JP2008158459A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数色の現像剤のうち最も残量の多い色の現像剤を用いて走行ベルトの走行速度を測定することのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】残量検出センサにより検出された(ステップS1)トナー収容部各々のトナー残量に基づいて,最もトナー残量の多い一つの前記トナー収容部を特定する(ステップS2)。そして,その特定されたトナー収容部に対応する一つの画像形成ユニットを用いて中間転写ベルトにパッチ画像を形成する(ステップS3)。その後,その形成されたパッチ画像を中間転写ベルトの走行方向における複数の画像形成ユニットの後段で検出し(ステップS5),その検出結果に基づいて中間転写ベルトの走行速度を算出する(ステップS7)。
【選択図】図3

Description

本発明は,異なる色に対応する複数の画像形成ユニットで形成された複数のトナー像を順次重ね合わせることによりカラー画像を形成する画像形成装置に関し,特に,カラー画像が転写される中間転写ベルトや,カラー画像が転写される用紙を搬送する用紙搬送ベルトなどの走行ベルトの走行速度を測定するための技術に関するものである。
異なる色に対応する複数の画像形成ユニットを有するカラープリンタ等の画像形成装置では,その各色の画像形成ユニットで形成されたトナー像を順次重ねることによりカラー画像が形成される。このようなカラー対応の画像形成装置では,カラー画像の色ずれを防止するために,各色のトナー像を正確に重ねる必要がある。そのため,一般にカラー対応の画像形成装置では,各色の画像形成ユニットによるトナー像の形成位置などを調整する色ずれ補正処理が行われる。
この色ずれ補正処理では,まず,カラー画像が形成される中間転写ベルトや用紙に,色ずれ量検出用のテストパターン画像が形成される。そして,そのテストパターン画像の検出結果によって各色の色ずれ量が検出される。そして,その色ずれ量に基づいて各色の画像形成ユニットによるトナー像の形成位置などが調整されることにより色ずれが補正される。
このとき,色ずれ補正処理では,中間転写ベルトや用紙を搬送する用紙搬送ベルトなど(以下,「走行ベルト」と総称する)の現状の走行速度が正確にわかっていなければ,色ずれ量を正確に検出することができない。そのため,色ずれ補正処理に先立って現状の走行ベルトの走行速度が測定される(例えば,特許文献1参照)。
特許文献1では,複数の画像形成ユニットのうちのいずれか一つの特定の画像形成ユニットを用いて走行速度測定用のパッチ画像を走行ベルトに形成し,その走行ベルトに形成されたパッチ画像の検出結果に基づいて現状の走行ベルトの速度を測定することが記載されている。
特開2005−309050号公報
しかしながら,前記特許文献1では,走行ベルトの走行速度の測定時に,予め定められた特定の画像形成ユニットが用いられるため,その画像形成ユニットに対応する色のトナーが偏って消費されることになるという問題がある。例えば,その特定の画像形成ユニットに対応する色のトナーの残量がわずかである場合にも,そのトナーを用いて走行ベルトの走行速度の測定が行われることにより,トナー切れが生じるおそれがある。このように印刷実行時以外にトナー切れが生じれば,ユーザに違和感を与えてしまうことになる。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,複数色の現像剤のうち最も残量の多い色の現像剤を用いて走行ベルトの走行速度を測定することのできる画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は,異なる色の現像剤を収容する複数の現像剤収容部と,前記現像剤収部各々の現像剤の残量を検出する現像剤残量検出手段と,前記現像剤収容部各々に収容された現像剤を用いて現像剤像を形成する複数の画像形成手段と,複数の前記画像形成手段の近傍に配置され,所定の駆動手段から伝達される駆動力により走行する走行ベルトと,を備えてなる画像形成装置に適用されるものであって,まず,前記現像剤残量検出手段により検出された前記現像剤収容部各々の現像剤の残量に基づいて,最も現像剤の残量の多い一つの前記現像剤収容部を特定する。そして,その特定された前記現像剤収容部に対応する一つの前記画像形成手段を用いて前記走行ベルト或いは該走行ベルトで搬送される用紙にパッチ画像を形成する。その後,その形成されたパッチ画像を前記走行ベルトの走行方向における複数の前記画像形成手段の後段で検出し,その検出結果に基づいて前記走行ベルトの走行速度を測定する。なお,前記パッチ画像検出手段は,例えば前記現像剤の濃度を検出する濃度検出手段を用いて前記パッチ画像を検出するものである。
このように構成された画像形成装置では,前記走行ベルトの走行速度の測定時に最も残量の多い色の現像剤を用いて,即ち最も使用頻度が少ない色の現像剤を用いて前記走行ベルトの走行速度が測定される。これにより,例えば,最も使用頻度の少ない前記現像剤収容部で現像剤が固まってしまうことを防止することができる。また,印刷実行時以外に現像剤切れが生じてユーザに違和感を与えることもない。
具体的に,前記画像形成手段が所定の像担持体に光を照射することにより該像担持体に静電潜像を形成する露光装置を有する画像形成装置における前記走行ベルトの走行速度の測定手法としては,前記像担持体における前記露光装置による光の照射位置から前記走行ベルト或いは前記用紙との接触位置までの距離と,前記走行ベルトにおける前記接触位置から前記パッチ画像検出手段による検出位置までの距離と,前記露光装置によって前記像担持体に光が照射されてから前記パッチ画像検出手段によって前記パッチ画像が検出されるまでの時間と,に基づいて前記走行ベルトの速度を検出することが考えられる。
このような構成では,複数の前記画像形成手段各々における前記接触位置から前記パッチ画像検出手段による検出位置までの距離を記憶させておくことにより,複数の前記画像形成手段のいずれを用いても,前記走行ベルトの走行速度を検出することが可能である。
本発明によれば,前記走行ベルトの走行速度の測定時に最も残量の多い色の現像剤を用いて,即ち最も使用頻度が少ない色の現像剤を用いて前記走行ベルトの走行速度が測定される。これにより,例えば,最も使用頻度の少ない前記現像剤収容部で現像剤が固まってしまうことを防止することができる。また,印刷実行時以外に現像剤切れが生じてユーザに違和感を与えることもない。
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施の形態に係るカラープリンタXの概略構成を示すブロック図。図2は前記カラープリンタXの画像形成部5の模式図,図3は前記カラープリンタXにおいて実行される走行速度測定処理の手順の一例を説明するためのフローチャートである。
まず,図1を用いて,本発明の実施の形態に係るカラープリンタXの概略構成について説明する。なお,前記カラープリンタXは,本発明に係る画像形成装置の一例に過ぎず,複写機やファクシミリ装置,複合機なども本発明に係る画像形成装置に該当する。
図1に示すように,前記カラープリンタXは,CPU(演算装置)やROM,RAM等の制御機器を有してなり前記ROMに格納された所定のプログラムに従った処理を実行することにより当該カラープリンタXを統括的に制御する制御部1と,当該カラープリンタXにおいて各種の情報の表示や入力操作を行うための液晶ディスプレイ,タッチパネルなどの操作表示部2と,パーソナルコンピュータ等の情報処理装置Yとの間でLAN10を介してデータ通信を行うためのデータ通信部3と,前記データ通信部3で受信された画像データなどを記憶する画像メモリ4と,前記画像メモリ4に記憶された画像データに基づいて不図示の給紙カセットから供給された用紙に画像を形成する画像形成部5と,前記画像形成部5に設けられた後述の中間転写ベルト61(図2参照)上に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度検出センサ6と,を備えて概略構成されている。
前記濃度検出センサ6は,後述の中間転写ベルト61(図2参照)の走行方向(図示する矢印方向R1)における前記感光体ドラム53a〜53dの後段に設けられている。前記濃度検出センサ6は,前記中間転写ベルト61上に形成されたCMYK各々のトナー像に対してLED等によって光を照射したときの反射光量をフォトダイオード等を用いて検出してデータ化し,前記制御部1に入力するものである。そして,前記制御部1では,前記濃度センサ6から入力されたCMYK各々のトナー像の反射光量に基づいて濃度が求められる。具体的には,前記中間転写ベルト61上にトナー像が存在する場合の正反射光量とトナー像が存在する場合の拡散反射光量の差分から濃度を検出する。なお,このトナー像の濃度は,例えば濃度補正処理などに用いられる。
次に,図1のブロック図及び図2の模式図を用いて,前記画像形成部5の構成について説明する。
図1及び図2に示すように,前記画像形成部5は,シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),ブラック(K)の各色に対応して設けられた四つの画像形成ユニット50a〜50d(画像形成手段の一例)と,前記画像形成ユニット50a〜50d各々に対応して設けられ,異なる色のトナー(現像剤)を収容する四つのトナー収容部55a〜55d(現像剤収容部の一例)と,前記トナー収容部55a〜55d各々に収容されたトナーの残量を検出する残量検出センサ56a〜56d(現像剤残量検出手段の一例)と,中間転写装置60と,転写ローラ70と,を備えて概略構成されている。なお,前記残量検出センサ56a〜56dで検出された前記トナー収容部55a〜55d各々のトナー残量は,前記制御部1に入力される。
図2に示すように,前記画像形成ユニット50a〜50dは,帯電装置51a〜51dにより所定の電位に一様に帯電される四つの感光体ドラム53a〜53d(像担持体の一例)と,前記感光体ドラム53a〜53dに光を照射することにより該感光体ドラム53a〜53dの表面上に静電潜像を形成する露光装置52a〜52dと,前記感光体ドラム53a〜53dの表面上に形成された静電潜像を前記トナー収容部55a〜55d(図1参照)から供給される各色のトナーによりトナー像として現像(可視像化)する現像装置54a〜54dと,を備えている。
また,前記中間転写装置60は,図2に示すように,前記感光体ドラム53a〜53dの下方近傍に設けられて該感光体ドラム53a〜53dに形成されたトナー像が順次合成されて転写される中間転写ベルト61と,前記中間転写ベルト61に接触して配設されて不図示のDCモータ等から伝達される回転力で図示する矢印R2方向に回転することにより,前記中間転写ベルト61を図示する矢印R1方向に走行させる駆動ローラ62(所定の駆動手段の一例)と,同じく前記中間転写ベルト61に接触して配設され周知のテンション機構によって前記中間転写ベルト61を所定のテンションで張架した状態に支持するテンションローラ63と,前記中間転写ベルト61の走行に従って回転する従動ローラ64と,を備えている。なお,前記感光体ドラム53a〜53d各々は,該感光体ドラム53a〜53d各々に対応して設けられた不図示の一次転写ローラとの間で前記中間転写ベルト61を圧接しながら回転することによって,該中間転写ベルト61にトナー像を転写する。このとき,前記感光体ドラム53a〜53dは,前記中間転写ベルト61と略同じ速さで回転する。
前記転写ローラ70は,前記従動ローラ64と共に前記中間転写ベルト61を挟持しており,該中間転写ベルト61と用紙とを圧接させた状態で回転することにより,その用紙に前記中間転写ベルト61上に形成されたトナー像を転写するものである。
ところで,前述したように,前記カラープリンタXのような画像形成装置では,前記制御部1によって,前記中間転写ベルト61に形成されるカラー画像の色ずれを補正するための色ずれ補正が実行される。当該色ずれ補正は周知技術であるため詳細な説明は省略するが,簡単には,前記画像形成ユニット50a〜50d各々によって前記中間転写ベルト61に色ずれ量検出用のテストパターン画像を形成し,そのテストパターン画像の検出結果に基づいて色ずれを検出するものである。
この色ずれ補正を正確に行うためには,予め前記中間転写ベルト61の走行速度が正確にわかっている必要がある。しかしながら,前記中間転写ベルト61の走行速度は,使用環境(温度や湿度など)や経年劣化により変化する。そのため,色ずれ補正を行う際には,現状の前記中間転写ベルト61の正確な走行速度を測定することが望ましい。また,現状の前記中間転写ベルト61の走行速度は,例えば前記中間転写ベルト61の速度を一定に維持するための制御などにも用いられる。
本発明の実施の形態に係る前記カラープリンタXでは,前記制御部1によって後述の走行速度測定処理(図3のフローチャート参照)が実行されることにより,前記中間転写ベルト61の走行速度が測定される。
前記カラープリンタXでは,前記中間転写ベルト61の走行速度を測定するための情報として,前記画像形成ユニット50a〜50d各々における前記露光装置52a〜52dの照射位置P1から前記濃度検出センサ6までの間の距離に関する情報(以下,「距離情報」という)が,前記制御部1のROMに予め記憶されている。なお,前記距離情報は,不図示のメモリやハードディスクなどに記憶されていてもよい。
本実施の形態では,図2に示すように,前記画像形成ユニット50aに関する前記距離情報として,前記感光体ドラム53aにおける前記露光装置52aによる光の照射位置P1から前記中間転写ベルト61との接触位置P2までの距離と,前記中間転写ベルト61における前記接触位置P2から前記濃度検出センサ6による検出位置P3までの距離とに関する情報が記憶されている場合について説明する。ここで,前記感光体ドラム53aにおける前記照射位置P1から前記接触位置P2までの距離は,該感光体ドラム53aと略同じ速さで回転する前記中間転写ベルト61上の距離に置き換えて考えることが可能である。
また,他の画像形成ユニット50b〜50dに対応する前記距離情報も同様である。即ち,前記制御部1のROMには,前記感光体ドラム53a〜53dにおける前記露光装置52a〜52dによる光の照射位置から前記中間転写ベルト61との接触位置までの距離と,前記中間転写ベルト61における前記接触位置から前記濃度検出センサ6による検出位置までの距離とが,予め記憶されている。なお,前記距離情報が,前記照射位置P1及び前記接触位置P2の間の距離と,前記接触位置P2及び前記検出位置P3の間の距離との和(図2に太線矢印で示す距離L)に関する情報であることも他の実施例として考えられる。
以下,図3のフローチャートに従って,前記カラープリンタXにおいて前記制御部1によって実行されるベルト走行速度測定処理の手順の一例について説明する。ここに,以下に示すS1,S2…は処理手順(ステップ)番号を表す。当該ベルト走行速度測定処理は,例えば色ずれ補正が行われる前に前記制御部1によって実行され,処理はステップS1から開始される。
まず,ステップS1では,前記制御部1によって前記残量検出センサ56a〜56dが制御されることにより,前記トナー収容部55a〜55d各々のトナー残量が検出される。
次に,ステップS2では,前記制御部1によって,前記ステップS1で検出された前記トナー収容部55a〜55d各々の残量に基づいて,最もトナー残量の多い一つのトナー収容部が特定される。ここに,かかる特定処理を実行するときの前記制御部1が最多残量現像剤収容部特定手段に相当する。以下,このステップS2において,前記画像形成ユニット50aに対応するトナー収容部55aが,最もトナー残量が多いトナー収容部であると特定された場合を例に挙げて説明する。
続いて,ステップS3では,前記ステップS2において特定された前記トナー収容部55aに対応する前記画像形成ユニット50aが前記制御部1によって制御されることにより,該画像形成ユニット50aによって前記中間転写ベルト61に走行速度測定用のパッチ画像が形成される。ここに,かかる処理を実行するときの前記制御部1がパッチ画像形成処理手段に相当する。具体的には,前記画像形成ユニット50aの前記露光装置52aから前記感光体ドラム53aへの露光によって該感光体ドラム53aに形成された静電潜像が,前記トナー収容部55aを用いる前記現像装置54aによって現像される。即ち,前記ステップS3では,最もトナー残量の多いトナー収容部を用いて前記パッチ画像が形成される。なお,前記パッチ画像は,例えば色ずれ補正で用いられる色ずれ量検出用のテストパターン画像と同じものであってもよい。
また,前記ステップS3と略並行して実行されるステップS4では,前記ステップS3における前記露光装置52aから前記感光体ドラム53aへの露光の開始,即ち前記感光体ドラム53aへのパッチ画像の静電潜像の形成時からの経過時間のカウントが,前記制御部1によって開始される。
そして,ステップS5では,前記ステップS3で前記中間転写ベルト61に形成されたパッチ画像が,前記中間転写ベルト61の走行方向における前記感光体ドラム53a〜53dの後段に設けられた前記濃度検出センサ6で検出されたか否かが前記制御部1によって判断される。ここに,かかる処理を実行するときの前記制御部1がパッチ画像検出手段に相当する。
このように,前記カラープリンタXでは,前記濃度検出センサ6が,前記中間転写ベルト61上のパッチ画像を検出するために兼用される。したがって,部品点数を増加させる必要はない。もちろん,前記濃度検出センサ6とは別に,前記パッチ画像検出用のセンサを設けてもかわまわない。
そして,前記ステップS5において,前記濃度検出センサ6でパッチ画像が検出されたと判断された場合には(S5のYes側),処理はステップS6に移行する。なお,前記濃度検出センサ6でパッチ画像が検出されるまでの間は(S5のNo側),処理はステップS5に戻り,前記ステップS4で開始された経過時間のカウントが継続される。
ステップS6では,前記制御部1によって,前記ステップS4で開始された経過時間のカウントが終了され,前記露光装置52aの露光開始から前記濃度検出センサ6によるパッチ画像検出までの経過時間が確定される。
そして,ステップS7では,前記制御部1によって,前記制御部1のROMに記憶された前記距離情報及び前記ステップS6で確定された経過時間に基づいて,前記中間転写ベルト61の走行速度が算出される。即ち,前記感光体ドラム53aにおける前記露光装置52aによる光の照射位置P1から前記中間転写ベルト61との接触位置P2までの距離と,前記中間転写ベルト61における前記接触位置P2から前記濃度検出センサ6による検出位置P3までの距離と,前記経過時間とに基づいて算出される。具体的には,前記照射位置P1及び前記接触位置P2の間の距離と,前記接触位置P2及び前記検出位置P3の間の距離との和を距離L(図2に示す太線)とすると,(距離L)/(経過時間)を演算することによって前記中間転写ベルト61の走行速度が算出される。ここに,かかる処理を実行するときの前記制御部1が走行速度測定手段に相当する。
以上,説明したように,前記カラープリンタXでは,前記中間転写ベルト61の走行速度の測定時に最も残量の多い色のトナーを用いて,即ち最も使用頻度が少ない色のトナーを用いて前記中間転写ベルト61の走行速度が測定される。これにより,例えば,最も使用頻度の少ないトナー収容部で現像剤が固まってしまうことを防止することができる。また,印刷実行時以外に現像剤切れが生じてユーザに違和感を与えることもない。
また,前記中間転写ベルト61の走行速度の測定精度を向上させるために,前記走行速度測定処理を複数回実行して,その複数の走行速度測定処理において測定された速度の平均値を算出することも他の実施例として考えられる。もちろん,一回の前記走行速度測定処理において複数のパッチ画像を形成して,その複数のパッチ画像各々に基づいて測定される速度の平均値を算出してもよい。
ところで,前記中間転写ベルト61の走行速度を測定するための手法としては,従来周知の他の手法を用いてもかまわない。例えば,前記中間転写ベルト61上に複数のパッチ画像を形成し,そのパッチ画像各々の間の距離及び時間に基づいて測定することが可能である。
具体的には,前記感光体ドラム53aの一周ごとに二つのパッチ画像を形成し,前記濃度検出センサ6を用いてその二つのパッチ画像の検出時間の差を測定することが考えられる。この場合には,その二つのパッチ画像の間の距離は,前記感光体ドラム53aの外周距離となる。したがって,(感光体ドラム53aの外周距離)/(二つのパッチ画像の検出時間の差)を算出することにより,前記中間転写ベルト61の走行速度を検出することができる。
なお,本実施の形態では,前記中間転写ベルト61に一次転写されたトナー像が用紙に二次転写される方式の画像形成装置について説明したが,前記画像形成ユニット50a〜50dで形成されたトナー像を直接用紙に転写する方式の画像形成装置についても同様に本発明を適用することができる。即ち,前記中間転写ベルト61に換えて,前記画像形成ユニット50a〜50dから用紙にトナー像が転写される際に該用紙を載置して搬送する用紙搬送ベルト(走行ベルトの一例)の走行速度の測定に適用することが可能である。具体的には,前記用紙搬送ベルトで搬送される用紙に前記パッチ画像を形成すればよい。但し,この場合には,前記パッチ画像を検出するためのセンサ(例えば前記濃度検出センサ6)を,前記用紙搬送ベルトの走行方向における前記画像形成ユニット50a〜50dの後段であって,且つ,前記用紙の通過可能な位置に設ける必要がある。もちろん,用紙が載置されていない前記用紙搬送ベルトに直接前記パッチ画像を形成して,該用紙搬送ベルトの走行速度を測定してもかまわない。
本発明の実施の形態に係るカラープリンタの概略構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態に係るカラープリンタの画像形成部の模式図。 本発明の実施の形態に係るカラープリンタにおいて実行されるベルト走行速度測定処理の手順の一例を説明するためのフローチャート。
符号の説明
X…カラープリンタ(画像形成装置の一例)
1…制御部
2…操作表示部
3…データ通信部
4…画像メモリ
5…画像形成部
50a〜50d…画像形成ユニット(画像形成手段の一例)
51a〜51d…帯電装置
52a〜52d…露光装置
53a〜53d…感光体ドラム(像担持体の一例)
54a〜54d…現像装置
55a〜55d…トナー収容部(現像剤収容部の一例)
56a〜56d…残量検出センサ(現像剤残量検出手段の一例)
6…濃度検出センサ(濃度検出手段の一例)
70…転写ローラ
S1,S2,〜…処理手順(ステップ)番号

Claims (3)

  1. 異なる色の現像剤を収容する複数の現像剤収容部と,前記現像剤収部各々の現像剤の残量を検出する現像剤残量検出手段と,前記現像剤収容部各々に収容された現像剤を用いて現像剤像を形成する複数の画像形成手段と,複数の前記画像形成手段の近傍に配置され,所定の駆動手段から伝達される駆動力により走行する走行ベルトと,一つの前記画像形成手段を用いて前記走行ベルト或いは該走行ベルトで搬送される用紙にパッチ画像を形成するパッチ画像形成処理手段と,前記パッチ画像形成処理手段によって形成されたパッチ画像を前記走行ベルトの走行方向における複数の前記画像形成手段の後段で検出するパッチ画像検出手段と,前記パッチ画像検出手段による検出結果に基づいて前記走行ベルトの走行速度を測定する走行速度測定手段と,を備えてなる画像形成装置であって,
    前記現像剤残量検出手段により検出された前記現像剤収容部各々の現像剤の残量に基づいて,最も現像剤の残量の多い一つの前記現像剤収容部を特定する最多残量現像剤収容部特定手段を備えてなり,
    前記パッチ画像形成処理手段が,前記最多残量現像剤収容部特定手段によって特定された前記現像剤収容部に対応する一つの前記画像形成手段を用いて前記パッチ画像を形成してなることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記パッチ画像検出手段が,前記現像剤の濃度を検出する濃度検出手段を用いて前記パッチ画像を検出するものである請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記画像形成手段が,所定の像担持体に光を照射することにより該像担持体に静電潜像を形成する露光装置を有してなり,
    前記走行速度測定手段が,前記像担持体における前記露光装置による光の照射位置から前記走行ベルト或いは前記用紙との接触位置までの距離と,前記走行ベルトにおける前記接触位置から前記パッチ画像検出手段による検出位置までの距離と,前記露光装置によって前記像担持体に光が照射されてから前記パッチ画像検出手段によって前記パッチ画像が検出されるまでの時間と,に基づいて前記走行ベルトの速度を検出するものである請求項1又は2のいずれかに記載の画像形成装置。
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