JP6472276B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本体と、当該本体に記録材を給紙する給紙オプションとを有する画像形成装置であって、
前記本体に設けられ、トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
前記本体に設けられ、搬送路において前記画像形成部へ前記記録材を搬送する第1回転体と、
前記給紙オプションに設けられ、前記搬送路における前記記録材の搬送方向において前記第1回転体よりもさらに上流側に配置された第2回転体と、
前記本体に設けられ、前記画像形成部と前記第2回転体とを駆動する第1駆動手段と、
前記本体に設けられ、前記第1回転体を駆動する第2駆動手段と、
前記本体に設けられ、前記第1駆動手段および前記第2駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1回転体と前記第2回転体との間に前記記録材が存在するときに、前記第1回転体と前記第2回転体とが前記記録材を引っ張り合うことで前記第1回転体を通じて前記第2駆動手段に対して発生するバックテンションが所定値以下となるように、前記第1駆動手段または前記第2駆動手段を制御するように構成されていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
搬送路において前記画像形成部へ前記記録材を搬送する第1回転体と、
前記搬送路における前記記録材の搬送方向において前記第1回転体よりもさらに上流側に配置された第2回転体と、
前記画像形成部と前記第2回転体とを駆動する第1駆動手段と、
前記第1回転体を駆動する第2駆動手段と、
前記第1駆動手段および前記第2駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1回転体と前記第2回転体との間に前記記録材が存在するときに、前記第1回転体と前記第2回転体とが前記記録材を引っ張り合うことで前記第1回転体を通じて前記第2駆動手段に対して発生するバックテンションが所定値以下となるように、前記第1駆動手段または前記第2駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
<画像形成装置>
図1は画像形成装置1の本体100と給紙オプション150を示す断面図である。図1において、感光ドラム122は静電潜像やトナー画像を担持する感光体(像担持体)である。感光ドラム122は時計方向に所定の搬送速度vpsで回転するよう駆動される。搬送速度vpsは画像形成の基準速度であり、プロセススピードと呼ばれることもある。帯電ローラ123は帯電電圧が印加され、感光ドラム122の周面を所定の極性でかつ所定の電位となるように一様に帯電させる。光学箱140は画像情報に応じて変調されたレーザ光を走査しながら出力する露光装置または光学走査装置である。光学箱140には、光源である半導体レーザやレーザ光を偏向する回転多面鏡が含まれている。反射ミラー141はレーザ光を感光ドラム122へ偏向する。レーザ光が照射されることにより画像情報に対応した静電潜像が感光ドラム122の周面に形成される。現像ローラ121は現像電圧が印加され、静電潜像をトナーにより現像し、トナー画像を形成する。カートリッジ120は、感光ドラム122、帯電ローラ123および現像ローラ121を収容しており、本体100から外されて、交換される。
図2は画像形成装置1の各回転体と、これらを駆動する駆動源との関係を示している。画像形成装置1は駆動源として本体100に設けられた給紙モータ301とメインモータ302を使用する。そのため、給紙オプション150には駆動源が搭載されておらず、コストダウンを図れる。さらに、本実施例では、給紙モータ301に必要とされる性能を低下させることができるため、給紙モータ301のコストダウンと小型化も実現される。
この上流の搬送区間において紙間距離が調整されたり、記録材のたわみ量が調整されたりする。
図3は制御系のブロック図である。コントローラ200は、本体100および給紙オプション150の全体を統括的に制御するマイクロプロセッサである。コントローラ200はプリント制御部201と搬送制御部202を有している。プリント制御部201は、記録材に画像を形成して定着させるために、高圧発生回路210、レーザ制御回路220およびヒータ132を制御する。高圧発生回路210は帯電電圧、現像電圧および転写電圧を生成する。レーザ制御回路220は光学箱140のレーザや回転多面鏡を制御する。ヒータ132はトナー像を適切な温度で定着させるためにサーミスタ131により検知された温度に基づいて制御される。
次にたわみ量の算出と制御方法について説明する。給紙モータ301が定常速(搬送速度v2)で駆動した状態のまま給紙オプション150から給紙した時点では、オプション搬送ローラ154の搬送速度v1は本体搬送ローラ104の搬送速度v2よりも速い。図4(A)は記録材SPの先端が本体搬送ローラ104に到達したことを示している。図4(B)は記録材SPの後端がオプション搬送ローラ154を抜けることを示している。図4(A)および図4(B)が示すように記録材Pの先端が本体搬送ローラ104に到達してから記録材SPの後端がオプション搬送ローラ154を抜けるまでの間にたわみが形成される。これは記録材SPの先端部分の搬送速度よりも後端部分の搬送速度が速いからである。たわみ量S[mm]は以下の式1により求められる。
ここでL1はオプション搬送ローラ154から本体搬送ローラ104までの間の記録材SPの先端が通る搬送路の長さである。Pは搬送方向における記録材の長さである。
図6を用いて給紙間隔の制御について説明する。シートセンサ105などは先行紙の後端から後続紙の先端までの距離(紙間距離)がある一定距離以上でないと、紙間を検知することができない。たとえば、シートセンサ105が、記録材の先端によって倒され、後端が抜けると元の位置に復帰するフラグ部材を有していることがある。紙間距離が短すぎると、フラグ部材が十分に復帰する前に後続紙の先端によってフラグ部材が再び倒されてしまい、シートセンサが後続紙の先端を検知できなくなる。ここでは、シートセンサが紙間、つまり、後続紙の先端を検知可能な最小の紙間距離をLsns[mm]とする。後続紙の給紙が完了した時点での紙間距離は、先行紙と後続紙の給紙バラツキにより変動する。つまり、紙間距離は、目標紙間距離を中心として‐LPickMinusから+LPickPlusまでの範囲で変化する。LPickMinusやLPickPlusは目標紙間距離に対する最大の変動量を示している。なお、紙間距離は、搬送速度vpsに紙間時間を乗算したものである。つまり、紙間時間は目標紙間時間に対して‐TPickMinusから+TPickPlusまでの範囲で変化する。ここで、‐LPickMinusは‐TPickMinus*vpsであり、+LPickPlusは+TPickPlus*vpsである。このように紙間は紙間距離または紙間時間で表すことが可能であるが、説明の便宜上、以下では紙間距離を用いて説明する。Lsns、LPickMinus、LPickPlusは搬送機構のメカ的な構成やシートセンサのチャタリング除去時間に応じて予め決定される値である。
このように、搬送制御部202は排紙時の目標紙間距離Ltarget_dischargeが所定値Lsns + LPickMinus以上かどうかを判定する。排紙時の目標紙間距離Ltarget_dischargeが所定値Lsns + LPickMinus以上の場合、排紙時の実際の紙間距離は少なくともLsnsだけは確保可能である。これは、給紙時の目標紙間距離Ltarget_feedを排紙時の目標紙間距離Ltarget_dischargeと同等に設定しても紙間距離はLsns以上となることを意味する。つまり、給紙時における紙間距離のバラツキが最大(LPickMinus)となっても、排紙時の紙間距離はLsnsになり、シートセンサ109で後続紙の先端を検知できる。排紙時の目標紙間距離Ltarget_dischargeが所定値Lsns + LPickMinus以上の場合、搬送制御部202はS604に進む。なお、記録材SPの先端がレジローラ106に到達すると、
S604で搬送制御部202は給紙時の目標紙間距離Ltarget_feedに排紙時の目標紙間距離Ltarget_dischargeを設定する。また、この場合は、紙間調整を行わなくても最小紙間が確保される。そのため、搬送制御部202はS602に進み、加速要求をOFFに設定する。
上述したように、S−Mは給紙モータ301を加速することによるたわみ量の短縮距離を示している。よって、たわみ量が短縮され、かつ、給紙時の紙間距離が最大限にばらついても、最終的な紙間距離は少なくともLsnsだけ確保され、かつ、しわもよらないことになる。
図7を用いて加速制御について説明する。S700で搬送制御部202は記録材SPの先端をシートセンサ105で検知したかどうかを判定する。シートセンサ105が記録材SPの先端を検知すると、搬送制御部202はS701に進む。
図8を用いて加速制御(S707)の一例について説明する。図8において左側の縦軸は記録材の搬送速度を示している。右側の縦軸はたわみ量を示している。横軸は時間である。時刻t1は後続紙の先端が本体搬送ローラ104に到達したタイミングである。これは、シートセンサ105が後続紙の先端を検知したタイミングとして搬送制御部202には認識される。時刻t2は加速を開始するタイミングである。時刻t2は時刻t1から所定時間が経過したタイミングである。時刻t3は加速を終了するタイミングである。時刻t3は時刻t2から所定時間が経過したタイミングである。時刻t2から時刻t3までの期間が加速期間(増速期間)であり、この期間の長さは紙間距離の短縮量(短縮距離)に応じて決定される。時刻t4は後続紙の後端がオプション搬送ローラ154を抜けるタイミングである。これは、後続紙の後端がシートセンサ155によって検知されるタイミングとして搬送制御部202には認識される。
図9を用いて加速制御の具体的な処理について説明する。S901で搬送制御部202は給紙モータ301の加速を開始可能かどうかを判定する。たとえば、先行紙の後端がレジローラ106を抜けていれば、搬送制御部202は給紙モータ301の加速を開始可能と判定する。先行紙の後端がレジローラ106に挟持されている状態で加速制御を実施すると、レジローラ106と感光ドラム122との間の区間で先行紙にたわみが形成されてしまう。このたわみは転写不良等の画像不良の要因となりうる。よって、先行紙の後端がレジローラ106を抜けると、搬送制御部202は給紙モータ301の加速を開始可能と判定する。なお、先行紙の後端がレジローラ106を抜けたかどうかはシートセンサ107により検知可能である。加速開始可能と判定すると、搬送制御部202はS902に進む。
ここで(v1−v2)[mm/sec]は加速しない場合のたわみ量の増加速度を示している。(v3−v1)[mm/sec]は加速した場合のたわみ量の減少速度を示している。式5は、記録材の後端がオプション搬送ローラ154を抜けときのたわみ量が加速しない場合にSとなり、加速した場合に0となることを条件として導出される。S902で所定のたわみ量が形成されると、S903に進む。
実施例1では本体搬送ローラ104の搬送速度とオプション搬送ローラ154の速度差(v2−v1)によって本体搬送ローラ104とオプション搬送ローラ154との間の搬送区間でたわみを形成していた。とりわけ、実施例1ではたわみ量が一定範囲内に収まるように紙間距離の短縮量が制御されることで、加速期間における給紙モータ301に対するバックテンションが削減されつつ、記録材にしわが発生しにくくなっている。実施例2では中間クラッチ311の制御によってたわみ量を一定範囲内に収める例について説明する。なお、実施例2において実施例1と共通または類似する部分については説明の簡明化のために省略する。
実施例1、2によれば、搬送制御部202は、本体搬送ローラ104を通じて給紙モータ301に対して発生するバックテンションが所定値以下となるように、本体搬送ローラ104またはオプション搬送ローラ154を制御するように構成されている。なお、所定値は、給紙モータ301の必要トルクを増大させない程度の値であればよいが、たとえば0である。バックテンションを0にするにはたわみ量が0を超えていればよい。ただし、給紙モータ301に要求される最大トルクを削減し、安価で小型のモータを採用可能となるようなバックテンションは許容される。バックテンションは本体搬送ローラ104とオプション搬送ローラ154との間に記録材が存在するときに、本体搬送ローラ104とオプション搬送ローラ154とが記録材を引っ張り合うことで発生する。実施例1によれば、たわみ量Sが所定量β以上となるように紙間距離の短縮量が決定されて本体搬送ローラ104が制御されるため、バックテンションが軽減される。また、実施例2によれば、たわみ量Sが所定量β以上となるようにオプション搬送ローラ154の回転停止期間が制御されるため、バックテンションが軽減される。その結果、給紙モータ301に要求されるトルクが削減され、給紙モータ301の小型化を実現することができる。
Claims (13)
- 本体と、当該本体に記録材を給紙する給紙オプションとを有する画像形成装置であって、
前記本体に設けられ、トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
前記本体に設けられ、搬送路において前記画像形成部へ前記記録材を搬送する第1回転体と、
前記給紙オプションに設けられ、前記搬送路における前記記録材の搬送方向において前記第1回転体よりもさらに上流側に配置された第2回転体と、
前記本体に設けられ、前記画像形成部と前記第2回転体とを駆動する第1駆動手段と、
前記本体に設けられ、前記第1回転体を駆動する第2駆動手段と、
前記本体に設けられ、前記第1駆動手段および前記第2駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1回転体と前記第2回転体との間に前記記録材が存在するときに、前記第1回転体と前記第2回転体とが前記記録材を引っ張り合うことで前記第1回転体を通じて前記第2駆動手段に対して発生するバックテンションが所定値以下となるように、前記第1駆動手段または前記第2駆動手段を制御するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第1回転体と前記第2回転体との間に前記記録材が存在するときに当該記録材のたわみ量が第1閾値以下となり、かつ、第2閾値以上となるように前記第1駆動手段または前記第2駆動手段を制御するように構成されており、
前記第1閾値は前記記録材にしわが発生しないように決定された閾値であり、
前記第2閾値は前記第1回転体と前記第2回転体とが前記記録材を引っ張り合うことで前記第1回転体を通じて前記第2駆動手段に対して発生するバックテンションが所定値以下となるように決定された閾値であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成部は基準速度で前記記録材を搬送するように構成されており、
前記第1回転体は、前記搬送路において先行する記録材の後端と後続の記録材の先端までの距離を短縮しない場合は前記基準速度で前記後続の記録材を搬送し、前記距離を短縮する場合は前記基準速度よりも速い第1速度で記録材を搬送するように構成されており、
前記第2回転体は、前記基準速度よりも速く、かつ、前記第1速度よりも遅い第2速度で搬送するように構成されており、
前記たわみ量は、前記第1回転体における搬送速度と、前記第2回転体における搬送速度と、前記第1回転体と前記第2回転体との間の搬送区間の距離と、前記記録材の搬送方向における長さに基づいて求められることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記記録材のたわみ量が前記第1閾値以下となり、かつ、前記第2閾値以上となるように前記第1回転体を駆動する前記第2駆動手段を制御することを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記たわみ量が前記第1閾値を超えるかどうかを判定し、前記たわみ量が前記第1閾値を超える場合、前記たわみ量が前記第1閾値以下となるように、前記第1回転体による前記記録材の搬送速度を増速する期間を決定することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1駆動手段は、前記第1駆動手段からの駆動力を前記第2回転体に伝達させる状態と伝達させない状態とを切り替える切替手段を含み、
前記制御手段は、前記記録材のたわみ量が前記第1閾値以下となり、かつ、前記第2閾値以上となるように前記第1駆動手段の前記切替手段を制御することを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記たわみ量が前記第1閾値を超えるかどうかを判定し、前記たわみ量が前記第1閾値を超える場合、前記たわみ量が前記第1閾値以下となるように、前記第2回転体の回転停止期間を決定することを特徴とする請求項2、3または6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2回転体は、軸部材と、当該軸部材に取り付けられた複数のローラ部材とを有し、
前記複数のローラ部材は前記記録材の一部に接触して搬送するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記搬送路に設けられ、前記記録材の先端と後端とを検知する検知手段をさらに有し、
前記制御手段は、排紙部において先行する記録材の後端から後続の記録材の先端までの距離である排紙紙間距離が、前記検知手段によって前記先行する記録材の後端と前記後続の記録材の先端とを検知可能な最小の紙間距離以上となるように、給紙部における前記先行する記録材の後端から前記後続の記録材の先端までの距離である給紙紙間距離を制御することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記本体に設けられ、前記第2駆動手段からの駆動力により記録材を給紙する給紙カセットをさらに有し、
前記制御手段は、前記給紙オプションから記録材を給紙するときは前記たわみ量が前記第1閾値以下となるように当該たわみ量を削減し、前記本体の給紙カセットから記録材を給紙するときは当該たわみ量の削減をスキップすることを特徴とする請求項2ないし7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
搬送路において前記画像形成部へ前記記録材を搬送する第1回転体と、
前記搬送路における前記記録材の搬送方向において前記第1回転体よりもさらに上流側に配置された第2回転体と、
前記画像形成部と前記第2回転体とを駆動する第1駆動手段と、
前記第1回転体を駆動する第2駆動手段と、
前記第1駆動手段および前記第2駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1回転体と前記第2回転体との間に前記記録材が存在するときに、前記第1回転体と前記第2回転体とが前記記録材を引っ張り合うことで前記第1回転体を通じて前記第2駆動手段に対して発生するバックテンションが所定値以下となるように、前記第1駆動手段または前記第2駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 本体と、当該本体に記録材を給紙する給紙オプションとを有する画像形成装置であって、
前記本体に設けられ、トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
前記本体に設けられ、搬送路において前記画像形成部へ前記記録材を搬送する第1回転体と、
前記給紙オプションに設けられ、前記搬送路における前記記録材の搬送方向において前記第1回転体よりもさらに上流側に配置された第2回転体と、
前記本体に設けられ、前記画像形成部と前記第2回転体とを駆動する第1駆動手段と、
前記本体に設けられ、前記第1回転体を駆動する第2駆動手段と、
前記本体に設けられ、前記第1駆動手段および前記第2駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1回転体と前記第2回転体との間に前記記録材が存在するときに、前記第1回転体よりも前記第2回転体の方が速い速度で回転するように前記第1駆動手段と前記第2駆動手段を制御した後、前記第2回転体よりも前記第1回転体の方が速い速度で回転するように前記第1駆動手段または前記第2駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。 - トナー画像を記録材に形成する画像形成部と、
搬送路において前記画像形成部へ前記記録材を搬送する第1回転体と、
前記搬送路における前記記録材の搬送方向において前記第1回転体よりもさらに上流側に配置された第2回転体と、
前記画像形成部と前記第2回転体とを駆動する第1駆動手段と、
前記第1回転体を駆動する第2駆動手段と、
前記第1駆動手段および前記第2駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1回転体と前記第2回転体との間に前記記録材が存在するときに、前記第1回転体よりも前記第2回転体の方が速い速度で回転するように前記第1駆動手段と前記第2駆動手段を制御した後、前記第2回転体よりも前記第1回転体の方が速い速度で回転するように前記第1駆動手段または前記第2駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
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