JPH10239979A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
画像形成装置及びプロセスカートリッジInfo
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- JPH10239979A JPH10239979A JP9062399A JP6239997A JPH10239979A JP H10239979 A JPH10239979 A JP H10239979A JP 9062399 A JP9062399 A JP 9062399A JP 6239997 A JP6239997 A JP 6239997A JP H10239979 A JPH10239979 A JP H10239979A
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Electrophotography Configuration And Component (AREA)
Abstract
も耐久変動の影響を受けずに正確なトナー消費量及びト
ナー残量を検出できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 画像部を形成するドット数をドット数計
数手段6により計数し、計数した値に、ドット消費量換
算表7の換算係数1〜3のうちからトナーの消費量に応
じて選択した係数を乗算して求めたトナー消費量、又は
そのトナー消費量を用いて算出した現像手段22内のト
ナー残量を得て、これを記憶手段10に記憶する。この
記憶手段10には表示手段17又はホストコンピュータ
ー4と随時アクセス可能とする。
Description
ームプリンタや複写機などされる電子写真方式の画像形
成装置、及び前記画像形成装置に着脱自在に装着される
プロセスカートリッジ関し、トナー残量検出に特徴を有
する。
真方式の画像形成装置は、1ページ分のデータがすべて
揃った時点で一度に画像形成を行なうページプリンタで
ある。このような画像形成装置は、外部のコンピュータ
ーなどから送られてきた画像情報に対応したドット状の
光を感光体に照射して潜像を形成し、この潜像に現像手
段によって記録材料である現像剤(トナー)を供給して
顕像化し、更に感光体から記録紙へ画像を転写すること
で記録紙上に画像を形成している。
るためのトナー収納部が連結されており、画像を形成す
ることでトナーは消費されていく。トナー収納部内のト
ナーが枯渇して突然画像不良が発生することを防ぐため
に、現像ローラ近傍でトナーの有無を検知して、トナー
が間もなく無くなるという旨の信号をプリンター装置自
身やプリンターに接続しているホストコンピューターな
どの表示手段に送って使用者に報知している。
り、例えば、トナーが接しているか否かでトナーの有無
を検知する圧電センサー、磁性トナーの場合には磁気セ
ンサー、感光体へトナーを供給する現像ローラへACバ
イアスが印加されている場合はアンテナ感知式などがあ
る。いずれもトナーが間もなく無くなることを検知す
る、いわゆるトナーニアエンド検知である。
を検知するセンサーを設けずにトナー有無を検知する方
法として、ドットを形成する個々の画素信号をカウント
し、そのカウント数がトナーの消費量と比例するとして
消費トナー量を求めるトナー残量検出方法が例えば特開
昭58−224363号公報において提案されている。
成する個々の画素信号をカウント数を消費トナー量の代
用とする方法においては、ドット数がトナー消費量に常
に比例することが前提である。しかし、実際にはトナー
の消費が進んで残量が少なくなった場合にトナーが劣化
して現像性が低下し、ドット当たりのトナー消費量が少
なくなったり、帯電時の放電の影響が蓄積して感光体の
感光能が劣化し、表面電位が変化してドット当たりのト
ナー消費量が少なくなったりする。
は、長期に亙る使用で摩耗や物性変化が生じることによ
る現像性の耐久変動が避けられないので、従来のよう
に、ドット数をカウントするだけでは正確なトナー消費
量やトナー残量が求められないという欠点がある。
感光体の長期に亙る使用においても耐久変動の影響を受
けずに正確な現像剤消費量を検出できる画像形成装置を
提供することである。
有するプロセスカートリッジにおいて、長期の使用にお
いても耐久変動の影響を受けずに正確な現像剤消費量を
検出できるプロセスカートリッジを提供することであ
る。
画像形成装置及びプロセスカートリッジにて達成され
る。要約すれば、本発明は、少なくとも感光体と、入力
された画像情報を信号変換して前記感光体上に形成され
た静電潜像に現像剤を供給する現像手段とを有する画像
形成装置において、画像部を形成するドット数に予め与
えられた所定の数値を乗算して求めた現像剤消費量、又
はその現像剤消費量を用いて算出した前記現像手段内の
現像剤量を記憶する手段と、前記現像手段、又は前記感
光体、又はこれら両者の消耗に応じて異なる前記所定の
数値を記憶する手段とを備えたことを特徴とする画像形
成装置である。
た画像情報を信号変換して感光体上にドット状に露光す
る手段と、画像部を形成するドット数、所定の数値及び
現像手段内の現像剤量から現像剤消費量及び前記現像手
段内の現像剤量を演算する手段とを有する画像形成装置
に着脱自在とされたプロセスカートリッジにおいて、少
なくとも感光体と、露光された前記感光体上に形成され
た静電潜像に現像剤を供給する現像手段とを有すると共
に、前記現像手段内の現像剤量を記憶する手段と、画像
部を形成するドット数に乗算して現像剤消費量を求める
前記所定の数値を記憶する手段とを備え、前記所定の数
値がプロセスカートリッジの消耗に応じて異なる数値で
あることを特徴とするプロセスカートリッジが提供され
る。
及びプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説
明する。
するデータが電気信号として画像形成装置1の画像信号
処理部5に送られてくる。画像信号処理部5でこのデー
タを1走査ラインごとのビデオ信号に変換し、信号が画
像形成回路8へと送られる。
てレーザー駆動信号を作り、レーザー発光制御手段14
によりレーザー13の発光消灯を制御して、レーザー発
光手段15により感光体16を照射する。このとき、ド
ット数計数手段6でこの信号数を計数し、画像を形成す
るドット数を知る。
発光には半導体レーザーを用いる。発光されたレーザー
光13は、不図示のコリメータレンズやスキャニングミ
ラー、f−θレンズ等を経て反射ミラー21で反射して
感光体16上に照射する。
グ手段26、現像手段22と共に一体にプロセスカート
リッジ3を構成していて、装置本体1に対して着脱が容
易な構成とされている。
される前に帯電手段20で一様に帯電されていて、レー
ザー光13が照射された部分のみ表面電位が下がって潜
像が形成される。感光体16は図中矢印方向に回転して
いるので、次々に潜像が形成されると共に、潜像部は現
像手段22の対向部に来る。
6に対向していて、現像ローラ24上のトナーが潜像部
に供給されて感光体16上に顕像が形成される。このと
き絶縁性の一成分トナーは負極性に帯電していて、現像
ローラ24にバイアスを印加してレーザー光が照射され
て電位が小さくなった潜像部分にトナーが付着する。
期して搬送されてくる記録紙に転写され、記録紙上に画
像が形成される。記録紙は、定着手段27で画像を記録
紙上に定着した後、装置1外へ出力される。
が形成された部分がトナーで現像されるので、画素ドッ
ト数を計数し、そのドット数に1ドット当りのトナー消
費量を乗算することで、その画像を得るのに費やしたト
ナーの消費量が求まる。この1画素当りのトナー消費量
は予め求めておき、ドット消費量換算表7に記憶させて
おく。ひとたび画像を出力してトナーを消費したら、ト
ナー消費量を演算手段9で算出し、その値をトナー残量
記憶手段10のトナー残量の値から引いて、その値を新
たなトナー残量としてトナー残量記憶手段10に再び記
憶させる。
量記憶手段10は、記憶している値を更新し、常にその
とき現像手段が収納しているトナー量を記憶することが
できる。
るが、当然ながら現像手段22に収められているトナー
粒径にはばらつきがある。例えば、本実施例では6.5
μmの粒径のトナーを用いたが、6.5μmが平均値
で、4μm以下と10μm以上がそれぞれ約3%あると
いうように粒径分布が存在する。
像手段22の構成は、トナー23に大きく依存してお
り、本実施例の場合も6.5μmの粒径のトナーで最適
化を図っている。従って、現像には6.5μmのトナー
が供され易く、消耗され易い。現像手段に収納された平
均粒径6.5μmのトナーは前述のように4μm以下と
10μm以上のトナーをそれぞれ約3%含んでおり、量
的に小さいとしてもトナーが現像されて消耗されると、
徐々に粒径の小さい或いは大きいトナーの割合が増えて
いく。その結果、最適粒径トナーが不足して小粒径或い
は大粒径のトナーも現像に供される。
て帯電量が大きすぎたり小さすぎたりするので、現像さ
れる画像が、最適粒径トナーで得られる画像よりも濃か
ったり又は薄かったりする。どちらになるかは、トナー
処方などに依存するが、前者の場合は1ドット当りのト
ナー消費量が増えるし、後者の場合は1ドット当りのト
ナー消費量は減る。
少なくなってくると、1ドット当りのトナー消費量は変
化する。そもそも、トナー消費量またはトナー残量を求
めるのは、トナーが無くなる時期を使用者に知らせるた
めであり、トナー残量が少なくなってきたときにトナー
残量の誤差が大きくなるのは不都合である。
て1ドット当りのトナー消費量の換算係数を変えて、ト
ナーが無くなるまで正確なトナー残量を求めた。
ートリッジ3の一部として構成されており、印字率5%
で4000枚の画像が出力可能なトナー量として、22
0グラムの平均粒径6.5μmの磁性一成分ネガトナー
23を最初に充填してある。
の表面を−700Vに帯電し、感光体表面に画像ドット
に対応したレーザー13が照射されると−150Vの電
位になり、現像ローラ24に−400Vが印加されてネ
ガ帯電トナーが潜像部に付着する。このとき、現像手段
22にトナーが十分(60グラム以上)あるときは、1
ドット当りのトナー消費量は35×10-9グラムであっ
た。この値は、図1に示したドット消費量換算表7に予
め記憶されていて、ドット数計数手段6で計数した画像
のドット数と乗算することで、その画像に費やしたトナ
ー重量が計算できる。
量から、出力画像分のトナー消費量を引き算すれば、常
に現像手段22に収納されているトナー量がわかる。こ
の計算を消費量・残量演算手段9で行い、この新たに算
出した現像手段22に収納されているトナー重量をトナ
ー残量記憶手段10に再び記憶させている。
には1ドット当りのトナー消費量の換算係数を3種類用
意してあり、現像手段22内のトナー量に応じて使い分
けている。画像ドット数に換算表7の値を乗算する際に
は、トナー残量記憶手段10を調べ、残トナー量が設定
した値より小さくなったら別の換算係数をトナー消費量
の計算に使用する。
トナー残量が60グラムを下回ったら換算係数2に切り
替わり、1ドット当りのトナー消費量は30×10-9グ
ラムになる。そして、トナー残量が30グラムを下回っ
たら換算係数3に切り替わり、1ドット当りのトナー消
費量は25×10-9グラムになる。
内のトナー残量に応じて1ドット当りのトナー消費量の
換算係数を換えることで、トナーが無くなる迄正確なト
ナー残量を求めることができた。
てトナー粒径分布が変化し、それに伴い1ドット当りの
トナー消費量が少なくなったが、本発明はこの場合にと
らわれない。トナーの長期使用による状態の変化は、ト
ナーの成分や画像形成装置の構成などに大きく依存し、
トナーの帯電能の変化、外添剤の割合変化などの種々の
場合があり、トナー消費量も少なくなる場合も多くなる
場合もある。いずれの場合であっても、ドット消費量換
算係数を適当な数だけ用意し、各係数として最適な値を
予め求めて記憶させておけばよい。
る。
に起因する1ドット当りのトナー消費量の変化を、複数
用意したドット消費量換算係数を切り替えて使用するこ
とで、正確なトナー消費量を求めるようにしたものであ
る。
からプリンタ本体1に画像信号が送られてきて実施され
るドット数の計数や画像形成の工程は実施例1と同じで
ある。画像信号はレーザー発光信号に変換されるが、帯
電手段20や現像手段22にバイアスを印加するプリン
ト駆動制御部36の信号シーケンス、記録紙搬送などの
本体駆動系38の制御シーケンスも作動する。
アス印加を制御する信号をモニターすることで帯電バイ
アス印加時間を計っている。この印加時間は、記憶手段
30に加算して、つまり通算帯電時間を記憶している。
は、一定の電位に帯電している感光体16の表面に所定
の光量を照射した場合に電位が下がりにくくなる現象で
ある。例えば、−700Vの表面電位の感光体16にレ
ーザー光13を照射すると−150Vまで電位降下する
感光体16が、同条件のレーザー光の照射で−200V
にしかならない現象である。この現象は、放電現象を利
用して帯電を行うことで生じるが、帯電条件及び感光体
材料や構成などに依存する感光体特性によってこの感光
能の劣化の度合いは大きく異なる。しかし、度合いは異
なるけれども劣化は帯電時間に依存し、通算帯電時間が
長いほど劣化する。
は、トナーが付着して画像になる部分である。例えば、
現像手段22のトナーが担持されている現像ローラ24
に−400Vの現像バイアスを印加すると、ネガ帯電し
たトナーは−150Vの部分に付着し、光が当たらなか
った−700Vの部分には付着しない。従って、静電潜
像部の電位が変わって、現像バイアスとのコントラスト
が小さくなると、トナーの付着量が減り、濃度低下や線
の細線化、そして1ドット当たりのトナー消費量が減少
する。
光体)ドラムで、パイプ状のアルミ素管上に形成された
感光層が機能分離した複数の層で構成されている。画像
形成時にはアルミ素管は接地し、前述のように帯電手段
20で−700Vの表面電位になるように帯電し、レー
ザー光が照射されると−150Vになる。しかし、感光
能劣化で露光部電位は除々に落ちなくなり、通算の帯電
時間がおよそ12時間を超えると−170Vになった。
そして、通算の帯電時間が更におよそ16時間を超える
と−200Vになった。なお、本実施例では、感光体表
面に接触し回転する帯電ローラにACバイアスとDCバ
イアスを重畳したバイアスを印加する帯電手段20を用
いている。
を形成するドット数に1ドット当たりの消費量を乗算し
て求めているが、この1ドット当たりの消費量を通算帯
電時間に応じて変更するものである。
6で計数する。次に、通算帯電時間記憶手段30が記憶
している値に応じてドット消費量換算係数を換算係数1
1〜13の中から選択し、その換算係数の値と画像ドッ
ト数を演算手段9で乗算してその画像のトナー消費量を
求める。この値を残トナー量記憶手段19の値から引き
算することで、常時、現像手段22内のトナー残量が分
かる。この値を新たな残トナー量として置き換えて残ト
ナー量記憶手段19に記憶する一方、各表示手段17、
4からアクセス可能にしておくことで使用者は随時残ト
ナー量を知ることが可能である。
に、換算表7に3種類のドット消費量換算係数を用意
し、通算時間が12時間未満の場合は換算係数11を採
用し、同時間が12〜16時間の場合は換算係数12を
採用し、同時間が16時間より大きい場合は換算係数1
3を採用する。
ナー残量記憶手段19と通算帯電時間記憶手段30をプ
ロセスカートリッジ3に搭載した。これは、トナー残量
も通算帯電時間もプロセスカートリッジ3を構成してい
る現像手段22や感光体16の使用状況に関する変化す
るデータだからである。
トリッジ3の交換で新たなプロセスカートリッジ3が装
着されても、トナー量や通算帯電時間データは新たなプ
ロセスカートリッジ3に付随してくるので、自動的にそ
れらのデータは更新される。つまり、画像形成装置本体
1側ではトナー量のデータ、通算帯電時間データなどを
書き換えたりする必要がないため、構成が簡素になると
いう利点がある。
通算帯電時間に応じて1ドット当たりのトナー消費量の
換算係数を換えることで、トナーが無くなる迄正確なト
ナー残量を求めることができた。
は、現像手段22内のトナー残量と感光体16への通算
帯電時間の両方で1ドット当たりのトナー消費量を補正
し、耐久即ち長期間使用に起因する1ドット当たりのト
ナー消費量の変化が複数の独立した要因に依る場合の正
確なトナー消費量とトナー残量を求める。
に、残トナー量記憶手段19の残トナー量データを参照
することと、通算帯電時間記憶手段30の帯電手段20
の通算帯電時間を参照することは、実施例1、2と同じ
である。しかし、ドット消費量換算は、各々の換算表を
順番に適用したり、あるいはいずれか一方を優先適用す
るのではない。本実施例では、このドット消費量換算表
31は、下記の表3に示したように、残トナー量と通算
帯電時間の両者で決まる2次元の表とし、そしてドット
消費量31をプロセスカートリッジ3に搭載した記憶手
段32に記憶させたものである。
出力する画像が記録紙に占める画像比率と記録紙への出
力枚数に関係する。一方、感光体の通算帯電時間は、記
録紙のサイズ(長さ)と出力枚数に依存する。つまり、
あるサイズの記録紙で一定の枚数を出力すれば通算帯電
時間は決まるが、現像手段22内のトナー残量はどんな
画像を出力したかによるので使用状況によって異なり、
両者に関連はない。従って、残トナー量だけで消費換算
補正を行うと、感光体特性劣化の補正がないので正確な
トナー消費量の残量が求められない。通算帯電時間だけ
からトナー消費量を求めても同様に正確なトナー消費量
や残量が求められない。
で、両者の状況を同時に補正する本発明のようなドット
消費量換算表31が必要になる。上記の表3がその換算
表31で、通算帯電時間と残トナー量からなる表であ
る。本実施例では、通算帯電時間を3分割し、残トナー
量も3分割したので、表3は9個の数字からなる。
める際には、通算帯電時間記憶手段30に記憶されてい
る値と、残トナー量記憶手段19に記憶されている値と
を読み出して、表3に示した換算量31でそれぞれの値
が同時に属する部分の値を参照する。その値を出力画像
のドット数と乗算することで、出力画像の正確なトナー
消費量を求めることができた。
ロセスカートリッジに搭載することによって、トナー2
3や感光体16のロットばらつきによる耐久劣化特性が
変化したり、トナー23や感光体16をより劣化の少な
いものに変更する場合など、プロセスカートリッジ3の
構成品の影響で1ドット当たりのトナー消費量が従来と
異なるときに容易に対応をとることができる。つまり、
そのロットや構成のプロセスカートリッジの1ドット当
たりのトナー消費量を換算表に書き込めばすむ。
ドット当たりのトナー消費量の変化が複数の独立した要
因に依る場合においても、トナー消費量とトナー残量を
正確に求めることができた。
費量変化の要因がトナー残量と感光体への通算帯電時間
の2つであったが、本発明ではこれに限らない。1ドッ
ト当たりのトナー消費量変化の要因がN個あれば、それ
に応じてN次元の表を作ればよい。
を、プロセスカートリッジを着脱自在に装着した画像形
成装置に具現化した場合について説明したが、これに限
定されるものではない。
によれば、画像部を形成するドット数に予め与えられた
所定の数値を乗算して求めた現像剤消費量、又はその現
像剤消費量を用いて算出した現像手段内の現像剤量を記
憶する手段と、前記現像手段、又は感光体、又はこれら
両者の消耗に応じて異なる前記所定の数値を記憶する手
段とを備えたことにより、現像手段や感光体の長期間使
用に伴う変動を受けない現像剤消費量と現像剤残量が算
出できる。その結果、使用者が正確な現像剤残量を把握
することが可能な画像形成装置、及び前記画像形成装置
に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジを低コス
トで提供できる。
ック図である。
して画像形成装置の構成図である。
ある。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも感光体と、入力された画像情
報を信号変換して前記感光体上に形成された静電潜像に
現像剤を供給する現像手段とを有する画像形成装置にお
いて、 画像部を形成するドット数に予め与えられた所定の数値
を乗算して求めた現像剤消費量、又はその現像剤消費量
を用いて算出した前記現像手段内の現像剤量を記憶する
手段と、前記現像手段、又は前記感光体、又はこれら両
者の消耗に応じて異なる前記所定の数値を記憶する手段
とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記現像手段の消耗は現像剤残量にて示
され、前記感光体の消耗は通算帯電時間にて示されるこ
とを特徴とする請求項1の画像形成装置。 - 【請求項3】 入力された画像情報を信号変換して感光
体上にドット状に露光する手段と、画像部を形成するド
ット数、所定の数値及び現像手段内の現像剤量から現像
剤消費量及び前記現像手段内の現像剤量を演算する手段
とを有する画像形成装置に着脱自在とされたプロセスカ
ートリッジにおいて、 少なくとも感光体と、露光された前記感光体上に形成さ
れた静電潜像に現像剤を供給する現像手段とを有すると
共に、前記現像手段内の現像剤量を記憶する手段と、画
像部を形成するドット数に乗算して現像剤消費量を求め
る前記所定の数値を記憶する手段とを備え、前記所定の
数値がプロセスカートリッジの消耗に応じて異なる数値
であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項4】 前記プロセスカートリッジの消耗は、前
記感光体の通算帯電時間及び、又は前記現像手段の現像
剤残量にて示されることを特徴とする請求項3のプロセ
スカートリッジ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9062399A JPH10239979A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9062399A JPH10239979A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10239979A true JPH10239979A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=13199030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9062399A Pending JPH10239979A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10239979A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004184891A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Seiko Epson Corp | 画像形成装置およびトナー消費量の算出方法 |
JP2006185091A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Seiko Epson Corp | 画像形成システム、画像形成装置、制御プログラム、該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体およびトナー消費量算出方法 |
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-
1997
- 1997-02-28 JP JP9062399A patent/JPH10239979A/ja active Pending
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