JP2008292925A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】濃度調整を、生産性の低下を抑制しつつ精度良く実施することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】キャリブレーションモードにおいては、転写ベルト3の表面に担持される画像40のピッチ(第1ピッチB)が転写ベルト3の周長Rの1/3の長さに設定されている((a)参照)。通常時における転写ベルト3の表面に担持される画像40のピッチ(第2ピッチA)は、第1ピッチBよりも狭く設定されている。
【選択図】図3

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関して、特に、フルカラーの画像を形成することのできるカラー画像形成装置に関する。
カラー画像形成装置において、キャリブレーション(濃度調整)は色味を合わせる重要な役割をしている。このため、濃度調整の補正精度の向上が必要であるとともに、生産性をダウンさせずに濃度調整を実施することが要求されている。
カラー画像形成装置における濃度調整は、連続印刷の間に転写ベルトに形成される各色のトナーパッチの測定濃度に基づいて実施される。かかる濃度調整においては、中間転写ベルトの表面性のばらつきが測定精度に影響を与えることを防止するために、トナーパッチ形成前およびトナーパッチ形成後において中間転写ベルトの同じ位置を濃度測定し、そのトナーパッチ形成前後の濃度を差分することで、トナーパッチの濃度を算出している(たとえば特許文献1)。
特開2000−221738号公報
しかしながら、中間転写ベルト上の同じ位置の濃度を、センサによって複数回測定するためには、中間転写ベルトを必要以上に回転させなければならず、濃度調整のために多大な時間を要する。このため、連続印刷の速度が低下し、画像形成装置の生産性がダウンしてしまう。
そこで、この発明は、濃度調整を、生産性の低下を抑制しつつ精度良く実施することができる画像形成装置を提供することを主たる目的とする。
前記の目的を達成するための請求項1記載の発明は、画像形成ユニット(2)と、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙(P)を搬送する搬送手段(26)とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像(40)を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置(1)において、前記画像形成ユニットは、用紙に転写すべき連続する画像を、予め定めるピッチでその表面に担持する回転体(3)と、濃度調整時において、前記回転体の表面上の予め定める測定位置(31,32,33,34)に対し、画像と画像との間で、濃度検出用画像を形成する濃度検出用画像形成手段(9,11,13,15)と、前記濃度検出用画像の濃度、および前記濃度検出用画像が形成される前の前記測定位置の濃度を測定する測定手段(8)と、前記測定手段によって測定された前記濃度検出用画像の濃度を、前記測定手段によって測定された前記測定位置の濃度に基づいて補正する手段(30)と、前記補正された濃度検出用画像の濃度を、予め設定された基準濃度と比較して、前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する手段(30,10,12,14,16)と、前記濃度調整時において、前記濃度検出用画像の形成前の前記測定位置が画像と画像との間に位置するように、前記回転体に担持される画像のピッチを、前記回転体の周長のm/n倍(m,nは整数)の長さである第1のピッチに設定する手段(30)と、前記濃度調整時を除いて、前記回転体に担持される画像のピッチを、前記第1のピッチよりも狭い第2のピッチに設定する手段(30)とを有することを特徴とする、画像形成装置である。
なお、括弧内の数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
請求項2記載の発明は、前記画像形成ユニットは、前記画像を形成するための感光体ドラム(4,5,6,7)をさらに含み、前記回転体は、前記感光体ドラムによって連続的に形成された画像を一時的に担持する無端状の転写ベルト(3)であることを特徴とする、請求項1記載の画像形成装置である。
請求項3記載の発明は、前記画像形成ユニットは、カラー画像形成ユニット(2)であって、前記濃度検出用画像形成手段は、互いに異なる複数の色の濃度検出用画像を形成するものであり、前記回転体の表面には、形成される濃度検出用画像の色に対応する複数の測定位置(31,32,33,34)が形成されており、第1の色用の測定位置(31,32)と第2の色用の測定位置(33,34)とは、前記回転体の回転方向に、前記第1のピッチのs倍(sは整数)だけずれていることを特徴とする、請求項1または2記載の画像形成装置である。
画像のピッチとは、回転体の表面に担持される連続画像のある画像の終端から次の画像の終端までの距離をいう。
請求項1記載の発明によれば、濃度調整時においては回転体の表面に第1のピッチで画像が連続して担持され、濃度調整時以外のときには回転体の表面に、第1のピッチよりも狭い第2のピッチで画像が連続して担持される。
回転体の表面の予め定める測定位置に濃度検出用画像が形成され、この濃度検出用画像の濃度と測定位置の下地の濃度とを測定し、これらの測定値により補正後の濃度検出用画像の濃度が求められる。画像のピッチが第1のピッチに設定されているので、測定位置の下地の濃度を測定した後、回転体をm周だけ回転させれば、測定位置は再び画像と画像との間に位置する。このため、濃度検出用画像の濃度および測定位置の下地の濃度を適切に求めることができる。また、回転体を何周も回転させることなく測定位置および濃度検出用画像の濃度を測定することができるために、濃度調整を比較的短い時間で実施することができる。
濃度調整時以外のときに画像のピッチが狭く設定されているので、連続印刷に要する時間が短くなる。濃度調整時以外では、画像のピッチを回転体の周長のm/n倍の長さに設定する必要がないので、画像のピッチを第1のピッチよりも狭くしても、とくに不具合は生じない。これにより、濃度調整を、生産性の低下を抑制しつつ精度良く実施することができる。
請求項2記載の発明によれば、無端状の転写ベルトの予め定める測定位置に濃度検出用画像が形成されて、この濃度検出用画像の濃度と転写ベルトの下地の濃度とを測定することによって、濃度検出用画像の補正後の濃度が求められる。
請求項3記載の発明によれば、第1の色用の測定位置と第2の色用の測定位置とを、第1のピッチのs倍だけずらして設けているので、第1の色用の測定位置を画像と画像との間に位置させれば、第2の色用の測定位置も画像と画像との間に位置するようになる。このため、回転体を何周も回転させることなく、複数の異なる色に関して、下地の濃度と検出用画像の濃度とを測定することができる。これにより、複数の色の濃度調整を、生産性の低下を抑制しつつ精度良く実施することができる。
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタ1の要部構成を図解的に示す断面図である。カラープリンタ1は、カラー画像を形成するためのタンデム型の画像形成ユニット2を備えている。
この画像形成ユニット2には、転写ベルト3と、転写ベルト3の表面を清掃するためのクリーニング装置28と、転写ベルト3の移動方向24に沿って転写ベルト3に接するように配列されたマゼンタ用の感光体ドラム4、シアン用の感光体ドラム5、イエロー用の感光体ドラム6およびブラック用の感光体ドラム7とが設けられている。さらに、転写ベルト3の移動方向24から見て、ブラック用の感光体ドラム7の下流側には、濃度検出用画像であるトナーパッチ41〜44(図3参照)の濃度を測定するための濃度センサ8が配置されている。
マゼンタ用の感光体ドラム4には、当該感光体ドラム4の周面に形成された静電潜像をマゼンタのトナーで現像するためのマゼンタ現像器9、および、この感光体ドラム4の周面を帯電させるためのマゼンタ用帯電器10が隣設されている。同様に、シアン用の感光体ドラム5には、静電潜像をシアンのトナーで現像するためのシアン現像器11、および、この感光体ドラム5の周面を帯電させるためのシアン用帯電器12が隣設されている。イエロー用の感光体ドラム6には、静電潜像をイエローのトナーで現像するためのイエロー現像器13、およびこの感光体ドラム6の周面を帯電させるためのイエロー用帯電器14が隣設されている。ブラック用の感光体ドラム7には、静電潜像をブラックのトナーで現像するためのブラック現像器15、およびこの感光体ドラム7の周面を帯電させるためのブラック用帯電器16が隣設されている。さらに、各感光体ドラム4〜7の周面に担持される各トナー像を転写ベルト3に転写するために、各感光体ドラム4〜7の周面には、転写ベルト3を隔てて転写ローラ17,18,19,20が配置されている。
転写ベルト3は、駆動ローラ21および従動ローラ22間に張設されており、テンションローラ23によって所定の張力が与えられている。転写ベルト3は、移動方向24に向けて移動し、このため、4つの感光体ドラム4〜7は、それぞれ、図1において反時計周りに回転する。
各感光体ドラム4〜7は、帯電器10,12,14,16によって、その周面がそれぞれ予め定める電位に帯電され、そこにLSU(レーザースキャニングユニット)等により原稿画像に対応した画像が書き込まれ、それによって静電潜像が形成される。その静電潜像は、現像器9,11,13,15によって互いに異なる色のトナー像にそれぞれ現像される。そして、各色のトナー像は、転写ローラ17〜20によって転写ベルト3上に一旦担持されて、転写ベルト3上で、各トナー像が重ね合わされる。
一方で、用紙Pは、複数枚の用紙Pを収容可能な図示しないカセットから、図示しない引出ローラで引き出される。搬送ローラ26によって、画像形成ユニット2に向けて複数枚の用紙Pが所定の間隔をあけて搬送される。この画像形成ユニット2に搬送される用紙Pに対して、転写ベルト3に一旦担持されたトナー像が転写ローラ27によって転写される。
制御部30は、各感光体ドラム4〜7、各現像器9,11,13,15、各帯電器10,12,14,16および各転写ローラ17〜20による画像形成動作を制御する。また、制御部30は搬送ローラ26を含む搬送機構を制御する。さらに、濃度センサ8の検出出力は、制御部30に与えられるようになっており、これにより、制御部30は、濃度検出用画像であるトナーパッチ41〜44の濃度の測定を行うことができる。
この実施形態にかかるカラープリンタ1では、画像の色味を合わせるための濃度調整処理(キャリブレーション処理)が用意されている。キャリブレーション処理は、カラープリンタ1の生産性をダウンさせることのないように、連続印字動作の間に実施される。連続印字動作は、制御部30の図示しないメモリに印刷ジョブがあることを条件として開始される。
図2は、カラープリンタ1における連続印字動作の一例を示すフローチャートである。 図3は、転写ベルト3上に担持される画像を模式的に示す図である。図3(a)は通常時における転写ベルト3を示し、図3(b)は後述するキャリブレーションモード時における転写ベルト3を示している。
連続印字動作が開始されると、制御部30は、画像形成の対象となる画像40のサイズおよび向きを認識し(ステップS1)、その画像のサイズおよび向きに基づいて、画像40のピッチ(画像40の終端から次の画像40の終端までの距離)を通常時におけるピッチ(第2ピッチA)およびキャリブレーションモードにおけるピッチ(第1ピッチB)を設定する(ステップS2)。第2ピッチAは第1ピッチBよりも狭く設定されている。画像40のサイズが「A4」で、その向きが「ヨコ」である場合には、第2ピッチAとしてたとえば270mm(用紙40の幅210mm、用紙40間の間隔60mm)を例示することができる。また、この場合の第1ピッチBとしてたとえば300mm(用紙40の幅210mm、用紙40間の間隔90mm)を例示することができる。
その後、印字動作が実施される(ステップS3)。この印字動作は1つの印刷ジョブの印字が終了するまで連続して実行される(ステップS4,S5)。ステップS3の印字動作では、画像40(図4参照)は、転写ベルト3の表面に連続して担持される。通常時には、制御部30は、当該画像40と前の画像40とのピッチが第2ピッチAとなるように、各感光体ドラム4〜7、各現像器9,11,13,15および各帯電器10,12,14,16による画像形成動作を制御する(ステップS3,図3(a)参照)。したがって、通常時において、転写ベルト3の表面に連続して担持される画像40のピッチは第2ピッチAとなる。
図3(a)に示すRは、無端状の転写ベルト3の周長である。この周長Rとして、たとえば900mmを例示することができる。言い換えれば、第1ピッチBは、周長Rの1/3の長さに設定されている。
印刷ジョブの印字が終了するまでに、印字枚数が所定枚数に到達したとき(たとえば前回のキャリブレーション処理終了からの印字枚数が所定枚数に到達したとき)には(ステップS5でYES)、連続印字動作と並行してキャリブレーション処理が実行されるキャリブレーションモードに突入する。
図4は、キャリブレーションモードにおいて実行される印字動作およびキャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。
キャリブレーションモードにおける印字動作では、制御部30は、前の画像40とのピッチが第1ピッチBとなるように、各感光体ドラム4〜7、各現像器9,11,13,15および各帯電器10,12,14,16を制御して、画像40を形成する(ステップS13,図3(b)参照)。このため、転写ベルト3に連続して担持される画像40のピッチは第1ピッチBとなる。この第1ピッチBで連続する画像40と画像40との間に、濃度検出用画像であるトナーパッチ41〜44が形成される。これらのトナーパッチ41〜44は転写ベルト3の表面の予め定められた測定位置31〜34に形成される。なお、印字動作はキャリブレーション処理が終了するまで続行される(ステップS20)。
そして、トナーパッチ41〜44を形成するタイミングとなったときには(ステップS11でYES)、制御部30は各感光体ドラム4〜7、各現像器9,11,13,15および各帯電器10,12,14,16を制御して、測定位置31〜34にトナーパッチ41〜44を形成させる(ステップS12)。
図3(b)を参照して、トナーパッチ41,42,43、44は、それぞれ、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナーパッチである。マゼンタのトナーパッチ41は、画像のマゼンタ濃度を測定するためのものである。シアンのトナーパッチ42は、画像のシアン濃度を測定するためのものである。イエローのトナーパッチ43は、画像のイエロー濃度を測定するためのものである。ブラックのトナーパッチ44は、画像のブラック濃度を測定するためのものである。
転写ベルト3には、測定位置31と測定位置32とが、転写ベルト3の回転方向24に沿って並設されている。また、測定位置31と間隔Cを隔てた後方には、測定位置33が設けられている。この測定位置33には、測定位置34が、転写ベルト3の回転方向24に沿って並設されている。測定位置32および測定位置34も、間隔Cを隔てて設けられている。この間隔Cは、第1ピッチBと同じ長さに設定されている。言い換えれば、マゼンタおよびシアンの測定位置31,32と、イエローおよびブラックの測定位置33,34とが第1ピッチB分ずれている。
マゼンタのトナーパッチ41は測定位置31に形成される。シアンのトナーパッチ42は測定位置32に形成される。イエローのトナーパッチ43は測定位置33に形成される。また、ブラックのトナーパッチ44は、測定位置34に形成される。
この実施形態では、各トナーパッチ41〜44の濃度を測定するだけでなく、各トナーパッチ41〜44が形成される転写ベルト3表面の測定位置31〜34の下地濃度も測定し、各トナーパッチ41〜44の濃度の測定値を下地濃度の測定値を用いて補正している。そのため、転写ベルト3の表面の汚れ(ノイズ)の影響をほとんど受けることなく、各トナーパッチ41〜44の濃度を求めることができる。各測定位置31〜における下地の濃度の測定は、トナーパッチ41〜44が形成される前に実施される。
キャリブレーションモードにおける転写ベルト3の表面に担持される画像40のピッチ(第1ピッチ)が転写ベルト3の周長Rの1/3の長さであるので、各測定位置31〜34が画像40と画像40との間に位置している場合には、転写ベルト3が1周回転させたときには、各測定位置31〜34が、再び、画像40と画像40との間に位置している。このため、濃度検出用画像の濃度および測定位置の下地の濃度を適切に求めることができる、また、転写ベルト3を何周も回転させることなく各測定位置31〜34およびトナーパッチ41〜44の濃度を測定することができるために、濃度調整を比較的短い時間で実施することができる。
転写ベルト3の測定位置31〜34が濃度センサ8に対向したとき(ステップS14)、下地濃度が測定済みか否かが調べられ、下地濃度が未だ測定されていない場合には(ステップS15でNO)、測定位置31〜34の下地の濃度が濃度センサ8によって測定される(ステップS16)。また、下地濃度が既に測定済みである場合には(ステップS15でYES)、トナーパッチ41〜44の濃度が濃度センサ8によって測定される(ステップS17)。
そして、制御部30は、トナーパッチ41〜44の測定値と下地の測定値とを差分し(ステップS18)、トナーパッチ41〜44の濃度を算出する。そして、制御部30は、各色(マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック)のトナーパッチ41〜44の濃度に基づいて、画像形成ユニット2の出力条件を変更する(ステップS19)。この画像形成ユニット2の出力条件の変更として、たとえば、対応する色の帯電器10,12,14,16の帯電電圧の調整を例示することができる。画像形成ユニット2の出力条件の変更後、キャリブレーション処理は終了し(ステップS20でYES)、キャリブレーションモードから退避して通常時に戻り、印刷ジョブが終了するまで印字動作が続行される。この通常時の印字動作では、画像形成された画像40が、転写ベルト3の表面に第1ピッチBよりも狭い第2ピッチAで連続して担持される。
以上により、この実施形態によれば、濃度調整時においては転写ベルト3の表面に第1ピッチBで画像40が連続して担持され、通常時には転写ベルト3の表面に、第1ピッチBよりも狭い第2ピッチAで画像40が連続して担持される。
通常時以外では、画像40のピッチ(第2ピッチA)が比較的狭く設定されているので、連続印字処理に要する時間を短くすることができる。これにより、濃度調整を、生産性の低下を抑制しつつ精度良く実施することができる。
また、転写ベルト3の表面におけるマゼンタおよびシアンの測定位置31,32と、イエローおよびブラックの測定位置33,34とが、第1ピッチBだけずれているので、すべての色の測定位置31〜34が画像40と画像40との間に位置するようになる。このため、転写ベルト3を何周も回転させることなく、複数の異なる色に関して、トナーパッチ41〜44と、測定位置31〜34の下地の濃度とを測定することができる。これにより、複数の色の濃度調整を、生産性の低下を抑制しつつ精度良く実施することができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の説明では、第1ピッチBを、転写ベルト3の周長Rの1/3の長さに設定する場合について説明したが、たとえば、第1ピッチBを、周長Rの5/16の長さ(たとえば281.3mm)に設定することもできる。かかる場合には、測定位置31〜34が画像40と画像40との間に位置してから、次に測定位置31〜34が画像40と画像40との間に位置するまで、転写ベルト3を5周回転させる必要がある。
また、画像のサイズおよびその向きとして、「A3タテ」、「A4タテ」、「A5ヨコ」のサイズを用いることもできる。「A3タテ」の場合には、第1ピッチBおよび第2ピッチAの組合せを、たとえば、484.6mm(周長Rの7/13の長さ、用紙の縦420mm、用紙間の間隔64.6mm)、480mm(用紙の縦420mm、用紙間の間隔60mm)とすることができる。「A4タテ」の場合には、第1ピッチおよび第2ピッチの組合せを、たとえば、360mm(周長Rの2/5の長さ、用紙の縦298mm、用紙間の間隔62mm)、358mm(用紙の縦298mm、用紙間の間隔60mm)とすることができる。「A5ヨコ」の場合には、第1ピッチおよび第2ピッチの組合せを、たとえば、210mm(周長Rの7/30の長さ、用紙の縦149mm、用紙間の間隔61mm)、209mm(用紙の縦149mm、用紙間の間隔60mm)とすることができる。
さらに転写ベルト3の表面におけるマゼンタおよびシアンの測定位置31,32と、イエローおよびブラックの測定位置33,34との間隔Cが第1ピッチBであるとして説明したが、間隔Cは第1ピッチBのs倍(sは整数)であればよい。
また、測定位置31〜34が、それぞれ間隔Cを隔てて設けられていてもよい。
さらに、前述の実施形態では、帯電器10,12,14,16の帯電電圧を調整することにより、各トナー像のトナー量を制御するようにしたが、トナー量の制御はこれ以外にも、現像器9,11,13,15の現像ローラに与える現像バイアスや、露光器の露光強度、転写電圧等を調整することにより行うことができる。また、トナー量の制御は、画像形成制御だけでなく、たとえば画像制御階調などの画像処理に関するパラメータの制御により実現することも可能である。
また、濃度センサ8は、転写ベルト3の表面の下地およびトナーパッチ41〜44ではなく、感光体ドラム4〜7の周面の表面の下地およびその表面に形成されたトナーパッチの濃度を測定するものであってもよいし、用紙P上の下地およびその用紙P上に形成されたトナーパッチの濃度を検出するものであってもよい。
前述の説明では、画像形成装置としてカラープリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、モノクロのプリンタにも適用でき、また、複写機や複合機などの他の画像形成装置にも適用できる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
この発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの内部構成を図解的に示す断面図である。 カラープリンタにおける連続印刷制御の一例を示すフローチャートである。 転写ベルト上に担持される画像を模式的に示す図である。(a)は、通常時における転写ベルトを示し、(b)は、後述するキャリブレーションモード時における転写ベルトを示している。 キャリブレーションモードにおいて実行される印字動作およびキャリブレーション処理の一例を示すフローチャートである。
符号の説明
1 カラープリンタ(画像形成装置)
2 画像形成ユニット
3 転写ベルト
4,5,6,7 感光体ドラム
8 濃度センサ
9,11,13,15 現像器
10,12,14,16 帯電器(濃度調整手段)
17,18,19,20 転写ローラ
30 制御部
31,32,33,34 測定位置
40 画像
41,42,43,44 トナーパッチ(濃度検出用画像)
P 用紙

Claims (3)

  1. 画像形成ユニットと、この画像形成ユニットに対して、所定の間隔をあけて間欠的に複数枚の用紙を搬送する搬送手段とを有し、搬送される複数枚の用紙に対して画像形成ユニットで形成される画像を連続的に転写する連続印刷処理のできる画像形成装置において、
    前記画像形成ユニットは、
    用紙に転写すべき連続する画像を、予め定めるピッチでその表面に担持する回転体と、
    濃度調整時において、前記回転体の表面上の予め定める測定位置に対し、画像と画像との間で、濃度検出用画像を形成する濃度検出用画像形成手段と、
    前記濃度検出用画像の濃度、および前記濃度検出用画像が形成される前の前記測定位置の濃度を測定する測定手段と、
    前記測定手段によって測定された前記濃度検出用画像の濃度を、前記測定手段によって測定された前記測定位置の濃度に基づいて補正する手段と、
    前記補正された濃度検出用画像の濃度を、予め設定された基準濃度と比較して、前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度を前記基準濃度とするように調整する手段と、
    前記濃度調整時において、前記濃度検出用画像の形成前の前記測定位置が画像と画像との間に位置するように、前記回転体に担持される画像のピッチを、前記回転体の周長のm/n倍(m,nは整数)の長さである第1のピッチに設定する手段と、
    前記濃度調整時を除いて、前記回転体に担持される画像のピッチを、前記第1のピッチよりも狭い第2のピッチに設定する手段とを有することを特徴とする、画像形成装置。
  2. 前記画像形成ユニットは、前記画像を形成するための感光体ドラムをさらに含み、
    前記回転体は、前記感光体ドラムによって連続的に形成された画像を一時的に担持する無端状の転写ベルトであることを特徴とする、請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記画像形成ユニットは、カラー画像形成ユニットであって、
    前記濃度検出用画像形成手段は、互いに異なる複数の色の濃度検出用画像を形成するものであり、
    前記回転体の表面には、形成される濃度検出用画像の色に対応する複数の測定位置が形成されており、
    第1の色用の測定位置と第2の色用の測定位置とは、前記回転体の回転方向に、前記第1のピッチのs倍(sは整数)だけずれていることを特徴とする、請求項1または2記載の画像形成装置。
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