JP2010266624A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定のタイミングで中間転写ベルト21の表面上に副走査倍率測定用パターンを形成して二次転写ローラ23の表面に転写することにより、二次転写ローラ表面上に副走査倍率測定用パターンを作成し、このパターンをパターン検知センサ26で検知した結果に基づいて、次回以降の画像形成工程で形成される画像の副走査方向における伸び縮み量が少なくなるように、二次転写ローラ表面移動速度や副走査ライン間隔などの画像形成条件の補正処理を行う。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、画像形成手段の使用累積時間や画像形成回数に基づいて補正動作モードへ移行する中間転写方式の画像形成装置が開示されている。この補正動作モードでは、中間転写ベルト表面移動方向における画像の伸び縮み(副走査倍率誤差)を測定可能なパターン画像を中間転写ベルト上に形成し、これを中間転写ベルト上にてセンサで読み取る。そして、その副走査倍率誤差に基づいて中間転写ベルトの表面移動速度やレジストローラの回転速度の調整値を算出する。この調整値を用いて中間転写ベルトの表面移動速度やレジストローラの回転速度を制御することで、中間転写ベルト上で生じる画像の伸び縮みを抑制でき、その結果、記録材上における副走査倍率誤差が抑制される。
また、特許文献2には、回転感光体の表面に対して感光体表面移動方向に複数の潜像構成部を順次形成することにより当該複数の潜像構成部からなる一の潜像(一ページ分の潜像)を形成する中間転写方式の画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、単一の回転感光体上に複数色の画像を順次形成し、各画像が中間転写ベルト上で互いに重なり合うように転写することでカラー画像を形成する。この画像形成装置では、ある色の作像時の中間転写ベルト回転負荷が他色の作像時の中間転写ベルト回転負荷と異なる場合に、各色の潜像形成時における複数の潜像構成部の感光体表面移動方向における間隔(書き込み倍率)をその回転負荷の差に応じて変更する。この画像形成装置によれば、中間転写ベルトクリーナが中間転写ベルトに当接している状態の負荷と当接していない状態の負荷との差に起因した中間転写ベルト上で生じる画像の伸び縮みを抑制でき、その結果、記録材上における副走査倍率誤差が抑制される。
具体的に説明すると、上述した特許文献1や特許文献2に記載の画像形成装置は、いずれも、中間転写ベルト(像担持体)上に画像が形成されるまでの要因(中間転写ベルトの表面移動速度変動や潜像担持体の表面移動速度変動など)に起因した画像の伸び縮みを抑制することは可能である。しかし、中間転写ベルト(像担持体)上に画像が形成されてからその画像が記録材上に転写されるまでの間に生じる要因に起因した画像の伸び縮みは、抑制することができない。そして、本発明者は、像担持体から記録材へ画像を転写する転写領域における、像担持体の表面上に担持されている画像の移動速度と記録材の搬送速度との速度差が、この要因となることを突き止めた。
ここで、補正処理により補正する画像形成条件としては、例えば、転写部材の表面移動速度が挙げられる。また、表面移動する像担持体の表面に対し、像担持体表面移動方向に複数の潜像構成部を順次形成することにより、当該複数の潜像構成部からなる一の潜像を形成する場合であれば、その複数の潜像構成部の像担持体表面移動方向における間隔も挙げられる。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記パターン画像作成手段は、上記像担持体及び上記転写部材を画像形成工程時と同じ表面移動速度で駆動した状態で、該転写部材の表面上にパターン画像を作成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1の画像形成装置において、上記像担持体及び上記転写部材の表面移動速度を変更する速度変更手段を有し、上記パターン画像作成手段は、該像担持体及び該転写部材を画像形成工程時とは異なる表面移動速度で駆動した状態で、該転写部材の表面上にパターン画像を作成することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、互いに色が異なる複数の単色画像を互いに重ね合わせて上記像担持体の表面上にカラー画像を形成するものであって、上記パターン画像作成手段は、いずれか1つの単色画像からなるパターン画像を上記転写部材の表面上に作成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のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記補正処理手段が行う上記補正処理は、上記転写部材の表面移動速度を変更する処理を含む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のいずれか1項に記載の画像形成装置において、表面移動する潜像担持体と、表面移動する潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により形成した潜像をトナーにより現像する現像手段と、該現像手段による現像によって得られた画像を上記像担持体の表面に転写する転写手段とを有する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6の画像形成装置において、上記潜像形成手段は、表面移動する潜像担持体の表面に対し、該潜像担持体の表面移動方向に複数の潜像構成部を順次形成することにより、該複数の潜像構成部からなる一の潜像を形成するものであり、上記補正処理手段が行う上記補正処理は、上記潜像形成手段により形成される上記複数の潜像構成部の潜像担持体表面移動方向における間隔を変更する処理を含む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5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、表面移動する上記像担持体の表面に対し、該像担持体の表面移動方向に複数の潜像構成部を順次形成することにより、該複数の潜像構成部からなる一の潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により形成した潜像をトナーにより現像する現像手段と、該現像手段による現像によって得られた画像を上記記録材上に転写する転写手段とを有し、上記補正処理手段が行う上記補正処理は、上記潜像形成手段により形成される上記複数の潜像構成部の像担持体表面移動方向における間隔を変更する処理を含む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8のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記補正処理手段は、上記補正処理を行う前に、上記検知手段の検知結果に基づいて画像の記録材搬送方向における伸び縮み量が補正可能範囲内であるか否かを判断し、補正範囲内であると判断した場合には該補正処理を行い、補正範囲外であると判断した場合には該補正処理を行わない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1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、装置内の温度を検知する温度検知手段を有し、上記所定のタイミングは、該温度検知手段の検知結果に基づき、連続画像形成中の初期時からの温度変化量が規定量を超えた時のタイミングであることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の画像形成装置において、上記パターン画像作成手段は、連続画像形成中に上記所定のタイミングが到来した場合、該連続画像形成中における2つの画像間の領域に対応する上記像担持体の表面部分に上記パターン画像を形成し、該パターン画像を上記転写部材の表面に転写することにより、該転写部材の表面上にパターン画像を作成する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9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、ユーザーによる上記補正処理の実行指示を受け付ける指示受付手段を有し、上記所定のタイミングは、該指示受付手段が該実行指示を受け付けたタイミングであることを特徴とするものである。
なお、本実施形態に係るプリンタは、像担持体としての中間転写体である中間転写ベルトの表面移動方向に沿って潜像担持体である4つの感光体が配置された、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置であるが、本発明はこのような画像形成装置に限られない。
このプリンタは、4つの感光体5,6,7,8の表面上にそれぞれ形成される4色の単色画像(単色トナー像)を中間転写ベルト21の表面上で互いに重ね合わせることで1ページの画像を形成するものである。4つの感光体5,6,7,8の表面上には、潜像形成手段としての光書込ユニット1,2,3,4によりそれぞれ静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、図中矢印Bの方向に回転駆動する感光体の回転に伴って現像手段としての現像装置9,10,11,12と対向する現像領域へ搬送される。各感光体5,6,7,8上の静電潜像には、それぞれの現像装置9,10,11,12により各色のトナーが供給され、各静電潜像はトナー像化される。
上記のような副走査倍率誤差は、既に説明したように、機内温度が上昇して、これに伴い二次転写ローラ23が膨張してそのローラ経が大きくなることにより生じる。すなわち、温度上昇に伴って二次転写ローラ23のローラ経が大きくなると、二次転写ローラ23の表面移動速度が増加し、これにより用紙25の搬送速度も増加するため、中間転写ベルト21上のトナー像の移動速度に対して用紙25の搬送速度が相対的に速くなり、用紙搬送方向に縮んだ画像が形成されてしまう。そこで、装置内の温度を検知する温度検知手段としての温度センサを設け、その温度センサが検知した温度が規定値以上の温度範囲にあるタイミングで、補正動作を行うようにしてもよい。ただし、本実施形態では、機内温度が大きく上昇するのは画像形成を連続して行っている時であることに鑑み、連続画像形成中の初期時からの温度変化量が規定量を超えた時のタイミングで、補正動作を行うこととしている。
図3(a)及び(b)は、上記S101において作成する副走査倍率測定用パターンの一例を示す説明図である。
上記S101では、図3(a)に示すように、二次転写ローラ23の半径をRとし、二次転写ローラ軸方向(主走査方向)の有効書き込み範囲(画像形成可能範囲)をDとした場合、主走査方向長さがD[mm]で、副走査方向長さがL0=πR[mm](すなわち、二次転写ローラ23の半周分)である図3(b)に示すような副走査倍率測定用パターン27を作成する。この副走査倍率測定用パターン27は、任意の1色のトナーで作成すればよい。この副走査倍率測定用パターン27は、連続画像形成中における2つの画像間の領域に対応する中間転写ベルト21の表面部分に形成するのが好ましい。この場合、副走査倍率測定用パターン27を形成するために連続画像形成を中断せずに済む。
上記S103で用いるパターン検知センサ26は、二次転写ローラ23の表面上でトナー像の有無を検知可能な光学センサ等を用いることができる。このようなセンサを用いる場合、パターン検知センサ26の出力信号と、二次転写ローラ23の表面上に転写された副走査倍率測定用パターン27との関係は、図4に示すようになる。このとき、副走査倍率測定用パターン27は、二次転写ローラ23の表面移動に伴ってパターン検知センサ26の検知領域を通過することになるので、二次転写ローラ23の表面移動速度Vと同じ速度で移動する。パターン検知センサ26の検知領域に副走査倍率測定用パターン27の先端が到達すると、パターン検知センサ26の出力信号がON状態となり、副走査倍率測定用パターン27の後端が抜けると、パターン検知センサ26の出力信号はOFF状態となる。したがって、パターン検知センサ26の出力信号がON状態になった時刻をT0とし、パターン検知センサ26の出力信号がOFF状態になった時刻をT1とすると、二次転写ローラ23上に転写された副走査倍率測定用パターン27の副走査長(測定副走査長)L1は、次の式(1)で表される。
L1 = (T1−T0)×V ・・・(1)
V = ω×R ・・・(2)
C = {(L1/L0)×100}−100% ・・・(3)
図5は、この補正処理の内容を説明するための説明図である。
なお、ここでの説明では、測定副走査長L1が理想副走査長L0よりも長くなっていて、+C[%]の副走査倍率誤差が生じている例について説明する。つまり、二次転写ローラ23のローラ径が膨張して、中間転写ベルト21の表面移動速度よりも二次転写ローラ23の表面移動速度の方が速くなっている例について説明する。この例において、+C[%]の副走査倍率誤差分だけ二次転写ローラ23の表面移動速度が減速するように、二次転写ローラ23の表面移動速度を補正する。具体的には、補正後の二次転写ローラ23の表面移動速度が下記の式(4)から算出されるVR1となるように補正する。なお、下記の式(4)中のVR0は、補正前の二次転写ローラ23の表面移動速度である。
VR1 = VR0+{VR0×(−C)} ・・・(4)
補正後の表面移動速度VR1で二次転写ローラ23を駆動する結果、二次転写ローラ23の表面移動速度と中間転写ベルト21の表面移動速度との速度差がなくなり、副走査倍率誤差Cを解消することが可能となる。
図6は、この補正処理の内容を説明するための説明図である。
なお、ここでの説明では、測定副走査長L1が理想副走査長L0よりも長くなっていて、書き込み周波数Wf0[Hz]で形成した副走査倍率誤差パターンから算出した副走査倍率誤差が+C[%]である例について説明する。この例においては、書き込み周波数Wf0[Hz]で中間転写ベルト21の表面上に形成したトナー像の副走査ライン間隔と、二次転写後の副走査ライン間隔とを比較すると、二次転写後の副走査ライン間隔の方が広くなる。つまり、狙いの副走査倍率を満たすには、書き込み周波数Wf0[Hz]での副走査ライン間隔の形成では書き込み周波数が低いということになる。したがって、二次転写後の副走査ライン間隔が狙いの間隔となるように書き込み周波数を補正する。具体的には、1周期の書き込み周期で副走査の1ラインが形成されるものとすると、補正後の書き込み周波数が下記の式(5)で算出されるWf1[Hz]となるように補正する。
Wf1 = Wf0+(Wf0×C) ・・・(5)
補正後の書き込み周波数Wf1[Hz]で副走査倍率誤差測定用パターンを形成すると、二次転写前の副走査長がL0’となり、補正前の副走査長L0と比較すると縮むことになるが、二次転写前と二次転写後の副走査倍率誤差がC%生じているので、二次転写後の副走査長が上記C%伸びることになる。その結果、補正後の書き込み周波数Wf1[Hz]で形成した副走査倍率誤差測定用パターンの二次転写後の副走査長L1’は、補正前の書き込み周波数Wf0[Hz]で形成した二次転写前の副走査倍率測定用パターンの副走査長L0と等しいものとなり、副走査倍率誤差Cを解消することが可能となる。
また、本実施形態では、補正動作を行うタイミングが、連続画像形成中の初期時からの温度変化量が規定量を超えた時のタイミングである場合について説明したが、このようなタイミングに限られない。例えば、ユーザーが指示受付手段としての操作パネルに対して補正動作の実行指示を行ったタイミングとしてもよい。
また、本実施形態によれば、中間転写ベルト21及び二次転写ローラ23を画像形成工程時と同じ表面移動速度で駆動した状態で、二次転写ローラ23の表面上に副走査倍率測定用パターンを作成する。これにより、中間転写ベルト21及び二次転写ローラ23を画像形成工程時とは異なる表面移動速度とするための速度変更手段が不要となる。
一方で、中間転写ベルト21及び二次転写ローラ23の表面移動速度を変更する速度変更手段を設け、中間転写ベルト21及び二次転写ローラ23を画像形成工程時とは異なる表面移動速度で駆動した状態で、二次転写ローラ23の表面上に副走査倍率測定用パターンを作成するようにしてもよい。この場合、補正動作時に、中間転写ベルト21及び二次転写ローラ23の表面移動速度として、副走査倍率誤差を検知するのに適した表面移動速度を採用できるので、より正確な副走査倍率誤差を検知することが可能となる。
また、本実施形態に係るプリンタは、互いに色が異なる複数の単色画像を互いに重ね合わせて中間転写ベルト21の表面上にカラー画像を形成する画像形成装置である。そして、本実施形態においては、補正動作時に、いずれか1つの単色画像からなる副走査倍率測定用パターンを二次転写ローラ23の表面上に作成する。これにより、複数色の画像からなる副走査倍率測定用パターンを作成する場合に比べて、トナーが無駄に消費されるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記補正処理として、二次転写ローラ23の表面移動速度を変更する処理を行う。これにより、副走査倍率誤差の要因である二次転写ローラ23に対する直接的な補正が可能となる。
また、本実施形態に係るプリンタは、表面移動する潜像担持体としての感光体5,6,7,8と、表面移動する感光体5,6,7,8の表面に潜像を形成する潜像形成手段としての光書込ユニット1,2,3,4と、光書込ユニット1,2,3,4により形成した潜像をトナーにより現像する現像手段としての現像装置9,10,11,12と、現像装置9,10,11,12による現像によって得られた画像を中間転写ベルト21の表面に転写する転写手段としての一次転写ローラ13,14,15,16とを有している。そして、光書込ユニット1,2,3,4は、表面移動する感光体5,6,7,8の表面に対し、感光体表面移動方向に複数の潜像構成部(副走査ライン)を順次形成することにより、当該複数の潜像構成部からなる潜像を形成するものであり、上記補正処理は、この光書込ユニット1,2,3,4により形成される上記複数の潜像構成部の感光体表面移動方向における間隔(副走査ライン間隔)を変更する処理を行う。二次転写ローラ23の表面移動速度を変更する補正処理では、その補正可能範囲が二次転写ローラ23の表面移動速度の変更可能範囲に制限されてしまう場合がある。副走査ライン間隔を変更する補正処理であれば、二次転写ローラ23の表面移動速度の変更可能範囲に制限されることなく、補正を行うことができる。
なお、本実施形態では、中間転写方式の画像形成装置について説明したが、直接転写方式の画像形成装置でも、同様である。具体的には、表面移動する感光体の表面に対し、感光体表面移動方向に複数の潜像構成部(副走査ライン)を順次形成することにより複数の潜像構成部からなる潜像を形成する潜像形成手段と、潜像形成手段により形成した潜像をトナーにより現像する現像手段と、現像手段による現像によって得られた画像を記録材上に転写する転写手段とを有するような画像形成装置である。このような画像形成装置においても、上記補正処理として、潜像形成手段により形成される複数の潜像構成部の感光体表面移動方向における間隔(副走査ライン間隔)を変更する処理を採用できる。
また、本実施形態では、上記補正処理を行う前に、パターン検知センサ26の検知結果に基づいて画像の用紙搬送方向における伸び縮み量が補正可能範囲内であるか否かを判断し、補正可能範囲内であると判断した場合には上記補正処理を行い、補正可能範囲外であると判断した場合には上記補正処理を行わない。これにより、補正可能範囲外であると判断した場合には、補正処理を行わずには、例えば二次転写ローラ23の寿命が到来したものとしてメンテナンス処理を行うなどの処理動作が可能となる。
また、本実施形態においては、装置内の温度を検知する温度検知手段としての温度センサを設け、この温度センサの検知結果に基づき、連続画像形成中の初期時からの温度変化量が規定量を超えた時のタイミングで補正動作を行うようにしている。これにより、連続画像形成中に形成されるすべての画像品質を一定に維持することが可能となる。
また、本実施形態においては、連続画像形成中に補正動作を実行するタイミングが到来した場合、その連続画像形成中における2つの画像間の領域に対応する中間転写ベルト21の表面部分に副走査倍率測定用パターンを形成し、その副走査倍率測定用パターンを二次転写ローラ23の表面に転写することにより、二次転写ローラ23の表面上に副走査倍率測定用パターンを作成する。これにより、副走査倍率測定用パターン27を形成するために連続画像形成を中断せずに済む。
なお、上述したように、ユーザーによる補正動作の実行指示を受け付ける指示受付手段としての操作パネルを設け、操作パネルが当該実行指示を受け付けたタイミングで上記補正動作を行うようにしてもよい。この場合、ユーザーの希望に即した時期に補正動作を行うことができる。
5,6,7,8 感光体
9,10,11,12 現像装置
13,14,15,16 一次転写ローラ
21 中間転写ベルト
23 二次転写ローラ
25 用紙
26 パターン検知センサ
27 副走査倍率測定用パターン
Claims (12)
- 表面移動する像担持体と、該像担持体の表面と対向して表面移動する転写部材と、該転写部材を表面移動させるための駆動力を該転写部材へ付与する駆動力付与手段とを備え、
該像担持体の表面上に形成された画像を、該像担持体の表面と該転写部材の表面とが互いに対向する転写領域で、該転写部材の表面移動により搬送される記録材上に転写する画像形成装置において、
所定のタイミングで上記像担持体の表面上にパターン画像を形成して該パターン画像を上記転写部材の表面に転写することにより、該転写部材の表面上にパターン画像を作成するパターン画像作成手段と、
該パターン画像作成手段により作成された該転写部材の表面上のパターン画像を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に基づいて、次回以降の画像形成工程で形成される画像の記録材搬送方向における伸び縮み量が少なくなるように画像形成条件の補正処理を行う補正処理手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記パターン画像作成手段は、上記像担持体及び上記転写部材を画像形成工程時と同じ表面移動速度で駆動した状態で、該転写部材の表面上にパターン画像を作成することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記像担持体及び上記転写部材の表面移動速度を変更する速度変更手段を有し、
上記パターン画像作成手段は、該像担持体及び該転写部材を画像形成工程時とは異なる表面移動速度で駆動した状態で、該転写部材の表面上にパターン画像を作成することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
互いに色が異なる複数の単色画像を互いに重ね合わせて上記像担持体の表面上にカラー画像を形成するものであって、
上記パターン画像作成手段は、いずれか1つの単色画像からなるパターン画像を上記転写部材の表面上に作成することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記補正処理手段が行う上記補正処理は、上記転写部材の表面移動速度を変更する処理を含むことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
表面移動する潜像担持体と、
表面移動する潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像形成手段により形成した潜像をトナーにより現像する現像手段と、
該現像手段による現像によって得られた画像を上記像担持体の表面に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6の画像形成装置において、
上記潜像形成手段は、表面移動する潜像担持体の表面に対し、該潜像担持体の表面移動方向に複数の潜像構成部を順次形成することにより、該複数の潜像構成部からなる一の潜像を形成するものであり、
上記補正処理手段が行う上記補正処理は、上記潜像形成手段により形成される上記複数の潜像構成部の潜像担持体表面移動方向における間隔を変更する処理を含むことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
表面移動する上記像担持体の表面に対し、該像担持体の表面移動方向に複数の潜像構成部を順次形成することにより、該複数の潜像構成部からなる一の潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像形成手段により形成した潜像をトナーにより現像する現像手段と、
該現像手段による現像によって得られた画像を上記記録材上に転写する転写手段とを有し、
上記補正処理手段が行う上記補正処理は、上記潜像形成手段により形成される上記複数の潜像構成部の像担持体表面移動方向における間隔を変更する処理を含むことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記補正処理手段は、上記補正処理を行う前に、上記検知手段の検知結果に基づいて画像の記録材搬送方向における伸び縮み量が補正可能範囲内であるか否かを判断し、補正範囲内であると判断した場合には該補正処理を行い、補正範囲外であると判断した場合には該補正処理を行わないことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
装置内の温度を検知する温度検知手段を有し、
上記所定のタイミングは、該温度検知手段の検知結果に基づき、連続画像形成中の初期時からの温度変化量が規定量を超えた時のタイミングであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10の画像形成装置において、
上記パターン画像作成手段は、連続画像形成中に上記所定のタイミングが到来した場合、該連続画像形成中における2つの画像間の領域に対応する上記像担持体の表面部分に上記パターン画像を形成し、該パターン画像を上記転写部材の表面に転写することにより、該転写部材の表面上にパターン画像を作成することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
ユーザーによる上記補正処理の実行指示を受け付ける指示受付手段を有し、
上記所定のタイミングは、該指示受付手段が該実行指示を受け付けたタイミングであることを特徴とする画像形成装置。
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