JP2000011533A - ディスクドライブ装置 - Google Patents
ディスクドライブ装置Info
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- JP2000011533A JP2000011533A JP10173521A JP17352198A JP2000011533A JP 2000011533 A JP2000011533 A JP 2000011533A JP 10173521 A JP10173521 A JP 10173521A JP 17352198 A JP17352198 A JP 17352198A JP 2000011533 A JP2000011533 A JP 2000011533A
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Abstract
合でも消費電力を効率的に削減する。 【解決手段】 アイドルモードから記録/再生モードに
移行してスピンドルモータ4の回転数を上げる必要が生
じると、スイッチS1,S4はオンになり、スイッチS
2はオフになる。また、スイッチS3はオフになり、ス
イッチS4はオンになる。このとき、パワートランジス
タT1,T2は、オンになる。したがって、電気エネル
ギーが蓄積されているコンデンサCから電流が流れ出
し、この電流はスイッチS4,パワートランジスタT1
を介してスピンドルモータ4に供給される。
Description
ルコンピュータに用いて好適なディスクドライブ装置に
関し、特に省電力化を図るディスクドライブ装置に関す
る。
ータ(以下、「ノートPC」という。)の記憶装置とし
て小型のハードディスク装置が用いられている。かかる
ハードディスク装置は、消費電力の低減と記録/再生動
作への復帰時間の兼ね合いから、複数のモードを使い分
けている。具体的には、ハードディスク装置の動作モー
ドとしては、以下のようなものがある。
数までスピンドルモータの回転を加速する。
ータを用いて磁気ヘッドを所定のトラック位置に移動す
る。
ードディスクのトラック上にあるときに磁気ヘッドとハ
ードディスク間でデータのやりとりをして、記録/再生
処理を行う。
生は実行せず、スピンドルモータとアクチュエータを通
常の動作状態にしておく。このとき、トラックに対する
磁気ヘッドの位置決め精度は必要なく、サーボシステム
のサンプリングレートを低く抑えることができる。但
し、位置誤差信号(PES)だけを復調器から再生す
る。
タは停止状態で、磁気ヘッドは待機状態になっている。
但し、ハードディスクコントローラからの制御コマンド
は受け付ける。
の状態からさらにインターフェースの電源も切断する。
ハードディスクコントローラからリセット信号を検出す
るために、信号線だけはアクティブな状態になってい
る。
では、シークモードや記録/再生モードに比べて、アイ
ドルモードの状態が圧倒的に長い(約98パーセン
ト)。従って、アイドルモードでの電力削減が重要にな
る。また、ハードディスク装置の消費電力は起動時に最
も大きくなるので、起動モード時における消費電力を削
減することも極めて重要である。
タトラックに対する位置決め精度は必要ないので、サー
ボシステムのサンプリングレートを低く抑えることがで
きる。また、PESセクタをスキップするスキップ・セ
クタ・サーボ方式では、再生回路とPES復調回路を定
期的に停止する。したがって、再生回路及びPES復調
回路の消費電力は、PES信号生成時にだけ電力を消費
する。今日における2.5インチのハードディスク装置
では、このスキップセクタ・サーボ方式を採用し、アイ
ドルモード時の消費電力及び消費電力量の削減を図って
いる。
を持った物体を回転させるために、回転エネルギーを与
える必要がある。よって、起動時の消費電力と消費電力
量の削減は、ハードディスクの回転慣性の減少によると
ころが大きい。慣性は、ハードディスクの半径rの4乗
に比例し、ハードディスクの厚さtに比例する。すなわ
ち、回転エネルギーは、r4tに比例する。したがって、
ハードディスクの硬さを概ね一定に維持しながら、すな
わち、ハードディスクの静的変位量及び固有振動数を維
持しながら、ディスク径を小さくしかつ厚さを薄くする
ことにより起動時の消費電力及び消費電力量の削減を図
っている。
S.Kirkpatrick,M.Sri-Jayantha,R.R.Troutman,”携帯型
コンピュータの技術トレンド”、日系エレクトロニク
ス、no.642,pp.147-173,August21,1995によると、回転
数3600[rpm]で2プラター2.5インチハード
ディスク装置の場合、アイドルモード時の消費電力の約
半分は、スピンドルモータによるものである。また、M.
Sri-Jayantha,H.Tokumitsu,A.Aoyagi"HDA Configuratio
n for Minimum Idle Mode Power by Optimum Read/Writ
e Head Positioning",IBM Technology Disclosure Bul
l.,Vol.36,No.06A,pp181-184,June1993によれば、回転
数6000[rpm]程度までの範囲において、スピン
ドルモータの消費電力とその回転数との間には線形的な
関係がある。したがって、アイドルモード時の消費電力
はスピンドルモータの消費電力と強い相関関係があると
考えることができ、さらに、スピンドルモータの回転数
を可能な限り低く設定することによって、アイドルモー
ド時の消費電力を抑制することができる。
式とを考慮すると、スピンドルモータの回転数を正常に
動作する範囲内で可能な限り低く設定することで、アイ
ドルモード時の消費電力を抑えることができる。さら
に、数ある動作モードの中でアイドルモードが占める時
間的割合を考慮すると、従来の動作モード切換方式に比
べてより消費電力を削減できることが分かる。
ードへの切換を行うと、より高い回転数でスピンドルモ
ータを回転させる必要があり、多くのエネルギーを要す
ることになる。これでは、アイドルモードと記録/再生
モードとの間でスピンドルモータの回転数を変えて電力
削減を図っても、その分モード切換時にキャンセルされ
てしまう。
れたものであり、ハードディスクの回転数の切り換えを
行う場合でも消費電力を効率的に削減することができる
ディスクドライブ装置を提供することを目的とする。
めに、本発明に係るディスクドライブ装置は、円盤状記
録媒体を回転させるスピンドルモータと、上記スピンド
ルモータの慣性力によって発生するエネルギーを蓄積す
る蓄積手段と、回転速度が高い第1の回転モードで記録
及び/又は再生処理を行い回転速度が低い第2の回転モ
ードで待機するように上記スピンドルモータの回転駆動
を制御する制御手段とを備えるものである。
手段は、上記第1の回転モードから上記第2の回転モー
ドに移行するときは上記スピンドルモータに供給される
電源を断って上記蓄積手段に上記スピンドルモータから
のエネルギーを蓄積させ、上記第2の回転モードから上
記第1の回転モードに移行するときは上記蓄積手段に蓄
積されたエネルギー上記スピンドルモータに供給してそ
の回転速度を高くする制御を行う。
て、図面を参照しながら説明する。本発明は、ハードデ
ィスクの回転の減速時にその回転エネルギーをコンデン
サに回生し加速時にその回転エネルギーを利用するもの
であり、例えば図1に示す構成のハードディスク装置1
に適用される。
2a及びアーム2bとからなるヘッド部2と、ヘッド部
2を制御するヘッド/アーム駆動制御回路3と、ハード
ディスク10を回転駆動するスピンドルモータ4と、ス
ピンドルモータ4の回転を制御する回転スピンドル駆動
回路5と、記録信号/再生信号に所定の信号処理を施す
記録再生信号処理回路6と、ディスクインターフェース
部7と、バス8を介して接続されるハードディスクコン
トローラ9とを備える。
号処理回路6から供給されるデータを記録信号としてハ
ードディスク10に書き込み、再生時にはハードディス
ク10に記録されているデータを再生信号として読み出
して記録再生信号処理回路6に供給する。
2bを所定のトラック位置にまでスライドしたり、ヘッ
ドが所定のトラック上をトラッキングするように制御す
る。
ス幅変調方式によってスピンドルモータ4の回転速度を
制御する。
aを介してハードディスク10から読み出された再生信
号を、バス8を介してハードディスクコントローラ9に
供給する。また、記録再生信号処理回路6は、磁気ヘッ
ド2aによって読み出された信号から位置誤差信号(P
ES信号)を抽出し、これをディスクインターフェース
部7に供給する。さらに、記録再生信号処理回路6は、
バス8を介して外部から供給される記録信号に所定の処
理を施して磁気ヘッド2aに供給する。
生信号処理回路6からのPES信号をヘッド/アーム駆
動制御回路3,回転スピンドル駆動回路5に供給して、
サーボループを形成する。
例えば図示しないパーソナルコンピュータのCPUから
バス8を介して供給される制御コマンドに基づいて、各
回路を制御する。
制御するための電源等の回路構成について図2を用いて
説明する。回転スピンドル駆動回路5は、スイッチS1
を介してパワートランジスタT1のベースに接続すると
ともに、スイッチS2を介してパワートランジスタT2
のベースに接続する。パワートランジスタT1のコレク
タは切換回路21に接続され、そのエミッタはスピンド
ルモータ4の正極とスイッチS2に接続される。
T1のコレクタに接続されるスイッチS3,S4を備え
る。スイッチS3はオンのときは端子Xに接続し、スイ
ッチS4はオンのときは端子Yに接続する。端子Xはス
イッチ23に接続され、端子YはダイオードD2のカソ
ードに接続されている。
ドディスクコントローラ9により制御され、切換回路2
1のスイッチS3,S4のオン/オフの切換を行う。
れかに設定される。端子Lは、ダイオードD1のカソー
ドに接続され、当該ダイオードD1を介して直流電源V
1の正極に接続される。また、端子Hは、直流電源V2
の正極に接続される。なお、直流電源V1,V2は直列
に接続され、直流電源V1の負極は接地されている。こ
れにより、端子L,Hの電圧は、それぞれVcc(=V
1),V’cc(=V1+V2)となる。
うにパワートランジスタT1のエミッタに接続され、さ
らにスイッチ2を介してダイオードD3のアノードに接
続される。また、スピンドルモータ4の負極は、パワー
トランジスタT2のコレクタに接続される。なお、パワ
ートランジスタT2のエミッタは、接地されている。
Cを介して接地されていると共に、ダイオードD2のア
ノードに接続される。なお、各スイッチSは、例えばト
ランジスタ等の半導体素子でもよく、ハードディスクコ
ントローラ9によってオン/オフが制御される。
4の起動時の電流(又は電圧)とハードディスク10の
角速度の関係について説明する。なお、スピンドルモー
タのスピンドル軸に作用する回転トルクとそれによって
生じる角速度は、以下のような関係にある。
時には大きな電流が流れるが、ハードディスク10の回
転数が一定になると一定の電流が流れる。また、ハード
ディスク10の回転数を示すグラフは、時定数2πN/
(60τ0)を有する。このような時定数を有するグラ
フの特性から、図4に示すように、スピンドルモータ4
を回転数ゼロからアイドルモードを経て記録/再生モー
ド時の定格回転数NR/Wまで立ち上げる場合、直線のグ
ラフで示すことができる。さらに、スピンドルモータ4
は、定格回転数NR/Wになるとその後は一定の回転数を
維持する。
明する。動作モードは、第1乃至第3の動作モードがあ
る。第1の動作モードにおいては、回転スピンドル駆動
回路5は、スピンドルモータ4を回転数ゼロから一旦ア
イドルモード時の回転数Nidleにまで上げて、その後さ
らに定格回転数NR/Wにまで上げるようにする。
Hに設定する。そして、スイッチS3をオンにすると共
に、スイッチS4をオフにする。さらに、スイッチS
1,S4をそれぞれオンにする。回転スピンドル駆動回
路5は、スイッチS1を介してパワートランジスタT1
に駆動電圧(駆動パルス)を与えると共に、スイッチS
4を介してパワートランジスタT2にオン電圧を与え
る。これにより、パワートランジスタT1はバイボーラ
駆動され、パワートランジスタT2はオンになり、スピ
ンドルモータ4に電源V’ccからの電流が流れて、ス
ピンドルモータ4の回転数を上げていく。
モータ4が回転数Nidleになると、その回転数を維持す
るようにパルス幅変調をして、パワートランジスタT1
のバイボーラ駆動を行う。
転スピンドル駆動回路5は、再びパルス幅変調をしてパ
ワートランジスタT1のバイボーラ駆動を行って、スピ
ンドルモータ4の回転数を定格回転数NR/Wにまで上げ
る。
ードからアイドルモードに移行すると、スイッチS1,
S4はオフになり、スイッチS2はオンになる。これに
より、スピンドルモータ4には電流が供給されなくな
る。しかし、スピンドルモータ4は、慣性力により回転
を続けることからその回転によるエネルギーを内部で電
気エネルギーに変換し、電圧を発生する。この電圧の極
性はスピンドルモータ4に印加される電圧と同じ極性で
ある。スピンドルモータ4は、スイッチS2,ダイオー
ドD3を介して、コンデンサCに対して電流を供給す
る。すなわち、コンデンサCには、スピンドルモータ4
の減速によるエネルギーが蓄積される。
ルモータ4の回転数を上げる必要が生じると、スイッチ
S1,S4はオンになり、スイッチS2はオフになる。
また、スイッチS3はオフになり、スイッチS4はオン
になる。このとき、パワートランジスタT1,T2は、
オンになる。したがって、コンデンサCから電流が流れ
出し、この電流はスイッチS4,パワートランジスタT
1を介してスピンドルモータ4に供給される。すなわ
ち、記録/再生モードからアイドルモードに移行すると
きの減速によって生じた電気エネルギーは、再び記録/
再生モードに移行するときにスピンドルモータ4に供給
され、スピンドルモータ4の回転数を上げるためのエネ
ルギーとして回生されることになる。換言すると、再び
スピンドルモータ4の回転数を上げるときは、その回転
の減速によって生じたエネルギーを回生することによっ
て、消費電力の削減を行うことができる。
ルギーだけではスピンドルモータ4の回転数を定格回転
数NR/Wにまで上げることができないときは、タイマコ
ントローラ22が、スイッチS3,S4を切り換えるよ
うにしてもよい。具体的には、タイマコントローラ22
は、コンデンサCから流れる電流が小さくなったとき
に、スイッチS4をオフにし、スイッチS3をオンにす
る。このとき、スイッチ23は端子Lに設定する。スピ
ンドルモータ4は、パワートランジスタT1を介してコ
ンデンサCからの電流だけでなく電源Vccからの電流
も供給されることにより、十分に定格回転数NR/Wにま
で回転されるようになる。
してもよい。すなわち、電源VccとコンデンサCの電
気エネルギーを同時に用いることにより、省電力化を図
りつつかつより高速にスピンドルモータ4の回転数を上
げることができる。なお、電源Vccでは電圧が不十分
なときは、スイッチ23を端子Lに設定して電源V’c
cを用いてもよい。
る。第2の動作モードにおいては、回転スピンドル駆動
回路5は、スピンドルモータ4を回転数ゼロから定格回
転数NR/Wにまで一気に上げる。
Hに設定する。そして、スイッチS3をオンにすると共
に、スイッチS4をオフにする。さらに、スイッチS
1,S4をそれぞれオンにする。回転スピンドル駆動回
路5は、スイッチS1を介してパワートランジスタT1
に駆動電圧を与えると共に、スイッチS4を介してパワ
ートランジスタT2にオン電圧を与える。これにより、
パワートランジスタT1はバイボーラ駆動され、パワー
トランジスタT2はオンになり、スピンドルモータ4に
電源V’ccからの電流が流れて、スピンドルモータ4
の回転数を定格回転数NR/Wにまで上げていく。
ドルモータ4の回転数をゼロから一気に定格回転数N
R/Wにまで上げていくので、第1の動作モードに比べて
定格回転数NR/Wになるまでの時間が短くて済むため、
消費エネルギーを少なくすることができる。
回転数NR/Wからアイドルモード時の回転数Nidleにま
で下げるときの動作は、第1の動作モードと同様であ
る。
回転モータを用いても可変速モータを用いても起動時の
消費電力は同じになる。ここで、可変速モータとは、回
転数に応じて巻線量を変えるモータをいう。例えば、定
格回転モータの巻線量は磁気スペース一杯の状態である
とする。このとき、定格回転モータの銅線径をφAとす
ると、同じ巻線量でターン数を2倍にする場合は銅線径
をφA/√2にする必要がある。ここで、トルク定数を
KT、巻線抵抗をR、電流をi、トルクをT、消費電力
をPとおくと、スピンドルモータ4が定格回転モータの
場合は式(1)が成立し、スピンドルモータ4が可変速
モータの場合は式(2)が成り立つ。
モータの場合と可変速モータの場合における回転数N
idleまでの起動時消費電力Pはそれぞれ同じ値(i.e.P
=4)となる。
る。第3の動作モードでは、スピンドルモータ4として
磁気スペース2Sでターン数可変の可変速モータを使用
する。具体的な電源回路等の動作としては、第1の動作
モードと同様に行う。但し、スピンドルモータ4の回転
数を回転数Nidleから定格回転数NR/Wにするときは、
スピンドルモータ4の巻線量を少なくし、定格回転数N
R/Wから回転数Nidleにするときはスピンドルモータ4
の巻線量を多くするように切り替える。
スが従来の2倍(2S)であるので、銅線径が従来のま
までターン数が2倍になる。このとき、定格回転モータ
の場合は式(3)が成り立ち、可変速モータの場合は式
(4)が成り立つ。
ータは、定格回転モータの場合に比べて消費電力Pが1
/2になる。すなわち、従来の起動モードに比べて、起
動時の消費電力及び消費電力量を削減することができ
る。
数を変えることによって、起動時やアイドルモード時の
ように回転数が低く設定される場合であっても、トルク
定数を大きくして、消費電力を抑えながらも所望のトル
クに設定することができる。また、記録/再生モードの
ようにスピンドルモータ4の回転数が高い場合において
は、トルク定数が小さくなるように巻線量を切り替える
ことによって、トルクを低く抑えることができる。
は、スピンドルモータ4の回転数が6000[rpm]
以下の場合において、回転数が少なければその分消費電
力を少なくすることができるので、アイドルモード時に
は記録/再生モード時よりも回転数を少なくして、電力
削減を行うことができる。
ドに移行するときに生じる回転エネルギーをコンデンサ
Cに蓄積し、再び記録/再生モードに移行するときにそ
のエネルギーを回生することによって、モード切換によ
る電力消費を抑制することができる。
るディスクドライブ装置によれば、第1の動作モードか
ら第2の動作モードに移行するときはスピンドルモータ
に供給される電源を断って蓄積手段にエネルギーを蓄積
させ、第2の動作モードから第1の動作モードに移行す
るときは蓄積手段に蓄積されたエネルギーをスピンドル
モータに供給してその回転速度を高くすることにより、
モード切換によって生じる電力消費を抑制して、省電力
化を図ることができる。
示すブロック図である。
ある。
ンドルモータに流れる電流を示す図である。
きにスピンドルモータに流れる電流を示す図である。
回転スピンドル駆動部、9 ハードディスクコントロー
ラ
Claims (4)
- 【請求項1】 円盤状記録媒体を回転させるスピンドル
モータと、 上記スピンドルモータの慣性力によって発生するエネル
ギーを蓄積する蓄積手段と、 回転速度が高い第1の回転モードで記録及び/又は再生
処理を行い回転速度が低い第2の回転モードで待機する
ように上記スピンドルモータの回転駆動を制御する制御
手段とを備え、 上記制御手段は、上記第1の回転モードから上記第2の
回転モードに移行するときは上記スピンドルモータに供
給される電源を断って上記蓄積手段に上記スピンドルモ
ータからのエネルギーを蓄積させ、上記第2の回転モー
ドから上記第1の回転モードに移行するときは上記蓄積
手段に蓄積されたエネルギー上記スピンドルモータに供
給してその回転速度を高くする制御を行うことを特徴と
するディスクドライブ装置。 - 【請求項2】 上記制御手段は、上記第2の回転モード
から上記第1の回転モードに移行するときは、上記蓄積
手段に蓄積されたエネルギーの他に電源を上記スピンド
ルモータに供給してその回転速度を高くすることを特徴
とする請求項1記載のディスクドライブ装置。 - 【請求項3】 上記スピンドルモータは、トルク定数が
切り換えられる巻線構造を有し、 上記制御手段は、上記第1の回転モードの時は上記スピ
ンドルモータのトルク定数が低くなるように巻線構造を
切り換え、上記第1の回転モード以外の時は上記スピン
ドルモータのトルク定数が高くなるように巻線構造を切
り換える制御を行うことを特徴とする請求項1記載のデ
ィスクドライブ装置。 - 【請求項4】 上記制御手段は、起動時には停止状態か
ら上記第1の回転モード における回転速度になるよう
に上記スピンドルモータを制御することを特徴とする請
求項1記載のディスクドライブ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10173521A JP2000011533A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ディスクドライブ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10173521A JP2000011533A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ディスクドライブ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000011533A true JP2000011533A (ja) | 2000-01-14 |
JP2000011533A5 JP2000011533A5 (ja) | 2005-09-02 |
Family
ID=15962077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10173521A Pending JP2000011533A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | ディスクドライブ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000011533A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100660938B1 (ko) | 2006-01-25 | 2006-12-27 | 오산티아이디 주식회사 | Edlc와 전류제한 ic가 모듈화되어 내장된 하드디스크드라이브 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP10173521A patent/JP2000011533A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100660938B1 (ko) | 2006-01-25 | 2006-12-27 | 오산티아이디 주식회사 | Edlc와 전류제한 ic가 모듈화되어 내장된 하드디스크드라이브 |
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A977 | Report on retrieval |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060718 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060919 |
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A02 | Decision of refusal |
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