JP6156731B2 - ベルト駆動装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す構成図である。
この画像形成装置は、複写機本体100と、この複写機本体100を載置する給紙テーブル200と、複写機本体100上に取り付けられたスキャナ300と、このスキャナ300上に取り付けられた原稿自動搬送装置(ADF)400とから主として構成されている。
まず、図1の原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットするか、又は原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。この状態で、図示省略した起動スイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動した後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは直ちにスキャナ300が駆動し、第一走行体33及び第二走行体34を走行させる。そして、第一走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を受け、これを第二走行体34に向けて反射し、第二走行体34のミラーで反射光を更に反射して結像レンズ35を通して読取センサ36に入射させ、読取センサ36で原稿内容を読み取る。
中間転写ベルト20の内周面には、駆動ローラ14、検出対象回転体である従動ローラ15、二次転写対向ローラ16、4つの一次転写ローラ13Y,13M,13C,13Kが接触している。また、中間転写ベルト20の外周面には、ベルトの張力を調整するための張力調整用回転体としてのテンションローラ18や二次転写ローラ22が接触している。テンションローラ18は、付勢手段であるスプリング19によって中間転写ベルト20の外周面側に付勢されており、これにより中間転写ベルト20は所定のベルト張力が安定して付与されている。
本実施形態においては、駆動ローラ14と従動ローラ15との間に張架されている中間転写ベルト20の部分に対向して、4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの各感光体ドラム12Y,12M,12C,12Kが中間転写ベルト移動方向に等間隔で配置されている。各感光体ドラム12Y,12M,12C,12Kの軸間距離(ドラムピッチ)をPとしたとき、駆動ローラ14の周長がこのドラムピッチPのほぼ等倍となるように、駆動ローラ14の径が設定されている。中間転写ベルト20に当該駆動ローラの一回転周期を持った速度変動が発生すると、各感光体ドラム12Y,12M,12C,12Kから中間転写ベルト20へ転写される各色トナー像が転写される位置が目標転写位置からずれる。しかしながら、駆動ローラ14の周長をドラムピッチPに対して1/Nの関係(N=自然数)とすることで、各感光体ドラム12Y,12M,12C,12Kから中間転写ベルト20へ転写される各色トナー像間の相対的な位置ズレが発生しないので、最終画像において色ズレが発生することはない。
図3に示す駆動系は、駆動源としての駆動モータ65の回転駆動力を、駆動ローラ14を介して、中間転写ベルト20に伝達するものである。より詳しくは、駆動モータ65の駆動軸に固定されたモータギヤ67から駆動ギヤ66へ駆動モータ65の回転駆動力が伝達される。駆動ギヤ66は、駆動ローラ14の回転軸14aに圧入され固定されており、駆動ギヤ66が回転することで駆動ローラ14が回転し、これにより中間転写ベルト20が駆動される。
本実施形態では、従動ローラ15の回転軸の一端に円盤状のエンコーダ盤61を同軸となるように固定し、このエンコーダ盤61上に一定の角度ピッチで形成されたスリット又はマークをエンコーダセンサ62によって検出することにより、従動ローラ15の回転情報を取得する。なお、本実施形態では、従動ローラ15の回転情報が回転角速度の情報である場合を例に挙げて説明するが、回転角や回転角加速度などの他の回転情報であっても同様である。
まず、制御部は、電源が供給されると、中間転写ベルト20の駆動を開始し(S1)、従動ローラ15のエンコーダセンサ62の出力異常発生回数が閾値以下か否かを判断する(S2)。このとき、閾値以下であれば(S2のYes)、制御部は、従動ローラ15のエンコーダセンサ62の検出結果に基づいてベルト駆動制御を行う通常時制御モードを実行し、中間転写ベルト20を目標速度で駆動させるベルト駆動制御を行う(S3)。この通常時制御モードによるベルト駆動制御中に、従動ローラ15のエンコーダセンサ62の出力結果に異常が発生しないまま(S4のNo)、ベルトの駆動停止タイミングが到来したら(S5のYes)、中間転写ベルト20の駆動を停止する(S6)。
本実施形態においては、図5に示したように、従動ローラ15のエンコーダセンサ62の検出結果に基づいてベルト駆動制御を行っている通常時制御モードの実行中に、駆動ローラ14に設けられたエンコーダセンサ64から出力される駆動ローラ14の回転角速度Vをサンプリングしている(S11)。駆動ローラ14のローラ径が想定値から外れている場合、その分のベルト移動速度変化は従動ローラ15の回転角速度に影響し、エンコーダセンサ62の出力に反映される。したがって、従動ローラ15のエンコーダセンサ62の出力に異常がない状態で通常時制御モードが実行されているとき、エンコーダセンサ62の出力に基づいてベルト駆動制御がなされるので、中間転写ベルト20を目標の一定速度で回転駆動させることができる。したがって、このときにサンプリングされる駆動ローラ14の回転角速度Vは、駆動ローラ14のローラ径が想定値から外れている現状下において、中間転写ベルト20を目標の一定速度で回転駆動させるために必要となる駆動ローラ14の回転角速度であると言える。
次に、異常時制御モード時の制御目標値である第2目標値の設定変更方法についての変形例について説明する。
図7は、本変形例における異常時制御モードの制御内容を示すフローチャートである。
本変形例においても、上述したとおり、従動ローラ15のエンコーダセンサ62の検出結果に基づいてベルト駆動制御を行っている通常時制御モードの実行中に、駆動ローラ14に設けられたエンコーダセンサ64から出力される駆動ローラ14の回転角速度Vをサンプリングしている(S11)。通常時制御モードの実行中に、従動ローラ15のエンコーダ出力に異常が発生して異常時制御モードへ切り替わった場合、制御部は、上述した実施形態と同様、まず、サンプリングした駆動ローラ14の回転角速度Vと、現在設定されている第2目標値V0(異常時制御モードの制御目標値)との差分値の絶対値が、所定の閾値N1以下であるか否かを判断する(S22)。この閾値N1は、前記実施形態の場合と同様である。
しかも、本変形例のように、予め設定されている第2目標値V0を補正係数γで補正する場合、中間転写ベルト20を互いに異なる複数種類の速度で駆動する画像形成モードを実行する際、1つの補正係数γだけで各画像形成モードに対応することが可能となる。
(態様A)
中間転写ベルト20等の無端状のベルトが架け渡されたローラ13Y,13M,13C,13K,14,15,16,18,22等の複数の回転体のうちの従動ローラ15等の一の回転体の回転角速度等の回転情報を検出するエンコーダ盤61及びエンコーダセンサ62等の第1回転情報検出手段と、前記第1回転情報検出手段が検出した回転情報に基づいて前記複数の回転体のうちの駆動ローラ14等の駆動回転体の回転駆動速度を制御することにより、前記ベルトの駆動制御を行う制御部等の駆動制御手段とを有するベルト駆動装置において、前記複数の回転体のうち前記一の回転体とは異なる駆動ローラ14等の他の回転体の回転情報を検出するエンコーダ盤63及びエンコーダセンサ64等の第2回転情報検出手段を有し、前記駆動制御手段は、通常時制御モード時にエンコーダセンサ62の出力異常が発生するという条件などの所定の切り替え条件に従って、前記第1回転情報検出手段が検出した回転情報が第1目標値ω0等の第1目標回転情報に近づくように前記駆動回転体の回転駆動速度を制御する通常時制御モード等の第1制御モードから、前記第2回転情報検出手段が検出した回転情報が第2目標値V0等の第2目標回転情報に近づくように前記駆動回転体の回転駆動速度を制御する異常時制御モード等の第2制御モードへ切り替えて、前記ベルトの駆動制御を行うものであり、前記第2制御モードで用いる第2目標回転情報は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報に基づいて生成されたものであることを特徴とする。
本態様においては、前記一の回転体の回転情報を用いる第1制御モードから前記他の回転体の回転情報を用いる第2制御モードへ切り替わったとき、その第2制御モードで用いる第2目標回転情報には、第1制御モードの実行時に検出しておいた前記他の回転体の回転情報に基づいて生成されたものが用いられる。この第2目標回転情報の生成に用いられる前記他の回転体の回転情報は、第1制御モードの実行時に正常なベルト駆動制御がなされていたときのベルト駆動中に検出される。第1制御モードの実行時に正常なベルト駆動制御がなされている場合、ベルトは、経時使用や熱膨張あるいは熱収縮等による駆動回転体の径変化が生じていても、平均的なベルト速度が目標速度に追従するように駆動制御されている。よって、このような状態のベルト駆動中に検出される第2目標回転情報を用いれば、駆動回転体の径変化等が生じていても、第2制御モードの実行時に平均的なベルト速度が目標速度から外れない第2目標回転情報を生成することができる。その結果、駆動回転体の径変化等が生じていても、第2制御モード実行時のベルト移動速度を目標速度に制御することが可能となる。
前記態様Aにおいて、前記一の回転体は、前記ベルトに対して従動回転する従動ローラ15等の従動回転体であり、前記他の回転体は、駆動ローラ14等の前記駆動回転体であることを特徴とする。
これによれば、第1制御モード時には、駆動回転体の径変化や振れあるいはベルト厚み変動などに起因したベルト速度変動を抑制することが可能である。
前記態様A又はBにおいて、前記第2目標回転情報の基準となる現在の第2目標値V0等の基準回転情報を記憶するメモリ等の基準回転情報記憶手段を有し、前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報に基づいて前記基準回転情報記憶手段に記憶されている基準回転情報を補正することにより、前記第2目標回転情報を生成することを特徴とする。
これによれば、前記変形例で説明したとおり、例えば、ベルトを互いに異なる複数種類の速度で駆動する動作モードを実行する際、1つの補正処理で各動作モードに対応することが可能となる。
前記態様Cにおいて、前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報から補正係数γを算出し、前記基準回転情報記憶手段に記憶されている基準回転情報に対して算出した補正係数γを乗じることにより、前記第2目標回転情報を生成することを特徴とする。
これによれば、第2目標回転情報を生成するための基準回転情報の補正処理を、簡易に実現することができる。
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記第2目標回転情報として使用される現在の第2目標値V0等の目標回転情報を記憶するメモリ等の目標回転情報記憶手段を有し、前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報が正常か異常かを判定し、正常であると判定したときには、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報に基づいて生成される第2目標回転情報を用いて前記第2制御モードを実行することを特徴とする。
これによれば、前記第1制御モードの実行時に検出された前記他の回転体の回転情報が異常である場合に、その異常な回転情報に基づいて第2制御モードが実行されることにより大きな画像濃度ムラや相対位置ズレが生じてしまうという問題の発生を抑制できる。
前記態様Eにおいて、前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報と、前記目標回転情報記憶手段に記憶されている目標回転情報との差が規定範囲内(当該差の絶対値が閾値N1以下)であるときは正常であると判定し、当該差が該規定範囲外であるときは異常であると判定することを特徴とする。
これによれば、前記第1制御モードの実行時に検出された前記他の回転体の回転情報が異常である場合でも、大きな画像濃度ムラや相対位置ズレが生じさせずに第2制御モードを実行することが可能となる。
態様E又はFにおいて、前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報が異常であると判定したときには、前記目標回転情報記憶手段に記憶されている目標回転情報を第2目標回転情報として用いて前記第2制御モードを実行することを特徴とする。
これによれば、前記第1制御モードの実行時に検出された前記他の回転体の回転情報が異常である場合でも、大きな画像濃度ムラや相対位置ズレが生じさせずに第2制御モードを実行することができる。
複数の回転体に架け渡された無端状ベルトからなる中間転写ベルト20や感光体ベルト等の像担持体上に形成した画像を最終的に記録材へ転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体を駆動する駆動装置として、前記態様A〜Gのいずれかの態様に係るベルト駆動装置を用いることを特徴とする。
これによれば、何らかの条件に従って前記一の回転体の回転情報を用いる第1制御モードから前記他の回転体の回転情報を用いる第2制御モードへ切り替わったとき、駆動回転体の径変化等が生じていても、第2制御モード実行時のベルト移動速度を目標速度に制御することが可能となる。よって、第2制御モード実行時においても、画像濃度ムラの発生や色ズレを抑制することができる。
中間転写ベルト20等の像担持体上に形成された画像を、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる搬送ベルト24等の記録材搬送部材によって搬送される記録材上に転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、前記記録材搬送部材を駆動する駆動装置として、前記態様A〜Gのいずれかの態様に係るベルト駆動装置を用いることを特徴とする。
これによれば、何らかの条件に従って前記一の回転体の回転情報を用いる第1制御モードから前記他の回転体の回転情報を用いる第2制御モードへ切り替わったとき、駆動回転体の径変化等が生じていても、第2制御モード実行時のベルト移動速度を目標速度に制御することが可能となる。よって、第2制御モード実行時においても、画像濃度ムラの発生や色ズレを抑制することができる。
12 感光体ドラム
13 一次転写ローラ
14 駆動ローラ
15 従動ローラ
16 二次転写対向ローラ
20 中間転写ベルト
21 露光装置
22 二次転写ローラ
24 搬送ベルト
25 定着装置
61 エンコーダ盤
62 エンコーダセンサ
63 エンコーダ盤
64 エンコーダセンサ
65 駆動モータ
66 駆動ギヤ
67 モータギヤ
Claims (11)
- 無端状のベルトが架け渡された複数の回転体のうちの一の回転体の回転情報を検出する第1回転情報検出手段と、
前記第1回転情報検出手段が検出した回転情報に基づいて前記複数の回転体のうちの駆動回転体の回転駆動速度を制御することにより、前記ベルトの駆動制御を行う駆動制御手段とを有するベルト駆動装置において、
前記複数の回転体のうち前記一の回転体とは異なる他の回転体の回転情報を検出する第2回転情報検出手段を有し、
前記駆動制御手段は、前記第1回転情報検出手段が検出した回転情報が第1目標回転情報に近づくように前記駆動回転体の回転駆動速度を制御する第1制御モードの実行時に前記第1回転情報検出手段の検出結果が異常であると判断したとき、前記第1制御モードから、前記第2回転情報検出手段が検出した回転情報が第2目標回転情報に近づくように前記駆動回転体の回転駆動速度を制御する第2制御モードへ切り替えて、前記ベルトの駆動制御を行うものであり、
前記第2制御モードで用いる第2目標回転情報は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報に基づいて生成されたものであることを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項1のベルト駆動装置において、
前記一の回転体は、前記ベルトに対して従動回転する従動回転体であり、
前記他の回転体は、前記駆動回転体であることを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項1又は2のベルト駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記駆動回転体の駆動開始後に前記第1回転情報検出手段が異常な回転情報を出力した回数が所定回数を超えたときに、前記第1回転情報検出手段の検出結果が異常であると判断することを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のベルト駆動装置において、
前記第2目標回転情報の基準となる基準回転情報を記憶する基準回転情報記憶手段を有し、
前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報に基づいて前記基準回転情報記憶手段に記憶されている基準回転情報を補正することにより、前記第2目標回転情報を生成することを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項4のベルト駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報から補正係数を算出し、前記基準回転情報記憶手段に記憶されている基準回転情報に対して算出した補正係数を乗じることにより、前記第2目標回転情報を生成することを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のベルト駆動装置において、
前記第2目標回転情報として使用される目標回転情報を記憶する目標回転情報記憶手段を有し、
前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報と、前記目標回転情報記憶手段に記憶されている目標回転情報との差を複数の判断閾値と比較した結果に基づいて、前記第2制御モードに用いる第2目標回転情報として、前記目標回転情報記憶手段に記憶されている目標回転情報を用いるか否かを判断することを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のベルト駆動装置において、
前記第2目標回転情報として使用される目標回転情報を記憶する目標回転情報記憶手段を有し、
前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報が正常か異常かを判定し、正常であると判定したときには、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報に基づいて生成される第2目標回転情報を用いて前記第2制御モードを実行することを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項7のベルト駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第2回転情報検出手段が検出した前記他の回転体の回転情報と、前記目標回転情報記憶手段に記憶されている目標回転情報との差が規定範囲内であるときは正常であると判定し、当該差が該規定範囲外であるときは異常であると判定することを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項7又は8のベルト駆動装置において、
前記駆動制御手段は、前記第1制御モードの実行時に前記第1回転情報検出手段が検出した前記一の回転体の回転情報が異常であると判定したときには、前記目標回転情報記憶手段に記憶されている目標回転情報を第2目標回転情報として用いて前記第2制御モードを実行することを特徴とするベルト駆動装置。 - 複数の回転体に架け渡された無端状ベルトからなる像担持体上に形成した画像を最終的に記録材へ転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体を駆動する駆動装置として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のベルト駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体上に形成された画像を、複数の回転体に架け渡された無端状のベルトからなる記録材搬送部材によって搬送される記録材上に転写することにより、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記記録材搬送部材を駆動する駆動装置として、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のベルト駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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