JPS601750A - 光放射電子管 - Google Patents
光放射電子管Info
- Publication number
- JPS601750A JPS601750A JP10997783A JP10997783A JPS601750A JP S601750 A JPS601750 A JP S601750A JP 10997783 A JP10997783 A JP 10997783A JP 10997783 A JP10997783 A JP 10997783A JP S601750 A JPS601750 A JP S601750A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- outer tube
- main
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J63/00—Cathode-ray or electron-stream lamps
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (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】
(技術分骨)
本発明は、例えばコンパクトで高効率の照明用光源とし
て利用し得る光放射電子管に関する。
て利用し得る光放射電子管に関する。
(背景技術)
照明用光源として、低圧水銀蒸気放電とけい光体を組合
せたけい光ランプが、その高効率性数、古くから広く用
いられている。しかし、かかるけい光ランプは陽光柱部
の発光(紫外線放射)を利用するため、一般に高効率た
るためには管長が長くなり、大形化する欠点がある。
せたけい光ランプが、その高効率性数、古くから広く用
いられている。しかし、かかるけい光ランプは陽光柱部
の発光(紫外線放射)を利用するため、一般に高効率た
るためには管長が長くなり、大形化する欠点がある。
まだ、上記発光原理とけ全く異なる原理、すなわち電子
励起による発光方式がある。こればブラウン管(以下C
RTという)として実用化され、古くからテレビ等に広
く利用されている。この方式は外管の内部を真空として
、熱電子放射性陰極(電子銃ンより放射された電子を高
圧電界で加速し、格子状陽極を通過せしめて直接けい光
体(〒イ子線励起形)に衝突・励起させるものであるが
、この励起変換効率が悪く、また電子の加速のため高電
圧と相当の距離を必要とするため、やはり大形化し、照
明用光源としては不向きである。
励起による発光方式がある。こればブラウン管(以下C
RTという)として実用化され、古くからテレビ等に広
く利用されている。この方式は外管の内部を真空として
、熱電子放射性陰極(電子銃ンより放射された電子を高
圧電界で加速し、格子状陽極を通過せしめて直接けい光
体(〒イ子線励起形)に衝突・励起させるものであるが
、この励起変換効率が悪く、また電子の加速のため高電
圧と相当の距離を必要とするため、やはり大形化し、照
明用光源としては不向きである。
さらに、上記CRT方式に気体放電方式を折喪、組合わ
せたような方式が最近提案されている(特開昭57−1
30364 @−)。かかる方式は、透明外管内を上1
dcR’l’方式のように完全な真空とするのでけ々く
、水銀蒸気が数mTorr程度存在する低真空とし、熱
電子放射性陰極(電子銃)より放射された電子を、上記
CRT方式と同(羨に電界印加で加速すると共に、陽極
をメ、7ンユ状あるいけ格子状1−i4造にすることに
より、電子の大半を油揚せしめ、背後空間で水銀蒸気の
如き紫外線放射用気体に衝突させ、水銀を励起し紫外線
放射させ、この紫外線放射をけい光体(紫外線励起形)
に当て励起させ、所望の可視光変換を行なわせる方式で
ある。
せたような方式が最近提案されている(特開昭57−1
30364 @−)。かかる方式は、透明外管内を上1
dcR’l’方式のように完全な真空とするのでけ々く
、水銀蒸気が数mTorr程度存在する低真空とし、熱
電子放射性陰極(電子銃)より放射された電子を、上記
CRT方式と同(羨に電界印加で加速すると共に、陽極
をメ、7ンユ状あるいけ格子状1−i4造にすることに
より、電子の大半を油揚せしめ、背後空間で水銀蒸気の
如き紫外線放射用気体に衝突させ、水銀を励起し紫外線
放射させ、この紫外線放射をけい光体(紫外線励起形)
に当て励起させ、所望の可視光変換を行なわせる方式で
ある。
かかる方式は、電子の加速空間に比し、陽極通過後の水
銀との衝突空間を十分大きくとること、及び電子に適切
な運動エネルギを印加せしめることにより、水銀の励起
確率が頒めて高くなり、全体としての可視発光効率が従
来のCRT方式に比べ向上し、また、電子エネルギは水
銀を共鳴励起させる程度でよいため、加速電界及び加法
壁間はCRT方式に比べ小さくてよいと報じられている
が、背後空間を十二分に有する必要があり、結果として
発光管が大きくなっ−cL、tう欠点が残る。
銀との衝突空間を十分大きくとること、及び電子に適切
な運動エネルギを印加せしめることにより、水銀の励起
確率が頒めて高くなり、全体としての可視発光効率が従
来のCRT方式に比べ向上し、また、電子エネルギは水
銀を共鳴励起させる程度でよいため、加速電界及び加法
壁間はCRT方式に比べ小さくてよいと報じられている
が、背後空間を十二分に有する必要があり、結果として
発光管が大きくなっ−cL、tう欠点が残る。
そこで本願出願人は、極めてコンパクトな寸法で、しか
も十分々発光効率が得られる光放射電子管を提案した。
も十分々発光効率が得られる光放射電子管を提案した。
第1図ばかかる光放射電子管の基本構成を示す図で、所
望の放射(発光)に対して透光性を有する材料、例えば
透明ガラスにより気密に形成された外管lの内部には、
l対の陰極2.3と陽極4が配設されており、両陰極2
.3の少なくとも一方(同図においては左側の陰極2)
は電子放射性陰極で構成され、陽極4(/i両陰極2.
3の略中間に配され、粗いメツシュ状まだは格子状に形
成されている。また、外管l内には蒸気化水銀の如き紫
外線または可視線を放射する低気圧(10−IQ To
rr レベル)の放射気体が封入され、外管lの内面に
は必要に応じけい光体5が被着されている。そして、陽
極4と1対の陰極2.3との間にはそれぞれ正の直流電
圧が、抵抗6を介して直流電源7により印加され、上記
直流電圧の大きさは、一方の陰極2より放射された熱電
子eを加速すると共に、ビーム状に形成して陽極4にt
lJ達せしめ、該陽極4を通過した後は減速し他方の陰
極3に到達する直前で速度0になるように設定されてい
る。
望の放射(発光)に対して透光性を有する材料、例えば
透明ガラスにより気密に形成された外管lの内部には、
l対の陰極2.3と陽極4が配設されており、両陰極2
.3の少なくとも一方(同図においては左側の陰極2)
は電子放射性陰極で構成され、陽極4(/i両陰極2.
3の略中間に配され、粗いメツシュ状まだは格子状に形
成されている。また、外管l内には蒸気化水銀の如き紫
外線または可視線を放射する低気圧(10−IQ To
rr レベル)の放射気体が封入され、外管lの内面に
は必要に応じけい光体5が被着されている。そして、陽
極4と1対の陰極2.3との間にはそれぞれ正の直流電
圧が、抵抗6を介して直流電源7により印加され、上記
直流電圧の大きさは、一方の陰極2より放射された熱電
子eを加速すると共に、ビーム状に形成して陽極4にt
lJ達せしめ、該陽極4を通過した後は減速し他方の陰
極3に到達する直前で速度0になるように設定されてい
る。
このように構成することにより、第1の陰+Vすなわち
電子放射性熱陰極2により熱電子eが放射されると、陽
極4との間に正電、界が印加されているため、熱電子e
け加速される。そして、陽極4け粗いメツシュ状または
格子状であるため、熱電子eの大半はそのまま陽極4を
通り抜けて、陽極4と第2の陰極3により形成される減
速電界域へ入る。ここでは熱電子eけ減速を受け、第2
の陰極3の直前で失速し速度がOとなる。すると今度は
陽極4と第2の陰極3間に加わる正電界で、上記方向と
は逆方向に加速され再び陽極4に達し、陽極4を通り抜
ける。以下、陽極4と第1の陰極2け上記と同様に減速
電界となるため、熱電子eけ減速し、第1の陰極2の直
前で再び反転し、陽極4に向う。以降この動作を繰り返
えし、熱電子eけ陽極4を中心に電気振動する。
電子放射性熱陰極2により熱電子eが放射されると、陽
極4との間に正電、界が印加されているため、熱電子e
け加速される。そして、陽極4け粗いメツシュ状または
格子状であるため、熱電子eの大半はそのまま陽極4を
通り抜けて、陽極4と第2の陰極3により形成される減
速電界域へ入る。ここでは熱電子eけ減速を受け、第2
の陰極3の直前で失速し速度がOとなる。すると今度は
陽極4と第2の陰極3間に加わる正電界で、上記方向と
は逆方向に加速され再び陽極4に達し、陽極4を通り抜
ける。以下、陽極4と第1の陰極2け上記と同様に減速
電界となるため、熱電子eけ減速し、第1の陰極2の直
前で再び反転し、陽極4に向う。以降この動作を繰り返
えし、熱電子eけ陽極4を中心に電気振動する。
而して、外管lで形成される気密空間に水銀を封入17
、外管lの内面にへロリン酸カルシウムの如きけい光体
5を塗布した場合、水銀の一部は管壁最冷温度に相応し
た蒸気圧の気体となるだめ、管内は常温では数mTor
r近くの電圧で存在 している。今、陽極4と両陰極2
,3間のそれぞれの電圧及び寸法関係を、電子eの平均
運動エネルギが5eV程度になるように設計すると、上
述の電気振動による何回もの往復運動の中で、電子は効
率よく気体水銀原子を63Plの共鳴励起準位(中性の
基底準位より約4,9 eV高い準位ラヘ励起せし め
ることができる。かかる励起は直ちに254 nm の
紫外線を放射し、外管2]の内面に塗布せるけい光体5
により可視光に変換され放射される。従って、水銀の如
き放射気体との衝突確率が飛躍的に増大し、従来の方式
に比べ極めてコンパクトな構成で、しかも高効率の放射
(発光)を可能とした光放射電子管を提供できる。
、外管lの内面にへロリン酸カルシウムの如きけい光体
5を塗布した場合、水銀の一部は管壁最冷温度に相応し
た蒸気圧の気体となるだめ、管内は常温では数mTor
r近くの電圧で存在 している。今、陽極4と両陰極2
,3間のそれぞれの電圧及び寸法関係を、電子eの平均
運動エネルギが5eV程度になるように設計すると、上
述の電気振動による何回もの往復運動の中で、電子は効
率よく気体水銀原子を63Plの共鳴励起準位(中性の
基底準位より約4,9 eV高い準位ラヘ励起せし め
ることができる。かかる励起は直ちに254 nm の
紫外線を放射し、外管2]の内面に塗布せるけい光体5
により可視光に変換され放射される。従って、水銀の如
き放射気体との衝突確率が飛躍的に増大し、従来の方式
に比べ極めてコンパクトな構成で、しかも高効率の放射
(発光)を可能とした光放射電子管を提供できる。
しかしながら、上記光放射電子管においては、電子が放
射気体を所望準位に励起する確率の大なる空間領域が不
十分、すなわち、第2図に示すように両陰極近傍では電
子エネルギが小さすぎ、陽極近傍では大きすぎ、全空間
の30%程度でしか所望速度域(第2図において斜線で
示す領域)が得られないため、今一つ放射効率が不十分
であった。
射気体を所望準位に励起する確率の大なる空間領域が不
十分、すなわち、第2図に示すように両陰極近傍では電
子エネルギが小さすぎ、陽極近傍では大きすぎ、全空間
の30%程度でしか所望速度域(第2図において斜線で
示す領域)が得られないため、今一つ放射効率が不十分
であった。
(発明の目的)
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、メツシュ状の陽極に対し陰極を対称配置し
、上記陽極に対し電子を往復振動させることにより、水
銀の如き放射気体との衝突確率を飛躍的に増大させて成
る光放射電子管に比べ、更に放射効率の高い光放射電子
管を提供するにある。
るところは、メツシュ状の陽極に対し陰極を対称配置し
、上記陽極に対し電子を往復振動させることにより、水
銀の如き放射気体との衝突確率を飛躍的に増大させて成
る光放射電子管に比べ、更に放射効率の高い光放射電子
管を提供するにある。
(発明の開示)
第3図は本発明の基本構成を示す概念図で、前記先願に
係る発明の構成と異なる点け、両陰極2.3の直前であ
って主陽極4に対して対称位置に、一対の補助陽極8.
9をそれぞれ配設すると共に、各陽極4,8.9に抵抗
6を介して直流電源7を接続し、第1の陰極2と第1の
補助陽極8間、第1の補助陽極8と主陽極4間、主陽極
4と第2の補助陽極9間及び第2の補助陽極9と第2の
陰極間に印加される電界(電子エネ7レギ)を第4図の
ように成したものであり、かかる構成により、第1の陰
極2より放射された電子eけ、第1の陰極2と第1の補
助陽極8の間で所望のエネルギになるように急加速され
る一方、第1の補助陽極8と主陽wA4の間では緩やか
な正電界によりゆっくりと加速されて主陽極4に達する
。主陽極4t/′i前述の如く粗いメ1..シュ状また
は格子状であるため、電子eの大半はそのまま主陽極4
を通り抜けて、主陽極4と第2の補助陽極9により形成
される緩やかな減速電界域を経て、第2の補助陽極9と
第2の陰極3により形成される急減速電界域で急速に減
速し、第2の陰極3の直前で速度が0となる。
係る発明の構成と異なる点け、両陰極2.3の直前であ
って主陽極4に対して対称位置に、一対の補助陽極8.
9をそれぞれ配設すると共に、各陽極4,8.9に抵抗
6を介して直流電源7を接続し、第1の陰極2と第1の
補助陽極8間、第1の補助陽極8と主陽極4間、主陽極
4と第2の補助陽極9間及び第2の補助陽極9と第2の
陰極間に印加される電界(電子エネ7レギ)を第4図の
ように成したものであり、かかる構成により、第1の陰
極2より放射された電子eけ、第1の陰極2と第1の補
助陽極8の間で所望のエネルギになるように急加速され
る一方、第1の補助陽極8と主陽wA4の間では緩やか
な正電界によりゆっくりと加速されて主陽極4に達する
。主陽極4t/′i前述の如く粗いメ1..シュ状また
は格子状であるため、電子eの大半はそのまま主陽極4
を通り抜けて、主陽極4と第2の補助陽極9により形成
される緩やかな減速電界域を経て、第2の補助陽極9と
第2の陰極3により形成される急減速電界域で急速に減
速し、第2の陰極3の直前で速度が0となる。
すると今度は、電子は第2の補助陽極9と第2の陰極3
間に加わる正電界で、上記方向とけ逆方向に急加速され
前記同様所望のエネルギに達し、しかる後は第2の陽極
9と主陽極4間で緩やかに加速され主陽極4を通り抜け
、前記同様緩やかな減速電界域及び急減速電界域を経て
第1の陰極2の直前で再び反転する。以降、上記動作を
繰り返えし電子は王陽極4を中心に電気振動する。
間に加わる正電界で、上記方向とけ逆方向に急加速され
前記同様所望のエネルギに達し、しかる後は第2の陽極
9と主陽極4間で緩やかに加速され主陽極4を通り抜け
、前記同様緩やかな減速電界域及び急減速電界域を経て
第1の陰極2の直前で再び反転する。以降、上記動作を
繰り返えし電子は王陽極4を中心に電気振動する。
而して、所望励起に適した電子エネルギ域、すなわち、
例えば水銀気体にて254 nmの紫外線放射効率を上
げるには、6’ Soの基底準位から61P1の励起準
位へ水銀原子を励起化する確率を高めてやればよく、か
かる準位間のエネルギ差は4.9 eVであり、電子に
5〜6 eV程度を与えてやることにより高効率で励起
を起すことが可能となる。従って、かかる場合の所望励
起に適した電子エネルギ域は5〜6e■であり、かかる
領域は第4図においては斜線で示される領域であわ、前
記先願に係る場合のその領域は、前述のように第2図に
示す斜線領域である。
例えば水銀気体にて254 nmの紫外線放射効率を上
げるには、6’ Soの基底準位から61P1の励起準
位へ水銀原子を励起化する確率を高めてやればよく、か
かる準位間のエネルギ差は4.9 eVであり、電子に
5〜6 eV程度を与えてやることにより高効率で励起
を起すことが可能となる。従って、かかる場合の所望励
起に適した電子エネルギ域は5〜6e■であり、かかる
領域は第4図においては斜線で示される領域であわ、前
記先願に係る場合のその領域は、前述のように第2図に
示す斜線領域である。
このように所望励起エネルギ域は、第2図及び第4図か
らも明らかな如く、先願に係るものにあっては(9)%
程度であったものが、本発明においては80%以上にも
なり大巾に放射効率の向上が図れる。
らも明らかな如く、先願に係るものにあっては(9)%
程度であったものが、本発明においては80%以上にも
なり大巾に放射効率の向上が図れる。
次に、本発明を効果的に実施し得る具体例を第3図を基
に説明する。一対の陰極2.3は共に熱T子放射性のフ
ィラメントで構成され、該フィラメントは図示しない外
部補助電源により加熱され、IA程度の電子放射が十分
可能なように構成されている。主陽極4及び補助陽極8
,9け粗いメツシュ状である。そして陰極2.3と補助
陽極8゜9間の距離及び印加電圧けそれぞれ0.1−1
cm及び1〜IOvであり、補助陽極8.9と主陽極4
間の距離及び印加電圧は、それぞれl−1o(1)及び
θ〜IVであり、動作時における外管1の最冷温度は、
周囲温度5°Cのとき9〜100°C内であり、外管l
の内面には紫外線励起可視変換型けい光体5が被着され
、外管l内に封入される放射気体は水銀数〜lO数m9
で、必要に応じ0.1 ’I’orr以下の希ガスが封
入される。
に説明する。一対の陰極2.3は共に熱T子放射性のフ
ィラメントで構成され、該フィラメントは図示しない外
部補助電源により加熱され、IA程度の電子放射が十分
可能なように構成されている。主陽極4及び補助陽極8
,9け粗いメツシュ状である。そして陰極2.3と補助
陽極8゜9間の距離及び印加電圧けそれぞれ0.1−1
cm及び1〜IOvであり、補助陽極8.9と主陽極4
間の距離及び印加電圧は、それぞれl−1o(1)及び
θ〜IVであり、動作時における外管1の最冷温度は、
周囲温度5°Cのとき9〜100°C内であり、外管l
の内面には紫外線励起可視変換型けい光体5が被着され
、外管l内に封入される放射気体は水銀数〜lO数m9
で、必要に応じ0.1 ’I’orr以下の希ガスが封
入される。
第5図及び第6図は本発明に係る異なる構成を示すもの
で、第5図に示すものけ、主陽極4を補助陽極に対して
若干の負電界としたもので、動作及び効果は前記基本構
成と同等である。また、第6図に示すものは、基本構成
に示す補助陽極8゜9の位置が両底面になる略円筒状の
陽極10を配設したもので、該陽極10け前記同様、粗
いメツシュ状に形成されており、該陽極10 Kは抵抗
6を介して直流電源7が接続され、同図+blに示すよ
うに広域に亘る平等電界が印加されている。かかる構成
においても、前記基本構成と略同等の効果を奏する。
で、第5図に示すものけ、主陽極4を補助陽極に対して
若干の負電界としたもので、動作及び効果は前記基本構
成と同等である。また、第6図に示すものは、基本構成
に示す補助陽極8゜9の位置が両底面になる略円筒状の
陽極10を配設したもので、該陽極10け前記同様、粗
いメツシュ状に形成されており、該陽極10 Kは抵抗
6を介して直流電源7が接続され、同図+blに示すよ
うに広域に亘る平等電界が印加されている。かかる構成
においても、前記基本構成と略同等の効果を奏する。
(発明の効果)
本発明は上記のように、電子が放射気体を所望準位に励
起する確率の大なる空間領域を広くすることができるた
め、放射効率を大巾に向上できる。
起する確率の大なる空間領域を広くすることができるた
め、放射効率を大巾に向上できる。
従って、コンパクトな構成にもかかわらず、高効率の放
射を得ることができる光放射電子管を提供できる。
射を得ることができる光放射電子管を提供できる。
第1図は本発明に先行する光放射電子管の基本構成を示
す概念図、第2図は同上に係る電子のエネルギ状況、運
動状況及び速度を示す図、第3図は本発明の基本構成を
示す概念図、第4図は本発明に係る電子のエネルギ状況
、運動状況及び速度を示す図、第5図及び第6図は本発
明の異なる構成を示すもので、各図においてfatは概
念図、fblは電子のエネルギ状況を示す図である。 l・・・外管、2.3・・・陰極、4・・・主陽極、5
・・・けい光体、6・・・抵抗、7・・・1ぼ流電源、
8.9・・・補助陽極。 特許出願人 松下電工株式会社 代理人弁理士 竹 元 敏 丸 (ほか2名) (13) 第1図 第2図 第3図 第4図 (b)
す概念図、第2図は同上に係る電子のエネルギ状況、運
動状況及び速度を示す図、第3図は本発明の基本構成を
示す概念図、第4図は本発明に係る電子のエネルギ状況
、運動状況及び速度を示す図、第5図及び第6図は本発
明の異なる構成を示すもので、各図においてfatは概
念図、fblは電子のエネルギ状況を示す図である。 l・・・外管、2.3・・・陰極、4・・・主陽極、5
・・・けい光体、6・・・抵抗、7・・・1ぼ流電源、
8.9・・・補助陽極。 特許出願人 松下電工株式会社 代理人弁理士 竹 元 敏 丸 (ほか2名) (13) 第1図 第2図 第3図 第4図 (b)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 111 内部に低気圧の放射気体が封入され、放射に対
して透光性ケ有する外管と、上記外管内の略両側に配設
され、少なくとも一方が熱電子放射性を有する一対の陰
極と、上記面陰極の略中間に配設された粗いメツシュ状
の主陽極と、上記面陰極の直前であって上記主陽極に対
して対称位置に配設された粗いメツシュ状の一対の補助
陽極とよ9成る電子管であって、上記主陽極と補助陽極
の間にそれぞれ主陽極を正とする弱い正電界を印加する
と共に、補助陽極と陰極の間に上記正電界に対し相対的
に強い正電界を印加し、一方の陰極より放射された熱電
子を補助陽極で所望速度に急加速する一方、補助陽極か
ら主陽極までは緩やかに加速し、主陽極通過後筒2の補
助陽極までは緩やかに減速し、該補助陽極から第2の陰
極までは急速に減速せしめ該陰極の直前で方向を反転せ
しめたことを特徴とする光放射電子管。 (2) 上記放射気体の主気体を蒸気化水銀とした特許
請求の範囲第1項記載の光放射電子管。 (3) 上記外管の内面にけい光体を被着した特許請求
の範囲第1項または第2項記載の光放射電子管。 (4)上記陰極と補助陽極間の距離及び印加電圧を0.
1〜1crn及び1−10 Vとし、補助陽極と主陽極
間の距離及び印加電圧を1〜10閤及びθ〜IVとし、
動作時の外管最冷温度を周囲温度5°Cのとき5〜10
0°Cとし、外管の内面に紫外線励起可視変換型けい光
体を被着した特許請求の範囲第1項記載の光放射電子管
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10997783A JPS601750A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 光放射電子管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10997783A JPS601750A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 光放射電子管 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS601750A true JPS601750A (ja) | 1985-01-07 |
Family
ID=14523946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10997783A Pending JPS601750A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 光放射電子管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS601750A (ja) |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP10997783A patent/JPS601750A/ja active Pending
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