JP6708054B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
すなわち、複数の交換可能部品のそれぞれについて累積使用回数又は累積使用時間を計測する計測手段を備えた画像形成装置であって、計測手段の計測値が第1所定値よりも大きい第2所定値に達すると所定の警告を行って交換可能部品を交換対象とし、且つ、その時点で、計測手段の計測値が第1所定値に達している他の交換可能部品があれば、その他の交換可能部品も同時交換の対象とする部品交換制御を行う制御手段とを備え、各交換可能部品のそれぞれについての計測手段の計測値を画像形成装置の管理装置へ通知する通知手段が画像形成装置に装着されていないときには前記制御手段による部品交換制御を有効にする一方、通知手段が画像形成装置に装着されているときには通知手段と管理装置との間の通信状態に所定の異常がない限り前記制御手段による部品交換制御を無効とする画像形成装置である(特許文献1)。
すなわち、記録データに基づいて被記録媒体に記録画像を形成する画像形成部と、画像形成部で被記録媒体に形成した記録画像を読み取る画像読取手段と、画像読取手段で読み取った読取データと上記記録データとを比較してスポット状の異常データの周期性の有無を判別する判別手段と、を備え、上記画像読取手段により複数枚の被記録媒体を疑似的に長い被記録媒体として読み取り、上記判別手段は、周期性があると判断した場合には、上記画像形成部に備えられた複数の回動体についての回動特性に関する予め記憶されたデータテーブルに基づいてどの回動体のものかを特定し、上記複数の回動体のうち最も異常画像の原因になりやすい回動体は、他の回動体に比べて判断された周期性との関係を特定しやすいようにその外径を異ならせている画像形成装置である(特許文献2)。
帯電された感光体に画像情報に対応させて形成した静電潜像をトナーで現像してなるトナー像を記録媒体に画像として形成する画像形成部と、
前記画像形成部で記録媒体に形成された画像を読み取る画像読取部と、
前記感光体の帯電電位の分布を計測する計測手段と、
前記画像読取部で読み取られた読取画像に存在する筋状の異常画像の位置と前記計測手段で計測された電位分布の特異部分の位置が予め定められた割合以上一致する場合、前記感光体の異常を報知する対処手段と、
を備えたものである。
この発明(A4)の画像形成装置は、上記発明A1からA3のいずれかの画像形成装置において、前記感光体の動作量を累積してカウントするカウント手段を備え、前記対処手段が、前記カウント手段の累積カウント値が前記感光体の寿命予測値よりも少ない所要の範囲内の値であるときに前記報知及び変更の少なくとも一方の必要な動作を実行するものである。
この発明(A5)の画像形成装置は、上記発明A1からA4のいずれかの画像形成装置において、前記感光体の配送の要否を管理する配送管理装置に通知する通知手段を備え、前記対処手段が、前記感光体の異常を報知すること又は前記感光体の帯電電位を変更することをきっかけにして、前記感光体の配送が必要である情報を前記通知手段により前記配送管理装置に通知するものである。
上記発明A3の画像形成装置では、対処手段が筋状の異常画像として感光体の回転軸方向の端部に相当する部分に発生する筋状の異常画像を対象にしない場合に比べて、上記異常画像の発生原因が精度よく特定され、その発生原因を知ることができる。
上記発明A4の画像形成装置では、対処手段がカウント手段の累積したカウント値を考慮しない場合に比べて、上記異常画像の発生原因が精度よく特定され、その発生原因を知ることができる。
上記発明A5の画像形成装置では、対処手段が報知又は変更を行うことをきっかけとして感光体の配送が必要である情報を配送管理装置に通知しない場合に比べて、上記異常画像の発生原因として特定された感光体の交換を効率よく行うことができる。
図1及び図2は、実施の形態1に係る画像形成装置を示すものである。図1はその画像形成装置の構成を示し、図2はその画像形成装置における一部(作像装置など)の構成を示している。
実施の形態1に係る画像形成装置1は、現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を記録媒体の一例である記録用紙9に画像として形成する画像形成部2と、画像形成部2で記録用紙9に形成した画像を読み取ることができる画像読取部6を備えている。
この4つの作像装置20(Y,M,C,K)はいずれも、図1や図2に示されるように、矢印Aで示す方向に回転駆動する感光ドラム21と、感光ドラム21の外周面における像保持面を所要の電位に帯電させる帯電装置22と、感光ドラム21の帯電後の像形成面に画像情報に基づいて各色成分(Y,M,C,K)に分解された光(矢付き点線)を照射して各色成分の静電潜像を形成する露光装置23と、その静電潜像を各色成分のトナーを供給して現像することにより上記各色(Y,M,C,K)のトナー像として顕像化する現像装置24(Y,M,C,K)と、感光ドラム21上のトナー像を中間転写装置30(の中間転写ベルト31)に一次転写させる一次転写装置25と、感光ドラム21の外周面に残留するトナー等の不要物を除去して清掃するドラム用清掃装置26等を備えている。
帯電装置22は、例えば、感光ドラム21の少なくとも像保持面に接触した状態で配置されて帯電電流が供給される帯電ロール等の接触部材を備えた接触型の帯電装置が採用されている。
露光装置23は、例えば、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置が採用されている。露光装置23としては、例えば半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものを採用してもよい。露光装置23には、外部から入力された画像情報や内部の記憶部に格納されている画像情報が図示しない画像処理装置で所要の処理が施された後に画像信号として入力される。
ドラム用清掃装置26は、清掃作業用開口が設けられた筐体26aと、トナー像が中間転写装置30(の中間転写ベルト31)に一次転写される一次転写位置を通過した後の感光ドラム21の少なくとも像保持面に清掃作業用開口から接触して残留トナー等の不要物を除去して清掃する弾性清掃板26b及び回転清掃ブラシ26cと、その除去したトナー等の除去物を回収して図示しない回収容器にむけて送り出すスクリューオーガー等の送出部材26d等で構成されている。
この中間転写装置30は、作像装置20(Y,M,C,K)における各感光ドラム21の一次転写位置を通過しながら矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト31と、中間転写ベルト31をその内周面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール32a〜32fと、支持ロール32eに支持されている中間転写ベルト31の外周面部分に所要の圧力で接触して回転する二次転写装置の一例である二次転写ロール35と、中間転写ベルト31の二次転写ロール35との接触部(二次転写位置)を通過した外周面部分に残留して付着するトナー、紙粉等の不要物を除去して清掃するベルト用清掃装置36とで主に構成されている。
複数の支持ロール32a〜32fについては、例えば、支持ロール32aが中間転写ベルト31を回転動力させる駆動ロールとして、支持ロール32bが支持ロール32aと協働して中間転写ベルト31の一次転写面を形成して保持する面出しロールとして、支持ロール32cが中間転写ベルト31に張力を付与する張力付与ロールとして、支持ロール32dが中間転写ベルト31の二次転写前の姿勢を保持する二次転写前面出しロールとして、支持ロール32eが二次転写位置のバックアップロールとして、それぞれ構成されている。
ベルト用清掃装置36は、清掃作業用の開口が設けられた筐体36aと、二次転写位置を通過した後の中間転写ベルト31の少なくとも像保持面に清掃作業用開口から接触して残留トナー等の不要物を除去する板状部材36b及び回転ブラシ36cと、除去したトナー等の除去物を回収して図示しない回収容器にむけて送り出すスクリューオーガー等の図示しない送出部材等で構成されている。
この給紙装置40は、筐体10に対して引出し自在に取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙9を図示しない積載板の上に積み重ねた状態で収容する単数又は複数の収容体41と、各収容体41から記録用紙9を1枚ずつ搬送路にむけて送り出す送出装置42を備えている。
この定着装置50は、記録用紙9の導入口及び排出口が設けられた筐体51の内部に、所要の方向に回転駆動するとともに加熱手段により加熱されて表面温度が所要の温度に保持されるロール形態、ベルト形態等の加熱用回転体52と、この加熱用回転体52の回転軸方向にほぼ沿うように所要の圧力で接触して従動回転するロール形態、ベルト形態等の加圧用回転体53等を設置して構成されている。この定着装置50では、加熱用回転体52と加圧用回転体53が接触する領域が、トナー像を保持する記録用紙9が導入されて定着処理(加圧及び加熱)される定着処理部として形成される。
この画像読取部6は、本体部61と可動部65とで構成されている。本体部61は、上面部に読み取り対象の画像原稿90を固定して置くための光透過性の原稿台63を設けており、内部空間に移動式読取ユニット62と固定式読取ユニット64が配置されている。可動部65は、その全体が本体部61の上面部の上方でその後方側の端部を支点として揺動するように動いて、原稿台63を開閉するカバーとして機能するよう構成されている。また、可動部65は、上面部の片側位置に画像原稿90を固定式読取ユニット64によって読み取らせるように搬送する原稿搬送装置66が設けられており、その上面部の原稿搬送装置66を除く部分に原稿搬送装置66で搬送し終わった画像原稿90を収容する収容部68が設けられている。
また、中央制御部15には、画像形成装置1の動作状態や消耗品の状態を検出する検出部11と、画像形成装置1の操作に必要な情報を入力するとともに画像形成装置1の設定内容や状態情報を表示する操作入力・表示部14と、画像情報に関する必要な処理を行う画像処理回路で構成される画像処理部16等も接続されている。
このため、中央制御部15には、図3に示されるように、感光ドラム21等の可動部品の動作量を累積してカウントする動作累積カウント部27が接続されている。そして、中央制御部15は、その動作累積カウント部27の累積したカウント値(以下、単に「累積カウント値」と称する。)が寿命予測値に達した情報を受信すると、上記警告メッセージの表示を行うよう構成されている。
なお、感光ドラム21の動作量は、実際に回転した回転数やその回転した時間(回転時間)としてカウントされる。また、寿命予測値は、例えば感光ドラム21の光導電層の膜厚が画質不良を誘発するような薄さになるときの動作量を目安にして設定される。実際には、その寿命予測値は、画質不良が発生すると予測される薄さになる少し手前の厚さになるときの動作量(少なめの動作量)の値が設定される。
この画像形成装置1では、以下に説明する基本的な画像形成動作が行われる。ここでは、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成される多色画像、いわゆるフルカラー画像を形成する場合を例にして説明する。
この帯電後、露光装置23が、その各感光ドラム21の帯電された像保持面に対して画像情報に基づいて4つの色成分(Y,M,C,K)に分解されて送信される画像信号に対応した露光(光の照射)をそれぞれ行う。この際、プリント動作の場合には画像形成装置1の外部から入力される画像情報に基づく露光が行われ、またコピー動作の場合には画像読取部6で読み取られた読取画像(画像情報)に基づく露光が行われる。この露光により、各感光ドラム21の像保持面には、所定の電位差で構成される各色成分の静電潜像が個別に形成される。
続いて、各現像装置24(Y,M,C,K)が、各感光ドラム21の像保持面に形成された各色成分の静電潜像の部分に現像ロール24bから対応する色のトナーを供給して静電的に付着させることにより静電潜像の現像を行う。これにより、各感光ドラム21における各色成分の静電潜像は、その色成分に対応する4色(Y,M,C,K)のトナー像としてそれぞれ顕像化される。
最初に、各作像装置20(Y,M,C,K)では、その各感光ドラム21上に形成された各色のトナー像が各感光ドラム21の回転によって中間転写ベルト31と向き合う各一次転写位置まで搬送された後、その各一次転写位置で一次転写装置25による転写作用(主に転写電界による静電的作用)を受けることにより、その各色のトナー像が中間転写ベルト31の外周面に対してそれぞれ静電的に一次転写される。
続いて、中間転写装置30では、中間転写ベルト31に一次転写されたトナー像が中間転写ベルト31の矢印Bで示す方向への回転によって二次転写位置まで搬送された後、その二次転写位置で二次転写ロール35による転写作用(主に転写電界による静電的作用)を受けることにより、そのトナー像が給紙装置40から給紙搬送路を経由して所要のタイミングで搬送される記録用紙9に一括して静電的に二次転写される。
まず、中間転写装置30において二次転写が終了した記録用紙9は、その中間転写ベルト31から剥離された後に中継搬送路を経由して定着装置50に搬送される。続いて、定着装置50では、トナー像が転写された記録用紙9が加熱用回転体52と加圧用回転体53の間の定着処理部に導入されて加熱及び加圧させる。これにより、トナー像を構成するトナーが溶融されて記録用紙9に定着される。
この定着が終了した後の記録用紙9は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、排紙搬送路を経由して筐体10の排出口12まで搬送された後、排出収容部13に排出されて収容される。
また、画像形成装置1では、単色画像の形成動作の指令を受けた場合(例えば白黒画像の場合)は、ブラック色K用の作像装置20Kにおいてブラック色Kのトナー像の形成が行われ、そのトナー像が中間転写装置30を中継して記録用紙9に二次転写された後に定着装置50で定着される動作が行われる。この際、残りの色の作像装置20(Y,M,C)では、トナー像の形成と一次転写が行われない。
ところで、画像形成装置1においては、前述した動作累積カウント部27の累積カウント値が寿命予測値に達すると、中央制御部15の制御動作により操作入力・表示(装置)部14に該当する構成部品の交換を促すための警告メッセージが表示される。
しかし、この交換方式の場合は、例えば交換対象品である感光ドラム21の累積した動作量のみを交換時期の判断材料にしているため、感光ドラム21の動作量に関する累積カウント値が寿命予測値に達していない段階で感光ドラム21に交換すべき不具合が発生したときに、その感光ドラム21の累積カウント値が寿命予測値に達する時期になるまで交換されないおそれがある。
その筋状の異常画像とは、記録用紙9の搬送方向とほぼ直交する(幅)方向の寸法(搬送時幅寸法)が最大になる記録用紙9の幅方向の少なくとも一方の端部や、搬送時の基準位置を記録用紙9の搬送時における幅方向の一端にして搬送する方式(いわゆるサイドレジ搬送方式)における記録用紙9の搬送時の基準位置になる端部に、その搬送方向に沿って長く延びる線状の着色画像である(図4(b)を参照)。このような筋状の異常画像が発生すると、最終的に得られる画像の画質を低下させてしまうことになる。
ちなみに、感光ドラム21の累積カウント値が同じであっても、感光ドラム21単体、その感光ドラム21を支持する支持部材、感光ドラム21に接触するドラム用清掃装置26の弾性清掃板26bなどの接触部材等に関する個体バラツキ(公差)や使用環境の違い等の諸要因によって、感光ドラム21の状態(消耗度合)が異なることもある。
この際、計測手段28の測定結果は、図5(a)に例示するような感光ドラムの軸方向における表面電位の分布がわかる情報として得られる。図5(a)に例示する測定結果は、感光ドラム21の像保持面の回転方向Aにおける一地点での結果であるが、計測手段28で実際に測定される情報は感光ドラム21の回転方向Aの全域にわたる各地点での各電位分布として得られる。
この対処手段7として動作する画像解析部17、照合部18及び中央制御部15は、例えば、その各動作のための制御プログラム(ソフトウェア)を実行する電子回路等で構成される。
すなわち、図5に示されるように、その筋状の異常画像が生じる感光ドラム21では、その表面電位の特異部分Pxの位置が(同図(a))、その光導電層の膜厚の測定データ(同図(b))における膜厚がその許容下限値(約13μm以上)よりも薄くなっている欠損部分Mxの位置とほぼ一定の割合以上で一致しており、このときの感光ドラム21は実際に交換を要する程度の異常な状態にあるからである。
上記予め定められた割合については、特に限定されるものではなく、任意に設定される。ちなみに、この所定の割合については、異常画像の発生原因を精度よく特定する観点からすると、例えば、上記特異部分Pxの位置と上記欠損部分Mxの位置との位置的な差異が±1割の範囲内に納まるような割合に設定することができる。
具体的には、対処手段7は、その累積カウント値Nが、感光ドラム21やその周辺部品の初期不良が発生するような使用初期の時期を除く観点からある一定の所定値(下限値)Nmを超えた値であり、しかも、感光ドラム21の実際の寿命予測値Neに達する時期(上限値)Nxよりも小さい値であるときに、上記感光ドラム21の異常を報知する等の必要な動作を実行するように設定されている。
次に、この対処手段7に関する動作について説明する。
このときテスト画像の画像読取部6による読み取りは、原則、使用者によって行われる。また、このときの画像解析は、4色(Y,M,C,K)のテスト画像がそれぞれ形成された4つの記録用紙9に対応した4つの読取画像について個別に行われる。
ここで、他の対応処理が必要である旨の報知としては、例えば、発生した筋状の異常画像の対処が難しいため、サービスエンジニア等に連絡することを促す警告メッセージを表示することが挙げられる。
また、実施の形態1では、図4に例示するように、マゼンタ色Mのテスト画像に対応する読取画像に筋状の異常画像(EI)の存在が認められ、それ以外の色(Y,C,K)のテスト画像に対応する読取画像に筋状の異常画像(EI)の存在が認められなかったものとする。このため、累積カウント値Nの確認は、筋状の異常画像(EI)の存在が認められ色(M)のテスト画像を形成した感光ドラム21(M)の累積カウント値Nに対してだけ行えばよい。
このときの照合は、筋状の異常画像(EI)の存在が認められた色(M)のテスト画像を形成した感光ドラム21(M)の表面電位分布のみを用いて行えばよい。ちなみに、図5に例示する2つのグラフ図の横軸において、約20〜330mmの範囲が感光ドラム21の像保持面(画像形成が可能な領域)に相当し、また約20〜50mmの範囲と約300〜330mmの範囲が非画像部である余白部の形成に使用される領域に相当する。
以上により、実施の形態1における対処手段7に関する動作は終了する。
まず、同図(b)に示すように感光ドラム21の軸方向の一端部において光導電層の膜厚が許容下限値より薄い部分が周方向に沿って延びるように存在すると、その感光ドラム21の帯電後の表面電位が膜厚の薄い部分の位置(Mx)にほぼ対応する位置(Px)で所要の帯電電位(約800V。背景部電位)よりも相対的に低い値(約670V)になるという関係がある。
そして、この感光ドラム21では、その表面電位の低い値になる部分(Px)が現像バイアス電位(約700V)よりも小さい電位やその現像バイアス電位に近い前後範囲の電位になると、その表面電位の低い値になる部分(Px)に現像工程でトナーが静電的に付着してしまい、これが最終的に筋状の異常画像(EI)として現れることになる。
図7は、実施の形態2に係る画像形成装置の構成の一部(対処手段の動作に関する構成部分)を示すものである。
実施の形態2に係る画像形成装置は、対処手段7の動作に関する構成の一部を変更した以外は実施の形態1に係る画像形成装置1と同じ構成からなるものである。
なお、この対処手段7では、ステップ20の動作を最後に行うことにより、その対処手段7に関する動作が終了する。この場合、その動作の終了を使用者に知らせるため、例えば、操作入力・表示部14に画像形成動作(プリント)を続けて行うことができる等のメッセージが表示される。
このときの設定値の変更量(Δα)としては、実際の表面電位のうち相対的に低い値になる位置(Px)の表面電位と現像バイアス電位との差から算出した値を使用したり、あるいは、予め用意した値を使用すればよい。また、この設定値の変更量(Δα)は、通常の画像形成動作に求められる条件のバランスを大幅に崩すことがないように最小限の値を採用することが好ましい。なお、その通常の画像形成動作に求められる条件のバランスが大幅に崩れる場合は、そのバランスを確保するため、帯電電位以外の条件の設定値についても少し変更するようにすればよい。
実施の形態2では、対処手段7の動作の一部について、図7に二点鎖線で追加して示すように、ステップ18の動作の後にステップ20の動作を行うに先立って、実施の形態1における対処手段7の動作の一部であるステップ19(図6)の動作を行うように構成することも可能である。
この構成は、換言すれば、実施の形態1における対処手段7において、そのステップ18の動作の後に、実施の形態1で示したステップ19に加えて、実施の形態2で示すステップ20の動作を行う内容になる。
実施の形態1,2に係る画像形成装置1は、図3に示されるように、画像形成部2で使用する感光ドラム21等の消耗品の配送に関する要否を管理する二点鎖線で示す配送管理装置100と通信可能に接続する通信部19を備えている。
このため、この画像形成装置1においては、その使用者が例えば感光ドラム21の控えがないにもかかわらず配送依頼を忘れていた場合であっても、その異常画像の発生原因として特定された感光ドラム21の交換用の感光ドラム(それを含む交換ユニット)が遅滞なく配送されるようになり、その発生原因とされた感光ドラム21の交換を効率よく行うことができる。
実施の形態1〜3では、対処手段7として、動作累積カウント部27の累積カウント値Nが感光ドラム21の寿命予測値Nxよりも少ない所要の範囲(Nm〜Nx)内の値であるときに前述したごとき報知及び変更の少なくとも一方の必要な動作を実行するよう構成した場合を例示した。しかし、その対処手段7については、その累積カウント値Nの如何にかかわらず、読取画像に存在する筋状の異常画像(EI)の位置(Ps)と感光ドラム21の帯電後における電位分布の特異部分の位置(Px)が所定の割合以上一致するか否かを判断して、その異常画像の発生原因を特定するよう構成しても差し支えない。
2 …画像形成部
6 …画像読取部
7 …対処手段
9 …記録用紙(記録媒体の一例)
15…中央制御部(対処手段や通知手段の一部)
17…画像解析部(対処手段の一部)
18…照合部(対処手段の一部)
19…通信部(通知手段の一部)
21…感光ドラム(感光体の一例)
27…動作累積カウント部(カウント手段)
28…計測手段
100…配送管理装置
EI…筋状の異常画像
Ps…筋状の異常画像の位置
Px…表面電位分布の特異部分の位置
N …累積カウント値
Nx…寿命予測値
Nm〜Nx…所要の範囲
Claims (5)
- 帯電された感光体に画像情報に対応させて形成した静電潜像をトナーで現像してなるトナー像を記録媒体に画像として形成する画像形成部と、
前記画像形成部で記録媒体に形成された画像を読み取る画像読取部と、
前記感光体の帯電電位の分布を計測する計測手段と、
前記画像読取部で読み取られた読取画像に存在する筋状の異常画像の位置と前記計測手段で計測された電位分布の特異部分の位置が予め定められた割合以上一致する場合、前記感光体の異常を報知する対処手段と、
を備えた画像形成装置。 - 前記対処手段は、前記感光体の異常を報知することに代えて又はそのことに加えて、前記感光体の帯電電位を変更する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記対処手段は、前記筋状の異常画像として、前記感光体の回転軸方向の端部に相当する部分に発生する筋状の異常画像を対象にする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記感光体の動作量を累積してカウントするカウント手段を備え、
前記対処手段は、前記カウント手段の累積したカウント値が前記感光体の寿命予測値よりも少ない所要の範囲内の値であるときに前記報知及び変更の少なくとも一方の必要な動作を実行する請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記感光体の配送の要否を管理する配送管理装置に通知する通知手段を備え、
前記対処手段は、前記感光体の異常を報知すること又は前記感光体の帯電電位を変更することをきっかけにして、前記感光体の配送が必要である情報を前記通知手段により前記配送管理装置に通知する請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
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