JP6478729B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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現像ユニットは、例えばトナーを収容(収納)するトナー収容室、トナーを担持するための現像ローラ、現像ローラ上のトナー層厚を規制するための現像ブレード、及びトナーが現像ユニットの外に漏れないようにする複数のシール部材を有する。そして、シール部材のなかには、現像ユニットの長手方向両端部における現像容器、現像ブレード裏面、及び現像ローラ周面との隙間に配置されるものがある。このシール部材は、現像ローラと摺擦する面がフェルトやパイル織物等で形成され、可撓性を有するもので、ここでは端部シール部材という。端部シール部材は、所定の潰し量で圧縮変形された状態で、現像ブレードとオーバーラップするように配置され、端部シール部材の圧縮変形による反発力を用いてシール性を確保する構成が一般的である。
これに対して、特許文献1には、端部シール部材を貼り付ける座面のうち、現像ブレードがオーバーラップする端部シール部材の部分に対応する座面部分に、凹形状を設けた構成が開示されている。このことで、現像ブレードの当接圧を適正にし、トナーの融着に起因するトナーの漏れを防止している。
近年では画像形成装置の高速化と長寿命化が進み、現像ブレード端部における現像ローラへの当接圧を下げることと、隙間を埋めるシール性を確保することとの両立がさらに重要になっている。これは、画像形成の高速化により、現像ローラと現像ブレードでの摩擦熱が大きくなり、従来と比較して現像ローラや現像ブレードでのトナー融着を引き起こしやすいからである。現像ローラと現像ブレードの当接面でトナーの融着物が生成されると、現像ローラと現像ブレードとの間に空隙が作られ、トナー漏れを起こすことが懸念される。したがって、現像ブレード端部における現像ローラへの当接圧は、より低くする必要がある。
また、カートリッジの長寿命化により、端部シール部材、現像ブレード及び現像ローラの隙間においては、より高いシール性が求められるが、端部シール部材の反発力が十分でないと、前述の隙間にトナーが侵入し、トナー漏れが起こることが懸念される。
記録材に画像を形成する画像形成装置の装置本体に着脱可能な現像装置であって、
現像剤を収容する収容部と、前記収容部を開放する開口とを有する枠体と、
前記開口において回転可能に前記枠体に支持されるローラと、
前記ローラに担持される現像剤の層厚を規制するように前記ローラの周面に当接するブレードと、
前記ブレードと前記枠体との間の隙間、及び、前記ローラの軸線方向において、該隙間に連なる前記ローラと前記枠体との間の隙間、に圧縮配置されるシール部材と、
を備える現像装置において、
前記枠体は、前記収容部に隣接し、前記シール部材が貼り付けられる第1座面領域と、前記軸線方向において前記第1座面領域より前記収容部から離れた第2座面領域であって、前記ブレードの厚さ方向において、前記ブレードの角部と対向し、前記ブレードと前記第1座面領域との間隔に比べ、前記ブレードとの間隔が広くなった凹部を有する第2座面領域と、を備えることを特徴とする。
静電像が形成される感光体と、
前記感光体に形成された静電像を現像する前記現像装置と、
を備えることを特徴とする。
装置本体に対して、前記現像装置、又は、前記プロセスカートリッジ、のいずれかが複数着脱可能に構成されたことを特徴とする。
の発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
ここで、本発明において、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体(以下、感光体)と、この感光体に作用するプロセス手段として少なくとも現像手段と、を一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能なものである。また、電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)とは、電子写真画像形成方式を用いて記録材(記録媒体)に画像を形成するものである。画像形成装置の例としては、複写機、プリンタ(レーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及び、これらの複合機(マルチファンクションプリンタ)などが含まれる。また、本発明において画像形成装置は、画像形成装置本体に対して、現像装置、または、プロセスカートリッジ、のいずれかが複数着脱可能に構成されたものである。
以下に、実施例1について説明する。
[電子写真画像形成装置]
先ず、本実施例の電子写真画像形成方式(電子写真プロセス)を用いた画像形成装置の全体構成について図2を用いて説明する。図2は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。
本実施例では、画像形成装置100は、4個の像担持体としての電子写真感光体(以下、感光体)1(1Y、1M、1C、1K)を有する。感光体1(1Y、1M、1C、1K)は、図2において矢印A方向に回転する。感光体1(1Y、1M、1C、1K)の周囲には帯電ローラ2(2Y、2M、2C、2K)、及びスキャナユニット(露光装置)3が配置されている。
更に、4個の感光体1(1Y、1M、1C、1K)に対向して、感光体1上のトナー像を記録材12に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト5が配置されている。
また、各画像形成部SY、SM、SC、SKには、感光体1、帯電ローラ2、クリーニングブレード6、及び、廃トナー収容部14aをそれぞれ有するように、感光体ユニット13(13Y、13M、13C、13K)が形成されている。
スカートリッジ7は、画像形成装置100に設けられた不図示の装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置100の装置本体に着脱可能となっている。
本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ7は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ7内には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーT(TY、TM、TC、TK)が収容されている。すなわち、第1〜第4の画像形成部SY、SM、SC、SKの構成及び動作は、用いるトナーの色が異なることを除いては実質的に同じである。したがって、以下の説明において特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために、図2において符号に与えた添字Y、M、C、Kを省略して、総括的に説明する。
中間転写ベルト5の内周面側には、各感光体1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ8が並設されている。又、中間転写ベルト5の外周面側において二次転写対向ローラ52に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ9が配置されている。
画像形成時には、先ず、感光体1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット3から発された画像情報に応じたレーザ光によって、帯電した感光体1の表面が走査露光され、感光体1上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで、感光体1上に形成された静電像は、現像ユニット4によってトナー像として現像される。感光体1上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ8の作用によって中間転写ベルト5上に転写(一次転写)される。
トナー像が転写された記録材12が、定着手段としての定着装置10に搬送されると、定着装置10において、記録材12に熱及び圧力が加えられることで、記録材12にトナー像が定着される。
画像形成装置100は、複数の画像形成部のうち少なくとも1つの所望の画像形成部を用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジ7の全体構成について、図3を用いて説明する。図3は、プロセスカートリッジ7の概略断面図である。
現像ユニット4は、現像ユニット4内の各種要素を支持する現像枠体18を有する。現像ユニット4には、感光体1と接触して図3において矢印D方向(反時計方向)に回転する現像ローラ17が設けられている。現像ローラ17は、その長手方向(回転軸線方向)の両端部において、軸受を介して回転可能に現像枠体18に支持されている。ここで以下
の説明において、長手方向とは、現像ローラ17の回転軸線方向(軸線方向)をいうものとする。
また、現像ユニット4(現像枠体18)は、現像剤収容室(以下、トナー収容室)18aと、現像ローラ17が配設された現像室18bと、現像室18bを開放する開口18cとを有している。現像ローラ17は、現像室18bの開口18cにおいて回転可能に現像枠体18に支持されている。ここで、トナー収容室18aと現像室18bは、収容部を構成している。
また、現像枠体18には、現像室18bの開口18cを挟むように、現像ローラ17の長手方向の両端側に、座面31が設けられており、この座面31にシール部材(以下、端部シール)30が貼り付け固定される。端部シール30は、表面がフェルトや繊維を織り込んでできたパイル、静電植毛等で構成された可撓性の部材である。
そして、現像ローラ17は、上述のように現像枠体18に設置された端部シール30を介して現像枠体18に取り付けられる。これにより、端部シール30は、現像ブレード21と現像枠体18との間の隙間、及び、現像ローラ17の長手方向において、該隙間に連なる現像ローラ17と現像枠体18との間の隙間に圧縮配置される。
このような構成によって、現像室18b内のトナーが外部に漏れることを回避することができる。現像ユニット4のシール構成の詳細については、後述する。
そして現像ユニット4は、クリーニング枠体14に固定支持された嵌合軸(不図示)を中心にして、感光体ユニット13に対して回転自在に結合されている。また、現像ユニット4は、加圧バネ(引っ張りバネ)(不図示)により付勢されている。そのため、画像形成時においては、現像ユニット4は嵌合軸(不図示)を中心に回転し、感光体1と現像ローラ17は当接する。
感光体ユニット13は、感光体ユニット13内の各種要素を支持するクリーニング枠体14を有する。クリーニング枠体14には、軸受部材を介して感光体1が図3において矢印A方向に、回転可能に取り付けられている。
また、クリーニング枠体14には、帯電ローラ軸受15が、帯電ローラ2の回転中心と感光体1の回転中心とを通る線に沿って取り付けられている。ここで、帯電ローラ軸受15は、図3において矢印C方向に移動可能に取り付けられている。帯電ローラ2は、帯電ローラ軸受15に回転可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受15は、付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ16により感光体1に向かって付勢される。
クリーニングブレード6によって感光体1の表面から除去された廃トナーは、クリーニングブレード6とクリーニング枠体14により形成される空間を重力方向に落下し、廃トナー収容部14a内に収容される。
次に、本実施例における主要部である現像枠体18のトナーシール構成について図1、
図3、図4、及び図5を用いて説明する。なお、本実施例では、主として現像ユニット4の長手方向の一端側のシール構成について説明するが、他端側においても同様の構成である。
図1(a)は、図3で示した現像枠体18の端部シール30貼り付け用の座面(以下、端部シール座面)31のうち、端部シール30と現像ブレード21がオーバーラップする領域付近を、図5の矢印H方向(現像ブレード21の厚さ方向)から見た詳細図である。図1(b)は、図1(a)に示す構成から端部シール30を省いたときの状態を示す図である。図1(c)は、図1(a)に示す構成を斜めから見たときの斜視図、図1(d)は、図1(b)に示す構成を斜めから見たときの斜視図である。図4は、現像ローラ17を取り外した状態で、現像枠体18を感光体1側から見たときの正面図である。また、図5は、現像ユニット4の要部を示す概略断面図であり、図5(a)は、図1(b)におけるF−F断面図、図5(b)は、図1(b)におけるG−G断面図、図5(c)は、図5(a)におけるK部の詳細図である。
本実施例における現像ブレード21は、鋼板からなる支持板21bに、ステンレス鋼板又はリン青銅板からなるブレード部21aを結合して構成されており、支持板21bはビス22で現像枠体18に固定されている。
このとき、現像ブレード21の先端部21d、現像ローラ17、及び端部シール30によってできる領域(図1(a)、図5(c)に示す領域J)は、端部シール30を現像ローラ17と現像ブレード21に圧接させることで、埋めることができる。これによって、現像ブレード21の裏面から長手方向にトナーが漏れることを防止することができる。なお、図5(c)では、説明の便宜上、領域Jを大きな領域で示している。
そして、領域L2の少なくとも一部に、端部シール30の反発力が領域L3より小さくなる領域を設けている。
このことで、現像ブレード21の先端部21dにおける現像ローラ17への当接圧を小さくし、融着起因のトナー漏れを防ぐことができる。また、領域L3においては、端部シール30の反発力を十分に持たせることで前述の領域Jを埋めることができ、シール性をより高めることができる。この点について、以下に詳細に説明する。
凹部32は、領域L2の少なくとも一部における端部シール30の反発力が、領域L3における端部シール30の反発力より小さくなるように設定するためのものである。
凹部32は、現像ブレード21の厚さ方向において、現像ブレード21の角部21cと対向し、現像ブレード21と壁部33との間隔に比べ、現像ブレード21との間隔が広くなるように配設されており、本実施例では、矩形形状に形成されている。つまり、現像ブレード21の先端部21dで現像ローラ17の周面に当接するようにされ、先端部21dの軸線方向の端部に設けられた角部21cが現像ブレード21の厚さ方向において、凹部32と重なるようにされている。そして、現像ブレード21の厚さ方向において、凹部32上(凹部上)を覆うように、端部シール30が配設される。また、現像ローラ17の長手方向においては、凹部32上を跨ぐように、端部シール30が配設される。
これにより、領域L2において、現像ブレード21の裏面への反発力を下げ、現像ブレード21の先端部21dにおける現像ローラ17への当接圧を下げることができる。
これに対して、領域L3においては、端部シール30の反発力が下がることなく、端部シール30を現像ブレード21の裏面に圧接させることができる。
よって、図5(c)に示す領域Jを埋める効果を高めることができ、領域Jにトナーが侵入することを抑えることができる。
これにより、現像ブレード21の端部における現像ローラ17への当接圧を局所的に下げることができる。
さらに、端部シール座面31のうち、領域L3に対応する領域に、壁部33を設けている。これにより、端部シール30の反発力を損なわないようにすることができるので、端部シール30、現像ブレード21、及び現像ローラ17との間で形成される領域Jにおけるシール性を確保することができる。
したがって、本実施例によれば、現像ブレード21と端部シール30とのオーバーラップ領域L1において、シール性を維持しつつ、現像ブレード21の端部で当接圧が上がりすぎることによる、トナーの融着に起因するトナー漏れを防止することができる。
次に、実施例2について、図1、図5及び図6を用いて説明する。
図6(a)は、本実施例における端部シール座面31付近を、端部シール30を省いて図5の矢印H方向から見た詳細図であり、図6(b)は、図6(a)に示す構成を斜めから見たときの斜視図である。図6(a)(b)はそれぞれ、実施例1の図1(b)(d)に対応する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成は実施例1と同様であり、実施例1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
これにより、領域L2における端部シール30の反発力を適正化することが容易になる。よって、凹部32で端部シール30の反発力が小さくなりすぎることで領域J(図1(a)及び図5(c))にトナーが侵入することによるトナー漏れを防止することができる。
以下に、実施例3について、図1、図5及び図7を用いて説明する。
図7(a)は、本実施例における端部シール座面31付近を、端部シール30を省いて図5の矢印H方向から見た詳細図であり、図7(b)は本実施例における現像枠体18を、現像室18b側から見た斜視図である。図7(a)は、実施例1の図1(b)、実施例2の図6(a)に対応する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成は実施例1、2と同様であり、実施例1、2と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
このとき、切り欠き部35は、壁部33において、現像ブレード21の厚さ方向で壁部33と現像ブレード21とが重なる領域の一部に、配設されるのが好ましい。これは、凹部32は、現像ブレード21の厚さ方向において、現像ブレード21と現像枠体18とが重なる領域の一部で、現像室18bに開口していると換言することもできる。
本実施例では、現像ブレード21の厚さ方向において、壁部33と現像ブレード21の先端部21dとが重なるように設定し、壁部33と現像ブレード21の先端部21dとが重なる領域を避けて、切り欠き部35を配設している。
さらに、本実施例では、図7に示すように、凹部32へのトナーの侵入を防ぐために、凹部32及び切り欠き部35に、実施例2同様、発泡体やゴムなどの弾性体34を配置している。ここで、弾性体34の形状は図7に示す形状に限定されるものではない。切り欠き部35に配置される弾性体は、凹部32が現像室18bと連通せず、凹部32へのトナーの侵入を防ぐことができるように構成されるものであればよい。
これにより、領域L2及び領域L3の一部において、現像ブレード21の裏面への反発力をより下げることができ、現像ブレード21の端部における現像ローラ17への当接圧をより下げることができる。
また、壁部33の効果により、領域J(図1(a)及び図5(c))を埋めることができるので、シール性は確保することができる。
口、21…現像ブレード、21c…角部、30…端部シール、31…端部シール座面、32…凹部、33…壁部、100…画像形成装置
Claims (9)
- 記録材に画像を形成する画像形成装置の装置本体に着脱可能な現像装置であって、
現像剤を収容する収容部と、前記収容部を開放する開口とを有する枠体と、
前記開口において回転可能に前記枠体に支持されるローラと、
前記ローラに担持される現像剤の層厚を規制するように前記ローラの周面に当接するブレードと、
前記ブレードと前記枠体との間の隙間、及び、前記ローラの軸線方向において、該隙間に連なる前記ローラと前記枠体との間の隙間、に圧縮配置されるシール部材と、
を備える現像装置において、
前記枠体は、前記収容部に隣接し、前記シール部材が貼り付けられる第1座面領域と、前記軸線方向において前記第1座面領域より前記収容部から離れた第2座面領域であって、前記ブレードの厚さ方向において、前記ブレードの角部と対向し、前記ブレードと前記第1座面領域との間隔に比べ、前記ブレードとの間隔が広くなった凹部を有する第2座面領域と、を備えることを特徴とする現像装置。 - 前記ブレードの厚さ方向において、前記第2座面領域では前記凹部上を覆うように前記シール部材が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記軸線方向において、前記凹部上を跨ぐように前記シール部材が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記凹部は、前記ブレードの厚さ方向において、前記第1座面領域における前記ブレードと前記枠体とが重なる領域の一部で前記収容部に開口していることを特徴とする請求項2または3に記載の現像装置。
- 前記ブレードは、板状の部材であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記ブレードの前記ローラの周面に当接する先端部は、前記軸線方向の一部において、前記第1座面領域と重なることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記先端部の前記軸線方向の端部に設けられた角部は、前記ブレードの厚さ方向において、前記凹部と重なることを特徴とする請求項6に記載の現像装置。
- 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
静電像が形成される感光体と、
前記感光体に形成された静電像を現像する請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
装置本体に対して、請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像装置、又は、請求項8に記載のプロセスカートリッジ、のいずれかが複数着脱可能に構成されたことを特徴とする画像形成装置。
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