JP4377489B2 - 画像形成装置およびその画像形成装置に搭載されるプロセスユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置およびその画像形成装置に搭載されるプロセスユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
露光ユニットから像担持体である感光体ドラムにレーザ光を照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤(トナー)により顕像化して用紙上に転写する電子複写機やファクシミリなどの画像形成装置がある。
【0003】
この画像形成装置では、感光体ドラム、帯電器、現像装置、クリーニング装置など画像形成に関わる部品を一体的にユニット構成したプロセスユニットが広く普及している。
【0004】
このプロセスユニットは、本体への着脱が自在であり、寿命になれば容易に新品と交換できてメンテナンスが不要という利点を有する。
【0005】
しかしながら、この種のプロセスユニットでは、トナーが無くなったときがプロセスユニットの寿命となる。印字率が比較的高い画像形成に際しては、画像形成枚数が非常に少ない状態で、しかも感光体ドラムをはじめとする各部品がまだ寿命に至っていないのに、プロセスユニットを新品と交換しなければならない。用紙1枚当りの画像形成単価としては、非常に高いものとなってしまう。
【0006】
部品の寿命に見合う分量のトナーをプロセスユニットに収容しておくことも考えられるが、近年の技術革新によって部品が長寿命化していることから、多量のトナーを収容することになってプロセスユニットの大型化を招くという新たな問題を生じてしまう。
【0007】
対策として、プロセスユニットのトナー残量が少なくなったときにトナーのみを補給することが考えられる。この方式によれば、プロセスユニットをその寿命に至るまで活用することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
トナーのみの補給が可能であれば、プロセスユニットをその寿命に至るまで活用することができるが、プロセスユニットの寿命が近い時期にトナー補給がなされた場合は、補給されたトナーのほとんどが使われることなく無駄になってしまうという問題がある。
【0009】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、現像剤を極力無駄なく有効利用し、プロセスユニットをその寿命に至るまで存分に活用することができる経済性にすぐれた画像形成装置を提供することにある。
また、この発明の目的は、同様の効果が得られるプロセスユニットを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明の画像形成装置は、像担持体および現像剤の補給が可能な現像剤収容部を有し、現像剤収容部の現像剤により像担持体上の静電潜像を現像するとともに、装置本体への着脱が自在なプロセスユニットと、上記像担持体を露光してその像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、上記プロセスユニットの現像剤収容部における現像剤の有無を検知する検知手段と、上記プロセスユニットに設けられ、そのプロセスユニットが新品であるか否かを表わす使用状態報知手段と、この使用状態報知手段の内容に基づき、装置本体に装着される上記プロセスユニットが新品であるか否かを検出する第1検出手段と、上記プロセスユニットに設けられ、上記第1検出手段で新品が検出されるとリセットされ、上記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に画像形成枚数をカウントする第1カウンタと、上記プロセスユニットに設けられ、上記検知手段の検知に基づき、上記現像剤収容部への現像剤の補給を検出する第2検出手段と、上記プロセスユニットに設けられ、上記第2検出手段で補給が検出されるとリセットされ、上記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に画像形成枚数をカウントする第2カウンタと、この第2カウンタのカウント値が設定値に達したとき、上記第1カウンタのカウント値が設定値に達していれば上記プロセスユニットの交換が必要な旨を報知し、同第1カウンタのカウント値が設定値に達していなければ何も報知しない報知手段と、を備える。
【0011】
請求項2に係る発明のプロセスユニットは、像担持体と、現像剤の補給が可能な現像剤収容部と、この現像剤収容部の現像剤を上記像担持体に供給する現像剤供給手段とを有するものであって、上記現像剤収容部における現像剤の有無を検知する検知手段と、当該プロセスユニットが新品であるか否かを表わす使用状態報知手段と、この使用状態報知手段の内容が新品で、当該プロセスユニットが画像形成装置本体に装着された場合に、かつ上記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に、画像形成枚数をカウントする第1カウンタと、上記検知手段の検知に基づき、上記現像剤収容部への現像剤の補給を検出する検出手段と、この検出手段で補給が検出されるとリセットされ、上記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に、画像形成枚数をカウントする第2カウンタと、この第2カウンタのカウント値が設定値に達したとき、上記第1カウンタのカウント値が設定値に達していれば当該プロセスユニットの交換が必要な旨を画像形成装置本体に設けられている報知手段に報知させ、同第1カウンタのカウント値が設定値に達していなければ同報知手段に何も報知させない手段と、を備える。
【0012】
【発明の実施の形態】
[1]以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
【0013】
図1において、1は画像形成装置たとえばプリンタの本体で、内部上方に露光ユニット2を備え、内部中央にプロセスユニット10を着脱自在に備える。
【0014】
プロセスユニット10は、図2に示すように、像担持体であるところの感光体ドラム11を備え、その感光体ドラム11の周りに帯電ブラシ(帯電装置)12および現像ローラ13を配設するとともに、その現像ローラ13、トナー供給ローラ14、現像剤収容部いわゆるトナーホッパ15などを構成要素とする現像装置を備え、さらに、クリーニング装置20を備える。
【0015】
現像ローラ13は、トナーホッパ15と感光体ドラム11との間に存し、周面に現像剤(以下、トナーと称す)を保持しながら、その周面が感光体ドラム11の表面に摺接する。トナー供給ローラ14は、トナーホッパ15内のトナーを現像ローラ13に供給する。この現像ローラ13およびトナー供給ローラ14により、トナーを感光体ドラム11に供給する現像剤供給手段が構成される。
【0016】
トナーホッパ15は、トナーを攪拌するトナー撹拌器16およびトナーの有無を検知するトナーセンサ17を備えるとともに、トナー補給用のトナーカートリッジ18を上部に着脱自在に有している。トナーカートリッジ18は、ホッパ本体への装着部が開口となっており、そこがシール部材で閉塞されて内部にトナー19を収容している。トナーカートリッジ18がホッパ本体に装着された状態でシール部材が引き出されることにより、トナーカートリッジ18のトナー19がホッパ本体内に落下する。トナーカートリッジ18におけるトナー19の充填量は、たとえば、A4サイズ用紙の全域に対するトナー被覆率が5%であるとすれば、A4サイズ用紙で少なくとも約3,000枚分に相当する。
【0017】
クリーニング装置20は、帯電ブラシ12よりも感光体ドラム回転方向上流側に位置して感光体ドラム11の表面に摺接するクリーニングブレード22、このクリーニングブレード22を保持するホルダ21、クリーニングブレード22よりも感光体ドラム回転方向上流側に配置されたトナー回収ローラ23を備える。
【0018】
上記露光ユニット2は、図1に示すように入力画像データに応じたレーザ光を感光体ドラム11の表面に照射し、感光体ドラム11の表面を露光走査する。この露光走査により、感光体ドラム11の表面に静電潜像が形成される。
【0019】
本体1内の底部には給紙カセット30が装着され、その給紙カセット30内の用紙Pがピックアップローラ31によって1枚ずつ取出される。取出された用紙Pは搬送ローラ32および搬送ガイド33によってレジストローラ34に送られる。
【0020】
帯電ブラシ12は、高圧電源部(図示しない)から供給される高電圧を感光体ドラム11に印加し、感光体ドラム11の表面に静電荷を帯電させる。この帯電と、感光体ドラム11に対する露光ユニット2からのレーザ光の照射により、感光体ドラム11上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ローラ13のトナーを受けて顕像化される。
【0021】
感光体ドラム11の回転方向下流側には転写器3が配設されていて、その転写器3と感光体ドラム11との間に、かつ感光体ドラム11の回転にタイミングを合わせて、レジストローラ34から用紙Pが送られる。この用紙Pに感光体ドラム11上の顕像が転写される。
【0022】
転写が済んだ用紙Pは感光体ドラム11から剥離され、定着器35に送られる。定着器35では、熱定着ローラ36によって用紙P上の転写画像が熱定着され、画像の記録が完了する。記録の済んだ用紙Pは排紙ローラ37によって本体1外へ排出される。
【0023】
転写後の感光体ドラム11には残留トナーが付着しており、それがクリーニング装置20で除去される。この後、帯電ブラシ12により感光体ドラム11が再び帯電され、同様の画像記録が繰り返される。
【0024】
一方、図3に示すように、プリンタ全体を制御する制御部としてCPU40が設けられ、そのCPU40に、感光体ドラム11等を駆動するメインモータ41、ピックアップローラ31等の給紙系を駆動する給紙モータ42、露光ユニット2、帯電ブラシ12を構成要素とする帯電ユニット43、転写器3を構成要素とする転写ユニット44、クリーニング装置20を構成要素とするクリーニングユニット20a、表示部45などが接続される。
【0025】
さらに、CPU40に、第1のカウンタ51、第2のカウンタ52、設定値と制御プログラムを記憶しているROM53、データを一時的に記憶するRAM54が接続されるとともに、プロセスユニット10のトナーセンサ17が接続され、さらに、ヒューズ制御回路56を介してプロセスユニット10における使用状態報知用のヒューズ24が接続される。
ヒューズ制御回路56は、ヒューズ24が導通状態にあるか溶断状態にあるかを検出するとともに、導通状態を検出した場合にヒューズ24に対し溶断用の電流を出力する。ヒューズ24の導通状態は、プロセスユニット10が未使用の新品であることを表わす。ヒューズ24の溶断状態は、プロセスユニット10がすでに使用中であることの報知となる。
【0026】
そして、CPU40は主要な機能として次の(1)〜(8)の手段を備える。
(1)本体1に装着されているプロセスユニット10が未使用の新品であるか否かをヒューズ制御回路56を介して検出する検出手段。
【0027】
(2)上記検出手段で新品が検出された後の画像形成枚数を第1カウンタ51によりカウントせしめる制御手段。
【0028】
(3)トナーセンサ17がトナー無しを検知したとき、トナー補給が必要な旨を表示部45の文字やイラストなどのパターン表示により報知するトナー無し報知手段。
【0029】
(4)トナーホッパ15にトナーが有るかないかをトナーセンサ17の出力から判定する判定手段。
【0030】
(5)上記検出手段で新品が検出された後の画像形成枚数、あるいは判定手段でトナー補給有りが判定された後の画像形成枚数を、第2カウンタ52によりカウントせしめる制御手段。
【0031】
(6)第2カウンタ52のカウント値T2とROM53内の設定値(たとえば3,000枚)とを比較する第1比較手段。
【0032】
(7)第1カウンタ51のカウント値T1とROM53内の設定値(たとえば12,000枚)とを比較する第2比較手段。
【0033】
(8)上記第1比較手段の比較においてカウント値T2が設定値(3,000枚)に達したとき、上記第2比較手段の比較においてカウント値T1が設定値(12,000枚)に達していれば、プロセスユニット10の交換が必要な旨を表示部45の文字やイラストなどのパターン表示により報知する報知手段。
【0034】
つぎに、図4のフローチャートを参照しながら作用を説明する。
新品のプロセスユニット10が本体1に装着されると、それがヒューズ制御回路56を介してCPU40で検出される(ステップ101のYES)。このとき、第1カウンタ51がリセットされ(ステップ102)、さらに第2カウンタ52がリセットされる(ステップ103)。
【0035】
トナーセンサ17がトナー有りを検知していれば(ステップ104のYES)、画像形成が1枚なされるごとにカウンタ51,52のカウント値T1,T2がそれぞれ1アップされる(ステップ105)。
【0036】
トナーセンサ17がトナー無しを検知すると(ステップ104のNO)、トナー補給の必要の旨が表示部45の文字やイラストなどのパターン表示により報知される(ステップ106)。ユーザは、報知に従い、トナーホッパ15に新しいトナーカートリッジ18をセットしてそのシール部材を引き出し、ホッパ本体にトナー19を補給する。
【0037】
トナー19が補給され画像形成装置本体に装着されるとトナーセンサ17でトナー有が検知される(ステップ107のYES)。この時トナーの補給がなされたと見做して、第2のカウンタ52がリセットされる(ステップ103)。
【0038】
以後、上記同様に、画像形成が1枚なされるごとにカウンタ51,52のカウント値T1,T2がそれぞれ1アップされていく(ステップ105)。
【0039】
画像形成が進んで第2カウンタ52のカウント値T2が設定値3,000枚に達すると(ステップ108のYES)、プロセスユニット10のトナー量が残り少ない状態にあるとの判断の下に、今度は第1カウンタのカウント値T1が設定値12,000枚に達しているかどうかの判定がなされる(ステップ109)。
【0040】
カウント値T1が設定値12,000枚に達していれば(ステップ109のYES)、プロセスユニット10が寿命であるとの判断の下に、プロセスユニット交換の必要の旨が表示部45の文字やイラストなどのパターン表示によって報知される(ステップ110)。
【0041】
ユーザあるいは保守サービス員は、この報知に従い、本体1からプロセスユニット10を取り出し、新しいプロセスユニット10を本体1に装着する。
【0042】
本体1から取り出されたプロセスユニット10は、残り少ないトナーと共に、廃棄、分解、再生など適宜の処置を施されることになる。
【0043】
このように、使用中のプロセスユニット10のトナー残量を画像形成枚数から判定し、この判定においてトナー量が残り少なくなったとき、今度はプロセスユニット10が寿命か否かを同じく画像形成枚数から判定し、寿命であればプロセスユニット10の交換が必要であることを報知することにより、トナーを極力無駄なく有効利用しながら、プロセスユニット10をその寿命に至るまで存分に活用することができる。これにより、プロセスユニット10の採用や保守にかかる費用を最小限に抑えることができ、経済的である。
【0044】
[2]第2の実施形態について説明する 。
【0045】
図5に示すように、プロセスユニット10にCPU60が搭載され、そのCPU60に接続される形で第1のカウンタ61、第2のカウンタ62、設定値およびプロセスユニット10のCPU60が制御するプログラムを記憶しているROM63、CPU60が処理し一時的にデータを記憶するRAM64等がプロセスユニット10に組み込まれている。
また、ROM53にはCPU40が利用する制御プログラムが記憶されている。
【0046】
本体側のCPU40は、主要な機能として次の(1)の手段を備える。
(1)本体1に装着されているプロセスユニット10が未使用の新品であるか否かをヒューズ制御回路56を介して検出する検出手段。
【0047】
CPU60は、主要な機能として次の(2)〜(8)の手段を備える。
(2)CPU40で新品が検出された後の画像形成枚数を第1カウンタ51によりカウントせしめる制御手段。
【0048】
(3)トナーセンサ17がトナー無しを検知したとき、トナー補給が必要な旨の信号をCPU40に送り、その旨を表示部45の文字やイラストなどのパターン表示で報知せしめるトナー無し報知手段。
【0049】
(4)トナーホッパ15にトナーが有るかないかをトナーセンサ17の出力から判定する判定手段。
【0050】
(5)CPU40で新品が検出された後の画像形成枚数、あるいは判定手段でトナー補給有りが判定された後の画像形成枚数を、第2カウンタ52によりカウントせしめる制御手段。
【0051】
(6)第2カウンタ52のカウント値T2とROM53内の設定値(たとえば3,000枚)とを比較する第1比較手段。
【0052】
(7)第1カウンタ51のカウント値T1とROM53内の設定値(たとえば12,000枚)とを比較する第2比較手段。
【0053】
(8)上記第1比較手段の比較においてカウント値T2が設定値(3,000枚)に達したとき、上記第2比較手段の比較においてカウント値T1が設定値(12,000枚)に達していれば、プロセスユニット10の交換が必要な旨の信号をCPU40に送り、その旨を表示部45の文字やイラストなどのパターン表示で報知せしめる報知手段。
【0054】
他の構成および作用は第1実施形態と同じのため省略する。
この場合、プロセスユニット10に関する主な制御がプロセスユニット側のCPU60によって実行されるので、その分、本体側のCPU40にかかる負担が軽減される。
【0055】
なお、プロセスユニット10が新品か否かのデータをプロセスユニット側のCPU60に持たせて管理するようにすれば、使用状態検出のためのヒューズ24およびヒューズ制御回路56が不要となり、コストの低減が図れる。
【0056】
[3]上記各実施形態では、トナー補給が必要な旨およびプロセスユニット交換が必要な旨を表示部45の文字やイラストなどのパターン表示によって報知したが、ランプや発光ダイオードの発光表示によって報知したり、あるいはブザーや音声発生装置など聴覚による報知を行う構成としてもよい。
その他、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、現像剤を極力無駄なく有効利用しながら、プロセスユニットをその寿命に至るまで存分に活用することができる経済性にすぐれた画像形成装置を提供できる。
【0058】
また、この発明によれば、現像剤を極力無駄なく有効利用しながら、寿命に至るまで存分に活用することができる経済性にすぐれたプロセスユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】各実施形態の全体的な構成を示す図。
【図2】各実施形態の要部の構成を拡大して示す図。
【図3】第1実施形態の制御回路のブロック図。
【図4】各実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図5】第2実施形態の制御回路のブロック図。
【符号の説明】
1…本体
2…露光ユニット
10…プロセスユニット
11…感光体ドラム(像担持体)
13…現像ローラ
15…トナーホッパ(現像剤主要部)
17…トナーセンサ
18…トナーカートリッジ
24…ヒューズ
40…CPU
45…表示部
51…第1カウンタ
52…第2カウンタ
56…ヒューズ制御回路
60…CPU
Claims (2)
- 像担持体および現像剤の補給が可能な現像剤収容部を有し、現像剤収容部の現像剤により像担持体上の静電潜像を現像するとともに、装置本体への着脱が自在なプロセスユニットと、
前記像担持体を露光してその像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記プロセスユニットの現像剤収容部における現像剤の有無を検知する検知手段と、
前記プロセスユニットに設けられ、そのプロセスユニットが新品であるか否かを表わす使用状態報知手段と、
この使用状態報知手段の内容に基づき、前記装置本体に装着される前記プロセスユニットが新品であるか否かを検出する第1検出手段と、
前記プロセスユニットに設けられ、前記第1検出手段で新品が検出されるとリセットされ、前記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に画像形成枚数をカウントする第1カウンタと、
前記プロセスユニットに設けられ、前記検知手段の検知に基づき、前記現像剤収容部への現像剤の補給を検出する第2検出手段と、
前記プロセスユニットに設けられ、前記第2検出手段で補給が検出されるとリセットされ、前記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に画像形成枚数をカウントする第2カウンタと、
この第2カウンタのカウント値が設定値に達したとき、前記第1カウンタのカウント値が設定値に達していれば前記プロセスユニットの交換が必要な旨を報知し、同第1カウンタのカウント値が設定値に達していなければ何も報知しない報知手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、
現像剤の補給が可能な現像剤収容部と、
この現像剤収容部の現像剤を前記像担持体に供給する現像剤供給手段とを有するプロセスユニットにおいて、
前記現像剤収容部における現像剤の有無を検知する検知手段と、
当該プロセスユニットが新品であるか否かを表わす使用状態報知手段と、
前記使用状態報知手段の内容が新品で、当該プロセスユニットが画像形成装置本体に装着された場合に、かつ前記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に、画像形成枚数をカウントする第1カウンタと、
前記検知手段の検知に基づき、前記現像剤収容部への現像剤の補給を検出する検出手段と、
この検出手段で補給が検出されるとリセットされ、前記検知手段で現像剤有りが検知されている場合に、画像形成枚数をカウントする第2カウンタと、
この第2カウンタのカウント値が設定値に達したとき、前記第1カウンタのカウント値が設定値に達していれば当該プロセスユニットの交換が必要な旨を画像形成装置本体に設けられている報知手段に報知させ、同第1カウンタのカウント値が設定値に達していなければ同報知手段に何も報知させない手段と、
を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
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