JP3202709B2 - カラー画像形成装置に対する画像ゆがみ補正方法 - Google Patents

カラー画像形成装置に対する画像ゆがみ補正方法

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JP3202709B2
JP3202709B2 JP35616898A JP35616898A JP3202709B2 JP 3202709 B2 JP3202709 B2 JP 3202709B2 JP 35616898 A JP35616898 A JP 35616898A JP 35616898 A JP35616898 A JP 35616898A JP 3202709 B2 JP3202709 B2 JP 3202709B2
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忠志 溝口
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の感光体を有す
るカラー複写機、カラープリンタ、カラーファクシミリ
などのカラー画像形成装置に対する画像ゆがみ補正方法
に関し、特には書き込み用レーザ光学系のゆがみを補正
する手段を備えた画像形成装置、及びカラー画像形成装
置における感光ベルト上に画像を書き込む走査線のゆが
みを補正する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】画像形成装置には、複数の書き込み工程
により複数の異なった色の情報をそれぞれ走査線で、駆
動機構により回転駆動される感光ベルト上に書き込んで
静電潜像を形成し、これらの静電潜像を複数の顕像化工
程により異なった色の顕像にそれぞれ顕像化して転写材
上に重ね合わせて転写してカラー画像を得るデジタルカ
ラー複写機などのデジタルカラー画像形成装置がある。
このデジタルカラー画像形成装置においては、書き込み
工程は半導体レーザ等からの書き込みビームからなる走
査線で書き込みレンズ等からなる光学部品を介して感光
ベルトを走査することにより感光体に情報を書き込んで
静電潜像を形成する。上記デジタルカラー画像形成装置
では、複数の書き込み工程により複数の異なった色の情
報をそれぞれ走査線で、駆動機構により回転駆動される
感光ベルト上に書き込んで静電潜像を形成し、これらの
静電潜像を複数の顕像化工程により異なった色(イエロ
ーY、マゼンタM、シアンC、ブラックK)の顕像にそ
れぞれ顕像化して転写材上に重ね合わせて転写してカラ
ー画像を得るので、各書き込み工程の走査線の感光ベル
トに対する位置精度、書き込みレンズのばらつきに起因
する、走査線の曲がり、傾き、倍率誤差、各感光体の速
度誤差、機械全体の温度上昇による書き込み位置及び倍
率の変動等により、各色の顕像のずれが発生し易く、こ
れが最終的なカラー画像に色ムラ、色ずれとなって現
れ、画像品質を劣化させる要因となっている。このゆが
み(図1)は、モノクロプリンタでは、通常問題になら
ないレベルであるが、4色を使用し各色毎にレーザ光学
ユニットと水平配置されたYMCKの各色の現像ユニッ
トを持った(タンデム方式)タンデム型のカラーレーザ
プリンタでは、各色のレーザ光学ユニットの(装置内)
性能差、取り付け誤差などにより所望とする印字画素位
置が各色(YMCK)毎に異なってしまい、意図する色
と違ってしまうという問題点があった。
【0003】上記問題点を解決することを目的とする従
来技術として、例えば、特開平10−268217号公
報には、トロイダルレンズ上面にトロイダルレンズを副
走査方向にたわませる湾曲調整手段を有し、このプラス
ティック性のトロイダルレンズを機械的に湾曲調整する
ことによって、レンズ群のゆがみを調整する技術(第1
従来技術とする)が示されている。
【0004】また、特開平9−90695号公報では、
複数の感光体に複数の書き込み手段によりそれぞれ異な
った色の画像データにより異なった色の情報を走査線で
書き込んで静電潜像を形成し、これらの静電潜像を顕像
化して転写材上に重ね合わせて転写してカラー画像を得
る画像形成装置において、書き込み手段の走査線の曲が
り、傾きを測定する手段と、この手段の測定結果に応じ
て画像データを副走査方向に若しくは2次元的に補間し
て補正する手段とを備えて画像補正する技術(第2従来
技術とする)が示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には以下に掲げる問題点があった。第1従来技術は、
機械的な変位によって個々の光学系のゆがみを取り除く
技術であり、製造出荷時に個々の光学系に対して人が光
学調整する必要が発生し、製造の作業効率が悪く、コス
トがかかるといった問題がある。また、光学系全体での
調整は可能であるが、細かい部分における微調整ができ
ない、特に波状のゆがみに対しては対処できないといっ
た問題があった。また、第2従来技術では、現像材を転
写ローラに転写後各色(YMCK)の位置ずれ等を測定
するため、位置ずれ測定部に移動するまでに転写画像が
乱れた場合に、光学系を原因としていない問題に対して
も調整を行い、画質が悪化するといった問題点がある。
また、補間して補正する機構が複雑であり、小型低価格
化を目標とするカラー画像形成装置には適さないといっ
た問題点があった。
【0006】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、カラー画像形成装
置におけるレーザ光学ユニット内のfθレンズなどのレ
ンズ系ゆがみによる走査線のゆがみを、機械的な変位に
よる補正を行うことなく、画像データの時間的な出力調
整による補正を行うことにより、常に安定した補正を行
うことができ高画質のカラー画像を得ることができ、か
つ低コスト化を図ることができるカラー画像形成装置に
対する画像ゆがみ補正方法を提供する点にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に記
載の発明の要旨は、レーザ光を照射して静電潜像を形成
する感光ベルトと、当該感光ベルトに画像書き込みをす
るための複数のレーザ書き込み手段を備えたレーザ光学
ユニットと、当該複数のレーザ書き込み手段の各々に対
応して当該感光ベルト上の潜像を多色の現像材によって
現像する現像手段とを有するタンデム型のカラー画像形
成装置に対する画像ゆがみ補正方法であって、カラー画
像形成装置は、前記感光ベルトの主走査方向に複数設け
られたレーザ光透過窓を通過するレーザ光を感知する位
置に複数個並べて設置された光センサを用いて前記感光
ベルトを透過した走査レーザ光を検出するセンサ部と、
当該センサ部が検出した値を基に当該センサ部内の当該
複数の光センサ間を通過する走査レーザ光の走査ライン
回数をカウントするライン数算出部を備えたゆがみ検出
部と、前記ライン数算出部によって計測された各走査回
数計測結果とあらかじめ用意してある理想レーザ光走査
ラインと実際の走査レーザ光とのゆがみ関係を基に走査
レーザ光の位置的ゆがみ量を推測する制御部と、当該制
御部によって決定された補正方法に従って元の画像デー
タを組み替える記憶制御部とを有し前記ゆがみ量に基づ
いてレーザ書き込み走査線にかかる画像データを補正す
るゆがみ補正部を有し、画像走査出力が別の走査ライン
上に変わる位置を検出し、画像出力データを第1区間〜
第n区間に分割して画像データの入れ替え方法を決定し
てその結果を前記記憶制御部に送出し、ゆがみを補正す
る際に、前記推測した走査レーザ光の位置的ゆがみ量に
応じて前記第1区間〜第n区間のそれぞれに対する書き
込みタイミングを決定し当該書き込みタイミングを生成
・出力する工程と、凸形状や凹形状のゆがみのいずれの
状態が最大ゆがみ量となっているかを判断するととも
に、ゆがみ量の判別と書き出し位置を制御することによ
って前記感光ベルト移動方向である副走査方向における
画像データの書き出し位置の調整を実行してYMCK各
色間の色ずれを防止する工程を前記制御部が実行し、前
記制御部が生成・出力した書き込みタイミングで前記第
1区間〜第n区間のそれぞれに書き込みを行うように画
像データを変更して前記レーザ光学ユニットに送出する
工程と、画像データの前記レーザ光学ユニットへのデー
タ送出順序を入れ替える工程を前記記憶制御部が実行す
ることを特徴とするカラー画像形成装置に対する画像ゆ
がみ補正方法に存する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照にして詳細に説明する。
【0009】(第1実施形態) 図2は、本発明の画像ゆがみ補正方法の一実施形態を示
すブロック図である。走査線のゆがみが、色バランスに
影響を与えることを防止するための機構は、大きく分け
て、走査線のゆがみ(ボー)の度合いを検出するゆがみ
検出部と、検出されたゆがみの度合いに従って走査線の
ゆがみを補正するゆがみ補正部とから構成される。
【0010】走査線のゆがみの度合いを検出するゆがみ
検出部は、主走査方向(レーザ走査方向)に複数の光セ
ンサが並べて設置されて感光ベルト7を透過した走査レ
ーザ光を検出するセンサ部1と、センサ部1が検出した
値によりセンサ部1内の複数のセンサ間を通過する走査
線の数を数えるライン数算出部2を備えている。ゆがみ
補正部は、画素データを画像データ記憶部3からレーザ
光学ユニット6に転送する記憶制御部4を備えている。
さらに、検出、補正の双方を制御する制御部5を備えて
いる。
【0011】次に各部の動作の説明を行う。説明を明確
にするために、実際のタンデム型レーザプリンタを例に
示して詳細に説明する。図3(a)は、タンデム型レー
ザプリンタの画像形成部における画像ゆがみ補正方法を
説明するための構成図であり、図3(b)は、感光ベル
ト7を上方向(図3(a)に示す矢印Aの方向)から見
た場合の光透過手段(レーザ光透過窓8)の配置とセン
サ部1の配置を説明するための感光ベルト7の概略図で
ある。ここでは、光透過手段をレーザ光透過窓8、また
センサ部をセンサ部1として説明する。
【0012】図3(a)に示すように、センサ部1はタ
ンデム型レーザプリンタの感光ベルト7の下面、各色
(YMCK)のレーザ光学ユニット6の対面に配置され
ている。感光ベルト7の上方にあるレーザ光学ユニット
6は画像書き込みのための走査レーザ光を感光ベルト7
上に出力する。
【0013】図3(b)に示したように、感光ベルト7
には、レーザ光を透過させるレーザ光透過窓8が主走査
方向(レーザ走査方向)に複数あり、レーザ光透過窓8
が感光ベルト7の回転により、ベルト下のセンサ部1の
上にくるとセンサはレーザ光を感知する。センサ部1の
センサは、レーザ光の走査方向にレーザ光が入射する位
置に複数個並んでいる。図3では、センサが6個並んで
いる。
【0014】図4は、走査レーザ光のゆがみの有無によ
る各々のセンサへの入射タイミングの差を説明するため
の状態図である。レーザ光の走査に位置的なゆがみの有
無によるセンサへの入射タイミングの差について説明す
る。位置的なゆがみがないレーザ光1の場合は、感光ベ
ルト7が回転してレーザ光透過窓8がセンサ部1上に来
たときに、走査レーザ光の1回の走査で6個全てのセン
サに走査レーザ光が入射する。
【0015】位置的なゆがみがあるレーザ光2の場合に
は、走査レーザ光が各センサに入射するタイミングが異
なる。感光ベルト7が図4中のベルト移動方向に回転し
ている場合、初めに走査レーザ光はセンサ1cとセンサ
1dに入力し、続いて感光ベルト7の移動によってレー
ザ光透過窓8の移動してセンサ1b、センサ1eに入力
する。最後にセンサ1a、センサ1fに走査レーザ光は
入力することになる。
【0016】ライン数算出部2では、センサ1cとセン
サ1dに走査レーザ光が入力した後、センサ1bとセン
サ1eにレーザ光が入力するまでの走査レーザ光の走査
ライン回数をカウントする。さらに、センサ1bとセン
サ1eに走査レーザ光が入力した後、センサ1aとセン
サ1fにレーザ光が入力するまでの走査レーザ光の走査
ライン回数をカウントする。ライン数算出部2によって
計測された各走査回数計測結果を用いて、制御部5にお
いてゆがみ量を推測する。
【0017】図5は、理想レーザ光走査ラインと実際の
走査レーザ光とのゆがみ関係を説明するための模式図で
ある。例えば、センサ1cとセンサ1dに走査レーザ光
が入力された後、次の2回目のレーザ光走査においてセ
ンサ1bとセンサ1eに走査レーザ光が入力され、さら
に3回目の走査でセンサ1aとセンサ1fに走査レーザ
光が入力されたとする。この場合には、図5に示される
ように、走査レーザ光の位置的ゆがみは、ゆがみのない
理想レーザ走査ラインに対して3つのラインにまたがっ
て歪んでいるものと推測される。
【0018】また、感光ベルト7の移動速度に対するレ
ーザ走査回数を多くすることによって、ゆがみ量の分解
能は向上する。例えば走査レーザ回数に対して移動速度
を1/2(移動速度に対して走査回数を2倍)とするこ
とによって、分解能は2倍に向上する。これは、ゆがみ
測定時に、速度可変工程を備えた感光ベルト7駆動工程
に、制御部5より回転速度変更指令を与えることにより
実現可能である。さらに、センサ部1のセンサ数を増や
すことにより、より正確なゆがみ量の検出が可能とな
る。
【0019】次にゆがみ補正方法について説明を行う。
画像データ記憶部3は、実際にレーザをON/OFFさ
せるための情報である画素データを記憶している。記憶
制御部4では、制御部5において得られたゆがみ検出結
果に基づいて、レーザ光学ユニット6へ送出する画素デ
ータの順序の入れ替え制御を行う。
【0020】図5のゆがみ量を算出した(算出はしてい
ない)場合の補正について、具体例を用いて説明を行
う。図5におけるゆがみ量は3ラインにまたがっている
ため、これを出力画において1ライン上に並ぶように補
正をかけることになる。
【0021】図6は、図5で示された走査レーザ光のゆ
がみの補正するために、記憶制御部4において補正をか
けられたレーザ光学ユニット6に送出される画素データ
の出力パターン例である。ゆがみ検出結果に基づいて、
制御部5では補正方法を決定する。図5に示された検出
結果では、そのままレーザを走査して画像として出力す
れば、第2走査ラインから第4走査ライン間の3ライン
にまたがってゆがんで出力される結果となる。ゆがみに
よって画像走査出力が第2走査ラインから第3走査ライ
ンに変わるのは、センサ1aとセンサ1bの間である。
また、センサ1bからセンサ1cの間では、第3走査ラ
インから第4走査ラインに画像走査出力が変わってい
る。
【0022】また、センサ1bとセンサ1cの間で、第
4走査ラインに画像走査出力は変わり、センサ1dとセ
ンサ1eの間で再び第3走査ラインに戻っていることが
分かる。さらに、センサ1dとセンサ1eの間で、画像
走査出力が第4走査ラインから第3走査ラインに変わ
り、センサ1eとセンサ1fの間で、第3走査ラインか
ら第2走査ラインに画像走査出力が変わっている。
【0023】制御部5では、画像走査出力が別の走査ラ
イン上に変わる位置を検出し、画像出力データを分割し
て、さらに画像データの入れ替え方法を決定し、その結
果を記憶制御部4に送出する。図6には、画像データを
第1区間から第6区間に具体的に分割した実施形態を示
した。
【0024】ゆがみを補正するには、図6に示すよう
に、第1区間は書き込み部をそのままにして、第2と第
4区間の書き込み部分を1ライン走査分前にずらして書
き込みを行い、また第3区間を2ライン走査分前にずら
して書き込みを行うように、記憶制御部4で画像データ
を変更してレーザ光学ユニット6に送出するようにすれ
ばよい。これによって、図5で示された走査レーザ光の
ゆがみは補正され、図6に示される近似直線に変更され
て画像印字されることとなる。
【0025】次に、画像データ記憶部3における記憶制
御部4による画素データの変更の一具体例を示す。画像
データ記憶部における記憶パターンの具体例として、図
6に示した所定の区間で区切った記憶部内のデータ格納
状況を図7に示す。図7(a)は、画像データ記憶部3
に記憶された加工されていない画素データである。また
図7(b)は、記憶制御部4によって補正された画素デ
ータである。
【0026】ゆがみがない場合には、画像データ記憶部
3に記憶された画素データは、まず、1ライン目の第1
区間1−1,1ライン目の第2区間1−2,1ライン目
の第3区間1−3,1ライン目の第4区間1−4,1ラ
イン目の第5区間1−5、の順に、続いて2ライン目の
第1区間2−1,2ライン目の第2区間2−2、といっ
た順にレーザ光学ユニット6に送出され、レーザ光によ
って感光ベルト7上に記録される。
【0027】しかしながら、図5に示したようなゆがみ
がある場合には、その記憶された画素データは記憶制御
部4によって、補正の方法に従って、図7(b)に示す
ようにデータ送出順を入れ替えられてレーザ光学ユニッ
ト6に送出され、レーザ光によって感光ベルト7上に記
録される。すなわち、1ライン目は、第1区間および第
2区間ではデータなしのレーザOFF信号を送出し、第
3区間では1−3の部分のデータを送出し感光ベルト7
上にレーザ書き込みをする。さらに第4区間と第5区間
ではデータなしのレーザOFF信号を送出する。このよ
うに図7(b)に示すような画素データ送出順序を入れ
替えることにより図5に示した3ラインにおよぶゆがみ
が、図6に示した1ライン内に補正されることになる。
この結果、各色(YMCK)の光学ユニットごとのゆが
みを取り除き、各々の色現像において目的とする画像を
高精細に再現でき、色ずれ等を防ぎ高画質のカラー画像
を実現できる。
【0028】本実施形態においては、第1区間、第2区
間といったゆがみの計測や区間割りの算出は制御部5が
行い、画像データのレーザ光学ユニット6へのデータ送
出順序を入れ替えるのは、記憶制御部4が行っている。
【0029】また、制御部5では、副走査方向(感光ベ
ルト7移動方向)の書き出し位置の制御も行っている。
具体的には、ゆがみ補正の例として示した図5のような
凹状態の場合は、副走査方向(感光ベルト7移動方向)
の書き出し位置を3ライン(一般的に言えば、最大ゆが
みライン分)早め、凸状態の場合は、副走査方向(感光
ベルト7移動方向)の書き出し位置を最大ゆがみライン
分遅らせる制御を制御部5は行っている。また、ゆがみ
は凸形状や凹形状に限らず、凹凸の入り交ざった波形状
でも補正可能である。その場合には、副走査方向(感光
ベルト7移動方向)の書き出し位置の調整は、凹凸のい
ずれの状態が最大ゆがみ量となっているかによって判断
される。制御部5によって、ゆがみ量の判別と書き出し
位置を制御させることによって、各色(YMCK)間の
色ずれを防止し高画質のカラー画像を実現できる。
【0030】(第2実施形態) 第2実施形態では、第1実施形態がすべての色に対して
センサ部1を必要としているのに対し、特定の色の光学
ユニットのゆがみ量を基準としている点に特徴を有して
いる。この場合も第1実施形態と同様の効果が得られ
る。例えば、タンデム型カラープリンタにおいて、Y
(イエロー)のレーザ光学ユニット6の部分にはセンサ
を設置せずに、Yのゆがみを基準として他の色の光学ユ
ニットにおける画像データ出力補正をYのゆがみに合わ
せる。これによりセンサ数を減らすことが可能となる。
【0031】なお、上記実施形態では、複数の光センサ
をレーザ走査方向に平行に設置したが、光センサの形状
及び配列はこれに限るものではない。例えば、センサ部
1にラインセンサを用いることも可能である。このよう
な位置分解能の精度の高いラインセンサを用いれば、よ
り細かなゆがみの補正制御が可能となり、さらに高画質
なカラー画像を実現できる。また、本実施の形態におい
ては、本発明はそれに限定されず、本発明を適用する上
で好適なカラー画像形成技術に適用することができる。
また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形
態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位
置、形状等にすることができる。また、各図において、
同一構成要素には同一符号を付している。
【0032】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、各色(YMCK)毎にレーザ光学ユニットと現像ユ
ニットを持ったカラー画像形成装置(タンデム型のカラ
ーレーザプリンタ)において、レーザ光学ユニット内の
fθレンズなどのレンズ系ゆがみなどによる走査線のゆ
がみが、色バランスに影響を与えることを防止すること
ができる。その結果、カラー画像形成装置(タンデム型
のカラーレーザプリンタ)において、ゆがみ量を補正す
ることにより色バランスのよいカラープリンタを実現で
きるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラー画像形成装置の一実施形態であ
るタンデム型レーザプリンタにおけるレーザ光学ユニッ
ト内のfθレンズなどのレンズ系ゆがみに起因して発生
する走査線のゆがみの具体例を示す図である。
【図2】本発明の画像ゆがみ補正方法の第1実施形態を
示すブロック図である。
【図3】同図(a)は、図1のタンデム型レーザプリン
タの画像形成部における画像ゆがみ補正方法を説明する
ための構成図であり、同図(b)は、感光ベルトを上方
向(Aの方向)から見た場合の光透過工程(レーザ透過
窓)の配置と光検出工程(センサ)の配置を説明するた
めの感光ベルトの概略図である。
【図4】走査レーザ光のゆがみの有無による各々のセン
サへの入射タイミングの差を説明するための状態図であ
る。
【図5】理想レーザ光走査ラインと実際の走査レーザ光
とのゆがみ関係を説明するための模式図である。
【図6】走査レーザ光のゆがみの補正するために、記憶
制御部において補正をかけられたレーザ光学ユニットに
送出される画素データの出力パターン例である。
【図7】同図(a)は、画像データ記憶部に記憶された
加工されていない画素データパターンであり、同図
(b)は、記憶制御部によって補正された画素データパ
ターン例である。
【符号の説明】
1…センサ部 2…ライン数算出部 3…画像データ記憶部 4…記憶制御部 5…制御部 6…レーザ光学ユニット 7…感光ベルト 8…レーザ透過窓 9…転写ローラ 10…記録媒体

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を照射して静電潜像を形成する
    感光ベルトと、当該感光ベルトに画像書き込みをするた
    めの複数のレーザ書き込み手段を備えたレーザ光学ユニ
    ットと、当該複数のレーザ書き込み手段の各々に対応し
    て当該感光ベルト上の潜像を多色の現像材によって現像
    する現像手段とを有するタンデム型のカラー画像形成装
    置に対する画像ゆがみ補正方法であって、 カラー画像形成装置は、 前記感光ベルトの主走査方向に複数設けられたレーザ光
    透過窓を通過するレーザ光を感知する位置に複数個並べ
    て設置された光センサを用いて前記感光ベルトを透過し
    た走査レーザ光を検出するセンサ部と、当該センサ部が
    検出した値を基に当該センサ部内の当該複数の光センサ
    間を通過する走査レーザ光の走査ライン回数をカウント
    するライン数算出部を備えたゆがみ検出部と、 前記ライン数算出部によって計測された各走査回数計測
    結果とあらかじめ用意してある理想レーザ光走査ライン
    と実際の走査レーザ光とのゆがみ関係を基に走査レーザ
    光の位置的ゆがみ量を推測する制御部と、当該制御部に
    よって決定された補正方法に従って元の画像データを組
    み替える記憶制御部とを有し前記ゆがみ量に基づいてレ
    ーザ書き込み走査線にかかる画像データを補正するゆが
    み補正部を有し、 画像走査出力が別の走査ライン上に変わる位置を検出
    し、画像出力データを第1区間〜第n区間に分割して画
    像データの入れ替え方法を決定してその結果を前記記憶
    制御部に送出し、ゆがみを補正する際に、前記推測した
    走査レーザ光の位置的ゆがみ量に応じて前記第1区間〜
    第n区間のそれぞれに対する書き込みタイミングを決定
    し当該書き込みタイミングを生成・出力する工程と、凸
    形状や凹形状のゆがみのいずれの状態が最大ゆがみ量と
    なっているかを判断するとともに、ゆがみ量の判別と書
    き出し位置を制御することによって前記感光ベルト移動
    方向である副走査方向における画像データの書き出し位
    置の調整を実行してYMCK各色間の色ずれを防止する
    工程を前記制御部が実行し、 前記制御部が生成・出力した書き込みタイミングで前記
    第1区間〜第n区間のそれぞれに書き込みを行うように
    画像データを変更して前記レーザ光学ユニットに送出す
    る工程と、画像データの前記レーザ光学ユニットへのデ
    ータ送出順序を入れ替える工程を前記記憶制御部が実行
    することを特徴とするカラー画像形成装置に対する画像
    ゆがみ補正方法。
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