JP4965104B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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特許文献1には、センサによって検知した変動成分をバンドパスフィルタ等のフィルタに通して、転写駆動ローラの変動成分を除去するものが記載されている。
特許文献2に示すような平均化処理を行えば、転写駆動ローラの変動成分が均(なら)されて、測定データから転写駆動ローラの変動成分を除去することができる。
図23は、各基準パターンの理想の位置からのずれ量の測定結果から得られた波形を示している。図23の太線は、測定したずれ量をプロットして得られた波形を示しており、図中実線は、像担持体の回転速度変動を示しており、図中点線は、転写駆動ローラの回転速度変動を示している。図23に示すように、各基準パターンの理想の位置からのずれ量は、像担持体の回転速度変動と転写駆動ローラの回転速度変動とを重畳したものであることがわかる。
また、請求項2の発明は、転写体と、該転写体を回転駆動させる転写駆動ローラと、該転写体上に沿って配設された複数の像担持体と、該複数の像担持体により該転写体上に副走査線方向に順次並んで複数形成された基準パターン像を検知するパターン像検知手段と、該パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体の速度変動の位相を調整する位相調整手段とを備えた画像形成装置において、該位相調整手段は、該パターン像検知手段が所定の基準パターン像を検知してから、該転写駆動ローラの周長分離れた位置にある基準パターン像を検知するまでの検知時間に基づいて、像担持体間の速度変動の位相差を算出し、この算出された位相差に基づき、像担持体間の速度変動の位相差を調整することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記像担持体に形成する基準トナー像の間隔を上記転写駆動ローラの周長の(1/n)(n=整数)としたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、転写体と、該転写体上に沿って配設された複数の像担持体と、該複数の像担持体により該転写体上に副走査線方向に順次並んで複数形成された基準パターン像を検知するパターン像検知手段と、該パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体の速度変動の位相を調整する位相調整手段とを備えた画像形成装置において、該転写体の速度を検知する転写体速度検知手段を備え、該転写体速度検知手段の検知結果に基づいて転写体の速度を一定の速度に制御した状態で、前記基準パターン像を前記転写体上に形成し、かつ、該転写体速度検知手段の検知結果に基づいて転写体の速度を一定の速度に制御した状態で、前記転写体上の前記基準パターン像をパターン像検知手段で検知し、前記位相調整手段は、該転写体速度検知手段の検知結果に基づいて転写体の速度を一定の速度に制御した状態で検知した該パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体の速度変動の位相を調整することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかの画像形成装置において、上記像担持体に形成する基準トナー像の間隔を上記像担持体の周長の(1/m)(m=整数)としたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、上記複数の像担持体は、黒色のトナー像を担持する黒用像担持体と、イエロー色のトナー像を担持するイエロー用像担持体と、シアン色のトナー像を担持するシアン用像担持体と、マゼンタ色のトナー像を担持するマゼンタ用像担持体とからなり、黒用像担持体を回転駆動させる黒用駆動モータと、イエロー用像担持体、シアン用像担持体およびマゼンタ用像担持体を回転駆動させるカラー用駆動モータとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、上記複数の像担持体は、黒色のトナー像を担持する黒用像担持体と、イエロー色のトナー像を担持するイエロー用像担持体と、シアン色のトナー像を担持するシアン用像担持体と、マゼンタ色のトナー像を担持するマゼンタ用像担持体とからなり、黒用像担持体とイエロー用像担持体、シアン用像担持体およびマゼンタ用像担持体のうちいずれかひとつとを回転駆動させる第1駆動モータと、その他の像担持体を回転駆動させる第2駆動モータとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7いずれかの画像形成装置において、上記像担持体または、少なくとも像担持体を備えたプロセスカートリッジが交換されたことを検知する交換検知手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至7いずれかの画像形成装置において、上記像担持体または少なくとも該像担持体を備えたプロセスカートリッジを装置本体から着脱可能に構成し、該像担持体または該プロセスカートリッジの着脱を検知する着脱検知手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項9の画像形成装置において、上記着脱検知手段を、上記像担持体または上記プロセスカートリッジを装置本体から着脱する際に開かれる装置本体のドアの開閉を検知する開閉検知手段としたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、上記像担持体または少なくとも該像担持体を備えたプロセスカートリッジを装置本体から着脱可能に構成した請求項1乃至8いずれかの画像形成装置、または、請求項9、10の画像形成装置において、上記像担持体の回転位置を検知する回転位置検知手段を備え、該回転位置検知手段を装置本体側に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1乃至11いずれかの画像形成装置において、上記転写体をベルト状としたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1乃至11いずれかの画像形成装置において、上記転写体をドラム状としたことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項1乃至13いずれかの画像形成装置において、上記像担持体を回転駆動させる駆動モータとして、DCモータを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項1乃至13いずれかの画像形成装置において、上記像担持体を回転駆動させる駆動モータとして、ステッピングモータを用いたことを特徴とするものである。
なお、各像担持体にそれぞれ回転速度検知手段を取り付けて、各像担持体の回転速度を制御して、各像担持体に回転速度変動を生じさせなくすることで、像担持体の回転速度変動によって生じる色ズレは、抑制することができる。しかしながら、各像担持体毎に回転速度検知手段を設ける必要があり、コスト高となってしまう。一方、請求項5の発明では、速度検知手段を一個設ければ、像担持体の回転速度変動によって生じる色ズレを抑制することができ、コストを抑えることができる。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラック(以下、Y,C,M,Kと記す)のそれぞれの色に対応するプロセスカートリッジ1Y,C,M,Kと、現像装置20Y,C,M,Kとを備えている。4つのプロセスカートリッジ1Y,C,M,Kや、4つの現像装置20Y,C,M,Kは、画像形成物質として互いに異なる色のトナー(Y,C,M,Kトナー)を用いるが、それ以外は同様の構成になっており、それぞれ寿命到達時に交換される。Yトナーを用いるY用のプロセスカートリッジ1Yを例にすると、これはに示すように、ドラム状の感光体2Y、ドラムクリーニング装置3Y、除電ランプ(不図示)、帯電装置10Yなどを有している。また、Yトナーを用いるY用の現像装置20Yを例にすると、これはケーシング21Y、現像スリーブ22Y、マグネットローラ23Y、第1搬送スクリュウ24Y、第2搬送スクリュウ25Y、トナー濃度センサ26Yなどを有している。
K色の基準パターン像群SKの中間転写ベルト41の移動方向下流側に形成されているC色の基準パターン像群SCも、上記と同様な処理を実行して、C色の感光体2Cの回転速度変動を求める。また、M色の基準パターン像群SMの中間転写ベルト41の移動方向下流側に形成されているY色の基準像群SYも、上記と同様な処理を実行して、Y色の感光体2Yの回転速度変動を求める。
一方、基準パターン像の間隔Pを感光体の周長(1/m)(m=整数)に設定すれば、感光体の周長分基準パターン像群を形成するだけで、感光体の周期変動を精度良く求めることができ、位置ズレ補正制御の時間を短くすることができる。これは、基準パターン像の間隔Pを感光体の周長(1/m)(m=整数)にして感光体の周長分基準パターン像群を形成すると、基準パターン像群の一番最後の基準パターン像は、感光体がちょうど1回転したときに形成されるものである。よって、この基準パターン像に基けば、感光体1回転分の周期変動を求めることができる。また、基準パターン像の間隔が多少広くても、感光体1回転時の測定データを得ることができるので、これから、位相を精度良く検出することが可能となる。
このような駆動機構の場合は、K色感光体2Kの周期変動とM、C、Yいずれかの感光体の周期変動との位相差を補正すれば、各色の色ずれを補正することができるので、位置ずれ補正制御の時間および位置ずれ補正の演算負荷を低減することができる。
実施例1は、中間転写ベルト上に形成する各色の基準パターン像群の長さを、感光体の周長と転写駆動ローラの周長との最小公倍数とするのである。感光体の周長に対して駆動ローラ45の周長が十分小さければ、感光体2の1回転を1周期とする周期変動の周波数と駆動ローラ45の1回転を1周期とする周波数とが大きく異なる。このため、周波数解析を行って、高周波成分を除去すれば、駆動ローラ45の周期変動を精度良く除去することができる。よって、少なくとも感光体2の周長分の基準パターン像群を作れば、感光体の周期変動成分を精度良く検知することができる。
よって、基準パターン像群を、転写駆動ローラ45の周長と感光体の周長の最小公倍数分作成し、基準パターン像間の検知時間を測定し、これら測定したデータのうち感光体の位置に対応する測定データを平均化処理することで、無駄に基準パターンを長く形成せずに、効果的に転写駆動ローラの周期変動を除去することができる。
次に、実施例2について説明する。実施例2は、基準パターン像群の最初の基準像を検知してから、転写駆動ローラ45の周長分離れた基準像を反射型センサ69が検知するまでの検知時間に基づき、感光体間の位相差を調整するようにしたものである。転写駆動ローラ45の周期変動は、転写駆動ローラ1回転を1周期とするものであるので、転写駆動ローラ1回転で回転速度変動がキャンセルされる。よって、転写駆動ローラ45の周長間隔で基準パターン像を検知すれば、転写駆動ローラ1回転を1周期とする回転速度変動の変動によって検知時間が早まったり、遅くなったりすることがない。すなわち、転写駆動ローラ1回転を1周期とする回転速度変動の影響で検知時間が変動することがない。よって、検知時間は、感光体の回転速度変動成分のみの影響で変動することとなり、この検知時間に基づいて、感光体間の速度変動の位相差を、精度良く求めることができる。
次に、実施例3について説明する。実施例3は、転写駆動ローラ45の周期変動によって生じる中間転写ベルト41の速度変動をエンコーダによって検知して、検知結果を転写駆動ローラ41を駆動させる駆動モータにフィードバック制御することで、中間転写ベルト41を等速で回転させる。図20は、転写ユニット40の駆動ローラ45にエンコーダセンサ110を設けた図である。モータMにより、転写駆動ローラ45が回転すると、エンコーダセンサ110からパルス信号がエンコーダ回転検知部に出力される。エンコーダ回転検知部に出力された信号は、モータ制御部に送られる。モータ制御部は、エンコーダ回転検出部からの信号に基づいて、モータMを制御する。これにより、中間転写ベルト上に形成される基準パターン像に、転写駆動ローラ45の周期変動の影響が生じることがない。その結果、反射型フォトセンサ69で検知される検知間隔に転写駆動ローラ45の周期変動の影響がなくなり、良好に感光体の色間の位相差を検知することができ、色ずれを精度よく補正することができる。
まず、制御部150は、装置本体のドアが閉じられているか否かをチェックする(S1)。ドアが開かれている場合(S1のNO)は、オープンフラグがセットされているかチェックして(S2)、セットされている場合(S2YES)は、そのままS1のフローへ戻り、セットされていない場合は(S2のNO)、オープンフラグをセット(S3)して、S1のフローへ戻る。ドアが閉じられている場合(S1のYES)は、オープンフラグがセットされているか否かをチェックする(S4)。オープンフラグがセットされている場合(S4YES)は、感光体が交換されたおそれがあるので位置ずれ補正制御を実行する(S5)。位置ずれ補正制御を行ったらドアオープンフラグを消す(S6)。
交換を検知する検知手段としては、感光体やプロセスカートリッジに識別番号などの固有情報を記憶するICタグなどの記憶手段と、ICタグに記憶されている固有情報に基づき交換されたかどうかを判定する判定手段とで構成することができる。この判定手段は、制御部150によって機能する。
図22は、感光体または感光体を備えたユニットにICタグを設けた場合の位置ずれ補正制御の実行フロー図である。図22に示すように、ドアが閉じた状態で、オープンフラグがあった場合(S4のYES)、ICタグとの通信を行い(S5)、ICタグからICタグに記憶されている識別番号を取得する。次に取得した識別番号と装置本体に記憶されている識別番号とが同じか否かをチェックする(S6)。同じ場合(S6YES)は、交換がなされていないので、オープンフラグを消して(S8)、S1のに戻る。識別番号が異なる場合(S6のNO)は、位置ずれ補正制御を行って(S7)、オープンフラグを消去する(S8)。次に、装置本体に記憶されている識別番号を取得した識別番号に書き換える(S9)。
このように、感光体または、感光体を備えたユニットにICタグを設けることで、装置本体のドアが開閉されても、感光体が交換されていない場合は、位置ずれ補正を行わないようにすることができる。
実施例1の画像形成装置によれば、基準パターン像の群の長さを像担持体の周長と転写駆動ローラの周長との最小公倍数とすることで、像担持体たる感光体の回転周期で平均化処理を行えば、各感光体の位相を精度よく調整することができる。
(2)
また、実施例2の画像形成装置によれば、パターン像検知手段が所定の基準パターン像を検知してから、転写駆動ローラの周長分離れた位置にある基準パターン像を検知するまでの検知時間には、転写駆動ローラの回転速度変動の影響が現れることがない。よって、このような間隔で検知すれば、感光体の回転速度変動を算出することができ、各感光体の位相差を精度良く調整することができる。
(3)
また、転写ベルトに形成される各基準トナー像の間隔を上記転写駆動ローラの周長の(1/n)(n=整数)とすることで、ターン像検知手段が所定の基準パターン像を検知してから、転写駆動ローラの周長分離れた位置にある基準パターン像を検知することができる。
(4)
また、転写ベルトに形成される各基準トナー像の間隔を上記像担持体の周長の(1/m)(m=整数)とすることで、感光体の周長分基準パターン像群を形成するだけで、感光体の周期変動を精度良く求めることができ、位置ズレ補正制御の時間を短くすることができる。
(5)
また、実施例3によれば、速度検知手段たるエンコーダセンサの検知結果に基づいて転写体の速度を制御しているので、基準パターン像を転写ベルトに形成中に転写駆動ローラの回転速度変動の影響が現れることが抑制される。その結果、転写ベルト上に形成された基準パターン像には、感光体の回転速度変動の影響のみが現れるので、この基準パターンを検知した検知結果に基づいて、演算される周期変動成分は、感光体の回転速度変動成分となり、各感光体の位相差を精度良く求めることができる。その結果、各感光体の速度変動の位相を精度よく調整することができる。
(6)
また、K用感光体を回転駆動させるK用駆動モータと、Y用感光体、C用感光体およびM用感光体を回転駆動させるカラー用駆動モータとで構成することで、4つの駆動モータを設けたものに比べて、駆動モータを少なくすることができ、コストを削減することができる。また、、Y用感光体、C用感光体およびM用感光体は、一緒に回転するので、位相差を精度よく合わせておけば、位相が異なることがない。よって、K用感光体と、Y用感光体、C用感光体およびM用感光体のいずれ感光体との位相差を調整すれば、色ずれを抑制することができ、色ずれ補正を短時間で行うことができる。
(7)
また、K用感光体とM用感光体とを駆動させる第1駆動モータと、C用感光体とY用感光体を回転駆動させる第2駆動モータとで構成しても、上記(6)と同様な効果を得ることができる。
(8)
また、感光体が交換されると、感光体の位相差が補正したときと異なってしまうので、感光体の交換を検知する検知手段を設けて、交換を検知したら、各感光体の位相差を補正するようにすれば、感光体が交換されたとしても、色ずれが発生することがない。
(9)
また、感光体が装置本体から着脱されても、感光体の位相差が異なってしまうので、感光体の着脱を検知して、着脱を検知したら、各感光体の位相差を補正するようにすれば、感光体が着脱されたとしても、色ずれが発生することがない。
(10)
また、感光体を着脱する際に開閉されるドアが開かれたら、感光体が着脱される可能性があるので、装置本体のドアの開閉を検知する開閉検知手段を設けて、ドアの開閉を検知したら、各感光体の位相差を補正するようにすれば、感光体が着脱されたとしても、色ずれが発生することがない。
(11)
また、感光体の回転位置を検知する回転位置検知手段を装置本体側に設けている。感光体やプロセスカートリッジは、装置本体に比べて、頻繁に交換されるため、感光体やプロセスカートリッジに設けた場合は、回転位置検知手段の寿命がきていないのに交換されてしまう。その結果、感光体やプロセスカートリッジのコスト高に繋がるおそれがある。しかし、回転位置検知手段を装置本体側に設けることで、回転位置検知手段が感光体やプロセスカートリッジと交換されることがなく、コスト高を抑制することができる。
(12)
また、本実施形態においては、転写ベルトを駆動させる転写駆動ローラに回転速度があっても、転写ベルト上の形成された基準パターン像から各感光体の位相を精度良く調整することができる。
(13)
また、転写体がドラム状であっても、転写ベルト上の形成された基準パターン像から各感光体の位相を精度良く調整することができる。
(14)
さらに、感光体を回転駆動させる駆動モータが、DCモータであっても、各感光体の位相を精度良く調整することができる。
(15)
また、感光体を回転駆動させる駆動モータが、ステッピングモータであっても、各感光体の位相を精度良く調整することができる。
20Y,C,M,K:現像装置
30:駆動機構
34:回転位置検知手段
40:転写ユニット
41:中間転写ベルト
45:転写駆動ローラ
69:反射型フォトセンサ
Claims (15)
- 転写体と、該転写体を回転駆動させる転写駆動ローラと、該転写体上に沿って配設された複数の像担持体と、該複数の像担持体により該転写体上に副走査線方向に順次並んで複数形成された基準パターン像を検知するパターン像検知手段と、該パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体の速度変動の位相を調整する位相調整手段とを備えた画像形成装置において、
転写体上に副走査線方向に順次並んで形成された基準パターン像の群の副走査線方向長さを、該像担持体の周長と該転写駆動ローラの周長の最小公倍数とし、
上記位相調整手段は、上記パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体に対応する基準パターン像間の検知時間を検知し、各像担持体の基準パターン像間の検知時間と上記転写体の速度とから各像担持体に対応する波形をそれぞれ演算し、演算した各波形とこの波形に対応する像担持体の速度変動の周期で平均化処理して各像担持体の速度変動をそれぞれ検知し、検知した各像担持体の速度変動に基づいて、像担持体間の速度変動の位相差を算出し、この算出された位相差に基づき、像担持体間の速度変動の位相差を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 転写体と、該転写体を回転駆動させる転写駆動ローラと、該転写体上に沿って配設された複数の像担持体と、該複数の像担持体により該転写体上に副走査線方向に順次並んで複数形成された基準パターン像を検知するパターン像検知手段と、該パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体の速度変動の位相を調整する位相調整手段とを備えた画像形成装置において、
該位相調整手段は、該パターン像検知手段が所定の基準パターン像を検知してから、該転写駆動ローラの周長分離れた位置にある基準パターン像を検知するまでの検知時間に基づいて、像担持体間の速度変動の位相差を算出し、この算出された位相差に基づき、像担持体間の速度変動の位相差を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2の画像形成装置において、
上記像担持体に形成する基準トナー像の間隔を上記転写駆動ローラの周長の(1/n)(n=整数)としたことを特徴とする画像形成装置。 - 転写体と、該転写体上に沿って配設された複数の像担持体と、該複数の像担持体により該転写体上に副走査線方向に順次並んで複数形成された基準パターン像を検知するパターン像検知手段と、該パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体の速度変動の位相を調整する位相調整手段とを備えた画像形成装置において、
該転写体の速度を検知する転写体速度検知手段を備え、
該転写体速度検知手段の検知結果に基づいて転写体の速度を一定の速度に制御した状態で、前記基準パターン像を前記転写体上に形成し、かつ、該転写体速度検知手段の検知結果に基づいて転写体の速度を一定の速度に制御した状態で、前記転写体上の前記基準パターン像をパターン像検知手段で検知し、前記位相調整手段は、該転写体速度検知手段の検知結果に基づいて転写体の速度を一定の速度に制御した状態で検知した該パターン像検知手段の検知結果に基づいて、各像担持体の速度変動の位相を調整することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体に形成する基準トナー像の間隔を上記像担持体の周長の(1/m)(m=整数)としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、
上記複数の像担持体は、黒色のトナー像を担持する黒用像担持体と、イエロー色のトナー像を担持するイエロー用像担持体と、シアン色のトナー像を担持するシアン用像担持体と、マゼンタ色のトナー像を担持するマゼンタ用像担持体とからなり、黒用像担持体を回転駆動させる黒用駆動モータと、イエロー用像担持体、シアン用像担持体およびマゼンタ用像担持体を回転駆動させるカラー用駆動モータとを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5いずれかの画像形成装置において、
上記複数の像担持体は、黒色のトナー像を担持する黒用像担持体と、イエロー色のトナー像を担持するイエロー用像担持体と、シアン色のトナー像を担持するシアン用像担持体と、マゼンタ色のトナー像を担持するマゼンタ用像担持体とからなり、黒用像担持体とイエロー用像担持体、シアン用像担持体およびマゼンタ用像担持体のうちいずれかひとつとを回転駆動させる第1駆動モータと、その他の像担持体を回転駆動させる第2駆動モータとを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体または、少なくとも像担持体を備えたプロセスカートリッジが交換されたことを検知する交換検知手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体または少なくとも該像担持体を備えたプロセスカートリッジを装置本体から着脱可能に構成し、該像担持体または該プロセスカートリッジの着脱を検知する着脱検知手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9の画像形成装置において、
上記着脱検知手段を、上記像担持体または上記プロセスカートリッジを装置本体から着脱する際に開かれる装置本体のドアの開閉を検知する開閉検知手段としたことを特徴とする画像形成装置。 - 上記像担持体または少なくとも該像担持体を備えたプロセスカートリッジを装置本体から着脱可能に構成した請求項1乃至8いずれかの画像形成装置、または、請求項9、10の画像形成装置において、
上記像担持体の回転位置を検知する回転位置検知手段を備え、該回転位置検知手段を装置本体側に設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至11いずれかの画像形成装置において、
上記転写体をベルト状としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至11いずれかの画像形成装置において、
上記転写体をドラム状としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至13いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体を回転駆動させる駆動モータとして、DCモータを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至13いずれかの画像形成装置において、
上記像担持体を回転駆動させる駆動モータとして、ステッピングモータを用いたことを特徴とする画像形成装置。
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