JP4432538B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
そこで、従来の除電技術は、最適な除電バイアスを得るために、除電バイアスを印加している際(すなわち画像形成動作中でありトナー像転写中)の除電電流を検知し、その除電電流が所定値となるように除電バイアスを制御していた(特許文献1参照)。
(1)画像形成動作(トナー像転写)中の電流値を検知するようになっていたため、画像形成動作開始時においては、最適な除電バイアスにならないことがある。
特に、高速機においては、制御による補正が間に合わず、画像形成の前半では記録材を適正に除電できないことによる異常画像が生じることがあった。
(2)検知する電流値が小さいため(数μA程度)、検知手段(電源)のコストが高くなりやすかった。
したがって、本発明の目的は、画像形成動作開始時から最適な除電バイアスを低コストで得ることができるようにすることにある。
前記転写を行う前に、予め前記除電部材に所定の電圧を印加し放電対象との間で放電させて前記除電部材と放電対象との間に流れる電流を検出し、その検出値に基づいてトナー像転写時における前記除電部材に対する除電電圧を決定することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を転写させる転写手段と、この転写手段によりトナー像が転写された記録材の帯電を除去する除電部材と、この除電部材に除電電圧を印加する除電電圧印加手段とを有する画像形成装置であって、
前記転写が行われる前に、予め前記除電部材との間で放電がなされる放電対象と、
前記転写が行われる前に、予め前記除電部材または前記放電対象に所定の電圧を印加し前記除電部材と放電対象との間で放電させる放電電圧印加手段と、
前記放電により前記除電部材と放電対象との間に流れる電流値を検出する電流値検出手段と、
この電流値検出手段による検出値に基づいて、トナー像転写時における前記除電部材に対する除電電圧値を決定する除電電圧値決定手段とを有していることを特徴とする。
このような除電方法ないし画像形成装置によれば、転写を行う前に、予め除電部材または放電対象に所定の電圧が印加されて除電部材と放電対象との間で放電が生じ、そのときに除電部材と放電対象との間に流れる電流値に基づいてトナー像転写時における除電部材に対する除電電圧が決定されるので、除電部材に紙粉等が付着して除電部材の放電能力が低下した場合でも、トナー像転写時すなわち画像形成動作開始時から、最適な除電バイアスを除電部材に印加して記録材を最適に除電することが可能となる。したがって、高速機においても、画像形成動作開始時から、記録材を最適に除電することが可能となる。
また、実際に記録材を除電するための適正な電流値が数μA程度と小さいのに対し、本発明によって予め除電部材に所定の電圧を印加して放電対象との間で放電させる際のその放電電流は数十〜数百μA程度に大きくでき、検出精度がそれほど高くはない電流値検出手段を用いても、トナー像転写時における前記記録材に対する除電電圧を決定するのに十分なだけの精度で放電電流値を検出することが可能となるため、電流値検知手段を低コストで得ることが可能となる。
また、本発明の画像形成装置は、望ましくは、前記放電対象を、前記転写手段をなす転写ローラとする。
このような構成とすれば、別途放電対象を設ける必要がなくなる。
また望ましくは、前記放電電圧印加手段は、前記除電電圧印加手段、または前記転写手段に転写電圧を印加する転写電圧印加手段で構成する。
このような構成とすれば、別途放電電圧印加手段を設ける必要がなくなる。
また望ましくは、前記電流値検出手段は、前記転写手段に流れる電流値を検出する検出手段で構成する。
このような構成とすれば、別途前記電流値検出手段を設ける必要がなくなる。
また望ましくは、前記除電部材を除電布で構成し、この除電布を、前記転写ローラで送られてくる記録材の進行方向に関して、転写ローラの下流側近傍に配置するとともに、前記除電布における記録材との対向面を、転写ローラで送られてくる記録材の面と略平行に配置しまたは、記録材の進行方向に行くにつれて記録材との間隔が大きくなるように傾斜させた構成とする。
このような構成とすれば、除電布における記録材に対する放電ポイントと転写ローラに対する放電ポイントとが略同一ポイントとなる。
したがって、より正確に、最適な除電バイアスを除電部材に印加することが可能となる。
また望ましくは、前記放電対象を、前記記録材が存在したとすれば前記除電部材との間で放電がなされるであろう部位に配置し、かつ前記記録材の通過経路から退避可能に構成する。
このような構成とすれば、除電部材による記録材に対する放電状態と放電対象に対する放電状態とが略同一状態となる。
したがって、より正確に、最適な除電バイアスを除電部材に印加することが可能となる。
図1は本発明に係る除電方法の一実施の形態を用いた画像形成装置の一例の内部構造を示す概略側面図である。
この画像形成装置は、A3サイズの用紙(記録材)の両面にフルカラー画像を形成することのできるカラー画像形成装置であり、ケース10と、このケース10内に収容された、像担持体ユニット20と、露光手段としての露光ユニット30と、現像手段としての現像器(現像装置)40と、中間転写体ユニット50と、定着手段としての定着ユニット(定着器)60とを備えている。
ケース10には装置本体の図示しないフレームが設けられており、このフレームに各ユニット等が取り付けられている。
像担持体ユニット20には、一次転写後に感光体21の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段(クリーニングブレード)23と、このクリーニング手段23で除去された廃トナーを収容する廃トナー貯留部としての廃トナー収容部24が設けられている。
ケース10の下部には、複数枚の用紙を積層保持する給紙トレイ18と、その用紙を一枚ずつ上記二次転写部T2に向けて給送する給紙ローラ19とが設けられている。
中間転写体ユニット50は、図示しないユニットフレームと、このフレームで回転可能に支持された駆動ローラ54,従動ローラ55,一次転写ローラ56、一次転写部T1でのベルト51の状態を安定させるためのガイドローラ57,およびテンションローラ58と、これらローラに掛け回されて張架された前記中間転写ベルト51とを備えており、ベルト51が図示矢印方向に循環駆動される。感光体21と一次転写ローラ56との間において前記一次転写部T1が形成されており、駆動ローラ54と本体側に設けられた二次転写ローラ10bとの圧接部において前記二次転写部T2が形成される。
二次転写ローラ10bは、前記駆動ローラ54に対して(したがって中間転写ベルト51に対して)接離可能であり、接触した際に二次転写部T2が形成される。
したがって、カラー画像を形成する際には、二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51から離間している状態で中間転写ベルト51上において複数色のトナー像が重ね合わされてカラー画像が形成され、その後、二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51に当接し、その当接部(二次転写部T2)に用紙が供給されることによって用紙上にカラー画像(トナー像)が転写されることとなる。
トナー像が転写された用紙は、定着ユニット60の加熱ローラ対61を通ることでトナー像が溶融定着され、上記排紙トレイ部15に向けて排出される。
したがって、上記二次転写部T2から定着器60に至るまでの間、トナー像は用紙上に定着されない状態で搬送される。
同図において10gは紙ガイドであり、図示しない一対のサイドフレームに取り付けられていて、そのサイドフレームが軸10hにより揺動可能に構成されていることで紙ガイド10gも軸10h回りに揺動可能である。二次転写ローラ10bも上記一対のサイドフレームに取り付けられているので、紙ガイド10gとともに揺動する。
図2に示すように紙ガイド10gおよび二次転写ローラ10bが揺動して二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51に対して当接することにより、上述したように二次転写部T2が形成され、二次転写部T2に用紙(記録材)Sが供給されることによって中間転写ベルト51から用紙S上にトナー像が転写され、未定着トナー像が転写された用紙Sは紙ガイド10gで案内されて定着ユニット60へ向かって搬送されることとなる。
この帯電を放置すると、その後の記録材Sの円滑な搬送が阻害される等の不具合が生じるので、記録材Sを除電する必要がある。
そこで、この実施の形態では、以下のようにして記録材Sを除電する。
これらの図に示すように、この実施の形態では、前記二次転写が行われる前に、予め除電部材70(図2、図3参照)との間で放電がなされる放電対象(この場合前記二次転写ローラ10b)と、前記転写が行われる前に、予め除電部材70または放電対象10bに所定の電圧を印加し除電部材70と放電対象10bとの間で放電(D1)させる放電電圧印加手段71(または74)と、この放電により除電部材70と放電対象10bとの間に流れる電流値を検出する電流値検出手段72と、この電流値検出手段72による検出値に基づいて、トナー像転写時における除電部材70に対する除電電圧値を決定する除電電圧値決定手段73とを設け、前記転写を行う前に、予め除電部材70に所定の電圧を印加し放電対象との間で放電(D1)させて除電部材70と放電対象10bとの間に流れる電流を検出し、その検出値に基づいてトナー像転写時における除電部材70に対する除電電圧値を決定して除電(D2)を行うようにしてある。
除電部材70は、図2〜図4に示すように、紙ガイド10gに取り付けられており、紙ガイド10gと一緒に揺動する。
除電部材70は、無数の導電性繊維をシート状に加工した導電性不織布(除電布)で構成してあり、この導電性不織布70の上面70aを、二次転写部T2を通過してくる記録材Sに対向させ、その上面70aにおける導電性繊維の端部と記録材Sとの間で放電をさせて記録材Sを除電するようになっている。除電性不織布70は、記録材Sの幅方向全長に亘って伸びており、記録材Sの搬送方向Fに関し、導電性不織布70の左右の側縁部70b、70b(図4参照)は、記録材S上にトナー像が形成される領域A外に配置してある。
図5に示すように、導電性プレート70eは、導電性粘着テープ70fによって導電性不織布70の裏面(記録材との非対向面)70cに貼り付けられている。
図4に示すように、導電性プレート70eの四辺部分70e1は、導電性不織布70よりも外方に突出(露出)しており、この四辺部分70e1の適所が電圧印加手段71に接続されていることによって、導電性プレート70eおよび導電性粘着70fを介して導電性不織布70に電圧が印加される。
図2および図3(a)に示すように、除電布70は、転写ローラ10bで送られてくる記録材の進行方向Fに関して、転写ローラ10bの下流側近傍に配置するとともに、除電布70における記録材Sとの対向面(上面)70aを、転写ローラ10bで送られてくる記録材Sの面と略平行に配置してある。
図3(b)に示すように、二次転写ローラ10bには、転写バイアス出力回路74、電流検出回路72、およびこれらの制御手段73が接続されており、二次転写時には、この転写バイアス出力回路74によって二次転写ローラ10bに二次転写バイアスが印加される。
また、二次転写時において二次転写ローラ10bに流れる電流が電流検出回路72で検出され、その検出結果に基づいて、最適な二次転写バイアスが制御手段73で決定され、その最適な二次転写バイアスが転写バイアス出力回路74によって二次転写ローラ10bに印加されるようになっている。
上記放電により除電部材70と放電対象10bとの間に流れる電流値を検出する電流値検出手段は、上記電流検出回路72で構成されている。
また、この電流値検出手段72による検出値に基づいて、トナー像転写時(この場合二次転写時)における除電部材70に対する除電電圧値を決定する除電電圧値決定手段は、上記制御手段73で構成されている。
(i)二次転写を行う前、すなわち二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51から離間しているときに、予め除電バイアス出力回路71または転写バイアス出力回路74で除電部材70と放電対象である二次転写ローラ10bとの間に所定の電圧を印加し、図3(a)(b)に矢印D1で示すように除電部材70と放電対象10bとの間で放電させて除電部材70と放電対象10bとの間に流れる電流を電流検出回路72で検出する。この際、除電部材70に印加する電圧は、転写時に記録材Sを除電するために除電部材70に印加する除電電圧(例えば−1000V程度)に比べて大きな電圧(例えば−3000V程度)とすることができる。また、転写バイアス出力回路74で二次転写ローラ10bに放電電圧を印加する場合には、その電圧値は+3000V程度とすることができる。なお、転写時の二次転写バイアスは+1000V程度にすることができる。
制御手段73には、上記電流値から二次転写時の最適な除電バイアス値を決定するためのテーブルが予め格納されている。
前述したように、記録材との間で放電を発生させて記録材の除電を行うための除電針、除電布等の除電部材70は、通紙されることで紙粉等が付着するため、通紙枚数が多くなるにつれて除電能力(放電能力)が低下する。
したがって、除電部材70自体の放電能力が低下した場合でも、記録材Sとの間に適正な放電を生じさせるためには、除電部材70に印加する除電バイアスを増大させる必要がある。
通紙枚数(印字枚数)と、最適除電バイアスとの関係は、図6(a)に示すような関係となる。
一方、上記(i)において、除電部材70と放電対象10bとの間に所定の電圧(例えば−3000V)を印加し、放電対象10bと除電部材70との間で放電させた際に電流検出回路72で検出される電流値は、除電部材70の放電能力が低下するにしたがって小さくなる。
したがって、除電部材70と放電対象10bとの間に所定の電圧(例えば−3000V程度)を印加して放電対象10bと除電部材70との間で放電させた際に電流検出回路72で検出される電流値Aと、転写時における最適除電バイアスVとの関係は、図6(b)に示すグラフのようになる。
上記テーブルは、例えば図6(b)に示すようなグラフに基づいて作成されている。
したがって、除電部材70に紙粉等が付着して除電部材70の放電能力が低下した場合でも、トナー像転写開始時から、最適な除電バイアスを除電部材70に印加して記録材Sを最適に除電することが可能となる。
(a)トナー像の転写を行う前に、予め除電部材70と放電対象10bとの間に所定の電圧が印加されて除電部材70と放電対象10bとの間で放電D1が生じ、そのときに除電部材70と放電対象10bとの間に流れる電流値に基づいてトナー像転写時における記録材Sに対する除電電圧が決定されるので、除電部材70に紙粉等が付着して除電部材70の放電能力が低下した場合でも、トナー像転写開始時から、最適な除電バイアスを除電部材70に印加して記録材Sを最適に除電することが可能となる。したがって、高速機においても、画像形成動作開始時から、記録材Sを最適に除電することが可能となる。
従来技術であると、最適な除電ハイアス(例えば図7中の最適除電電流値B(μA))を得るために、除電バイアスを印加している際(すなわち画像形成動作中でありトナー像転写中)の除電電流を検知し、その除電電流が適正値(上記電流値B(μA))となるように除電バイアスを制御していたため、画像形成装置が高速機であると、画像形成動作開始時(トナー像転写開始時)においては、図7に破線B1または一点鎖線B2で示すように、除電バイアスが過度に大きくなったりあるいは小さくなったりして最適な除電バイアスBにならないことがあるのに対し、この実施の形態によれば、図7に実線Bで示すように、トナー像転写開始時から、最適な除電バイアスBを除電部材70に印加して記録材Sを最適に除電することが可能となる。
(d)放電電圧印加手段は除電電圧印加手段71または転写バイアス出力回路74で構成してあるので、別途放電電圧印加手段を設ける必要がない。
(e)電流値検出手段は、転写手段10bに流れる電流値を検出する検出手段72で構成してあるので、別途前記電流値検出手段を設ける必要がない。
(f)図3(a)に示したように、除電部材70を除電布で構成し、この除電布を、転写ローラ10bで送られてくる記録材Sの進行方向に関して、転写ローラ10bの下流側近傍に配置するとともに、除電布70における記録材Sとの対向面70aを、転写ローラ10bで送られてくる記録材Sの面と略平行に配置してあるので、除電布70における記録材Sに対する放電ポイントP(図3(a)参照)と転写ローラ10bに対する放電ポイントPとが略同一ポイントとなる。したがって、より正確に、最適な除電バイアスを除電部材70に印加することが可能となる。
なお、この場合、除電布70は、上面70aからのみ放電可能な構成(少なくとも転写ローラ10bとの対向面(図3(a)において左側面)70gからは放電されない構成)とすることが望ましい。したがって、転写ローラ10bとの対向面70gには絶縁シートを貼付する等の絶縁処理を施す。
図8(a)(b)はそれぞれ他の実施の形態を示す概略図である。
図8(a)に示すものが上述した実施の形態と異なる点は、除電布70における記録材Sとの対向面70aを、記録材Sの進行方向Fに行くにつれて記録材Sとの間隔が大きくなるように傾斜させた点にあり、その他の点に変わりはない。
このような構成としても、上述した実施の形態と同様な作用効果が得られる。
このような構成としても、上述した実施の形態と同様な作用効果が得られる。
図8(b)に示すように、除電布70における記録材Sとの対向面70aを、記録材Sの進行方向Fに行くにつれて記録材Sとの間隔が小さくなるように傾斜させた場合でも、除電布70と記録材Sとの間における主な放電ポイントは、移動してくる記録材Sに対して最初に最接近するポイント、すなわち上面70aの先端縁部分であり符号Pで示す部位となる(この点は前述した実施の形態でも同じである)。
また、このように構成すると、除電部材70と二次転写ローラ10bとの距離が最も小さくなる部位も上記ポイントPである。
したがって、図8(b)に示す構成とすると、転写ローラ10bとの対向面70gに絶縁処理を施さなくても、除電布70における記録材Sに対する放電ポイントPと転写ローラ10bに対する放電ポイントPとが略同一ポイントとなる。
なお、いずれの実施の形態においても、上記ポイントPから二次転写ローラ10b表面までの距離(符号D1参照)に比べて記録材Sの表面までの距離(符号D2参照)の方が小さくなるように構成するのが望ましい。転写時における上記ポイントPと記録材Sとの間における放電をより確実にするためである。
図9(a)(b)に示すものが上述した実施の形態と異なる点は、放電対象を、転写ローラ10bによってではなく、専用の放電対象部材(放電検知用部材)80で構成し、それに応じた回路構成とした点にあり、その他の点に変わりはない。
図9(a)または(b)に示す構成とした場合、除電部材70と制御手段73との間、または放電検知用部材80と制御手段73との間に、放電電流を検出するための電流値検出手段としての放電電流検出回路81を設ける。また、この場合、制御手段73と放電検知用部材80との間には、専用の放電電圧印加手段としての放電検知用バイアス出力回路82を設けることができる。放電電圧印加手段を除電電圧印加手段(除電バイアス出力回路)71で構成した場合には、放電検知用部材80は接地する(符号82参照)。
このような構成としても、上述した(a)(b)の作用効果が得られる。
転写を行う前に予め除電部材70に所定の電圧を印加し放電対象80との間で放電させて除電部材70と放電対象80との間に流れる電流を検出する際には、放電対象80を、図9(b)に実線で示すように、記録材Sが存在したとすれば除電部材70との間で放電がなされるであろう部位に位置させ、転写時に除電部材70に除電電圧を印加して記録材Sを除電する際には、放電対象80は、仮想線で示すように、記録材Sの通過経路から退避させる。
このように構成すると、除電部材70による記録材Sに対する放電状態(D1)と放電対象に対する放電状態(D2)とが略同一状態となる。
したがって、より正確に、最適な除電バイアスを除電部材70に印加することが可能となる。
Claims (2)
- 記録材が搬送された場合にトナー像を転写させる転写手段と、
前記記録材の帯電を除去する除電部材と、
当該除電部材に電圧を印加する除電電圧印加手段と、
前記除電部材に電圧が印加された場合に当該除電部材との間で放電可能な放電検知用部材と、
を備える画像形成装置であって、
前記放電検知用部材は、
前記記録材が搬送された場合の通過経路上の第1部位と当該第1部位と異なる第2部位に移動可能であって、
さらに、前記第2部位と前記除電部材との距離は、前記第1部位と前記除電部材との距離より長い関係で構成され、
前記転写を行う前に、予め前記除電部材に所定の電圧を印加し前記第1部位に配置された前記放電検知用部材との間で放電させて前記除電部材と当該放電検知用部材との間に流れる電流値を検出し、当該電流値に基づいて前記トナー像転写時における前記除電部材に対する除電電圧を決定する制御手段を備え、
前記転写を行う際、前記放電検知用部材は前記第2部位に配置される、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記除電部材との間で放電電流を検出可能に構成され、
前記放電検知用部材に放電検知用電圧を出力可能に構成される、
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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