JP5478970B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、中間転写ベルトや転写搬送ベルト等のベルト部材を挟んで感光体と対向する部位に転写ローラが配置される画像形成装置に関する。
従来、高速のモノクロもしくはカラー複写機に使用される画像形成装置として、感光体に形成されたトナー像を中間転写ベルトに1次転写した後、1次転写されたトナー像をシートに2次転写するものがある。また、感光体に形成されたトナー像をシートに転写するために、シートを転写搬送ベルトにより感光体の転写領域に搬送してシートにトナー像を直接転写する画像形成装置がある。
このような画像形成装置では、ベルトを挟んで感光体と対向する部位に転写ローラを配置し、転写ローラのローラ軸に高電圧を印加することにより、トナー像の転写を実現している。
ところで、ゴム材のベルトや発泡材の転写ローラを使用した画像形成装置では、転写ローラのローラ軸への高電圧の印加により、ベルトや転写ローラの内部成分が表面に析出し、該析出成分が、ベルトや転写ローラからベルトを駆動する駆動ローラに付着する。そして、電源をオフした状態或いは省電力モードに移行した状態で長時間放置すると、ベルトが前記析出成分を介して駆動ローラに接着して、駆動ローラの駆動負荷が増大し、駆動ローラの起動不良を引き起こす原因になる。
一方、駆動源にかかるトルクに応じて、伝達ギア機構のギア比を変更する技術が提案されている(特許文献1)。この技術を用いれば、前記析出成分の付着により駆動ローラの駆動負荷が増大しても、駆動モータから駆動ローラに駆動力を伝達する伝達ギア機構のギア比を変更して大きなトルクが得ることで、駆動ローラの安定した起動が可能となる。
特許3098823号公報
しかし、上記特許文献1では、ギア比を変更する伝達ギア機構の構造が複雑となり、装置コストや装置内のスペース確保の面で問題がある。
そこで、本発明は、長時間の放置でベルト部材及び転写部材から析出した成分によりベルト部材が駆動ローラに接着して駆動ローラの駆動負荷が増大しても、低コスト化及び省スペース化を図りつつ、駆動ローラの安定した起動を可能にする画像形成装置を提供する。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、ベルト部材を挟んで感光体と対向する部位に転写ローラが配置される画像形成装置であって、前記ベルト部材を駆動する駆動ローラと、前記駆動ローラに駆動力を伝達する駆動モータと、ジョブの開始が電源投入直後でない場合、前記ベルト部材の駆動開始時に前記駆動モータに流す電流値を第1の電流値に設定し、ジョブの開始が電源投入直後である場合、前記ベルト部材の駆動開始時に前記駆動モータに流す電流値を前記第1の電流値よりも大きい第2の電流値に設定する制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、長時間の放置でベルト部材及び転写部材から析出した成分によりベルト部材が駆動ローラに接着して駆動ローラの駆動負荷が増大しても、低コスト化及び省スペース化を図りつつ、駆動ローラの安定した起動が可能になる。
本発明の第1の実施形態である画像形成装置を説明するための概略断面図である。 ベルトの駆動機構について説明するための概略図である。 ベルトの駆動ローラを駆動する駆動モータの制御例を説明するためのフローチャート図である。 駆動モータに対する駆動電流値と時間との関係を示すグラフ図である。 本発明の第2の実施形態である画像形成装置において、(a)は駆動モータの駆動周波数と時間との関係を示すグラフ図、(b)及び(c)は駆動モータに対する駆動電流値と時間との関係を示すグラフ図である。 ベルトの駆動ローラを駆動する駆動モータの制御例を説明するためのフローチャート図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態である画像形成装置を説明するための概略断面図である。
図1に示すように、本実施形態の画像形成装置は100、感光体1が不図示のモータを介して矢印A方向に回転可能に配置されている。感光体1の周囲には、帯電装置7、露光装置8、回転現像体13、転写装置10、及びクリーナ装置12等が配置されている。
回転現像体13は、フルカラー現像のための4色分の現像装置13Y,13M,13C,13Kを備え、ステッピングモータ等の駆動モータ42により矢印R方向に回転駆動される。
ソレノイド43は、回転現像体13の回転位置を固定するロック機構を動作させ、ロック検センサ72は、フォトインタラプタ等で構成され、ロック機構の動作を検出する。位置検出フラグ73は、回転現像体13に取り付けられ、HP(ホームポジション)センサ60は、位置検出フラグ73を検知することで、回転現像体13の回転位置を検出する。
現像装置13Y,13M,13C,13Kは、感光体1上の潜像をそれぞれY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)のトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、駆動モータ42により回転現像体13を矢印R方向に回転させる。
この際、位置検出フラグ73をHPセンサ60で検知することで、回転現像体13の基準位置を検出し、該検出情報を基に回転現像体13を所定の回転位置まで回転させることで、該当する色の現像装置が感光体1に当接するように位置決めされる。
感光体1上に現像された各色のトナー像は、転写装置10によってベルト部材の一例である中間転写ベルト2(以下、ベルト2という)に順次転写されて、4色のトナー像が重ね合わされる。ベルト2は、ローラ17,18,19に張架されている。
ローラ17は、不図示の駆動源に接続されてベルト2を駆動する駆動ローラとして機能し、ローラ18は、ベルト2の張力を調節するテンションローラとして機能し、ローラ19は、2次転写ローラ21のバックアップローラとして機能する。
ベルト2を挟んでローラ17と対向する位置には、ベルトクリーナ22がベルト2に対して当接/離間移動が可能に配置されている。ベルトクリーナ22は、2次転写後のベルト2の残留トナーをクリーナブレードで掻き落とす。
給紙カセット23内に配置されたシートは、リフタモータ40の動作によりピックアップローラ24に当接する位置まで引き上げられる。
給紙カセット23からピックアップローラ24を介して搬送路に給紙されたシートは、ローラ対25,26によって2次転写ローラ21とベルト2との当接部(ニップ部)に給送される。
ベルト2上に形成されたトナー像は、このニップ部でシートに転写され、トナー像が転写されたシートは、定着装置5で熱定着された後、排出ローラ59を介して装置外へ排出される。
シートの両面に画像を形成する動作の場合は、フラッパ32を動作させてシートを搬送ローラ対27の方向へ搬送する。
そして、搬送ローラ対28でフラッパ33を越えるまでシートを搬送した後、搬送ローラ対28を逆回転するとともにフラッパ33を動作させることで、シートを搬送ローラ対29の方向へ搬送する。
その後、シートを搬送ローラ対30,31により搬送することで、給紙カセット23からの搬送路に合流させ、上記同様にして、反対の面に画像を形成する。
シート面高さセンサ50は、給紙カセット23内でのシート面の高さを検知する。搬送センサ51〜58は、搬送路上に配置されて、各ポイントでのシートの有無またはシートの搬送タイミングを検知する。
センサ80は、搬送路を搬送されるシートの水分量を測定する。カセット着脱センサ70は、給紙カセット23の着脱を検知する。ドア開閉スイッチ71は、本体内部へのアクセスを可能とするドア41の開閉に応じて動作し、駆動負荷への電力供給を遮断/接続する。
次に、上記構成の画像形成装置における画像形成動作について説明する。
まず、帯電装置7に電圧を印加して感光体1の表面を所定の電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体1上の画像部分が所定の電位になるように露光装置8で露光を行い、潜像を形成する。
露光装置8は、レーザスキャナからなり、画像制御部38で生成される画像信号に基づいて露光をオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。
画像形成タイミングは、ベルト2の所定位置を基準とする信号ITOPに基づき制御される。ローラ17とローラ19の間には、ベルト2の基準位置を検知する反射型位置センサ36が配置されている。
現像装置13Y,13M,13C,13Kの各現像スリーブには、色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、感光体1に形成された潜像は、該現像スリーブの通過時にトナーで現像されて可視化される。
可視化されたトナー像は、転写装置10を介して感光体1からベルト2に1次転写され、さらに2次転写ローラ21を介してベルト2からシートに2次転写される。
次に、図2を参照して、ベルト2の駆動機構について説明する。なお、図2では、説明の便宜上、ベルト2を張架するローラ17〜19のうち、ローラ19の図示を省略している。
図2において、CPU106により駆動回路103を制御することで、ステッピングモータ等の駆動モータ102が回転駆動され、該回転駆動力が駆動ローラ18に伝達されてベルト2が走行する。
また、ベルト2を挟んで感光体1に対向する部位には、転写ローラ104がベルト2に接触した状態で配置され、該転写ローラ104の金属製のローラ軸には、CPU106の制御により転写装置10から高電圧が印加される。これにより、感光体1に形成されたトナー像がベルト2に転写される。
このような画像形成装置では、例えば感光体1などの交換部品は、電源をオフにした状態で交換される。感光体1の感度特性は部品毎に異なり、かつその特性が画像形成に大きな影響を与えるため、電源投入直後は部品が交換されている可能性を考慮し、画像濃度調整などの初期化シーケンスを行う。
また、画像形成装置は、コピーやプリントなどのジョブが長時間発生しない場合は、必要最小限の機能を残し、電源供給を遮断するスリープ状態に移行するのが一般的である。ここで必要最小限の機能とは、コピーやプリントなどのジョブを受け付ける制御部分や、FAX機能をもつ複合機であれば、FAXモジュールなどが該当する。このスリープ状態は、必要最小限の機能しか起動していないため、上述した画像形成を担うモータやソレノイドなどの負荷から見れば、電源をオフしたときと同等の状態となる。
ここで、上述したように、ゴム材等のベルト2や発泡材等の転写ローラ104を使用した画像形成装置では、転写ローラ104のローラ軸への高電圧の印加により、ベルト2や転写ローラ104の内部成分が表面に析出する。そして、析出した成分は、ベルト2から該ベルト2を駆動する駆動ローラ18に付着し、電源をオフした状態或いは省電力モードに移行した状態で長時間放置すると、ベルト2が前記析出成分を介して駆動ローラ18に接着する。このため、駆動ローラ18を駆動するモータ102の駆動負荷が増大し、駆動ローラ18の安定した起動が妨げられる不具合が発生する。
そこで、本実施形態では、駆動ローラ18を駆動する駆動モータ102を次のように制御して、駆動ローラ18の安定した起動を確保する。
図3は、駆動ローラ18を駆動する駆動モータ102の制御例を説明するためのフローチャート図である。図3での各処理は、不図示のHDDやROM等に記憶されたプログラムがRAMにロードされて、CPU106により実行される。
ステップS101では、CPU106は、コピーやプリントなどの印刷動作が開始されると、そのジョブの開始が電源投入直後か否かを判断し、電源投入直後でない場合は、ステップS102に進み、電源投入直後の場合は、ステップS104に進む。
ステップS102では、CPU106は、駆動モータ102の駆動電流値Idriveを通常の駆動電流値Inormal(第1の電流値)に設定し、ステップS103に進む。
ステップS103では、CPU106は、駆動回路103を介してステップS102で設定された駆動電流値Inormalの電流を通電して駆動モータ102の駆動を開始し、これにより、駆動ローラ18を駆動してベルト2を走行させ、処理を終了する。
一方、ステップS104では、CPU106は、駆動モータ102の駆動電流値Idriveを通常の駆動電流値Inormalによりも大きな電流値Imax(第2の電流値)(Imax>Inormal)に設定し、ステップS105に進む。
ステップS105では、CPU106は、駆動回路103を介してステップS104で設定された駆動電流値Imaxの電流を通電して駆動モータ102の駆動を開始し、ステップS106に進む。ここでは、通常の駆動時よりも大きな電流値の電流が通電されて駆動モータ102が駆動されるので、駆動モータ102で得られるトルクが大きくなる。したがって、ベルト2が前記析出成分を介して駆動ローラ18に接着して駆動モータ102の駆動負荷が増大しても、駆動ローラ18の起動不良を回避することが可能となる。
ステップS106では、CPU106は、駆動モータ102の駆動開始から一定時間ts経過したか否かを判断し、経過した場合は、ステップS107に進む。ここで、電流設定値Imaxでの駆動モータ102の長時間の連続駆動は、該駆動モータ102や駆動回路103の過度な温度上昇を引き起こすため、駆動時間の制限値として一定時間tsを設けている。
ステップS107では、CPU106は、駆動モータ102に流す駆動電流値Idriveを駆動電流値Imaxから通常の駆動電流値Inormalに変更し、処理を終了する。
なお、ステップS101では、ジョブの開始が電源投入直後か否かを判断する場合を例示したが、前記析出成分によるベルト2と駆動ローラ18との接着は長時間の放置により発生するので、スリープ状態からの復帰直後にも同様の処理を行う。
即ち、本実施形態では、ジョブの開始が電源投入直後或いはスリープ状態の復帰直後である場合は、長期間の放置により前記析出成分によるベルト2と駆動ローラ18との接着が発生している可能性があるものとして、図3のステップS104以降の処理を行う。
図4は、駆動モータ102に対する駆動電流値Idriveと時間との関係を示すグラフ図である。
図4(a)は、図3のステップS101でジョブの開始が電源投入直後でないと判断された場合(通常駆動時)の駆動モータ102に対する駆動電流値Idriveと時間との関係を示すグラフ図である。図4(a)に示すように、駆動モータ102の通常駆動時には、駆動電流値Idriveは、駆動開始から駆動電流値Inormalに設定されている。
図4(b)は、図3のステップS101でジョブの開始が電源投入直後であると判断された場合の駆動モータ102に対する駆動電流値Idriveと時間との関係を示すグラフ図である。この場合、駆動モータ102に対する駆動電流値Idriveは、まず、駆動電流値Imaxにされ、ステップS106で一定時間tsを経過した後、通常の駆動電流値Inormalに移行する。
以上説明したように、本実施形態では、ジョブの開始が電源投入直後或いはスリープ状態の復帰直後である場合は、ベルト2の駆動ローラ18を駆動する駆動モータ102の駆動電流値を駆動開始から一定時間ts、通常時の駆動電流値より大きくしている。これにより、長時間の放置によりベルト2及び転写ローラ104から析出した成分を介してベルト2が駆動ローラ18に接着して駆動ローラ18の駆動負荷が増大しても、低コスト化及び省スペース化を図りつつ、駆動ローラ18の安定した起動が可能になる。
(第2の実施形態)
次に、図5及び図6を参照して、本発明の第2の実施形態である画像形成装置について説明する。なお、上記第1の実施形態に対して重複又は相当する部分については、図及び符号を流用して説明する。
ベルト2の駆動ローラ18を駆動する駆動モータ102において、ステッピングモータを用いた場合、自起動周波数から駆動周波数まで加速するまでの間は加速トルクが発生するため、通常の駆動電流値よりも大きい駆動電流値とするのが一般的である。
図5(a)は、駆動モータ102の通常駆動時の駆動周波数fと時間tとの関係を示すグラフ図である。
図5(a)に示すように、駆動モータ102の駆動開始時に、自起動周波数f0を印加し、そこから加速時間taccの間に駆動周波数fconstまで加速する。この加速時間taccの間、駆動モータ102には、駆動ローラ18を駆動する負荷トルク以外に加速時の加速トルクが発生する。
そこで、図5(b)に示すように、加速時間taccの間、駆動モータ102の駆動設定値Idriveを等速時の駆動電流値Iconstよりも大きい駆動電流値Iacc(Iacc>Iconst)に設定する駆動シーケンスが一般的である。このような制御を行うことで、駆動モータ102の安定した駆動が可能となる。
これに対し、電源投入直後やスリープ状態の復帰直後等の長時間放置後の起動時には、図5(c)に示すように、駆動モータ102の駆動電流値Idriveを加速時の電流設定値Iaccよりも大きな電流設定値Imax(Imax>Iacc)に設定する。これにより、通常よりも大きなトルクが駆動モータ102に発生するので、ベルト2が前記析出成分を介して駆動ローラ18に接着して駆動モータ102の駆動負荷が増大しても、駆動ローラ18の起動不良を回避することが可能となる。
図6は、駆動ローラ18を駆動する駆動モータ102の制御例を説明するためのフローチャート図である。図6での各処理は、 不図示のHDDやROM等に記憶されたプログラムがRAMにロードされて、CPU106により実行される。
ステップS201では、CPU106は、コピーやプリントなどの印刷動作が開始されると、そのジョブの開始が電源投入直後か否かを判断し、電源投入直後でない場合は、ステップS202に進み、電源投入直後の場合は、ステップS206に進む。
ステップS202では、CPU106は、駆動モータ102の駆動電流値Idriveを加速時の駆動電流値Iaccに設定し、ステップS203に進む。
ステップS203では、CPU106は、ステップS202で設定した駆動電流値Iaccの電流を駆動回路103を介して駆動モータ102に通電して、駆動モータ102の駆動を開始し、ステップS204に進む。
ステップS204では、CPU106は、駆動モータ102の加速が完了したか否かを判断し、加速が完了した場合は、ステップS205に進む。
ステップS205では、CPU106は、駆動モータ102の駆動電流値Idriveを等速時の駆動電流値Iconstに変更して、ベルト2の駆動ローラ18を等速駆動し、処理を終了する。
一方、ステップS206では、CPU106は、駆動モータの駆動電流値Idriveを加速時の駆動電流値Iaccによりも大きな電流値Imax(Imax>Iacc)にに設定し、ステップS207に進む。
ステップS207では、CPU106は、駆動回路103を介してステップS206で設定された駆動電流値Imaxの電流を通電して駆動モータ102の駆動を開始し、ステップS208に進む。ここでは、加速時の駆動電流値Iaccよりも大きな電流値の電流が通電されて駆動モータ102が駆動されるので、駆動モータ102で得られるトルクが大きくなる。したがって、ベルト2が前記析出成分を介して駆動ローラ18に接着して駆動モータ102の駆動負荷が増大しても、駆動ローラ18の起動不良を回避することが可能となる。
ステップS208では、CPU106は、駆動モータ102の駆動開始から一定時間ts経過したか否かを判断し、経過した場合は、ステップS209に進む。ここで、電流設定値Imaxでの駆動モータ102の長時間の連続駆動は、該駆動モータ102や駆動回路103の過度な温度上昇を引き起こすため、駆動時間の制限値として一定時間tsを設けている。
ステップS209では、CPU106は、駆動モータ102に流す駆動電流値Idriveを駆動電流値Imaxから等速時の駆動電流値Iconstに変更し、処理を終了する。
ここで、本実施形態では、ts>taccの場合を想定して、一定時間ts経過後に駆動モータ102に流す駆動電流値Idriveを駆動電流値Imaxから等速時の駆動電流値Iconstに変更している。
しかし、ts<taccの場合には、一定時間ts経過後に駆動モータ102に流す駆動電流値Idriveを駆動電流値Imaxから加速時の駆動電流値Iaccに変更し、加速完了後に等速時の駆動電流値Iconstに変更する制御を行う。
なお、ステップS201では、ジョブの開始が電源投入直後か否かを判断する場合を例示したが、前記析出成分によるベルト2と駆動ローラ18との接着は長時間の放置により発生するので、スリープ状態からの復帰直後にも同様の処理を行う。
即ち、本実施形態では、ジョブの開始が電源投入直後或いはスリープ状態の復帰直後である場合は、長期間の放置により前記析出成分によるベルト2と駆動ローラ18との接着が発生している可能性があるものとして、図6のステップS206以降の処理を行う。
以上説明したように、本実施形態では、ジョブの開始が電源投入直後或いはスリープ状態の復帰直後である場合は、ベルト2の駆動ローラ18を駆動する駆動モータ102の駆動電流値を駆動開始から一定時間ts、加速時の駆動電流値より大きくしている。これにより、長時間の放置によりベルト2及び転写ローラ104から析出した成分を介してベルト2が駆動ローラ18に接着して駆動ローラ18の駆動負荷が増大しても、低コスト化及び省スペース化を図りつつ、駆動ローラ18の安定した起動が可能になる。
なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、ベルト部材として、中間転写ベルト2を例示したが、これに限定されない。例えば、ベルト部材として、感光体1のトナー像をシートに直接転写するためにシートを感光体1の転写領域に搬送する転写搬送ベルトを用いた場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
1 感光体
2 ベルト
18 駆動ローラ
102 駆動モータ
103 駆動回路
104 転写ローラ
106 CPU

Claims (4)

  1. ベルト部材を挟んで感光体と対向する部位に転写ローラが配置される画像形成装置であって、
    前記ベルト部材を駆動する駆動ローラと、
    前記駆動ローラに駆動力を伝達する駆動モータと、
    ジョブの開始が電源投入直後でない場合、前記ベルト部材の駆動開始時に前記駆動モータに流す電流値を第1の電流値に設定し、ジョブの開始が電源投入直後である場合、前記ベルト部材の駆動開始時に前記駆動モータに流す電流値を前記第1の電流値よりも大きい第2の電流値に設定する制御手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. ベルト部材を挟んで感光体と対向する部位に転写ローラが配置される画像形成装置であって、
    前記ベルト部材を駆動する駆動ローラと、
    前記駆動ローラに駆動力を伝達する駆動モータと、
    ジョブの開始が前記画像形成装置の一部の電源供給を遮断した省電力状態の復帰直後でない場合、前記ベルト部材の駆動開始時に前記駆動モータに流す電流値を第1の電流値に設定し、ジョブの開始が前記省電力状態の復帰直後である場合、前記ベルト部材の駆動開始時に前記駆動モータに流す電流値を前記第1の電流値よりも大きい第2の電流値に設定する制御手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記制御手段は、前記ベルト部材の駆動開始から一定時間経過したことに応じて、前記駆動モータに流す電流値を前記第2の電流値から前記第1の電流値に切り替える
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記ベルト部材は、感光体上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト又はシートを感光体の転写領域に搬送する転写搬送ベルトである、
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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