JP5963800B2 - 製造作業機 - Google Patents
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Description
基材に対して他の部材を組付ける組付作業を行う製造作業機であって、
ベースと、それぞれが複数の作業要素のうちの1つのものを実行するとともにそれぞれが着脱可能にユニット化された複数の作業要素実行装置と、それら作業要素実行装置を制御する統括制御装置とを備え、
前記複数の作業要素実行装置が、
前記ベースに取り付けられて前記基材を搬送して特定の位置に位置させる作業要素実行装置である搬送装置と、
前記複数の作業要素のうちの1つを前記特定の位置に位置させられる前記基材に対して実行する作業要素実行装置と、
前記他の部材を供給する供給装置と
を含み、
前記統括制御装置が、当該製造作業機が特定の組立作業を行うために必要な前記複数の作業要素実行装置の各々の作動がコード化されたソースコードを変換した特定のプログラム言語での作動指令であって、前記複数の作業要素実行装置の各々によって行われる1つの動作の開始若しくは終了を指令する作動指令を送信するように構成され、
前記搬送装置が、
1のプロトコルに従って前記統括制御装置から送信される前記特定のプログラム言語での作動指令に基づいて、当該搬送装置の作動を制御する個別制御装置を有し、
その個別制御装置が、前記特定のプログラム言語での作動指令を、自身が扱うことのできるプログラム言語での作動指令に変換し、その変換された作動指令に基づいて、前記搬送装置の作動を制御するように構成される。
それぞれが、前記基材の搬送・移動,前記基材・前記他の部材の供給,前記基材・前記他の部材の保持・離脱,前記保持・離脱位置の移動・変更,前記補助剤の放出,前記加工・処理の実施,前記加工・処理の実施位置の移動・変更等、前記製造作業を構成する複数の作業要素のうちの1つのものを実行する複数の作業要素実行装置と、
それら複数の作業要素実行装置を統括して制御する統括制御装置と
を備え、
前記複数の作業要素実行装置の各々が、
自身の作動を制御するための個別制御装置を有し、その個別制御装置が、前記統括制御装置から送信される作動指令に基づいて、前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものの作動を制御するように構成され、
前記統括制御装置が、
統括通信部を有し、その統括通信部を介して、特定のプログラム言語での作動指令を、1のプロトコルに従って送信するように構成され、
前記個別制御装置が、
(a)前記1のプロトコルに従って前記統括制御装置から送信された作動指令を受信する個別通信部と、(b)その個別通信部が受信した作動指令を、自身が扱うことのできるプログラム言語での作動指令に変換する指令変換部とを有し、その指令変換部によって変換された作動指令に基づいて、前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものの作動の制御を実行するように構成された製造作業機。
前記複数の作業要素実行装置に対応して設けられ、それぞれが、前記統括制御装置の有する前記統括通信部から前記個別制御装置の有する前記個別通信部へ作動指令を伝送するための複数の通信ケーブルを備え、
それら複数の通信ケーブルが、互いに同じ種類のものとされた(1)項に記載の製造作業機。
(a)前記複数の作業要素実行装置のいずれかのものによって実行される1つの動作の開始と終了との一方を指令するための主指令と、(b)前記搬送・移動の方向・量・時間・速度,前記補助剤の放出の量・時間・速度,前記加工・処理の実施の量・時間・速度等、前記1つの動作の動作パラメータを伝えるために、必要に応じて前記主指令に付随させられる付随指令とを含む作動指令を送信するように構成された(1)項または(2)項に記載の製造作業機。
特定の製造作業を行うために必要とされる複数の作動指令を記憶する作動指令記憶部を有し、その作動指令記憶部に記憶されている複数の作動指令の各々を、順次、前記複数の作業要素実行装置のいずれかの前記個別制御装置に送信するように構成された(1)項ないし(3)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
当該製造作業機が特定の製造作業を行うために必要な前記複数の作業要素実行装置の各々の作動がコード化されたソースコードを記憶するソースコード記憶部と、そのソースコード記憶部に記憶されているソースコードを作動指令に変換するコード・指令変換部とを有し、そのコード・指令変換部によって変換された作動指令を送信するように構成された(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
変換プログラムの実行によって、前記ソースコード記憶部に記憶されているソースコードを作動指令に変換するように構成され、
前記変換プログラムのプログラミング言語が、
前記統括制御装置が作動指令を送信する処理のための送信プログラムのプログラミング言語とは異なるプログラミング言語である(5)項に記載の製造作業機。
構造型のプログラミング言語である(6)項または(7)項に記載の製造作業機。
グラフィック型のプログラミング言語である(6)項ないし(8)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
ラダー言語である(6)項ないし(9)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
1の作動指令に基づいて前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものによって実行されている1つの動作の終了についての返信を、前記1のプロトコルに従って、前記個別通信部を介して前記統括制御装置に送信するように構成された(1)項ないし(10)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
前記1つの動作の終了についての返信を、その1つの動作が実際に終了した時点に、前記統括制御装置に送信するように構成された(11)項に記載の製造作業機。
前記1つの動作の終了についての返信を、その1つの動作の終了時点が推定される場合には、その1つの動作の終了時点の前に、前記統括制御装置に送信するように構成された(11)項に記載の製造作業機。
前記1つの動作の終了についての返信を、前記1のプロトコルに従って、受信するように構成された(11)項ないし(13)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
前記1つの動作の終了についての返信を受信した後に、前記1の作動指令の次に送信すべき作動指令を送信するように構成された(11)項ないし(14)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものの作動が困難である場合に、その旨を、前記1のプロトコルに従って、前記個別通信部を介して前記統括制御装置に送信するように構成された(1)項ないし(15)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
前記複数の作業要素実行装置のうちの1つのものの作動が困難である旨を、前記1のプロトコルに従って、受信するように構成された(16)項に記載の製造作業機。
前記複数の作業要素実行装置のうちの1つのものの作動が困難である旨を前記統括制御装置が受信した場合に、その事態に対応する作動困難時対応部を有する(16)項または(17)項に記載の製造作業機。
前記複数の作業要素実行装置のうちの1つのものの作動が困難である旨を前記統括制御装置が受信した場合に、その1つのものの前記個別制御装置への作動指令の送信を停止するように構成された(18)項に記載の製造作業機。
前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものによって1つの動作が実行された結果,その1つのものの作動を実行するためのその1つのものの性能,その1つのものの作動の制御時の制御ゲイン等、その1つのものの作動に関する情報を記憶する作動情報記憶部を有する(1)項ないし(19)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
前記作動情報記憶部に記憶されている前記作動に関する情報を、前記1のプロトコルに従って、前記個別通信部を介して前記統括制御装置に送信するように構成され、
前記統括制御装置が、
その送信された前記作動に関する情報を管理する作動情報管理部を有する(20)項に記載の製造作業機。
前記作動情報記憶部に記憶されている前記作動に関する情報を、前記1のプロトコルに従って、受信するように構成された(21)項に記載の製造作業機。
前記複数の作業要素のうちの1つのものを実行するために実際に作動する本体部を有し、
前記複数の作業要素実行装置のうちの少なくとも1つのものが、
自身の前記本体部の一部に前記個別制御装置が固定されてユニット化された(1)項ないし(22)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
ベースを備え、前記複数の作業要素実行装置の各々が前記ベースと前記複数の作業要素実行装置のうちの自身とは別のものとの一方に着脱可能に取付けられるように構成された(1)項ないし(23)項のいずれか1つに記載の製造作業機。
図1に、請求可能発明の製造作業機10を示す。製造作業機10は、基材としての回路基板に対する電子回路部品(以下、「部品」と略す場合がある)の組付,接着剤の塗布を行う作業機である。製造作業機10は、フレーム部20とそのフレーム部20に上架されたビーム部22とを含んで構成されたベースとしての作業機本体24と、回路基板を搬送する搬送装置26と、回路基板に部品を装着する装着装置28と、フレーム部20の一端に配設され装着装置28に部品を供給する供給装置30と、回路基板に接着剤を塗布するディスペンサ装置32と、供給装置30と搬送装置26との間に配設されたベースカメラ34と装着装置28の後方に配設されたヘッドカメラ36(図7参照)とを含んで構成されたカメラ装置38と、ビーム部22に配設されて装着装置28とディスペンサ装置32とヘッドカメラ36とを共に領域内において移動させる移動装置40とを備えている。ちなみに、製造作業機10の長手方向を前後方向とし、その長手方向に直角な水平の方向を左右方向と、長手方向に直角な垂直の方向を上下方向と称することにする。なお、製造作業機10を構成する各装置26,28,30,32,38,40は公知の装置であることから、ここでの説明は簡単なものとする。
本製造作業機10は、補助統括コントローラ136に記憶されているソースコードに従って、上記6つの作業要素実行装置26等が各々の作業を実行することで、回路基板への装着作業を実行するようになっている。具体的に簡単な例で説明すると、図3に示すように、回路基板に部品を装着する製造工程がソースコードに記述されている場合には、まず、補助統括コントローラ136において、そのソースコードが複数の作動指令に変換される。具体的には、図4(a)に示すように、回路基板を特定の位置まで搬入するための作動指令(i)と、回路基板を撮影可能な位置にヘッドカメラ36を移動させるための作動指令(ii)と、ヘッドカメラ36によって回路基板を撮影してその回路基板の位置情報を取得するための作動指令(iii)と、その取得された位置情報に基づいて接着剤の塗布位置にディスペンサ装置32を移動させるための作動指令(iv)と、接着剤を回路基板に塗布するための作動指令(v)と、装着すべき部品の載置された部品トレイを供給するための作動指令(vi)と、装着装置28を部品の供給位置に移動させるための作動指令(vii)と、部品を保持するための作動指令(viii)と、部品を保持した装着装置28をベースカメラ34上に移動させるための作動指令(ix)と、装着装置28に保持された部品をベースカメラ34によって撮影してその部品の保持状態の情報を取得するための作動指令(x)と、回路基板の位置情報および部品の保持状態の情報に基づいて部品の装着位置に装着装置28を移動させるための作動指令(xi)と、部品を離脱するための作動指令(xii)と、部品が装着された回路基板を搬出するための作動指令(xiii)とに変換される。なお、実際に送信される作動指令は、特定のプログラミング言語に従ったものとなっている。
が供給された後にトレイ供給の終了に関する返信が送信されるが、トレイ供給の終了時点が推定される場合には、終了時点の前にトレイ供給の終了に関する返信を送信してもよい。部品トレイの供給中に移動装置40によって装着装置28を移動させても、2つの作業が干渉することは少なく、部品トレイの供給中に移動装置40によって装着装置28を移動させることで、製造作業時間の短縮を図ることが可能となる。なお、本作動指令および以降の作動指令による各作業要素実行装置28等の作動の説明は、明細書が冗長となることを避けるべく省略する。ちなみに、図5(c)に、接着剤が塗布された位置に部品169が装着された回路基板166を図示しておく。
本製造作業機10の有するメイン統括制御装置130,補助統括制御装置118および各作業要素実行装置26等の個別制御装置90等は、各々の実行処理に鑑みれば、図6に示すような機能構成を有するものと考えることができる。図から解るように、メイン統括制御装置130は、CPU,ROM,RAM等を備えたコンピュータを主体とするメイン統括コントローラ170を備えており、そのメイン統括コントローラ170は、製造作業機10の作動状態を監視する機能部として、製造作業機監視部172を、個別制御装置90等と通信する機能部として、統括通信部174を、作動指令の送信を管理する機能部として、作動指令送信管理部176を、作業要素実行装置26等の作動が困難である場合にその事態に対応する機能部として、作動困難時対応部178を、複数の作動指令を記憶する機能部として、作動指令記憶部180を、それぞれ有している。
本製造作業機10においては、図7に示すように、搬送装置26,供給装置30,移動装置40,カメラ装置38のベースカメラ34は、フレーム部20に着脱可能とされており、装着装置28,ディスペンサ装置32,カメラ装置38のヘッドカメラ36は、移動装置40のスライダ56に着脱可能とされている。それら作業要素実行装置26等は、ワンタッチで取付けおよび取り外し可能なものもあれば、数本のボルトによって固定されるものもあるが、いずれの作業要素実行装置26等も、フレーム部20若しくはスライダ56に容易に取付けおよび取り外し可能なものとされている。
上記製造作業機10単体では、比較的少ない製造工程しか行うことができないが、上記製造作業機10と同じ製造作業機,上記製造作業機10の作業要素実行装置を変更した製造作業機等を複数配列し、基材を上流側に配置された製造作業機から下流側に配置された製造作業機に搬送しつつ、基材に対して複数の製造作業機の各々による製造作業を順次実行するような製造作業システムを構成することで、比較的多くの製造工程を行うことが可能となる。つまり、ある程度複雑な製品,部品等を製造することが可能となる。本明細書では、そのように構成された製造作業システムとして、LED照明製造システム,パワーモジュール製造システム,太陽電池製造システムを採用し、それらのシステムについて以下に説明する。
図8に、LED照明製造システム250の斜視図を示し、図9に、そのLED照明製造システム250によって組み立てられるLED照明252の分解図を示す。LED照明252は、図9に示すように、有底円筒状の電極ソケット254と、その電極ソケット254の内部に設けられる電極256と、電極ソケット254の上端に嵌合される円筒状のケース258と、そのケース258内部に設けられる電極付の回路基板260と、ケース258の上端部に接着剤によって固着されるヒートシンク262と、そのヒートシンク262の上端面に配設される電極付のLED基板264と、そのLED基板264をヒートシンク262に固定するためのねじ266と、ヒートシンク262の上端部に接着剤で固定される半球状のカバー268とによって構成されている。
図10に、パワーモジュール製造システム300の斜視図を示し、図11に、そのパワーモジュール製造システム300によって組み立てられるパワーモジュール302の分解図を示す。パワーモジュール302は、図11に示すように、ベース板314と、そのベース板314上にはんだ付けされる絶縁基板316と、ベース板314の4隅に形成された穴に嵌合される4つのブッシュ318と、それら4つのブッシュ318によってベース板314上に固定されるケース320と、ケース320内に装着される複数のピン端子322と、ケース320内に装着される電極324と、ケース320上部を覆う蓋部材326と、ケース320側面に貼着されるシール328とによって構成されている。
図12に、太陽電池製造システム370の斜視図を示し、図13に、その製造システム370によって製造される太陽電池372の分解図を示す。太陽電池372は、図13に示すように、シリコンセル374と、そのシリコンセル374の下面にはんだ付けされる下面側インタコネクタ376と、シリコンセル374の上面にはんだ付けされる上面側インタコネクタ378とによって構成されている。太陽電池製造システム370は、図12に示すように、3台の製造作業機によって構成されており、それら3台の製造作業機は、最上流側(1番左側)に配置された製造作業機から順に、第1製造作業機380,第2製造作業機382,第3製造作業機384である。第1製造作業機380は、上記製造作業機10のディスペンサ装置32をクリームはんだ印刷装置236に変更するとともに、供給装置30をインタコネクタを供給するインタコネクタ供給装置386に変更したものである。第2製造作業機382は、上記製造作業機10のディスペンサ装置32をクリームはんだ印刷装置236に変更するとともに、供給装置30をシリコンセル374を供給するシリコンセル供給装置388に変更したものである。第3製造作業機384は、上記製造作業機10のディスペンサ装置32をクリームはんだ印刷装置236に変更するとともに、供給装置30を2台のインタコネクタ供給装置386に変更したものである。
Claims (6)
- 基材に対して他の部材を組付ける組付作業を行う製造作業機であって、
ベースと、それぞれが複数の作業要素のうちの1つのものを実行するとともにそれぞれが着脱可能にユニット化された複数の作業要素実行装置と、それら作業要素実行装置を制御する統括制御装置とを備え、
前記複数の作業要素実行装置が、
前記ベースに取り付けられて前記基材を搬送して特定の位置に位置させる作業要素実行装置である搬送装置と、
前記複数の作業要素のうちの1つを前記特定の位置に位置させられる前記基材に対して実行する作業要素実行装置と、
前記他の部材を供給する供給装置と
を含み、
前記統括制御装置が、当該製造作業機が特定の組付作業を行うために必要な前記複数の作業要素実行装置の各々の作動がコード化されたソースコードを変換した特定のプログラム言語での作動指令であって、前記複数の作業要素実行装置の各々によって行われる1つの動作の開始若しくは終了を指令する作動指令を送信するように構成され、
前記搬送装置が、
1のプロトコルに従って前記統括制御装置から送信される前記特定のプログラム言語での作動指令に基づいて、当該搬送装置の作動を制御する個別制御装置を有し、
その個別制御装置が、前記特定のプログラム言語での作動指令を、自身が扱うことのできるプログラム言語での作動指令に変換し、その変換された作動指令に基づいて、前記搬送装置の作動を制御するように構成された製造作業機。 - 当該製造作業機が、前記複数の作業要素のうちの1つを前記特定の位置に位置させられる前記基材に対して実行する作業要素実行装置が、前記他の部材を前記基材に装着する装着装置である請求項1に記載の製造作業機。
- 前記複数の作業要素実行装置のうちの前記搬送装置以外のものの各々も、
1のプロトコルに従って前記統括制御装置から送信される前記特定のプログラム言語での作動指令に基づいて、自身の作動を制御する個別制御装置を有し、
前記複数の作業要素実行装置のうちの前記搬送装置以外のものの各々の個別制御装置も、前記特定のプログラム言語での作動指令を、自身が扱うことのできるプログラム言語での作動指令に変換し、その変換された作動指令に基づいて、前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものの作動を制御するように構成された請求項1または請求項2に記載の製造作業機。 - 前記統括制御装置が、
(a)前記複数の作業要素実行装置のいずれかのものによって実行される1つの動作の開始と終了との一方を指令するための主指令と、(b)その1つの動作の動作パラメータを伝えるために必要に応じて前記主指令に付随させられる付随指令とを含む作動指令を送信するように構成された請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の製造作業機。 - 前記個別制御装置が、
1のプロトコルに従って前記統括制御装置から送信された作動指令を受信する個別通信部と、
前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものの作動に関する情報を記憶する作動情報記憶部と
を有し、前記作動情報記憶部に記憶されている前記作動に関する情報を、前記1のプロトコルに従って、前記個別通信部を介して前記統括制御装置に送信するように構成され、
前記統括制御装置が、その送信された前記作動に関する情報を管理する作動情報管理部を有する請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の製造作業機。 - 前記作動情報記憶部が、前記複数の作業要素実行装置のうちの自身の制御対象となる1つのものによって1つの動作が実行された結果,その1つのものの作動を実行するためのその1つのものの性能,その1つのものの作動の制御時の制御ゲイン等、その1つのものの前記作動に関する情報を記憶するように構成された請求項5に記載の製造作業機。
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