JP4443590B2 - トナーカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像形成装置が画像を形成する場合、感光体ドラムの表面には、記録用紙、OHPシート等の記録シートに形成すべき画像(以下、再生すべき画像という)に応じた静電潜像が形成される。トナーカートリッジは、着色剤である現像剤(具体的にはトナー)を現像器へ供給し、現像器は、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を顕像化する(即ち感光体ドラムを現像する)。
しかしながら、トナーカートリッジの揺動は作業者が手作業で行なうため、作業者によっては、トナーが十分に攪拌されて解れるまでトナーカートリッジを揺することなく、トナーカートリッジを画像形成装置に装着することがある。
更に、トナーカートリッジを揺するべき必要最小限の揺動回数を使用者が知っていたとしても、トナーカートリッジを揺すった回数を作業者が計数するのは煩雑であり、また、数え間違いや計数結果の忘却等が生じて、揺する回数が不足することがある。
トナーカートリッジはトナーを収容し、トナーカートリッジが収容しているトナーは、作業者がトナーカートリッジを揺動することによって攪拌され、解れる。
計数手段は、トナーカートリッジが揺動された回数を計数する。このため、作業者がトナーカートリッジを揺動した回数を作業者自身が計数する必要がない。即ち、トナーカートリッジを揺動した回数を数え間違えたり、数えた回数を忘却したりすることがなく、トナーカートリッジが揺動された回数が正確に計数される。
梱包されているトナーカートリッジは、例えば輸送中に自然と揺動されるが、この揺動は、トナーカートリッジに収容されているトナーを攪拌して解れさせるための揺動ではなく、また、たとえこの揺動によってトナーが解れても、揺動されてからトナーカートリッジが画像形成装置に装着されるまでに長時間が経過する可能性があり、この間にトナーが凝縮することがある。
一方、梱包が解かれたトナーカートリッジは、作業者によって、トナーカートリッジに収容されているトナーを攪拌して解れさせるために揺動された後、短時間で画像形成装置に装着される可能性が高い。
振り子は、少なくとも一方向に揺動する。このため、作業者が、この一方向にトナーカートリッジを揺動すると、振り子がこの一方向に揺動される。
例えば接点が1個の場合、振り子の1往復につき1回、振り子と接点とが接触し、接点が2個、この一方向に離隔配置されている場合、振り子の1往復につき2回、振り子と接点とが接触する。
カウンタは、振り子が接点に接触した回数を計数する。従って、カウンタの計数結果は、トナーカートリッジが揺動された回数に対応する。
トナーカートリッジに収容されているトナーは、トナーカートリッジの長手方向のトナー量の分布が不均一になることがある。トナーカートリッジの長手方向のトナー量の分布を均一にするためには、トナーカートリッジを長手方向に揺動する必要がある。
以上の結果、作業者がトナーカートリッジを、トナーカートリッジの長手方向のトナー量の分布が均一になるよう揺動した回数を、簡易な構成で計数することができる。
トナーカートリッジは、一方向のみに揺動されるとは限らない。また、トナーカートリッジに収容されているトナーは、トナーカートリッジが複数方向に揺動された場合の方が、一方向のみに揺動された場合に比べて、攪拌され易く、解れ易い。しかも、トナーカートリッジ内のトナー量の分布が均一になり易い。
以上の結果、作業者がトナーカートリッジを複数方向に揺動した回数を、簡易な構成で計数することができる。
計数手段は、トナーカートリッジが揺動された回数を計数し、結果表示手段は、計数手段の計数結果、即ち、作業者がトナーカートリッジを揺動した回数を表示する。
このため、作業者自身が計数することなく、作業者がトナーカートリッジを揺動した回数を、トナーカートリッジを画像形成装置に装着する前に、容易に認識することができる。
計数手段は、トナーカートリッジが揺動された回数を計数し、判定手段は、計数手段の計数結果、即ち、作業者がトナーカートリッジを揺動した回数が所定値以上であるか否かを判定し、揺動表示手段は、否と判定した場合(即ち計数手段の計数結果が所定値未満であると判定した場合)に、トナーカートリッジを揺動すべき旨を表示する。
また、トナーカートリッジを十分に揺動した場合は、トナーカートリッジを揺動すべき旨は表示されないため、作業者は、作業者自身がトナーカートリッジを十分に揺動したことを、トナーカートリッジを画像形成装置に装着する前に、容易に認識することができる。
トナーカートリッジはトナーを収容し、トナーカートリッジに収容されているトナーは、作業者がトナーカートリッジを揺動することによって攪拌され、解れる。本発明に係るトナーカートリッジが有する計数手段は、トナーカートリッジが揺動された回数を計数する。
制御手段は、計数手段の計数結果に基づいて、現像手段へのトナーの供給を制御する。このために、例えば画像形成装置はトナーカートリッジに収容されているトナーを現像手段へ供給するトナー供給機構を備え、制御手段は、このトナー供給機構の動作を制御して、計数手段の計数結果が大きい場合は、トナーカートリッジに収容されているトナーを現像手段へ供給させる。
一方、計数手段の計数結果が小さい場合は、トナーカートリッジに収容されているトナーを現像手段へ供給させない。従って、攪拌が不十分であり凝集しているトナーが、現像手段、更には転写手段へ供給されることがなく、記録シートに画像が形成されない。
計数手段の計数結果が所定値以上である場合は、トナーカートリッジに収容されているトナーは十分に攪拌され、解れていると考えられる。従って、十分に攪拌され解れているトナーを、現像手段、更には転写手段へ供給することができ、このトナーを用いて、記録シートに画像を形成することができる。
トナーカートリッジが有する計数手段は、トナーカートリッジが揺動された回数を計数し、装置側結果表示手段は、計数手段の計数結果、即ち、作業者がトナーカートリッジを揺動した回数を表示する。
このため、作業者自身が計数することなく、作業者がトナーカートリッジを揺動した回数を、トナーカートリッジを画像形成装置に装着した後でも、容易に認識することができる。
トナーカートリッジが有する計数手段は、トナーカートリッジが揺動された回数を計数し、装置側判定手段は、計数手段の計数結果、即ち、作業者がトナーカートリッジを揺動した回数が所定値以上であるか否かを判定し、装置側揺動表示手段は、否と判定した場合(即ち計数手段の計数結果が所定値未満であると判定した場合)に、トナーカートリッジを揺動すべき旨を表示する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の内部構成を略示する正面図である。
図中500は画像形成装置であり、画像形成装置500は、上部に画像読取部530、上下方向中央部に画像形成部540、下部に給紙部550を配してなり、コピー機能とプリンタ機能と有する。以下では、まず画像形成装置500の全体的な構成を説明する。
画像読取部530は、原稿台531の下方に位置する。また、画像読取部530は、第1走査ユニット532、第2走査ユニット533、光学レンズ526、及び光電変換素子であるCCDラインセンサ504を有し、原稿台531上に載置された原稿の画像を所定の露光位置において相対的に走査して読み取る。
第1走査ユニット532は、原稿面上を露光する光源ランプユニット501、及び、原稿からの反射光像を所定の方向に反射させる第1ミラー502を搭載している。
光学レンズ526は、原稿からの反射光をCCDラインセンサ504の受光面に結像させる。
CCDラインセンサ504が読み取った画像の画像データは画像形成部540に転送される。
レーザスキャンユニット503は、画像データに基づいて変調されたレーザ光を照射する半導体レーザ、回転によってレーザ光を主走査方向に偏光するポリゴンミラー、及びレンズ群等(各不図示)を内蔵している。
定着ユニット541でトナー像が定着された記録用紙Sは排紙ローラ506,507により搬送され排紙トレイ527に排紙される。
次に、トナーカートリッジ1の構成を説明する。以下では、トナーカートリッジ1を除く画像形成装置500を画像形成装置500本体という。
ここで、画像形成装置500本体には、後述する図2に示すように、コネクタ17、トナー量センサ24、CPU、ROM、RAM及びI/Oを一体的に有する制御部28、液晶パネルを用いてなる表示部29、トナー搬送モータ205、トナー攪拌モータ207、装着検出センサ208、並びにモータドライバ209,210も備えられている。
また、図3は、本発明の実施の形態1に係るトナーカートリッジが梱包されている状態を示す縦断面図であり、図4は、本発明の実施の形態1に係るトナーカートリッジが備える計数部を示すブロック図である。
攪拌ローラ23が回転することによって、パドル23a,23aが、トナー容器22に収容されているトナーを攪拌し、搬送ローラ25は、攪拌されたトナーをトナー容器22外部へ搬送する。排出ローラ26は、搬送ローラ25によって搬送されてきたトナーを、トナー供給口27を通して現像器528へ排出する。
また、トナーカートリッジ1には、トナーカートリッジ1が画像形成装置500本体に装着される前にトナーカートリッジ1自身が揺動された回数(即ち、トナーカートリッジ1を画像形成装置500に装着する前に、作業者がトナーカートリッジ1を揺動した回数。以下、揺動回数という)を計数する計数部206が備えられている。更に、トナーカートリッジ1には、計数部206の計数結果を“0”にリセットするためのリセットスイッチ100が備えられている。
検出部98の先端部は、通常、筐体99に内蔵されている図示しないバネに付勢されて筐体99から筐体1a外部へ突出している。この状態では、リセットスイッチ100はオフになっている。
ここで、検出部98に外力が加えられて検出部98が筐体99内に押し込まれると、リセットスイッチ100はオンになる。
図3に示すように、梱包部材Pによってトナーカートリッジ1が梱包されている場合は、リセットスイッチ100の検出部98は、梱包部材Pに押圧されて筐体99に押し込まれるため、リセットスイッチ100はオンになる。
一方、図2に示すように、トナーカートリッジ1の梱包が解かれて梱包部材Pが除去されている場合、梱包部材Pによる押圧が解除された検出部98は、筐体99内のバネに付勢されて筐体99から突出するため、リセットスイッチ100はオフになる。
振り子ユニット101は、少なくとも一方向に揺動する振り子93と、この一方向に離隔配置されている2個の接点94,94とで構成されている。
振り子93は、支点93aを中心に、支点93aから吊り下げられている錘93bが少なくとも一方向に往復移動して接点94,94に交互に接触する。なお、振り子ユニット101には、錘93bの往復移動が一方向に制限されるよう錘93bの往復移動を案内する案内部が設けられていてもよい。
カウンタ102は、リセットスイッチ100がオフであり、且つ、支点93aと接点94とが電気的に導通した場合にパルスを発生させ、発生したパルスを計数する(即ち、パルスが1個発生する都度、計数結果を“1”インクリメントする)。
カウンタ102は、トナーカートリッジ1が画像形成装置500本体に装着された場合に、画像形成装置500本体に設けられているコネクタ17に接続される(図2参照)。
装着検出センサ208は、トナーカートリッジ1が画像形成装置500本体に装着されたか否かを検出し、装着されていることを検出した場合は、トナーカートリッジ1が画像形成装置500本体に装着されていることを示す装着検出信号を制御部28に与える。
トナー量センサ24は、トナーカートリッジ1のトナー容器22内部のトナー残量を検出し、トナー残量の多寡に対応するトナー残量信号を制御部28に与える。
制御部28は、装着検出センサ208から装着検出信号が与えられている場合に、トナー量センサ24から与えられたトナー残量信号に基づいて、トナー容器22内部のトナー残量が所定量以上であるか否かを判定し(S11)、所定量以上である場合は(S11でYES)、S11の処理を繰り返す。
作業者は、表示部29に、トナーカートリッジ1を交換するよう促すメッセージが表示されていたら、画像形成装置500本体の図示しない扉を開けて、画像形成装置500本体に装着されているトナーカートリッジ1を取り外す。また、新たなトナーカートリッジ1を準備し、このトナーカートリッジ1の梱包部材Pを除去してから、トナーカートリッジ1を揺動する。ただし、このときはまだトナーカートリッジ1のトナー供給口27を塞いでいるシール21は除去しない。
作業者がトナーカートリッジ1を揺動すると、振り子93の揺動によって錘93bが接点94,94に接触する都度、カウンタ102にてパルスが発生し、発生したパルスの個数が計数される。つまり、カウンタ102の計数結果は、トナーカートリッジ1の揺動回数に対応する。
ところで、梱包部材Pが除去されていないトナーカートリッジ1は、たとえ十分に揺動された後でも、即座に画像形成装置500本体に装着されずに長時間放置され、トナーカートリッジ1内のトナーが凝集する虞がある。このため、梱包部材Pが除去される前のトナーカートリッジ1では、リセットスイッチ100がオンとなり、カウンタ102におけるパルスの計数が不可能にされている。
トナーカートリッジ1を揺動し終えた作業者は、このトナーカートリッジ1を画像形成装置500本体に装着する。
S14の処理完了後、制御部28は、装着検出センサ208から装着検出信号が与えられたか否かを判定し(S15)、与えられていない場合は(S15でNO)、新たなトナーカートリッジ1が画像形成装置500本体にまだ装着されていないため、S15の処理を繰り返す。この状態では、当然、画像の形成は実行できない。
ここで、制御部28は、後述するS20〜S23の処理完了まで、トナー搬送モータ205及びトナー攪拌モータ207夫々を作動させない。このため、まだ十分に揺動されていないトナーカートリッジ1から現像器528へのトナーの供給は実行されず、画像は形成されない。
シール21を除去するよう促された作業者は、トナーカートリッジ1からシール21を除去して、画像形成装置500本体の扉を閉める。画像形成装置500本体の扉の開閉は、図示しない開閉センサが検出し、検出結果を制御部28に与える。
制御部28は、現像器528に近接して設けられている濃度センサの検出結果に基づき、現像器528内のトナー量が十分であるか否かを判定し(S22)、現像器528内のトナーが不足している場合は(S22でNO)、S22の処理を継続する。このとき、各種ローラ23,25,26の回転が継続されて、トナーカートリッジ1から現像器528へトナーが供給され続ける。
以上のようなトナー補給処理を実行することによって、画像形成装置500にトナーが補給され、この後、トナーカートリッジ1から現像器528を介して感光体ドラム510へトナーが供給され、画像が形成される。
ここで、トナーカートリッジ1の計数部206は計数手段として機能し、リセットスイッチ100は、梱包検出手段として機能する。
また、制御部28は制御手段及び装置側判定手段として機能し、表示部29は、装置側結果表示手段及び装置側揺動表示手段として機能する。
図6は、本発明の実施の形態2に係るトナーカートリッジが備える計数部を示すブロック図である。
本実施の形態のトナーカートリッジ1は、実施の形態1のトナーカートリッジ1とは異なり、電池97から給電されて作動する制御装置95及び表示パネル96を更に備える。
その他、実施の形態1に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
制御装置95のROMには、揺動回数の所定値n0 が予め記憶されており、トナーカートリッジ1の揺動回数が所定値n0 以上であれば、このトナーカートリッジ1内のトナーは十分に攪拌され、解れていると考えられる。
制御装置95は、カウンタ102の計数結果nを取得し、揺動回数n1 として制御装置95のRAMに記憶する。計数結果n及び揺動回数n1 夫々は、工場出荷時には“0”である。
制御装置95は、計数部206のカウンタ102の計数結果nを取得し(S31)、得られた計数結果nが、制御装置95のRAMに記憶されている揺動回数n1 よりも大きいか否かを判定し(S32)、n≦n1 である場合は(S32でNO)、前回のS31の処理完了後にトナーカートリッジ1が揺動されていないか、又はリセットスイッチ100がオンであるため、処理をS31へ戻す。
n1 <n0 である場合(S34でNO)、制御装置95は、トナーカートリッジ1の揺動回数が不足しているため、トナーカートリッジ1を更に揺動させるべき回数(以下、残り回数という)n2 を算出する(S35)。具体的には制御装置95は、n0 からn1 を減算した結果を残り回数n2 に代入(即ちn2 ←n0 −n1 )してRAMに記憶させる。
このように、トナーカートリッジ1の揺動不足であれば、トナーカートリッジ1が作業者に対して警告表示を行なうため、作業者は、トナーカートリッジ1を揺動させる必要性を認識する。しかも、作業者がトナーカートリッジ1の揺動回数を正確に計数する必要はない。
トナーカートリッジ1を画像形成装置500本体に装着するよう指示された作業者は、トナーカートリッジ1を画像形成装置500本体に装着してから、トナーカートリッジ1のトナー供給口27を塞いでいるシール21を除去して、画像形成装置500本体の扉を閉める。
以上のようなトナーカートリッジ1を用いる場合、作業者は、トナーカートリッジ1を画像形成装置500本体に装着する前に、トナーカートリッジ1の揺動の必要性を認識する。このため、トナーカートリッジ1が揺動不足である場合に、画像形成装置500本体に一旦装着したトナーカートリッジ1を取り外して揺動してから再び装着する手間が省ける。
図8は、本発明の実施の形態3に係るトナーカートリッジが備える振り子の揺動方向を模式的に示す側面図であり、図9は、このトナーカートリッジに収容されているトナーの量の分布を模式的に示す側面図である。
本実施の形態のトナーカートリッジ1は、実施の形態1,2のトナーカートリッジ1と略同様の構成であるが、図8に示すように、振り子93が、トナーカートリッジ1の長手方向(図8中、矢符方向。以下、単に長手方向という)に沿う方向に揺動し、2個の接点94,94が長手方向に離隔配置されている。
その他、実施の形態1,2に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
作業者が、長手方向にトナーカートリッジ1を揺動し、揺動回数が所定値以上に達した場合、図9(b)に示すように、トナーカートリッジ1が収容しているトナーTの長手方向のトナー量の分布が均一になる。
図10は、本発明の実施の形態4に係るトナーカートリッジが備える振り子ユニットの構成を示す正面図であり、図11は、本発明の実施の形態4に係るトナーカートリッジが備える振り子ユニットの構成を示す側面図である。
本実施の形態のトナーカートリッジ1は、実施の形態1,2のトナーカートリッジ1と略同様の構成であるが、実施の形態1,2の振り子ユニット101の代わりに、振り子ユニット88が備えられている。
その他、実施の形態1,2に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。
また、トナーは自重によって凝縮するため、上下方向(図10中、白抜矢符方向)に揺動される必要がある。
従って、作業者は、トナーカートリッジ1を長手方向及び上下方向夫々に揺動する。
振り子90は、支点90aを中心に、錘90bが長手方向に往復移動して接点91,91に交互に接触し、更に、上下方向に往復移動して、上方に配された接点92と下方に配された受け皿89とに接触するよう構成されている。受け皿89は、振り子90の長手方向の揺動を案内する案内部として機能する。
振り子90及び接点91,91,92は夫々導電性を有し、支点90aと、接点91,91とはカウンタ102に接続されていて、錘90bが一方の接点91又は接点92に接触することによって支点90aと接点91又は接点92とが電気的に導通する。
なお、上下方向の揺動回数及び長手方向の揺動回数夫々を個別に計数して、各計数結果が所定値以上であるか否かを判定する構成でもよい。
100 リセットスイッチ(梱包検出手段)
102 カウンタ
206 計数部(計数手段)
28 制御部(制御手段,装置側判定手段)
29 表示部(装置側結果表示手段,装置側揺動表示手段)
500 画像形成装置
510 感光体ドラム(感光体)
513 転写器(転写手段)
528 現像器(現像手段)
90,93 振り子
91,92,94 接点
95 制御装置(判定手段)
96 表示パネル(結果表示手段,揺動表示手段)
S 記録用紙(記録シート)
T トナー
Claims (10)
- トナーを収容し、収容しているトナーが、揺動されることによって攪拌されるトナーカートリッジにおいて、
揺動された回数を計数する計数手段と、
梱包されていることを検出する梱包検出手段と
を備え、
前記計数手段は、前記梱包検出手段が、梱包されていることを検出している場合は、計数結果を“0”に維持するようにしてあることを特徴とするトナーカートリッジ。 - 前記計数手段は、
少なくとも一方向に揺動する振り子と、
該振り子が接触する接点と、
前記振り子が前記接点に接触した回数を計数するカウンタと
を有することを特徴とする請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 柱状であり、
前記振り子は、その長手方向に沿う方向に揺動するようにしてあることを特徴とする請求項2に記載のトナーカートリッジ。 - 前記振り子は、複数方向に揺動するようにしてあり、
前記接点は、前記振り子の複数の揺動方向夫々に対応して配置されていることを特徴とする請求項2に記載のトナーカートリッジ。 - 前記計数結果を表示する結果表示手段を更に備えることを特徴とする請求項1から4の何れかひとつに記載のトナーカートリッジ。
- 前記計数結果が所定値以上であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段が否と判定した場合に、揺動すべき旨を表示する揺動表示手段と
を更に備えることを特徴とする請求項1から5の何れかひとつに記載のトナーカートリッジ。 - 感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を顕像化する現像手段と、
該現像手段によって顕像化されたトナー像を記録シートに転写する転写手段と
を備え、
請求項1から6の何れかひとつに記載のトナーカートリッジが着脱可能に装着され、装着されたトナーカートリッジに収容されているトナーが前記現像手段へ供給される画像形成装置であって、
前記トナーカートリッジが有する計数手段の計数結果に基づいて、前記現像手段へのトナーの供給を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記計数結果が所定値以上であるか否かを判定する手段と、
該手段が否と判定した場合、前記供給を禁止する手段と
を有することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記計数結果を表示する装置側結果表示手段を更に備えることを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。
- 前記計数結果が所定値以上であるか否かを判定する装置側判定手段と、
該装置側判定手段が否と判定した場合に、トナーカートリッジを揺動すべき旨を表示する装置側揺動表示手段と
を更に備えることを特徴とする請求項7から9の何れかひとつに記載の画像形成装置。
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