JP2000131054A - 回転軸の傾き測定方法及び傾き調整方法 - Google Patents
回転軸の傾き測定方法及び傾き調整方法Info
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Abstract
び調整を簡便に行う。 【解決手段】 スピンドルモータ39に平板の治具ディ
スク47を取り付け、ロータリポジショナ34に治具ア
ーム48を取り付け、治具アーム48に取り付けた2つ
の静電容量センサ49により、ディスク40を回転させ
ながらディスク内外周の相対変位をx、yの2方向につ
いて測定してスピンドルモータ39とロータリポジショ
ナ34の回転軸の傾き角度と方向を算出する。チルトス
テージ31には部分球面42が、そしてベースプレート
30には球面受け座43が取り付けられており、これら
を介してベースプレート30に傾きに対するチルトステ
ージ31の調整を行う。
Description
磁気ヘッドの精密検査装置に使用する回転軸の傾き測定
方法及び傾き調整方法に関するものである。
来例の磁気ヘッドの検査装置の斜視図を示す。装置全体
の基礎となるベースプレート1上にチルトステージ2が
固定され、チルトステージ2上に移動可能に第1の移動
ステージ3が保持されている。第1の移動ステージ3上
には第2の移動ステージ4が移動可能に載置されてお
り、第2の移動ステージ4の中央部に微小回転位置決め
を行うロータリポジショナ5が固定され、ロータリポジ
ショナ5には被検査物である磁気ヘッド6を保持するヘ
ッドフィクスチャ7が取り付けられている。
レート8を設けたコラム9が固定され、プレート8の略
中央にスピンドルモータ10が取り付けられている。そ
して、スピンドルモータ10の下方に延びる回転軸の先
端には、基準板となる磁気ディスク11が固定されてい
る。チルトステージ2には3個所に調整ねじ12と固定
ねじ13が設けられており、ベースプレート1に対し3
点の位置で高さを調節し、傾きを調整することができる
ようになっている。
動ステージ2、3を移動して、スピンドルモータ10の
回転軸芯と磁気ヘッド6の回転軸芯の相対位置関係を所
望の位置関係にすることができる。そして、ロータリポ
ジショナ5によって、磁気ヘッド6を磁気ディスク11
上の所望半径位置に位置決めする。
に伴い、磁気ヘッド6の浮上量が低下しており、浮上量
を安定させるために、磁気ヘッド6の移動軌跡と磁気デ
ィスク11との平行度の向上が要求されている。従っ
て、検査装置においてもスピンドルモータ10の回転軸
とロータリポジショナ5の回転軸の平行度を高め、磁気
ヘッド6の移動軌跡と磁気ディスク11の記録再生面と
の平行度を厳しくする必要があり、この2軸の正確な傾
き調整作業が重要となっている。
測定時の検査装置の側面図を示している。検査装置にレ
ーザー光源14、ピンホール15aを有するターゲット
板15、反射ミラー16をセットし、スピンドルモータ
10に平板ガラスから成る治具ガラスディスク17を取
り付け、ロータリポジショナ5にも治具のハブ18と共
に治具ガラスディスク19を取り付ける。
ターゲット板15のピンホール15aを通ったレーザー
光線Liが、治具ガラスディスク17に直角に当たってタ
ーゲット板15のピンホール15aに戻ってくるよう
に、反射ミラー16の角度を調節して基準光軸を調整す
る。このとき、スピンドルモータ10のハブの機械精度
に起因する治具ガラスディスク17の傾きの影響を排除
するために、治具ガラスディスク17を回転させながら
調整を行う。治具ガラスディスク17が傾いていると面
振れが発生して、反射光Lrは治具ガラスディスク17の
回転に同期してターゲット板15に円を描くように回転
する。この円の中心を面振れのない仮想ディスク平面か
らの反射光として使用する。
タ10の治具ガラスディスク17を取り外し、ロータリ
ポジショナ5に取り付けた治具ガラスディスク19へレ
ーザー光線Liを投影する。このとき、ロータリポジショ
ナ5の回転軸がスピンドルモータ10の回転軸に対して
傾いていると、治具ガラスディスク19からの反射光Lr
はピンホール15aの位置から外れた位置に戻ってく
る。なお、この場合も治具ガラスディスク19の面振れ
の影響を排除するために、治具ガラスディスク19を回
転させながら、ターゲット板15上でその回転に同期し
て図13に示すような反射光Lrの円の中心を観測する。
そして、図14、図15に示すように、この円の中心が
ピンホール15aの位置にくるようにチルトステージ2
の傾き調整を行う。
を3個所において高さ調整する傾き調整機構を使用して
いる。3個所の高さ調整ねじ12を調節することによ
り、反射光Lrの円の中心がピンホール15aに一致する
ように調整してゆき、一致したら固定用ねじ13を締込
んでチルトステージ2を固定する。
来例においては、測定感度を向上して高精度な傾き測定
を行うためには、光路長を長く取る必要があり、測定系
に非常に大きなスペースが必要となり、装置の設置先で
傾き測定するのは設備的に困難である。例えば、反射光
Lrの位置読み取り分解能Δrを0.5mmとしたとき
に、傾き測定分解能θを20角度秒(≒0.0001r
ad)とするためには、L=Δr/(2θ)≒2.5
(m)の片道の光路長を確保する必要がある。また、レ
ーザー光源14から測定物までの間を除振台等の同じ安
定したベースの上に設置しないと、振動などにより反射
光Lrが揺れたり光軸がずれ易くなり、測定誤差を生ずる
原因となる。
小スペースで簡便に2つの回転軸の傾き測定を行う回転
軸の傾き測定方法を提供することにある。
し、小スペースで簡便に2つの回転軸の傾き調整を行う
回転軸の傾き調整方法を提供することにある。
の本発明に係る回転軸の傾き測定方法は、第1の回転軸
及び第2の回転軸の相対的な傾きを測定する傾き測定方
法であって、前記第1の回転軸に直交するように取り付
けた平板と、該平板との距離を測定するために前記第2
の回転軸に偏心して取り付けた距離測定手段とを使用し
て、前記第1の回転軸を回転しながら前記距離測定手段
により前記平板との距離測定を第2の回転軸を回転移動
して複数個所において行い、前記第2の回転軸の角度位
置と測定した距離との関係から、前記第1の回転軸に対
する前記第2の回転軸の傾き量及び傾き方向を算出する
ことを特徴とする。
は、第1の回転軸及び第2の回転軸の相対的な傾きを測
定して平行に調整する傾き調整方法であって、前記第1
の回転軸を保持固定するベースと、前記第2の回転軸を
傾斜可能に支持する可動ベースと、該可動ベースの傾き
を調整する調整手段とを具備し、前記第1の回転軸に直
交するように取り付けた平板と、該平板との距離を測定
するために第2の回転軸に偏心して取り付けた距離測定
手段とを使用して、前記第1の回転軸を回転しながら前
記距離測定手段により前記平板との距離測定を前記第2
の回転軸を回転移動して複数個所で行い、該第2の回転
軸の角度位置と測定した距離との関係から、前記第1の
回転軸に対する前記第2の回転軸の傾き量及び傾き方向
の算出を行い、その結果に基づいて前記調整手段により
前記可動ベースの傾きを調整して、前記第1の回転軸に
対する前記第2の回転軸の傾き調整を行うことを特徴と
する。
例に基づいて詳細に説明する。図1は実施例の斜視図、
図2は正面図を示し、回転軸の平行度の測定及び調整を
行う磁気ヘッド検査装置である。装置全体の基礎となる
ベースプレート30上にチルトステージ31が固定さ
れ、チルトステージ31上にはX方向に移動可能なXス
テージ32が保持されている。更に、Xステージ32上
には、Xステージ32の移動方向と直交するY方向に移
動可能なYステージ33が載置され、Yステージ33の
略中央部には、微小回転位置決めを行うロータリポジシ
ョナ34が取り付けられている。そして、ロータリポジ
ショナ34には、被検査物である磁気ヘッド35を取り
付けるヘッドフィクスチュア36が固定されている。
は、上部に水平なプレート37を有するコラム38が設
けられており、プレート37の略中央にXステージ32
及びYステージ33の移動方向と直交する回転軸を有す
るスピンドルモータ39が取り付けられている。そし
て、スピンドルモータ39の下方に延びる回転軸の先端
には、平行度測定の基準板となる信号を読み書きするデ
ィスク40が固定されている。
は部分球面42が取り付けられ、そしてベースプレート
30には球面受け座43が固定されており、チルトステ
ージ31はこれらを介してベースプレート30に傾き調
整可能に支持されている。また、ベースプレート30に
はチルトステージ31を調整するための調整ねじ44、
固定するための固定ねじ45、及び調整時に部分球面4
2が球面受け座43から浮き上がらないように押し付け
る付勢ばね46が設けられている。
びYステージ33の移動により、スピンドルモータ39
の回転軸芯と磁気ヘッド35の回転軸芯の相対位置関係
を所望の位置関係に調整する。そして、ロータリポジシ
ョナ34により磁気ヘッド35を、スピンドルモータ3
9上のディスク40の所望の半径位置において微少送り
動作して、信号を読み書きして磁気ヘッド35の特性を
評価する。
の傾き測定及び調整方法を行う際の正面図を示し、スピ
ンドルモータ39とロータリポジショナ34の2つの回
転軸の傾き調整をする場合には、基準板となる治具ディ
スク47をスピンドルモータ39に取り付け、ロータリ
ポジショナ34の回転軸には治具ディスク47との距離
を測定する治具アーム48を取り付ける。この治具アー
ム48はアームの先端部に2つの静電容量変位計49を
有し、治具ディスク47との間隔を非接触で測定するこ
とができる。なお、静電容量変位計49に限らず、実装
スペースや要求される分解能又はコストなどに応じて、
接触式の電気マイクロメータや非接触式のレーザー変位
計等の各種の変位計を利用することができる。
ると、スピンドルモータ39に取り付けた治具ディスク
47の表面と、ロータリポジショナ34に取り付けた治
具アーム48の静電容量変位計49の回転軌道面も傾斜
する。そして、ロータリポジショナ34を回転すること
により、治具ディスク47の表面と静電容量変位計49
との間隔が変化し、この静電容量変位計49の位置と治
具ディスク47との間隔の変化により、傾き量と傾き方
向を算出する。
平面図、図5は正面図、図6は側面図である。スピンド
ルモータ39の回転中心位置Osとロータリポジショナ3
4の回転中心位置Orは、治具アーム48に回転中心位置
Orに対し例えば90度異なる位置に配置されている2つ
の静電容量変位計49の移動軌跡が、ロータリポジショ
ナ34の回転により、それぞれ略X方向、略Y方向に移
動する位置にくるように設定されている。そして、治具
アーム48を回転移動して、治具ディスク47の内周及
び外周における治具ディスク47の表面との距離を測定
する。その距離の差を移動距離で除算したものが、それ
ぞれX方向及びY方向の傾きを表すことになる。即ち、
次式のθx、θyがそれぞれX方向、Y方向の傾きとな
る。
47の表面は、スピンドルモータ39のターンテーブル
の機械精度や治具ディスク47の平行度に応じて、スピ
ンドルモータ39の回転軸に直交する仮想基準面Pに対
して傾いて取り付けられる場合がある。本実施例では、
測定時に治具ディスク47を回転してその面振れを測る
ことにより、仮想基準面Pつまりスピンドルモータ39
の回転軸に直交する面を算出する。例えば、治具ディス
ク47の或る半径位置において、1個の静電容量変位計
49が治具ディスク47の表面との距離を測定している
ときに、その静電容量変位計49の出力は図8に示すよ
うに治具ディスク47の1回転につき1周期の変動が見
られる。ここで、最大値と最小値の平均値がその半径位
置における仮想基準面Pとの距離と見做すことができ
る。
ら、治具ディスク47の内外周の間の2個所以上におい
て、ディスク表面−センサ間距離を測定することによ
り、図9に示すような原理によって、仮想基準面Pとロ
ータリポジショナ34の回転軌道面である静電容量変位
計49との半径方向位置に関する相対距離関係を求め
る。このようにして、治具ディスク47の面振れ誤差を
補正して2つの回転軸の傾き量を算出し、求めたX方向
及びY方向の傾き角度のベクトルの和が、ロータリポジ
ショナ34の回転軸の傾き方向と傾き量を表すことにな
る。この量に応じて、調整ねじ44を回転することによ
り、チルトベース31の傾きを変化して、スピンドルモ
ータ39の回転軸とロータリポジショナ34の回転軸の
平行調整を行うことができる。
43の中心位置と調整ねじ44の位置関係を図4〜図6
に示すようにした場合には、各調整ねじ44の調整量
は、次式で計算することができる。傾き方向を調整方向
であるu軸及びv軸方向の傾き量に変換すると、次式の
ようになる。
θy・cos{ATN(x1/y1)} θv=θx・cos{ATN(y2/x1)}+θy・cos
{ATN(x1/y2)}
法線が各座標軸の正方向に移動する方向を+とする。こ
の傾き量から調整ねじ44の必要調整量は、次式のよう
になる。
調整後に再度測定を行い、規格内であれば固定ねじ45
で固定し、規格外であれば再測定値に基づいて再び調整
を行う。本実施例のように、調整機構の一部に部分球面
42と球面受け座43を使用すれば、調整時には円滑に
チルトステージ31を傾き可能にすると共に、固定時に
は高い剛性でチルトステージ31を保持固定することが
できる。
度な傾き測定を近辺に大きなスペースと除振台又は定盤
等の設備を必要とすることなく行うことができ、測定作
業のためのスペースの省スペース化が図れ、また装置本
体に傾き調整機構を持たせることにより、装置の設置先
が狭い場合でも問題なく測定及び調整作業を行うことが
できるので、メンテナンスの作業性が向上する。
の傾き測定方法は、回転軸に直接測定器を取り付け、第
1の回転軸及び第2の回転軸を回転しながら平板との距
離の測定を複数個所以上で行い、回転軸の角度位置と測
定された距離との関係から、基準面の法線に対する回転
軸の傾き量と傾きの方向を算出することにより、大きな
スペースと設備を必要とすることなく精度良く傾き角度
の検出を行うことができるので、狭い設置場所でも測定
作業を簡便に効率良く行うことができる。
は、第1の回転軸に対する第2の回転軸の傾き量及び傾
き方向の算出を行い、その結果に基づいて調整手段によ
り可動ベースの傾きを調整して、第1の回転軸に対する
第2の回転軸の傾き調整を行うことにより、精度の良い
傾き角度の検出を、大きなスペースと設備を必要とする
ことなく行うことができ、調整作業の省スペース化が図
れ、狭い設置場所でも正確かつ簡便に調整作業を行うこ
とができ、メンインテナンスの作業性が向上する。
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 第1の回転軸及び第2の回転軸の相対的
な傾きを測定する傾き測定方法であって、前記第1の回
転軸に直交するように取り付けた平板と、該平板との距
離を測定するために前記第2の回転軸に偏心して取り付
けた距離測定手段とを使用して、前記第1の回転軸を回
転しながら前記距離測定手段により前記平板との距離測
定を第2の回転軸を回転移動して複数個所において行
い、前記第2の回転軸の角度位置と測定した距離との関
係から、前記第1の回転軸に対する前記第2の回転軸の
傾き量及び傾き方向を算出することを特徴とする回転軸
の傾き測定方法。 - 【請求項2】 複数の前記距離測定手段を設け、前記平
板との距離測定を前記距離測定手段を取り付けた回転軸
を回転移動して少なくとも2個所において行い、前記第
1の回転軸に対する前記第2の回転軸の傾き量及び傾き
方向を算出する請求項1に記載の回転軸の傾き測定方
法。 - 【請求項3】 前記距離測定手段は非接触型の変位計と
した請求項1に記載の回転軸の傾き測定方法。 - 【請求項4】 前記変位計は静電容量変位計とした請求
項3に記載の回転軸の傾き測定方法。 - 【請求項5】 前記変位計はレーザー光を使用した光学
的変位計とした請求項3に記載の回転軸の傾き測定方
法。 - 【請求項6】 第1の回転軸及び第2の回転軸の相対的
な傾きを測定して平行に調整する傾き調整方法であっ
て、前記第1の回転軸を保持固定するベースと、前記第
2の回転軸を傾斜可能に支持する可動ベースと、該可動
ベースの傾きを調整する調整手段とを具備し、前記第1
の回転軸に直交するように取り付けた平板と、該平板と
の距離を測定するために第2の回転軸に偏心して取り付
けた距離測定手段とを使用して、前記第1の回転軸を回
転しながら前記距離測定手段により前記平板との距離測
定を前記第2の回転軸を回転移動して複数個所で行い、
該第2の回転軸の角度位置と測定した距離との関係か
ら、前記第1の回転軸に対する前記第2の回転軸の傾き
量及び傾き方向の算出を行い、その結果に基づいて前記
調整手段により前記可動ベースの傾きを調整して、前記
第1の回転軸に対する前記第2の回転軸の傾き調整を行
うことを特徴とする回転軸の傾き調整方法。 - 【請求項7】 前記平板を前記第2の回転軸に直交する
ように取り付け、前記距離測定手段を前記第1の回転軸
に偏心して取り付けて、前記第1の回転軸に対する前記
第2の回転軸の傾き調整を行う請求項6に記載の回転軸
の傾き調整方法。 - 【請求項8】 複数の前記距離測定手段を設け、前記平
板との距離測定を前記距離測定手段を取り付けた回転軸
を回転移動させて少なくとも2個所において行い、前記
第1の回転軸に対する前記第2の回転軸の傾き量及び傾
き方向を算出する請求項6に記載の回転軸の傾き調整方
法。 - 【請求項9】 前記距離測定手段は非接触型の変位計と
した請求項6に記載の回転軸の傾き調整方法。 - 【請求項10】 前記変位計は静電容量変位計とした請
求項9に記載の回転軸の傾き調整方法。 - 【請求項11】 前記変位計はレーザー光を用いる光学
的変位計とした請求項8に記載の回転軸の傾き調整方
法。 - 【請求項12】 傾きを調整する調整手段は、球面受け
座と、球面による傾き案内機構と、2個の傾き調整ねじ
と、前記球面受け座に球面を押圧する付勢手段とから成
る請求項6に記載の回転軸の傾き調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32452298A JP4072265B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 回転軸の傾き測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32452298A JP4072265B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 回転軸の傾き測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000131054A true JP2000131054A (ja) | 2000-05-12 |
JP4072265B2 JP4072265B2 (ja) | 2008-04-09 |
Family
ID=18166747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32452298A Expired - Fee Related JP4072265B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 回転軸の傾き測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4072265B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002010589A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-11 | Nitto Zoki Kk | モータ基板、ロータ回転軸の垂直化方法、及びモータ |
KR100434306B1 (ko) * | 2001-08-28 | 2004-06-05 | 한창수 | 회전모듈의 축 처짐량 측정 장치 및 방법 |
CN102226692A (zh) * | 2011-04-12 | 2011-10-26 | 合肥工业大学 | 轴套式光电角位移传感器及设置方法 |
CN108151672A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-12 | 华中科技大学 | 一种基于投影成像的轴形位公差测量仪 |
-
1998
- 1998-10-29 JP JP32452298A patent/JP4072265B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002010589A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-11 | Nitto Zoki Kk | モータ基板、ロータ回転軸の垂直化方法、及びモータ |
KR100434306B1 (ko) * | 2001-08-28 | 2004-06-05 | 한창수 | 회전모듈의 축 처짐량 측정 장치 및 방법 |
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CN108151672A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-12 | 华中科技大学 | 一种基于投影成像的轴形位公差测量仪 |
CN108151672B (zh) * | 2017-12-28 | 2023-01-06 | 华中科技大学 | 一种基于投影成像的轴形位公差测量仪 |
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---|---|
JP4072265B2 (ja) | 2008-04-09 |
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