JP7100501B2 - 作業装置、及び、作業方法 - Google Patents
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Description
上記の作業装置によると、第1の停止位置及び第2の停止位置において移載部の可動範囲内となるワークに作業が行われている間に搬送治具を第2の停止位置に搬送させるので、そのワークが作業位置に移載されて実装作業が行われている間に搬送治具が第2の作業位置に搬送されても、そのワークを元の搬送治具に移載できる。
実施形態1を図1ないし図9に基づいて説明する。以降の説明では図1に示す左右方向をX方向、前後方向をY方向、図4に示す上下方向をZ方向という。また、以降の説明では図1に示す右側を上流側、左側を下流側という。また、以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。
図1を参照して、実施形態1に係る表面実装機1(作業装置の一例)について説明する。表面実装機1は立体形状を有するワークWの姿勢を3次元で変位させてワークWに電子部品などの部品Eを実装するものである。部品Eの実装は所定の作業の一例である。以降の説明では当該作業のことを実装作業という。実装作業はワークWに半田ペーストや接着剤等を塗布する作業と、半田ペーストや接着剤等が塗布されたワークWに部品Eを搭載する作業とを含む。ワークWとしては自動車のヘッドランプや補聴器などを例示することができる。
先ず、図1を参照して、ワークWが搭載されている搬送治具2について説明する。ワークWは搬送治具2に搭載されて表面実装機1に供給される。搬送治具2はトレイ状の部材であり、一つの搬送治具2に6個のワークWが搭載されている。各ワークWはそれぞれ円盤状のベース部材Bに固定された状態で搬送治具2に搭載されている。
図1を参照して、表面実装機1の構成について説明する。表面実装機1は基台10、搬送治具2を搬送経路Gに沿って搬送する搬送装置11(搬送部の一例)、ワークWに実装する部品Eを供給する部品供給装置12、搬送治具2に搭載されているワークWを搬送経路Gの側方に位置する作業位置Tに移載し、作業位置TでワークWに実装作業を行った後、ワークWを搬送治具2に移載する部品実装装置13(移載部及び作業部の一例)、及び、これらの装置を制御する制御部14(図5参照)を備えている。
搬送装置11は搬送コンベア15、及び、図示しない2つの固定部を有している。搬送コンベア15はX方向に循環移動する一対のコンベアベルト15A及び15B、これらのコンベアベルトを駆動する図示しないコンベア駆動モータなどを備えている。コンベアベルト15Aと15Bとの間隔は搬送治具2の幅に応じて調整可能である。
部品供給装置12は表面実装機1の後側においてX方向に並んで2箇所に配されている。これらの部品供給装置12には複数のフィーダ16がX方向に横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ16は所謂テープフィーダであり、複数の部品Eが収容された部品テープが巻回されたリール、及び、リールから部品テープを引き出す電動式のテープ送出装置等を備えており、作業位置T側の端部に設けられた部品供給位置から部品Eを一つずつ供給する。
なお、部品供給装置12は部品Eが載置されているトレイを供給する所謂トレイフィーダであってもよいし、半導体ウェハを供給するものであってもよい。
部品実装装置13は、ワークWの姿勢を3次元で変位させるロボット17、ヘッドユニット18、及び、ヘッド搬送部19を備えている。
図4に示すように、ヘッドユニット18には3つの移載ヘッド20(20A、20B、20C)、塗布ヘッド21、移載ヘッド20をZ方向に移動させるモータM4、及び、塗布ヘッド21をZ方向に移動させるモータM5を備えている。移載ヘッド20A~20C及び塗布ヘッド21はX方向に並んで取り付けられている。なお、移載ヘッド20の数は3つに限定されるものではなく、適宜に決定できる。塗布ヘッド21についても同様である。
塗布ヘッド21は先端に吐出孔を有しており、外部から供給される半田ペーストや接着剤等を吐出する。
図5を参照して、制御部14について説明する。制御部14はCPU14A、ROM14B、RAM14C、インタフェース部14Dなどを備えている。制御部14はインタフェース部14Dを介して搬送装置11、部品供給装置12及び部品実装装置13と接続されている。CPU14AはROM14Bに記憶されている制御プログラムを実行することによってこれらの装置を制御する。
制御部14はCPU14Aに替えて、あるいはCPU14Aに加えてASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などを備えていてもよい。
図1を参照して、ワークWの移載及び実装作業について説明する。詳しくは後述するが、ワークWの移載及び実装作業には以下の3つのパターンがある。
パターン2:上流側の停止位置S1に停止している搬送治具2に搭載されているワークWを作業位置Tに移載し、実装作業が終わったワークWを、当該ワークWに対する実装作業が行われている間に下流側の停止位置S2に搬送された搬送治具2に移載する。
パターン3:下流側の停止位置S2に停止している搬送治具2に搭載されているワークWを作業位置Tに移載し、実装作業が終わったワークWを下流側の停止位置S2に停止している搬送治具2に移載する。
搬送治具の搬送について、2つの例を挙げて説明する。
図6を及び図7を参照して、例1について説明する。図6において点線25はヘッドユニット18の可動範囲を示している。例1では上流側の停止位置S1に搬送された搬送治具2に搭載されている全てのワークW、及び、下流側の停止位置S2に搬送された搬送治具2に搭載されている全てのワークWがヘッドユニット18の可動範囲内となる。ワークW1~W6は第1種のワークの一例である。
図7は6番のワークW6に実装作業が行われている状態である。上流側の停止位置S1に停止していた搬送治具2Aは、6番のワークW6に実装作業が行われている間に下流側の停止位置S2に搬送される。これと並行して、前工程から送り出された次の搬送治具2B(第2の搬送治具の一例)が上流側の停止位置S1に搬送される。6番のワークW6は実装作業が終わると下流側の停止位置S2に搬送された搬送治具2Aの元の位置に移載される(すなわち搬送治具2Aの元の位置に戻される)。
4番のワークW4から6番のワークW6については下流側の停止位置S2に搬送された搬送治具2Aから作業位置Tに移載され、実装作業が終わると下流側の停止位置S2に搬送された搬送治具2Aの元の位置に移載される(パターン3)。
図8を参照して、例2について説明する。図8において点線26はヘッドユニット18の可動範囲を示している。例2では一部のワークW(すなわち3番のワークW3及び4番のワークW4、第1種のワークの一例)だけが上流側の停止位置S1及び下流側の停止位置S2においてヘッドユニット18の可動範囲内となっている。
図9を参照して、制御部14によって実行される制御処理について説明する。以下に説明する制御処理は前述した例1及び例2のどちらにも適用できる。
以下の説明では、上流側の停止位置S1及び下流側の停止位置S2においてヘッドユニット18の可動範囲内となるワークWが複数ある場合は、それらのワークWのうち最初に実装作業が行われるワークW(すなわちそれらのワークWのうち番号が最も小さいワークW)に対する実装作業が行われている間に搬送治具2を下流側の停止位置S2に搬送するものとする。
S102では、制御部14は対象治具2に搭載されているワークWのうち未だ実装作業が行われていないワークWの中で番号が最も小さいワークWを作業位置Tに移載する。
S104では、制御部14は作業位置Tに移載したワークWが、上流側の停止位置S1に停止している対象治具2から移載したものであるか否かを判断し、上流側の停止位置S1に停止している対象治具2から移載したものである場合はS105に進み、下流側の停止位置S2に搬送された対象治具2から移載したものである場合はS107に進む。
そして、制御部14は対象治具2を下流側の停止位置S2に搬送させる。このとき、先行する別の搬送治具2が後工程に搬出されるとともに、前工程から送り出された次の搬送治具2が上流側の停止位置S1に搬送される。ただし、対象治具2が最後の搬送治具2である場合は次の搬送治具2は搬送されない。
そして、制御部14は上流側の停止位置S1に搬送した搬送治具2及び下流側の停止位置S2に搬送した搬送治具2をそれぞれ固定部によって固定する。
S108では、制御部14は作業位置TにあるワークWを対象治具2の元の位置に移載する。
S109では、制御部14は対象治具2に搭載されている全てのワークWについて実装作業が行われたか否かを判断し、全てのワークWについて実装作業が行われた場合はS110に進み、まだ実装作業が行われていないワークWがある場合はS102に戻って処理を繰り返す。
S111では、制御部14は下流側の停止位置S2に停止している対象治具2の固定を解除し、後工程に搬出する。
実施形態1に係る表面実装機1によると、搬送治具2に搭載されているワークWのうち最後に実装作業が行われるワークW(以下、最後のワークWという)に対する実装作業が終わって最後のワークWが当該搬送治具2に移載されたとき(すなわち最後のワークWが元の搬送治具2に戻されたとき)、既に次の搬送治具2が上流側の停止位置S1に搬送されている。このため、最後のワークWを搬送治具2(ここでは元の搬送治具2)に移載してから次の搬送治具2が停止位置に搬送されてくるまでの待ち時間を短縮できる。これにより、単位時間当たりに実装作業が可能なワークWの数を増やすことができる。よって表面実装機1によると、順に搬送されてくる搬送治具2に搭載されているワークWを作業位置Tに移載し、作業位置Tで実装作業が行われたワークWを搬送治具2に移載する場合の作業効率を向上させることができる。
次に、実施形態2を図10ないし図13によって説明する。
図10に示すように、実施形態2では搬送治具2の停止位置が1か所(停止位置S3)だけである。図10において搬送治具2Cは最初に停止位置S3に搬送される搬送治具2(第3の搬送治具の一例)であり、搬送治具2Dは次に停止位置S3に搬送される搬送治具2(第4の搬送治具の一例)である。搬送治具2はいずれも6個のワークWを搭載可能である。
図12は6番のワークW6に実装作業が行われている状態である。停止位置S3に停止していた搬送治具2Cは、最後に実装作業が行われるワークW(すなわち6番のワークW6)が作業位置Tに移載されて実装作業が行われている間に表面実装機1から搬出される。このため、搬送治具2Cは5個のワークWが搭載されている状態で後工程に搬出される。そして、その間に次の搬送治具2Dが前工程から停止位置S3に搬送される。作業位置Tで実装作業が行われた最後のワークW(すなわち6番のワークW6)は、停止位置S3に搬送された次の搬送治具2Dの空き領域Pに移載される。
図13を参照して、実施形態2に係る制御処理について説明する。
S201では、制御部14は搬送治具2(以下、「対象治具2」という)を前工程から停止位置S3に搬送し、固定部を制御して停止位置S3に固定する。
S202では、制御部14は対象治具2に搭載されているワークWのうち未だ実装作業が行われていないワークWの中で番号が最も小さいワークWを作業位置Tに移載する。
S204では、制御部14は現在実装作業が行われているワークWが最後のワークW(最初に搬送される搬送治具2の場合は6番のワークW6、最初に搬送される搬送治具2より後に搬送される搬送治具2の場合は5番のワークW5)であるか否かを判断する。制御部14は、最後のワークWではない場合はS205に進み、最後のワークWである場合はS207に進む。
S206では、制御部14は作業位置TにあるワークWを対象治具2の元の位置に移載する。制御部14はワークWを対象治具2に移載した後、S202に戻って処理を繰り返す。
S208では、制御部14は停止位置S3に停止している対象治具2の固定を解除し、後工程に搬出する。
S209では、制御部14は前工程から送り出された次の搬送治具2を停止位置S3に搬送し、停止位置S3に固定する。
S211では、制御部14は作業位置TにあるワークWを次の搬送治具2の空き領域Pに移載する。そして、制御部14は当該次の搬送治具2を対象治具2とし、S202に戻って処理を繰り返す。
S213では、制御部14は作業位置TにあるワークWを対象治具2の元の位置に移載する。
S214では、制御部14は停止位置S3に停止している対象治具2の固定を解除し、後工程に搬出する。
実施形態2に係る表面実装機1によると、搬送治具2に搭載されているワークWのうち最後のワークWに対する実装作業が終わったとき、最後のワークWが搭載されていた元の搬送治具2は既に下流側に搬出されているが、次の搬送治具2が停止位置S3に搬送されているので、最後のワークWを次の搬送治具2の空き領域Pに移載することができる。このようにすると、最後のワークWを次の搬送治具2の空き領域Pに移載したとき、次の搬送治具2は既に停止位置S3に搬送されていることから、最後のワークWを搬送治具2(ここでは次の搬送治具2)に移載してから次の搬送治具2が停止位置S3に搬送されてくるまでの待ち時間を短縮できる。これにより、単位時間当たりに実装作業が可能なワークWの数を増やすことができる。よって表面実装機1によると、順に搬送されてくる搬送治具2に搭載されているワークWを作業位置Tに移載し、作業位置Tで実装作業が行われたワークWを搬送治具2に移載する場合の作業効率を向上させることができる。
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
これに対し、上流側の停止位置S1及び下流側の停止位置S2においてヘッドユニット18の可動範囲内となるワークWのうちどの番号のワークWに対する実装作業が行われている間に搬送治具2を下流側の停止位置S2に搬送するかを予め決めておき、現在作業が行われているワークWの番号が予め決められている番号である場合にS106に進んでもよい。
Claims (8)
- ワークが搭載されている搬送治具を搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送経路の第1の停止位置に搬送された前記搬送治具と前記搬送経路の側方に位置する作業位置との間、及び、前記搬送経路の前記第1の停止位置より下流側の第2の停止位置に搬送された前記搬送治具と前記作業位置との間で前記ワークを移載する移載部と、
前記作業位置に移載された前記ワークに所定の作業を行う作業部と、
前記第1の停止位置に搬送された第1の前記搬送治具に搭載されている前記ワークを前記作業位置に移載させ、前記作業位置で前記ワークに前記作業が行われている間に、前記第1の前記搬送治具を前記第2の停止位置に搬送させるとともに第2の前記搬送治具を前記第1の停止位置に搬送させ、前記作業位置で前記作業が行われた前記ワークを、前記第2の停止位置に搬送された前記第1の前記搬送治具に移載させる制御部と、
を備える作業装置。 - 請求項1に記載の作業装置であって、
前記搬送治具は複数の前記ワークが搭載されるものであり、
前記制御部は、前記搬送治具に搭載されている第1の前記ワークを前記作業位置に移載させ、前記作業位置で前記作業が行われた前記第1の前記ワークを当該搬送治具に移載させた後、当該搬送治具に搭載されている第2の前記ワークを前記作業位置に移載させるものであり、
前記第1の停止位置及び前記第2の停止位置において前記移載部の可動範囲内となる第1種の前記ワークに前記作業が行われている間に、前記第1の前記搬送治具を前記第2の停止位置に搬送させるとともに前記第2の前記搬送治具を前記第1の停止位置に搬送させる、作業装置。 - 請求項2に記載の作業装置であって、
前記制御部は、前記第1の停止位置では前記移載部の可動範囲内となるが前記第2の停止位置では可動範囲外となる第2種の前記ワークについては、前記搬送治具が前記第1の停止位置に停止しているときに前記作業位置に移載させ、前記作業位置で前記作業が行われた前記第2種の前記ワークを、前記第1の停止位置に停止している当該搬送治具に移載させる、作業装置。 - 請求項2又は請求項3のいずれか一項に記載の作業装置であって、
前記制御部は、前記第1の停止位置では前記移載部の可動範囲外となるが前記第2の停止位置では可動範囲内となる第3種の前記ワークについては、前記搬送治具が前記第2の停止位置に搬送された後に前記作業位置に移載させ、前記作業位置で前記作業が行われた前記第3種の前記ワークを、前記第2の停止位置に搬送された当該搬送治具に移載させる、作業装置。 - ワークが搭載されている搬送治具を搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送経路の停止位置に搬送された前記搬送治具と前記搬送経路の側方に位置する作業位置との間で前記ワークを移載する移載部と、
前記作業位置に移載された前記ワークに所定の作業を行う作業部と、
最初に搬送される第3の前記搬送治具より後に搬送される第4の前記搬送治具には前記ワークを搭載可能な空き領域が確保されており、前記停止位置に搬送された前記第3の前記搬送治具に搭載されている前記ワークを前記作業位置に移載させ、前記作業位置で前記ワークに前記作業が行われている間に、前記第3の前記搬送治具を下流側に搬出させるとともに前記第4の前記搬送治具を前記停止位置に搬送させ、前記作業位置で前記作業が行われた前記ワークを、前記停止位置に搬送された前記第4の前記搬送治具の前記空き領域に移載させる制御部と、
を備える作業装置。 - 請求項5に記載の作業装置であって、
前記搬送治具は複数の前記ワークが搭載されるものであり、
前記制御部は、前記搬送治具に搭載されている第1の前記ワークを前記作業位置に移載させ、前記作業位置で前記作業が行われた前記第1の前記ワークを当該搬送治具に移載させた後、当該搬送治具に搭載されている第2の前記ワークを前記作業位置に移載させるものであり、
前記第3の前記搬送治具に搭載されている前記ワークのうち最後の前記ワークに前記作業が行われている間に、前記第3の前記搬送治具を下流側に搬出させるとともに前記第4の前記搬送治具を前記停止位置に搬送させる、作業装置。 - 作業装置を用いた作業方法であって、
前記作業装置は、
ワークが搭載されている搬送治具を搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送経路の第1の停止位置に搬送された前記搬送治具と前記搬送経路の側方に位置する作業位置との間、及び、前記搬送経路の前記第1の停止位置より下流側の第2の停止位置に搬送された前記搬送治具と前記作業位置との間で前記ワークを移載する移載部と、
前記作業位置に移載された前記ワークに所定の作業を行う作業部と、
を備え、
当該作業方法は、
前記第1の停止位置に搬送された第1の前記搬送治具に搭載されている前記ワークを前記作業位置に移載させる工程と、
前記作業位置で前記ワークに前記作業が行われている間に、前記第1の前記搬送治具を前記第2の停止位置に搬送させるとともに第2の前記搬送治具を前記第1の停止位置に搬送させる工程と、
前記作業位置で前記作業が行われた前記ワークを、前記第2の停止位置に搬送された前記第1の前記搬送治具に移載させる工程と、
を含む、作業方法。 - 作業装置を用いた作業方法であって、
前記作業装置は、
ワークが搭載されている搬送治具を搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送経路の停止位置に搬送された前記搬送治具と前記搬送経路の側方に位置する作業位置との間で前記ワークを移載する移載部と、
前記作業位置に移載された前記ワークに所定の作業を行う作業部と、
を備え、
最初に搬送される第3の前記搬送治具より後に搬送される第4の前記搬送治具には前記ワークを搭載可能な空き領域が確保されており、
当該作業方法は、
前記停止位置に搬送された前記第3の前記搬送治具に搭載されている前記ワークを前記作業位置に移載させる工程と、
前記作業位置で前記ワークに前記作業が行われている間に、前記第3の前記搬送治具を下流側に搬出させるとともに前記第4の前記搬送治具を前記停止位置に搬送させる工程と、
前記作業位置で前記作業が行われた前記ワークを、前記停止位置に搬送された前記第4の前記搬送治具の前記空き領域に移載させる工程と、
を含む、作業方法。
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