JP5445163B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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特許文献1に開示されている画像形成装置は、色ずれ量のオフセット値を予め記憶しており、色ずれ検知用のパターン像を画像形成装置が有するセンサで検知し、パターン像の相対的な位置関係から色ずれ量を読み取り、色ずれ量にオフセット値を加味して各色のトナー像の形成位置を調整している。
また、特許文献2に開示されている装置は、複数の色毎にレジストパターンを作成し、画像形成装置が有するセンサでレジストパターンを読み取り、画素間の伸び縮みを示すカーブを作成して記憶する。そして、黒色のレジストパターンから得たカーブを基準カーブとし、ずれの位置と向きを補正している。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の構成を模式的に示した図である。
画像形成装置1の上部には、原稿2をプラテンガラス5上に押しつけるカバーと、プラテンガラス5上に載せられた原稿2の画像を読み取る画像読取装置4が配設されている。この画像読取装置4は、プラテンガラス5上に載せられた原稿2に対して光源6から光を照射する。そして、原稿2で反射した光を鏡であるフルレートミラー7及びハーフレートミラー8、9で反射した後、レンズ10を介してCCD(Charge Coupled Devices)を用いた画像読取素子11へ案内し、原稿2の画像を画像読取素子11によって赤(R)、緑(G)、青(B)の電気信号に変換して画像処理装置12へ出力する。
なお、図面及び以下の説明においては、イエローの画像に係わるものについては符号の末尾にYを付し、マゼンタの画像に係わるものについては符号の末尾にMを付し、シアンの画像に係わるものについては符号の末尾にCを付し、黒の画像に係わるものについては符号の末尾にKを付している。
なお、本実施形態においては、4つの画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cは、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム15と、この感光体ドラム15の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン16と、感光体ドラム15の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置14と、感光体ドラム15上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像器17と、感光体ドラム15上のトナーを除去するクリーニング装置18とから構成されている。つまり、画像形成ユニット13K,13Y,13M,13Cは、装着部に装着された露光手段により感光体上に形成された静電潜像を現像して媒体に複数色の画像を形成する画像形成手段の一例として機能する。なお、各画像形成ユニットは、その構成がすべて同様となっているため、個々を区別する必要の無い場合は、Y,M,C,Kの符号を付すのを省略する。
この中間転写ベルト25は、ロール27〜32の間に一定の張力を掛けられて掛け回されており、図示しないモーターによって回転駆動されるロール27により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。なお中間転写ベルト25としては、本実施形態では、例えば可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
また、感光体ドラム15は、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置18によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト25は、ベルト用クリーナー48によって残留トナーが除去される。
操作部104は例えばタッチパネル式の表示装置を備えており、メニュー画面やメッセージを表示して画像形成装置1の操作者に各種情報を与え、操作者からの指示を受け付ける。
本実施形態においては、図3に示したように、中間転写ベルト25上にシェブロンパターンと呼ばれる画像位置検出用のテストパターン50を形成し、このテストパターン50をパターン検出器60A,60B,60Cによって検出する。そして、各画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cで形成される画像の位置ずれ量を求め、求めた位置ずれ量に基づいて画像を補正した後、カラー画像を形成する。つまり、パターン検出器60A、60B、60Cは、画像形成手段の一例である画像形成ユニット13が媒体に形成した複数色のテスト画像と各色の基準位置との主走査方向のずれの量を、主走査方向の予め定められた複数の測定基準位置で色毎に測定する測定手段の一例として機能する。
なお、パターン検出器60A、60B、60Cは、図3に示したように、画像形成ユニット13Cから見て中間転写ベルト25の移動方向下流側の位置にあり、主走査方向に沿って画像形成装置1のOUT側(図中、手前側)と、CENTER部(中央部)と、IN側(図中、奥側)の予め定められた測定基準位置にそれぞれ配置されているが、必要に応じて、中間転写ベルト25の幅方向に沿って等間隔に複数個(4個以上)設けてもよい。
テストパターン50は、副走査方向(中間転写ベルト25の移動方向)に沿って予め定められた間隔で複数形成され、図4に示したように、第1の基準色(図示例では、シアン色)からなる第1番目の山型マーク51CCと、第2の被測定色(図示例では、イエロー色)からなる第2番目の山型マーク51YYと、第1の色と第2の色からなる第3番目の山型マーク51CYマークを、1つの単位として被測定色のすべてを組み合わせたパターンが用いられる。
なお、本実施形態においては、テストパターンを繰り返して形成して位置ずれ量を検出し、検出結果を平均化する等の処理が行われる。また、黒色の山型マーク51は、検出精度を上げるため、下地を反射率の高いイエロー色とし、その上に黒色のトナーで所定の山型マーク51の部分が開口したマスクを施すことによって、黒色の山型マーク51を形成するのが望ましい。
ここで、「ON」の期間はパターンを検出している期間であり、「OFF」の期間はパターンを検出していない期間であるため、「ON」と「ON」の時間間隔を測定すれば、山型マーク51の距離を測定したことになり、その結果から基準色の画像に対する各色のずれ量を計算し、そのずれ量から位置ずれ量を求めて画像を補正することで、色ずれのない画像を得ることが可能となる。
ここで、主走査方向において山型マーク51にずれがなければ、山型マークの左側を検出した時間と右側を検出した時間が一致する。一方、主走査方向において山型マーク51にずれがあると、山型マークの左側を検出した時間と右側を検出した時間にずれが生じる。
そこで、補正量演算部103Cは、各山型マーク51について、左側の傾斜を検出した時間と右側の傾斜を検出した時間の時間差から各色の画像の主走査方向のずれを算出する。
また、補正量演算部103Cは、パターン検出器60A〜60Cを用いて測定した主走査方向の位置ずれ量と記憶部102に記憶されているデータに基づいて、色ずれを補正するためのデータを生成する。つまり、補正量演算部103Cは、記憶手段に記憶されたデータと、測定手段で測定されたずれの量に基づいて、露光手段に供給する画像データを補正する補正手段の一例として機能する。
具体的には、感光体ドラム15の周面の位置に対応する位置に、主走査方向に移動自在な検出装置200を配置する。この検出装置200は、露光装置14から出力されて主走査方向に移動するレーザ光を検出するものであり、例えば図8に示した第1位置から第7位置において、露光装置14が走査した光を検出する。
次に、走査開始の基準位置から検出装置200が光を検出するまでの時間を求める。そして、走査開始の基準位置から各位置に光が到達するまでの設計上の時間と、求めた時間との差分を求める。例えば、1[mm/μs]で主走査方向に光を走査した場合、光が主走査方向に160[mm]進むのにかかる時間は160[μs]である。一方、走査開始の基準位置から160[mm]の位置で光を検出した時間が161[μs]であった場合、光の走査位置のずれ量は、161[μs]−160[μs]*1[mm/μs]=1[mm]となる。
このようにして第1位置から第7位置において、設計基準に対する露光位置の位置ずれ量を求めた結果の一例が図8に示した結果である。
次に画像形成装置1の動作について説明する。
画像形成装置1は、記録用紙に画像を形成する前に中間転写ベルト25上にテストパターン50を形成し、このテストパターン50をパターン検出器60A,60B,60Cによって検出する。そして、補正量演算部103Cが、各画像形成ユニット13K、13Y、13M、13Cで形成される画像の位置ずれ量をパターン検出器60A,60B,60Cから入力される信号を用いて求める。
図11は、画像形成装置1で測定したシアンの色ずれ量及びイエローの色ずれ量の測定結果を示した図であり、図において点線は画像形成装置1の中間転写ベルト25上での主走査方向のずれ量を示しており、四角形で示した点は測定されたイエローの色ずれ量を表し、グラフにおいて三角形で示した点は測定されたシアンの色ずれ量を表している。以下の説明においても説明を容易にするためにシアンとイエローについてのみ説明しているが、実際には他の色についてもシアン及びイエローと同様のことが行われる。
補正量演算部103Cは、パターン検出器60A,60B,60Cの位置におけるずれ量を測定すると、各検出器で検出した3箇所の位置ずれ量に基づいて、補正プロファイル(図12の実線)を算出する。
また、補正量演算部103Cは、図12において実線で示した補正プロファイルに対して、記憶部102に記憶されたずれ量の予測値(図10に示した第1位置、第3位置、第5位置、第7位置のずれ量の予測値)を加算し、加算結果を示すデータを画像補正部103Bへ供給する。
露光装置14は、画像補正部103Bから送られた画像データに基づいてレーザ光を走査し、感光体ドラム15に静電潜像を形成する。ここで、画像データが表す画像は色ずれに対する補正がされた画像であるため、各色を重ねた画像においては色ずれが抑えられている。
上記の第1実施形態の動作をさらに詳細に説明する。なお、以下の説明においては、パターン検出器60A,60B,60Cが第3,第4,第5位置に応じた位置に設けられているものとする。
・補正点3=MAG/4+BAL×3/4+第3位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点4=MAG/2+BAL
・補正点5=MAG×3/4+BAL×3/4+第5位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点7=MAG+第7位置におけるずれ量の予測値(μm)
本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態に係る画像形成装置1は、第1実施形態と比較して補正直線の算出方法が異なる。以下の説明においては、第1実施形態と同じ構成・動作については説明を省略し、主に補正直線の算出方法について説明する。
記憶部102には、画像形成装置1に組み込む前の露光装置14から検出された第1〜7位置のずれ量を基にして算出した第1,第3,第5,第7位置のずれ量の予測値、基準値{位置0(mm)、ずれ量0(μm)}として予め定められた第4位置の情報、及び、画像を形成する為に予め定められた情報である画像の倍率(MAG)と左右倍率(BAL)とが記憶されている。補正量演算部103Cは、記憶部102に予め記憶された各種の値を下記の式に代入して補正点の値を算出する。なお、図16のグラフにおいては、第1,第3,第4,第5,第7位置に応じた補正点(図16の塗り潰された丸)を、左から順に補正点1,補正点3,補正点4,補正点5,補正点7とする。
・補正点3=MAG/4+BAL×3/4+第3位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点4=MAG/2+BAL
・補正点5=MAG×3/4+BAL×3/4+第5位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点7=MAG+第7位置におけるずれ量の予測値(μm)
本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態に係る画像形成装置1は、第1実施形態と比較して補正直線の算出方法が異なる。以下の説明においては、第1実施形態と同じ構成・動作については説明を省略し、主に補正直線の算出方法について説明する。
記憶部102には、画像形成装置1に組み込む前の露光装置14から検出された第1〜7位置のずれ量を基にして算出した第1,第3,第5,第7位置のずれ量の予測値、基準値{位置0(mm)、ずれ量0(μm)}として予め定められた第4位置の情報、及び、画像を形成する為に予め定められた情報である画像の倍率(MAG)と左右倍率(BAL)とが記憶されている。補正量演算部103Cは、記憶部102に予め記憶された各種の値を下記の式に代入して補正点の値を算出する。なお、図17のグラフにおいては、第1,第3,第4,第5,第7位置に応じて算出された補正点(図17の塗り潰された丸)を、左から順に補正点1,補正点3,補正点4,補正点5,補正点7とする。
・補正点3=MAG/4+BAL×3/4+第3位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点4=MAG/2+BAL
・補正点5=MAG×3/4+BAL×3/4+第5位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点7=MAG+第7位置におけるずれ量の予測値(μm)
本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態に係る画像形成装置1は、第1実施形態と比較して近似曲線の形状が異なる。以下の説明においては、第1実施形態と同じ構成については説明を省略し、主に補正直線の算出方法について説明する。
図18は、補正直線の算出を説明する図である。記憶部102には、画像形成装置1に組み込む前の露光装置14から検出された第1〜7位置のずれ量を基にして算出した第1,第3,第5,第7位置のずれ量の予測値、基準値{位置0(mm)、ずれ量0(μm)}として予め定められた第4位置の情報、及び、画像を形成する為に予め定められた情報である画像の倍率(MAG)と左右倍率(BAL)とが記憶されている。補正量演算部103Cは、記憶部102に予め記憶された各種の値を下記の式に代入して補正点の値を算出する。なお、図18のグラフにおいては、第1,第3,第4,第5,第7位置に応じて算出された補正点(図18の塗り潰された丸)を、左から順に補正点1,補正点3,補正点4,補正点5,補正点7とする。
・補正点3=MAG/4+BAL×3/4+第3位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点4=MAG/2+BAL
・補正点5=MAG×3/4+BAL×3/4+第5位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点7=MAG+第7位置におけるずれ量の予測値(μm)
本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態に係る画像形成装置1は、第2実施形態と比較して近似曲線の形状が異なる。以下の説明においては、第2実施形態と同じ構成については説明を省略し、主に補正直線の算出方法について説明する。
図19は、補正直線の算出を説明する図である。
記憶部102には、画像形成装置1に組み込む前の露光装置14から検出された第1〜7位置のずれ量を基にして算出した第1,第3,第5,第7位置のずれ量の予測値、基準値{位置0(mm)、ずれ量0(μm)}として予め定められた第4位置の情報、及び、画像を形成する為に予め定められた情報である画像の倍率(MAG)と左右倍率(BAL)とが記憶されている。補正量演算部103Cは、記憶部102に予め記憶された各種の値を下記の式に代入して補正点の値を算出する。なお、図19のグラフにおいては、第1,第3,第4,第5,第7位置に応じて算出された補正点(図19の塗り潰された丸)を、左から順に補正点1,補正点3,補正点4,補正点5,補正点7とする。
・補正点3=MAG/4+BAL×3/4+第3位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点4=MAG/2+BAL
・補正点5=MAG×3/4+BAL×3/4+第5位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点7=MAG+第7位置におけるずれ量の予測値(μm)
本発明の第6実施形態について説明する。第6実施形態に係る画像形成装置1は、第3実施形態と比較して近似曲線の形状が異なる。以下の説明においては、第6実施形態と同じ構成については説明を省略し、主に補正直線の算出方法について説明する。
記憶部102には、画像形成装置1に組み込む前の露光装置14から検出された第1〜7位置のずれ量を基にして算出した第1,第3,第5,第7位置のずれ量の予測値、基準値{位置0(mm)、ずれ量0(μm)}として予め定められた第4位置の情報、及び、画像を形成する為に予め定められた情報である画像の倍率(MAG)と左右倍率(BAL)とが記憶されている。補正量演算部103Cは、記憶部102に予め記憶された各種の値を下記の式に代入して補正点の値を算出する。なお、図20のグラフにおいては、第1,第3,第4,第5,第7位置に応じて算出された補正点(図20の塗り潰された丸)を、左から順に補正点1,補正点3,補正点4,補正点5,補正点7とする。
・補正点3=MAG/4+BAL×3/4+第3位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点4=MAG/2+BAL
・補正点5=MAG×3/4+BAL×3/4+第5位置におけるずれ量の予測値(μm)
・補正点7=MAG+第7位置におけるずれ量の予測値(μm)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
ここで、図13に示したように、パターン検出器60A,60B,60C以外の4箇所の位置のずれ量の予測値をグラフから求め、この求めたずれ量の予測値をバーコードに変換し、ずれ量を表すバーコードが記載されたシールを画像形成ユニット13に貼り付け、画像形成ユニット13を画像形成装置1に組み込む際には、操作部104を操作してバーコードが表す値を画像形成装置1に入力し、記憶部102に記憶させてもよい。
そして、画像形成装置1においては、この記憶したずれ量を用いて画像を補正してもよい。
上述した実施形態においては、図9に示した第1位置、第3位置、第5位置および第7位置のずれ量の予測値を記憶部102に記憶させ、画像補正部103Bは、第1位置、第3位置、第5位置および第7位置については、この記憶された値を用いて画像を補正するようにしてもよい。
また、画像形成装置1において形成される画像の位置と基準位置との間のずれ量は図11に示した点線の特性を有するが、露光装置14を画像形成装置1に搭載する前に測定する7箇所の位置のうち、第3位置と第5位置は、この曲線の変曲点の位置としてもよい。
Claims (4)
- 予め定められた複数色毎に設けられ、供給される画像データに従って光を主走査方向に走査して感光体上に静電潜像を形成する複数の露光手段と、
前記複数の露光手段が装着される装着部と、
前記装着部に装着された前記露光手段により感光体上に形成された静電潜像を現像して媒体に複数色の画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段が媒体に形成した複数色のテスト画像と各色の基準位置との主走査方向のずれの量を、前記主走査方向の予め定められた複数の測定基準位置で前記色毎に測定する測定手段と、
前記装着部に装着される前の前記露光手段が走査した光の主走査方向位置と前記基準位置とのずれの量を、複数の露光装置毎に前記測定基準位置および前記測定基準位置とは異なる主走査方向の測定位置において測定し、測定したずれの量から求められた、前記画像形成手段により形成される画像の位置と前記基準位置とのずれを補正するためのデータを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたデータと、前記測定手段で測定されたずれの量に基づいて、前記露光手段に供給する画像データを補正する補正手段であって、前記記憶手段に記憶されたデータを近似することで近似曲線を生成し、前記測定基準位置と、前記画像形成手段において主走査方向に形成される画像の両端の位置と、前記測定基準位置とは異なる主走査方向の測定位置とに応じた当該近似曲線の値を結ぶ複数の線分に基づいて補正直線を生成し、前記測定手段で測定されたずれの量と当該補正直線のとる値に基づいて前記露光手段に供給する画像データを補正する補正手段と
を有する画像形成装置。 - 予め定められた複数色毎に設けられ、供給される画像データに従って光を主走査方向に走査して感光体上に静電潜像を形成する複数の露光手段と、
前記複数の露光手段が装着される装着部と、
前記装着部に装着された前記露光手段により感光体上に形成された静電潜像を現像して媒体に複数色の画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段が媒体に形成した複数色のテスト画像と各色の基準位置との主走査方向のずれの量を、前記主走査方向の予め定められた複数の測定基準位置で前記色毎に測定する測定手段と、
前記装着部に装着される前の前記露光手段が走査した光の主走査方向位置と前記基準位置とのずれの量を、複数の露光装置毎に前記測定基準位置および前記測定基準位置とは異なる主走査方向の測定位置において測定し、測定したずれの量から求められた、前記画像形成手段により形成される画像の位置と前記基準位置とのずれを補正するためのデータを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたデータと、前記測定手段で測定されたずれの量に基づいて、前記露光手段に供給する画像データを補正する補正手段であって、前記記憶手段に記憶されたデータを近似することで近似曲線を生成し、前記測定基準位置と、前記画像形成手段において主走査方向に形成される画像の両端の位置と、前記記録媒体の主走査方向の範囲において予め決められた数の任意の位置とを用いて、当該近似曲線との差が小さくなるような補正直線を生成し、前記測定手段で測定されたずれの量と当該補正直線のとる値に基づいて前記露光手段に供給する画像データを補正する補正手段と
を有する画像形成装置。 - 前記基準位置は、前記複数色のいずれか一の色の画像の位置であ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。
- 前記測定基準位置とは異なる測定位置は、前記測定基準位置の間の位置と前記画像形成手段において主走査方向に形成される画像の両端の位置とを含む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。
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