JP2005107440A - プロセスカートリッジ、装置ユニット、画像形成装置、及び、リサイクル方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 プロセスカートリッジ20は、像担持体21と像担持体21上でおこなわれる作像プロセスに係わる作像体22、23、25とが一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成される。そして、像担持体21及び作像体22、23、25は、それぞれ交換可能に構成されるとともに、品質劣化に係わる情報が保持される不揮発メモリ80〜83をそれぞれ備える。
【選択図】 図2A
Description
このとき、最も寿命の短いクリーニング部の寿命である1.5万枚を基準として、プロセスカートリッジ全体の寿命が決定される。例えば、余裕度を考慮して、プロセスカートリッジ全体の寿命が、1万枚とされる。そして、寿命に達したプロセスカートリッジが回収されて、所定のリサイクル処理がおこなわれる。
詳しくは、プロセスカートリッジに設置された不揮発性メモリには、画像形成履歴情報が保持されている。そして、その画像形成履歴情報に基いて、プロセスカートリッジ自体の寿命を正確に判断して、リサイクル処理におけるプロセスカートリッジの分解の要否を決定している。
プロセスカートリッジの寿命は、複数の構成部材のうち最も寿命の短い構成部材の寿命に基いて定められる。
例えば、上述の例と同様に、感光体ドラム、帯電部、現像部、クリーニング部の寿命が、それぞれ、3万枚、2.5万枚、2万枚、1.5万枚であって、プロセスカートリッジ全体の寿命が1万枚と設定されているとする。
同様に、メーカーが定めた新品カートリッジ又はリサイクルカートリッジの品質を、ユーザーが必ずしも必要としない場合がある。例えば、画像形成装置による出力画像が文字画像中心であって粒状性等の特別な画質を重視しないユーザーにとっては、最高品質でなくても一定レベルの品質以上であれば(いわゆるB級品のような場合である。)、かえって低廉のものを望むこともある。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1において、1は画像形成装置としてのカラープリンタの装置本体、2は画像情報に基づいたレーザ光を発する光学部(光学ユニット)、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ、21は各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにそれぞれ収納された像担持体としての感光体ドラム、22は感光体ドラム21上を帯電する帯電部、23は感光体ドラム21上に形成される静電潜像を現像する現像部、24は感光体ドラム21上に形成されたトナー像を被転写材Pに転写する転写ローラ、25は感光体ドラム21上の未転写トナーを回収するクリーニング部、30は転写ベルトユニットの転写ベルト、61は転写紙等の被転写材Pが収納される給紙部(給紙ユニット)、66は被転写材P上の未定着画像を定着する定着部(定着ユニット)、100は装置本体1の制御部を示す。
4つの感光体ドラム21は、それぞれ、図1の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム21の表面は、帯電部22との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。その後、帯電された感光体ドラム21表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
同様に、マゼンタ成分のレーザ光は、ミラー9〜11で反射された後に、紙面右から2番目のプロセスカートリッジ20Mの感光体ドラム21表面に照射されて、マゼンタ成分の静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー12〜14で反射された後に、紙面右から3番目のプロセスカートリッジ20Cの感光体ドラム12表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー15で反射された後に、紙面右から4番目のプロセスカートリッジ20BKの感光体ドラム21表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
その後、現像工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、転写ベルト30との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、転写ベルト30の内周面に当接するように転写ローラ24が設置されている。そして、転写ローラ24の位置で、転写ベルト30によって搬送された被転写材P上に、感光体ドラム21上に形成された各色のトナー像が、順次転写される(転写工程である。)。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、一連の作像プロセスが終了する。
その後、被転写材Pは、図中矢印方向に走行する転写ベルト30に搬送されながら、4つの感光体ドラム21の対向位置を順次通過する。こうして、被転写材P上には各色のトナー像が重ねて転写されて、カラー画像が形成される。
そして、定着工程後の被転写材Pは、排紙ローラ69によって、出力画像として装置本体1外に排出される。
こうして、一連の画像形成装置の動作が完了する。
なお、装置本体1に設置される4つのプロセスカートリッジは、収納されるトナーTの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を除して図示する。
同図に示すように、プロセスカートリッジ20には、主として、感光体ドラム21と、帯電部22と、現像部23と、クリーニング部25と、トナー収納部23eとが、ケース26内に一体的に収納されている。また、現像部23は、現像ローラ23a、撹拌ローラ23b、23c、ドクターブレード23d、トナー濃度センサ29(Tセンサ)等で構成され、その内部にはキャリアCとトナーTとからなる現像剤が収納されている。また、クリーニング部25は、感光体ドラム21に当接するクリーニングブレード25a、クリーニングローラ25b等で構成されている。
さらに、プロセスカートリッジ20の各構成部材(像担持体及び作像体)にも、不揮発性メモリとしてのICタグ80〜83が設置されている。詳しくは、感光体ドラム21にICタグ80が、帯電ローラ22にICタグ81が、現像ローラ23aにICタグ82が、クリーニングブレード25aにICタグ83が、それぞれ設置されている。
なお、これらのICタグ79〜83は、いずれも、各部材が関与する作像プロセスを妨げない位置に配設されている。例えば、感光体ドラム21であれば、その周面ではなく、その端面にICタグ80が配置されている。
そして、各構成部材に設置されたICタグ80〜83には、各構成部材の品質劣化に係わる情報が記憶される。他方、ケース26に設置されたICタグ79には、プロセスカートリッジ20全体に係わる情報(製造番号、製造条件、格付け等の情報である。)が記憶される。これらについては、後で詳しく説明する。
詳しくは、作業者によって装置本体のドア(不図示である。)が開放された後に、プロセスカートリッジ20は装置本体に設けられた不図示のレールに案内されて装置本体内に設置される。
さらに詳しくは、現像ローラ23aは、図中の矢印方向に回転している。現像部23内のトナーTは、図中の反時計方向に回転する2つの撹拌ローラ23b、23cによって、トナー収納部23eから供給されるトナーTとともに、キャリアCと混合される。そして、摩擦帯電したトナーTは、一方の撹拌ローラ23bによって、キャリアCとともに現像ローラ23a上に供給される。
なお、トナー収納部23e内のトナーTは、現像部23内のトナーTの消費にともない、現像部23内に適宜に供給されるものである。現像部23内のトナーTの消費は、感光体ドラム21に対向する光学センサとしてのトナー濃度センサ28(Pセンサ)と、現像部23内に設けられた透磁率センサとしてのトナー濃度センサ29(Tセンサ)と、によって検出される。
そして、感光体ドラム21に付着したトナーTは、そのほとんどが被転写材P上に転写される。そして、感光体ドラム21上に残存したトナーTが、クリーニングブレード25a及びクリーニングローラ25bによってクリーニング部25内に回収される。
なお、制御部100からICタグ80〜83に品質劣化情報を送信するタイミングは、上述のタイミングに限定されることはない。例えば、画像形成をおこなうたびに順次ICタグ80〜83の情報を更新してもよいし、装置本体1のカバーを開放するときに品質劣化情報を送信してもよい。
使用履歴に係わる情報は、A4サイズの被転写材Pへの画像形成に換算した累積プリント枚数や、累積駆動時間等の情報である。すなわち、使用履歴に係わる情報は、累積プリント枚数や累積駆動時間の増加にともない劣化する品質についての間接的な情報である。
交換されるときの品質に係わる情報は、プロセスカートリッジ20の交換時における構成部材の品質(経時特性)についての直接的な情報である。
また、例えば、プロセスカートリッジ20が離脱される直前の帯電ローラ22による感光体ドラム21上の帯電電位が−700ボルトであった場合には、その帯電電位の情報(交換されるときの品質に係わる情報)が帯電ローラ22のICタグ81に保持される。このとき、帯電ローラ22が既にリサイクルされたものである場合には、その−700ボルトの品質情報が既にICタグ81に保持されている従前の品質情報に替わって保持されることになる。
図3Aはリサイクル前の回収された4つのプロセスカートリッジ20A〜20Dを示す概略図であり、図3Bはリサイクル後の再生された2つのプロセスカートリッジ20E、20Fを示す概略図である。
なお、図3A及び図3Bに示すプロセスカートリッジ20A〜20Fは、どれも、図2で説明したプロセスカートリッジ20とほぼ同一構造である。
回収されたプロセスカートリッジ20A〜20Dの分解作業に前後して、まず、不図示の読取装置にて、回収されたプロセスカートリッジ20A〜20Dの、すべてのICタグ80A〜80D、81A〜81D、82A〜82D、83A〜83Dに保持された品質劣化に係わる情報が取得される。
ここで、構成部材の選定基準として、品質劣化に係わる情報に基いて求められる構成部材の残寿命(特定の画質を維持できる残りのプリント枚数である。)が同等となるか、又は、残寿命が予め定めた値以上になるように定めることができる。
詳しくは、一方のプロセスカートリッジ20Eは、第3のカートリッジ20Cの感光体ドラム21C及び帯電ローラ22Cと、第1のカートリッジ20Aの現像部23Aと、第2のカートリッジ20Bのクリーニング部25Bとで、構成される。もう一方のプロセスカートリッジ20Fは、第4のカートリッジ20Dの感光体ドラム21D及び帯電ローラ22Dと、第3のカートリッジ20Cの現像部23C及びクリーニング部25Cとで、構成される。
これに対して、もう一方のリサイクルカートリッジ20Fの寿命が新品カートリッジと同等の品質を維持できないが種々の面で許容できるレベルの品質(以下、B級品質とよぶ。)を充分に維持できる場合には、価格を新品カートリッジより低廉に設定したり、使用条件に制約を設けたりすることができる。
そして、リサイクルカートリッジ20E、20Fが装置本体1に設置されたときに、ICタグ79E、79Fに保持された格付け情報は、図2Bを参照して、制御部100に読み込まれる。すなわち、制御部100には各構成部材の品質劣化に係わる情報が読み込まれる。そして、その情報に基いて、画像形成装置における作像プロセスが調整制御される。
図4を参照して、プロセスカートリッジ20の構成部材の寿命は、以下の関係にある。
クリーニングブレード25aは、A級品質を維持できるプリント枚数(累積プリント枚数である。)が0〜1.5万枚であり、B級品質を維持できるプリント枚数が1.5〜3万枚である。ここで、クリーニングブレード25aの主たる品質劣化は感光体ドラム21との摩擦接触による磨耗であって、これが進行するとクリーニング不良が生じる。
別の例としては、図6のグラフに基いて、交換時の品質から、帯電ローラ22の残りの寿命を算出することができる。例えば、交換時(プロセスカートリッジ離脱直前時)の帯電電位がV1であった場合、A級品質の残寿命はちょうど0となる。
同様に、第3のプロセスカートリッジ20Cにおいて、感光体ドラム21CのA級品質の残寿命は1.5万枚であり、帯電部22CのA級品質の残寿命は1万枚であり、現像部23CのA級品質の残寿命は0.5万枚であり、クリーニング部25CのA級品質の残寿命は0万枚である。なお、これらの残寿命は、各ICタグ80C〜83Cの品質劣化情報に基いたものである。
詳しくは、一方のプロセスカートリッジ20Eは、A級品質の残寿命が1万枚以上(又は、1万枚程度)となる構成部材によって構成されたものである。すなわち、第3のカートリッジ20Cの感光体ドラム21C(A級品質の残寿命が1.5万枚)及び帯電ローラ22C(A級品質の残寿命が1万枚)と、第1のカートリッジ20Aの現像部23A(A級品質の残寿命が1万枚)と、第2のカートリッジ20Bのクリーニング部25B(A級品質の残寿命が1万枚)とで、構成される。
このような構成部材で構成されたプロセスカートリッジ20Eは、A級品質の格付けがされて、その情報がICチップ79Eに保持される。
このような構成部材で構成されたプロセスカートリッジ20Fは、B級品質の格付けがされて、その情報がICチップ79Fに保持される。
また、現像剤のように直接的にICタグを設置することができない部材(作像体)については、例えば、それを収納する現像部ケースにICタグを設置したり、カートリッジ20のICタグ79を用いることで、間接的にその品質劣化情報を保有することができる。
例えば、装置ユニットとして、図1における光学ユニット2や転写ベルトユニット24、30や定着ユニット66や給紙ユニット61に、本発明が適用できる。また、感光体ドラム、帯電部、現像部、クリーニング部、転写部のうちの、複数がユニット化された複合ユニット(プロセスカートリッジ以外の装置ユニットの形態である。)にも本発明を適用できる。それらの場合、装置ユニットを構成する複数の交換部材のすべてに不揮発性メモリを設置する。そして、その不揮発性メモリが保持する品質劣化情報に基いて、同程度の残寿命の交換部材を選定して、リサイクルをおこなう。この場合にも、本実施の形態と同等の効果を得ることができる。
20、20Y、20M、20C、20BK プロセスカートリッジ、
21 感光体ドラム(像担持体)、 22 帯電部、
23 現像部、 24 転写ローラ(転写ベルトユニット、転写部)、
25 クリーニング部、 30 転写ベルト(転写ベルトユニット、転写部)、
61 給紙部(給紙ユニット)、 66 定着部(定着ユニット)、
79〜83 ICタグ(不揮発性メモリ)、 100 制御部。
Claims (38)
- 像担持体と当該像担持体上でおこなわれる作像プロセスに係わる作像体とが一体化されるとともに画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジであって、
前記像担持体及び前記作像体は、それぞれ交換可能に構成されるとともに、品質劣化に係わる情報が保持される不揮発メモリをそれぞれ備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記品質劣化に係わる情報は、使用履歴に係わる情報であることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記品質劣化に係わる情報は、交換されるときの品質に係わる情報であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記情報に基いた残りの寿命がそれぞれ同等となるように選定した前記像担持体及び前記作像体からなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 前記残りの寿命に基いた格付けに係わる情報を保持することを特徴とする請求項4に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記情報に基いた残りの寿命が予め定めた値以上となるように選定した前記像担持体及び前記作像体からなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 前記予め定めた値に基いた格付けに係わる情報を保持することを特徴とする請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記不揮発性メモリは、ICタグであることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 前記作像体は、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 請求項1〜請求項9のいずれかに記載のプロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に設置したことを特徴とする画像形成装置。
- 前記不揮発性メモリに保持された情報に基いて前記作像プロセスを制御することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置本体に対して着脱自在に構成された装置ユニットであって、
交換可能に構成された複数の交換部材を備え、
前記複数の交換部材は、それぞれ、品質劣化に係わる情報が保持される不揮発メモリを備えたことを特徴とする装置ユニット。 - 前記品質劣化に係わる情報は、使用履歴に係わる情報であることを特徴とする請求項12に記載の装置ユニット。
- 前記品質劣化に係わる情報は、交換されるときの品質に係わる情報であることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の装置ユニット。
- 前記情報に基いた残りの寿命がそれぞれ同等となるように選定した前記複数の交換部材からなることを特徴とする請求項12〜請求項14のいずれかに記載の装置ユニット。
- 前記残りの寿命に基いた格付けに係わる情報を保持することを特徴とする請求項15に記載の装置ユニット。
- 前記情報に基いた残りの寿命が予め定めた値以上となるように選定した前記複数の交換部材からなることを特徴とする請求項12〜請求項14のいずれかに記載の装置ユニット。
- 前記予め定めた値に基いた格付けに係わる情報を保持することを特徴とする請求項17に記載の装置ユニット。
- 前記不揮発性メモリは、ICタグであることを特徴とする請求項12〜請求項18のいずれかに記載の装置ユニット。
- 請求項12〜請求項19のいずれかに記載の装置ユニットを前記画像形成装置本体に設置したことを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体と当該像担持体上でおこなわれる作像プロセスに係わる作像体とが一体化されるとともに画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたプロセスカートリッジをリサイクルするリサイクル方法であって、
前記像担持体及び前記作像体を回収してそれぞれの品質劣化に係わる情報を取得する第1工程と、
前記第1工程で取得した情報に基いて前記像担持体及び前記作像体を選定する第2工程と、
前記第2工程で選定した前記像担持体及び前記作像体によってプロセスカートリッジを組み立てる第3工程と、を備えることを特徴とするリサイクル方法。 - 前記第2工程は、前記第1工程で取得した情報に基いた残りの寿命が同等となるように前記像担持体及び前記作像体を選定する工程であることを特徴とする請求項21に記載のリサイクル方法。
- 前記第3工程にて組み立てるプロセスカートリッジを、前記残りの寿命に基いて格付けする工程をさらに備えることを特徴とする請求項22に記載のリサイクル方法。
- 前記第2工程は、前記第1工程で取得した情報に基いた残りの寿命が予め定めた値以上となるように前記像担持体及び前記作像体を選定する工程であることを特徴とする請求項21に記載のリサイクル方法。
- 前記第3工程にて組み立てるプロセスカートリッジを、前記予め定めた値に基いて格付けする工程をさらに備えることを特徴とする請求項24に記載のリサイクル方法。
- 前記品質劣化に係わる情報は、使用履歴に係わる情報であって、
前記情報は、前記像担持体及び前記作像体にそれぞれ設置された不揮発メモリに保持されることを特徴とする請求項21〜請求項25のいずれかに記載のリサイクル方法。 - 前記品質劣化に係わる情報は、交換されるときの品質に係わる情報であって、
前記情報は、前記像担持体及び前記作像体にそれぞれ設置された不揮発メモリに保持されることを特徴とする請求項21〜請求項26のいずれかに記載のリサイクル方法。 - 前記不揮発性メモリは、ICタグであることを特徴とする請求項26又は請求項27に記載のリサイクル方法。
- 前記作像体は、前記像担持体上を帯電する帯電部と、前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像部と、前記像担持体上を清掃するクリーニング部と、のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項21〜請求項28のいずれかに記載のリサイクル方法。
- 前記作像体は、前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像部に収納される現像剤であることを特徴とする請求項21〜請求項25のいずれかに記載のリサイクル方法。
- 交換可能に構成された複数の交換部材が一体化されるとともに画像形成装置本体に対して着脱自在に構成された装置ユニットをリサイクルするリサイクル方法であって、
前記複数の交換部材を回収してそれぞれの品質劣化に係わる情報を取得する第1工程と、
前記第1工程で取得した情報に基いて前記複数の交換部材を選定する第2工程と、
前記第2工程で選定した前記複数の交換部材によって装置ユニットを組み立てる第3工程と、を備えることを特徴とするリサイクル方法。 - 前記第2工程は、前記第1工程で取得した情報に基いた残りの寿命が同等となるように前記複数の交換部材を選定する工程であることを特徴とする請求項31に記載のリサイクル方法。
- 前記第3工程にて組み立てる装置ユニットを、前記残りの寿命に基いて格付けする工程をさらに備えることを特徴とする請求項32に記載のリサイクル方法。
- 前記第2工程は、前記第1工程で取得した情報に基いた残りの寿命が予め定めた値以上となるように前記複数の交換部材を選定する工程であることを特徴とする請求項31に記載のリサイクル方法。
- 前記第3工程にて組み立てる装置ユニットを、前記予め定めた値に基いて格付けする工程をさらに備えることを特徴とする請求項34に記載のリサイクル方法。
- 前記品質劣化に係わる情報は、使用履歴に係わる情報であって、
前記情報は、前記複数の交換部材にそれぞれ設置された不揮発メモリに保持されることを特徴とする請求項31〜請求項35のいずれかに記載のリサイクル方法。 - 前記品質劣化に係わる情報は、交換されるときの品質に係わる情報であって、
前記情報は、前記複数の交換部材にそれぞれ設置された不揮発メモリに保持されることを特徴とする請求項31〜請求項36のいずれかに記載のリサイクル方法。 - 前記不揮発性メモリは、ICタグであることを特徴とする請求項36又は請求項37に記載のリサイクル方法。
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