JP3520151B2 - マルチビーム走査装置 - Google Patents
マルチビーム走査装置Info
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Description
置に関し,より詳細には,レーザプリンタ,デジタル複
写機などにおいて情報を高速に記録するために用いるマ
ルチビーム走査装置に関する。
の光ビームで走査するのが一般的であったが,現在で
は,1本の光ビームで走査する場合よりも記録速度を速
くするために2本の光ビーム(以下「マルチビーム」と
いう)を同時に走査させるマルチビーム走査装置が実用
化されている。
ザプリンタ,複写機,ファクシミリなどの諸機能を合わ
せ持つディジタル複写機,多機能レーザプリンタなどに
広く使用されている。
つれて更なる記録の高速化,高密度化が要求され,3ビ
ーム,4ビーム化することが必要となっている。
査装置を3ビーム,4ビーム化する方式としては,一般
的に,ビームスプリッタを用いてビームを合成する方
式,半導体レーザアレイを用いる方式が挙げられる。
成する方式としては,特開昭60−32019号公報に
記載の技術が知られている。また,前記半導体レーザア
レイを用いる方式では,特開平2−54211号公報に
記載の技術が知られている。
成する方式では,3本以上のビームを合成する場合,ビ
ームスプリッタを複数段に重ねて使用する必要がある。
このため,装置が複雑化,大型化する問題点がある。
は,3個以上のレーザ発光源を1チップ上に実装可能だ
が,レーザ発光源間の距離が固定されてしまうのでビー
ム間隔を独立して調節することができない問題点があ
る。かかる場合には,レーザ発光源の実装位置の誤差が
そのままビーム間のピッチの誤差となり,当該誤差の補
正が困難になる。また,すべてのビームを1つのコリメ
ートレンズで賄うため,レーザ発光源の数が増えるに従
い,結像性能のバラツキが大きくなる問題点がある。更
に,半導体レーザアレイは,高価である問題点がある。
のであって,簡易かつコンパクトに構成でき,ビーム間
隔が独立して調節可能なマルチビーム走査装置を提供す
ることを目的とする。
るマルチビーム走査装置を提供することを目的とする。
めに,請求項1では,マルチビームを出射するマルチビ
ーム光源を有し,前記マルチビーム光源を光軸中心に回
動させて情報の記録密度を変化させるマルチビーム走査
装置において,前記マルチビーム光源は,2個のレーザ
発光源をアレイ状に配設した半導体レーザアレイと,単
光源の半導体レーザとを有し,前記単光源の前記半導体
レーザは,そのビームスポットが,前記半導体レーザア
レイの2個のビームスポットの略中央に位置するように
配設されていることを特徴とするマルチビーム走査装置
を提供する。
のマルチビーム光源を構成できるので,ビームスプリッ
タを複数段設ける必要がない。このため,マルチビーム
走査装置の構成が簡単になり,全体的にコンパクト化で
きる。また,半導体レーザごとに別個のコリメータレン
ズを使用できるので,結像性能が安定する。
チップ上に実装した半導体レーザアレイのみではビーム
間隔を独立して調節できないが,本発明では半導体レー
ザアレイと半導体レーザとでマルチビームを構成するの
で,これら半導体レーザアレイと半導体レーザとの相対
位置関係を変えることにより,ビーム間隔が独立して調
節可能となる。
レーザアレイは,3個以上のレーザ発光源を有する半導
体レーザアレイよりも比較的入手し易く,低廉なので,
マルチビーム走査装置を安価に構成できる。
スポットを,前記半導体レーザアレイの2個のビームス
ポットの略中央に位置させれば,当該中央のビームスポ
ットを中心に回転させることで,ビーム間隔の調節が独
立して行える。このため,ビーム間隔の調節が容易に行
え,組立効率が向上する。
査装置(請求項1)において,前記単光源の半導体レー
ザの光軸を中心として前記マルチビーム光源を回動させ
るマルチビーム光源回動手段を具備することを特徴とす
るマルチビーム走査装置を提供する。
のマルチビーム光源回動手段を予め設けたので,前記ビ
ーム間隔の調節を容易に行うことが出来る。
査装置(請求項1または請求項2)において,前記単光
源の半導体レーザのビームスポット径が,前記半導体レ
ーザアレイのビームスポット径より大きいことを特徴と
するマルチビーム走査装置を提供する。
立時には,前記単光源の半導体レーザのビームスポット
を前記半導体レーザアレイの2個のビームスポットの略
中央に位置させるが,後の諸要因(機械振動に起因する
歪みなど)により前記ビームスポットの位置が変動する
場合がある。かかる場合,組立時に調節したビーム間隔
が変動してしまうが,前記単光源の半導体レーザのビー
ムスポット径を前記半導体レーザアレイの2個のビーム
スポット径よりも若干大きめに設定していれば,前記ビ
ーム間隔の変動が判別されにくい。このため,経時的に
安定した画像品質が得られる。
するマルチビーム光源を有し,前記マルチビーム光源を
光軸中心に回動させて情報の記録密度を変化させるマル
チビーム走査装置において,前記マルチビーム光源は,
2つの半導体レーザアレイを有し,一方の前記半導体レ
ーザアレイは,アレイ状に配設した2個のレーザ発光源
を有し,かつ前記一方の半導体レーザアレイの2個のビ
ームスポットが,光軸に対して対称となるように配置さ
れ,他方の前記半導体レーザアレイは,アレイ状に配設
した2個のレーザ発光源を有し,かつ前記他方の半導体
レーザアレイの2個のビームスポットが,前記光軸に対
して対称となるように配置されていることを特徴とする
マルチビーム走査装置を提供する。
のマルチビーム光源を構成できるので,ビームスプリッ
タを複数段設ける必要がない。このため,マルチビーム
走査装置の構成が簡単になり,全体的にコンパクト化で
きる。また,半導体レーザごとに別個のコリメータレン
ズを使用できるので,結像性能が安定する。
チップ上に実装した半導体レーザアレイのみ ではビーム
間隔を独立して調節できないが,本発明では2つの半導
体レーザアレイでマルチビームを構成するので,これら
2つの半導体レーザアレイの相対位置関係を変えること
により,ビーム間隔が独立して調節可能となる。
レーザアレイは,3個以上のレーザ発光源を有する半導
体レーザアレイよりも比較的入手し易く,低廉なので,
マルチビーム走査装置を安価に構成できる。
個のビームスポットを,同一の光軸に対して各々対称に
位置させれば,当該光軸を中心に回転させることで,ビ
ーム間隔の調節が独立して行える。このため,ビーム間
隔の調節が容易に行え,組立効率が向上する。
査装置(請求項4)において,同一の前記光軸を中心と
して前記マルチビーム光源を回転させるマルチビーム光
源回動手段をさらに有することを特徴とするマルチビー
ム走査装置を提供する。
のマルチビーム光源回動手段を予め設けたので,前記ビ
ーム間隔の調節を容易に行うことが出来る。
するマルチビーム光源を有し,前記マルチビーム光源を
光軸中心に回動させて情報の記録密度を変化させるマル
チビーム走査装置において,前記マルチビーム光源を2
つ設け,当該マルチビーム光源が,2個のレーザ発光源
をアレイ状に配設した半導体レーザアレイと各々の光ビ
ームを平行光束とするコリメートレンズとから構成さ
れ,一方のコリメートレンズの焦点距離が,他方のコリ
メートレンズの焦点距離と異なることを特徴とするマル
チビーム走査装置を提供する。
一方の半導体レーザアレイのビームスポットの間に,他
方の半導体レーザアレイのビームスポットを位置させる
ことが出来る。このようにすれば,4本ビームの場合で
も各ビーム間隔の調節が独立して行える。
装置において,前記一方のコリメートレンズの焦点距離
が,他方のコリメートレンズの焦点距離の3倍であるこ
とを特徴とするマルチビーム走査装置を提供する。
ムの場合は,一方の半導体レーザアレイの焦点距離を他
方の半導体レーザアレイの焦点距離の3倍とすれば,ビ
ーム間隔が均等になる。
照して詳細に説明する。なお,これらの実施の形態によ
り本発明が限定されるものではない。
ある。このマルチビーム走査装置100は,マルチビー
ムを出射するマルチビーム光源ユニット1と,出射され
たマルチビームを副走査方向に絞りこむシリンダレンズ
2と,マルチビームのビーム間のピッチに応じて回転数
が切り換えられるポリゴンミラー3と,主走査方向のド
ットピッチを均等にするfθレンズ4およびトロイダル
レンズ5と,ビームを反射する反射鏡6と,ビームの被
走査媒体である感光体ドラム7とを具備している。
の構造説明図である。10は,2個のレーザ発光源(図
示省略)が同一チップ内にアレイ状に配設され,パッケ
ージングされた半導体レーザアレイである。11は,単
光源の半導体レーザである。
レーザ11は,偏向方向を一致させて同一平面(XY平
面)上に配設されている。半導体レーザアレイ10およ
び半導体レーザ11から出射したレーザビームは,コリ
メータレンズ12,13によりそれぞれ平行なレーザビ
ーム14,15とされ,続いて,アパーチャ16,17
により所定のレーザビーム径に整形される。このレーザ
ビーム径については後述する。
ザ発光源は,コリメータレンズ12の光軸Zに対して均
等に偏心している。このため,レーザビーム14a,1
4bは,図に示すように,所定角度(2θ)隔てて出射
される。
ム15は,1/2波長板18で偏向面を90度回転し,
ビーム合成プリズム19に入射する。続いて,斜面19
aで内面反射し,偏向ビームスプリッタ面19bで反射
し,コリメートレンズ12の光軸近傍に合成される。
ット1を前記コリメートレンズ12の光軸Zを中心に回
動させれば,レーザビーム14a,14bのビームスポ
ット14a’,14b’がレーザビーム15のビームス
ポット15’を中心に回動し,副走査方向Yのビーム間
のピッチを変更することが出来る。
ムスポット径は,前記ビームスポット14a’,14
b’のビームスポット径より大きく整形される。ビーム
スポット径は,前記アパーチャ16,17により定ま
る。
立工程を示す説明図である。前記半導体レーザアレイ1
0は,コリメータレンズ12の光軸と一致するように支
持体23に固定される。
に固定される。
に取り付けられる。当該取り付けは,ネジ32〜35に
より後述するフランジ部材29と共に行われる。
められ,基体25の穴25aに緊合される。同様に,コ
リメータレンズ13は,鏡筒に納められ,基体25の穴
25bに緊合される。続いて,半導体レーザアレイ10
と半導体レーザ11とに対する光軸方向の位置合わせを
行う。
れ,半導体レーザアレイ10用の整形スリット16a
と,半導体レーザ11用の整形スリット17aとを有し
ている。
7a上に配置される。また,フランジ部材29には,前
記ビーム合成プリズム19が内設される。
長板20は,前記フランジ部材29および前記基体25
により把持される。
導体レーザ11の駆動回路が形成される基板である。
レンズ12の光軸Zと同軸に形成された円筒状突起29
aを有する。この円筒状突起29aは,マルチビーム走
査装置100のハウジング(図示省略)に回動可能に挿
入される。この円筒状突起29aを中心に前記マルチビ
ーム光源ユニット1自体を回転させ,ビーム間隔P(図
2)を調節し,固定する。なお,このビーム間隔の調節
は,自動的に行うようにしてもよい。
情報記録動作について説明する。まず,マルチビーム光
源ユニット1から出射したマルチビームは,前記シリン
ダレンズ2で副走査方向に絞りこまれ,続いて,ポリゴ
ンミラー3により反射される。続いて,前記反射したビ
ームは,fθレンズ4およびトロイダルレンズ5を通る
ことで主走査方向のドットピッチが均等化される。かか
る処理がなされたマルチビームは,前記反射鏡6により
反射され,感光体ドラム7上を走査する。これにより情
報の記録が行われる。
マルチビーム光源ユニット1を回転させ,ビーム間のピ
ッチを変更する。これより,記録密度が切換えられる。
様にマルチビームを前記マルチビーム光源ユニット1か
ら出射し,前記感光体ドラム7上を走査する。これによ
り切り換え後の記録密度で情報の記録が行われる。な
お,前記マルチビーム光源ユニット1の回転を自動制御
するようにしてもよい。
0では,半導体レーザアレイ10と半導体レーザ11と
の2つを用いてレーザビームを出射するので,前記ビー
ム合成プリズム19が1つで済む。このため,マルチビ
ーム走査装置100の構成が簡単かつコンパクトにな
る。更に,半導体レーザアレイ10は,比較的入手し易
く低廉なので,マルチビーム走査装置100が安価にな
る。
ット15’を,前記半導体レーザアレイ10のビームス
ポット14a’,14b’の中央に位置させるようにし
た。このため,前記ビームスポット15’を中心に回転
させることで,ビーム間隔P,Pの調節が独立して行え
る。それゆえ,ビーム間隔P,Pの調節が容易になり,
組立効率が向上する。なお,前記ビームスポット15’
の位置を移動することで,ビーム間隔Pを調節すること
も可能である。
回転させることで,ビーム間隔の調節を容易に行うこと
が出来る。また,前記マルチビーム光源ユニット1の回
転を自動制御すれば,ビーム間隔の調節が更に容易にな
る。
15’のビームスポット径を,前記半導体レーザアレイ
10のビームスポット14a,14bのビームスポット
径より大きくしたので,後の諸要因により前記ビームス
ポットの位置が変動しても,前記ビーム間のピッチP,
Pの変動が判別されにくい。このため,経時的に安定し
た画像品質が得られる。
使用し,4本ビームのマルチビームを構成した。更に,
一方のコリメータレンズの焦点距離を他方のコリメート
レンズの焦点距離の3倍とした。その他の構成は上記実
施の形態1と略同様とした。
調節方式を示す説明図である。104,105は,半導
体レーザアレイである。半導体レーザアレイ104はレ
ーザビーム14a,14bを出射し,半導体レーザアレ
イ105はレーザビーム15a,15bを出射する。前
記半導体レーザアレイ104,105は,像画にてビー
ムスポット14a’,14b’の中点と,ビームスポッ
ト15a’,15b’の中点とが一致するように配置す
る。
05を保持するマルチビーム光源ユニット(図示省略)
は,ビームスポット14a’,14b’と,ビームスポ
ット15a’,15b’とが前記中点を中心にして別個
独立に回転しうる構造となっている。
同様に,前記マルチビーム光源ユニットを回転させるこ
とにより行う。すなわち,ビームスポット14a’,1
4b’の間隔を所定ピッチ(3P)となるように回転調
節して,固定する。次に,ビームスポット15a’,1
5b’の間隔を所定ピッチ(P)となるように調節し
て,固定する。
レーザアレイのレーザ発光源の間隔を変更すれば,前記
焦点距離を異なるものとすることが出来る。
る半導体レーザアレイであれば,他方が,3個以上のレ
ーザ発光源を有する半導体レーザアレイであっても,そ
のレーザ発光源の配列中心をコリメータレンズの光軸に
合わせることで上記同様に構成できる。
ーム走査装置(請求項1)によれば,2個の半導体レー
ザで3ビームのマルチビーム光源を構成できるので,ビ
ームスプリッタを複数段設ける必要がない。このため,
マルチビーム走査装置の構成が簡単になり,全体的にコ
ンパクト化できる。また,2個のレーザ発光源を有する
半導体レーザアレイと,単光源の半導体レーザとでマル
チビームを構成するので,半導体レーザアレイと半導体
レーザとの相対位置関係を変えることによりビーム間隔
を独立して調節可能となる。更に,2個のレーザ発光源
を有する半導体レーザアレイは,比較的入手し易く且つ
低廉なので,マルチビーム走査装置を安価に構成でき
る。
求項1)によれば,前記単光源の半導体レーザのビーム
スポットを,前記半導体レーザアレイの2個のビームス
ポットの略中央に位置させるので,前記半導体レーザア
レイの2個のビームスポットを前記中央位置を中心に回
転させることで,ビーム間隔の調節が独立して行える。
このため,ビーム間隔の調節が容易になり,組立効率が
向上する。
求項2)によれば,前記単光源の半導体レーザの光軸を
中心として前記マルチビーム光源を回動させるマルチビ
ーム回動手段を設けたので,ビーム間隔の調節を容易に
行うことが出来る。
求項3)によれば,前記単光源の半導体レーザのビーム
スポット径を,前記半導体レーザアレイのビームスポッ
ト径より大きくした。このため,後の諸要因により前記
ビームスポットの位置が変動しても,前記ビーム間隔の
変動が判別されにくい。このため,経時的に安定した画
像品質が得られる。
4)によれば,2個の半導体レーザで4ビーム のマルチ
ビーム光源を構成できるので,ビームスプリッタを複数
段設ける必要がない。このため,マルチビーム走査装置
の構成が簡単になり,全体的にコンパクト化できる。ま
た,2つの半導体レーザアレイでマルチビームを構成す
るので,2つの半導体レーザアレイの相対位置関係を変
えることによりビーム間隔を独立して調節可能となる。
更に,2個のレーザ発光源を有する半導体レーザアレイ
は,比較的入手し易く且つ低廉なので,マルチビーム走
査装置を安価に構成できる。
求項5)によれば,前記単光源の半導体レーザの光軸を
中心として前記マルチビーム光源を回動させるマルチビ
ーム回動手段を設けたので,ビーム間隔の調節を容易に
行うことが出来る。
求項6)によれば,2つの半導体レーザアレイのビーム
スポットをそれぞれ異なる焦点距離にしておけば,一方
の半導体レーザアレイのビームスポットの間に,他方の
半導体レーザアレイのビームスポットを位置させること
が出来る。このため,4本ビームの場合でも各ビーム間
隔の調節が独立して行える。
求項7)によれば,前記一方のコリメートレンズの焦点
距離が,他方のコリメートレンズの焦点距離の3倍にな
るようにした。このため,ビーム間隔が均等になる。
査装置を示す構成図である。
る。
明図である。
す説明図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 マルチビームを出射するマルチビーム光
源を有し,前記マルチビーム光源を光軸中心に回動させ
て情報の記録密度を変化させるマルチビーム走査装置に
おいて, 前記マルチビーム光源は, 2 個のレーザ発光源をアレイ状に配設した半導体レーザ
アレイと, 単光源の半導体レーザとを有し, 前記単光源の前記半導体レーザは,そのビームスポット
が,前記半導体レーザアレイの2個のビームスポットの
略中央に位置するように配設されてい ることを特徴とす
るマルチビーム走査装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のマルチビーム走査装置
において,前記単光源の半導体レーザの光軸を中心とし
て前記マルチビーム光源を回動させるマルチビーム光源
回動手段を具備することを特徴とするマルチビーム走査
装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のマルチ
ビーム走査装置において,前記単光源の半導体レーザの
ビームスポット径が,前記半導体レーザアレイのビーム
スポット径より大きいことを特徴とするマルチビーム走
査装置。 - 【請求項4】 マルチビームを出射するマルチビーム光
源を有し,前記マルチビーム光源を光軸中心に回動させ
て情報の記録密度を変化させるマルチビーム走査装置に
おいて, 前記マルチビーム光源は,2つの半導体レーザアレイを
有し, 一方の前記半導体レーザアレイは, アレイ状に配設した2個のレーザ発光源を有し,かつ前
記一方の半導体レーザアレイの2個のビームスポット
が,光軸に対して対称となるように配置され, 他方の前記半導体レーザアレイは,アレイ状に配設した
2個のレーザ発光源を有し,かつ前記他方の半導体レー
ザアレイの2個のビームスポットが,前記光軸に対して
対称となるように配置されていることを特徴とするマル
チビーム走査装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載のマルチビーム走査装置
において,同一の前記光軸を中心として前記マルチビー
ム光源を回転させるマルチビーム光源回動手段をさらに
有することを特徴とするマルチビーム走査装置。 - 【請求項6】 マルチビームを出射するマルチビーム光
源を有し,前記マルチビーム光源を光軸中心に回動させ
て情報の記録密度を変化させるマルチビーム走査装置に
おいて, 前記マルチビーム光源を2つ設け, 当該マルチビーム光源が,2個のレーザ発光源をアレイ
状に配設した半導体レーザアレイと各々の光ビームを平
行光束とするコリメートレンズとから構成され,一方の
コリメートレンズの焦点距離が,他方のコリメートレン
ズの焦点距離と異なることを特徴とするマルチビーム走
査装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載のマルチビーム走査装置
において,前記一方のコリメートレンズの焦点距離が,
他方のコリメートレンズの焦点距離の3倍であることを
特徴とするマルチビーム走査装置。
Priority Applications (2)
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JP06898296A JP3520151B2 (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | マルチビーム走査装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
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JPH09236763A JPH09236763A (ja) | 1997-09-09 |
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JP06898296A Expired - Fee Related JP3520151B2 (ja) | 1996-01-18 | 1996-03-01 | マルチビーム走査装置 |
Country Status (1)
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1996
- 1996-03-01 JP JP06898296A patent/JP3520151B2/ja not_active Expired - Fee Related
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