JP2005077452A - 画像形成装置及びその駆動制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 異なる色の複数の画像形成部を有したカラー画像形成装置において、画像形成中の機内昇温による色ずれを高精度に低減することができるようにする。
【解決手段】 各色毎の感光ドラム101a、101b、101c、101dとレーザスキャナ102a、102b、102c、102d及び転写手段を有したカラー画像形成装置において、搬送ベルト103上に形成した色ずれ検出用のパターンを1対の光センサ106a、106bで検出して色ずれを検出し、色ずれの補正制御を行う。その際、画像形成部近傍に配置した温度センサ108の検出結果、もしくは装置本体内を冷却する冷却ファン107の状態変化に基づいて色ずれ補正制御を実行する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、カラープリンタ、カラー複写機等の画像形成装置、特に、複数の画像形成部を有する電子写真方式の画像形成装置及びその駆動制御方法に関するものである。
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を備え、中間転写ベルト上に順次異なる色の像を転写してプリント用紙上に一括転写する方式や、搬送ベルト上に保持されたプリント用紙上に順次異なる色の像を転写する方式など、各種提案されている。
また、これらのカラー画像形成装置においては、複数の画像形成部での各色毎の機械精度等の要因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動むらや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せずに、色ずれ(位置ずれ)を生じることが挙げられる。特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部を有する装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し、色ずれが発生する。
このような色ずれの例を図11に示す。同図において、201は本来の画像位置を示し、202a、202b、202c、202dは色ずれが発生している場合の画像位置を示している。また、(a)、(b)、(c)は走査方向に色ずれがある場合であるが、ここでは説明のため、2つの線を搬送方向に離して描いてある。
図11の(a)は走査線の傾きずれを示し、光学部と感光ドラム間に傾きがある場合等に発生する。例えば、光学部や感光ドラムの位置や、レンズの位置を調整することによって矢印方向に修正する。(b)は走査線幅のバラツキによる色ずれを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違い等によって発生する。光学部がレーザスキャナの場合に発生し易い。例えば、画像周波数を微調整(走査幅が長い場合は、周波数を速くする。)して、走査線の長さ変えることよって矢印方向に修正する。(c)は走査方向の書出し位置誤差を示す。例えば、光学部がレーザスキャナであれば、ビーム検出位置からの書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。(d)は用紙搬送方向の書出し位置誤差を示す。例えば、用紙先端検出からの各色の書出しタイミングを調整することによって矢印方向に修正する。
これら色ずれを修正するために、上記の搬送ベルト上に各色毎の色ずれ検出用パターンを形成し、これを搬送ベルト下流部の両サイドに設けられた1対の光センサで検出することにより、色ずれ量を検出して補正する色ずれ補正制御が行われている。
上記の色ずれ補正制御は、プリント動作中、定期的に実行する。これは、プリントを続けていくと、装置内の環境(温度、湿度等)が変化して、感光ドラム及び光学部内の反射ミラーの機械的変化により各色画像の主走査方向及び副走査方向位置、倍率、傾きが変化して色ずれが発生し、高精度な画質の画像が得られなくなるためである。
この色ずれ補正制御としては、色ずれの要因である機内昇温を検出し、機内温度を検出する温度検出センサの検出結果から温度変動量を算出し、その変動量が所定量を超えた場合に実行しているものがある(例えば、特許文献1参照。)。
また、上記機内昇温を低減するため、画像形成部を冷却するための冷却ファンを画像形成部近傍に配置し、機内温度に応じて冷却ファンを駆動させている。
特開平7−234612号公報
しかしながら、上記のような従来の画像形成装置にあっては、次のような問題点があった。
プリント中に冷却ファンが駆動した場合、複数の画像形成部全体が同時に冷却されるのではなく、冷却ファン近傍側の画像形成部から順に冷却されていく。このため、冷却の度合いが各色の画像形成部で異なると、感光ドラム及び光学部の機械的変化が各色で異なり、色ずれが発生する。また、機内昇温による色ずれを低減するために、色ずれ補正制御を実行する温度変動量の所定値条件を小さくした場合、プリント時に頻繁に色ずれ補正制御が実行され、ダウンタイムが大きくなってしまう。
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、画像形成中の機内昇温による色ずれを高精度に低減することができる画像形成装置及びその駆動制御方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置及びその駆動制御方法は次のように構成されている。
(1)異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、形成された画像を前記複数の画像形成手段を順次通過する無端状ベルト上もしくは該無端状ベルト上に保持されて搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に色ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記無端状ベルト上に形成されたパターンを検出して色ずれを検出する色ずれ検出手段と、前記色ずれ検出手段の検出結果から各色の色ずれを補正する色ずれ補正手段と、画像形成装置本体内を冷却する冷却手段とを有し、前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行するようにした。
(2)前記(1)において、色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から前記画像形成手段が所定ページ分実行した後とした。
(3)前記(1)において、色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から所定時間後とした。
(4)前記(1)ないし(3)いずれかにおいて、画像形成装置本体内の温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段の検出結果もしくは前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行するようにした。
(5)前記(1)ないし(4)いずれかにおいて、冷却手段は、前記画像形成手段の近傍に配置した。
(6)異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、形成された画像を前記複数の画像形成手段を順次通過する無端状ベルト上もしくは該無端状ベルト上に保持されて搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に色ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記無端状ベルト上に形成されたパターンを検出して色ずれを検出する色ずれ検出手段と、前記色ずれ検出手段の検出結果から各色の色ずれを補正する色ずれ補正手段とを有した画像形成装置の駆動制御方法において、画像形成装置本体内を冷却手段により冷却するとともに、前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行するようにした。
(7)前記(6)において、色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から前記画像形成手段が所定ページ分実行した後とした。
(8)前記(8)において、色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から所定時間後とした。
(9)前記(6)ないし(8)いずれかにおいて、画像形成装置本体内の温度を温度検出手段により検出し、前記温度検出手段の検出結果もしくは前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行するようにした。
(10)前記(6)ないし(9)いずれかにおいて、冷却手段により、前記画像形成手段の近傍の温度を検出するようにした。
本発明によれば、画像形成中に冷却手段の状態変化に基づいて色ずれ補正制御を実行することで、画像形成中の機内昇温に起因する色ずれを高精度に低減することができる。
また、本発明によれば、画像形成中に機内温度の検出結果もしくは冷却手段の状態変化に基づいて色ずれ補正制御を実行することで、冷却手段の状態変化が発生しない場合における機内昇温要因により発生する色ずれに対しても色ずれ補正制御を実行することが可能であり、画像形成中の機内昇温に起因する色ずれを高精度に低減することができる。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す斜視図であり、電子写真方式のカラー画像形成装置の概略構成を示している。本実施例では、4色すなわち、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各々の光学部(レーザスキャナ)と潜像形成媒体(感光ドラム)を有した複数(4つ)の画像形成手段を備えている。
同図において、101a、101b、101c、101dは静電潜像を形成するBlack(K)、Cyan(C)、Magenta(M)、Yellow(Y)の各色毎の感光ドラム、102a、102b、102c、102dは画像データに基づいて各々の感光ドラム上を露光して静電潜像を形成する各色毎のレーザスキャナ、103はプリント用紙を各色の画像形成部(画像形成手段)に順次搬送する転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルト、104は不図示のモータとギアなどで構成された駆動手段と接続されて搬送ベルト103を駆動する駆動ローラ、105は搬送ベルト103の移動に伴って回転し、かつ搬送ベルト103に一定の張力を付与する従動ローラである。
また、106a、106bは搬送ベルト103上に形成された色ずれ検出用のパターンを検出する1対の光センサ(色ずれ検出センサ)で、搬送ベルト103の主走査方向両端に設けられている。107は画像形成装置本体内を冷却して機内温度を低下させる冷却ファン(冷却手段)、108は機内温度を検出する温度センサ(温度検出手段)で、画像形成部近傍に配置されている。
図2は本実施例の制御系の構成を示すブロック図である。同図において、1は装置全体を制御管理するCPU、2はプリンタとPC(コンピュータ)との通信を司るホストI/F部、3はプリントデータ、各種パラメータ、各種情報等を保持するメモリ、4はPCからプリンタに送られたプリントデータをプリンタエンジンの方式に適したデータに変換する画像制御部、5は温度センサ108、光センサ106a、106b等により機内各部の状態を検出するためのセンサ制御部、6はプリンタエンジンのアクチュエータ類、レーザ、高圧電源等の駆動制御を司る駆動制御部である。
ここで、上記搬送ベルト106に色ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、そのパターンを光センサ106a、106bにより検出して色ずれを検出する色ずれ検出手段と、その色ずれ検出手段の検出結果から色ずれを補正する色ずれ補正制御手段がCPU1により構成され、上記温度センサ108の検出結果もしくは冷却ファン107の状態変化に基づいて色ずれ補正制御が実行されるようになっている。また、複数の画像形成部を順次通過する搬送ベルト103もしくは該搬送ベルト103上に保持されて搬送される記録材(用紙)に画像形成部の画像を転写する複数の転写手段が設けられている。
上記構成において、PCからプリントすべきデータがホストI/F部2を通ってプリンタに送られ、画像制御部4にてプリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了し、プリント可能状態になると、駆動制御部6により不図示のモータやギア等からなる駆動手段と接続された感光ドラム101a、101b、101c、101dや搬送ベルト103が駆動を開始する。そして、不図示の用紙カセットから用紙が供給されて搬送ベルト103に到達し、搬送ベルト103により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。この搬送ベルト103による用紙搬送とタイミングを合わせて、各色の画像信号がそれぞれのレーザスキャナ102a、102b、102c、102dに送られ、感光ドラム101a、101b、101c、101d上に静電潜像が形成され、更に不図示の現像器でトナーが現像され、転写部で用紙上に転写される。図1の構成では、Yellow、Magenta、Cyan、Blackの順に順次画像形成される。その際、センサ制御部5により装置内部の様子が監視され、CPU1により全体が制御される。
次に、本実施例の動作について説明する。図3の(a)、(b)は本実施例におけるカラー画像形成装置がプリント動作中の温度と色ずれ量の変動を示す図である。
プリントを開始すると、光学部、駆動部等の要因により機内温度が上昇し(G1)、色ずれが発生する(G3)。CPU1がセンサ制御部5を経由して機内温度が所定温度に到達したと判断すると、機内を冷却するため、冷却ファン107の駆動命令を駆動制御部6に送信する。これにより、駆動制御部6は冷却ファン107を駆動し、画像形成部を冷却する(G2)。冷却ファン107が駆動すると、冷却ファン107の近傍側から順に冷却されていく。冷却の度合いが各色の画像形成部で異なるため、感光ドラム及び光学部の機械的変化が各色で異なり、色ずれが発生する(G4)。このため、本実施例では色ずれの補正制御を行っている。
図4は実施例1の制御方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示す制御処理及び後述する図6〜図9のフローチャートに示す制御処理は、図2のCPU1によりあらかじめ記憶されたプログラムに従って実行されるものである。
プリント動作を開始すると、機内温度が上昇し、温度センサ108の検出値が所定値を超えた場合には、冷却ファン107を駆動(ON)する(ステップS101、S102)。冷却ファン107が駆動すると、プリント枚数カウント値A1を0に初期化する(ステップS103)。そして、冷却ファン107の駆動後、プリント枚数カウント値A1が閾値C1と一致するかを監視する(ステップS104、S111)。
プリント枚数カウント値A1が閾値C1と一致した場合は、色ずれ補正制御を実行する(ステップS105)。色ずれ補正制御実行後、プリント枚数カウント値A1が閾値C2と一致するかを監視する(ステップS106、S112)。プリント枚数カウント値A1が閾値C2と一致した場合は、再度色ずれ補正制御を実行する(ステップS107)。
色ずれ補正制御実行後、プリント枚数カウント値A1が閾値C3と一致するかを監視する(ステップS108、S113)。プリント枚数カウント値A1が閾値C3と一致した場合は、再度色ずれ補正制御を実行する(ステップS109)。
色ずれ補正制御実行後、冷却ファン107の停止(OFF)を監視し、停止した場合はステップS102に戻り、再度冷却ファン107の駆動開始を監視する(ステップS110)。
図5は上述の本実施例の制御方法を示すタイミングチャートである。上述の図4で要求されるタイミング(D1、D2、D3)において、色ずれ補正制御を順次実行する。このように、冷却ファン107の状態変化に基づいて色ずれ補正制御を実行することで、プリント中の機内昇温に起因する色ずれを高精度に低減することができる。
ここでは、実施例1と異なる点のみ説明する。実施例1においては、色ずれ補正制御の実行タイミングは冷却ファンの107駆動時からのプリント枚数で判断していたが、本実施例では冷却ファン107駆動時からの時間で補正制御を実行する。
図6は実施例2の制御方法を示すフローチャートである。
プリント動作を開始すると、機内温度が上昇し、温度センサ108の検出値が所定値を超えた場合には、冷却ファン107を駆動する(ステップS201、S202)。冷却ファン107が駆動すると、現在の時間カウント値A2を0に初期化する(ステップS203)。そして、冷却ファン107の駆動後、時間カウント値A2が閾値D1と一致するかを監視する(ステップS204、S211)。
時間カウント値A2が閾値D1と一致した場合は、色ずれ補正制御を実行する(ステップS205)。色ずれ補正制御実行後、時間カウント値A2が閾値D2と一致するかを監視する(ステップS206、S212)。時間カウント値A2が閾値D2と一致した場合は、再度色ずれ補正制御を実行する(ステップS207)。
色ずれ補正制御実行後、時間カウント値A2が閾値D3と一致するかを監視する(ステップS208、S213)。時間カウント値A2が閾値D3と一致した場合は、再度色ずれ補正制御を実行する(ステップS209)。
色ずれ補正制御実行後、冷却ファン107の停止を監視し、停止した場合はステップS202に戻り、再度冷却ファン107の駆動開始を監視する(ステップS210)。このように、冷却ファン107の駆動時からの経過時間で色ずれ補正制御を実行することで、プリント中の用紙サイズ長に影響されず、常に色ずれが発生するタイミングに色ずれ補正制御を実行することが可能となり、プリント中の機内昇温に起因する色ずれを高精度に低減することができる。
ここでは、実施例1、2と異なる点のみ説明する。実施例1及び実施例2では、色ずれ補正制御は冷却ファン107の状態変化に基づいて実行していたが、本実施例では、機内温度の検出結果もしくは冷却ファン107の状態変化に基づいて色ずれ補正制御を実行する。
図7は実施例3の制御方法を示すフローチャートである。
プリントが開始すると、後述の図8に示すサブルーチン1、図9に示すサブルーチン2を実行する(ステップS301、S302)。そして、サブルーチン1、サブルーチン2からの色ずれ補正制御実行要求を監視する(ステップS303)。
色ずれ補正制御実行要求が発生した場合は、色ずれ補正制御を実行する(ステップS304)。そして、色ずれ補正制御の実行後、温度センサ108の検出温度TをT0に格納し、プリント終了かを確認する(ステップS305、S306)。プリントが終了していない場合はステップS303に戻り、再度色ずれ補正制御実行要求を監視する。プリントが終了した場合はサブルーチン1、サブルーチン2を停止し、プリントを終了する(ステップS307、S308)。
図8は上述のサブルーチン1の冷却ファン107の状態変化に基づいた制御方法を示すフローチャートである。
図7のステップ302でサブルーチン1が実行されると、冷却ファン107の駆動を監視する(ステップS3101、S3102)。冷却ファン107が駆動すると、現在の時間カウント値A3を0に初期化する(ステップS3103)。そして、冷却ファン107の駆動後、時間カウント値A3が閾値E1と一致するかを監視する(ステップS3104、S3111)。時間カウント値A3が閾値E1と一致した場合は、色ずれ補正制御を実行する(ステップS3105)。
色ずれ補正制御実行後、時間カウント値A3が閾値E2と一致するかを監視する(ステップS3106、S3112)。時間カウント値A3が閾値E2と一致した場合は、再度色ずれ補正制御を実行する(ステップS3107)。
色ずれ補正制御実行後、時間カウント値A3が閾値E3と一致するかを監視する(ステップS3108、S3113)。時間カウント値A3が閾値E3と一致した場合は、再度色ずれ補正制御を実行する(ステップS3109)。色ずれ補正制御実行後、冷却ファン107の停止を監視し、停止した場合はステップS3102に戻り、再度冷却ファン107の駆動開始を監視する(ステップS3110)。
図9はサブルーチン2の温度センサ108の検出結果に基づいた制御方法を示すフローチャートである。
プリントが開始すると、種々の要因により機内が昇温するので、色ずれ補正制御実行時の温度センサ108の検出温度からの温度変動量|T−T0|が閾値Tr以上か否かを監視する(ステップS3201、S3202)。そして、温度変動量|T−T0|が閾値Tr以上になると色ずれ補正制御を実行し(ステップS3203)、以後ステップS3202〜S3203の動作を順次繰り返す。
図10は上述の実施例3の制御方法を示すタイミングチャートである。上述の図7、図8のフローチャートで各々要求されるタイミングにおいて、色ずれ補正制御を順次実行する。このように、機内温度の検出結果もしくは冷却ファン107の状態変化に基づいて色ずれ補正制御を実行することで、冷却ファン107の状態変化が発生しない場合の機内昇温要因で発生する色ずれに対しても色ずれ補正制御を実行することが可能となり、プリント中の機内昇温に起因する色ずれを高精度に低減することができる。
また、検出結果もしくは冷却ファン各々から要求された色ずれ補正制御の実行タイミングが近傍にある場合は、いずれか一方のタイミングにおいてのみ色ずれ補正制御を実行することで、プリント中の色ずれ補正制御によるダウンタイムを低減することができる。
なお、上述の実施例1では、冷却ファン107の状態変化からのプリント数で色ずれ補正制御実行を判断しているが、プリントした紙長の累積で判断しても良い。また、各色毎の画像を形成する部分と形成しない部分に応じた「1」、「0」のドット毎のピクセル信号をカウントして各色毎に色ずれ補正制御を実行するタイミングを決定しても良い。
また、冷却ファン107の状態変化に基づいたタイミングでの色ずれ補正制御の実行回数を3回としているが、1回以上であれば回数は特定しない。
また、冷却手段として冷却ファン107を挙げたが、機内を冷却できる手段であれば、他の構成でも良い。
本発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置を始め、複数の画像形成部を有した画像形成装置に広く適用することができる。
本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す斜視図 本発明の実施例の制御系の構成を示すブロック図 実施例における温度と色ずれ量の変動を示す図 実施例1の制御方法を示すフローチャート。 実施例1の制御方法を示すタイミングチャート 実施例2の制御方法を示すフローチャート 実施例3の制御方法を示すフローチャート 実施例3の冷却ファンの状態変化に基づいた制御方法を示すフローチャート 実施例3の温度センサの検出結果に基づいた制御方法を示すフローチャート 実施例3の制御方法を示すタイミングチャート 色ずれを示す説明図
符号の説明
101a 感光ドラム
101b 感光ドラム
101c 感光ドラム
101d 感光ドラム
102a レーザスキャナ
102b レーザスキャナ
102c レーザスキャナ
102d レーザスキャナ
103 搬送ベルト
104 駆動ローラ
105 従動ローラ
106a 光センサ
106b 光センサ
107 冷却ファン
108 温度センサ

Claims (10)

  1. 異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、形成された画像を前記複数の画像形成手段を順次通過する無端状ベルト上もしくは該無端状ベルト上に保持されて搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に色ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記無端状ベルト上に形成されたパターンを検出して色ずれを検出する色ずれ検出手段と、前記色ずれ検出手段の検出結果から各色の色ずれを補正する色ずれ補正手段と、画像形成装置本体内を冷却する冷却手段とを有し、
    前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から前記画像形成手段が所定ページ分実行した後とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から所定時間後とすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記画像形成装置本体内の温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段の検出結果もしくは前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行することを特徴とする請求項1ないし3いずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記冷却手段は、前記画像形成手段の近傍に配置されていることを特徴とする請求項1ないし4いずれかに記載の画像形成装置。
  6. 異なる色の画像を形成する複数の画像形成手段と、形成された画像を前記複数の画像形成手段を順次通過する無端状ベルト上もしくは該無端状ベルト上に保持されて搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、前記無端状ベルト上に色ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記無端状ベルト上に形成されたパターンを検出して色ずれを検出する色ずれ検出手段と、前記色ずれ検出手段の検出結果から各色の色ずれを補正する色ずれ補正手段とを有した画像形成装置の駆動制御方法において、
    画像形成装置本体内を冷却手段により冷却するとともに、前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行するようにしたことを特徴とする画像形成装置の駆動制御方法。
  7. 前記色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から前記画像形成手段が所定ページ分実行した後とすることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置の駆動制御方法。
  8. 前記色ずれ補正手段の実行タイミングは、前記冷却手段の状態変化時点から所定時間後とすることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置の駆動制御方法。
  9. 前記画像形成装置本体内の温度を温度検出手段により検出し、前記温度検出手段の検出結果もしくは前記冷却手段の状態変化に基づいて前記色ずれ補正手段による色ずれ補正を実行するようにしたことを特徴とする請求項6ないし8いずれかに記載の画像形成装置の駆動制御方法。
  10. 前記冷却手段により、前記画像形成手段の近傍の温度を検出するようにしたことを特徴とする請求項6ないし9いずれかに記載の画像形成装置の駆動制御方法。
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