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技術 プリントカートリッジおよびインクジェットプリンタ

出願人 船井電機株式会社
発明者 マーラ・マイケル
出願日 2015年10月16日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2017-520553
公開日 2017年10月26日 (2年3ヶ月経過) 公開番号 2017-531580
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 視覚的表示装置 使用済カートリッジ ヒーター素子 ドライブベルト グリットブラスティング 例示的実施 ヒーターチップ 変化形態
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題・解決手段

プリントカートリッジは、カートリッジ本体と、カートリッジ本体内に配置された、流体受け入れ収容する流体容器と、プリントカートリッジから流体を吐出する複数の加熱素子を備える流体吐出チップと、プリントカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第1データ、および各々のカートリッジ再製造事象に関するプリントカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第2データを記憶するメモリデバイスと、を備える。

概要

背景

再製造またはリサイクルされるプリンタカートリッジは、インク在庫に戻して損傷しているかまたは正常に作動しないあらゆる部品交換または補修する製造者のもとへと送られる。インクジェットカートリッジを再製造または補充する場合、再製造カートリッジ内のインクの量は、そのカートリッジの初期充填により提供されたインクの量と等価でないことが多い。これには、たとえば、限定はしないが、再製造業者インク充填能力、再製造後に保持できるインクの量を減らし得る使用済カートリッジに関する技術的問題、また単に再製造業者が充填望むインクの量、といった様々な理由が挙げられる。

この再製造カートリッジをプリンタ据え付けるとき、プリンタはどれくらいのインクがカートリッジ内に残っているのかを把握する必要がある。この情報は、ユーザーに伝達され得る、残存インクを追跡するためのゲージを提供するために用いられる。また、この情報は、新しいカートリッジの購入もしくは消費者への発送をいつすべきかを示すために、または一定量のインクが使用されたとき(つまりカートリッジが空である場合)にカートリッジの機能を不能にするために、用いることができる。

再製造中にカートリッジ内に充填されるインクは必ずしも最初に充填されたインクと等価ではないため、再製造カートリッジについてのこの情報を、カートリッジメモリに最初にプログラムされた情報に基づいてプリンタが決定することはできない。

概要

プリントカートリッジは、カートリッジ本体と、カートリッジ本体内に配置された、流体受け入れ収容する流体容器と、プリントカートリッジから流体を吐出する複数の加熱素子を備える流体吐出チップと、プリントカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第1データ、および各々のカートリッジ再製造事象に関するプリントカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第2データを記憶するメモリデバイスと、を備える。

目的

この情報は、ユーザーに伝達され得る、残存インクを追跡するためのゲージを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
- 件
牽制数
- 件

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請求項1

プリントカートリッジであって、カートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内に配置された、流体受け入れ収容する流体容器と、前記プリントカートリッジから前記流体を吐出する複数の加熱素子を備える流体吐出チップと、前記プリントカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第1データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関する前記プリントカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第2データを記憶するメモリデバイスと、を備えるプリントカートリッジ。

請求項2

前記第1データは1つ以上の第1データフィールドを含み、各第1データフィールドは、前記プリントカートリッジが新品であるかまたは再製造品であるかのいずれかを示すように設定されたデータビットを含む請求項1に記載のプリントカートリッジ。

請求項3

前記プリントカートリッジが再製造品であることを示すように設定されたデータビットの数は、前記プリントカートリッジが再製造された回数に対応する請求項2に記載のプリントカートリッジ。

請求項4

前記第2データは1つ以上の第2データフィールドを含み、各第2データフィールドは、カートリッジ再製造事象に対応しており、かつ、前記カートリッジ再製造事象に関する印刷歩留まりを示す1つ以上のデータビットを含む請求項1に記載のプリントカートリッジ。

請求項5

前記印刷歩留まりは、前記プリントカートリッジを使用して印刷できる最大ページ数に対応する請求項1に記載のプリントカートリッジ。

請求項6

前記印刷歩留まりは、前記プリントカートリッジから吐出できる流体の最大量に対応する請求項1に記載のプリントカートリッジ。

請求項7

前記印刷歩留まりは、前記プリントカートリッジから吐出される流体の最大総液滴数に対応する請求項1に記載のプリントカートリッジ。

請求項8

インクジェットプリンタであって、ハウジングと、前記ハウジング内に配置されたシャフトに沿って往復動するのに適合したキャリッジと、制御機構により前記キャリッジが前記シャフトに沿って往復動する際に、印刷媒体上にインクを吐出するように前記キャリッジ上に配置された、1つ以上のプリントヘッドアセンブリと、を備え、前記1つ以上のプリントヘッドアセンブリのうちの少なくとも1つはプリントヘッドカートリッジを備え、前記プリントヘッドカートリッジは、カートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内に配置された、インクを受け入れ収容するインク容器と、前記インク容器から前記インクを吐出する複数の加熱素子を備えるインク吐出チップと、前記プリントヘッドカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第1データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関する前記プリントヘッドカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第2データを記憶するメモリデバイスと、を備えるインクジェットプリンタ。

請求項9

前記第1データは1つ以上の第1データフィールドを含み、各第1データフィールドは、前記プリントヘッドカートリッジが新品であるかまたは再製造品であるかのいずれかを示すように設定されたデータビットを含む請求項8に記載のインクジェットプリンタ。

請求項10

前記プリントヘッドカートリッジが再製造品であることを示すように設定されたデータビットの数は、前記プリントヘッドカートリッジが再製造された回数に対応する請求項9に記載のインクジェットプリンタ。

請求項11

前記第2データは1つ以上の第2データフィールドを含み、各第2データフィールドは、カートリッジ再製造事象に対応しており、かつ、前記カートリッジ再製造事象に関する印刷歩留まりを示す1つ以上のデータビットを含む請求項8に記載のインクジェットプリンタ。

請求項12

前記印刷歩留まりは、前記プリントヘッドカートリッジを使用して印刷できる最大ページ数に対応する請求項8に記載のインクジェットプリンタ。

請求項13

前記印刷歩留まりは、前記プリントヘッドカートリッジから吐出できる流体の最大量に対応する請求項8に記載のインクジェットプリンタ。

請求項14

前記印刷歩留まりは、前記プリントヘッドカートリッジから吐出される流体の最大総液滴数に対応する請求項8に記載のインクジェットプリンタ。

技術分野

0001

本発明は、インクジェットプリントヘッドに関し、より具体的には、インクジェットプリントヘッドの歩留まりを決定するためのシステムおよび方法に関する。

背景技術

0002

再製造またはリサイクルされるプリンタカートリッジは、インク在庫に戻して損傷しているかまたは正常に作動しないあらゆる部品交換または補修する製造者のもとへと送られる。インクジェットカートリッジを再製造または補充する場合、再製造カートリッジ内のインクの量は、そのカートリッジの初期充填により提供されたインクの量と等価でないことが多い。これには、たとえば、限定はしないが、再製造業者インク充填能力、再製造後に保持できるインクの量を減らし得る使用済カートリッジに関する技術的問題、また単に再製造業者が充填望むインクの量、といった様々な理由が挙げられる。

0003

この再製造カートリッジをプリンタ据え付けるとき、プリンタはどれくらいのインクがカートリッジ内に残っているのかを把握する必要がある。この情報は、ユーザーに伝達され得る、残存インクを追跡するためのゲージを提供するために用いられる。また、この情報は、新しいカートリッジの購入もしくは消費者への発送をいつすべきかを示すために、または一定量のインクが使用されたとき(つまりカートリッジが空である場合)にカートリッジの機能を不能にするために、用いることができる。

0004

再製造中にカートリッジ内に充填されるインクは必ずしも最初に充填されたインクと等価ではないため、再製造カートリッジについてのこの情報を、カートリッジメモリに最初にプログラムされた情報に基づいてプリンタが決定することはできない。

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、カートリッジに任意の量のインクを補充する手段を提供することである。このインクの量は、初期カートリッジに充填された量に関係がある必要はない。

0006

これは、再製造時にプログラムされる、インクジェットカートリッジのメモリマップにおけるフィールドを与えることによって、成し遂げられる。これらのフィールドは、再製造カートリッジを据え付けて再製造カートリッジ内のインクの量を決定するときにプリンタFWによって使用される。

課題を解決するための手段

0007

本発明の一例示的実施形態によるプリントカートリッジは、カートリッジ本体と、カートリッジ本体内に配置された、流体受け入れ収容する流体容器と、プリントカートリッジから流体を吐出する複数の加熱素子を備える流体吐出チップと、プリントカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第1データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関するプリントカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第2データを記憶するメモリデバイスと、を備える。

0008

本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリンタは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたシャフトに沿って往復動するのに適合したキャリッジと、制御機構によりキャリッジがシャフトに沿って往復動する際に、印刷媒体上にインクを吐出するようにキャリッジ上に配置された、1つ以上のプリントヘッドアセンブリと、を備え、当該1つ以上のプリントヘッドアセンブリのうちの少なくとも1つはプリントヘッドカートリッジを備え、当該プリントヘッドカートリッジは、カートリッジ本体と、カートリッジ本体内に配置された、インクを受け入れ収容するインク容器と、インク容器からインクを吐出する複数の加熱素子を備えるインク吐出チップと、プリントヘッドカートリッジが再製造された回数についての情報に関する第1データ、および、各々のカートリッジ再製造事象に関するプリントヘッドカートリッジの印刷歩留まりについての情報に関する第2データを記憶するメモリデバイスと、を備える。

0009

少なくとも1つの実施形態によれば、第1データは1つ以上の第1データフィールドを含み、各第1データフィールドは、プリントカートリッジが新品であるかまたは再製造品であるかのいずれかを示すように設定されたデータビットを含む。

0010

少なくとも1つの実施形態によれば、プリントカートリッジが再製造品であることを示すように設定されたデータビットの数は、プリントカートリッジが再製造された回数に対応する。

0011

少なくとも1つの実施形態によれば、第2データは1つ以上の第2データフィールドを含み、各第2データフィールドは、カートリッジ再製造事象に対応しており、かつ、当該カートリッジ再製造事象に関する印刷歩留まりを示す1つ以上のデータビットを含む。

0012

少なくとも1つの実施形態によれば、印刷歩留まりは、プリントカートリッジを使用して印刷できる最大ページ数に対応する。

0013

少なくとも1つの実施形態によれば、印刷歩留まりは、プリントカートリッジから吐出できる流体の最大量に対応する。

0014

少なくとも1つの実施形態によれば、印刷歩留まりは、プリントカートリッジから吐出される流体の最大総液滴数に対応する。

0015

本発明の実施形態のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、添付図面および別記の請求項から容易に明らかになる。

発明の効果

0016

本発明によるプリントヘッドアセンブリは、カートリッジに任意の量のインクを補充する手段を提供することができる。

0017

本発明の例示的実施形態の特徴および利点は、添付図面と照らし合わせながら以下の詳細な説明を参照することで、さらに完全に理解される。

図面の簡単な説明

0018

図1は、本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリントヘッドの斜視図である。
図2は、本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリンタの斜視図である。
図3は、本発明の一例示的実施形態によるプリンタ内への据え付け時にプリントカートリッジの歩留まりを決定する方法を示すフローチャートである。

実施例

0019

本明細書で使用する見出し項目は、構成上の目的しかなく、明細書または請求項の範囲を限定するために使用するものではない。本出願全体で使用する「してもよい」および「できる」という言葉は、強制(つまり「ねばならぬ」)の意味ではなく、許容(つまり「可能性がある」)の意味で使用している。同様に、「含む」および「含んでいる」という言葉は、何かを含むが限定的ではないことを意味する。理解しやすいように、可能な場合は、諸図に共通する類似の要素を表すのに類似の番号を付与している。

0020

図1を参照すると、本発明の一例示的実施形態によるインクジェットプリントヘッドが全体的に10として示されている。プリントヘッド10は、インクを保持するのに適切な任意の材料で形成されたハウジング12を有する。その形状は様々であり得、プリントヘッドを担持または収容する外部デバイスに依るところが大きい。ハウジングはその内部に、初回または補充のインクを収容するコンパートメント16を少なくとも1つは有する。ある実施形態では、コンパートメントは単一のチャンバを有し、ブラックインクフォトインク、シアンインクマゼンタインクまたはイエローインクのうちの1種類を収容している。他の実施形態では、コンパートメントは複数のチャンバを有し、3種類のインクを収容している。好ましくは、それにはシアンマゼンタおよびイエローのインクが含まれる。さらに他の実施形態では、コンパートメントは、ブラック、フォト、シアン、マゼンタまたはイエローのインクのうちの複数種を収容している。しかし、コンパートメント16はプリントヘッドのハウジング12内に局所的に一体化して示されているが、その代わりに遠隔インク源に接続して、たとえばチューブからインクの供給を受ける場合もあることが理解される。

0021

ハウジング12の1つの表面18に接着されているのは、フレキシブル回路の、特にはテープ自動接合TAB回路20の部分19である。TAB回路20のもうひとつの部分21は、ハウジングの別の表面22に接着されている。この実施形態では、2つの表面18,22は、ハウジングのエッジ23のところで互いに対して直角に配置されている。

0022

TAB回路20はその表面に、使用中にヒーターチップ25をプリンタ、ファックス機コピー機写真複写機プロッター複合機などの外部デバイスに電気的に接続するための複数の入力/出力(I/O)コネクタ24を支持している。TAB回路20には複数の導電体26が存在して、I/Oコネクタ24をヒーターチップ25の入力端子接合パッド28)に電気的に接続したり短絡したりする。当業者であれば、そのような接続を容易に行う種々の技法を心得ている。図1は、簡潔にするために8つのI/Oコネクタ24、8つの導電体26、および8つの接合パッド28しか示していないが、今日のプリントヘッドはより多くの数量を有しており、本明細書では任意の数が等しく包含される。さらに、当業者であれば、コネクタ、導電体および接合パッドのそのような数は互いに等しいものの、実際のプリントヘッドが等しくない数を有し得ることを理解するはずである。

0023

ヒーターチップ25は、使用中にコンパートメント16からインクを吐出する役割を果たす複数の流体噴射素子カラム34を収容している。流体噴射素子は、薄膜層としてシリコン基板上に形成される熱抵抗ヒーター素子(略してヒーター)を具現化したものであってもよく、またはヒーターチップという名称から熱技術が暗示されるにも拘らず圧電素子を具現化したものであってもよい。簡潔にするために、カラム34の複数の流体噴射素子は、インクビア32に隣接して一列に並んだ5つのドットとして示しているが、実用では数百個または数千個の流体噴射素子が含まれる場合もある。以下に説明するように、垂直方向に隣接する流体噴射素子は、間に水平方向の間隙があってもなくても、または水平方向に互い違いになっていてもよい。一般に、流体噴射素子は、適宜プリンタの解像度(1インチ当たりのドット数)に合わせて、垂直方向に間隔がとってある。間隔のいくつかの例としては、ビアの長手方向に沿って、1インチの1/300、1/600、1/1200、1/2400などが挙げられる。ビアを形成するには、ヒーターチップを厚さ方向に貫通して切断またはエッチングによりビア32を形成する多くの方法が知られている。いくつかのさらに好ましい方法としては、グリットブラスティングやエッチング、たとえばウエット、ドライ反応性イオンエッチング深堀り反応性イオンエッチングなどが挙げられる。ノズルプレート(図示せず)には各ヒーターにそろって複数の孔があり、使用中にインクを発射する。ノズルプレートは、接着剤またはエポキシで接着しても、薄膜層として製造してもよい。

0024

メモリユニット27は、たとえば製造日寿命、および補充を行える回数などの情報に関係するデータを記憶する。

0025

図2を参照すると、外部デバイスが、プリントヘッド10を収容するインクジェットプリンタとして、全体的に40として示されている。プリンタ40には、1つ以上のプリントヘッド10を収容する複数のスロット44を有するキャリッジ42が含まれる。キャリッジ42は、当該技術分野においてよく知られているように、ドライブベルト50に供給される推進力によって、シャフト48に沿って(コントローラ57の出力59に従い)印刷ゾーン46の上方で往復動する。キャリッジ42の往復動は、プリンタ40内で給紙トレイ54から用紙搬送路に沿って印刷ゾーン46を通過し排紙トレイ56へと送られる用紙52などの印刷媒体に対して相対的に生じる。

0026

印刷ゾーンでは、キャリッジ42は、矢印で示すように、用紙送り方向に送られている用紙52に対して概ね垂直の往復動方向に往復動する。そのようなときに、コンパートメント16(図1)からのインク滴は、プリンタのマイクロプロセッサまたは他のコントローラ57の指令に応じてヒーターチップ25から吐出されることになる。インク滴放出のタイミングは、印刷中の画像のピクセルパターンに対応する。多くの場合、そのようなパターンは、プリンタ外部の、コントローラ57に(外部入力により)電気的に接続されたデバイス、たとえば、限定はしないがコンピュータスキャナカメラ視覚的表示装置携帯情報端末などで生成される。

0027

インク一滴を印刷または放出するために、流体噴射素子(図1のカラム34のドット)に少量の電流が個別に流されて、少量のインクを急速に加熱する。それによってインクは局所のインクチャンバ内でヒーターとノズルプレートとの間で蒸発し、ノズルプレートから印刷媒体に向けて吐出されて発射される。そのようなインク滴を放出するのに必要な噴射パルスは、単一またはスプリット噴射パルスを具現化してもよく、接合パッド28、導電体26、I/Oコネクタ24およびコントローラ57間の接続から入力端子(たとえば接合パッド28)のヒーターチップで受信される。入力端子からの噴射パルスは、内部ヒータチップ配線により、1個または多数の流体噴射素子へと搬送される。

0028

コントローラ57への入力62として、ユーザー選択インターフェース60を有するコントロールパネル58も多くのプリンタに付属して、プリンタの追加の性能や堅牢性を提供している。

0029

再製造カートリッジ内に充填されるインクは必ずしも最初に充填されたインクと等価ではないため、再製造カートリッジについての特定の情報を、カートリッジメモリに最初にプログラムされた情報に基づいてプリンタが決定することはできない。そのような情報は、たとえば、どれくらいのインクがカートリッジに残っているかについての情報を含んでもよく、そしてその情報は、新しいカートリッジの購入もしくは消費者への発送をいつすべきかを示すために、または一定量のインクが使用されたとき(つまりカートリッジが空である場合)にカートリッジの機能を不能にするために、用いることができる。

0030

本発明の例示的実施形態は、初期カートリッジおよびそれが再製造された後の同じカートリッジの中の残存インクをプリンタが決定できるように、メモリユニット27において多数のフィールドを含むことによって、そのような情報を提供する。

0031

たとえば、以下の表1は、本発明の1つの可能な実施をまとめたものである。各フィールドは、カートリッジ上のメモリにおいて用意された特定数ビットを有し、各ビットはページ数を表す。フィールドの数は、プリントヘッドを使用できる最大回数に対応し得る。たとえば、3つのフィールドの存在は、カートリッジをたった2回だけ再製造できることを示す。Nがビットの数であり、50のページ増分が望まれる場合、最大ページ数は下記のとおり計算され得る:

0032

合計ページ数=2N*50 (1)

0033

代わりとなる例示的実施形態では、各ビットがその他の変数、たとえばインクのグラム数、または充填されたインクに関する総液滴数などを表してもよい。

0034

0035

再製造歩留まりの情報は、カートリッジが新品であるかもしくは使用済であるか、またはそれが再製造されたものであるか否かを示すフィールドと併せて用いられ得る。たとえば、カートリッジが使用されたことを示すために、各ビットをプリンタへのカートリッジ据え付けの事例に対応させて3つのビット(すなわち、新品/使用済1、新品/使用済2、新品/使用済3)が割り当てられている場合、プリンタはこの情報を用いて、どの歩留まりビットを使用すべきかを決定し得る。たとえば、全てのビットが、新品、と示している場合、カートリッジは新品であり、プリンタは初期歩留まりのフィールドを使用する(そうして新品/使用済1ビットを、使用済、と示すように設定する)こととなる。据え付け時に新品/使用済1が、使用済、と示しており、その他のものが、新品、と示している場合、カートリッジは1回使用され再製造されたものであり、それゆえプリンタは、カートリッジ内に充填されたインクの量についての情報を得るために、再製造1歩留まりビットを考慮することとなる。より確実な再製造操作が求められる場合には、どの歩留まりビットを使用すべきかを決定するために追加のフィールドを使用してもよい。表2は、この手順の可能な実施をまとめたものである。

0036

0037

図3は、本発明の一例示的実施形態によるプリンタ内への据え付け時にプリントカートリッジの歩留まりを決定する方法を示すフローチャートである。方法は、ステップS02にて開始され、Xを0に等しく設定する。ステップS04では、最初の新品/使用済ビットが「1」(使用済)に設定されているかまたは「0」(新品)に設定されているかを判定する。最初の新品/使用済ビットが「0」に設定されている場合、方法はステップS06へと進み、初期歩留まりを計算する。このステップでは、初期歩留まりフィールド(表1)におけるビットの数を参照し式1を用いることによって、初期歩留まりを決定する。その後、プロセスはステップS08にて終了する。

0038

ステップS04において、最初の新品/使用済ビットが「1」(使用済)に等しく設定されていると判定される場合、方法はステップS10へと進み、XをX+1に等しく設定する。次に、ステップS12では、次の新品/使用済ビットが「1」(使用済)に設定されているかまたは「0」(新品)に設定されているかを判定する。次の新品/使用済ビットが「1」に設定されている場合、方法はステップS10に戻り、XをX+1に等しく設定し直す。

0039

ステップS12において、次の新品/使用済ビットが「0」に設定されていると判定される場合、方法はステップS14に進み、「1」に設定されたビットの数「X」に対応するフィールドが決定される(表2)。その後、ステップS16では、決定されたフィールドにおけるビットの数(表1)および式1に基づいて再製造カートリッジの歩留まりを決定する。その後、プロセスはステップS08にて終了する。

0040

本発明の具体的な実施形態を例示し説明してきたが、当業者にとっては本発明の精神と範囲を逸脱しない様々な他の変化形態および変更形態が明白であろう。したがって、本発明の範囲内のそのような変化形態および変更形態は全て別記の請求項に含まれるものとする。

0041

10プリントヘッド
12ハウジング
16コンパートメント
18,22 表面
19,21 部分
20TAB回路
23エッジ
24 I/Oコネクタ
25ヒーターチップ
26導電体
27メモリユニット
28接合パッド
32インクビア
34カラム
40プリンタ
42キャリッジ
44スロット
46印刷ゾーン
48シャフト
50ドライブベルト
52 用紙
54給紙トレイ
56排紙トレイ
57コントローラ
58コントロールパネル
59 出力
60ユーザー選択インターフェース
62 入力

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