JP2001265085A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JP2001265085A
JP2001265085A JP2000078921A JP2000078921A JP2001265085A JP 2001265085 A JP2001265085 A JP 2001265085A JP 2000078921 A JP2000078921 A JP 2000078921A JP 2000078921 A JP2000078921 A JP 2000078921A JP 2001265085 A JP2001265085 A JP 2001265085A
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JP2000078921A
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Masashi Shinohara
賢史 篠原
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の解像度で出力するモードのうち、ある
1つのモードのみでマークの形成、および検知を行うこ
とで、位置ずれ検知、補正時間の短縮ができるカラー画
像形成装置を提供すること。 【解決手段】 検知手段によってマークの検知が終了
後、データはI/Oポート23を介し、データバス24
によりCPU25およびRAM28にロードされ、種々
のずれ量を算出するための演算処理を行う。ROM27
には、種々のずれ量を演算するためのプログラムを始
め、各種のプログラムが格納してある。CPU25は、
受光部17からの検知信号を適当なタイミングでモニタ
しており、発光量制御部29による発光量を制御する。
CPU25は、求めた各種の補正量に基づき、主、副レ
ジストの変更および倍率誤差に基づき角周波数を変更す
るため、書込制御基板30に対してその設定を行う。

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
置に係り、特に、電子写真方式・静電記録方式の複写
機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真式・静電記録式の複写
機、プリンタ、ファクシミリ等のカラー画像形成装置が
広く利用されている。これらのカラー画像形成装置に
は、電子写真式プロセス部によって形成された画像を搬
送ベルトに搬送し、単一の記録媒体上に順次重ね合わせ
て転写することにより記録媒体上にカラー画像を得るタ
ンデム方式と呼ばれているものがある。
【0003】特開平10−198110号公報には、主
走査方向のラインとこれに対して傾斜するラインからな
る位置ずれ検知用マークを検知するための検知手段は、
位置ずれ検知用マークの各々のラインに対して平行、か
つ、同一幅の開口部を持つスリットと光源と受光部とか
らなる単一の検出手段によって、搬送ベルトに形成され
た位置ずれ検知用マークを検知するようにしたカラー画
像形成方法が記載されている。
【0004】特開平11−65208号公報には、位置
ずれ検知用マークは、感光体半周分の距離だけ離れた位
置に同色同形状のトナーマークが複数対存在し、かつ、
お互いのトナーマーク対は感光体半周長の整数倍とは異
なる距離離れた位置に存在するカラー画像形成装置が、
または、トナーマーク対の間隔内にトナーマークが1個
以上存在するパターンを形成するカラー画像形成装置が
記載されている。
【0005】特許第2642351号公報には、無端状
搬送手段上に主走査方向に延びる直線からなる基準部と
それに対して斜めに延びる斜め線を形成し、基準部と斜
め線との間隔の理想値と実際の検出間隔との比較から斜
め線の主走査方向のずれ量を演算し、その結果に基づき
主走査方向の書出しタイミングクロックおよび書込みク
ロックの少なくとも一方を補正する画像形成装置が記載
されている。
【0006】特許第2765626号公報には、無端状
搬送手段上に各色毎の位置ずれ測定用パターン画像を形
成し、検知手段によって検知を行い、基準となる1つの
色の測定用パターン画像と他の色のパターン画像とのず
れ量を演算し、そのずれ量に基づいて画像書き出しタイ
ミングを調整する画像形成装置が記載されている。
【0007】図6は、従来の搬送ベルトに沿って画像形
成部が並んだタンデムタイプのカラー画像形成装置の構
成を示した図である。各々異なる色(イエロー:Y、マ
ゼンタ:M、シアン:C、ブラック:K)のカラー画像
を形成する画像形成部1Y、1M、1C、1Kは、転写
紙2を搬送する搬送ベルト3に沿って一列に配置されて
いる。搬送ベルト3は、その一方が駆動回転する駆動ロ
ーラと他方が従動回転する従動ローラである搬送ローラ
4、5によって架設されており、搬送ローラ4、5の回
転により矢印方向に回転駆動される。
【0008】搬送ベルト3の下部には、転写紙2が収納
された給紙トレイ6が備えられている。収納された転写
紙2のうち最上位置にある転写紙2は、画像形成時には
給紙され、静電吸着によって搬送ベルト3上に吸着され
る。吸着された転写紙2は、第1の画像形成部(イエロ
ー)1Yに搬送され、ここでイエローの画像形成が行わ
れる。
【0009】第1の画像形成部1Yは、感光体ドラム7
Yと感光体ドラム7Yの周囲に配置された帯電器8Y、
露光器9Y、現像器10Y、感光体クリーナ11Yから
構成されている。感光体ドラム7Yの表面は、帯電器8
Yで一様に帯電された後、露光器9Yによりイエローの
画像に対応したレーザ光12Yで露光され、静電潜像が
形成される。
【0010】形成された静電潜像は、現像器10Yで現
像され、感光体ドラム7Y上にトナー像が形成される。
このトナー像は感光体ドラム7Yと搬送ベルト3上の転
写紙2と接する位置(転写位置)で転写器13Yによっ
て転写され、転写紙2上に単色(イエロー)の画像を形
成する。転写が終わった感光体ドラム7Yは、ドラム表
面に残った不要なトナーを感光体クリーナ11Yによっ
てクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【0011】第1の画像形成部1Yで単色(イエロー)
を転写された転写紙2は、搬送ベルト3によって第2の
画像形成部(マゼンタ)1Mに搬送される。ここでも、
同様に感光体ドラム7M上に形成されたトナー像(マゼ
ンタ)は、転写紙2上に重ねて転写される。転写紙2
は、さらに第3の画像形成部(シアン)1C、第4の画
像形成部(ブラック)1Kに搬送され、同様に形成され
たトナー像を転写されてカラー画像を形成する。第4の
画像形成部1Kを通過してカラー画像が形成された転写
紙2は、搬送ベルト3から剥離され、定着器14にて定
着された後、排紙される。また、搬送ベルト3は、各画
像形成部1Y、1M、1C、1Kの位置ずれ検知手段と
して発光部15、スリット16および受光部17を備え
ている。
【0012】図7は、検知手段とその周辺部を示した図
であり、図8は、図7の検知手段の拡大図である。ま
た、図9は、検知手段のスリット16の拡大図である。
検知手段は、発光部15、スリット16および受光部1
7を備えており、搬送ベルト3上に形成された位置ずれ
検知用マーク18を検知する。検知手段は、主走査方向
の両端に配置され、各々に対応して位置ずれ検知用マー
ク18が形成される。スリット16は、主走査方向に平
行なライン(以下、横線と呼ぶ)とそのラインに対して
傾斜したライン(以下、斜め線と呼ぶ)それぞれを検知
するために、横線および斜め線と平行な開口部(各々幅
a、長さb)から形成される。
【0013】図10は、位置ずれ検知用マーク18の拡
大図である。位置ずれ検知用マーク18は、K、C、
M、Yそれぞれの横線、斜め線によって構成されてお
り、各々のラインの幅はスリット16の開口部の幅aと
同一であり、長さはスリット16の開口部の長さbより
も長くなっている。位置ずれ検知用マーク18は、この
例ではK−C−M−Yの順に並んでおり、横線4つと斜
め線4つで1つの対となっている。
【0014】位置ずれ検出パターンは、各感光体ドラム
7の半周分の距離だけ離れた位置に同色同形状のトナー
マークが複数対存在し、かつ、お互いのトナーマーク対
は各感光体ドラム7の半周長の整数倍とは異なる距離離
れた位置に存在する。また、位置ずれ検出パターンは、
各感光体ドラム7半周分の距離だけ離れた位置に同色同
形状のトナーマーク対が複数存在し、かつ、トナーマー
ク対の間隔内にトナーマークが1個以上存在するパター
ンを形成する。図10では、感光体1周の周長間に4対
のマークが形成されている。
【0015】また、各々の横線、斜め線の間隔は所定の
長さdを目標として形成される。この長さdとは、位置
ずれがあっても各横線、斜め線の列の順序逆転が起こら
ないように設定された値である。長さdと設定すること
によって、横線、斜め線がスリット16の開口部に来た
際の検知信号は、きれいな山形若しくは谷形の波形とな
り、横線、斜め線の中央を正確に求めることができる。
【0016】これらの横線、斜め線を用いて、各々の対
においてKの横線を基準にして各ラインの検知時間差お
よび左右の検知結果を比較し、さらに4対の演算結果の
平均をとることによって、感光体の回転むらに起因する
検知誤差を除去でき、正確なスキュー(傾き)、副走査
レジストずれ、主走査レジストずれ、主走査倍率誤差の
補正を行うことができる。
【0017】次に、位置ずれ検知用マーク18で検知、
演算された各種のずれ量に基づいた補正について説明す
る。図11は、副走査方向の書き出しタイミングを補正
する際のタイミングチャートを示した図である。図11
の場合、補正分解能は1dotであるとする。副走査方
向の画像領域信号(書込みenable信号)は、同期
検知信号のタイミングで書き出しを調整している。マー
ク検知および演算の結果、1dot書き出し位置を早く
したい場合、図11に示すように同期検知信号1つ分早
く書込みenable信号をアクティブにすれば良い。
【0018】図12は、主走査方向の書き出しタイミン
グを補正する際のタイミングチャートを示した図であ
る。図12の場合も補正分解能は1dotであるとす
る。まず、画像書込みクロックは、同期検知信号の立ち
下がりエッジにより、各ラインともに正確に位相の合っ
たクロックが得られるようになっている。クロック信号
に同期して画像の書込みが行われるが、主走査方向の画
像書込みenable信号もこのクロックに同期して作
られている。マーク検知および演算の結果、1dot書
き出し位置を早くしたい場合、図12に示すように1ク
ロック分早く書込みenable信号をアクティブにす
れば良い。
【0019】さらに、マーク検知および演算の結果、主
走査方向の倍率が基準色に対してずれているときは、周
波数を非常に小さいステップで変更できるデバイス、例
えばクロックジェネレータ等を用いることにより倍率を
変更することで位置ずれを補正する。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タンデムタイプのカラー画像形成装置においては、その
構成上、各色間の位置合わせ技術が重要な課題となって
いた。また、各色の位置ずれとして、スキュー、副走査
方向のレジストずれ、副走査方向のピッチムラ、主走査
方向の倍率誤差、主走査方向のレジストずれ等が主な原
因としてあった。従来のカラー画像形成装置では、この
ような様々な原因に対する各色の色ずれ、位置ずれを防
止するために、出力モードの解像度に合わせての補正量
を算出することは行っていなかった。
【0021】そこで、本発明の第1の目的は、複数の解
像度で出力するモードのうち、ある1つのモードのみで
マークの形成、および検知を行うことで、位置ずれ検
知、補正時間の短縮ができるカラー画像形成装置を提供
することである。本発明の第2の目的は、解像度のモー
ド毎に各々位置ずれ補正量を算出し、プリント要求時の
解像度のモードに合った補正量の設定を行い、画像形成
を行うことができるカラー画像形成装置を提供すること
である。
【0022】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、搬送ベルト上の記録媒体に画像を形成するカラー画
像形成装置において、前記搬送ベルトの主走査方向およ
び副走査方向に対して複数の解像度で画像を出力する出
力モード手段と、前記出力モード手段の複数の出力モー
ドから1つの出力モードを選択する選択手段と、前記選
択手段が選択した出力モードに基づいて、前記搬送ベル
ト上の記録媒体に転写された画像の位置ずれを検知する
マークを形成するマーク形成手段と、前記マーク形成手
段によって検知された位置ずれを検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果から位置ずれ量および補正
量を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出さ
れた位置ずれ量および補正量に基づいて画像書き出しタ
イミングの補正をする補正手段と、を備えたことによ
り、前記第1の目的を達成する。
【0023】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、前記選択手段が前記出力モード手段から
選択する出力モードは、副走査方向のプロセス線速が一
番遅いモードであることにより、前記第1の目的を達成
する。
【0024】請求項3記載の発明では、請求項1記載の
発明において、印刷したい解像度の出力モードを指定す
る指定手段をさらに備え、前記選択手段が前記指定手段
によって指定された出力モードに近い出力モードを前記
出力モード手段から選択することにより、前記第2の目
的を達成する。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図1ないし図5を参照して詳細に説明する。な
お、本実施の形態の説明上、従来の図6〜図12に基づ
いて説明した部分と同一部分は同一符号で示し、説明を
省略する。
【0026】図1は、本実施の形態に係るカラー画像形
成装置とその周辺装置を示したブロック図である。周辺
装置であるPC(パーソナル・コンピュータ)31には
プリンタドライバ34がインストールされており、カラ
ー画像形成装置のプリンタコントローラ32およびプリ
ンタエンジン制御部33に対して種々の設定を行う。解
像度のモード設定もプリンタドライバ34により行う。
PC31上のアプリケーションソフトから印刷が実行さ
れると、データはプリンタコントローラ32に送られて
所定の画像処理等がなされた後、プリンタエンジン制御
部33に送られ画像形成される。
【0027】図2は、プリンタエンジン制御部33の構
成を示したブロック図である。プリンタエンジン制御部
33は、検知手段によって検知されたデータの処理およ
び設定を行う。受光部17から得られた信号は、AMP
(Amplifier)40によって増幅され、フィル
タ19によってライン検知の信号成分のみを通過させ、
A/D(アナログ/デジタル)変換器20によってアナ
ログデータからデジタルデータへと変換される。
【0028】データのサンプリングは、サンプリング制
御部22によって制御され、サンプリングされたデータ
はFIFO(First In First Out)
メモリ21に格納される。ここでは1組の検知手段にお
ける構成のみを示したが、もう1組の検知手段も同様の
構成となっている。検知手段によって一通りマークの検
知が終了した後、格納されていたデータはI/O(in
put/Output)ポート23を介し、データバス
24によりCPU(中央処理装置)25およびRAM
(ランダム・アクセス・メモリ)28にロードされ、種
々のずれ量を算出するための演算処理を行う。
【0029】一方、ROM(リード・オンリ・メモリ)
27には、種々のずれ量を演算するためのプログラムを
始め、各種のプログラムが格納してある。なお、アドレ
スバス26によって、ROMアドレス、RAMアドレ
ス、各種入出力機器の指定を行っている。また、CPU
25は、受光部17からの検知信号を適当なタイミング
でモニタしており、搬送ベルト3および発光部15の劣
化等が起こっても確実に検知ができるように発光量制御
部29による発光量を制御し、受光部17からの受光信
号のレベルが常に一定となるようにしている。
【0030】CPU25は、求めた各種の補正量に基づ
き、主、副レジストの変更および倍率誤差に基づき角周
波数を変更するため、書込制御基板30に対してその設
定を行う。書込制御基板30には、出力周波数を非常に
細かく設定できるデバイス、例えば、VCO(Volt
age Controlled Oscillato
r)を利用したクロックジェネレータ等を基準色を含め
各色に対して備えている。この書込制御基板30によっ
て、書き出しタイミングの制御や補正を行い、その出力
を画像書き込みクロックとして用いる(図11および図
12参照)。
【0031】次に、本実施の形態のカラー画像形成装置
の解像度について説明をする。本実施の形態のカラー画
像形成装置では、主走査方向解像度×副走査方向解像度
が1200×1200dpiおよび1200×600d
piの2つのモードがあるものとする。1200×12
00dpi時には、1200×600dpi時のプロセ
ス線速Vに対してプロセス線速V/2として出力するも
のとする。
【0032】各色間の画像位置ずれの要因としては、装
置各部の温度変化、環境温度変化等がある。メインCP
U(図12において図示は省略)は、これらの要因を監
視しており、位置合わせが必要であると判断した場合に
マークの形成、検知およびずれ量の演算、補正を各色毎
に行う。本実施の形態の場合、マークの形成、検知は、
1200×1200dpiおよび1200×600dp
iの2つのモードに対してそれぞれマークの形成、検知
およびずれ量の演算、補正を行うのではなく、プロセス
線速が遅い方、すなわち1200×1200dpi時の
プロセス線速V/2のモードで行う。
【0033】図3は、本実施の形態に係るプロセス線速
の求め方を示した図である。搬送ローラ4、5が図3に
示すように中心Oから偏心を持っていて、O’が回転中
心となっているとする。搬送ローラ4、5の半径をr、
偏心量をeとすると、O’を中心として回転した場合、
搬送ローラ4、5上のある点の回転半径dは d=sqr{e2+r2+2*e*r*cos(2ωt+
φ)} ここで、sqrは平方根を、ωは搬送ローラ4、5の回
転角周波数を表している。従って、搬送ローラ4、5外
周の速度Vr’は、 Vr’=d*ω =sqr{e2+r2+2*e*r*cos(2ωt+φ)}*ω … と表され、搬送ローラ4、5の回転角周波数ωに比例
し、搬送ローラ4、5の1回転周期の速度変動を持って
いることが分かる。
【0034】一方、搬送ローラ4、5の偏心量がゼロ、
すなわちe=0の場合の搬送ローラ4、5外周の速度V
rは、 Vr=sqr{r2}*ω … で表される。 、から、搬送ローラ4、5の偏心による外周線速の
誤差、すなわち線速変動ΔVは、 ΔV=Vr’−Vr =sqr{e2+r2*e*r*cos(ωt+φ)}*ω … と表せる。
【0035】マーク検知に際しては、形成されたベルト
の線速変動が小さいことが望ましく、高精度に検知する
ことができる。ωとプロセス線速とは比例しているの
で、式からω、すなわちプロセス線速が小さい方が搬
送ローラ4、5の外周の速度変動、すなわちベルトの線
速変動が小さいこととが分かる。以上のような理由か
ら、本実施の形態ではプロセス線速が遅い方、すなわち
1200×1200dpi時のプロセス線速V/2のモ
ードでマークの形成および検知を行っている。
【0036】1200×1200dpi、プロセス線速
V/2にて検知した結果から、各色の各種ずれ量を算出
する。例えば、YのKに対する副走査方向のレジストず
れ量が42.3[μm]であった場合、各モード毎に補
正量を算出すると1200×1200dpi時の補正量
としては2ライン、1200×600dpi時の補正量
としては1ラインである。プリント要求時の解像度のモ
ードによって、そのモードに合った補正量の設定を行い
画像形成を行う。他色の他のずれに対しても同様に補正
量の設定を行う。
【0037】図4は、位置ずれ量検知を行う際の処理手
順を示したフローチャートである。主走査方向解像度×
副走査方向解像度が1200×1200dpiにてマー
クの形成を行い(ステップ41)、この形成したマーク
の検知を行う(ステップ42)。1200×1200d
pi時の補正量を算出し(ステップ43)、次に120
0×600dpi時の補正量を算出して(ステップ4
4)、位置ずれ量検知の処理を終了する。
【0038】図5は、画像出力を行う際の処理手順を示
したフローチャートである。主走査方向解像度×副走査
方向解像度が1200×1200dpiの出力モードか
どうかを判定する(ステップ51)。主走査方向解像度
×副走査方向解像度が1200×1200dpiの出力
モードであるならば(ステップ51;Y)、1200×
1200dpi時での補正量を設定して(ステップ5
2)、画像形成を行い(ステップ54)、画像出力の処
理を終了する。主走査方向解像度×副走査方向解像度が
1200×1200dpiの出力モードでないならば
(ステップ51;N)、1200×600dpi時の補
正量を設定し(ステップ53)、画像形成を行い(ステ
ップ54)、画像出力の処理を終了する。
【0039】
【発明の効果】請求項1記載の発明では、選択手段が選
択した出力モードに基づいて、搬送ベルト上の記録媒体
に転写された画像の位置ずれを検知するマークを形成す
るマーク形成手段と、マーク形成手段によって検知され
た位置ずれを検出する検出手段と、検出手段による検出
結果から位置ずれ量および補正量を算出する算出手段
と、算出手段によって算出された位置ずれ量および補正
量に基づいて画像書き出しタイミングの補正をする補正
手段とを備えるので、位置ずれの検知および補正時間を
短縮することができ、ユーザの待ち時間を短縮すること
が可能となる。
【0040】請求項2記載の発明では、選択手段が出力
モード手段から選択する出力モードは、副走査方向のプ
ロセス線速が一番遅いモードであるので、搬送ベルトの
速度変動の影響を極力小さくことができ、高精度に位置
合わせをすることができる。
【0041】請求項3記載の発明では、印刷したい解像
度の出力モードを指定する指定手段をさらに備え、選択
手段が指定手段によって指定された出力モードに近い出
力モードを選択し、指定した解像度によらず、先に行っ
たマーク形成、検知の結果から補正するので、検知およ
び補正時間の短縮が可能となり、ユーザの待ち時間を短
縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態に係るカラー画像形成装置とその
周辺装置を示したブロック図である。
【図2】プリンタエンジン制御部33の構成を示したブ
ロック図である。
【図3】本実施の形態に係るプロセス線速の求め方を示
した図である。
【図4】位置ずれ量の検知を行う際の処理手順を示した
フローチャートである。
【図5】画像出力を行う際の処理手順を示したフローチ
ャートである。
【図6】従来の搬送ベルトに沿って画像形成部が並んだ
タンデムタイプのカラー画像形成装置の構成を示した図
である。
【図7】検知手段とその周辺部を示した図である。
【図8】図7の検知手段の拡大図である。
【図9】検知手段のスリット16の拡大図である。
【図10】位置ずれ検知用マーク18の拡大図である。
【図11】副走査方向の書き出しタイミングを補正する
際のタイミングチャートを示した図である。
【図12】主走査方向の書き出しタイミングを補正する
際のタイミングチャートを示した図である。
【符号の説明】
1 画像形成部 2 転写紙 3 搬送ベルト 4、5 搬送ローラ 6 給紙トレイ 7 感光体ドラム 8 帯電器 9 露光器 10 現像器 11 感光体クリーナ 12 レーザ光 13 転写器 14 定着器 15 発光部 16 スリット 17 受光部 18 位置ずれ検知用マーク 19 フィルタ 20 A/D(アナログ/デジタル)変換器 21 FIFO(First In First Ou
t)メモリ 22 サンプリング制御部 23 I/O(Input/Output)ポート 24 データバス 25 CPU(中央処理装置) 26 アドレスバス 27 ROM(リード・オンリ・メモリ) 28 RAM(ランダム・アクセス・メモリ) 29 発光量制御部 30 書込制御基板 31 PC(パーソナル・コンピュータ) 32 プリンタコントローラ 33 プリンタエンジン制御部 34 プリンタドライバ 40 AMP(Amplifier)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 搬送ベルト上の記録媒体に画像を形成す
    るカラー画像形成装置において、 前記搬送ベルトの主走査方向および副走査方向に対して
    複数の解像度で画像を出力する出力モード手段と、 前記出力モード手段の複数の出力モードから1つの出力
    モードを選択する選択手段と、 前記選択手段が選択した出力モードに基づいて、前記搬
    送ベルト上の記録媒体に転写された画像の位置ずれを検
    知するマークを形成するマーク形成手段と、 前記マーク形成手段によって検知された位置ずれを検出
    する検出手段と、 前記検出手段による検出結果から位置ずれ量および補正
    量を算出する算出手段と、 前記算出手段によって算出された位置ずれ量および補正
    量に基づいて画像書き出しタイミングの補正をする補正
    手段と、を備えたことを特徴とするカラー画像形成装
    置。
  2. 【請求項2】 前記選択手段が前記出力モード手段から
    選択する出力モードは、副走査方向のプロセス線速が一
    番遅いモードであ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】 印刷したい解像度の出力モードを指定す
    る指定手段をさらに備え、 前記選択手段が前記指定手段によって指定された出力モ
    ードに近い出力モードを前記出力モード手段から選択す
    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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