JP6257041B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、現像剤が正常に供給されないことを抑制することを目的とする。
図2において、画像形成装置101は、画像形成部としての感光体ドラムユニット102K(K:ブラック色)、102C(C:シアン色)、102M(M:マゼンタ色)、102Y(Y:イエロー色)を備えている。この感光体ドラムユニット102K、102C、102M、102Yは、同様の構成なので感光体ドラムユニット102Kを代表として説明する。なお、以下の説明では、Kの記号を省略して説明するものとする。
また、現像剤としてのトナーを収容する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ110は、画像形成装置101および感光体ドラムユニット102に対して着脱可能に設けられ、現像剤供給路としてのトナーダクト111を介してトナーカートリッジ110と感光体ドラムユニット102とが接続されている。
なお、感光体ドラムユニット102およびトナーカートリッジ110を総称して「消耗品」という。
帯電された感光体ドラム108は、対向して配設されたLED(Light Emitting Diode)ヘッド103の発光によって静電潜像が形成される。供給ローラ105は、現像ローラ106に現像剤としてのトナーを供給し、現像ブレード107により、現像ローラ106の表面に一様にトナー層が形成される。
現像ローラ106の表面のトナーが感光体ドラム108の静電潜像に搬送され、感光体ドラム108の表面にトナー像が現像される。
また、画像形成装置101は、一次転写ローラ112と、中間転写ベルト113と、転写ベルト駆動ローラ114と、転写ベルト従動ローラ115、116、117と、バックアップローラ118と、中間転写ベルトクリーニングブレード119と、廃トナーボックス120とを備えている。
転写ベルト駆動ローラ114と、転写ベルト従動ローラ115、116、117と、バックアップローラ118とは、中間転写ベルト113を張架し、転写ベルト駆動ローラ114の駆動により中間転写ベルト113を図中矢印Bが示す方向(中間転写ベルト113の移動方向)へ回転させる。
バックアップローラ118には、中間転写ベルト113から媒体が離れる向きのバイアス電圧が印加される。
中間転写ベルトクリーニングブレード119は、転写ベルト113上の転写残トナー等のトナーが掻き落せるようになっており、廃トナーボックス120には掻き落されたトナーが収容される。
用紙トレイ121は、画像形成装置101に着脱可能に取り付けられ、媒体としての用紙Pを積載して収容する。
給紙センサ125は、用紙Pの搬送路において給紙搬送ローラ123により搬送される用紙Pの有無を検出するセンサである。
レジストローラ対126は、停止した状態で用紙Pを突き当て、用紙Pの斜行(スキュー)を補正する。
書き出しセンサ129は、搬送ローラ対128により搬送路を搬送される用紙Pの有無を検出するセンサであり、中間転写ベルト113上に形成されたトナー像と用紙Pとの先端の書き出し位置を合わせる目的で使用される。
定着ユニット131は、ハロゲンランプ等の加熱手段およびローラ、無端ベルト、パッド等の加圧手段の加熱加圧手段132、133により構成され、用紙Pに転写されたトナー像を熱と圧力により定着させる。
搬送ローラ対134および排出ローラ対135は、定着ユニット131によりトナー像が定着された用紙Pを装置外の排出トレイ136へ排出する。
メモリタグ137およびメモリタグ138は、例えばICタグ等であり、通信機能を有する情報記憶手段である。メモリタグ137は、それぞれのトナーカートリッジ110に配置され、メモリタグ138は、それぞれの感光体ドラムユニット102に配置されている。
図1において、画像形成装置101は、メイン制御部201と、表示部202と、メモリタグ読み書き制御部203と、ドラムユニット内トナー残量検知部204と、消耗品寿命検知部205と、高圧電源206と、定着ユニット131と、メモリタグ137、138とを備えている。なお、ドラムユニット内トナー残量検知部204およびメモリタグ137、138は、図2に示す感光体ドラムユニット102Y、102M、102C、102K毎に設けられているため、重ね合わせたブロックで示している。
制御部としてのメイン制御部201は、画像形成装置101の各動作を制御するCPU(Central Processing Unit)等を備え、画像形成装置101全体の動作を制御するための制御プログラムに基づいて各種処理を実行するものである。
表示部202は、各種情報を表示する液晶表示パネル等の表示手段およびスイッチ等の入力手段により構成され、画像形成装置101の状態表示、ユーザの操作を誘導する画面の表示やユーザによる入力操作を受付けるものである。
検出部としてのドラムユニット内トナー残量検知部204は、図2に示す感光体ドラムユニット102内部の所定の位置でトナーの残量を光学センサ等で検出するものである。なお、詳細な構成は後述する。
消耗カウンタ205aは、例えばトナーカートリッジ110の場合、印刷動作毎の印刷データの累計印刷ドット数、感光体ドラムユニット102の場合、印刷動作毎の感光体ドラム108の累計回転数を計数する。この消耗カウンタ205aの内容は、メイン制御部201およびメモリタグ読み書き制御部203を介して各メモリタグ137、138の消耗カウント記憶部207に印刷動作毎に累計して書き込まれる。
ここで、メモリタグ137およびメモリタグ138を説明する。
各メモリタグ137およびメモリタグ138は、消耗品の使用量を表す情報を記憶する消耗カウント記憶部207と、寿命に達したか否かを表す情報を記憶する寿命フラグ208と、個体識別情報を記憶するシリアルNo209とを備えている。
高圧電源206は、感光体ドラムユニット102の帯電、供給、現像ローラおよび一次転写、二次転写、バックアップローラに所定のバイアス電圧を所定のタイミングで印加する電源ユニットである。
図3において、ドラムユニット内トナー残量検知部204は、感光体ドラムユニット102内部の所定の位置でトナーの残量をセンサで検出するものであり、感光体ドラムユニット102内のトナーを攪拌するトナー攪拌バー303に連動したスリットディスク304と、プリズム305と、光学式のトナーセンサ306とにより構成されている。
スリットディスク304には、トナー攪拌バー303と略180度の位相のずれを保持した切欠き部304aが形成され、トナー攪拌バー303が鉛直下方に位置するとき、切欠き部304aが鉛直上方に位置し、トナー攪拌バー303が鉛直上方に位置するとき、切欠き部304aが鉛直下方に位置するように構成されている。
プリズム305aとプリズム305bとの間には間隙305cが形成され、その間隙305cにスリットディスク304の切欠き部304aが通過するようにプリズム305とスリットディスク304が配設されている。
このトナー攪拌バー303が駆動源により回転する速さを、自由落下する速さより遅くすることにより、トナーセンサ306で感光体ドラムユニット102内のトナーの収容量(残量)を検出することができる。
また、図5(b)に示すように、感光体ドラムユニット102内のトナーが多いとき(トナーフル)は、トナー攪拌バー303が1回転する時間(トナーセンサ周期)のうち、トナーセンサ306の発光部306aから出た光がプリズム305を通って受光部306bで透光レベルを検知する時間が短くなり、一方遮光レベルを検知する時間が長くなる。
メイン制御部201は、感光体ドラムユニット102内のトナーが少なくなった(トナーロー)と判定すると、駆動部としてのトナー供給モータ301を駆動し、現像剤供給部としての搬送スパイラル302を回転制御し、トナーカートリッジ110内のトナーを感光体ドラムユニット102へ供給するトナー供給動作を行う。
また、トナーカートリッジ110および感光体ドラムユニット102には、それぞれトナー供給シャッタ308、309が設けられており、画像形成装置101に装着したときトナー供給シャッタ308、309が開く構成になっている。
図4(a)はトナーカートリッジ110のトナー供給シャッタ308が閉じた状態、図4(b)はトナー供給シャッタ308が開きかけた状態、図4(c)はトナー供給シャッタ308が開いた状態を表している。
図4において、トナー供給シャッタ308は、トナーダクト111との間のトナーカートリッジ110の開口部に、開閉可能に設けられている。
また、トナー供給シャッタ308の下流側の端部308aがトナーダクト111の上流側の係止部111aに当接したとき、付勢部材としてのスプリング311により付勢され、トナー供給シャッタ308に当接していた係合部310が、図中矢印Fが示すトナーカートリッジ110の方向へ突出する。
一方、トナーカートリッジ110を画像形成装置101から抜き取る場合、挿入方向におけるトナー供給シャッタ308の上流側の端部308bが、突出した係合部310と当接することによりトナー供給シャッタ308が閉まり、トナーカートリッジ110の開口部を閉塞する。
まず、画像形成装置全体の動作の概略を図1および図2に基づいて説明する。
画像形成装置101は、通信回線等で接続されたコンピュータ等の上位装置から印刷指示を受けると、記憶手段に記憶した制御プログラムに基づいてメイン制御部201により各動作が制御され、印刷動作を実行する。
印刷指示を受けた画像形成装置101のメイン制御部201は、定着ユニット131の加熱加圧手段132、133をサーミスタ等の温度検出値に応じて制御することにより、所定の温度に加熱した後、ピックアップローラ122および給紙ローラ123を駆動して用紙Pを給紙トレイ121から給紙する。
一方、メイン制御部201は、画像処理等を行った印刷データに基づきLEDヘッド103を選択的に点灯し、電子写真プロセスにより、回転する中間転写ベルト113上にトナー像を形成し、搬送する。
メイン制御部201は、二次転写部でトナー像を用紙Pに転写した後、定着ユニット131で加熱および加圧することによりトナー像を用紙Pに定着させ、さらに用紙Pを搬送し、排出トレイ136に定着させたトナー像が下方になるようにして排出する。
まず、メイン制御部201は、トナーセンサ306が検知する透光レベルの時間を監視し、所定の閾値としてのトナーロー閾値より長くなった場合、感光体ドラムユニット102内のトナーが少なくなった(トナーロー)と判定する。
S102:トナーの供給動作が必要と判定したメイン制御部201は、消耗品としてのトナーカートリッジ110の交換がされることを待機し、トナーカートリッジ110の交換を検知した後、交換されたトナーカートリッジ110は最初のトナー供給であるか否かを判定し、最初のトナー供給であると判定すると処理をS103へ移行し、最初のトナー供給でないと判定すると通常のトナーロー検出動作およびトナー供給動作を行う処理へ移行する。
例えば、トナーカートリッジ110のメモリタグ137、138に記憶されたシリアルNo209が画像形成装置101本体で記憶していたものと異なる場合、トナーカートリッジ110の交換が行われたと判定することができる。
S103:メイン制御部201は、トナー供給モータ301を駆動し、トナー供給動作を開始し、トナーカートリッジ110内の搬送スパイラル302をトナー供給モータ301の駆動により回転させ、トナーカートリッジ110からトナーダクト111を介して感光体ドラムユニット102へトナーを供給する。
トナー供給動作の異常とは、トナー供給動作中に発生する機器の異常等の要因により、トナー供給モータ301を駆動し、搬送スパイラル302を回転させてトナー供給動作を開始した後、所定の時間を経過してもドラムユニット内トナー残量検知部204がトナーロー状態の解除を検知できない異常である。
S106:メイン制御部201は、交換が行われたトナーカートリッジ110のトナー供給動作で異常を検出した回数がN回(所定の回数)未満か否かを判定し、N回未満であると判定すると処理をS108へ移行し、N回未満でない(N回以上である)と判定すると処理をS107へ移行する。
S108:消耗カウント(トナー消費カウント)が所定値L未満であると判定したメイン制御部201は、消耗品の装着状態の確認や抜き差し等、消耗品への対応を要求する画面を表示部202に表示し、本処理を終了する。
なお、本実施例では、S107において、トナー供給動作で異常が検出された色のトナーカートリッジ110のメモリタグ137の消耗カウント記憶部207に記憶されている消耗カウント(トナー消費カウント)が所定値L以上であるか否かを判定するようにしたが、トナーカートリッジ110のメモリタグ137の寿命フラグ208の有無を判定するようにしても良い。また、それ以外の判定基準となりえる要素をメモリタグ137内に設けるようにしても良い。
まず、メイン制御部201は、トナーセンサ306が検知する透光レベルの時間を監視し、所定の閾値としてのトナーロー閾値より長くなった場合、感光体ドラムユニット102内のトナーが少なくなった(トナーロー)と判定する。
S306:メイン制御部201は、トナー供給動作で異常を検出した回数がN回未満か否かを判定し、N回未満であると判定すると本処理を終了し、N回未満でない(N回以上である)と判定すると処理をS307へ移行する。
比較例では、トナー供給動作で異常を検出した回数がN回未満でない(N回以上である)と判定すると、トナー供給動作で異常が検出された色のトナーカートリッジ110のメモリタグ137の寿命フラグ208に当該トナーカートリッジ110が寿命に達した旨の情報を書き込み、以降のトナー供給動作や使用を不可能にしている。
このように本実施例では、トナー供給動作で異常が検出された場合、消耗品としてのトナーカートリッジへの対応をユーザに促すようにしたことにより、トナーが正常に供給されないことを抑制することができる。
また、トナーカートリッジに大量のトナーが残っているのにも関わらず当該トナーカートリッジを使用不能にしてしまうことを回避することができるとともに、画像形成装置の機構的な破損を避けることができるという効果が得られる。
特色トナーを扱う感光体ドラムユニット102Gとトナーカートリッジ110Gとは、トナーダクト111Gを介して接続されている。ここで、特色トナーとは、例えばグロス(クリア:透明)トナー、ホワイト色トナー、金色トナー、銀色トナー、マイカトナーなどであり、通常のYMCKのトナーとは異なる特殊なトナーである。
このように構成された画像形成装置101は、図中矢印Bが示す中間転写ベルト113の回転方向における上流側から感光体ドラムユニット102G、102Y、102M、102C、102Kが順に配置され、それぞれの感光体ドラム108に形成されたトナー像が一次転写ローラ112により中間転写ベルト113上に一次転写される。
また、第2の実施例におけるトナー供給機構およびトナー残量検知部の構成は、感光体ドラムユニット102Gおよびトナーカートリッジ110Gを含め、図3に示す第1の実施例におけるトナー供給機構およびトナー残量検知部の構成と同様なのでその説明を省略する。
画像形成装置が行うトナー供給異常検出処理を図9の第2の実施例におけるトナー供給異常検出処理の流れを示すフローチャートの図中Sで表すステップに従って図1および図3を参照しながら説明する。
S201〜S205:図6に示すS101〜S105と同様の処理なのでその説明を省略する。
S206:メイン制御部201は、トナー供給動作で異常を検出した回数がN回未満か否かを判定し、N回未満であると判定すると処理をS209へ移行し、N回未満でない(N回以上である)と判定すると処理をS207へ移行する。
S208:消耗カウント(トナー消費カウント)が所定値L以上であると判定したメイン制御部201は、トナー供給動作で異常が検出された色のトナーカートリッジ110のメモリタグ137の寿命フラグ208に当該トナーカートリッジ110が寿命に達した旨の情報を書き込み、以降のトナー供給動作や使用を不可能にし、本処理を終了する。
なお、第1の実施例および第2の実施例では、画像形成装置を電子写真方式のプリンタとして説明したが、それに限られることなく、複写機、ファクシミリ装置、またはこれらの機能を兼ね備えた複合機(MFP)等としても良い。
102 感光体ドラムユニット
103 LEDヘッド
104 帯電ローラ
105 供給ローラ
106 現像ローラ
107 現像ブレード
108 感光体ドラム
109 感光体ドラムクリーニングブレード
110 トナーカートリッジ
137、138 メモリタグ
201 メイン制御部
202 表示部
203 メモリタグ読み書き制御部
204 ドラムユニット内トナー残量検知部
205 消耗品寿命検知部
207 消耗カウント記憶部
208 寿命フラグ
209 シリアルNo
Claims (10)
- 情報を表示する表示部と、
画像形成部と、
前記画像形成部内の所定位置で現像剤を検出する検出部と、
前記画像形成部に対して着脱可能に設けられた現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の使用状態を表す現像剤消費カウント値を記憶する記憶部と、
前記現像剤収容部から前記画像形成部に現像剤を供給する現像剤供給部と、
前記現像剤供給部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記現像剤収容部が交換された後、最初の現像剤供給動作か否かを判定し、
最初の現像剤供給動作で、かつ、前記現像剤供給部による現像剤供給動作で異常が発生したか否かを検出し、
前記現像剤供給動作で異常が検出された場合、前記現像剤消費カウント値が所定値未満か否かを判定し、
前記現像剤消費カウント値が所定値未満と判定した場合、前記表示部に、着脱可能な前記現像剤収容部の装着状態の確認を促す表示を行い、
前記現像剤消費カウント値が所定値以上と判定した場合、前記現像剤収容部が寿命に達した旨の情報を前記記憶部に記憶することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、
前記現像剤供給部による供給動作を開始した後、前記検出部で現像剤が検出されなかったときに、前記現像剤供給部による現像剤供給動作で異常が発生したことを検出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記現像剤供給部を駆動する駆動部を有し、
前記制御部は、
前記現像剤供給部を所定時間駆動した後、前記検出部で現像剤が検出されなかったときに、前記現像剤供給部による現像剤供給動作で異常が発生したことを検出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御部は、
前記現像剤消費カウント値が所定値未満と判定した場合、前記表示部に、前記現像剤収容部の装着状態の確認を促す表示、または前記現像剤収容部の着脱を促す表示を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記記憶部は、前記現像剤収容部に配置され、
前記制御部は、
前記現像剤消費カウント値が所定値以上であった場合、前記画像形成部内の現像剤量が所定量以下であることを表す現像剤量情報を前記記憶部に書き込むことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成部と前記現像剤収容部とを繋ぐ現像剤供給路を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6に記載の画像形成装置において、
前記現像剤供給路との間の前記現像剤収容部の開口部にシャッタを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6または請求項7に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、
前記現像剤供給路が装置本体に対して着脱可能である場合に、前記表示部に、前記現像剤供給路の確認を促す表示を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6または請求項7に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、
前記現像剤供給路が装置本体に対して着脱可能である場合に、前記表示部に、前記現像剤供給路の着脱を促す表示を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6に記載の画像形成装置において、
前記画像形成部および前記現像剤供給路は、使用する現像剤の色毎に複数配置され、
前記制御部は、
特定色の現像剤収容部から特定色の画像形成部への現像剤の供給が正常に行われなかったとき、前記表示部に、前記特定色の現像剤供給路の確認を促す表示を行うことを特徴とする画像形成装置。
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