JP3830809B2 - Laser processing system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一の被加工物をステージ上に搬送してレーザ光を照射することにより所定の加工を行うレーザ加工システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えばレーザにより被加工物をステージ上で加工する際、当該ステージ上に被加工物を搬送して固定し、加工情報に基づいて当該被加工物にレーザ光を照射して所定の加工を施すのが一般的である。例えば、用紙に対してレーザにより貫通孔を形成し、又は所定深さ分を削り取ることにより、当該用紙に所定の情報を形成させることも行われている。このように加工をステージ上で行う場合の被加工物、特に用紙等の可撓性を有する被加工物の当該ステージ上への搬送が安定して行えることが必要である。
【0003】
ここで、図7に、従来のレーザ加工システムにおけるステージ部分の説明図を示す。図7(A)はレーザ加工システムにおけるステージ部分の概略斜視図、図7(B)はステージ表面の一形態の説明図、図7(C)はステージ表面の他形態の説明図である。図7(A)において、レーザ加工システム101は、加工を行うステージ102の下方には被加工物を固定するための例えば吸引手段103が設けられ、上方にはレーザ照射部104が配置される。このステージ102に被加工物としての例えば単葉の用紙105が搬送され、当該ステージ102上の所定位置に搬送されたときに上記吸引手段103により当該ステージ102上で吸着状態として固定させるものである。なお、ステージ102上に用紙105を搬送する搬送手段は図示していないが、例えばベルト搬送駆動により行われる。
【0004】
上記ステージ102は、上記吸引手段103により用紙105を吸引固定させるために、その表面には吸引のための孔が形成される。例えば、図7(B)に示すように、ステージ102の表面全面に平面円形孔111が等間隔又は不規則に所定数形成されたものや、図7(C)に示すように、ステージ102の表面をハニカム構造としたハニカム孔112が形成されたものが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ステージ102上に用紙105等の可撓性を有する被加工物を搬送させる際、当該ステージ102の表面が円形孔111やハニカム孔112で形成されていることから、そのエッジ部分で搬送される用紙(被加工物)が引っ掛かり、搬送障害を生じさせやすく、安定した被加工物のステージ上への搬送を行うことができないという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、被加工物をステージ上に安定して搬送可能とするレーザ加工システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明では、被加工物に対して所定の加工情報にしたがってレーザ光を照射して所定の加工を行うレーザ加工システムであって、内部が吸引のための空間領域であり、前記被加工物の載置面に、当該被加工物の搬送方向に回転自在なローラが所定数設けられ、当該ローラ間を吸引のための開口とさせるステージと、前記ステージの空間領域に対して備えられ、前記吸引のための開口から前記載置面上の被加工物を吸引固定する吸引機構と、少なくとも、前記ステージに対して前記被加工物を搬送する搬送手段と、前記ステージ上に位置された前記被加工物に対し、レーザ光を照射して所定の加工を行うためのレーザ照射手段と、を有する構成とする。
【0008】
請求項2の発明では、「前記ステージに設けられる前記所定数のローラの占める範囲が、前記レーザ照射手段によるレーザ照射範囲より大である」構成である。
【0009】
このように、搬送手段で搬送されてきた被加工物がステージに搬入され、所定数のローラの搬送方向への回転等で当該ステージの所定位置に載置されて当該ローラ間の吸引開口で当該被加工物を吸引固定された後にレーザ照射手段で所定のレーザ加工が行われる。すなわち、レーザ加工時に吸引手段で被加工物の位置ずれを防止すると共に、煙排出を行わせることができ、そのための吸引開口部分でローラが回転することで搬入される被加工物が吸引固定のための開口部分に引っ掛かることなく、スムーズにステージ上に位置されて搬送障害が防止され、被加工物をステージ上に安定して搬送させることが可能となるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図により説明する。本実施形態では、被加工物を用紙とし、これに文字、図形を適宜印字する場合として説明するもので、レーザによる加工形態を貫通または表面切削の何れにも適用することができるものである。このことは、被加工物が用紙に限らず、また加工形態に限らず、本発明におけるステージ上での搬送障害を防止するという効果を奏するものであれば何れのものであってもよいことはもちろんである。
【0011】
図1に、本発明に係るレーザ加工システムの第1実施形態の構成図を示す。図1に示すレーザ加工システム11は、その主要部を示したもので、ステージ12、搬送手段であるベルト搬送部13,14、レーザ照射手段15および固定手段としての吸引機構16を有して構成される。上記ステージ12は、被加工物である用紙の載置面に、当該用紙の少なくとも搬送方向に回転自在な回転部材であるローラ21が所定数設けられたものである(図2で説明する)。各ローラ21は、例えば外径6mm、長さ150mmのアルミニウム製でレーザ光の反射を防止するために表面を陽極酸化して黒色の耐食性酸化皮膜を形成する処理が施される。
【0012】
また、各ローラ21はステージ12の表面上より例えば0.5mm高く配置され、これがステージ12上に占める範囲として、レーザ照射手段15によるレーザ照射範囲より大に設けられるものである。これらローラ21は、例えば軸21A内にバネを設ける等して1本ずつ取り外し可能とすることができるものである。なお、図では一例としての8本のローラ21を配置した場合を示しているが、例えばA4サイズの用紙を使用する場合として、上記寸法のローラ21が7mmピッチで21本配置される。
【0013】
上記ベルト搬送部13はステージ12に対して用紙を搬送するためのもので、ベルト搬送部14はステージ12上でレーザ加工された用紙を排出するためのものである。なお、各ベルト搬送部13,14は、被加工物の用紙を載置した状態で搬送させるように図示してあるが、当該用紙を挟持して搬送させるように各2段で構成してもよい。また、用紙のベルト搬送部14への排出機構は省略してあり、例えば、ベルト搬送14側の所定数の回転部材21を回転駆動させることで排出することができる。
【0014】
上記レーザ照射手段15は、ステージ12上に位置された用紙に対し、図示しない制御手段より送信されてくる加工情報に基づいてレーザ光を照射して所定の加工を行うためのものである。なお、このレーザ照射手段15によるレーザ照射は、図示しない駆動制御手段によりレーザ照射範囲で用紙上をスキャニングされるものである。
【0015】
上記吸引機構16は、レーザ加工時におけるステージ12の加工位置上の用紙を、各ローラ21間より吸引して固定することにより、レーザ加工時の用紙位置ずれを防止させるためのものである。この場合、吸引される用紙が各ローラ21で波打たないように、当該用紙(被加工物)の厚さ、堅さ等に応じて吸引力が適宜調整される。また、吸引機構16は、レーザ加工時発生する煙を排出する役割をも果たすものである。
【0016】
ここで、図2に、図1のステージの構成図を示す。図2(A)はステージの平面図であり、図2(B)は図2(A)のA−A断面図である。図2(A)、(B)において、ステージ12は、内部が空間領域であり、上面(表面)に開口部22が形成される。そして、開口部22内の対向する側部間で、同図では一例として8本(A4サイズの用紙であれば21本)のローラ21が軸21Aにより用紙搬送方向で軸回転自在に軸支されたものである。これらローラ21は、単に加えられる力によって回転するものでもよく、また図示しない駆動手段により回転制御を行ってもよい。
【0017】
そして、ステージ12上には二点鎖線で示される用紙31が位置されるものとして、開口部22内に設けられた各ローラ21間がエアの通り道となって当該用紙31を吸引固定させることとなるものである。また、ステージ12上における上記レーザ照射手段15によるレーザ照射の範囲32が一点鎖線で示され、上記各ローラ21は、そのステージ12上で占める範囲がレーザ照射範囲32より大に設けられるものである。
【0018】
すなわち、図2(B)に示されるように、ステージ12上に用紙31が対応するローラ21の回転(および/またはローラ21表面上の滑り)で加工位置に位置されたときに、吸引機構16の吸引駆動で各ローラ21間での吸引力により、当該用紙21が各ローラ21表面上に吸着したと同様の状態となって固定されるものである。
【0019】
そこで、図3に、図1におけるレーザ加工システムの加工時状態の説明図を示す。図3において、ベルト搬送部13で用紙31が搬送されて、ステージ12上に搬入されるもので、その際、対応するローラ21の回転(および表面滑り)で何れにも引っ掛かることなくスムーズにステージ12上に搬入され、加工位置まで搬送されて位置される。そのとき、吸引機構16の吸引駆動により当該用紙31は吸引固定される。
【0020】
そして、所定の加工情報に基づいてレーザ照射手段15によりレーザ光15Aが用紙31上の所定位置に順次照射されてレーザ加工が行われるものである。レーザ加工後は、吸引機構16による吸引が解除され、加工済の用紙31は、ベルト搬送部14に排出され、スタッカ等に搬送されるものである。
【0021】
このように、ステージ12上に用紙31が搬入される際に、対応のローラ21の回転等で当該用紙31が何れにも引っ掛かることなく、スムーズにステージ12上に位置されることから搬送障害が防止され、用紙31をステージ12上に安定して搬送させることができるものである。また、各ローラ21と用紙31との接触面積が小さく、レーザによる貫通加工時に当該ローラ21に与えるダメージを軽減させることができると共に、各ローラ21をそれぞれ取り外し可能とさせることでダメージを受けたローラ21の交換を容易とすることができるものである。
【0022】
続いて、図4に、本発明に係るレーザ加工システムの他の実施形態の構成図を示す。図1〜図3に示すレーザ加工システム11のステージ12に設けられるローラ21は、用紙搬送方向に対して1列で設けた場合を示したが、図4に示すレーザ加工システム11ではステージ12上に例えば2つの開口部22A,22Bを形成し、各ローラ21Aを2列で配置した場合を示している。この場合のローラ21Aは長さが異なるだけであり、ステージ12上で各ローラ21A全体の占める範囲がレーザ照射範囲32により大であることは前記と同様である。
【0023】
このように各ローラ21Aを用紙搬送方向に対して2列に配置することとしても、上記同様に用紙31をステージ12上に安定して搬送させることができるものである。したがって、各ローラ21Aを2列に配置させる場合に限らず、適宜複数列配置させることができるものである。
【0024】
次に、図5に本発明に係るレーザ加工システムの第2実施形態の構成図を示すと共に、図6に図5のステージの構成図を示す。なお、図5および図6は、単独の実施形態として示されているが、前記第1の実施形態における回転部材と混在させたものであってもよい。図5に示すレーザ加工システム11は、ステージ12上に回転部材として、図6(B)に示すような保持体41A内で被加工物である用紙の少なくとも搬送方向に回転自在な所定数の転がり部材である球状のコロ41が設けられると共に、所定箇所に所定数の孔42が設けられたものであり(図5、図6(A))、他の構成は図1および図4と同様であって、説明を省略する。なお、図6(B)は、図6(A)のB−B断面図である。
【0025】
すなわち、球状の各コロ41は、例えば外径6mmのステンレス球製でレーザ光の反射を防止するために表面を黒色処理し、ステージ12表面上より例えば5mmの高さとなるように設けたものである。このような球状の各コロ41は、図6(B)に示すように、ステージ12上部に保持体41Aが対応数設けられて、当該保持体41A内に離脱されないように保持されたものであり、あたかもボールベアリングのように何れの方向にも回転自在に内在されたものである。
【0026】
また、上記孔42は、位置された用紙31を吸引固定すると共に、貫通加工のレーザ照射により発生した煙を排出させるためのもので、その個数および配置は適宜設定される。さらに、少なくとも、上記各球状のコロ41のステージ12上での占める範囲は、上記同様にレーザ照射範囲32より大に設けられるものである。
【0027】
そして、図6(B)に示すように、ステージ12上に搬入される用紙31に対し、対応する球状のコロ41が回転(および表面滑り)することによって、当該用紙31が何れにも引っ掛かることなく、スムーズに加工位置まで搬送され、吸引機構16で当該用紙31を吸引固定した後に、加工情報にしたがってレーザ照射手段15よりレーザ光15Aが照射されてレーザ加工が行われるものである。なお、図5および図6では、回転部材としての転がり部材を球状のコロ41とした場合を示したが、用紙搬送方向に回転自在な棒状の転がり部材を用いてもよい。
【0028】
上記のように、ステージ12上に設けられる回転部材を転がり部材で構成することによっても、上記同様に、用紙31をステージ12上に安定して搬送させることができるものである。また、各球状のコロ41(転がり部材)と用紙31との接触面積が小さく、レーザによる貫通加工時に当該コロ41(転がり部材)に与えるダメージを軽減させることができるものである。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、搬送手段で搬送されてきた被加工物がステージに搬入されてきたときに、所定数のローラの搬送方向への回転等で当該ステージの所定位置に載置されて当該ローラ間の吸引開口で当該被加工物を吸引固定された後にレーザ照射手段で所定のレーザ加工を行わせることにより、加工時における被加工物の位置ずれ防止、煙排出を図ることができると共に、搬入される被加工物が吸引固定のための開口部分に引っ掛かることなく、スムーズにステージ上に位置されて搬送障害を防止することができ、被加工物をステージ上に安定して搬送させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレーザ加工システムの第1実施形態の構成図である。
【図2】図1のステージの構成図である。
【図3】図1におけるレーザ加工システムの加工時状態の説明図である。
【図4】本発明に係るレーザ加工システムの他の実施形態の構成図である。
【図5】本発明に係るレーザ加工システムの第2実施形態の構成図である。
【図6】図5のステージの構成図である。
【図7】従来のレーザ加工システムにおけるステージ部分の説明図である。
【符号の説明】
11 レーザ加工システム
12 ステージ
13,14 ベルト搬送部
15 レーザ照射手段
16 吸引機構
21 ローラ
22 開口部
31 用紙
32 レーザ照射範囲
41 コロ
42 孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing system that performs predetermined processing by conveying a single workpiece onto a stage and irradiating it with laser light.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, when processing a workpiece on a stage with a laser, the workpiece is transported and fixed on the stage, and predetermined processing is performed by irradiating the workpiece with laser light based on processing information. It is common to apply. For example, predetermined information is also formed on the paper by forming a through-hole with a laser on the paper or scraping a predetermined depth. In this way, it is necessary to stably carry a workpiece to be processed on the stage, particularly a flexible workpiece such as paper, onto the stage.
[0003]
Here, FIG. 7 shows an explanatory diagram of a stage portion in a conventional laser processing system. 7A is a schematic perspective view of a stage portion in the laser processing system, FIG. 7B is an explanatory view of one form of the stage surface, and FIG. 7C is an explanatory view of another form of the stage surface. In FIG. 7A, in the
[0004]
The
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a flexible workpiece such as
[0006]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a laser processing system capable of stably transporting a workpiece on a stage.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
[0008]
In the invention of
[0009]
Thus, the workpiece which has been conveyed by the conveying means is conveyed to the stage, is placed at a predetermined position of the stage in the rotation or the like to the conveying direction of the roller of Tokoro constant the suction opening between the rollers After the workpiece is sucked and fixed , predetermined laser processing is performed by the laser irradiation means. That is, the position of the workpiece can be prevented from being displaced by the suction means during laser processing, and smoke can be discharged, and the workpiece to be loaded is fixed by suction when the roller rotates at the suction opening portion . Therefore, the workpiece can be smoothly positioned on the stage without being caught by the opening portion for preventing the conveyance failure, and the workpiece can be stably conveyed on the stage.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case is described in which a workpiece is paper, and characters and figures are appropriately printed on the paper, and a laser processing mode can be applied to either penetration or surface cutting. This means that the workpiece is not limited to a sheet, and is not limited to a processing form, and any material may be used as long as it has an effect of preventing a conveyance failure on the stage in the present invention. Of course.
[0011]
FIG. 1 shows a configuration diagram of a first embodiment of a laser processing system according to the present invention. A
[0012]
Further, each
[0013]
The
[0014]
The laser irradiating means 15 is for performing predetermined processing by irradiating the paper positioned on the
[0015]
The
[0016]
Here, FIG. 2 shows a configuration diagram of the stage of FIG. 2A is a plan view of the stage, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A. 2A and 2B, the inside of the
[0017]
Then, assuming that the
[0018]
That is, as shown in FIG. 2B, when the
[0019]
FIG. 3 is an explanatory diagram of a state during processing of the laser processing system in FIG. In FIG. 3, the
[0020]
Based on the predetermined processing information, the
[0021]
Thus, when the
[0022]
Next, FIG. 4 shows a configuration diagram of another embodiment of the laser processing system according to the present invention. Although the
[0023]
As described above, even when the rollers 21A are arranged in two rows with respect to the paper conveyance direction, the
[0024]
Next, FIG. 5 shows a block diagram of a second embodiment of the laser processing system according to the present invention, and FIG. 6 shows a block diagram of the stage of FIG. 5 and 6 are shown as a single embodiment, they may be mixed with the rotating member in the first embodiment. The
[0025]
That is, each
[0026]
The
[0027]
Then, as shown in FIG. 6B, when the corresponding
[0028]
As described above, by configuring the rotating member provided on the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the workpiece conveyed by the conveying means is carried into the stage, the workpiece is placed at a predetermined position of the stage by rotating the predetermined number of rollers in the conveying direction or the like. After the workpiece is sucked and fixed by the suction opening between the rollers, the laser irradiation means performs predetermined laser processing to prevent the workpiece from being displaced during processing and to discharge smoke. In addition, the workpiece to be loaded can be smoothly positioned on the stage without being caught by the opening for suction fixation, and it is possible to prevent the conveyance trouble, and the workpiece can be stably placed on the stage. It can be transported.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of a laser processing system according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the stage of FIG. 1;
3 is an explanatory diagram of a state during processing of the laser processing system in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of another embodiment of a laser processing system according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment of a laser processing system according to the present invention.
6 is a configuration diagram of the stage of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram of a stage portion in a conventional laser processing system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
内部が吸引のための空間領域であり、前記被加工物の載置面に、当該被加工物の搬送方向に回転自在なローラが所定数設けられ、当該ローラ間を吸引のための開口とさせるステージと、
前記ステージの空間領域に対して備えられ、前記吸引のための開口から前記載置面上の被加工物を吸引固定する吸引機構と、
少なくとも、前記ステージに対して前記被加工物を搬送する搬送手段と、
前記ステージ上に位置された前記被加工物に対し、レーザ光を照射して所定の加工を行うためのレーザ照射手段と、
を有することを特徴とするレーザ加工システム。A laser processing system for performing predetermined processing by irradiating a workpiece with laser light according to predetermined processing information,
Inside a space region for sucking the the mounting surface of the workpiece, conveyance direction freely rotating rollers of the workpiece is provided a predetermined number, the opening for the suction between the rollers a stage Ru is,
A suction mechanism that is provided for the space area of the stage and sucks and fixes the workpiece on the placement surface from the opening for suction;
At least conveying means for conveying the workpiece to the stage;
Laser irradiation means for performing predetermined processing by irradiating the workpiece placed on the stage with laser light;
A laser processing system comprising:
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