JP3514131B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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- JP3514131B2 JP3514131B2 JP24270298A JP24270298A JP3514131B2 JP 3514131 B2 JP3514131 B2 JP 3514131B2 JP 24270298 A JP24270298 A JP 24270298A JP 24270298 A JP24270298 A JP 24270298A JP 3514131 B2 JP3514131 B2 JP 3514131B2
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- JP
- Japan
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- ink
- reservoir
- recording head
- pressure generating
- ink jet
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14419—Manifold
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル開口とリザ
ーバに連通する圧力発生室のインクを圧力発生手段によ
り加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインク
ジェット式記録ヘッドに関する。
ーバに連通する圧力発生室のインクを圧力発生手段によ
り加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインク
ジェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドは、リザー
バ、ノズル開口に連通する圧力発生室、及びインク供給
口が形成された流路基板を蓋体により封止して、圧力発
生室を発熱素子や、圧力発生室の一部を変形させること
ができるように設けられた圧電振動子等の圧力発生手段
により加圧し、ノズル開口からインク滴を吐出させるよ
うに構成されている。しかしながら、加圧手段により一
方の圧力発生室を加圧してインク滴を吐出させると、一
部のインクが各インク供給口からリザーバに逆流し、他
の圧力発生室のインク供給口の圧力を変動させ、結果と
してクロストークを発生させたり、またインク滴の吐出
性能に影響を与えるという問題がある。
バ、ノズル開口に連通する圧力発生室、及びインク供給
口が形成された流路基板を蓋体により封止して、圧力発
生室を発熱素子や、圧力発生室の一部を変形させること
ができるように設けられた圧電振動子等の圧力発生手段
により加圧し、ノズル開口からインク滴を吐出させるよ
うに構成されている。しかしながら、加圧手段により一
方の圧力発生室を加圧してインク滴を吐出させると、一
部のインクが各インク供給口からリザーバに逆流し、他
の圧力発生室のインク供給口の圧力を変動させ、結果と
してクロストークを発生させたり、またインク滴の吐出
性能に影響を与えるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような問題を解消
するため、例えば特開平1-90754号公報に見られるよう
に、圧力発生室を区画する隔壁を通常よりもリザーバ側
に延長したインクジェット式記録ヘッドが提案されてい
るが、リザーバから圧力発生室へのインクの流れに対す
る流路抵抗が増加するため、インク供給に時間を要して
駆動周波数が低下するという問題や、またリザーバの一
方の面を弾性変形可能な蓋体で封止して圧力吸収手段が
形成されている場合には、蓋体の変位領域を減少させる
ことになり、クロストークの発生を却って増長させる等
の問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、駆動速度の
低下を招くことなく、インク滴の吐出による隣接する圧
力発生室の圧力変動を可及的に抑制することができる記
録ヘッドを提供することである。
するため、例えば特開平1-90754号公報に見られるよう
に、圧力発生室を区画する隔壁を通常よりもリザーバ側
に延長したインクジェット式記録ヘッドが提案されてい
るが、リザーバから圧力発生室へのインクの流れに対す
る流路抵抗が増加するため、インク供給に時間を要して
駆動周波数が低下するという問題や、またリザーバの一
方の面を弾性変形可能な蓋体で封止して圧力吸収手段が
形成されている場合には、蓋体の変位領域を減少させる
ことになり、クロストークの発生を却って増長させる等
の問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、駆動速度の
低下を招くことなく、インク滴の吐出による隣接する圧
力発生室の圧力変動を可及的に抑制することができる記
録ヘッドを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、インク供給口を介してリザ
ーバからインクの供給を受け、加圧手段により加圧され
てインク滴をノズルプレートのノズル開口から吐出する
圧力発生室を複数備え、前記リザーバの一方の面にイン
ク滴吐出後の圧力吸収手段が設けられた流路ユニットを
備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力
吸収手段が存在しない側に、隣接するインク供給口間を
区画する壁が前記リザーバ側に延出するように形成さ
れ、また前記壁の端部で連続するように前記圧力発生室
の列設方向に延びる壁が形成されている。
るために本発明においては、インク供給口を介してリザ
ーバからインクの供給を受け、加圧手段により加圧され
てインク滴をノズルプレートのノズル開口から吐出する
圧力発生室を複数備え、前記リザーバの一方の面にイン
ク滴吐出後の圧力吸収手段が設けられた流路ユニットを
備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力
吸収手段が存在しない側に、隣接するインク供給口間を
区画する壁が前記リザーバ側に延出するように形成さ
れ、また前記壁の端部で連続するように前記圧力発生室
の列設方向に延びる壁が形成されている。
【０００５】
【作用】圧力吸収手段側を開放してインク供給力を確保
しつつ、圧力吸収手段により逆流したインクの圧力を吸
収し、また圧力吸収手段が存在しない側では壁により隣
接するインク供給口への圧力伝搬を抑制してクロストー
クを防止する。
しつつ、圧力吸収手段により逆流したインクの圧力を吸
収し、また圧力吸収手段が存在しない側では壁により隣
接するインク供給口への圧力伝搬を抑制してクロストー
クを防止する。
【０００６】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実
施例を示すものであって、圧力発生手段を構成する軸方
向に伸縮する圧電振動子１は、その先端を流路ユニット
２を構成する弾性板３に当接した状態でヘッドホルダ４
に固定されている。この流路ユニット２は、弾性板３
と、流路形成基板５と、ノズル開口６を備えたノズルプ
レート７とを積層して構成されている。
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実
施例を示すものであって、圧力発生手段を構成する軸方
向に伸縮する圧電振動子１は、その先端を流路ユニット
２を構成する弾性板３に当接した状態でヘッドホルダ４
に固定されている。この流路ユニット２は、弾性板３
と、流路形成基板５と、ノズル開口６を備えたノズルプ
レート７とを積層して構成されている。
【０００７】流路形成基板５は、貫通孔として形成され
るリザーバ８と、圧電振動子１側とノズルプレート７側
に形成された凹部からなる第１、第２圧力発生室９、１
０と、第１圧力発生室９に連通する凹部として形成され
た第１インク供給口１１と、第２圧力発生室１０に連通
する第２インク供給口１２と、ノズル開口６に対向する
位置に貫通孔からなるノズル連通孔１３を形成して構成
されている。
るリザーバ８と、圧電振動子１側とノズルプレート７側
に形成された凹部からなる第１、第２圧力発生室９、１
０と、第１圧力発生室９に連通する凹部として形成され
た第１インク供給口１１と、第２圧力発生室１０に連通
する第２インク供給口１２と、ノズル開口６に対向する
位置に貫通孔からなるノズル連通孔１３を形成して構成
されている。
【０００８】弾性板３は、高分子等の耐インク性を備え
た弾性変形可能なフィルム３ａと、金属などの剛性が高
い材料３ｂとの積層体を、エッチング等により圧電振動
子１の変位を伝達するアイランド部１４、アイランド部
１４の変位により圧力発生室９の容積を変化させるダイ
ヤフラム部１５、及びリザーバ８の圧力変動を吸収する
コンプライアンス付与部１６を形成して構成されてい
る。
た弾性変形可能なフィルム３ａと、金属などの剛性が高
い材料３ｂとの積層体を、エッチング等により圧電振動
子１の変位を伝達するアイランド部１４、アイランド部
１４の変位により圧力発生室９の容積を変化させるダイ
ヤフラム部１５、及びリザーバ８の圧力変動を吸収する
コンプライアンス付与部１６を形成して構成されてい
る。
【０００９】図２は、上述の流路形成基板５の一実施例
を示すものであって、リザーバ３は、端部領域３ａが中
央領域よりも狭くなるように先細りに絞られている。圧
力発生室９、１０を区画する隔壁２０、２１のうち、リ
ザーバ８の圧力吸収手段を構成するコンプライアンス付
与部１６に対向しない側、つまりノズルプレート７に対
向する側の隔壁２１は、インク供給口１２を超えてリザ
ーバ８側まで延びる延長部２１ａを形成して、隣接する
インク供給口を分離する壁が設けられている。なお、延
長部２１ａの端部には、やはり後述する間隙Ｇを確保す
るようにして圧力発生室１１、１２の列設方向に延びる
壁２２を形成するのが望ましい。
を示すものであって、リザーバ３は、端部領域３ａが中
央領域よりも狭くなるように先細りに絞られている。圧
力発生室９、１０を区画する隔壁２０、２１のうち、リ
ザーバ８の圧力吸収手段を構成するコンプライアンス付
与部１６に対向しない側、つまりノズルプレート７に対
向する側の隔壁２１は、インク供給口１２を超えてリザ
ーバ８側まで延びる延長部２１ａを形成して、隣接する
インク供給口を分離する壁が設けられている。なお、延
長部２１ａの端部には、やはり後述する間隙Ｇを確保す
るようにして圧力発生室１１、１２の列設方向に延びる
壁２２を形成するのが望ましい。
【００１０】これに対して、コンプライアンス付与部１
６に対向する側は、隔壁２０の表面と延長部２１ａとの
間に段差２３が形成され、インクの流通や、コンプライ
アンス付与部１６の変位を可能ならしめる間隙Ｇが確保
されている。
６に対向する側は、隔壁２０の表面と延長部２１ａとの
間に段差２３が形成され、インクの流通や、コンプライ
アンス付与部１６の変位を可能ならしめる間隙Ｇが確保
されている。
【００１１】なお、リザーバ３の端部から一定の距離、
つまりリザーバ８に侵入した気泡が排除し難い領域に
は、前述と同様の延長部２０ａを形成して、リザーバ８
の深さに一致した壁が形成されている。
つまりリザーバ８に侵入した気泡が排除し難い領域に
は、前述と同様の延長部２０ａを形成して、リザーバ８
の深さに一致した壁が形成されている。
【００１２】このような流路形成基板５は、シリコン単
結晶基板を用いた場合には、（１１０）面を貫通孔や凹
部に対応して異方性フルエッチングしたり、異方性ハー
フエッチングすることにより製造でき、また、硝子、金
属等のエッチング可能な他の材料を用いた場合には、そ
れぞれの材料に適したエッチン法により貫通孔を形成す
べき領域に対してはフルエッチングし、また凹部を形成
すべき領域に対してはハーフエッチングを施すことによ
り簡単に製造できる。
結晶基板を用いた場合には、（１１０）面を貫通孔や凹
部に対応して異方性フルエッチングしたり、異方性ハー
フエッチングすることにより製造でき、また、硝子、金
属等のエッチング可能な他の材料を用いた場合には、そ
れぞれの材料に適したエッチン法により貫通孔を形成す
べき領域に対してはフルエッチングし、また凹部を形成
すべき領域に対してはハーフエッチングを施すことによ
り簡単に製造できる。
【００１３】この実施例において、圧電振動子１が収縮
して第１圧力発生室９が膨張すると、リザーバ８のイン
クが第１インク供給口１１から第１圧力発生室９に、ま
た第２インク供給口１２から第２圧力発生室１０に流れ
込む。この際、コンプライアンス付与部１６と壁２２と
の間には間隙Ｇが確保されて、インクの流れに対する流
体抵抗が可及的に低く抑えられているため、圧力発生室
９、１０へのインクの供給がスムーズの行われ、駆動速
度に低下を来すことはない。
して第１圧力発生室９が膨張すると、リザーバ８のイン
クが第１インク供給口１１から第１圧力発生室９に、ま
た第２インク供給口１２から第２圧力発生室１０に流れ
込む。この際、コンプライアンス付与部１６と壁２２と
の間には間隙Ｇが確保されて、インクの流れに対する流
体抵抗が可及的に低く抑えられているため、圧力発生室
９、１０へのインクの供給がスムーズの行われ、駆動速
度に低下を来すことはない。
【００１４】圧力発生室９、１０へのインクの充填が終
了した段階で、圧電振動子１が伸長して弾性板３がノズ
ルプレート側に押圧されると、第１圧力発生室９のイン
クの一部がノズル連通孔１３を介して第２圧力発生室１
０にインクが流れ込み、ノズル開口６からインク滴とし
て吐出し、またインク供給口１１、及びインク供給口１
２からリザーバ３にインクの一部が逆流する。
了した段階で、圧電振動子１が伸長して弾性板３がノズ
ルプレート側に押圧されると、第１圧力発生室９のイン
クの一部がノズル連通孔１３を介して第２圧力発生室１
０にインクが流れ込み、ノズル開口６からインク滴とし
て吐出し、またインク供給口１１、及びインク供給口１
２からリザーバ３にインクの一部が逆流する。
【００１５】インク供給口１１から逆流したインクは、
直近のコンプライアンス付与部１６を変位させて圧力変
動が速やかに吸収される。またインク供給口１２から逆
流したインクは、隔壁２１の延長部２１ａに遮られるた
め、隣接する他の圧力発生室１０のインク供給口１２に
流れ込むことができず、これら圧力発生室１０に圧力変
動を及ぼすのを可及的に阻止され、延長部２１ａとの摩
擦により圧力変動が減衰される。その上、列設方向に延
びる壁２２との摩擦、及び衝突によるコンプライアンス
付与部１６方向への流向変換によってもさらに圧力変動
が減衰される。
直近のコンプライアンス付与部１６を変位させて圧力変
動が速やかに吸収される。またインク供給口１２から逆
流したインクは、隔壁２１の延長部２１ａに遮られるた
め、隣接する他の圧力発生室１０のインク供給口１２に
流れ込むことができず、これら圧力発生室１０に圧力変
動を及ぼすのを可及的に阻止され、延長部２１ａとの摩
擦により圧力変動が減衰される。その上、列設方向に延
びる壁２２との摩擦、及び衝突によるコンプライアンス
付与部１６方向への流向変換によってもさらに圧力変動
が減衰される。
【００１６】ところで、長時間の印刷や、またインクカ
ートリッジの交換によりリザーバに気泡が侵入した場合
には、記録ヘッドをキャッピング手段により封止して吸
引ポンプの負圧をノズル開口６に作用させてインクを強
制的に排出させて気泡を排除することが行われる。
ートリッジの交換によりリザーバに気泡が侵入した場合
には、記録ヘッドをキャッピング手段により封止して吸
引ポンプの負圧をノズル開口６に作用させてインクを強
制的に排出させて気泡を排除することが行われる。
【００１７】リザーバ８の中央領域にあってはインク供
給口に流れ込むインクの流速が高いため、この領域の気
泡は、圧力発生室９、１０に引き込まれてノズル開口６
から外部に排出されるものの、リザーバ８の端部領域で
はインクの流速が低下するため、気泡の排除が困難とな
る。
給口に流れ込むインクの流速が高いため、この領域の気
泡は、圧力発生室９、１０に引き込まれてノズル開口６
から外部に排出されるものの、リザーバ８の端部領域で
はインクの流速が低下するため、気泡の排除が困難とな
る。
【００１８】この実施例においては、前述したごとく端
部領域の一部の隔壁２０に延長部２０ａが形成されてい
るため、図３（イ）に示したように負圧により発生した
インク流Ｆは、間隙Ｇを通り抜けることがなく、気泡Ｂ
を端部領域８ａに押しやりインク供給口１１、１２から
圧力発生室９、１０に吸引されて簡単に排出される。
部領域の一部の隔壁２０に延長部２０ａが形成されてい
るため、図３（イ）に示したように負圧により発生した
インク流Ｆは、間隙Ｇを通り抜けることがなく、気泡Ｂ
を端部領域８ａに押しやりインク供給口１１、１２から
圧力発生室９、１０に吸引されて簡単に排出される。
【００１９】これに対して、延長部２０ａが存在しない
場合には、図３（ロ）に示したように間隙Ｇ（図１）を
迂回するインク流Ｆ’が発生して気泡Ｂを吸引すること
が困難となる。
場合には、図３（ロ）に示したように間隙Ｇ（図１）を
迂回するインク流Ｆ’が発生して気泡Ｂを吸引すること
が困難となる。
【００２０】なお、上述の実施例においては、圧力発生
室を上下関係に配置したものに例を採って説明したが、
単一の凹部として形成された記録ヘッドにあっては、図
４に示したように圧力吸収手段が位置しない側を区画す
るように、つまり圧力吸収手段側に段差３３を形成する
ように圧力発生室３０の隔壁３１をリザーバ側に伸ばし
て延長部３１ａを形成し、さらに好ましくは圧力発生室
３０の列設方向に延びる壁３２を設けても同様の作用を
奏することは明らかである。
室を上下関係に配置したものに例を採って説明したが、
単一の凹部として形成された記録ヘッドにあっては、図
４に示したように圧力吸収手段が位置しない側を区画す
るように、つまり圧力吸収手段側に段差３３を形成する
ように圧力発生室３０の隔壁３１をリザーバ側に伸ばし
て延長部３１ａを形成し、さらに好ましくは圧力発生室
３０の列設方向に延びる壁３２を設けても同様の作用を
奏することは明らかである。
【００２１】なお、上述の実施例においては、圧力発生
手段として縦振動モードの圧電振動子を使用した記録ヘ
ッドに例を採って説明したが、たわみモードの圧電振動
子や、また加熱素子によりインクを加圧するものに適用
しても同様の作用を奏することは明らかである。
手段として縦振動モードの圧電振動子を使用した記録ヘ
ッドに例を採って説明したが、たわみモードの圧電振動
子や、また加熱素子によりインクを加圧するものに適用
しても同様の作用を奏することは明らかである。
【００２２】
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上記録ヘッド
の流路形成基板のインク供給口近傍を拡大して示す斜視
図である。
の流路形成基板のインク供給口近傍を拡大して示す斜視
図である。
【図３】図（イ）、（ロ）は、それぞれリザーバの端部
領域の気泡の排除時のインクの流れを示す図である。
領域の気泡の排除時のインクの流れを示す図である。
【図４】本発明の他の実施例を、流路形成基板の構造で
示す図である。
示す図である。
１ 圧電振動子
２ 流路ユニット
３ 弾性板
５ 流路形成基板
６ ノズル開口
７ ノズルプレート
８ リザーバ
９ 第１圧力発生室
１０ 第２圧力発生室
１１ 第１インク供給口
１２ 第２インク供給口
１３ ノズル連通孔
１６ ダイヤフラム部
２０、２１ 圧力発生室を区画する隔壁
２０ａ、２１ａ 延長部
２２ 壁
Claims (9)
- 【請求項１】 インク供給口を介してリザーバからイン
クの供給を受け、加圧手段により加圧されてインク滴を
ノズルプレートのノズル開口から吐出する圧力発生室を
複数備え、前記リザーバの一方の面にインク滴吐出後の
圧力吸収手段が設けられた流路ユニットを備えたインク
ジェット式記録ヘッドにおいて、 前記圧力吸収手段が存在しない側に、隣接するインク供
給口間を区画する壁が前記リザーバ側に延出するように
形成され、また前記壁の端部で連続するように前記圧力
発生室の列設方向に延びる壁が形成されているインクジ
ェット式記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記流路ユニットが、前記リザーバと、
前記ノズルプレートと対向する側と前記ノズルプレート
側とに形成された凹部からなる第１圧力発生室及び第２
圧力発生室と、前記第１圧力発生室と前記リザーバとを
接続する第１インク供給口と、前記第２圧力発生室と前
記リザーバとを接続し、かつ前記第１インク供給口より
も前記ノズル開口側に位置する第２インク供給口と、前
記第１、第２圧力発生室を連通するノズル連通孔とを備
える請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記隣接するインク供給口間を区画する
壁が、前記圧力発生室を形成する隔壁の一部を延長して
形成されている請求項１、または請求項２に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記リザーバが、端部領域が中央領域よ
りも幅が狭くなるように形成されている請求項１、また
は請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記リザーバの端部領域側に位置して形
成された、前記隣接するインク供給口間を区画する壁の
少なくとも１つが、前記リザーバの深さと一致する厚み
で形成されている請求項１、または請求項４に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 前記圧力吸収手段が、前記リザーバの一
部をインクの圧力変動により弾性変形可能な板材、また
はフィルムにより形成されている請求項１、または請求
項２に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項７】 前記加圧手段が圧電振動子である請求項
１、または請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項８】 前記流路形成基板が、シリコン単結晶基
板の（１１０）面を異方性エッチングすることにより構
成されている請求項２に記載のインクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項９】 前記加圧手段が、前記圧力発生室に設け
られた発熱素子である請求項１に記載のインクジェット
式記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24270298A JP3514131B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24270298A JP3514131B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000071443A JP2000071443A (ja) | 2000-03-07 |
| JP3514131B2 true JP3514131B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=17092985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24270298A Expired - Fee Related JP3514131B2 (ja) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514131B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6926382B2 (en) * | 2002-04-25 | 2005-08-09 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and ink-jet printer |
| JP5065845B2 (ja) * | 2006-11-10 | 2012-11-07 | 株式会社リコー | 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、画像形成装置 |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP24270298A patent/JP3514131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000071443A (ja) | 2000-03-07 |
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