ７面より発射する
ことができなくなる、という問題点がある。ま
た、超音波プローブは、音響レンズ７面を被検体
に直接に当てたまま被検体面上を移動させるもの
であるから、シリコン系接着剤８に応力がかかる
ことにより、音響レンズ７と第２の整合層６とが
短期間の使用により容易に剥離してしまうという
問題点もある。
この発明は前記事情に鑑みてなされたものであ
り、できるだけ接着剤層の数を減らすことによつ
て超音波トランスジユーサの音響インピーダンス
を改善すると共に、音響レンズが超音波トランス
ジユーサから容易に剥離しないようにした超音波
プローブを提供することを目的とするものであ
る。
り、できるだけ接着剤層の数を減らすことによつ
て超音波トランスジユーサの音響インピーダンス
を改善すると共に、音響レンズが超音波トランス
ジユーサから容易に剥離しないようにした超音波
プローブを提供することを目的とするものであ
る。
次に、この発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明をする。
照しながら説明をする。
第２図は、この発明の一実施例である超音波プ
ローブにおいて、超音波トランスジユーサに音響
レンズを装着する状態を示す一部切欠した概略斜
視図であり、第３図および第４図Ａ，Ｂは音響レ
ンズを装着する超音波トランスジユーサを形成す
る手順を示す説明図である。
ローブにおいて、超音波トランスジユーサに音響
レンズを装着する状態を示す一部切欠した概略斜
視図であり、第３図および第４図Ａ，Ｂは音響レ
ンズを装着する超音波トランスジユーサを形成す
る手順を示す説明図である。
この発明の一実施例である超音波プローブは、
第２図に示すような音響レンズを装着する超音波
トランスジユーサを具備することを特徴とする。
第２図に示すような音響レンズを装着する超音波
トランスジユーサを具備することを特徴とする。
第２図において、超音波トランスジユーサ１０
は、上下面に電極層１２ａ，１２ｂを有して短冊
状に裁断された複数の圧電セラミツク１３をバツ
キング材１４上に並列配置してなり、圧電セラミ
ツク１３上に音響インピーダンスの低下をはかる
ために単層の整合層１５たとえばガラス層を貼合
するようにして、構成されており、超音波トラン
スジユーサ１０の上面には、シリコンゴムとポリ
イミド層１６とが一体に形成されていると共にポ
リイミド層を下面に有する音響レンズ１７が貼合
されている。
は、上下面に電極層１２ａ，１２ｂを有して短冊
状に裁断された複数の圧電セラミツク１３をバツ
キング材１４上に並列配置してなり、圧電セラミ
ツク１３上に音響インピーダンスの低下をはかる
ために単層の整合層１５たとえばガラス層を貼合
するようにして、構成されており、超音波トラン
スジユーサ１０の上面には、シリコンゴムとポリ
イミド層１６とが一体に形成されていると共にポ
リイミド層を下面に有する音響レンズ１７が貼合
されている。
以上のような構成を有する、音響レンズ１７を
装着した超音波トランスジユーサ１０は次のよう
にして形成することができる。すなわち、第３図
に示すように、略直方体をなすたとえばゴムなど
よりなるバツキング材１４上に、上下面に電極層
１２ｃ，１２ｄを設けた長方形板状の圧電セラミ
ツク体１３ａをたとえばエポキシ樹脂系接着剤で
接着し、次いで圧電セラミツク体１３ａの上部電
極層１２ｄに、圧電セラミツク体１３ａと同じ平
面形状を有するガラス体１５ａをたとえばエポキ
シ樹脂系接着剤で接着することにより超音波トラ
ンスジユーサ前駆体１８を形成する。次いで、前
記超音波トランスジユーサ前駆体１８の長手方向
に直交する方向に平行に、ガラス体１５ａおよび
圧電セラミツク体１３ａを裁断することにより、
第４図Ｂに示すような、バツキング材１４上に、
ガラスよりなる整合層１５を有する短冊状の複数
の圧電セラミツク１３を、並列配置してなる超音
波トランスジユーサ１０が得られることになる。
なお、電極層１２ｄとガラス体１５ａとの接着と
して、前記のほかに、次のような方法がある。す
なわち、長方形板状の圧電セラミツク体１３ａの
上面およびガラス体１５ａの図示下面に銀塗料を
塗布し、塗布した銀塗料が乾燥した後に、圧電セ
ラミツク体１３ａの銀塗料塗布面とガラス体１５
ａの銀塗料塗布面とを重ね合わせ、これをたとえ
ば電気炉中で焼き付けて、圧電セラミツク体１３
ａの銀塗料とガラス体１５ａの銀塗料とを融着さ
せることにより、融着形成した銀層を介して圧電
セラミツク体１３ａとガラス体１５ａとを一体に
接着することができる。このような接着方法を採
用すると、融着形成した銀層を電極層１２ｄとし
て利用することができ、しかも、音響インピーダ
ンスに悪影響を与える有機高分子系の接着剤を用
いることなく、電極層１２ｄとガラス体１５ａと
を強固に貼合することができる。
装着した超音波トランスジユーサ１０は次のよう
にして形成することができる。すなわち、第３図
に示すように、略直方体をなすたとえばゴムなど
よりなるバツキング材１４上に、上下面に電極層
１２ｃ，１２ｄを設けた長方形板状の圧電セラミ
ツク体１３ａをたとえばエポキシ樹脂系接着剤で
接着し、次いで圧電セラミツク体１３ａの上部電
極層１２ｄに、圧電セラミツク体１３ａと同じ平
面形状を有するガラス体１５ａをたとえばエポキ
シ樹脂系接着剤で接着することにより超音波トラ
ンスジユーサ前駆体１８を形成する。次いで、前
記超音波トランスジユーサ前駆体１８の長手方向
に直交する方向に平行に、ガラス体１５ａおよび
圧電セラミツク体１３ａを裁断することにより、
第４図Ｂに示すような、バツキング材１４上に、
ガラスよりなる整合層１５を有する短冊状の複数
の圧電セラミツク１３を、並列配置してなる超音
波トランスジユーサ１０が得られることになる。
なお、電極層１２ｄとガラス体１５ａとの接着と
して、前記のほかに、次のような方法がある。す
なわち、長方形板状の圧電セラミツク体１３ａの
上面およびガラス体１５ａの図示下面に銀塗料を
塗布し、塗布した銀塗料が乾燥した後に、圧電セ
ラミツク体１３ａの銀塗料塗布面とガラス体１５
ａの銀塗料塗布面とを重ね合わせ、これをたとえ
ば電気炉中で焼き付けて、圧電セラミツク体１３
ａの銀塗料とガラス体１５ａの銀塗料とを融着さ
せることにより、融着形成した銀層を介して圧電
セラミツク体１３ａとガラス体１５ａとを一体に
接着することができる。このような接着方法を採
用すると、融着形成した銀層を電極層１２ｄとし
て利用することができ、しかも、音響インピーダ
ンスに悪影響を与える有機高分子系の接着剤を用
いることなく、電極層１２ｄとガラス体１５ａと
を強固に貼合することができる。
一方、第４図Ａに示すような下面にポリイミド
層１６を有するカマボコ型の音響レンズ１７は、
次のようにして形成することができる。すなわ
ち、前記圧電セラミツク体１３ａと同等の長方形
状の凹陥部を有する雌型底面に、たとえば無水ピ
ロメリツト酸とジアミンとを予備的に重縮合させ
て得られる中間体ポリアミドカルボン酸よりなる
フイルムを置き、この上に、加硫剤を含有する所
定量のシリコン樹脂を充填し、次いで、中間体ポ
リアミドカルボン酸よりなるフイルムおよびシリ
コン樹脂を充填する雌型に、カマボコ型の音響レ
ンズ１７の上部湾曲面に沿つた内凹面を有する雄
型を嵌合し、加熱しながら押圧する。そうする
と、前記フイルムを形成する中間体ポリアミドカ
ルボン酸は脱水してポリイミドになり、また、シ
リコン樹脂は架橋反応によつてシリコンゴムにな
ると共に、ポリイミドと一部架橋することによつ
てシリコンゴムとポリイミドとは一体に結合す
る。雄型による所定時間の加熱押圧後、雄型およ
び雌型を取り除くことにより、第４図Ａに示すよ
うな下面にポリイミド層１６を有するカマボコ型
の音響レンズ１７を得ることができる。
層１６を有するカマボコ型の音響レンズ１７は、
次のようにして形成することができる。すなわ
ち、前記圧電セラミツク体１３ａと同等の長方形
状の凹陥部を有する雌型底面に、たとえば無水ピ
ロメリツト酸とジアミンとを予備的に重縮合させ
て得られる中間体ポリアミドカルボン酸よりなる
フイルムを置き、この上に、加硫剤を含有する所
定量のシリコン樹脂を充填し、次いで、中間体ポ
リアミドカルボン酸よりなるフイルムおよびシリ
コン樹脂を充填する雌型に、カマボコ型の音響レ
ンズ１７の上部湾曲面に沿つた内凹面を有する雄
型を嵌合し、加熱しながら押圧する。そうする
と、前記フイルムを形成する中間体ポリアミドカ
ルボン酸は脱水してポリイミドになり、また、シ
リコン樹脂は架橋反応によつてシリコンゴムにな
ると共に、ポリイミドと一部架橋することによつ
てシリコンゴムとポリイミドとは一体に結合す
る。雄型による所定時間の加熱押圧後、雄型およ
び雌型を取り除くことにより、第４図Ａに示すよ
うな下面にポリイミド層１６を有するカマボコ型
の音響レンズ１７を得ることができる。
次いで、図示しない超音波プローブ筐体に第４
図Ｂに示す超音波トランスジユーサ１０を組み込
んだ後、超音波トランスジユーサ１０の上面（多
数並列した短冊状のガラス１５の上面）に、第４
図Ａに示す音響レンズ１７のポリイミド層１６
を、たとえばエポキシ樹脂系の接着剤で貼合する
ことにより、第２図に示したような音響レンズ１
７を装着する超音波トランスジユーサ１０を具備
する超音波プローブを得ることができる。
図Ｂに示す超音波トランスジユーサ１０を組み込
んだ後、超音波トランスジユーサ１０の上面（多
数並列した短冊状のガラス１５の上面）に、第４
図Ａに示す音響レンズ１７のポリイミド層１６
を、たとえばエポキシ樹脂系の接着剤で貼合する
ことにより、第２図に示したような音響レンズ１
７を装着する超音波トランスジユーサ１０を具備
する超音波プローブを得ることができる。
ポリイミドの音響インピーダンスは約３×106
Kg／m2secであり、このようなポリイミド層を有
する音響レンズ１７を超音波トランスジユーサ１
０に装着すると、ポリイミド層は整合層として機
能するので、超音波トランスジユーサ１０内の整
合層をガラス単層にすることができ、圧電セラミ
ツク１３上に形成する整合層の簡略化を図ること
ができる。しかも従来、２層からなる整合層を有
する超音波トランスジユーサに音響レンズを装着
する場合には音響特性を極端に低下させる接着剤
層が３層であつたところ、この発明によると、電
極層１２ｂとガラス層のみの整合層１５およびこ
の整合層１５と音響レンズ１７のポリイミド層１
６との２層の接着剤層を必要とするだけだから、
接着剤層の数を減少させて、接着剤による音響特
性への悪影響を防止することができる。銀塗料の
焼き付けによつて圧電セラミツク１３と整合層１
５とを結合すると、さらに接着剤層を１つ減少さ
せることができ、音響特性への悪影響をさらに防
止することができる。また、音響レンズ１７の下
面には機械的強度の大きいポリイミド層１６がシ
リコンゴムと一体に形成されており、しかもポリ
イミド層１６はエポキシ系接着剤と極めて強固に
接着しているので、音響レンズ１７を装着する超
音波トランスジユーサ１０を具備する超音波プロ
ーブを被検体に強く当接したまま被検体面上を移
動させたとしても、音響レンズ１７においてシリ
コンゴム本体とポリイミド層１６とが剥離した
り、あるいは、音響レンズ１７と整合層１５とが
剥離したりすることはない。
Kg／m2secであり、このようなポリイミド層を有
する音響レンズ１７を超音波トランスジユーサ１
０に装着すると、ポリイミド層は整合層として機
能するので、超音波トランスジユーサ１０内の整
合層をガラス単層にすることができ、圧電セラミ
ツク１３上に形成する整合層の簡略化を図ること
ができる。しかも従来、２層からなる整合層を有
する超音波トランスジユーサに音響レンズを装着
する場合には音響特性を極端に低下させる接着剤
層が３層であつたところ、この発明によると、電
極層１２ｂとガラス層のみの整合層１５およびこ
の整合層１５と音響レンズ１７のポリイミド層１
６との２層の接着剤層を必要とするだけだから、
接着剤層の数を減少させて、接着剤による音響特
性への悪影響を防止することができる。銀塗料の
焼き付けによつて圧電セラミツク１３と整合層１
５とを結合すると、さらに接着剤層を１つ減少さ
せることができ、音響特性への悪影響をさらに防
止することができる。また、音響レンズ１７の下
面には機械的強度の大きいポリイミド層１６がシ
リコンゴムと一体に形成されており、しかもポリ
イミド層１６はエポキシ系接着剤と極めて強固に
接着しているので、音響レンズ１７を装着する超
音波トランスジユーサ１０を具備する超音波プロ
ーブを被検体に強く当接したまま被検体面上を移
動させたとしても、音響レンズ１７においてシリ
コンゴム本体とポリイミド層１６とが剥離した
り、あるいは、音響レンズ１７と整合層１５とが
剥離したりすることはない。
以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されず、この発
明の要旨を変更しない範囲内で種々の変形例を包
含することは言うまでもない。
が、この発明は前記実施例に限定されず、この発
明の要旨を変更しない範囲内で種々の変形例を包
含することは言うまでもない。
前記実施例においては、音響レンズの下面を形
成するポリイミドの原料は無水ピロメリツト酸と
ジアミンとであつたが、その他の芳香族カルボン
酸無水物とジアミンとであつてもよい。
成するポリイミドの原料は無水ピロメリツト酸と
ジアミンとであつたが、その他の芳香族カルボン
酸無水物とジアミンとであつてもよい。
以上詳述したこの発明によると、接着剤層の介
在による超音波特性の劣化を防止することができ
るので、高帯域にわたつて超音波特性の良好な超
音波プローブを提供することができる。しかも音
響レンズにポリイミド層を形成するので整合層か
ら音響レンズが容易に剥離することがなく、ま
た、整合層を単層にした安価な超音波プローブを
提供することができる。
在による超音波特性の劣化を防止することができ
るので、高帯域にわたつて超音波特性の良好な超
音波プローブを提供することができる。しかも音
響レンズにポリイミド層を形成するので整合層か
ら音響レンズが容易に剥離することがなく、ま
た、整合層を単層にした安価な超音波プローブを
提供することができる。
第１図は、従来の、音響レンズを装着する超音
波トランスジユーサを示す概略斜視図、第２図は
この発明の一実施例を示す概略斜視図、第３図お
よび第４図Ａ，Ｂは音響レンズを装着する超音波
トランスジユーサを形成する手順を示す説明図で
ある。 １０……超音波トランスジユーサ、１２ａ，１
２ｂ……電極層、１３……圧電セラミツク、１４
……バツキング材、１６……ポリイミド層、１７
……音響レンズ。
波トランスジユーサを示す概略斜視図、第２図は
この発明の一実施例を示す概略斜視図、第３図お
よび第４図Ａ，Ｂは音響レンズを装着する超音波
トランスジユーサを形成する手順を示す説明図で
ある。 １０……超音波トランスジユーサ、１２ａ，１
２ｂ……電極層、１３……圧電セラミツク、１４
……バツキング材、１６……ポリイミド層、１７
……音響レンズ。
Claims (1)
- １ 圧電セラミツク層と整合層とを有する超音波
トランスジユーサに音響レンズを装着する超音波
プローブにおいて、音響レンズの形成と同時にこ
の音響レンズ本体の下面にポリイミド層が形成さ
れ、前記ポリイミド層に前記整合層が貼合されて
いることを特徴とする超音波プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56075735A JPS57191521A (en) | 1981-05-21 | 1981-05-21 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56075735A JPS57191521A (en) | 1981-05-21 | 1981-05-21 | Ultrasonic probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57191521A JPS57191521A (en) | 1982-11-25 |
| JPS6260010B2 true JPS6260010B2 (ja) | 1987-12-14 |
Family
ID=13584821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56075735A Granted JPS57191521A (en) | 1981-05-21 | 1981-05-21 | Ultrasonic probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57191521A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6434559U (ja) * | 1987-08-26 | 1989-03-02 | ||
| US20050154308A1 (en) | 2003-12-30 | 2005-07-14 | Liposonix, Inc. | Disposable transducer seal |
| JP4523328B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2010-08-11 | 日本電波工業株式会社 | 超音波探触子 |
| US20100256502A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-07 | General Electric Company | Materials and processes for bonding acoustically neutral structures for use in ultrasound catheters |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117681A (en) * | 1975-04-08 | 1976-10-15 | Nippon Steel Corp | Supersonic waves probe for high temperature use |
| JPS52132577A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-07 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of producing probe for ultrasonic diagnostic device |
-
1981
- 1981-05-21 JP JP56075735A patent/JPS57191521A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57191521A (en) | 1982-11-25 |
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