JP2013195507A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】感光体とクリーニングブレードの間に溜まったトナーが中間転写ベルトに落下することに起因する中間転写ベルトの汚れを防止し、印刷品質を向上する。
【解決手段】複数の感光体が中間転写ベルトの上側に当該中間転写ベルトの駆動方向に沿って設置され、前記感光体に残ったトナーを落とすためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、前回の最後の印刷の印刷情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前回の最後の印刷の印刷情報と今回の1枚目の印刷の印刷情報とに基づき、前回の印刷終了時のトナー落下が今回の1枚目の印刷に影響を及ぼすか否か判断し、影響があると判断した場合は、今回の印刷の1枚目の印刷開始時に、前記感光体および前記中間転写ベルトを駆動してから、前回の最後の印刷の最上流の感光体と今回の1枚目の印刷の最上流の感光体の距離により決定した所定の遅延を行った後に作像を開始する制御手段とを備える。
【選択図】図6

Description

本発明は画像形成装置の制御技術に関する。
タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色の感光体から中間転写ベルトにトナー像を一次転写し、中間転写ベルトから用紙にトナー像が二次転写される構成となっている。従って、中間転写ベルトにトナーの汚れがあると、用紙に汚れが付着することとなり、画質を悪化させてしまう。
そのため、中間転写ベルト上に汚れが発生しないように、印刷後に中間転写ベルトをクリーニングすることで汚れを防止する手法が知られている。特許文献1には、中間転写ベルトの下側に感光体が配置される構成を前提に、中間転写ベルトのクリーニング装置(クリーニングブラシ、帯電ブラシ、回収ローラおよびスクレーパにより構成)が開示されている。
また、中間転写ベルト上に残っている汚れや中間転写ベルトに当接するクリーニングブレードのエッジ部に残留していた汚れを印刷開始前にクリーニングする手法も知られている。特許文献2には、中間転写ベルトの下側に感光体が配置される構成を前提に、中間転写ベルトとクリーニングブレードとの当接部に残留する汚れによる異常画像を回避する目的で、汚れが感光体と中間転写ベルトとの当接位置を越えるまで、中間転写ベルトを空回転させることが開示されている。
ところで、画像形成装置内のユニットのレイアウトの関係から、中間転写ベルトの上側に感光体を配置する場合がある。この場合、中間転写ベルトは上述したトナーの汚れに加え、感光体のクリーニング機構に起因するトナーの汚れが発生する。すなわち、感光体にはクリーニングブレードが接するように設けられており、一次転写後の残留トナーを感光体から除去するようになっているが、印刷開始時に、感光体とクリーニングブレードの間に溜まったトナーが中間転写ベルトに落下する場合がある。
上述した特許文献1、2に記載された技術は中間転写ベルトの下側に感光体が配置される構成を前提にしているため、感光体とクリーニングブレードの間に溜まったトナーが落下することによって発生する汚れについては回避できない。
本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、中間転写ベルトの上側に感光体が配置される場合に、感光体とクリーニングブレードの間に溜まったトナーが中間転写ベルトに落下することに起因する中間転写ベルトの汚れを防止し、印刷品質を向上することのできる画像形成装置を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、複数の感光体が中間転写ベルトの上側に当該中間転写ベルトの駆動方向に沿って設置され、前記感光体に残ったトナーを落とすためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、前回の最後の印刷の印刷情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前回の最後の印刷の印刷情報と今回の1枚目の印刷の印刷情報とに基づき、前回の印刷終了時のトナー落下が今回の1枚目の印刷に影響を及ぼすか否か判断し、影響があると判断した場合は、今回の印刷の1枚目の印刷開始時に、前記感光体および前記中間転写ベルトを駆動してから、前回の最後の印刷の最上流の感光体と今回の1枚目の印刷の最上流の感光体の距離により決定した所定の遅延を行った後に作像を開始する制御手段とを備えるようにしている。
本発明の画像形成装置にあっては、中間転写ベルトの上側に感光体が配置される場合に、感光体とクリーニングブレードの間に溜まったトナーが中間転写ベルトに落下することに起因する中間転写ベルトの汚れを印刷開始時の遅延により防止し、印刷品質を向上することができる。
本発明の一実施形態にかかる画像形成装置のハードウェア構成例を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる画像形成装置のソフトウェア構成例を示す図である。 中間転写ベルトに対する感光体の配置例を示す図である。 中間転写ベルトへのトナーの落下の様子を示す図である。 トナーの落下が中間転写ベルト上のトナー像に与える影響の例を示す図である。 第1の処理例を示すフローチャートである。 前回の印刷と今回の印刷の印刷モードによる使用感光体の例を示す図である。 落下したトナーの影響を遅延により避ける例を示す図である。 第2の処理例を示すフローチャートである。 前回の印刷と今回の印刷の印刷モードによる遅延の有無の判断例を示す図である。 第3の処理例を示すフローチャートである。 トナー落下の発生確率が高い状況の判断手法の例を示す図である。
以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。
<装置構成>
図1は本発明の一実施形態にかかる画像形成装置1のハードウェア構成例を示す図である。
図1において、画像形成装置1の上部にはスキャナユニット101が設けられている。また、本体内部には、中間転写ベルト107の上側に、右側からYMCK(Yellow, Magenta, Cyan, blacK)の順に感光体102Y、102M、102C、102Kが配置され、それぞれの感光体102には帯電器103、露光器104、現像器105、クリーニングブレード106が設けられている(K色についてのみ図示)。なお、感光体102の各色の配置は図示の例に限られない。
画像形成装置1の下部には給紙トレイ108が設けられており、給紙された用紙は二次転写ローラ109により中間転写ベルト107に対向した後、定着ユニット110を通ってから排紙されるようになっている。
図2は本発明の一実施形態にかかる画像形成装置1のソフトウェア構成例を示す図である。
図2において、印刷制御部111には中央演算制御部112、不揮発記憶領域管理部113、温湿度センサ検知制御部114、作像制御部115、定着制御部119よび紙搬送制御部120が接続されている。作像制御部115は感光体制御部116、書き込み(帯電・露光・現像)制御部117よび中間転写ベルト制御部118を含んでいる。
<トナーの落下>
図3は画像形成装置1の構成要素のうち中間転写ベルト107と感光体102の関係する部分のみを抜き出して示したものである。
中間転写ベルト107の上側には、中間転写ベルト107の回転方向(駆動方向)の上流からYMCKの順に感光体102Y、102M、102C、102Kが配置されている。感光体102周辺の構成要素のうち、トナーの落下に関与するものとして、現像器105とクリーニングブレード106のみを示している。
図4は中間転写ベルト107へのトナーの落下の様子を示す図であり、Y色の感光体102Yに着目したものである。
図4(a)において、印刷時には図の時計回りに感光体102Yが回転し、現像器105Yの現像ローラによりY色のトナーが感光体102Yの表面に付着する。感光体102Yの表面に付着したトナーの大部分は中間転写ベルト107に転写(一次転写)されるが、僅かながら転写しきれなかったトナーは後続のクリーニングブレード106Yによって感光体102Yの表面から除去される。多くの印刷を重ねると、クリーニングブレード106Yと感光体102Yの隙間にクリーニングで除去されたトナーが溜まっていくため、クリーニング性が悪くなる。
クリーニング性の悪化による画質の低下を防止するために、印刷終了時には、印刷制御部111(図2)の制御のもと、作像制御部115の感光体制御部116により感光体102を一時的に逆転させ、クリーニングブレード106と感光体102の隙間に溜まったトナーを除去するようになっている。
そのため、この逆転時に、図4(b)に示すように、中間転写ベルト107の上側に配置される感光体102Yとクリーニングブレード106Yの間から、溜まっていたトナーTが中間転写ベルト107上に落下することになる。
図5(a)はフルカラー印刷の終了時に中間転写ベルト107にトナーが落下した状態を示している。すなわち、感光体102Yの下にトナーT1が、感光体102Mの下にトナーT2が、感光体102Cの下にトナーT3が落下したものとしている。
この状態で、連続してモノクロ印刷が開始すると、感光体102Kは現像したトナー像を中間転写ベルト107上に転写していくこととなり、図5(b)に示すように、クリーニングで落下したトナーT1、T2、T3が印刷する画像と重なり合ってしまうため、印刷の画像上に汚れが載った状態で用紙に転写されることになってしまう。なお、トナーの落下は印刷終了時の逆転に起因するものであるため、連続して行われる印刷の1枚目のみに影響があり、2枚目以降には影響しない。
<第1の処理例>
図6は上述した画像形成装置1の印刷制御部111による第1の処理例を示すフローチャートである。図6(a)は電源投入直後の初期処理、図6(b)は印刷時の処理である。
図6(a)において、画像形成装置1の電源がオンとなると(ステップS101)、印刷制御部111は、後述する印刷遅延の判断情報となる情報の初期化として、「最上流の使用感光体」に「最下流に配置された感光体」を設定し(ステップS102)、初期化を完了する(ステップS103)。
図1および図3に示した感光体102の配置の場合、「最下流に配置された感光体」はK色の感光体102Kとなる。「最上流の使用感光体」に「最下流に配置された感光体」を設定するのは、トナーの落下は印刷終了時の逆転に起因するものであり、電源オン時はトナーの落下は発生しないため、最初の印刷の1枚目に印刷遅延を行うと判断しないようにするためである。
図6(b)において、印刷を開始すると(ステップS104)、印刷制御部111は、1枚目の印刷であるか否か判断する(ステップS105)。
1枚目の印刷であると判断した場合(ステップS105のYes)、続いて、印刷制御部111は、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流であるか否か判断する(ステップS106)。
図7は前回の印刷と今回の印刷の印刷モードによる使用感光体の例を示す図である。なお、電源オン直後は、図6(a)で説明したように、「最上流の使用感光体」に「最下流に配置された感光体」が設定されるため、図7は適用されない。
前回がフルカラーで今回がモノクロである場合は、図7(a)に示すように、前回の印刷の最上流の使用感光体はY色、今回の印刷の最上流の使用感光体はK色であり、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流であると判断される。
前回がKMの2色で今回がモノクロである場合は、図7(b)に示すように、前回の印刷の最上流の使用感光体はM色、今回の印刷の最上流の使用感光体はK色であり、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流であると判断される。
前回がフルカラーで今回がCの単色である場合は、図7(c)に示すように、前回の印刷の最上流の使用感光体はY色、今回の印刷の最上流の使用感光体はC色であり、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流であると判断される。
図6(b)に戻り、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流であると判断した場合(ステップS106のYes)、印刷制御部111は、トナー落下があるとして、前回の印刷の最上流の使用感光体に対応する中間転写ベルト上のトナー落下位置が今回の印刷の最上流の使用感光体の位置を通過するまで遅延する(ステップS107)。遅延量は、前回の印刷の最上流の使用感光体と今回の印刷の最上流の使用感光体との間の距離と、中間転写ベルトの速度とから算出することができる。
また、1枚目の印刷でないと判断した場合(ステップS105のNo)、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流でないと判断した場合(ステップS106のNo)、および、遅延(ステップS107)の後、印刷制御部111は、情報更新として、「最上流の使用感光体」に「今回の印刷の最上流の使用感光体」を設定する(ステップS108)。「今回の印刷の最上流の使用感光体」は、印刷ジョブの中で異なる印刷モードで印刷が行われる場合、最後の印刷における最上流の使用感光体である。
次いで、印刷制御部111は、画像書き込みを開始し(ステップS109)、印刷を終了する(ステップS110)。
図8は、上述した処理により、落下したトナーの影響を遅延により避ける例を示す図であり、フルカラーの印刷に続いてモノクロの印刷を行った場合について示している。
図8(a)はフルカラー印刷の終了時に中間転写ベルト107にトナーが落下した状態を示している。すなわち、感光体102Yの下にトナーT1が、感光体102Mの下にトナーT2が、感光体102Cの下にトナーT3が落下したものとしている。
この状態で、連続してモノクロ印刷が開始すると、前回のフルカラー印刷の最上流の使用感光体である感光体102Yが今回のモノクロ印刷の最上流の使用感光体である感光体102Kより上流であると判断するため、トナー落下があるとして、前回のフルカラー印刷の最上流の感光体102Yに対応する中間転写ベルト107上のトナーT1の位置が今回の印刷の最上流の感光体102Kの位置を通過するまで遅延する。
そして、遅延の後、図8(b)に示すように、感光体102Kは現像したトナー像を中間転写ベルト107上に転写していく。従って、感光体102Kによるトナー像は図8(c)に示すように、落下したトナーT1、T2、T3と重なることはなくなり、用紙に汚れが発生することはなくなる。
<第2の処理例>
図9は上述した画像形成装置1の印刷制御部111による第2の処理例を示すフローチャートである。この処理例では、図1および図3に示したように、最下流にK色の感光体102Kが配置されることを前提とし、印刷遅延の判断情報となる情報として「印刷モード」を用いている。
図9(a)において、画像形成装置1の電源がオンとなると(ステップS201)、印刷制御部111は、印刷遅延の判断情報となる情報の初期化として、「印刷モード」に「モノクロ印刷」を設定し(ステップS202)、初期化を完了する(ステップS203)。「印刷モード」に「モノクロ印刷」を設定するのは、図1および図3に示した感光体102の配置の場合、今回の印刷モードが何であっても、前回がモノクロ印刷であれば印刷遅延を行うと判断することがなくなり、印刷遅延を考慮しなくてよい電源オン後の最初の印刷の1枚目に印刷遅延を行うと判断しないようにするためである。
図9(b)において、印刷を開始すると(ステップS204)、印刷制御部111は、1枚目の印刷であるか否か判断する(ステップS205)。
1枚目の印刷であると判断した場合(ステップS205のYes)、続いて、印刷制御部111は、前回の印刷モードがカラー印刷(フルカラー、単色、2色)で、かつ今回の印刷モードがモノクロ印刷であるか否か判断する(ステップS206)。なお、今回の印刷がモノクロ印刷でない場合についても対応させる場合、図10に示すような前回の印刷モードと今回の印刷モードの組み合わせに基づいて、遅延するか否かを判断することができる。この場合、※で示した印刷モードの組み合わせについては、単色・2色の印刷に実際に使用する色によって、本来は遅延を行わなくてもよい場合が含まれるが、印刷品質を優先する場合には有効である。
図9(b)に戻り、前回の印刷モードがカラー印刷で、かつ今回の印刷モードがモノクロ印刷であると判断した場合(ステップS206のYes)、印刷制御部111は、トナー落下があるとして、前回の印刷の最上流の使用感光体に対応する中間転写ベルト上のトナー落下位置が今回の印刷の最上流の使用感光体の位置を通過するまで遅延する(ステップS207)。遅延量は、前回の印刷の最上流の使用感光体と今回のモノクロ印刷である最下流の使用感光体との間の距離と、中間転写ベルトの速度とから算出することができる。
また、1枚目の印刷でないと判断した場合(ステップS205のNo)、前回の印刷モードがカラー印刷で、かつ今回の印刷モードがモノクロ印刷でないと判断した場合(ステップS206のNo)、および、遅延(ステップS207)の後、印刷制御部111は、情報更新として、「印刷モード」に「今回の印刷の印刷モード」を設定する(ステップS208)。「今回の印刷の印刷モード」は、印刷ジョブの中で異なる印刷モードで印刷が行われる場合、最後の印刷における印刷モードである。
次いで、印刷制御部111は、画像書き込みを開始し(ステップS209)、印刷を終了する(ステップS210)。
<第3の処理例>
図11は上述した画像形成装置1の印刷制御部111による第3の処理例を示すフローチャートであり、トナー落下の発生確率が高い状況であるか否かを判断に加えたものである。前回の印刷と今回の印刷の感光体の位置関係から遅延すべき場合に、毎回汚れの通過を待ってしまうと、実際には落下トナーがない状況でも1枚目の印刷開始が遅れてしまうという問題がある。これを回避し、必要なときのみに限定するため、落下トナーが発生する確率が高い状況を予測し、印刷の遅延の実施の可否を決定するようにしている。
図11(a)において、画像形成装置1の電源がオンとなると(ステップS301)、印刷制御部111は、印刷遅延の判断情報となる情報の初期化として、「最上流の使用感光体」に「最下流に配置された感光体」を設定し(ステップS302)、初期化を完了する(ステップS303)。
図11(b)において、印刷を開始すると(ステップS304)、印刷制御部111は、1枚目の印刷であるか否か判断する(ステップS305)。
1枚目の印刷であると判断した場合(ステップS305のYes)、続いて、印刷制御部111は、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流であるか否か判断する(ステップS306)。
前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流であると判断した場合(ステップS306のYes)、印刷制御部111は、トナー落下の発生確率が高い状況であるか否か判断する(ステップS307)。
図12はトナー落下の発生確率が高い状況の判断手法の例を示す図である。例えば、低温・低湿環境によるクリーニングブレードの硬化に起因するトナー落下の発生確率は、温湿度の測定値から判断することができる。この場合、図2において、印刷制御部111の制御のもと、温湿度センサ検知制御部114により取得した温度・湿度の情報(温度センサおよび湿度センサの計測値)を不揮発記憶領域管理部113により不揮発記憶領域に書き込んでおく。そして、上記のトナー落下の発生確率が高い状況であるか否か判断する際に、不揮発記憶領域から温度・湿度の情報を読み出し、それぞれ所定の閾値と比較することで、トナー落下の発生確率が高い状況であるか否か判断する。
また、連続カラー(フルカラー、単色、2色)印刷によるクリーニングトナー量の増加に起因するトナー落下の発生確率は、カラー(フルカラー、単色、2色)印刷枚数(カウンタ値)やYMC画素面積から判断することができる。この場合、図2において、印刷制御部111の制御のもと、各感光体の色の通算の印刷枚数や各感光体の色の通算の印刷画素数を不揮発記憶領域管理部113により不揮発記憶領域に書き込んでおく。そして、上記のトナー落下の発生確率が高い状況であるか否か判断する際に、不揮発記憶領域から上流の感光体の色の通算の印刷枚数や各感光体の色の通算の印刷画素数を読み出し、所定の閾値と比較することで、トナー落下の発生確率が高い状況であるか否か判断する。
図11(b)に戻り、トナー落下の発生確率が高い状況であると判断した場合(ステップS307のYes)、印刷制御部111は、トナー落下があるとして、前回の印刷の最上流の使用感光体に対応する中間転写ベルト上のトナー落下位置が今回の印刷の最上流の使用感光体の位置を通過するまで遅延する(ステップS308)。
また、1枚目の印刷でないと判断した場合(ステップS305のNo)、前回の印刷の最上流の使用感光体が今回の印刷の最上流の使用感光体より上流でないと判断した場合(ステップS306のNo)、トナー落下の発生確率が高い状況でないと判断した場合(ステップS307のNo)、および、遅延(ステップS308)の後、印刷制御部111は、情報更新として、「最上流の使用感光体」に「今回の印刷の最上流の使用感光体」を設定する(ステップS309)。
次いで、印刷制御部111は、画像書き込みを開始し(ステップS310)、印刷を終了する(ステップS311)。
なお、図6に示した第1の処理例に適用した場合について説明したが、図9に示した第2の処理例にも同様に適用することができる。
<総括>
以上説明したように、本実施形態によれば、中間転写ベルトの上側に感光体が配置される場合に、感光体とクリーニングブレードの間に溜まったトナーが中間転写ベルトに落下することに起因する中間転写ベルトの汚れを印刷開始時の遅延により防止し、印刷品質を向上することができる。
また、印刷開始時の遅延は必要最小限の量とするため、感光体および中間転写ベルトを余分に空回転することはなく、感光体および中間転写ベルトの寿命の悪化や、ファーストコピータイムの悪化などの影響を最小限に抑えることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
1 画像形成装置
101 スキャナユニット
102 感光体
103 帯電器
104 露光器
105 現像器
106 クリーニングブレード
107 中間転写ベルト
108 給紙トレイ
109 二次転写ローラ
110 定着ユニット
111 印刷制御部
112 中央演算制御部
113 不揮発記憶領域管理部
114 温湿度センサ検知制御部
115 作像制御部
116 感光体制御部
117 書き込み制御部
118 中間転写ベルト制御部
119 定着制御部
120 紙搬送制御部
特開2008−281689号公報 特開2007−256636号公報

Claims (6)

  1. 複数の感光体が中間転写ベルトの上側に当該中間転写ベルトの駆動方向に沿って設置され、前記感光体に残ったトナーを落とすためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、
    前回の最後の印刷の印刷情報を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶された前回の最後の印刷の印刷情報と今回の1枚目の印刷の印刷情報とに基づき、前回の印刷終了時のトナー落下が今回の1枚目の印刷に影響を及ぼすか否か判断し、影響があると判断した場合は、今回の印刷の1枚目の印刷開始時に、前記感光体および前記中間転写ベルトを駆動してから、前回の最後の印刷の最上流の感光体と今回の1枚目の印刷の最上流の感光体の距離により決定した所定の遅延を行った後に作像を開始する制御手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記記憶手段は、印刷時に使用した最上流の感光体情報を記憶し、
    前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前回の最後の印刷に使用した最上流の感光体が、今回の印刷の1枚目に使用する最上流の感光体より上流にあるか否か判断し、上流にある場合は、前記遅延を実施する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    最下流の感光体がK色である配置構成の場合、
    前記記憶手段は、印刷時に使用した印刷モードの情報を記憶し、
    前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前回の最後の印刷の印刷モードがカラー印刷であり、かつ今回の印刷の1枚目の印刷モードがモノクロ印刷であった場合は、前記遅延を実施する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    当該画像形成装置内の温度を計測する温度センサおよび/もしくは湿度を計測する湿度センサと、
    前記温度センサおよび/もしくは前記湿度センサの測定値を記憶する不揮発メモリと
    備え、
    前記制御手段は、前記不揮発メモリに記憶された計測値が所定の閾値以下であった場合に限り前記遅延を実施する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    各感光体の色の通算の印刷枚数を記憶する不揮発メモリを備え、
    前記制御手段は、前記不揮発メモリに記憶された上流の感光体の色の印刷枚数が所定の閾値を超えた場合に限り前記遅延を実施する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
    各感光体の色の通算の印刷画素数を記憶する不揮発メモリを備え、
    前記制御手段は、前記不揮発メモリに記憶された上流の感光体の色の印刷画素数が所定の閾値を超えた場合に限り前記遅延を実施する
    ことを特徴とする画像形成装置。
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