JP3437368B2 - 現像剤残量検知装置 - Google Patents
現像剤残量検知装置Info
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Description
記録装置等の画像形成装置に用いられ現像剤の残量を検
知する現像剤残量検知装置に関する。
装置においては、現像剤の有無を含む残量を検出するた
めの現像剤残量検出装置を有するものが多く知られてい
る。現像剤の残量を検出する方式としては、発光素子と
受光素子を用いた光学方式や、現像剤の静電容量を検出
する静電容量方式、現像剤の圧力を振動で検出する圧電
方式など、様々な方式が提案され実施されている。
するカートリッジ方式では装置本体に設けられた残量検
知センサによりカートリッジ内の現像剤の残量を検知す
ることが好ましい。
外から内部の現像剤の残量を検出する場合、残検方式に
よっては現像剤容器とセンサとの密着性が必要となる。
残量を検知する磁気検知方式は透磁率センサと現像剤容
器との微少な距離変動が大きな出力変動となるため、高
い密着性が求められる。
脱にともなうガタによりセンサの現像剤容器に対する当
接が不安定となり検出精度が低下してしまう。
明は、現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器
を着脱可能に装着する装着部と、前記装着部に設けられ
前記現像剤容器内の現像剤残量を検出する検出部材と、
前記検出部材を支持する支持部材と、を有する現像剤残
量検知装置において、前記支持部材は、前記現像剤容器
の装着動作によって前記装着部に突き当たることで前記
検出部材を前記現像剤容器へ向けて回動させて圧接させ
るための突出部と、前記検出部材の検出面の裏側を傾斜
可能に支持することで前記検出部材の検出面の前記現像
剤容器外面に対する傾きを防止するための突出部と、を
備えることを特徴とするものである。
てファクシミリ装置に適用した例を、図面を参照して具
体的に説明する。ここでは、説明の順序として、以下の
順に説明する。 ファクシミリ装置の全体構成、 情報を読み取るための読取装置の構成、 受信情報を記録するための画像形成装置の構成、 前記画像形成装置に使用するプロセスカートリッジ各
部の構成、 現像剤残量検知手段としての磁気ブリッジセンサーの
説明、 トナー室底部近傍の外周壁面部に対向して設けた現像
剤残量検出手段の構成、 磁気ブリッジセンサーの保持方法
発明に係るプロセスカートリッジを装着した画像形成装
置を有するファクシミリ装置の構成説明図であり、図2
はその外観斜視図である。
に、左上方に原稿読取装置Aを有し、その右下方に画像
形成装置Bを配置している。そして読取装置Aで読み取
った情報を、ファクシミリモードの場合は他機のファク
シミリ装置へ送信し、コピーモードの場合には自己の画
像形成装置Bで記録する。
に、光学系1から画像情報に基づいた光像を照射して像
担持体である感光体ドラム7にトナー像を形成する。そ
して前記トナー像の形成と同期して記録紙2を搬送手段
3によって搬送し、且つプロセスカートリッジCとして
カートリッジ化された画像形成部において前記感光体ド
ラム7に形成したトナー像を転写手段4によって記録紙
2に転写し、その記録紙2を定着手段5に搬送し、転写
トナー像を定着してフェイスダウントレイ6a、もしく
はフェイスアップトレイ6bのいずれかに排出する。
12bに当接して、トナー室10a内のトナーの有無を
検出するための磁気ブリッジセンサー20が本体側に設
けてある。
し、原稿記載情報を読み取るものである。その構成は、
図1に示すように、原稿載置台14a及び補助載置台1
4b上に積層した原稿13を分離ローラ14cと圧接し
た分離片14dで一枚ずつ分離し、搬送ローラ対14e
によって原稿13を搬送し、押圧手段14fで原稿13
を読取手段15の密着型センサに押圧して密着させつつ
原稿13の情報を読み取った後、排出ローラ対14gに
よって原稿13を読取装置Aの外に排出するものであ
る。
15aから原稿13の情報記載面に光照射し、その反射
光を短焦点結像レンズ15bを介して光電変換素子15
cに結像して情報を読み取るものであり、その信号は後
述する制御手段を介してファクシミリモードのときは他
機へ送信し、コピーモードのときは自己の画像形成装置
Bに送信する。
方向と直角方向(原稿13の幅方向)にスライド可能な
スライダ14hが設けてあり、該スライダ14hを原稿
13の幅に合わせてスライドさせることで、原稿載置台
14a上に積載された原稿13の両サイドを揃えること
が出来る。
像を形成する画像形成装置Bの各部の構成について、
光学系、記録紙搬送手段、転写手段、定着手段、
プロセスカートリッジ装着手段の順に説明する。
込んだ画像情報に基づいて光照射することによって感光
体ドラム7へ光像を照射するものであり、図1に示すよ
うに、光学ユニット1a内にレーザーダイオード1b、
ポリゴンミラー1c、スキャナーモータ1d、結像レン
ズ1e、反射ミラー1fが収納してある。
画像信号が与えられると、レーザーダイオード1bが前
記画像信号に応じて発光し、ポリゴンミラー1cに画像
光として照射する。このポリゴンミラー1cはスキャナ
ーモータ1dによって高速回転し、該ポリゴンミラー1
cで反射した画像光が結像レンズ1e及び反射ミラー1
fを介して回転する感光体ドラム7へ照射し、該ドラム
7の表面を選択的に露光して画像情報に応じた潜像を形
成する。
るための搬送手段3は、画像形成装置Bの下方位置に配
置され、給紙部Dの一端から引き出し可能に装着された
給送カセット3a内に積載した記録紙2の最上位の1枚
を、記録紙2の先端上部に設けたピックアップローラ3
bと、圧接された分離パッド3cにて一枚ずつ分離して
給送し、搬送ガイド3dに沿ってUターンさせながら搬
送ローラ対3eまで給送する。この搬送ローラ対3eが
画像形成動作と同期するように記録紙2を画像転写部に
搬送する。そして画像転写後の記録紙2を、ガイド部材
3fによって定着手段5に搬送し、定着後の記録紙2
を、フェイスダウン排紙の時は排出ローラ対3g、3h
によってフェイスダウントレイ6aに、フェイスアップ
の時には切り換えガイド3jを切り換えることで排出ロ
ーラ対3gによってフェイスアップトレイ6bに排出す
る。
光体ドラム7に形成されたトナー像を記録紙2に転写す
るものであり、本実施例の転写手段4は図1に示すよう
に、転写ローラ4aによって構成している。即ち、装着
したプロセスカートリッジCの感光体ドラム7に転写ロ
ーラ4aによって記録紙2を押圧し、該転写ローラ4a
に感光体ドラム7に形成されたトナー像と逆極性の電圧
を印加することにより、感光体ドラム7上のトナーを記
録紙2に転写する。
4の電圧印加によって記録紙2に転写したトナー像を定
着させるものである。その構成は図1に示すように、駆
動回転する駆動ローラ5aと、内部にヒータ5bを有
し、前記駆動ローラ5aと圧接して従動回転するシート
部材を有する定着部材5cとからなる。即ち、画像形成
部でトナー像を転写された記録紙2が前記駆動ローラ5
aと定着部材5c間を通過する際に、両者5a,5cの
押圧によって圧力が印加され、且つヒータ5bの発熱に
よって熱を印加され、記録紙2上のトナーが記録紙2に
定着する。
像形成装置B内にはプロセスカートリッジCを装着する
ためのカートリッジ装着手段が設けてある。プロセスカ
ートリッジCの装置本体に対する着脱は、開閉カバー1
6を開くことによって行う。即ち、図1に示すように、
装置本体の上部には回転中心17が設けてあり、開閉カ
バー16は装置本体に対して回転して開放する構造にな
っている。そして前記開閉カバー16を開くと装置本体
内にはカートリッジ装着スペースが設けてあり、そのス
ペースの左右壁面には図示しないガイド溝が設けてあ
る。このガイド溝にドラム軸を沿わせてプロセスカート
リッジCを挿入し、開閉カバー16を閉じることによっ
てプロセスカートリッジCを画像形成装置Bに装着する
ようにしている。
成装置Bに装着され、前記画像形成部を形成するプロセ
スカートリッジCの各部の構成について説明する。
に示すように、像担持体としての感光層を有する感光体
ドラム7は矢印の方向に回転し、その表面を帯電手段8
である帯電ローラ8aへの電圧印加によって一様に帯電
し、前記光学系1からの光像を露光開口部9aを介して
感光体ドラム7に露光して潜像を形成し、現像手段10
によって現像するように構成されている。
とも像担持体と現像手段と、を一体に有していれば良
い。
トナー室10a内の磁性現像剤である磁性トナーを現像
室10bへ供給し、現像室10bに取り付けた現像ロー
ラー10cを回転させると共に、現像ブレード10dに
よって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を固定磁石を内
蔵した現像ローラ10c表面に形成し、そのトナーを前
記潜像に応じて感光体ドラム7へ転移させることによっ
てトナー像を形成して可視像化する。この際、攪拌棒1
0eは図示しないギアによって現像ローラ10cに連結
され矢印の方向に回転しトナーを攪拌するため、トナー
は滞ることなくトナー室10a内から現像室10bへス
ムーズに供給される。
性の電圧を印加してトナー像を記録紙2に転写した後
は、クリーニングブレード11aによって感光体ドラム
7に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め11b
へ集めるクリーニング手段11によって感光体ドラム7
上の残留トナーを除去するように構成している。
現像枠体12aと現像壁部材12b、更にはクリーニン
グ枠体12cとを結合して構成するプロセスカートリッ
ジC内に収納してカートリッジ化されている。即ち、ト
ナー現像枠体12aと現像壁部材12bを溶着してトナ
ー室10a及び現像室10bを形成し、この現像室10
bに現像ローラー10c及び現像ブレード10dを取り
付けている。またクリーニング枠体12cには感光体ド
ラム7や帯電ローラ8、更にはクリーニング手段11を
構成する各部材を取り付けている。そして前記トナー現
像枠体12aにクリーニング枠体12cを結合すること
によってプロセスカートリッジCを構成する。
するための露光開口部9a及び感光体ドラム7を記録紙
2対向するための転写開口部9bが設けてあり、両開口
部9a,9bを開口可能なシャッタ部材9cが取り付け
てある。
検出するための磁気ブリッジセンサー20が当接する部
分の現像壁部材12bには、磁気ブリッジセンサー20
をよりトナーに近づけることにより検出精度を上げるた
めに、部分的に偏肉したセンサー当接用の凹部12b1
をトナー室10aの外側に設け、トナーが消費され減少
していったときの減り具合の偏りを防止し、確実なトナ
ーの有無を検出できるように構成されている。更に、攪
拌棒10eのトナー有無検出部には掻き落しシート10
fが取付けられており、トナー室10a内壁のトナー有
無検出部を掻き落しシート10fがこすり、トナーが消
費され減少していった場合にトナー有無検出部に確実に
滞ることなく現像室10bへ供給されるようになってい
る。掻き落しシート10fは、攪拌棒10eの回転円の
接線方向上に、且つ、トナー室10a内壁に対して掻き
落しシート10fが掻き落し作用をする際に逃げ勝手と
なるように取付けられ、トナー有無検出部にトナーが滞
った場合にトナーを掻き落すだけに必要な微弱な圧力の
みをトナーに対して生じさせているにすぎない。これ
は、トナーに圧力がかかることによるトナーの変質を防
ぐためであり、そのため更に、掻き落しシート10fは
50μm程度の厚みのもを使用し、更に、中央部に大き
く抜き穴を設けて掻き落しシート10fの腰をできるだ
け弱くし、トナーに対して余分な圧力を生じさせないよ
うにしている。掻き落しシート10fは図4に示すよう
に、攪拌棒10eの一部をクランク状に曲げた部分に取
付台10gと押さえ板10hに挟み込まれて構成されて
いる。掻き落しシート10fは50μmという薄いシー
トを用いていることから取り扱いの上から変形のおそれ
があり特に攪拌棒10eの回転円の接線方向に取付ける
ためには曲げ部分の精度や変形が掻き落しの効果に大き
く依存してくるため、押さえ板10hには直角の曲げ部
分を設けて取付台10gとの間で挟み込み、確実に攪拌
棒10eの回転円の接線方向に矯正して取り付くように
構成されている。
リッジセンサー20は、図5に示すように本体部分の上
に、検知ヘッド20aが円柱状に載っている形状で一体
となっており、入出力用の信号線20bを介してファク
シミリ装置本体との検知信号のやりとりをおこなってい
る。
ンスが埋め込まれており、この検知トランスは、一つの
1次巻線と、基準巻線と検知巻線からなる二つの2次巻
線の合計三つの巻線からなる。検知巻線は検知ヘッドの
天面側に、基準巻線は1次巻線を挟んで検知ヘッドの裏
側に配置している。
定波形の信号をもつ電流が1次巻線に入力されると、基
準巻線と検知巻線からなる二つの2次巻線にも電磁誘導
により、ある波形の信号をもつ電流が流れる。この時の
発信器からの一定波形の信号と、検知巻線から電磁誘導
によって流れた電流のある波形の信号とを、センサー本
体内に設けられた比較回路で判断する事によって、検知
ヘッドの天面側に、どの程度の密度の磁性体があるかを
検知する。即ち、検知ヘッドの前に磁性体がある場合
と、無い場合で、異なった出力が得られるわけである。
性体の磁性密度等の違いに対応するため、検知トランス
中心部にフェライト性のネジコアを移動可能に設けてあ
り、このネジコアの位置を調節する事により、適正な検
知が可能となっている。
段は、前記トナー室10a内に収納したトナーの有無を
磁気ブリッジセンサー20によって検出するものであ
る。その構成は、図1及び図3に示す様に、本体内にト
ナー室10aの底部近傍の現像壁部材12bの凹部12
b1に検知ヘッド20aが対向するように前記磁気ブリ
ッジセンサー20を設けてあり、検知ヘッド20aはト
ナーがほぼ空になる所でトナー無しを検出できる状態で
取付けてある。
アナログ検出信号を図6に示す。トナー残量が最大充填
時(Full時)からしばらくはの間は時間の経過によ
らず最も高い出力電圧(Vmax)を示す(図6
(a))。トナー残量が磁気ブリッジセンサー20の取
付け位置付近では、掻き落しシート10fの影響により
出力電圧は攪拌棒10eの回転周期で出力変動をおこ
し、マイナス側のリップルを発生させながら徐々にその
出力電圧値を低下させていく(図6(b))。トナー残
量が空の時(Empty時)には安定して最も低い出力
電圧(Vmin)を示す(図6(c))。このため、トナ
ーが無くなる直前にトナー残量に応じた出力を得る事が
できる。こうして得られたセンサー出力からトナー有無
を判断している。
ーチャートを示す。
いて説明する。
つきや、本体側からの供給電源電圧のばらつき、トナー
そのものの磁性のばらつき等により、トナー無しの状態
でのセンサー出力値(Vout)にはばらつきが生じる。
そのため、トナー無しを判断するときのセンサー出力値
(スライスレベル=Vs)は、そのばらつき分を見込ん
で設定しなければならない。しかしながら、トナー残量
が磁気ブリッジセンサー20の取付け位置付近では、掻
き落しシート10fの影響により出力電圧は攪拌棒10
eの回転周期で出力変動をおこしながら出力電圧値を低
下させていくため、単純にあるタイミングで出力がVs
以下となった時にトナー無しと判断してしまうと、トナ
ー残量が磁気ブリッジセンサー20の取付け位置付近ま
であるにもかかわらずトナー無しとなってしまい適正な
トナー無しの判断がおこなえない。そこで、本実施例に
おいてはセンサー出力電圧を一定の算出周期(T)=一
定のサンプリング数(n)の平均値(Vave.)として算
出し、Vave.がVsよりも小さくなったときに始めてト
ナー無しの判断を行なうようにしている。更に、本実施
例においてはセンサー出力電圧を本体CPUでサンプリ
ングする間隔(Δt)を約0.6sec.とし、また、平均
値(Vave.)を算出するための算出周期(T)を掻き落
しシート10fが回転する周期=約6.4sec.とほぼ一
致させ、n=12回分のサンプリング数での平均値の算
出、即ちT=0.6×(12−1)=約6.6sec.とし
ている。掻き落しシート10fの影響による出力変動の
しかたは比較的安定しており、出力変動が起きている場
合においても、周期Tの間隔におけるVave.はほとんど
変動がないことが実験的にわかっているため、Vave.が
Vsよりも小さくなったときに始めてトナー無しの判断
を行なうことにより適正なトナー無しの判断がおこなえ
る。
図2に示す操作パネル25に表示する事でユーザーにプ
ロセスカートリッジCの点検を知らせ、カートリッジ交
換を促すと同時にファクシミリ装置の記録動作を禁止
し、記録画像の印字かすれによる画像情報の欠落を防止
している。
に、磁気ブリッジセンサー20の保持方法について説明
する。
製のセンサーホルダー21は、図9に示すような構成と
なっている。X方向(図1における装置の上下方向)に
ついては、2箇所の位置決めリブ21aに磁気ブリッジ
センサー20を突き当てて押さえる形で、センサーホル
ダー21の弾性変形を利用して押圧リブ21bを押し付
けて固定している。Y方向(図1における紙面と垂直方
向)については、センサーホルダー21の壁部21cと
パッチン爪部21dによって多少のガタをもって固定し
ている。Z方向(センサーの押圧方向)については、セ
ンサーホルダー21の爪部21eとパッチン爪部21d
に磁気ブリッジセンサー20を突き当てて押さえる形
で、押圧板部21fの弾性変形を利用して押し付けて固
定している。ここで、押圧板部21fには突出するボス
部21f1が磁気ブリッジセンサー20の検知ヘッド2
0aの中心の真裏にくるように設けてあり、押圧板部2
1fの弾性変形によって生じる容器壁面に対して略垂直
の押しつけ力が働き、この押し付け力が検知ヘッド20
aの検知面に均一に作用する構成となっている。ここ
で、磁気ブリッジセンサー20は周囲(特に検知ヘッド
20aの中心線上が顕著)に金属があるセンサー出力に
影響を及ぼしてしまうため、センサーホルダー21は押
圧板部21fも含めて非金属であるポリアセタール等の
プラスチック製の樹脂を用いてセンサー出力には影響を
及ぼさないようになっている。磁気ブリッジセンサー2
0を保持するセンサーホルダー21が本体に取り付いた
際には、図9(c)に示すようにセンサーホルダー21
の回転中心部21gが図示しない本体に回動可能に支持
され、押圧板部21fに設けられた突き当てリブ21f
2が本体内の壁に当たり、押圧板部21fを確実に変形
させて現像壁部材12bに対しての押し付け力を生じさ
せている。ここで、凹部12b1の面と検知ヘッド20
aの検知面はぴったりと接していることが望ましく、浮
きや傾が生じている場合には検知ヘッド20aとトナー
の距離が離れてしまい、センサーの出力値に影響を及ぼ
してしまう(出力値が低下する)。そこで、図9(b)
に示すように現像壁部材12bと磁気ブリッジセンサー
20の間にはZ方向に隙間を設けてあり、A方向やB方
向の現像壁部材12bと検知ヘッド20aの検知面の傾
きに対して自由度を持った構造となっており、本体や現
像壁部材12bに対するセンサーホルダー21の傾き具
合の位置精度にくるいを生じた場合においても、検知ヘ
ッド20aの検知面と凹部12b1の面はイコライズさ
れ、接触に傾きが生じることはなく、センサーの出力値
に影響を及ぼさないようになっている。このようなセン
サーの検知面を傾斜可能に支持、特に、360°の任意
の方向に傾斜可能に支持するセンサーホルダー21を用
いて磁気ブリッジセンサー20を保持することにより、
センサーの取り付けやカートリッジの着脱にともなうガ
タによるセンサー出力のばらつきを完全に防ぐことがで
き、信頼性の高いトナー有無(残量)検出を実現するこ
とができる。
単、且つ、安価な方法で、確実に現像剤の残量を検知す
ることができる。
の構成断面図
す図
Claims (3)
- 【請求項1】 現像剤を収容する現像剤容器と、前記現
像剤容器を着脱可能に装着する装着部と、前記装着部に
設けられ前記現像剤容器内の現像剤残量を検出する検出
部材と、前記検出部材を支持する支持部材と、を有する
現像剤残量検知装置において、 前記支持部材は、前記現像剤容器の装着動作によって前
記装着部に突き当たることで前記検出部材を前記現像剤
容器へ向けて回動させて圧接させるための突出部と、前
記検出部材の検出面の裏側を傾斜可能に支持することで
前記検出部材の検出面の前記現像剤容器外面に対する傾
きを防止するための突出部と、を備えることを特徴とす
る現像剤残量検知装置。 - 【請求項2】 前記支持部材は、前記両突出部が設けら
れた板状部を備え、前記検出部材の検出面は前記板状部
の弾性力によって前記現像剤容器外面に押圧されること
を特徴とする請求項1の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記検出部材は磁性を備えた現像剤の透
磁率を検出することを特徴とする請求項1又は2の現像
剤残量検知装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP5607796A JP3437368B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 現像剤残量検知装置 |
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JP5607796A JP3437368B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 現像剤残量検知装置 |
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JPH09244387A JPH09244387A (ja) | 1997-09-19 |
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ID=13017032
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JP6701769B2 (ja) * | 2016-02-04 | 2020-05-27 | 株式会社リコー | 粉体検知装置、画像形成装置および粉体検知装置の発振部の取り付け方法 |
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1996
- 1996-03-13 JP JP5607796A patent/JP3437368B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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