JP2012128367A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 感光体ドラム駆動用モータの起動電流ピークの重なりを防ぎ、各色感光体ドラムを迅速に望ましい回転位相の関係にしつつ、感光体ドラムの局所的な摩耗を防止しようとした時に、感光体ドラムの局所的な摩耗を最小限にできていなかった。
【解決手段】 感光体ドラムの停止時に、起動時とは回転位相をずらして停止させる制御において、感光体ドラムの回転位相1周期をNで分割したときに、停止位置のずらし量をNの約数でない素数とする。
【選択図】 図8

Description

本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
近年、カラー画像形成装置は、画像形成速度の高速化に伴い、複数の感光体に対し複数の光学装置より光ビームをそれぞれ独立に走査し、複数の現像手段により各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を中間転写ベルト上で重ね合わせて、最後に用紙へ転写する。或いは、各色のトナー像を転写ベルト上の転写材に重ね合わせて転写することにより画像形成する方法が用いられている。
このような方式(以下、インライン方式)では、複数の感光体及び複数の光学装置を用いるため、4色のトナーの色ずれが発生しやすいという問題がある。色ずれについては各色感光体ドラムの回転位相の関係を望ましい状態に合わせることにより相対的な色ずれを減少させる工夫がなされてきた。
また、感光体ドラム上には、クリーニング装置、帯電ローラなどが所定の圧接状態で当接されている。感光体ドラムの起動、停止を行う際、これら当接されている装置との擦れにより、感光体ドラム表面は摩耗してしまう問題があり、感光体ドラムの摩耗を防止する工夫がなされてきた。
例えば、特許文献1では、各色感光体ドラムの回転位相を検知する位相検知センサーを設け、感光体ドラムの停止時は、起動時とは異なる回転位相で感光体ドラムが停止するように、感光体ドラム駆動用モータを停止する制御を行っている。これにより、感光体ドラムの局所的な 摩耗を防止している。また、各色感光体ドラムの起動時は、停止時における各色感光体ドラムの位相関係を元に、回転位相の関係が望ましい状態に合うように時間をずらして感光体ドラム駆動用モータを起動するようにしている。これにより、感光体ドラム駆動用モータの起動電流ピークの重なりを防ぎつつ、AC成分の色ずれを減少させている。
特許文献2では、感光体ドラムの停止時のずらす量について、感光体に当接している装置とのニップ幅よりも大きい値にする条件A、及び、360の約数でない整数という条件B、の両方を満たす値にする提案がなされている。これにより、特許文献2では、感光体の局所的な摩耗を防止している。
特開2010−002754 特開2007−232894
しかしながら、上記従来例の画像形成装置では、次のような課題がある。
感光体ドラムの停止時は、起動時とは異なる位相角度で感光体ドラムが停止するように、感光体ドラム駆動用モータを制御しているが、例えば、感光体ドラムで位相角度が120°ずれるように制御した場合、停止位置が3ヶ所に限定される。これは、感光体ドラムの局所的な摩耗を早めることになる。
また、感光体ドラムの停止位置が同じ位相角度になる頻度をより少なくする為に、ずらす角度を360の約数でない整数にした場合、起動停止を360回繰り返すまでの間に、同じ位相角度になる事もある。例えば、図15に示す如く、ずらす角度を87°とした場合、図16のように、起動停止を360回行うまでに、3回停止する位相角度と、停止しない位相角度があり、停止位置を均等に分散出来ていない為、感光体ドラムの局所的な摩耗が発生する可能性がある。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像を担持する回転体と、前記回転体上の表面に当接してニップを形成する当接体と、前記回転体を駆動する回転体駆動モータと、前記回転体の回転位相を検知する回転位相検知手段と、前記回転体を所定の回転位相でモータを停止させる停止手段と、前記回転体の停止時に起動時とは所定のずらし量だけ回転位相をずらして停止させる停止位置ずらし制御手段を有する画像形成装置において、前記回転体の回転位相1周期をNで分割したときに360°/Nを1単位として、前記停止位置ずらし制御手段のずらし量を、Nの約数でない素数となる360°/N単位の値とすることを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、感光体ドラムの局所的な摩耗を効果的に防止することができる。
実施例1〜3に係る画像形成装置の概略断面の一例を示す図 実施例1〜3に係る感光体クリーナ構成を示す図 実施例1〜3に係る感光体駆動全体構成を示す図 実施例1〜3に係る感光体ギアの構成を示す図 実施例1〜3に係る制御構成のブロック図 実施例1〜3に係る感光体停止時のタイミングチャート 実施例1〜3に係る感光体起動時のタイミングチャート 実施例1に係る停止位置ずらし制御の概念図 実施例1に係る感光体停止処理のフローチャート 実施例1に係る停止位置を示す表 実施例2に係る感光体停止処理のフローチャート 実施例2に係る停止位置を示す表 実施例3に係る感光体停止処理のフローチャート 実施例3に係る停止位置を示す表 課題に係る停止位置ずらし制御の概念図 課題に係る停止位置を示す表
[実施例1]
本発明に係る実施形態について説明する。
[画像形成装置の概略構成]
図1は本発明に係るインライン方式のカラー画像形成装置の全体を示す構成図である。まず同図を用い、画像形成装置の構成について説明する。インライン方式のカラー画像形成装置はイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナーを重ねあわせることでフルカラー画像を出力できるように構成されている。そして各色の画像形成のために、レーザスキャナ(11Y、11M、11C、11K)とカートリッジ(12Y、12M、12C、12K)が備えられている。カートリッジ(12Y、12M、12C、12K)は、図中矢印の方向に回転する感光体(13Y、13M、13C、13K)が含まれる。この感光体はトナー像を担持する回転体として機能する。また、感光体(13Y、13M、13C、13K)に接するように設けられた感光体クリーナ(14Y、14M、14C、14K)、帯電ローラ(15Y、15M、15C、15K)が含まれる。また現像ローラ(16Y、16M、16C、16K)も含まれる。
更に各色の感光体(13Y、13M、13C、13K)には中間転写ベルト17が接して設けられ、この中間転写ベルト17を挟み、対向するように一次転写ローラ(18Y、18M、18C、18K)が設置されている。また中間転写ベルト17にはベルトクリーナ19が設けられ、掻き取った廃トナーが収納される廃トナー容器20も設置されている。
また用紙21を格納するカセット22には、カセット22内にある用紙21の位置を規制するサイズガイド23、及びカセット22内の用紙21の有無を検出する用紙有無センサー24が設けられている。
用紙21の搬送路には給紙ローラ25、分離ローラ26a、26b、レジローラ27が設けられ、レジローラ27の用紙搬送方向下流側近傍にレジセンサー28が設けられている。中間転写ベルト17と接するように二次転写ローラ29、そして二次転写ローラ29の後段に定着器30が設置されている。
次に電子写真プロセスについて説明する。カートリッジ(12Y、12M、12C、12K)内の暗所にて、感光体(13Y、13M、13C、13K)表面を帯電ローラ(15Y、15M、15C、15K)で均一に帯電させる。
次にレーザスキャナ(11Y、11M、11C、11K)により画像データに応じて変調したレーザ光を感光体(13Y、13M、13C、13K)表面に照射する。これにより、レーザ光が照射された部分の帯電電荷が除去され、感光体(13Y、13M、13C、13K)表面に静電潜像を形成する。現像ローラ(16Y、16M、16C、16K)では帯電したトナーを静電潜像に付着させることで、各色のトナー画像を感光体(13Y、13M、13C、13K)表面に形成する。そしてそれぞれ感光体(13Y、13M、13C、13K)表面上に形成されたトナー画像を一次転写ローラ(18Y、18M、18C、18K)により中間転写ベルト17に順次重ね合わせるように転写する。一方、カセット22内の用紙21は給紙ローラ25により搬送され、用紙21が複数枚装填されている場合は、分離ローラ26a、26bにより、用紙21が一枚だけレジローラ27へ搬送される。次に中間転写ベルト17上のトナー画像をレジローラ27で搬送された用紙21に二次転写ローラ29で転写する。最後に用紙21上のトナー画像は定着器30により定着され、画像形成装置外に排出される。
[感光体クリーニング装置]
図2は、感光体13に対する、感光体クリーナ14の拡大模型図である。クリーニングブレード14aの先端側エッジ部を感光体13に対して画像形成時の正回転方向に対してカウンターに当接させて、感光体13とクリーニングブレード14a(当接体)でニップを形成している。画像形成時に、感光体上(回転体上)の残トナーは、クリーニングブレード14aによって感光体表面上から除去されて、感光体クリーナ貯留部14bに貯留される。
[感光体駆動構成]
次に図3を用いて本発明に係る、感光体駆動の構成について説明する。
図3において感光体(13Y、13M、13C、13K)と感光体ギア(31Y、31M、31C、31K)は図示しないカップリングによって常に同一の位相で接続されている。ブラック用の感光体ギア31K及びシアン用の感光体ギア31Cには、それぞれブラック用のモータ32K及びシアン用のモータ32Cが接続されている。このモータが回転体である感光体を駆動する為の回転体駆動モータとして機能する。そしてマゼンタ用の感光体ギア31Mは中間ギア33Mを介してシアン用の感光体ギア31Cに接続されており、イエロー用の感光体ギア31Yは中間ギア33Yを介してマゼンタ用の感光体ギア31Mに接続されている。すなわちモータ32Cはシアン用の感光体13C、マゼンタ用の感光体13M、イエロー用の感光体13Yを駆動する。更にシアン用の感光体ギア31C、マゼンタ用の感光体ギア31M、及びイエロー用の感光体ギア31Yは、相対的な色ずれが低減できる望ましい回転位相の関係で取りつけられている。
以上のような、各感光体の構成をとることで、ブラックの感光体13K及びシアンの感光体13Cの位相関係を調整することで、色ずれの低減された感光体間の関係が成立する。従って、以後の説明では、感光体13Y、13M、13C、13Kの位相を調整する場合に、感光体13Cと感光体13Kの位相を調整するものとして説明を行っていく。
[位相検知方法]
次に図4を用いて本発明に係る位相検知方法について説明する。
図4はブラック用の感光体ギア31K、及びシアン用の感光体ギア31Cを3方向から見た図である。図4(a)は側面から見た図、図4(b)は斜面から見た図、図4(c)は正面から見た図である。ブラック用の感光体ギア31K、及びシアン用の感光体ギア31Cにはそれぞれスリット板34K、及びスリット板34Cが設けられている。スリット板34K、及びスリット板34Cにはそれぞれ、スリット35K、及びスリット35Cが設けられている。発光部と受光部からなる位相検知センサー36K、位相検知センサー36Cがこれらスリット35K、スリット35Cをそれぞれ検出することで、感光体13K、及び感光体13Cの位相を検知することができる。この位相検知センサ36が回転位相検知手段として機能する。そして、この検知した検知信号はCPU42に伝達される。
以後では、感光体ギア31K及び感光体ギア31Cを同一の型で製造した場合、即ち、スリット35K、スリット35Cと感光体13K、感光体13Cの位相関係は同一であるものとして説明する。
[制御構成のブロック図]
次に図5を用いて本発明に係る制御構成ブロックについて説明する。
CPU42はROM43、RAM44、不揮発性メモリ45、モータ駆動部50、位相検知センサー36K、位相検知センサー36Cと接続されている。そして、ROM43に格納されたプログラムコード及び各種テーブルに基づき、RAM44を作業領域に用いて制御を実施する。
モータ駆動部50がモータ32Kとモータ32Cの起動停止及び回転速度を制御する為の駆動制御信号を出力する。そして、FGパルス信号により、モータ32Kとモータ32Cの回転速度をモータ駆動部50へ伝達する。CPU42はモータ駆動部50を用いてモータ32K、モータ32Cの起動停止動作を行う。
[感光体位相合わせ起動制御]
次に感光体13Cと感光体13Kの位相関係を合わせるための感光体起動制御について説明する。まず、モータ32Kを先に起動する。感光体13Kの停止位置と、感光体13Cの停止位置に応じて、モータ32Kの起動開始から所定時間経過後にモータ32Cを起動する。各モータ32の起動から目標回転速度到達までの加速度及び時間は一定であることから、各感光体13の停止位置の位相差を考慮してモータ32Cを起動することにより、各モータ13起動後の感光体13Kと感光体13Cの位相関係を合わせることが可能である。
図6に感光体起動制御のタイミングチャートの一部を示す。モータ32K起動開始からディレイ時間Td経過後にモータ32Cを起動することにより、両モータ32が目標回転速度に到達後に感光体13K及び感光体13Cの位相関係が合う状態となる。ディレイ時間Tdは、起動電流の重なりを回避する為に、モータ32Kの起動電流のピーク時間Tpより大きな値になるように制御する。
[感光体位相合わせ停止制御、停止位置ずらし制御]
次に図7を用いて、感光体位相合わせ停止制御を説明する。感光体13Kと感光体13Cを停止させる時、CPU42は、位相検知センサー36Cと位相検知センサー36Kを用いてスリット35Cとスリット35Kを検出する。そして、スリット検出のタイミングを基準として、モータ32Cとモータ32Kを停止するまでの時間Tc、Tkを算出し、算出した時間経過後からモータを減速開始して停止することにより、所定の感光体回転位相において感光体を停止させる。
ここで、本発明の特徴である、感光体ドラムの回転位相1周期をNで分割したときに、ずらし量をNの約数でない素数とする事について、Nを360とし、360の約数でない素数である89をずらし量とした場合について説明する。本実施例において89は、感光体13とクリーニングブレード14aのニップ幅よりも大きな移動量を得られる値である。
図8のように、起動、停止する毎に停止する位相位置を89ずらしていく為に、図9のフローチャートを用いて停止処理を説明する。
まず、CPU42は、停止位相位置カウンタDを不揮発メモリから読み出す(S201)。停止位置位相カウンタDは、回転位相1周期をNで分割したときに、360°/Nを1単位とした値を保持するカウンタである。図5のカウンタの値はCPU42が更新可能な形態で不揮発性メモリ45に記憶されている。
CPU42は、位相検知センサー36によるスリット検出を待機する(S202)。そしてCPU42はスリット検出を示すスリット検出信号を認識すると停止位相位置カウンタDを時間に換算する(S203)。そして、CPU42は求めた時間の間ウェイトする(S204)。引き続きCPU42は、S205で求めた時間をウェイト後、モータの減速を開始する(S205)。このS204、S205の処理により、感光体(回転体)の停止時に起動時とは所定のずらし量だけ回転位相をずらして停止させることができる。
そしてCPU42は、モータ停止後、停止位相位置カウンタDを89カウントアップする(S206)。CPU42は、停止位相位置カウンタDが360以上になっているか判断し(S207)、超えている場合は、Dを360減算する(S208)。そしてCPU42は、停止位相位置カウンタD(制御情報に相当)を不揮発性メモリに記録し保存する(S209)。
起動、停止を360回繰り返した時に、停止する位相位置がどうなるかを示した表が図10(a)である。これを位相位置でソートすると図10(b)となる。起動停止360回の間に各々の位相位置に1度だけ停止している事になる。つまり、同じ位相位置に停止する頻度を最小にする事が可能となり、感光体ドラムの局所的な摩耗が発生する可能性を最小限にする事が可能となる。
なお、本実施例では、感光体停止時の回転位相位置を360箇所で制御するとした場合について説明したが、100箇所、720箇所など、任意のN箇所で制御する場合も、ずらし量をNの約数でない素数とする事で同様の効果が得られる。
[実施例2]
本実施例でも、実施例1の図1〜7で示した画像形成装置のシステム構成が使用される。従って、共通の構成、制御については説明を省略する。
[感光体位相合わせ停止制御、停止位置ずらし制御]
実施例1では、感光体ドラムの回転位相1周期をNで分割したときに、ずらし量をNの約数でない素数としたが、本実施例では、ずらし量をNの約数でない素数の乗積値とする場合を説明する。
Nを360とし、360の約数でない素数である7と11の乗積77をずらし量とし、起動、停止する毎に停止する位相位置を77ずらしていく為に、図11のフローチャートを用いて停止処理を説明する。まず、CPU42は、停止位相位置カウンタDを不揮発メモリから読み出す(S301)。CPU42は、位相検知センサー36によりスリット検出が行われるのを待って(S302)、停止位相位置カウンタDを時間に換算する(S303)。CPU42は求めた時間の間ウェイトする(S304)。そしてCPU42は、ウェイト時間経過後、モータの減速を開始する(S305)。CPU42は、モータ停止後、停止位相位置カウンタDを77カウントアップする(S306)。そして停止位相位置カウンタDが360以上になっているか判断し(S307)、超えている場合は、停止位相位置カウンタDを360減算する(S308)。引き続きCPU42は、減算後の停止位相位置カウンタを不揮発メモリに書き込む(S309)。
起動、停止を360回繰り返した時に、停止する位相角度がどうなるかを示した表が図12(a)である。これを位相位置でソートすると図12(b)となる。360回の間に各々の位相位置に1度だけ停止している事になる。つまり、同じ位相位置に停止する頻度を最小にする事が可能となり、感光体ドラムの局所的な摩耗が発生する可能性を最小限にする事が可能となる。
なお、本実施例では、感光体停止時の回転位相位置を360箇所で制御するとした場合について説明したが、100箇所、720箇所など、任意のN箇所で制御する場合も、ずらし量をNの約数でない素数の乗積とする事で同様の効果が得られる。
[実施例3]
本実施例でも、実施例1の図1〜7で示した画像形成装置のシステム構成が使用される。従って、共通の構成、制御については説明を省略する。
[感光体位相合わせ停止制御、停止位置ずらし制御]
本実施例では、感光体ドラムの回転位相1周期をNで分割する場合に、Nを素数とする場合について説明する。この時、ずらし量は任意の数で良い。
Nを353、ずらし量を90とし、起動、停止する毎に停止する位相位置を90ずらしていく為に、図13のフローチャートを用いて停止処理を説明する。まず、CPU42は、停止位相位置カウンタDを不揮発メモリから読み出す(S401)。CPU42は、位相検知センサ36によるスリット検出を待って(S402)、停止位相位置カウンタDを時間に換算する(S403)。CPU42は、求めた時間の間ウェイトする(S404)。そしてCPU42は、ウェイト時間経過後、モータの減速を開始する(S405)。CPU42は、モータ停止後、停止位相位置カウンタDを90カウントアップする(S406)。停止位相位置カウンタDが353以上になっているか判断し(S407)、超えている場合は、停止位相位置カウンタDを353減算する(S408)。CPU42は減算後の停止位相位置カウンタを不揮発メモリに書き込む(S409)。
起動、停止を353回繰り返した時に、停止する位相位置がどうなるかを示した表が図14(a)である。これを位相位置でソートすると図14(b)となる。353回の間に各々の位相位置に1度だけ停止している事になる。つまり、同じ位相位置に停止する頻度を最小にする事が可能となり、感光体ドラムの局所的な摩耗が発生する可能性を最小限にする事が可能となる。
11 レーザスキャナ
12 カートリッジ
13 感光体
14 感光体クリーナ
15 帯電ローラ
16 現像ローラ
17 中間転写ベルト
18 一次転写ローラ
19 ベルトクリーナ
20 廃トナー容器
21 用紙
22 カセット
23 サイズガイド
24 用紙有無センサー
25 給紙ローラ
26 分離ローラ
27 レジローラ
28 レジセンサー
29 二次転写ローラ
30 定着器
31 感光体ギア
32 モータ
33 中間ギア
34 スリット板
35 スリット
36 位相検知センサー
42 CPU
43 ROM
44 RAM
45 不揮発性メモリ

Claims (5)

  1. 像を担持する回転体と、前記回転体上の表面に当接してニップを形成する当接体と、前記回転体を駆動する回転体駆動モータと、前記回転体の回転位相を検知する回転位相検知手段と、前記回転体を所定の回転位相でモータを停止させる停止手段と、前記回転体の停止時に起動時とは所定のずらし量だけ回転位相をずらして停止させる停止位置ずらし制御手段を有する画像形成装置において、
    前記回転体の回転位相1周期をNで分割したときに(360°/N)を1単位として、前記停止位置ずらし制御手段のずらし量を、Nの約数でない素数となる(360°/N)単位の値とすることを特徴とする画像形成装置。
  2. 像を担持する回転体と、前記回転体上の表面に当接してニップを形成する当接体と、前記回転体を駆動する回転体駆動モータと、前記回転体の回転位相を検知する回転位相検知手段と、前記回転体を所定の回転位相でモータを停止させる停止手段と、前記回転体の停止時に起動時とは所定のずらし量だけ回転位相をずらして停止させる停止位置ずらし制御手段を有する画像形成装置において、
    前記回転体の回転位相1周期をNで分割したときに(360°/N)を1単位として、前記停止位置ずらし制御手段のずらし量を、Nの約数でない素数どうしの乗積となる(360°/N)単位の値とすることを特徴とする画像形成装置。
  3. 像を担持する回転体と、前記回転体上の表面に当接してニップを形成する当接体と、前記回転体を駆動する回転体駆動モータと、前記回転体の回転位相を検知する回転位相検知手段と、前記回転体を所定の回転位相でモータを停止させる停止手段と、前記回転体の停止時に起動時とは所定のずらし量だけ回転位相をずらして停止させる停止位置ずらし制御手段を有する画像形成装置において、
    前記回転体の回転位相1周期をNで分割するときに(360°/N)を1単位として、Nを素数とし、前記停止位置ずらし制御手段のずらし量を、(360°/N)単位の任意の値とすることを特徴とする画像形成装置。
  4. 前記停止位置ずらし制御手段のずらし量を、回転体と当接体のニップ幅よりも大きな移動量が得られる値とすることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. 制御情報を保存する不揮発性メモリを有し、停止位置の回転位相を前記不揮発性メモリに記録することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。
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