JP2000181161A - 画像形成装置 - Google Patents
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- JP2000181161A JP2000181161A JP10376013A JP37601398A JP2000181161A JP 2000181161 A JP2000181161 A JP 2000181161A JP 10376013 A JP10376013 A JP 10376013A JP 37601398 A JP37601398 A JP 37601398A JP 2000181161 A JP2000181161 A JP 2000181161A
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Abstract
用いる際に問題となっていたトナー濃度の変動を抑制
し、白地かぶり、機内飛散、画像濃度薄、画像上の磁気
ブラシ摺擦跡、キャリア付着などの不具合を引き起こす
ことのない、長期に亘って安定した品質画像を得ること
ができる、簡易な構成の画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光ドラム28上のトナーパッチTの反
射濃度を検知する光センサ1を、現像スリーブ5上の2
成分現像剤の反射濃度を検知するセンサとしても利用す
る。このとき、P点を支点として、トナーパッチTの反
射濃度を検知するときには、光センサ1を矢印A方向に
機構的に回動させ、現像スリーブ5上の2成分現像剤の
反射濃度を検知するときには、矢印B方向に回動させ
る。
Description
いはプリンタなどとされる電子写真方式の画像形成装置
に関する。
ルカラー複写機として様々な構成のものが提案されてい
るが、装置の小型化や、各色の現像装置の共通化という
観点では、潜像担持体としての感光ドラムを共通とし、
各現像装置を機構的に移動させて感光ドラムに順次対向
させる方式が有利である。また、現像装置の移動手法に
関しては、大きく分けてスライド型と回転型のものがあ
るが、現像装置を回転体に収容し、その回転体の回転に
よって現像装置を移動させる方式を用いたものは、例え
ば直線方向に現像装置をスライドさせるものに比べ、移
動用のスペースを確保する必要がなくなり、装置の小型
化により有利である。
フルカラー画像形成装置の一例を図8に示す。
は、感光ドラム128が矢印方向に回転可能に設けら
れ、その周りには、一次帯電器121、現像装置102
Y、102M、102Cが収容された回転体106、転
写帯電器123、およびクリーニング装置126などが
配置されている。
って一様に帯電され、露光手段であるレーザー122に
よってイエローの静電潜像が形成される。イエローの静
電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置102Y
によってトナー像として可視像化される。
持搬送されてきた転写紙124に転写帯電器123の作
用により転写する。感光ドラム128上の転写残トナー
はクリーニング装置126により除去する。
て行うことによって転写紙124上に3色のトナー像を
重ねて形成し、定着装置125にて定着することによ
り、永久画像を得る。
02Cについて説明する。各現像装置は同様の構成を備
えており、現像装置102Y、102M、102Cは、
非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を収
容し、現像剤搬送手段としての現像スリーブ105Y、
105M、105Cをそれぞれ有している。
2Cはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアンのトナーを
収容している。更にこれらの現像装置102Y、102
M、102Cは回転体1006に収容されており、回転
体106の回転によって順次感光ドラム128と対向す
る。
5Y、105M、105Cは回転可能であり、内部に磁
石を有する。現像スリーブ105Y、105M、105
Cは二成分現像剤を、回転力と磁石の磁力によって現像
領域に担持搬送し、感光ドラム128と対向する現像領
域で現像剤を感光ドラム128に供給し、感光ドラム1
28上に形成されている静電潜像を現像する。
成分現像剤のトナー濃度が低下し、画像濃度が低下す
る。このため、本例のような2成分現像剤を用いた現像
装置においては、2成分現像剤のトナー濃度を検知し、
適量のトナーを補給する機構が用いられている。
て一般的な二成分現像剤自体の物理特性変化、例えば反
射濃度の変化や透磁率の変化を検知する方法を用いよう
とした場合、それらの検出装置を各現像装置それぞれに
配設したり、各検出装置からの電気信号、あるいは光信
号を回転体106外へと通信する手段を配設したりする
ことが必要となり、コスト的/スペース的に不利な方向
である。
形成装置において、2成分現像剤のトナー濃度を検知す
る手段としては、感光ドラム128上の基準潜像を現像
してトナーパッチを形成し、そのトナーパッチの反射濃
度を光センサ(反射光測定装置)101によって検知す
る方法が用いられる。これはトナー濃度の低下により感
光ドラム128上の潜像への現像特性が変化することを
利用したものである。基準潜像の形成方法はさまざまで
あるが、デジタル方式の画像形成装置では画像露光手段
であるレーザー、LEDなどの露光装置で所定の露光を
行うことによって基準潜像の形成を行うのが一般的であ
る。
あくまでも感光ドラム128上に現像されたトナーの付
着量であるから、正確にいえばトナー濃度を直接制御し
ているわけではない。実際、周囲の温湿度の変化や、二
成分現像剤の長期使用など、トナー濃度変化以外の要因
によるトナーパッチの反射濃度変動があれば、実際の二
成分現像剤のトナー濃度は、その他の変動要因を吸収す
る形で、ある範囲内でふれることになる。しかし、二成
分現像剤のトナー濃度は常に一定である必要はなく、初
期の中心値に対し所定の範囲内でふれている程度であれ
ば、階調制御などの補助手段を用いることで、大きな不
具合を起こすことなく画像を出力することは可能であ
る。
8上に、トナー濃度制御用のトナーパッチとは別に露光
量を数段階変えた複数の階調パッチを形成し、その反射
濃度の検知結果を元に、画像濃度に対する発光素子の露
光量制御信号のテーブルを修整することで、階調制御を
行い、出力画像の濃度を安定させている。
来例のようにトナー濃度を一定の範囲に収めることは、
極端に高湿または低湿の環境など、また、画像1枚当た
りの使用トナー量が、画像比率にして1〜2%と極端に
少ない場合や、逆に極端に多い場合などで、非常に長期
にわたって現像剤を使用し続けることなどによって現像
能力の変動が大きくなるに従い、困難になっていく。
準潜像の条件も、画像形成装置の長期使用に従い感光ド
ラム128の劣化などの要因で変動していく。このよう
なさまざまな要因によってトナーパッチの濃度が大きく
ふれ始めるようになると、それらの変動はトナー濃度制
御にとっては過剰な負荷となり、トナー濃度が予想され
た一定の範囲に収まりきらなくなる場合があった。
像上の白地かぶり、機内飛散や、逆にトナー濃度の低下
による画像濃度薄、キャリア過剰による画像上の磁気ブ
ラシ摺擦跡、さらには感光ドラム128へのキャリア付
着などの不具合を引き起こすことがあった。
有利な回転体式の現像装置を用いる際に問題となってい
たトナー濃度の変動を抑制し、白地かぶり、機内飛散、
画像濃度薄、画像上の磁気ブラシ摺擦跡、キャリア付着
の発生を防止し、長期に亘って安定した高品質画像を得
ることができる、簡易な構成の画像形成装置を提供する
ことである。
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
静電潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体上の
静電潜像を現像するためのトナーとキャリアを含む二成
分現像剤を収容した、前記潜像担持体に対向する開口部
に前記二成分現像剤を担持する現像剤担持体を備えた現
像装置と、前記現像装置を収容した回動自在な回転体
と、前記潜像担持体の移動方向に関して、前記潜像担持
体と前記現像担持体が対向する位置の下流側に配置され
た反射光測定装置と、を備えた画像形成装置において、
前記反射光測定装置が、前記潜像担持体上の反射光の測
定と、前記現像剤担持体上の反射光の測定とを行うこと
を特徴とする画像形成装置である。
を機構的または光学的に切り替えることで、前記潜像担
持体上の反射光の測定と、前記現像剤担持体上の反射光
の測定とを行うことが好ましい。
記露光手段の露光量を制御するための露光量制御装置と
を備え、前記反射光測定装置が、前記潜像担持体上に形
成された単数または複数の基準潜像を前記現像装置にて
現像して得た単数または複数のトナー像の反射濃度を測
定し、該測定結果に応じて、前記露光手段の露光量を前
記露光量制御装置により制御するが好ましい。
記帯電手段による前記潜像担持体の帯電量を制御する帯
電制御装置とを備え、前記反射光測定装置が前記潜像担
持体上に形成された単数または複数の基準潜像を前記現
像装置にて現像して得た単数または複数のトナー像の反
射濃度を測定し、その測定結果に応じて、前記潜像担持
体の帯電量を前記帯電制御装置によって制御することが
好ましい。
と、前記補給手段の動作を制御する補給制御装置とを備
え、前記補給制御装置は、前記反射光測定装置が前記潜
像担持体上の反射光を測定した結果と、前記現像剤担持
体上の反射光とを測定した結果とに基づいて、前記補給
手段の動作を制御することが好ましい。
を補給する補給手段と、前記補給手段の動作を制御する
補給制御装置とを備え、前記補給制御装置は、前記現像
剤担持体上の反射光を測定した結果に基づいて、前記補
給手段の動作を制御することが好ましい。
を図面に則して更に詳しく説明する。
る。まず、図1により、画像形成装置全体の動作につい
て説明する。
ゼンタ、シアンのトナーをそれぞれ収容した現像装置2
Y、2M、2Cが収容されており、回転体6の回転によ
って前述の3つの現像装置2のうち一つを潜像担持体で
ある感光ドラム28に対向させる。
り、その感光ドラム28を一次帯電器21で一様に帯電
し、露光手段であるレーザー22によって露光量をさだ
められた光で露光して、最初にイエローの静電潜像を形
成する。このイエローのトナーを収容した現像装置2Y
を用いて、後述のような工程により感光ドラム28上に
トナー像として可視像化する。
って、転写紙搬送シート27によって担持搬送されてき
た転写紙24に転写する。感光ドラム28上の転写残ト
ナーはクリーニング装置26により除去する。
8を、再び一次帯電器21で帯電し、レーザー22で露
光し、マゼンタの静電潜像を形成する。この静電潜像が
現像領域を通過するときには、回転体6の回転によって
マゼンタのトナーを収容した現像装置2Mが感光ドラム
28と対向しているので、これを用いてマゼンタの静電
潜像を現像し、マゼンタのトナー像を得る。このトナー
像を先にイエローのトナー像を転写した転写紙24に重
ねて転写する。
ー、マゼンタ、シアンのトナー像を形成した後、さらに
定着装置25によって定着しフルカラー画像を得る。
ンサー類などからの信号の読み込みなどは、制御装置3
0によって行われる。
説明する。なお、各現像装置は同様の構成および機能を
備えているので、イエロー用の現像装置2Yを例にして
説明する。
は回転可能であり、回転体6が回転して静電潜像を現像
する位置にきたときに、感光ドラム28と対向する。現
像スリーブ5Yの内部には磁石が内蔵されていて、二成
分現像剤を、回転力と磁石の磁力によって現像領域に担
持搬送し、感光ドラム8と対向する現像領域で現像剤を
感光ドラム28に供給し、感光ドラム28上に形成され
ている静電潜像を現像する。
領域より感光ドラム回転方向の下流側には、感光ドラム
28に対向して光センサ(反射光測定装置)1が配置さ
れている。この光センサ1は、感光ドラム28上の基準
潜像を現像して形成されたトナーパッチの反射濃度を検
知することでトナー濃度を所定の範囲に制御するととも
に、トナー濃度制御用のトナーパッチとは別に、露光量
を数段階変えて形成された複数の階調パッチの反射濃度
を検知し、画像情報に対する発光素子の露光量制御信号
のルックアップテーブルを修正する目的に用いられる。
の信号を検知してトナー補給に至る動作を詳しく説明す
る。
21にて所定の電位に帯電し、レーザー22によって所
定の露光をすることで形成され、現像装置2にて現像さ
れる。このようにして形成されたトナーパッチPが光セ
ンサ1の対向部にやってくると、図2に示すように、光
センサ1内の発光素子1aから発せられた波長960n
m程度の光がトナーパッチPによって反射され、光セン
サ1内の受光素子1bへと達し、出力電圧Vを得る。本
実施例では波長960nmの光に対し、各色のトナーの
反射率の方が感光ドラム28表面の反射率よりも高いの
で、トナー付着量が多いほど反射光は増加し、Vは大き
くなる。すなわち、Vが大きければトナー濃度は大き
く、逆にVが小さければトナー濃度が小さいと考えられ
る。
ター29によってデジタル信号へと変換され、制御装置
30へと送られる。
出力電圧Vの値V0を記憶しており、毎回の出力電圧V
1との差分ΔVを計算する。このΔVを、図3に示すよ
うなトナー濃度テーブルによってトナー補給スクリュー
4Yの作動時間tに換算する。このように計算された作
動時間tだけ、図1に示すトナー補給スクリュー4Yを
作動させることで、必要とする量のトナーがトナー補給
槽3Yから現像装置2Yへと補給される。
画像情報に対する発光素子の露光量制御信号のテーブル
を修正する階調補正シーケンスについて説明する。
された画像情報信号に対し直線的に露光量を変化させる
だけでは、入力画像情報と出力される画像の濃度は直線
的に対応しない。本実施例では、これを補正するため
に、入力された画像情報信号に対し露光量を定めるため
の、図4に示すようなルックアップテーブルを用意して
いる。このルックアップアップテーブルは、画像形成装
置が初期の状態で、入力画像情報と出力される画像の濃
度が直線的に対応するように定められている。
のデジタル信号として入力される。制御装置30の一部
である露光量制御装置30aによってこの情報をルック
アップテーブル30bおよび後述するような補正曲線3
0cを通し、256段階の露光量制御信号を作成する。
より画像形成装置の特性が変化し、初期に設定したルッ
クアップテーブルのままでは、入力画像情報と出力され
る画像の濃度が直線的に対応しなくなってくる。そこ
で、ユーザーあるいはサービスマンの指示、あるいは一
定枚数間隔、一定時間間隔、電源投入時、などに以下で
説明するような階調補正シーケンスを行うことで、入力
画像情報と出力される画像の濃度が直線的に対応するよ
うに補正する。
る。
は感光ドラム28上に所定の露光量の潜像をいくつか形
成する。本実施例では、露光量制御信号として32レベ
ル、64レベル、128レベル、255レベルの信号で
各潜像を形成する。その後静電潜像を現像し階調パッチ
を形成し、トナー補給シーケンスで説明したような読み
込み動作にて、光センサ1によって各階調パッチの反射
濃度を読み取る。制御装置30には画像形成装置が初期
の状態で各パッチの反射濃度読み込み値が記憶されてお
り、今回読み込んだ数値と比較することで補正曲線を決
定する。そして、画像形成時には、前述したように、画
像情報をルックアップテーブル30bおよび作成された
補正曲線30cを通し、露光量制御信号を作成する。
より画像形成装置の特性が変化しても、入力画像情報と
出力される画像の濃度が常に直線的に対応するようにし
ている。
成装置の特徴部分について説明する。図6には、本実施
例の光センサ1とその近傍が示されている。
光ドラム28に対向する位置Aと、回転体6に対向する
位置Bを選択することができる。すなわち、感光ドラム
28に対向する位置Aでは感光ドラム28上に形成され
たトナーパッチTの反射濃度を測定することができ、ま
た回転体6に対向する位置Bでは、回転体6の回転によ
り光センサ1と現像スリーブ5を対向させることで、現
像スリーブ5上に担持された現像剤の反射濃度を測定す
ることができる。
持された現像剤の反射濃度を測定することで、感光ドラ
ム28上でトナーパッチTの反射濃度の測定をするより
も正確にトナー濃度を測定することができる。
トナー補給シーケンスの説明で明らかなような工程で光
センサ1によって測定され、光センサ1の出力電圧wは
A/Dコンバータ29を通じて制御装置30に読み込ま
れる(図2参照)。制御装置30には現像剤が初期の状
態での出力電圧w0が記憶されており、出力電圧wと初
期出力電圧w0の差分値Δwをとって比較することによ
り、現像剤の初期トナー濃度に対する変化量を検知する
ことができる。
スリーブ5上の現像剤のトナー濃度変化の検知を行い、
Δwが所定の範囲の数値であるかどうかを判断すること
で、トナー濃度の変動が正常な範囲にあるかどうかを判
断する。そして、異常と判断された場合には、現像剤の
交換を促すメッセージを画像形成装置本体上へ表示した
り、トナー補給テーブルを補正するなどしてトナー濃度
を正常な範囲内に近づける方向に制御したりすることが
できる。
に制御する方法として、本実施例では光センサ1による
トナーパッチの反射濃度の初期値V0の代わりに、V0
に調整値αを加えた値V0’(=V0+α)を使用する
方法をとっている。すなわち、Δwによって現像剤のト
ナー濃度が大きすぎると判断された場合には、αを正の
値にすることでトナー補給スクリューの作動時間tを短
くし、トナー濃度を低くする。また、逆に、トナー濃度
が小さすぎると判断された場合には、αを負の値にする
ことでトナー補給スクリュー4の作動時間tを長くし、
トナー濃度を高くする。
露光量を適度に補正したり、あるいはトナー補給テーブ
ルの傾きを変更したりする方法などがある。
よれば、感光ドラム28上のトナーパッチTの反射濃度
を検知する光センサ1を、現像スリーブ上の2成分現像
剤の反射濃度を検知するセンサとしても利用することに
より、簡易な構成で二成分現像剤のトナー濃度の変動を
抑制し、白地かぶり、機内飛散、画像濃度薄、画像上の
磁気ブラシ摺擦跡、キャリア付着などの不具合を防止す
ることができる。
成装置の濃度特性を修正する手段としてルックアップテ
ーブルのみを補正する方式を示したが、その他の画像形
成条件、例えば一次帯電器21による感光ドラム28の
帯電量などを制御してもよい。
る。
る光センサ1と同様に、波長960nm程度の光を発光
する発光素子1aと、その光を受光し所定の電圧を出力
する受光素子1bを内蔵しており、さらに回転可能なミ
ラー1cを内蔵している。ミラー1cを図7(a)に示
す向きにすると、発光素子1aからの光は感光ドラム2
8側で反射し、受光素子1bへと達する。また、回転体
6の回転によって現像スリーブ5が図7に示す位置にあ
るとき、ミラー1cを図7(b)に示す向きにすると、
受光素子1aからの光は現像スリーブ5側で反射し、受
光素子1bへと達する。
様に、感光ドラム28上に形成されたトナーパッチある
いは階調パッチの反射濃度と、現像スリーブ5上に担持
された現像剤の反射濃度とを、一つのセンサで測定する
ことができる。
ケンスを詳しく説明する。
めの測定値として、現像スリーブ5上の現像剤の反射濃
度を利用する。出力画像のための潜像を現像し終わった
現像装置2は、回転体6の回転によって光センサ1と対
向する位置に移動する。このとき、ミラー1cは図7
(b)の向きであり、発光素子1aからの光は現像スリ
ーブ5側で反射し、受光素子1bへと達する。このよう
にして得られた出力電圧VをA/Dコンバータ29によ
ってデジタル信号信号へと変換し、制御装置30内で現
像剤が初期の状態であるときの値と比較し、第1実施例
のトナー補給テーブルのような補給テーブルによって作
動時間t’を決定する。このように計算された作動時間
t’だけトナー補給スクリュー4を作動させることによ
って、必要とする量のトナーがトナー補給槽3から現像
装置2へと補給される。
現像剤のトナー濃度を一定に保つ。また、ミラー1cを
図7(a)の向きにすることで第1実施例と同様の階調
補正シーケンスを行い、出力画像の濃度を適正化する。
例と同様の効果を得ることができる。
発明の画像形成装置における構成と動作について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明
の範囲の中で種々の構成をとることができる。
によれば、反射光測定装置が、潜像担持体上の反射光の
測定と、現像剤担持体上の反射光の測定とを行うことに
より、装置の小型化に有利な回転体式の現像装置を用い
る際に問題となっていたトナー濃度の変動を抑制し、白
地かぶり、機内飛散、画像濃度薄、画像上の磁気ブラシ
摺擦跡、キャリア付着の発生を防止し、長期に亘って安
定した高品質画像を得ることができる、簡易な構成の画
像形成装置を提供することができる。
概略構成図である。
ンサを示す概略構成図である。
ー補給テーブルを示す説明図である。
クアップテーブルを示す説明図である。
情報信号の処理を説明するための説明図である。
ンサの動作を示す概略構成図である。
動作を説明するための概略構成図である。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 静電潜像を担持する潜像担持体と、前記
潜像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーとキャ
リアを含む二成分現像剤を収容し、前記潜像担持体に対
向する開口部に前記二成分現像剤を担持する現像剤担持
体を備えた現像装置と、前記現像装置を収容した回動自
在な回転体と、前記潜像担持体の移動方向に関して、前
記潜像担持体と前記現像担持体が対向する位置の下流側
に配置された反射光測定装置と、を備えた画像形成装置
において、 前記反射光測定装置が、前記潜像担持体上の反射光の測
定と、前記現像剤担持体上の反射光の測定とを行うこと
を特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記反射光測定装置は、その測定する方
向を機構的に切り替えることで、前記潜像担持体上の反
射光の測定と、前記現像剤担持体上の反射光の測定とを
行う請求項1の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記反射光測定装置は、その測定する方
向を光学的に切り替えることで、前記潜像担持体上の反
射光の測定と、前記現像剤担持体上の反射光の測定とを
行う請求項1の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記潜像担持体を露光する露光手段と、
前記露光手段の露光量を制御するための露光量制御装置
とを備え、前記反射光測定装置が、前記潜像担持体上に
形成された単数または複数の基準潜像を前記現像装置に
て現像して得た単数または複数のトナー像の反射濃度を
測定し、該測定結果に応じて、前記露光手段の露光量を
前記露光量制御装置により制御する請求項1、2、また
は3の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記潜像担持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段による前記潜像担持体の帯電量を制御する
帯電制御装置とを備え、前記反射光測定装置が前記潜像
担持体上に形成された単数または複数の基準潜像を前記
現像装置にて現像して得た単数または複数のトナー像の
反射濃度を測定し、その測定結果に応じて、前記潜像担
持体の帯電量を前記帯電制御装置によって制御する請求
項1から4のいずれかの画像形成装置。 - 【請求項6】 前記現像装置にトナーを補給する補給手
段と、前記補給手段の動作を制御する補給制御装置とを
備え、前記補給制御装置は、前記反射光測定装置が前記
潜像担持体上の反射光を測定した結果と、前記現像剤担
持体上の反射光とを測定した結果とに基づいて、前記補
給手段の動作を制御する請求項1から5のいずれかの画
像形成装置。 - 【請求項7】 前記現像装置にトナーを補給する補給手
段と、前記補給手段の動作を制御する補給制御装置とを
備え、前記補給制御装置は、前記現像剤担持体上の反射
光を測定した結果に基づいて、前記補給手段の動作を制
御する請求項1から5のいずれかの画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37601398A JP3466943B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37601398A JP3466943B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 画像形成装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000181161A true JP2000181161A (ja) | 2000-06-30 |
JP3466943B2 JP3466943B2 (ja) | 2003-11-17 |
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JP37601398A Expired - Fee Related JP3466943B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 画像形成装置 |
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JP (1) | JP3466943B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
US7346286B2 (en) | 2004-06-18 | 2008-03-18 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for image forming effectively detecting deterioration of developer |
CN100447680C (zh) * | 2003-09-22 | 2008-12-31 | 佳能株式会社 | 成像装置 |
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1998
- 1998-12-18 JP JP37601398A patent/JP3466943B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100447680C (zh) * | 2003-09-22 | 2008-12-31 | 佳能株式会社 | 成像装置 |
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