JP2003263000A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JP2003263000A
JP2003263000A JP2002064002A JP2002064002A JP2003263000A JP 2003263000 A JP2003263000 A JP 2003263000A JP 2002064002 A JP2002064002 A JP 2002064002A JP 2002064002 A JP2002064002 A JP 2002064002A JP 2003263000 A JP2003263000 A JP 2003263000A
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JP
Japan
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positional deviation
image forming
forming apparatus
photoconductor
color
Prior art date
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Application number
JP2002064002A
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English (en)
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Masato Ohashi
理人 大橋
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンデム型カラー画像形成装置において、中
間転写体上に書き込まれる各色の位置ズレ検出パターン
が湾曲していることによる位置ズレを自動補正する画像
形成装置を提供する。 【解決手段】 ダンデム型のカラー印字装置は、位置ズ
レ量計測手段及び位置ズレ補正手段のセンサを備えてい
る。位置ズレ量計測手段は、感光体の主走査方向に3箇
所(a,b,c)以上設けられ、複数のセンサで中間転
写体に書き込まれた黒の位置ズレ検出パターンの横線位
置Bkを計測し、計測点の一次近似線L−Bkを求め、
またイエロー、シアン、マゼンタの位置ズレ検出パター
ンの横線位置(Y,C,M)の一次近似線L−Y,L−
C,L−Mを求め、前記黒の横線の近似線L−Bkにほ
ぼ一致するように補正する。位置ズレ補正は、感光体の
傾きを調整するか、レーザ光線の折り返しミラーの取り
付け角度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像形成装
置に関し、特に複数の感光体を有するタンデム型カラー
画像形成装置において、中間転写体上に書き込んだ各色
(Bk、M、C、Y)の位置ズレ検出パターンである横
線が湾曲していても、色ズレが最も目立たないような補
正を行なうことができるカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カラー複写機、カラープリンタ等のカラ
ー画像形成装置は、各色での書き込みタイミングがずれ
ると、黒・マゼンタ・シアン・イエロー(以下、Bk、
M、C、Yと表示する)各色の出力した画像の位置がズ
レる。人の目は、70〜100μmの色ズレが発生する
と、これを判別できると言われている。特にタンデム型
の装置においては、1ドラム型のものに比べ、感光体の
平行度・各書き込み装置の取付け位置精度のズレなど、
色ズレが生じやすい。特に、装置の設置場所を変えたり
すると、床の平面度等の影響で、装置の構造体がひず
み、書き込み装置や感光体の位置関係が変動し、色ズレ
が発生する。このようなときは、横線の湾曲や傾きが発
生しやすい。
【0003】そのため、特許第2608302号公報、
特開2000−132045号公報、特開平11−27
2037号公報等に提案されているように、ベルト上に
位置ズレパターンを形成し、各色の位置ズレ量を専用セ
ンサにて計測し、色ズレ補正機構を動作させる方法がと
られている。このとき、位置ズレパターンはベルトの両
端1箇所ずつに書き込まれる。従って、この場所の各色
の位置ズレか最小になるように補正される。この時の様
子を図7に基づいて説明する。図7は、従来の位置ズレ
量計測手段における位置ズレ量を計測する原理を説明す
るための図で、転写ベルト(中間転写体)と位置ズレパ
ターンセンサとの関係を示したものである。図7に示す
ように、位置ズレ量計測手段のセンサがa,bの位置に
設置されている場合、マゼンタ(M)色の位置ズレパタ
ーンの横線が湾曲していても、黒(Bk)色の位置ズレ
パターンの横線とセンサ位置a,bでの位置が合致して
いれば、それらの色は位置があっていると判定され、補
正が行なわれない。
【0004】また、横線の傾きを補正する際、特許第2
608302号公報に記載されているように、感光体の
平行度を傾ける方法がある。ここで提案された方法は、
マニュアル調整である。位置ズレ量を自動計測しても、
ユーザが感光体の平行度を傾けることは難しく、設置場
所を変えた際に起きる、横線の湾曲・傾きの補正には適
さない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、タンデム型のような複
数の感光体を有するカラー画像形成装置において、中間
転写体(転写ベルト)上に書き込まれる位置ズレ検出パ
ターンの湾曲による位置ズレを、自動補正することがで
きる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、黒に
対する他色の位置ズレ量計測手段および位置ズレ補正手
段を備えた複数の感光体を有するカラー画像形成装置に
おいて、前記位置ズレ量計測手段は前記感光体の主走査
方向に3箇所以上設けられており、前記位置ズレ量計測
手段のセンサで位置ズレ検出パターンの黒の横線位置を
計測し、計測点の一次近似線を求め、位置ズレ検出パタ
ーンの他色の横線位置が前記近似線に一致するように補
正することを特徴とする。
【0007】請求項2の発明は、請求項1のカラー画像
形成装置において、前記位置ズレ補正手段は、前記感光
体の角度を自動調整することを特徴とする。
【0008】請求項3の発明は、請求項1のカラー画像
形成装置において、前記位置ズレ補正手段は、書き込み
ユニットの光線が前記感光体に入射する角度を自動調整
することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図6に基づいて説明する。今日、電子写真装置では、
市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリ
ンタなど、カラーのものが多くなってきている。カラー
電子写真装置には、1つの感光体のまわりに複数色の現
像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて
感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を
転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる1ド
ラム型のものと、タンデム状に配置された複数の感光体
にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞ
れ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を
順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわ
ゆるタンデム型のものがある。
【0010】1ドラム型とタンデム型とを比較すると、
前者は感光体が1つであるから、比較的小型化でき、コ
ストも低減できる利点はあるものの、1つの感光体を用
いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラ
ー画像を形成するので、画像形成の高速化は困難であ
る。後者は逆に大型化し、コスト高となる欠点はあるも
のの、画像形成の高速化が容易である利点がある。最近
は、フルカラー機もモノクロ機並みのスピードが望まれ
ることから、タンデム型が注目されてきている。
【0011】タンデム型の電子写真装置は、タンデム状
に配列された複数の感光体を備え、各感光体上の画像を
転写装置により、シート搬送ベルトで搬送するシートに
順次転写する直接転写方式のものと、各感光体上の画像
を1次転写装置により一旦中間転写体に順次転写し、そ
の後中間転写体上の画像を2次転写装置によりシートに
一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置は
転写搬送ベルトとする方式と、転写ローラとする方式が
ある。
【0012】図1は、本発明のカラー画像形成装置の前
提となるタンデム型間接転写方式の電子写真装置を示す
図で、図1(A)は全体構成を示す断面図、図1(B)
は中間転写体を示す断面斜視図、図1(C)は感光体と
その周囲を拡大して示す断面図である。図1(A)にお
いて、1は複写装置本体、2は複写装置本体1を載置す
る給紙テーブル、3は複写装置本体1上に取り付けるス
キャナ、4はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装
置(ADF)である。
【0013】複写装置本体1には、中央に無端ベルト状
の中間転写体10を設ける。中間転写体10は、図1
(B)に示すように、ベース層11を例えば伸びの少な
いフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布等伸びに
くい材料で構成された基層を形成し、その上に弾性層1
2を設ける。弾性層12は、例えばフッ素系ゴムやアク
リロニトリル−ブタジエン共重合ゴム等で形成する。弾
性層12の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティング
して平滑性のよいコート層13で覆う構成である。
【0014】中間転写体10は、図1に示す例では第
1,第2,第3支持ローラ14,15,16に掛け回し
て、時計回りに回転搬送可能である。第2支持ローラ1
5の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残
留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を
設ける。また、第1支持ローラ14と第2支持ローラ1
5間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向
に沿って、イエロー(Y),シアン(C),マゼンタ
(M),ブラック(Bk)の4つの画像形成手段18を
横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成す
る。
【0015】タンデム画像形成装置20の上には、図1
に示すように、露光装置21を設ける。一方、中間転写
体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側に
は、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、
図示例では、2つのローラ23間に無端ベルトである2
次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10
を介して第3支持ローラ16に押し当てて配置し、中間
転写体10上の画像をシートに転写する。2次転写装置
22のシート搬送方向下流側には、シート上の転写画像
を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無
端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し
当てて構成する。
【0016】上述した2次転写装置22には、画像転写
後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送
機能も備えている。もちろん、2次転写装置22とし
て、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよ
く、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備
えることは難しくなる。なお、図1に示した例では、こ
のような2次転写装置22及び定着装置25の下方に、
上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの
両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装
置28を備える。
【0017】このカラー電子写真装置を用いて複写を行
うときは、原稿自動搬送装置(ADF)4の原稿台30
上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置4を
開いてスキャナ3のコンタクトガラス32上に原稿をセ
ットし、原稿自動搬送装置4を閉じてそれで押さえる。
そして、図示しないスタートスイッチを押圧すると、原
稿自動搬送装置4に原稿をセットしたときは、原稿を搬
送してコンタクトガラス32上へと移動した後、他方コ
ンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは直ちに
スキャナ3を駆動し、第1走行体33及び第2走行体3
4を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を
発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して
第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射
して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、
原稿内容を読み取る。
【0018】また、図示しないスタートスイッチを押圧
すると、図示しない駆動モータで第1,第2,第3支持
ローラ14,15,16の1つを回転駆動し、他の2つ
の支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送
する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体4
0Y,40C,40M,40Bkを回転して各感光体4
0Y,40C,40M,40Bk上にそれぞれ、イエロ
ー,シアン,マゼンタ,ブラックの単色画像を形成す
る。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの
単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー
画像を形成する。
【0019】一方、スタートスイッチを押圧すると、給
紙テーブル2の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペ
ーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1
つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分
離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複
写装置本体1内の給紙路48に導き、レジストローラ4
9に突き当てて止める。
【0020】または、給紙ローラ50を回転して手差し
トレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1
枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジス
トローラ49に突き当てて止める。そして、中間転写体
10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジス
トローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置
22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転
写してシート上にカラー画像を記録する。
【0021】画像転写後のシートは、2次転写装置22
で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で
熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪55
で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57
上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシ
ート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置
へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56
で排紙トレイ57上に排出する。
【0022】一方、画像転写後の中間転写体10は、中
間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転
写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画
像形成装置20による再度の画像形成に備える。ここ
で、レジストローラ49は一般的には接地されて使用さ
れることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアス
電圧を印加することも可能である。
【0023】さて、上述したタンデム画像形成装置20
において、個々の画像形成手段18は、詳しくは、例え
ば図1(C)に示すように、ドラム状の感光体40のま
わりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置6
2、感光体クリーニング装置63、除電装置64等を備
えている。帯電装置60によって均一に帯電した感光体
40には露光装置21内の書き込みユニットからの光線
Lによって画像情報に応じた潜像が形成される。
【0024】次に、本発明の特徴部分の実施例について
図2〜図6に基づいて説明する。 (請求項1の説明)図2は、本発明の実施例によるカラ
ー画像形成装置の制御系を示すブロック図である。図2
において、91はCPUであり、CPU91には中間転
写体10上の主走査方向の3箇所(a,b,c)に設置
されたセンサ92、マゼンタ、シアン、イエローの感光
体のレーザ光線による書き込み位置を主走査方向、副走
査方向に対し調整する、書き込み主、副レジスト調整装
置94、マゼンタ、シアン、イエローの感光体の傾き調
整装置93、メモリ95等が接続されており、CPU9
1はメモリ95に格納されたプログラムに基づいて次に
述べるような所定の動作がなされる。
【0025】図3は、カラー画像形成装置が色ズレ補正
を行う際の動作を示すフローチャートである。中間転写
体10上の主走査方向の3箇所(a,b,c)に、位置
ズレ検出パターンが書き込まれ、各箇所の各色(Bk、
M、C、Y)位置をセンサにて検出する(ステップ
1)。各色(Bk、M、C、Y)で、a,b,cの3箇
所の位置をもとに、aを通る近似線L−Bk、L−M、
L−C、L−Yを計算し(ステップ2)、各近似線上で
主走査a、c位置の点、a−Bk、c−Bk、a−M、
c−M、a−C、c−C、a−Y、c−Yを計算する
(ステップ3)。次に、a−Bkと、a−M、a−C、
a−Y、及び、c−Bkと、c−M、c−C、c−Yの
位置ズレ量を計算し(ステップ4)、a−Bkと、a−
M、a−C、a−Yが所定の量以上ズレているとき(ス
テップ5−NO)、a−Bkと、a−M、a−C、a−
Yをあわせるべく、M、C、Yの主走査、副走査のレジ
スト位置を調整する(ステップ6)。この調整方法は、
特開平7−66953号公報をはじめ、いろいろな方法
の提案があるので割愛する。その後、c−Bkと、c−
M、c−C、c−Yが重なるように、L−M、L−C、
L−Yの補正量を計算し、補正量だけL−M、L−C、
L−Yを傾ける(ステップ7〜9)。
【0026】図6は、本発明の実施例による位置あわせ
を説明するための概念図である。前記のような制御で、
具体的に、横線の湾曲による位置ズレがどのように補正
されるかを説明する。例をわかりやすくするために、B
kとMの2色で説明する。図6(A)のように、Bk、
Mの横線が湾曲している。センサ取付け位置a,b,c
でのBk、Mの位置(便宜上○をつけたポイント)か
ら、その近似線を計算する(図6(B)で、Bkの近似
線が破線で、Mの近似線が一点鎖線とする)。次に、こ
の近似線同士を重ねる(実際には、近似線上のポイン
ト、a−Bkと、a−M、a−C、a−Y、をあわせ
る)。その結果、Bk・Mの横線は湾曲の補正はされな
いが、最も位置ズレが小さいような位置に、2色の横線
は重ねられる。(図6(C)) もちろん、位置ズレ検出パターンは、主走査に4箇所以
上書き込まれてもよい。このときは、近似線を算出した
後、a点とx点(a点に最も遠いポイント)の位置をあ
わせるようにする。
【0027】(請求項2の説明)第1の横線傾き補正方
法について説明する。この方法では、感光体の取付け角
度を調整する。図4は、感光体の取付け角度を調整する
調整機構を示す概略平面図で、図4(A)は全体の平面
図、図4(B)は角度を調整する調整機構を拡大して示
す図である。なお、図4(B)では、マゼンタの感光体
40Mをもって代表して示している。4個の感光体40
Y,40C,40M,40Bkのうちイエロー,シア
ン,マゼンタの感光体40Y,40C,40Mの前側の
軸受け部が、各感光体の軸を結ぶ方向に移動可能となっ
ている。また、図4に示す例において、イエロー,シア
ン,マゼンタの感光体40Y,40C,40Mの前側を
移動可能とする機構としては、偏芯カムを用いる構成と
している。すなわち、マゼンタの感光体40Mの前側を
軸支する軸受け71Mに当接する位置に偏芯カム73M
を配置する。軸受け71Mはバネ72Mによって偏芯カ
ム73Mに圧接されているので、ステッピングモータ7
4Mによって偏芯カム73Mを回転すると、マゼンタの
感光体40Mの軸受け71Mが摺動して軸位置を、黒の
感光体40Bkに対して、近づけたり、遠ざけたりする
ことができる。そこで、先に計算した、L−M、L−
C、L−Yの補正量に相当する分、ステッピングモータ
74Mを回転させると、マゼンタの感光体40Mの前側
の軸位置を黒の感光体40Bkに対して、マゼンタの横
線の位置が、最も合うよう自動補正ができる。
【0028】(請求項3の説明)第2の横線傾き補正方
法について説明する。この方法では、書き込みユニット
の、書き込み光線の入射角度を調整する。図5は、書き
込みユニット内部の折り返しミラーの取付け角度を変更
する機構の例を示す斜視図である。なお、図5では、マ
ゼンタの感光体40Mに対する潜像を書き込む折り返し
ミラーを例として示している。各感光体40Y,40
C,40M,40Bkは、それぞれの画像情報にあった
レーザ光線で潜像を書き込まれる。図1に示す露光装置
21に内蔵された各書き込みユニット内部には、レーザ
光発信機、ポリゴンミラー、fθレンズ、折り返しミラ
ー等が設けられており、レーザ光線は図5に示すような
折り返しミラー81Mにて反射した後、感光体40Mに
照射される。折り返しミラー81Mの長手方向の一端に
は偏芯カム83Mが当接するように設けられており、ま
たバネ82Mが設けられており、折り返しミラー81M
と偏芯カム83Mが圧接している。偏芯カム83Mはス
テッピングモータ85Mによって回転するように取付け
られているので、ステッピングモータ85Mを回転させ
ると、折り返しミラー81Mの長手方向の取付け角度を
変えることができる。折り返しミラー81Mの他端は、
図示しない固定の凸部にバネ82Mによって押し付けら
れている。
【0029】以上のような折り返しミラー81Mの取付
け角度を変更する機構を用いて、先に計算した、L−
M、L−C、L−Yの補正量に相当する分、ステッピン
グモータ84Mを回転させて、黒の横線に対して、マゼ
ンタの横線の位置が、最も合うように自動調整すること
ができる。一般に、感光体に比べ折り返しミラーの方が
小さい(軽量)ため、角度を調整するステッピングモー
タの負荷も、折り返しミラー調整のときの方が小さい。
自動調整の際、折り返しミラー角度調整の方がコスト
面、スペース効率の面でメリットがある。
【0030】
【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
によれば次のような効果を奏する。請求項1の発明によ
れば、中間転写体上の主走査方向の3箇所以上に、位置
ズレ検出パターンを書き込み、各箇所の各色(Bk、
M、C、Y)位置をセンサにて検出し、各色の近似線を
計算し、その後Bkの近似線に、M、C、Yの近似線が
重なるように、補正をかけるようにしたので、横線が湾
曲していても、色ズレが最も目立たないような補正を行
なうことができる。
【0031】請求項2の発明によれば、横線の湾曲補正
を、感光体の平行度をステッピングモータ等を用いて傾
けて行なうようにしたので、設置場所を変えた際に起き
る、横線の湾曲、傾きの補正を、自動的に行なうことが
できる。
【0032】また、請求項3の発明によれば、横線の湾
曲補正を、折り返しミラーの角度をステッピングモータ
等を用いて傾けて行なうようにしたので、感光体の平行
度を傾けるより低コスト、省スペースで設置場所を変え
た際に起きる横線の湾曲、傾きの補正を、自動的に行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のカラー画像形成装置の前提となるタ
ンデム型間接転写方式の電子写真装置を示す図である。
【図2】 本発明の実施例によるカラー画像形成装置の
制御系を示すブロック図である。
【図3】 本発明の実施例によるカラー画像形成装置が
色ズレ補正を行う際の動作を示すフローチャートであ
る。
【図4】 感光体の取付け角度を調整する調整機構を示
す図である。
【図5】 折り返しミラー傾き角度を調整する調整機構
を示す斜視図である。
【図6】 本発明の実施例による位置あわせを説明する
ための概念図である。
【図7】 従来例による位置あわせを説明するための概
念図である。
【符号の説明】
1…複写装置本体、2…給紙テーブル、3…スキャナ、
4…原稿自動搬送装置(ADF)、10…中間転写体、
14,15,16…第1,第2,第3支持ローラ、17
…中間転写体クリーニング装置、18…画像形成手段、
20…タンデム型画像形成装置、21…露光装置、22
…2次転写装置、24…2次転写ベルト、25…定着装
置、40…感光体、44…給紙カセット、57…排紙ト
レイ、60…帯電装置、61…現像装置、62…1次転
写装置、63…クリーニング装置、64…除電装置、7
1…軸受け、72…バネ、73…偏芯カム、74…ステ
ッピングモータ、81…折り返しミラー、82…バネ、
83…偏芯カム、85…ステッピングモータ、91…C
PU、92…センサ、93…感光体傾き調整装置、94
…感光体書き込み位置調整装置、95…メモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 26/10 G03G 15/00 303 5C074 G03G 15/00 303 15/04 15/04 H04N 1/29 G 21/14 B41J 3/00 M H04N 1/29 G03G 21/00 372 Fターム(参考) 2C362 AA48 BA52 BA66 BA68 BA69 BA71 BA83 BA87 BA90 CA18 CA22 CA23 CA39 CB59 DA04 2H027 DA21 DA22 DA23 DE07 EA18 EC03 EC06 EC19 2H030 AA01 AB02 AD17 BB02 BB12 BB42 BB71 2H045 BA34 CA02 CA33 CA93 CA98 DA02 2H076 AB05 AB12 AB18 EA01 5C074 AA10 BB17 BB26 DD15 DD24 DD28 DD30 EE02 EE04 FF15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黒に対する他色の位置ズレ量計測手段お
    よび位置ズレ補正手段を備えた複数の感光体を有するカ
    ラー画像形成装置において、前記位置ズレ量計測手段は
    前記感光体の主走査方向に3箇所以上設けられており、
    前記位置ズレ量計測手段のセンサで位置ズレ検出パター
    ンの黒の横線位置を計測し、計測点の一次近似線を求
    め、位置ズレ検出パターンの他色の横線位置が前記近似
    線に一致するように補正することを特徴とするカラー画
    像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記位置ズレ補正手段は、前記感光体の
    角度を自動調整することを特徴とする請求項1記載のカ
    ラー画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記位置ズレ補正手段は、書き込みユニ
    ットの光線が前記感光体に入射する角度を自動調整する
    ことを特徴とする請求項1記載のカラー画像形成装置。
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