JPS63190738A - フツ化物光フアイバの線引き装置 - Google Patents
フツ化物光フアイバの線引き装置Info
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- JPS63190738A JPS63190738A JP2220187A JP2220187A JPS63190738A JP S63190738 A JPS63190738 A JP S63190738A JP 2220187 A JP2220187 A JP 2220187A JP 2220187 A JP2220187 A JP 2220187A JP S63190738 A JPS63190738 A JP S63190738A
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- optical fiber
- tension
- heater
- temperature
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/0253—Controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/80—Non-oxide glasses or glass-type compositions
- C03B2201/82—Fluoride glasses, e.g. ZBLAN glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/40—Monitoring or regulating the draw tension or draw rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
- C03B2205/72—Controlling or measuring the draw furnace temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の産業上利用分野〕
本発明はフッ化物光ファイバ線引き装置、さらに詳細に
は、母材の加熱条件を安定させ、線径の均一な高品質の
フッ化物光ファイバを線引きする装置に関する。
は、母材の加熱条件を安定させ、線径の均一な高品質の
フッ化物光ファイバを線引きする装置に関する。
ＺｒＦ ４を主成分とするフッ化物光ファイバは石英系
光ファイバを凌ぐ０．０１ｄＢ／ｕ＋＋以上の伝送損失
を有することが期待されている。その作製は、固相のフ
ッ化物ガラス原料バッチを熔融し、モールド急冷して母
材を得、さらに線引きして光ファイバとする。
光ファイバを凌ぐ０．０１ｄＢ／ｕ＋＋以上の伝送損失
を有することが期待されている。その作製は、固相のフ
ッ化物ガラス原料バッチを熔融し、モールド急冷して母
材を得、さらに線引きして光ファイバとする。
フッ化光ファイバの線引き熱源としては通常抵抗炉が用
いられる。母材の加熱温度は炉に設けられた熱電対によ
り、所定の温度となるよう調節される。また、線径を一
定にするためには、線径測定器からの信号により、光フ
ァイバの引き取り速度にフィードバックして引き取り速
度を調節することに行っていた。
いられる。母材の加熱温度は炉に設けられた熱電対によ
り、所定の温度となるよう調節される。また、線径を一
定にするためには、線径測定器からの信号により、光フ
ァイバの引き取り速度にフィードバックして引き取り速
度を調節することに行っていた。
しかしながら、この方法では線径変動を十分小さく （
例えば１２５μ贋に対して、±１μ−以内）することは
極めて難しい。その理由は、フッ化物ガラスは石英ガラ
スなどの酸化物ガラスと比較すると温度による粘性の変
化が極めて大きいためである。線径を一定にするため引
き取り速度を変化させるとガラスの温度がわずかに変動
するが、同時に粘性が大きく変わる。その結果、引き取
り速度制御による線径応答が過敏となり、制御性が極め
て劣化する。一方、母材も外径がわずかに変動するが、
この場合母材の実効加熱温度が変わって粘性変化を引き
起こし、過剰な線径変動を引き起こし、やはり過敏な線
径応答をする。
例えば１２５μ贋に対して、±１μ−以内）することは
極めて難しい。その理由は、フッ化物ガラスは石英ガラ
スなどの酸化物ガラスと比較すると温度による粘性の変
化が極めて大きいためである。線径を一定にするため引
き取り速度を変化させるとガラスの温度がわずかに変動
するが、同時に粘性が大きく変わる。その結果、引き取
り速度制御による線径応答が過敏となり、制御性が極め
て劣化する。一方、母材も外径がわずかに変動するが、
この場合母材の実効加熱温度が変わって粘性変化を引き
起こし、過剰な線径変動を引き起こし、やはり過敏な線
径応答をする。
このように、線引き炉の温度を一定とし、引き取り速度
を調節して線径を制御する方法においては温度による粘
性変化が大きいことに起因する過敏な線径応答のため十
分な線径制御は困難であるという欠点があった。
を調節して線径を制御する方法においては温度による粘
性変化が大きいことに起因する過敏な線径応答のため十
分な線径制御は困難であるという欠点があった。
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、過敏な線
径応答を抑制し、線径制御性の向上を図れるフッ化物光
ファイバの線引き装置を提供することを目的とする。
径応答を抑制し、線径制御性の向上を図れるフッ化物光
ファイバの線引き装置を提供することを目的とする。
上述のような問題を解決するため、本発明は、棒状のフ
ッ化物光ファイバ母材を部分的に加熱軟化させるための
電気炉と、前記加熱軟化した光ファイバ母材を、引き取
り速度を制御することによって線径が一定になるように
延伸する延伸装置部とを有するフッ化物光ファにバの線
引き装置において、延伸した光ファイバの張力を検出す
る装置部と、この検出した張力に基づき電気炉の温度を
制御する制御装置部を備えたことを特徴としている。
ッ化物光ファイバ母材を部分的に加熱軟化させるための
電気炉と、前記加熱軟化した光ファイバ母材を、引き取
り速度を制御することによって線径が一定になるように
延伸する延伸装置部とを有するフッ化物光ファにバの線
引き装置において、延伸した光ファイバの張力を検出す
る装置部と、この検出した張力に基づき電気炉の温度を
制御する制御装置部を備えたことを特徴としている。
本発明は線径の一定なフッ化物光ファイバの線引きする
ため、従来の引き取り速度制御に加え、張力を検出し、
その信号に基づき線引き炉の温度を制御することを最も
主要な特徴とする。従来、線引き炉については温度を一
定にするために供給電力を調節していたのに対し、線引
き張力を一定にするために炉内の温度を制御（たとえば
供給電力を調節する）する点が異なる。
ため、従来の引き取り速度制御に加え、張力を検出し、
その信号に基づき線引き炉の温度を制御することを最も
主要な特徴とする。従来、線引き炉については温度を一
定にするために供給電力を調節していたのに対し、線引
き張力を一定にするために炉内の温度を制御（たとえば
供給電力を調節する）する点が異なる。
第１図は本発明によるフッ化物光ファイバの線引き装置
の一構成例の概略図であるが、この図より明らかなよう
に、本発明による線引き装置は、棒状のガラス母材１を
軸方向に延伸し、所定径の光ファイバ２に線引きするた
めのキャプスタン（延伸装置部）４を有している。この
キャプスタン４は、図示していない線径測定装置と前記
キャプスタン４の引き取り速度を制御するための引き取
り速度制御装置を有しており、前記光ファイバ２の線径
が設定値より大きい場合には、引き取り速度を増加し、
設定値より小さい場合には引き取り速度を減少させる機
能を有している。
の一構成例の概略図であるが、この図より明らかなよう
に、本発明による線引き装置は、棒状のガラス母材１を
軸方向に延伸し、所定径の光ファイバ２に線引きするた
めのキャプスタン（延伸装置部）４を有している。この
キャプスタン４は、図示していない線径測定装置と前記
キャプスタン４の引き取り速度を制御するための引き取
り速度制御装置を有しており、前記光ファイバ２の線径
が設定値より大きい場合には、引き取り速度を増加し、
設定値より小さい場合には引き取り速度を減少させる機
能を有している。
また、この線引き装置は前記ガラス母材１を加熱するた
めのヒータ（電気炉）５と前記電気炉の温度を測定する
ための熱電対６を有している。そして、前記ヒータ５は
電源７を介してスイッチ９に接続しており、前記スイッ
チ９は張力調節器１１に接続している。一方、熱電対６
は温度調節器１０に接続しており、前記温度調節器１０
は前記スイッチ９に接続している。
めのヒータ（電気炉）５と前記電気炉の温度を測定する
ための熱電対６を有している。そして、前記ヒータ５は
電源７を介してスイッチ９に接続しており、前記スイッ
チ９は張力調節器１１に接続している。一方、熱電対６
は温度調節器１０に接続しており、前記温度調節器１０
は前記スイッチ９に接続している。
さらに、本発明による線引き装２によれば、前記キャプ
スタン４と光ファイバ母材１との中間には張力を測定す
るためのダンサプーリ３が係止され、前記ダンサプーリ
３は、点３ａを支点としてレバ３ｂを介して上下方向に
回動するようになっている。このダンサプーリ３の変位
はロードセル８によって検知され、これによって前記光
ファイバ２の張力が測定される（張力検出装置部）。測
定値は前記張力調整装置１１に送られるようになってい
る。
スタン４と光ファイバ母材１との中間には張力を測定す
るためのダンサプーリ３が係止され、前記ダンサプーリ
３は、点３ａを支点としてレバ３ｂを介して上下方向に
回動するようになっている。このダンサプーリ３の変位
はロードセル８によって検知され、これによって前記光
ファイバ２の張力が測定される（張力検出装置部）。測
定値は前記張力調整装置１１に送られるようになってい
る。
光ファイバ母材１より光ファイバ２を線引きするに際し
ては、まず、電気炉のヒータ５の電源７を入れ、光ファ
イバ母材を加熱する。この場合、前記スイッチ９を温度
調節器１０と接続するようにしておく。このようにして
おくと、前記熱電対６で検出された炉の温度のデータが
温度調節器１０に入力され、前記温度調節器ＩＯは電源
７に作用してヒータ５の供給電力を制御する。このため
炉内の温度が一定に保持される。
ては、まず、電気炉のヒータ５の電源７を入れ、光ファ
イバ母材を加熱する。この場合、前記スイッチ９を温度
調節器１０と接続するようにしておく。このようにして
おくと、前記熱電対６で検出された炉の温度のデータが
温度調節器１０に入力され、前記温度調節器ＩＯは電源
７に作用してヒータ５の供給電力を制御する。このため
炉内の温度が一定に保持される。
前述のように炉内の温度が一定の状態で、ファイバ２を
ダンサプーリ３、キャプスタン４にセットし、線径の制
御を開始する。このとき、スイッチ９を切り換え、前記
張力調整装置１１と電源７が接続するようにする。
ダンサプーリ３、キャプスタン４にセットし、線径の制
御を開始する。このとき、スイッチ９を切り換え、前記
張力調整装置１１と電源７が接続するようにする。
光ファイバの線引き張力は、第１図において、ネックダ
ウン開始点をＯとするＺ方向の位置での母材の移動速度
Ｖ、断面積Ａ、粘性をηとし、母材半径方向ｒでの温度
が一定とすると、Ｆ ＝３７７ ＡｄＶ／ｄＺ −−−
−−−−−一−−−−−−−（１）で表される（Ｈｉｂ
ｉｎｏ ｅｔ、ａｌ、 Ｊｐｎ、 Ｊ、＾ｐｐ１．Ｐｈ
ｙｓ。
ウン開始点をＯとするＺ方向の位置での母材の移動速度
Ｖ、断面積Ａ、粘性をηとし、母材半径方向ｒでの温度
が一定とすると、Ｆ ＝３７７ ＡｄＶ／ｄＺ −−−
−−−−−一−−−−−−−（１）で表される（Ｈｉｂ
ｉｎｏ ｅｔ、ａｌ、 Ｊｐｎ、 Ｊ、＾ｐｐ１．Ｐｈ
ｙｓ。
Ｖｏｌ、２４．１９８５．ｐｐ、１１１７参照）。
また、粘度ηは温度の函数であり、微少範囲においては
、 η＝η。ｅｘｐ Ｂ ／ Ｔ−・−−−−−−−−−−
（２）によって示される。ここで、η。は前記ガラスの
固有粘度、Ｔはガラスの温度、Ｂはガラスの種類などに
よって定まる定数または函数であり、実験によって定め
ることができる。
、 η＝η。ｅｘｐ Ｂ ／ Ｔ−・−−−−−−−−−−
（２）によって示される。ここで、η。は前記ガラスの
固有粘度、Ｔはガラスの温度、Ｂはガラスの種類などに
よって定まる定数または函数であり、実験によって定め
ることができる。
いま、フッ化物光ファイバの線引きにおいて、図示され
ていない線径測定装置で測定された線径測定値が設定値
に比べ大きいとすると、従来のように、引き取り速度が
増加するよう作用する。すると、上式（１１（７） Ａ
ｄＶ／ｄＺがまず応答し、ｄＶ／ｄＺが小さくなり、
続いてガラス温度に対して炉内温度が相対的に高くなる
ことから熱伝導によりガラス温度が上昇し、（２）式よ
り明らかなように粘性が低下する。このため、（１）式
より明らかなように光ファイバ２の張力も小さくなる。
ていない線径測定装置で測定された線径測定値が設定値
に比べ大きいとすると、従来のように、引き取り速度が
増加するよう作用する。すると、上式（１１（７） Ａ
ｄＶ／ｄＺがまず応答し、ｄＶ／ｄＺが小さくなり、
続いてガラス温度に対して炉内温度が相対的に高くなる
ことから熱伝導によりガラス温度が上昇し、（２）式よ
り明らかなように粘性が低下する。このため、（１）式
より明らかなように光ファイバ２の張力も小さくなる。
このときフッ化物ガラスは温度による粘性変化が大きい
ため線径および張力は急激に減少し、線速制御に対して
線径変化が過度に応答する。
ため線径および張力は急激に減少し、線速制御に対して
線径変化が過度に応答する。
したがって、前記ダンサプーリ３は支点３ａを軸として
回動して下方に変位する。この下方への変位ハレバ３ｂ
の変位を伴うので、このレバ３ｂに設けられたロードセ
ル８によって、張力の減少が検出される。その信号は張
力調整器１１に送られ、この信号を受けて前記張力調整
器１１は電源７に信号を送り、前記ヒータ５への供給電
力を低減し、ヒータ５の温度（すなわち電気炉内の温度
）を低下させる。このため、ガラス温度の上昇を抑制で
きるため、過度の線径応答を緩和することが可能となる
。
回動して下方に変位する。この下方への変位ハレバ３ｂ
の変位を伴うので、このレバ３ｂに設けられたロードセ
ル８によって、張力の減少が検出される。その信号は張
力調整器１１に送られ、この信号を受けて前記張力調整
器１１は電源７に信号を送り、前記ヒータ５への供給電
力を低減し、ヒータ５の温度（すなわち電気炉内の温度
）を低下させる。このため、ガラス温度の上昇を抑制で
きるため、過度の線径応答を緩和することが可能となる
。
反対に、線径が設定値より小さい場合は、前記光ファイ
バ２の引き改り速度が小さくなる。すると、炉内温度が
相対的に低くなり、ガラスの温度が低下して粘度が上昇
する。このため、前記ダンサプーリ３は上方に変位して
、前記ロードセル８は張力の上昇を検知する。この測定
値は張力調整器１０に送られ、前記張力調整器１０は電
源７に作用してヒータ５への供給電力を増加し、炉内の
温度を上昇させる。
バ２の引き改り速度が小さくなる。すると、炉内温度が
相対的に低くなり、ガラスの温度が低下して粘度が上昇
する。このため、前記ダンサプーリ３は上方に変位して
、前記ロードセル８は張力の上昇を検知する。この測定
値は張力調整器１０に送られ、前記張力調整器１０は電
源７に作用してヒータ５への供給電力を増加し、炉内の
温度を上昇させる。
このように炉内の温度を制御することによって、前記光
ファイバ２の張力は一定に保持され、過度の線径応答を
抑止できる。
ファイバ２の張力は一定に保持され、過度の線径応答を
抑止できる。
実施例
Ｚｒ系フッ化物ガラス母材（外径８鶴、長さ２ｏｏＩＩ
ＩＩ１組成： ４７．５ＺｒＦ ａ ２３．５ＢａＦ
Ｓ！ ２．５ＬａＦ３−２ＹＦ ３４．５ＡＩＦＪ
２０ＬｉＦ 、鋼Ｏ１％）の線引きに対して第１図に示
す構成による実施例について説明する。
ＩＩ１組成： ４７．５ＺｒＦ ａ ２３．５ＢａＦ
Ｓ！ ２．５ＬａＦ３−２ＹＦ ３４．５ＡＩＦＪ
２０ＬｉＦ 、鋼Ｏ１％）の線引きに対して第１図に示
す構成による実施例について説明する。
本実施例は、線引き炉（図示せず）のヒータ５、電源７
に対し、スイッチ９を介して、熱電対６を検出端とする
温度調節器ｌＯおよびロードセル８を検出端とする張力
調節器１１により供給電力を調節するものである。
に対し、スイッチ９を介して、熱電対６を検出端とする
温度調節器ｌＯおよびロードセル８を検出端とする張力
調節器１１により供給電力を調節するものである。
なお、張力Ｆの測定は、支点３ａに対して回転するレバ
３ｂに取り付けられたダンサプーリ３に光ファイバ２を
通過させ、レバ３ｂに取り付けたロードセル８によって
検出する。また、引き取り速度は線引き炉下部においた
線径測定器（図示せず）の測定データに基づき、キャプ
スタン４の回転速度を調節する。
３ｂに取り付けられたダンサプーリ３に光ファイバ２を
通過させ、レバ３ｂに取り付けたロードセル８によって
検出する。また、引き取り速度は線引き炉下部においた
線径測定器（図示せず）の測定データに基づき、キャプ
スタン４の回転速度を調節する。
ガラス転移温度Ｔｃ（この場合２５５℃）以上の所定の
温度（２７０℃）になるよう温度調節器１１により線引
き炉温度を一定に保ち、母材１の先端を引き落としてフ
ァイバ２をダンサプーリ３、キャブスタン４にセントし
線引きを始める。所定の線径（１２５μｍ）となったと
ころで、キャプスタン４による線径制御を開始すると共
に、スイッチ９を切り換えて張力調節器１１により、ヒ
ータ５への供給電力調節を行った。これにより約６００
ｍのフッ化物光ファイバを線引きした。この間、線径
は１２５μ鋼に対し、土１μｍ以内、また張力は１５ｇ
に対し±２ｇ以内であった。同組成の母材を張力制御を
行わなかった場合、線径は１２５μｍに対して±７μｍ
、また張力は１５ｇに対し−６，＋８ｇに変動した。
温度（２７０℃）になるよう温度調節器１１により線引
き炉温度を一定に保ち、母材１の先端を引き落としてフ
ァイバ２をダンサプーリ３、キャブスタン４にセントし
線引きを始める。所定の線径（１２５μｍ）となったと
ころで、キャプスタン４による線径制御を開始すると共
に、スイッチ９を切り換えて張力調節器１１により、ヒ
ータ５への供給電力調節を行った。これにより約６００
ｍのフッ化物光ファイバを線引きした。この間、線径
は１２５μ鋼に対し、土１μｍ以内、また張力は１５ｇ
に対し±２ｇ以内であった。同組成の母材を張力制御を
行わなかった場合、線径は１２５μｍに対して±７μｍ
、また張力は１５ｇに対し−６，＋８ｇに変動した。
以上説明したように、引き取り速度制御によるネックダ
ウン形状の変化に遅れて応答する粘性変化に対して、線
引き張力を検出し、これに基づいて線引き炉温度を調節
するものであるから、過度の線径応答を緩和して、安定
均一な線径を有するフッ化物光ファイバを線引きできる
利点がある。
ウン形状の変化に遅れて応答する粘性変化に対して、線
引き張力を検出し、これに基づいて線引き炉温度を調節
するものであるから、過度の線径応答を緩和して、安定
均一な線径を有するフッ化物光ファイバを線引きできる
利点がある。
第１図は本発明の実施例である。
１ ・・・母材、２ ・・・光ファイバ、３ ・・・ダ
ンサプーリ、３ａ・・・支点、３ｂ・・・レバ、４ ・
・・キャプスタン、５ ・・・ヒータ、６ ・・・熱電
対、７ ・・・電源、８ ・・・ロードセル、９ ・・
・スイッチ、１０・・・温度調節器、１１・・・張力調
節器、
ンサプーリ、３ａ・・・支点、３ｂ・・・レバ、４ ・
・・キャプスタン、５ ・・・ヒータ、６ ・・・熱電
対、７ ・・・電源、８ ・・・ロードセル、９ ・・
・スイッチ、１０・・・温度調節器、１１・・・張力調
節器、
Claims (1)
- （１）棒状のフッ化物光ファイバ母材を部分的に加熱軟
化させるための電気炉と、前記加熱軟化した光ファイバ
母材を、引き取り速度を制御することによって線径が一
定になるように延伸する延伸装置部とを有するフッ化物
光ファイバの線引き装置において、延伸した光ファイバ
の張力を検出する装置部と、この検出した張力に基づき
電気炉の温度を制御する制御装置部を備えたことを特徴
とするフッ化物光ファイバの線引き装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220187A JPS63190738A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | フツ化物光フアイバの線引き装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220187A JPS63190738A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | フツ化物光フアイバの線引き装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190738A true JPS63190738A (ja) | 1988-08-08 |
Family
ID=12076183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220187A Pending JPS63190738A (ja) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | フツ化物光フアイバの線引き装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63190738A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1022259A1 (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-26 | Alcatel | Furnace for drawing an optical fibre from a preform having a controller for independently controlling the furnace temperature and the draw tension |
| US20240228359A1 (en) * | 2021-05-18 | 2024-07-11 | Fujikura Ltd. | Optical fiber manufacturing method and optical fiber manufacturing apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5843338A (ja) * | 1981-09-08 | 1983-03-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 局所用冷暖房装置 |
| JPS59137328A (ja) * | 1983-01-20 | 1984-08-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フツ化物光フアイバの製造方法 |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP2220187A patent/JPS63190738A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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