JPH08136589A - 電流測定回路 - Google Patents
電流測定回路Info
- Publication number
- JPH08136589A JPH08136589A JP6278722A JP27872294A JPH08136589A JP H08136589 A JPH08136589 A JP H08136589A JP 6278722 A JP6278722 A JP 6278722A JP 27872294 A JP27872294 A JP 27872294A JP H08136589 A JPH08136589 A JP H08136589A
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- JP
- Japan
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- current
- line
- resistor
- battery
- measurement
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- Pending
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は線路中に流れる電流量を測定するため
の電流測定回路に関し,測定対象の線路上の電流を検出
するための抵抗値を大きくしても無駄な電力消費をする
ことなく精度の高い測定値を得ることができることを目
的とする。 【構成】測定対象の線路に直列に抵抗を設けた抵抗の両
端に発生する電圧が入力され,測定時に前記電圧を入力
して電流量を検出する測定制御部と抵抗の両端から分岐
する2つの線路の間の接続をオン・オフするスイッチ回
路を設ける。測定制御部はスイッチ回路を電流測定が行
われない時間はオンとして,電流測定を行う時間だけオ
フとする制御信号を発生し,スイッチ回路がオフの期間
に測定用の抵抗の両端に発生する電圧を測定するよう構
成する。
の電流測定回路に関し,測定対象の線路上の電流を検出
するための抵抗値を大きくしても無駄な電力消費をする
ことなく精度の高い測定値を得ることができることを目
的とする。 【構成】測定対象の線路に直列に抵抗を設けた抵抗の両
端に発生する電圧が入力され,測定時に前記電圧を入力
して電流量を検出する測定制御部と抵抗の両端から分岐
する2つの線路の間の接続をオン・オフするスイッチ回
路を設ける。測定制御部はスイッチ回路を電流測定が行
われない時間はオンとして,電流測定を行う時間だけオ
フとする制御信号を発生し,スイッチ回路がオフの期間
に測定用の抵抗の両端に発生する電圧を測定するよう構
成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電池残量予測等のための
電流測定回路に関する。近年,ノートパソコン,携帯電
話等の様々な電気製品にはその電源として電池を用いた
ものが多く製品化されている。
電流測定回路に関する。近年,ノートパソコン,携帯電
話等の様々な電気製品にはその電源として電池を用いた
ものが多く製品化されている。
【0002】このような電池駆動の装置においては,使
用者に電池の残量を知らせるために,種々の方法によっ
て電池残量予測機能を装置内に組み込み,その残留を正
確に把握しようとしているが,正確に消費電力を検出す
るために電源を供給する線路の流れる電流を積算するこ
とにより求めることができるが,そのためには抵抗を直
列に設ける必要がある。ところが,抵抗により無駄な電
力を消費したり,微小な電流の場合は正確に把握できな
い等の点で改善が望まれている。
用者に電池の残量を知らせるために,種々の方法によっ
て電池残量予測機能を装置内に組み込み,その残留を正
確に把握しようとしているが,正確に消費電力を検出す
るために電源を供給する線路の流れる電流を積算するこ
とにより求めることができるが,そのためには抵抗を直
列に設ける必要がある。ところが,抵抗により無駄な電
力を消費したり,微小な電流の場合は正確に把握できな
い等の点で改善が望まれている。
【0003】
【従来の技術】パソコン等の電子装置を携帯して使用す
る場合,ACアダプタ等の外部電源ではなく,主に電池
が使用される。その場合,電子装置を使用していると電
池の残量が減って,急に無くなるとデータが消える等の
重大な影響を及ぼす。そのような事態を防ぐため,電池
の残量をチェックする必要があるが,その方法として,
電池の電圧を測定する方法と電池から流失する電流
を積算して電池の消費量(電流×時間)を検出して残量
を知る方法等がある。
る場合,ACアダプタ等の外部電源ではなく,主に電池
が使用される。その場合,電子装置を使用していると電
池の残量が減って,急に無くなるとデータが消える等の
重大な影響を及ぼす。そのような事態を防ぐため,電池
の残量をチェックする必要があるが,その方法として,
電池の電圧を測定する方法と電池から流失する電流
を積算して電池の消費量(電流×時間)を検出して残量
を知る方法等がある。
【0004】この中で,の電池の電圧を検出する方法
は,電池の特性が残量に比例して電圧が減少すれば良い
が,電池の種類によっては残量が少なくなっても電圧が
変化しない場合があり,汎用性がない。一方,の電池
の電流を積算する方法は,電池の特性に影響されず,比
較的に正確な残量を検出することができる。
は,電池の特性が残量に比例して電圧が減少すれば良い
が,電池の種類によっては残量が少なくなっても電圧が
変化しない場合があり,汎用性がない。一方,の電池
の電流を積算する方法は,電池の特性に影響されず,比
較的に正確な残量を検出することができる。
【0005】図3は従来例の電源回路の説明図,図4は
従来の放電電流測定回路の構成図である。図3におい
て,パソコン等の電子装置の電源としてACアダプタ等
の外部からの電力が入力端子(DC−INで表示)から
ダイオードD1を介して負荷32(DC−DCコンバー
タを介して電子装置本体)へ供給されると共に,電池3
0の電力が電源線のAで示す位置で放電電流測定回路3
1へ入力し,出力側はBで示す位置を通ってダイオード
D2を介して負荷へ供給される。電池を使用して負荷を
駆動する場合,放電電流測定回路31において線路上を
流れる電流を検出して時間との積算値により消費電力を
得て,電池容量から消費電力を引くことにより残量を得
て,電子装置上に表示して利用者に通知することができ
る。
従来の放電電流測定回路の構成図である。図3におい
て,パソコン等の電子装置の電源としてACアダプタ等
の外部からの電力が入力端子(DC−INで表示)から
ダイオードD1を介して負荷32(DC−DCコンバー
タを介して電子装置本体)へ供給されると共に,電池3
0の電力が電源線のAで示す位置で放電電流測定回路3
1へ入力し,出力側はBで示す位置を通ってダイオード
D2を介して負荷へ供給される。電池を使用して負荷を
駆動する場合,放電電流測定回路31において線路上を
流れる電流を検出して時間との積算値により消費電力を
得て,電池容量から消費電力を引くことにより残量を得
て,電子装置上に表示して利用者に通知することができ
る。
【0006】図4に従来の放電電流測定回路の構成を示
す。図4のA,Bは上記図3の電池の電源線のA,Bの
位置に対応し,電池から負荷への電源線上に直列に抵抗
RXが設けられ,この抵抗RXに電流Iが流れると,抵
抗RXの両端に電位差VRX(=RX×I)が生じること
を利用し,その電位差を測定するため,差動増幅器31
0が設けられている。この差動増幅器310は抵抗RX
の両端の電圧VRXを増幅するもので,電池側(A側)の
端子の電圧を抵抗R1,R2で分圧した電圧を+端子へ
入力し,負荷側(B側)の端子の電圧を抵抗R1を介し
て−端子へ入力している。差動増幅器310の出力端子
は抵抗R2で−端子へ帰還接続しておりその増幅率はR
2/R1である。この増幅率は例えば10倍程度であ
る。
す。図4のA,Bは上記図3の電池の電源線のA,Bの
位置に対応し,電池から負荷への電源線上に直列に抵抗
RXが設けられ,この抵抗RXに電流Iが流れると,抵
抗RXの両端に電位差VRX(=RX×I)が生じること
を利用し,その電位差を測定するため,差動増幅器31
0が設けられている。この差動増幅器310は抵抗RX
の両端の電圧VRXを増幅するもので,電池側(A側)の
端子の電圧を抵抗R1,R2で分圧した電圧を+端子へ
入力し,負荷側(B側)の端子の電圧を抵抗R1を介し
て−端子へ入力している。差動増幅器310の出力端子
は抵抗R2で−端子へ帰還接続しておりその増幅率はR
2/R1である。この増幅率は例えば10倍程度であ
る。
【0007】制御部311は,A・D変換器及びマイク
ロコンピュータを備え,差動増幅器310から出力され
た電圧を一定時間毎に入力してデジタル化し,プログラ
ム制御により電流値に変換して時間値との積を求めて電
池の消費エネルギーを得て,残量を計算して残量予測値
として出力する機能を備える。
ロコンピュータを備え,差動増幅器310から出力され
た電圧を一定時間毎に入力してデジタル化し,プログラ
ム制御により電流値に変換して時間値との積を求めて電
池の消費エネルギーを得て,残量を計算して残量予測値
として出力する機能を備える。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記図4に示すような
構成において電源ラインに直列に接続される抵抗RX
は,負荷へ供給する電力を無駄に消費するので,損失を
最小限に抑えるため抵抗値を小さくする必要がある。し
かし,抵抗値をあまり小さくしすぎると,測定しようと
する電流が少ししか流れない時(例えば,数10m
A),抵抗の両端の電位差も少なくなる。
構成において電源ラインに直列に接続される抵抗RX
は,負荷へ供給する電力を無駄に消費するので,損失を
最小限に抑えるため抵抗値を小さくする必要がある。し
かし,抵抗値をあまり小さくしすぎると,測定しようと
する電流が少ししか流れない時(例えば,数10m
A),抵抗の両端の電位差も少なくなる。
【0009】一方,差動増幅器には,入力オフセット誤
差があり,+,−端子間に数十mV程度の誤差がある。
このため,抵抗の両端の電位差がオフセット誤差の範囲
の場合,差動増幅器の入力側のオフセット誤差に隠れて
しまい,正確な電流測定ができないという問題があった
が,抵抗の値を大きくして抵抗RXの両端に生じる電位
差を大きくすると電池の電力が無駄に消費されるので採
用することができなかった。
差があり,+,−端子間に数十mV程度の誤差がある。
このため,抵抗の両端の電位差がオフセット誤差の範囲
の場合,差動増幅器の入力側のオフセット誤差に隠れて
しまい,正確な電流測定ができないという問題があった
が,抵抗の値を大きくして抵抗RXの両端に生じる電位
差を大きくすると電池の電力が無駄に消費されるので採
用することができなかった。
【0010】本発明は上記の問題を解決し,測定対象の
線路上の電流を検出するための抵抗値を大きくしても無
駄な電力消費をすることなく精度の高い測定値を得るこ
とができる電流測定回路を提供することを目的とする。
線路上の電流を検出するための抵抗値を大きくしても無
駄な電力消費をすることなく精度の高い測定値を得るこ
とができる電流測定回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図である。図1において,1は電源から負荷へ電力が供
給される線路,2は電流検出用の抵抗(R),3は測定
制御部5からの制御信号により制御され,抵抗2の両側
の線路の間を低抵抗でオンにするか,オフにするか切替
えられるスイッチ回路,4は増幅器,5は周期的に測定
動作を行い,その時だけ制御信号線5aからスイッチ回
路3をオフに切替える信号を発生し,その他の期間はス
イッチ回路3をオンにする信号を発生し,測定動作時に
は増幅器4の出力を入力して電流値を求めて消費電力を
算出する測定制御部である。測定制御部5は電池の消費
電力を算出して残量を予測して出力することができる。
なお,増幅器4は抵抗2の抵抗値を大きくして抵抗の両
端に発生する電圧が大きくなる場合には不用である。
図である。図1において,1は電源から負荷へ電力が供
給される線路,2は電流検出用の抵抗(R),3は測定
制御部5からの制御信号により制御され,抵抗2の両側
の線路の間を低抵抗でオンにするか,オフにするか切替
えられるスイッチ回路,4は増幅器,5は周期的に測定
動作を行い,その時だけ制御信号線5aからスイッチ回
路3をオフに切替える信号を発生し,その他の期間はス
イッチ回路3をオンにする信号を発生し,測定動作時に
は増幅器4の出力を入力して電流値を求めて消費電力を
算出する測定制御部である。測定制御部5は電池の消費
電力を算出して残量を予測して出力することができる。
なお,増幅器4は抵抗2の抵抗値を大きくして抵抗の両
端に発生する電圧が大きくなる場合には不用である。
【0012】本発明は電流が流れる測定対象の線路上に
設けられた抵抗に対して,制御可能なスイッチ回路を設
けて,測定する時以外は,電流が抵抗をバイパスしてス
イッチを通るようにし,測定する時だけ短時間だけスイ
ッチ回路をオフにして抵抗を流れる電流値を検出するも
のである。
設けられた抵抗に対して,制御可能なスイッチ回路を設
けて,測定する時以外は,電流が抵抗をバイパスしてス
イッチを通るようにし,測定する時だけ短時間だけスイ
ッチ回路をオフにして抵抗を流れる電流値を検出するも
のである。
【0013】
【作用】測定制御部5は電流測定を行わない場合,制御
信号線5aからスイッチ回路3をオンにする信号を発生
している。その場合,線路1に流れる電流は,スイッチ
回路3を通って負荷の方向へ流れる。この場合,増幅器
4の入力には電圧値が発生しない。一方,測定制御部5
は一定周期で線路1の電流量を測定する。その場合,測
定制御部5は制御信号線5aにスイッチ回路3を測定す
る時間だけオフとする信号を出力する。この場合,線路
1の電流は抵抗2を通って流れ,抵抗2の両端に電位差
が発生する。この電位差は増幅器4へ入力されて増幅さ
れた後,測定制御部5へ入力される。
信号線5aからスイッチ回路3をオンにする信号を発生
している。その場合,線路1に流れる電流は,スイッチ
回路3を通って負荷の方向へ流れる。この場合,増幅器
4の入力には電圧値が発生しない。一方,測定制御部5
は一定周期で線路1の電流量を測定する。その場合,測
定制御部5は制御信号線5aにスイッチ回路3を測定す
る時間だけオフとする信号を出力する。この場合,線路
1の電流は抵抗2を通って流れ,抵抗2の両端に電位差
が発生する。この電位差は増幅器4へ入力されて増幅さ
れた後,測定制御部5へ入力される。
【0014】測定制御部5は入力された電圧を電流値に
変換する。この電流値を用いて測定制御部5は,電流値
と時間値とを積算して線路1を通過する電力の量を算出
することができる。線路1が電池の出力を負荷へ供給す
る電源線の場合,測定制御部5により,電流値を求め
て,時間との積を求めると電池の消費量を得ることがで
き,その消費量を電池の電力容量から減算することによ
り電池の残量を算出して表示することができる。
変換する。この電流値を用いて測定制御部5は,電流値
と時間値とを積算して線路1を通過する電力の量を算出
することができる。線路1が電池の出力を負荷へ供給す
る電源線の場合,測定制御部5により,電流値を求め
て,時間との積を求めると電池の消費量を得ることがで
き,その消費量を電池の電力容量から減算することによ
り電池の残量を算出して表示することができる。
【0015】
【実施例】図2は実施例の構成図である。図2におい
て,20は電源線に直列に設けられた電流値検出用の抵
抗(Rで表示),21は前記抵抗の両端の線路に接続す
るFETトランジスタで構成するスイッチ回路,22は
電圧を増幅する差動増幅器,23は周期的に電源線の電
流値を測定する動作を行うと共にスイッチ回路21を制
御信号線の信号により制御するマイクロコンピュータを
内蔵した測定制御部,24は電池から負荷へ電力を供給
する電源線である。なお,この実施例の構成は,電池の
電力を供給する線路だけでなく,他の電流測定を行う線
路に対しても適用できる。また,電源線24のAで示す
側に電池が接続され,Bで示す側に負荷が接続される。
て,20は電源線に直列に設けられた電流値検出用の抵
抗(Rで表示),21は前記抵抗の両端の線路に接続す
るFETトランジスタで構成するスイッチ回路,22は
電圧を増幅する差動増幅器,23は周期的に電源線の電
流値を測定する動作を行うと共にスイッチ回路21を制
御信号線の信号により制御するマイクロコンピュータを
内蔵した測定制御部,24は電池から負荷へ電力を供給
する電源線である。なお,この実施例の構成は,電池の
電力を供給する線路だけでなく,他の電流測定を行う線
路に対しても適用できる。また,電源線24のAで示す
側に電池が接続され,Bで示す側に負荷が接続される。
【0016】図2の動作を説明すると,電流の測定は測
定制御部23に周期が設定されており,例えば,1分に
1回の測定周期で1秒間だけ測定するように設定でき
る。測定制御部23はその測定時間以外は,制御信号線
23aからスイッチ回路21をオンに駆動する信号を出
力する。そのため,電源線24の電流はA側からスイッ
チ回路21を通ってB側へ流れる。この時,スイッチ回
路21は,極めて低いオン時の抵抗(例えば,数十m
Ω)を持つFETトランジスタを使用することにより,
電力損失が極めて小さくすることができる。また,差動
増幅器22の出力は測定制御部23へ入力するが,測定
制御部23は入力動作を行わない。
定制御部23に周期が設定されており,例えば,1分に
1回の測定周期で1秒間だけ測定するように設定でき
る。測定制御部23はその測定時間以外は,制御信号線
23aからスイッチ回路21をオンに駆動する信号を出
力する。そのため,電源線24の電流はA側からスイッ
チ回路21を通ってB側へ流れる。この時,スイッチ回
路21は,極めて低いオン時の抵抗(例えば,数十m
Ω)を持つFETトランジスタを使用することにより,
電力損失が極めて小さくすることができる。また,差動
増幅器22の出力は測定制御部23へ入力するが,測定
制御部23は入力動作を行わない。
【0017】前回の測定から測定周期が経過して測定時
間になると,測定制御部23は制御信号線23aを切替
えて,スイッチ回路21をオフにする。このため,電源
線24の電流は抵抗20を通って流れ,抵抗20の両端
に電位差VR が生じ,その電位差VR は差動増幅器22
へ入力され増幅される。差動増幅器22で増幅されて出
力された電圧は測定制御部23へ入力される。測定制御
部23はその電圧を検出して,従来と同様に電圧値から
電流を得て,積算動作を行って電池の消費電力を求め,
電池の残量を予測する処理を行う。
間になると,測定制御部23は制御信号線23aを切替
えて,スイッチ回路21をオフにする。このため,電源
線24の電流は抵抗20を通って流れ,抵抗20の両端
に電位差VR が生じ,その電位差VR は差動増幅器22
へ入力され増幅される。差動増幅器22で増幅されて出
力された電圧は測定制御部23へ入力される。測定制御
部23はその電圧を検出して,従来と同様に電圧値から
電流を得て,積算動作を行って電池の消費電力を求め,
電池の残量を予測する処理を行う。
【0018】抵抗20の抵抗値は従来の抵抗(図4の抵
抗RX)よりも大きなものを使用して,微小な電流でも
差動増幅器22に入力される電圧を大きくなり,電流の
正確な測定が可能となる。そして,電池がこの抵抗20
を通過する時間が極めて短い時間のため抵抗の値が大き
くなっても電力損失の増大による影響は小さい。
抗RX)よりも大きなものを使用して,微小な電流でも
差動増幅器22に入力される電圧を大きくなり,電流の
正確な測定が可能となる。そして,電池がこの抵抗20
を通過する時間が極めて短い時間のため抵抗の値が大き
くなっても電力損失の増大による影響は小さい。
【0019】具体的に,測定制御部23が電流を測定す
る間隔を10秒として,測定に要する時間が100ミリ
秒であるとすると,電流が流れている時間の99%が,
スイッチ回路21側のバイパス経路を通り,残りの1%
が抵抗20を通る。また,抵抗値Rを10倍まで大きく
したとしても抵抗に流れる時に発生するロスは1/10
まで低下し,電源線24の電力損失を改善すると共に誤
差の少ない電流測定ができる。
る間隔を10秒として,測定に要する時間が100ミリ
秒であるとすると,電流が流れている時間の99%が,
スイッチ回路21側のバイパス経路を通り,残りの1%
が抵抗20を通る。また,抵抗値Rを10倍まで大きく
したとしても抵抗に流れる時に発生するロスは1/10
まで低下し,電源線24の電力損失を改善すると共に誤
差の少ない電流測定ができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば,線路中の電流を測定す
るための電流測定回路において,線路に直列に接続され
た測定用抵抗の抵抗値を大きくし,微小電流の測定が正
確に行うことができると共に,抵抗による電力損失を低
下させることができる。
るための電流測定回路において,線路に直列に接続され
た測定用抵抗の抵抗値を大きくし,微小電流の測定が正
確に行うことができると共に,抵抗による電力損失を低
下させることができる。
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】実施例の構成図である。
【図3】従来例の電源回路の説明図である。
【図4】従来の放電電流測定回路の構成図である。
1 電流が流れる線路 2 電流検出用の抵抗(R) 3 スイッチ回路 4 増幅器 5 測定制御部 5a 制御信号線
Claims (3)
- 【請求項1】 線路中に流れる電流量を測定するための
電流測定回路において,測定対象の線路に直列に設けた
測定用の抵抗の両端に発生する電圧を入力して電流量を
検出する測定制御部と,前記抵抗の両端から分岐する2
つの線路の間の接続をオン・オフするスイッチ回路を設
け,前記測定制御部はスイッチ回路を電流測定が行われ
ない時間はオンとして,電流測定を行う時間だけオフと
する制御信号を発生し,前記スイッチ回路をオフとした
時に前記入力される電圧から電流量を検出することを特
徴とする電流測定回路。 - 【請求項2】 請求項1において,前記抵抗の両端に発
生する電圧を増幅する増幅器を設け,前記増幅器の出力
電圧を前記測定制御部へ入力することを特徴とする電流
測定回路。 - 【請求項3】 請求項1または2において,前記測定対
象の線路は電池の電力を負荷へ供給する電源線であり,
前記測定制御部は,電池の消費電力を測定するため周期
的に前記抵抗の両端の電圧または増幅した電圧を入力し
て,電流量を検出して電池の消費電力から電池の残量を
予測することを特徴とする電流測定回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6278722A JPH08136589A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電流測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6278722A JPH08136589A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電流測定回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08136589A true JPH08136589A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17601292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6278722A Pending JPH08136589A (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電流測定回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08136589A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002238150A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Mitsumi Electric Co Ltd | Acアダプタ出力端子ショートによる保護回路 |
KR101330562B1 (ko) * | 2005-09-07 | 2013-11-18 | 티알더블유 리미티드 | 전류측정회로와 이 회로의 결함진단방법 |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP6278722A patent/JPH08136589A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002238150A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Mitsumi Electric Co Ltd | Acアダプタ出力端子ショートによる保護回路 |
JP4662003B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2011-03-30 | ミツミ電機株式会社 | Acアダプタ出力端子ショートによる保護回路 |
KR101330562B1 (ko) * | 2005-09-07 | 2013-11-18 | 티알더블유 리미티드 | 전류측정회로와 이 회로의 결함진단방법 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030722 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040312 |