JP6429107B2 - 画像形成装置及び異常検知方法 - Google Patents
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Description
そして、初期剤設定制御時に、上記トナー付着量センサで感光体表面上のトナー付着量を検出し、所定量以上のトナーが付着したことを検知したときには、駆動を停止すると共に異常が生じていることを警告することが記載されている。初期剤設定制御時の感光体表面上に所定量以上のトナーが付着するような異常には、帯電装置に異常が生じ、感光体表面の一様帯電が行えない異常がある。
タンデム型の画像形成装置でも、特許文献1に記載のように感光体表面上のトナーの付着量を検出して帯電装置に異常が生じたことを検知する構成を採用することは可能である。そして、このような構成であれば、異常が生じた帯電装置は特定することも可能と考えられる。しかし、複数の感光体の全てにトナー付着量センサを設ける必要が生じ、コストの増加に繋がる。
一方、露光されない部分を現像化する所謂ポジ・ポジ現像方式の画像形成装置では、露光装置に異常が生じ、帯電後の感光体の表面が露光されない場合に、トナーが感光体の全面に付着する不具合が生じる。
また、タンデム型の画像形成装置としては、複数の潜像担持体から中間転写ベルト等の中間転写体に転写する中間転写方式の画像形成装置に限らない。搬送ベルト等の転写搬送部材に担持された記録媒体に各色のトナー像を直接転写する直接転写方式のタンデム型の画像形成装置であっても同様の問題は生じ得る。
図1は、本実施形態に係るプリンタ10の全体を示す概略構成図である。
現像装置80(80Y,80C,80M,80K)は、感光体60(60Y,60C,60M,60K)へのトナー供給を行う。供給されたトナーが感光体60の外周面に書き込まれた静電潜像に付着することにより、感光体60上の静電潜像がトナー画像として顕像化される。
また、中間転写ベルト50の外周面側(ループの外側)には、中間転写ベルト50の外周面に付着した残留トナーや紙粉等をクリーニングするベルトクリーニング部140が配置されている。
各給紙トレイ(151,152,222)に収納された用紙Pは、給紙ローラ(161,162,224)が回転駆動されることにより、一枚ずつ最上位の用紙から取り出されて搬送経路170に搬送される。
プロセスコントロールとしては、感光体60上に基準パターン像としてのパッチパターン像の静電潜像を形成してこれを現像装置80で現像して、中間転写ベルト50に転写する。そして、中間転写ベルト50上のパッチパターン像の単位面積当りのトナー付着量から現像装置80の現像能力を算出する。そして、その現像能力から現像バイアス、感光体60の帯電電位等の各種電位を決定する。このようなプロセスコントロールを行うことで、設置環境の変化や経時劣化が生じても安定した画像形成を行うことができる。
また、現像装置80は、現像ローラ81に対向する層厚規制部材であるドクタ82を備え、第一現像剤収容部88a及び第二現像剤収容部88b内に配設された二つの搬送スクリュとして第一搬送スクリュ83a及び第二搬送スクリュ83bを備える。さらに、第二現像剤収容部88b内の現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ86等を備える。
また、第二現像剤収容部88bは、その上方に形成された開口を介してトナー搬送経路89に連通している。
現像ローラ81のスリーブは、図2中の矢印方向(反時計回り方向)に回転している。そして、スリーブ内部の磁石により形成された磁界によって現像ローラ81上に担持された現像剤Gは、スリーブの回転にともない現像ローラ81上を移動する。
プリンタ10は、四つのプロセスユニット30のそれぞれの現像装置80と感光体60との共通の駆動源として作像部駆動モーター600を備える。現像装置80と感光体60とを共通の駆動源によって駆動することで駆動源の数を少なくすることができ、コストの削減を図ることができる。
また、カラー用のトナーを作像する三つのプロセスユニット30(30Y,30C,30M)を常に同時に駆動させる構成であれば、作像部駆動モーター600として二つのモーターを備える構成としてもよい。この構成の場合、カラー用のプロセスユニット30(30Y,30C,30M)の現像装置80及び感光体60を共通の作像部駆動モーター600で駆動する。そして、ブラック用のプロセスユニット30(30K)の現像装置80及び感光体60を独立した作像部駆動モーター600で駆動する。このような構成であれば、モノクロ画像を出力の際にカラー用のプロセスユニット30(30Y,30C,30M)を停止させることが可能となるとともに、駆動源の数を少なくすることができる。
また、この初期剤設定制御の際には、帯電バイアス印加装置392と現像バイアス印加装置380とを駆動し、帯電装置92による感光体60表面の一様帯電を開始するとともに、現像ローラ81に現像バイアスを印加する。
さらに、初期剤設定制御の際には、中間転写ベルト50の駆動や一次転写ローラ130に対する一次転写バイアスの印加も開始する。
また、初期剤設定制御時のように、用紙Pが通紙されていない状態のときにこの問題が発生すると、問題の発見が遅れ現像装置80内のトナーが全て排出されて被害がさらに拡大する。
しかし、プリンタ10のように、四つの感光体を備えるタンデム型のカラー機において感光体上のトナー付着量を検出しようとすると、各感光体にフォトセンサを一つずつ配置する必要が生じ、レイアウトやコストの面で問題が生じる。
プリンタ10の制御部500は、初期剤設定制御時には感光体60上にトナーを付着させない白紙画像に対応した作像条件で四つのプロセスユニット30を駆動する。すなわち、感光体60及び現像ローラ81を回転駆動させるとともに、帯電装置92による一様帯電及び現像ローラ81に対する現像バイアスの印加を行い、光書込装置40から感光体60へのレーザ光Lの照射は行わない。また、一次転写ローラ130への一次転写バイアスの印加を行うとともに、中間転写ベルト50の表面移動も開始する。
図5は、初期剤設定制御時に所定量以上のトナー付着量となるトナーが感光体60に付着する異常が生じたプロセスユニット30を特定するセンサ検知制御のフローチャートである。
プリンタ10の電源を入れた後に初期剤設定制御が開始されるフラグが立っている場合に、各プロセスユニット30の現像装置80に駆動を入力する作像部駆動モーター600が動き出した時からフォトセンサ300による検知をスタートさせる(S1)。制御部500は、所定量以上のトナーの有無判定をする検知サンプリング時間である判定時間M1の間のフォトセンサ300の検出結果に基づいて中間転写ベルト50上のトナー付着量を検出する。
逆に、ブラック用プロセスユニット30Kの帯電装置92に異常があり、帯電バイアスが印加されない場合、「TK」から「TM」までの間の判定時間M1において、センサ位置における中間転写ベルト50上に所定量以上のトナーが付着する。この場合、制御フローのS2において、フォトセンサ300の検出結果に基づいた中間転写ベルト50上のトナー付着量が所定値を超えたことを検知し(S2で「Yes」)、ブラック用プロセスユニット30Kに異常がある判断する。そして、プリンタ10の駆動を停止し、制御フローはS6へ進み、ブラック用プロセスユニット30Kに異常が生じていることを報知手段である不図示の操作パネルで警告する。
上述したセンサ検知制御は、初期剤設定制御時に限らず、プロセスユニット30の入れ替えを行ったときに同様の制御を行う構成としてもよい。
この場合、通常印刷の命令がマシンに送られ、作像動作が開始されるときにおいても同様のセンサ検知制御を実行する。
印刷開始時に作像部駆動モーター600の動き出しから感光体60上に印刷命令に基づいた画像が形成されるまでの時間において、各プロセスユニット30に異常が無いかの検知動作を行う。
また、複数のプロセスユニット30の何れかに異常が生じたことを検知したときに、プリンタ10の動作を停止させることで、トナーによる装置内の汚染やキャリアによる感光体60等の損傷を防止し、被害を最小限に押さえることができる。
さらに、プリンタ10のセンサ検知制御を行う構成では、帯電方式に関係なく、帯電バイアスが印加されない不具合が生じていることを検出が可能である。
(態様A)
表面移動する中間転写ベルト50等の被転写体と、被転写体の表面移動方向に沿って配置される複数の感光体60等の潜像担持体と、複数の潜像担持体にそれぞれ現像剤G等の現像剤を用いてトナー像を形成する複数のプロセスユニット30等のトナー像形成手段と、一次転写バイアス等の転写バイアスを印加して複数の潜像担持体に形成された各トナー像をそれぞれの一次転写ニップ等の転写位置で被転写体の表面に転写させる複数の一次転写ローラ130等の転写手段と、複数の転写手段のうち被転写体の表面移動方向の最下流側に配置された転写手段よりも被転写体の表面移動方向下流側に配置され、被転写体の表面に転写されたトナー像のトナー付着量を検出するフォトセンサ300等のトナー付着量検出手段と、各部の駆動を制御する制御部500等の制御手段と、を備えるプリンタ10等の画像形成装置において、制御手段は、潜像担持体上にトナーを付着させない白紙画像に対応した作像条件で複数のトナー像形成手段を駆動し、且つ、転写手段及び被転写体を駆動する初期剤設定制御等の白紙画像形成制御を実行し、白紙画像形成制御を実行中にトナー付着量検出手段が所定量以上のトナー付着量を検出した場合には、白紙画像形成制御の開始から所定量以上のトナー付着量を検出するまでの時間に基づいて、所定量以上のトナー付着量となるトナーを潜像担持体上に付着させたトナー像形成手段を特定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複数のトナー像形成手段のそれぞれの転写位置からトナー付着量検出手段による検出位置までの距離が異なる。このため、白紙画像形成制御の実行時に潜像担持体にトナーが付着する不具合が生じた場合に、白紙画像形成制御の開始から潜像担持体に付着したトナーが被転写体に転写され、検出位置に到達するまでの時間はトナー像形成手段毎に異なる。このため、白紙画像形成制御の開始から所定量以上のトナー付着量を検出するまでの時間に基づいて、所定量以上のトナー付着量となるトナーを潜像担持体上に付着させたトナー像形成手段を特定することができる。
また、被転写体上でトナー付着量を検出するため、複数のトナー像形成手段の潜像担持体のそれぞれにトナー付着量を検出する手段を設ける必要がなく、コストの増加を抑制することができる。
このように、態様Aでは、タンデム型の画像形成装置で、コストの増加を抑制しつつ、白紙画像の作像条件で潜像担持体にトナーが付着する異常が生じたトナー像形成手段を特定することができる。
態様Aにおいて、フォトセンサ300等のトナー付着量検出手段は、判定時間M1等の所定の検出時間の検出結果に基づいて中間転写ベルト50等の被転写体の表面上のトナー付着量を検出し、所定の検出時間は、被転写体の表面が隣り合う一次転写ニップ等の転写位置の間を通過するのに要する時間以下である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、所定の検出時間というある程度の時間の検出結果に基づいて判定することでノイズを除去できる。また、被転写体の表面が転写位置の間を通過するのに要する時間以下となる所定の検出時間で検出を行うことで、白紙画像の作像条件で潜像担持体にトナーが付着する異常が生じたトナー像形成手段を特定することが可能となる。
態様AまたはBの何れかの態様において、フォトセンサ300等のトナー像形成手段は、トナーとキャリアとからなる現像剤G等の二成分現像剤を収容し、二成分現像剤中のトナーを感光体60等の潜像担持体に供給する現像装置80等の現像装置を備え、現像装置は、収容する二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ86等のトナー濃度検出手段を備え、未使用の現像剤である初期剤に対するトナー濃度検出手段の出力を所定出力に設定する初期剤設定制御を実行するものであり、白紙画像形成制御は初期剤設定制御とともに実行する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、工場からの着荷やユニット交換において、破損や接触不良などでプロセスユニット30等のトナー像形成手段に異常が生じる確率が高くなる。このような異常が生じる確率が高くなっているときに実行される初期剤設定制御と共にトナー像形成手段の異常の有無を検知する白紙画像形成制御を実行することで被害の拡大を防止できる。さらに、初期剤設定制御時は、異常が生じてトナーが排出され続け、現像装置内の現像剤のトナー濃度が低下しても、出力を設定中のトナー濃度検出手段ではトナー濃度の低下を検知することが出来ず、異常の発生を検知することができない。一方、態様Cでは、初期剤設定制御時に白紙画像の作像条件で潜像担持体にトナーが付着する異常が生じていることを検知できる。
態様A乃至Cの何れかの態様において、白紙画像形成制御は、画像形成開始時のプロセスユニット30等のトナー像形成手段の駆動開始から形成する印刷命令に基づいた画像等の画像先端までの制御である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、初期剤設定制御時以外においても何らかの影響で異常が生じた場合に素早く対応できる。また、印刷開始時に行うことで、印刷時に異常が生じたことによるトナーや用紙P等の記録材の無駄な消費を減らすことができる。
態様A乃至Dの何れかの態様において、制御部500等の制御手段は、白紙画像形成制御を実行中にフォトセンサ300等のトナー付着量検出手段が中間転写ベルト50等の被転写体上に所定量以上のトナー付着量を検出した場合に、プリンタ10の駆動を停止等各部の駆動を停止する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、異常が生じた状態で駆動し続けることによる被害の拡大を防止することができる。
態様A乃至Eの何れかの態様において、制御部500等の制御手段は、白紙画像形成制御を実行中にフォトセンサ300等のトナー付着量検出手段が中間転写ベルト50等の被転写体上に所定量以上のトナー付着量を検出した場合に、操作パネル等の報知手段によって報知する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、異常が生じているプロセスユニット30等のトナー像形成手段を使用者やメンテナンスを行う者に素早く知らせることができ、交換作業を効率的に行うことができる。
表面移動する中間転写ベルト50等の被転写体と、被転写体の表面移動方向に沿って配置される複数の感光体60等の潜像担持体と、複数の潜像担持体にそれぞれ現像剤G等の現像剤を用いてトナー像を形成する複数のプロセスユニット30等のトナー像形成手段と、一次転写バイアス等の転写バイアスを印加して複数の潜像担持体に形成された各トナー像をそれぞれの一次転写ニップ等の転写位置で被転写体の表面に転写させる複数の一次転写ローラ130等の転写手段と、複数の転写手段のうち被転写体の表面移動方向の最下流側に配置された転写手段よりも被転写体の表面移動方向下流側に配置され、被転写体の表面に転写されたトナー像のトナー付着量を検出するフォトセンサ300等のトナー付着量検出手段と、各部の駆動を制御する制御部500等の制御手段と、を備えるプリンタ10等の画像形成装置の異常検知方法において、制御手段が潜像担持体上にトナーを付着させない白紙画像に対応した作像条件で複数のトナー像形成手段を駆動し、且つ、転写手段及び被転写体を駆動する白紙画像形成制御を実行し、白紙画像形成制御を実行中にトナー付着量検出手段が被転写体上に所定量以上のトナー付着量を検出した場合には、白紙画像形成制御の開始から所定量以上のトナー付着量を検出するまでの時間に基づいて、所定量以上のトナー付着量となるトナーを潜像担持体上に付着させたトナー像形成手段を特定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複数のトナー像形成手段のそれぞれの転写位置からトナー付着量検出手段による検出位置までの距離が異なる。このため、白紙画像形成制御の実行時に潜像担持体にトナーが付着する不具合が生じた場合に、白紙画像形成制御の開始から潜像担持体に付着したトナーが被転写体に転写され、検出位置に到達するまでの時間はトナー像形成手段毎に異なる。このため、白紙画像形成制御の開始から所定量以上のトナー付着量を検出するまでの時間に基づいて、所定量以上のトナー付着量となるトナーを潜像担持体上に付着させたトナー像形成手段を特定することができる。
また、被転写体上でトナー付着量を検出するため、複数のトナー像形成手段の潜像担持体のそれぞれにトナー付着量を検出する手段を設ける必要がなく、コストの増加を抑制することができる。
20 本体ケース
30Y イエロー用プロセスユニット
30C シアン用プロセスユニット
30K ブラック用プロセスユニット
30 プロセスユニット
30M マゼンタ用プロセスユニット
32 トナーボトル
40 光書込装置
41 ポリゴンミラー
50 中間転写ベルト
60 感光体
70 感光体ユニット
74 プリンタエンジン
80 現像装置
81 現像ローラ
82 ドクタ
83a 第一搬送スクリュ
83b 第二搬送スクリュ
84 仕切り壁
86 トナー濃度センサ
88a 第一現像剤収容部
88b 第二現像剤収容部
89 トナー搬送経路
90 クリーニング装置
92 帯電装置
100 第一張架ローラ
110 第二張架ローラ
120 第三張架ローラ
130 一次転写ローラ
140 ベルトクリーニング部
151 第一給紙トレイ
152 第二給紙トレイ
160 搬送ローラ対
161 第一給紙ローラ
162 第二給紙ローラ
170 搬送経路
180 レジストローラ対
181 第一分離ローラ対
182 第二分離ローラ対
190 二次転写ローラ
200 定着装置
201 加圧ローラ
201a 第一定着ヒータ
202 定着ベルトユニット
203 加熱ローラ
203a 第二定着ヒータ
204 定着ベルト
206 駆動ローラ
210 排紙ローラ
220 排紙トレイ
222 給紙トレイ
224 給紙ローラ
300 フォトセンサ
380 現像バイアス印加装置
392 帯電バイアス印加装置
500 制御部
600 作像部駆動モーター
G 現像剤
L レーザ光
M1 判定時間
P 用紙
Claims (7)
- 表面移動する被転写体と、
前記被転写体の表面移動方向に沿って配置される複数の潜像担持体と、
前記複数の潜像担持体にそれぞれ現像剤を用いてトナー像を形成する複数のトナー像形成手段と、
転写バイアスを印加して前記複数の潜像担持体に形成された各トナー像をそれぞれの転写位置で前記被転写体の表面に転写させる複数の転写手段と、
前記複数の転写手段のうち前記被転写体の表面移動方向の最下流側に配置された転写手段よりも前記被転写体の表面移動方向下流側に配置され、前記被転写体の表面に転写されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
各部の駆動を制御する制御手段と、を備える画像形成装置において、
前記制御手段は、前記潜像担持体上にトナーを付着させない白紙画像に対応した作像条件で前記複数のトナー像形成手段を駆動し、且つ、前記転写手段及び前記被転写体を駆動する白紙画像形成制御を実行し、
前記白紙画像形成制御を実行中に前記トナー付着量検出手段が所定量以上のトナー付着量を検出した場合には、前記白紙画像形成制御の開始から所定量以上のトナー付着量を検出するまでの時間に基づいて、所定量以上のトナー付着量となるトナーを前記潜像担持体上に付着させた前記トナー像形成手段を特定するものであり、
前記画像形成装置の設置時や前記トナー像形成手段の交換時等の前記トナー像形成手段の移動後に前記白紙画像形成制御を実行することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記トナー付着量検出手段は、所定の検出時間の検出結果に基づいて前記被転写体の表面上のトナー付着量を検出し、
前記所定の検出時間は、前記被転写体の表面が隣り合う前記転写位置の間を通過するのに要する時間以下であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の何れかに記載の画像形成装置において、
前記トナー像形成手段は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を収容し、前記二成分現像剤中のトナーを前記潜像担持体に供給する現像装置を備え、
前記現像装置は、収容する前記二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段を備え、未使用の現像剤である初期剤に対するトナー濃度検出手段の出力を所定出力に設定する初期剤設定制御を実行するものであり、
前記白紙画像形成制御は前記初期剤設定制御とともに実行することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の画像形成装置において、
前記白紙画像形成制御は、画像形成開始時の前記トナー像形成手段の駆動開始から形成する画像先端までの制御であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記白紙画像形成制御を実行中に前記トナー付着量検出手段が前記被転写体上に所定量以上のトナー付着量を検出した場合に、前記各部の駆動を停止することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記白紙画像形成制御を実行中に前記トナー付着量検出手段が前記被転写体上に所定量以上のトナー付着量を検出した場合に、報知手段によって報知することを特徴とする画像形成装置。 - 表面移動する被転写体と、
前記被転写体の表面移動方向に沿って配置される複数の潜像担持体と、
前記複数の潜像担持体にそれぞれ現像剤を用いてトナー像を形成する複数のトナー像形成手段と、
転写バイアスを印加して前記複数の潜像担持体に形成された各トナー像をそれぞれの転写位置で前記被転写体の表面に転写させる複数の転写手段と、
前記複数の転写手段のうち前記被転写体の表面移動方向の最下流側に配置された転写手段よりも前記被転写体の表面移動方向下流側に配置され、前記被転写体の表面に転写されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
各部の駆動を制御する制御手段と、を備える画像形成装置の異常検知方法において、
前記制御手段が前記潜像担持体上にトナーを付着させない白紙画像に対応した作像条件で前記複数のトナー像形成手段を駆動し、且つ、前記転写手段及び前記被転写体を駆動する白紙画像形成制御を実行し、前記白紙画像形成制御を実行中に前記トナー付着量検出手段が前記被転写体上に所定量以上のトナー付着量を検出した場合には、前記白紙画像形成制御の開始から所定量以上のトナー付着量を検出するまでの時間に基づいて、所定量以上のトナー付着量となるトナーを前記潜像担持体上に付着させた前記トナー像形成手段を特定するものであり、
前記画像形成装置の設置時や前記トナー像形成手段の交換時等の前記トナー像形成手段の移動後に前記白紙画像形成制御を実行することを特徴とする画像形成装置の異常検知方法。
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