JPH01284870A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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Publication number
JPH01284870A
JPH01284870A JP63113436A JP11343688A JPH01284870A JP H01284870 A JPH01284870 A JP H01284870A JP 63113436 A JP63113436 A JP 63113436A JP 11343688 A JP11343688 A JP 11343688A JP H01284870 A JPH01284870 A JP H01284870A
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JP
Japan
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image
color
image forming
beam scanning
photoreceptor
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Application number
JP63113436A
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English (en)
Inventor
Takashi Mama
真間 孝
Yoshio Kaneko
金子 良雄
Kenichiro Asada
朝田 賢一郎
Naokatsu Fujioka
藤岡 尚亘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、複数の感光体を備えたカラー画像形成装置に
係り、特に各色の画像位置ずれ補正機構に関する。
〔従来技術〕
まず第9図に、−船釣なカラー画像形成装置の一例とし
てカラー複写機を示す。この複写機は、原稿読み取りの
ためのスキャナ一部1と、スキャナ一部1よりデジタル
信号として出力される画像信号を電気的に処理する画像
処理部2と、画像処理部2よりの各色の画像記録情報に
基づいて画像を転写紙上に形成するプリンタ部3とを有
する。
スキャナ一部1は、原稿載置台4の上の原稿を走査照明
するランプ5、例えば蛍光灯を有する。
蛍光灯5により照明されたときの原稿からの反射光は、
ミラー6.7.8により反射されて結像レンズ9に入射
される。結像レンズ9により、画像光はダイクロイック
プリズム10に結像され、例えばレッドR,グリーンG
、ブルーBの3種類の波長の光に分光され、各波長光ご
とに受光器11、例えばレッド用CCDIIR,グリー
ン用CCDIIG、ブルー用CCDIIBに入射される
各CCDIIR,IIG、IIBは、入射した光をデジ
タル信号に変換して出力し、その出力は画像処理部2に
おいて必要な処理を施して、各色の記録色情報、例えば
ブラック(以下Bkと略称)。
イエロー(Yと略称)、マゼンタ(Mと略称)。
シアン(Cと略称)の各色の記録形成用の信号に変換さ
れる。
第9図にはBk、Y、M、Cの4色を形成する例を示す
が、3色だけでカラー画像を形成することも出来る。そ
の場合は第9図の例に対し記録装置を1組減らすことも
出来る。
画像処理部2よりの信号はプリンタ部3に入力され、そ
れぞれの色のレーザビーム走査装置12Bk、12C,
12M、12Yに送られる。
プリンタ部3には、図の例では4組の記録装置13C,
13M、13Y、138kが並んで配置されている。各
記録装置13はそれぞれ同じ構成部材よりなっているの
で、説明を簡単化するためC用の記録装置について説明
し、他の色については省略する。尚、各色層について、
同じ部分には同じ符号を付し、各色の構成の区別をつけ
るために、符号に各色を示す添字を付す。
記録装置13Cはレーザビーム走査装置12Cの外に感
光体14C1例えば感光体ドラムを有する。感光体14
Cには、帯電チャージャ15C。
レーザビーム走査装ff12cによる露光位置、現像装
置16C1転写チヤージヤ17C等が公知の複写装置と
同様に付設されている。
帯電チャージャ15Cにより一様に帯電された感光体1
4Cは、レーザビーム走査装置12Cによる露光により
、シアン光像の潜像を形成し、現像装置16Cにより現
像して顕像を形成する。給紙コロ18により給紙部19
、例えば2つの給紙カセットの何れかから供給される転
写紙は、レジストローラ20により先端を揃えられタイ
ミングを合わせて転写ベルト21に送られる。転写ベル
ト21により搬送される転写紙は、それぞれ、顕像を形
成された感光体14Bk、14Y、14M。
14Cに順次送られ、転写チャージャ17の作用下で顕
像を転写される。転写された転写紙は、定着ローラ22
により定着され、排紙ローラ23により排紙される。
転写紙は、転写ベルト21に静電吸着されることにより
、転写ベルトの速度で精度よく搬送される。
第9図におけるレーザービーム走査装置について詳しく
説明するため、その斜視図および正面図を第10図、第
11図に示す。ここでは説明を簡単にするため、Bk用
についてのみ説明する。
第10図において、258にはレーザーユニットであり
、半導体レーザーおよび集光レンズを備えており、レー
ザーユニット25Bkよりコリメートされたビーム24
8kが出射される。そしてビーム248には、シリンド
リカルレンズ28Bkによりモータ26Bkによって駆
動されるポリゴンミラー27Bk上に線状に集光される
。ポリゴンミラー278にで反射されたレーザービーム
24Bkは、fθレンズ29Bkにより感光体14Bk
上に結像し、ポリゴンミラー278にの回転により、感
光体14Bk上を走査する。またここで、ボリンゴミラ
ー27Bkで反射されたビームは、2枚のミラー30B
kおよび318にで反射され、感光体14Bk上に導か
れる。
次に第11図を用いてレーザービーム走査装置128に
の構造を説明する。
前記集光レンズ288に、fθレンズ298k。
ポリゴンミラー278に、折り返しミラー308に、3
18には、光学ハウジング33Bkの中に収納されてお
り、また、ビーム出射部には防塵ガラス328kが備え
られている。そして光学ハウジング338kにはカバー
348kが取り付けられ、ハウジング内部は密閉構造に
なっている。そして、この光学ハウジング33Bkは図
示されていない本体の前後側板に固定される。
ところが、このようなカラー画像装置では、装置内部の
温度変化により前・後側板の変形や光学ハウジングの変
形が生じる。また、装置内部の温度分布は熱源の位置や
空気の流れにより変わり、前記前側板と後側板の変形量
に差を生じたり、光学ハウジングにねじれ、撓み等が生
じる。その結果、第12図に示すように各感光体上のビ
ーム走査線に傾きが生じ、且つこの傾き量が感光体ごと
に異なるときがある。
第12図において、(alは初期状態、すなわち各感光
体14C,14M、14Y、14Bk上のビーム走査線
35C,35M、35Y、358kに傾きが生じていな
い状態を示し、同図(blは傾きが生じ、且つこの傾き
量が異なる状態を示す。
そしてこの傾きの差は第13図に示すように、転写紙上
においては、色すれとなって現れ、カラー画像の画質を
低下させる。
第13図において、fa)は初期状態、すなわち転写紙
19上に4色重なったライン像36が転写された状態を
示す。また同図(blは温度変化後、BkとCのライン
像368に、36Cが傾き、主走査方向両端部において
、色ずれが発生した状態を示す図である。
上述のように、従来装置では、温度変化等によってカラ
ー画像の色ずれを生じる欠点があった。
〔目的〕
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、温度変化等に
よって生じる走査線の傾きを検出し、光学部材の状態(
傾き等)を変えることによりカラー画像上において生じ
る色ずれを補正することが出来るカラー画像形成装置を
提供することを目的とする。
〔構成〕
この目的のために本発明は、複数の感光体と、複数の感
光体に対応して設けられ、それぞれ異なる画像信号で変
調されるレーザービームを光学部材を介し感光体上に照
射し、感光体上に静電潜像を形成する像形成手段と、前
記感光体上に形成された静電潜像を顕像化する現像手段
と、顕像を転写紙に転写する転写手段と、転写紙を感光
体に沿って移動させる転写ベルトとを有するカラー画像
形成装置において、前記各像形成手段によるレーザービ
ーム主走査方向の両端近傍における副走査方向の像形成
位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段から
の情報により前記光学部材の状態を変化させる光学部材
状態変更手段とを備えていることを特徴とする。
次に本発明の実施例を図を用いて説明する。
まず、主走査方向の両端における副走査方向の像形成位
置を検出する位2+食出手段の一例を第1図(a)、 
(bl、 (C1に示す。同図(alは感光体148に
部分の斜視図、同図(blは側面図、同図(C)は正面
図である。
また矢印はビーム走査方向(主走査方向)を示す。
ここでも説明を簡単にするために、ブラックBkO像形
成手段についてのみ説明する。図において378におよ
び388には、ライン型のCODであり、ライン方向が
副走査方向と一致する向きに感光体148にの両端部近
くに設置されている。
そしてC0D378に、388kにはビームが照射され
(照射するタイミングはポリゴンミラー278kが回転
している開学時照射しても良いし、またはビーム走査位
置を検知するときだけ、レーザービーム24Bkを光源
より出射するよう制御しても良い)、CCD上のビーム
走査位置を検知する。
第2図に走査位置のずれを検出するための回路のブロッ
ク図の一例を示す。また第3図はそのタイミング図であ
る。アドレス設定回路50では初期状態におけるビーム
走査位置のアドレスが予め設定されている。そしてC0
D37Bkで受光されたビームはエッヂ検出回路51に
よりビーム受光位置を検知し、CCDアドレスラッチ回
路52でそのアドレスをラッチする。このラッチされた
アドレスデータはアドレス比較回路53でアドレス設定
回路50により設定されたアドレスデータと比較され、
このアドレスの差に対応する位置ずれ量を演算回路54
により算出する。また、この演算回路54には各色の感
光体の近傍に設けられたCCD37Y、37M、37C
からのアドレス比較値が入力され、各色ビーム走査線の
端部における位置ずれ量が算出される。55はCCD駆
動回路である。尚、第3図のタイミング図においてP、
は初期のビーム走査位置、P2は温度変化後のビーム走
査位置を示す。
位置検出手段としてライン型のCCDの代わりに半導体
装置検出素子(P S D)を用いることも出来る。こ
のPSDは、シリコンフォトダイオードを応用した光ス
ポットの位置検出用センサであり、ビジコン、CCDな
どと異なり、非分割型の素子なので、連続した電気信号
(X、Y座標信号)が得られ、位置分解能、応答性に優
れている。
PSDを用いたときは、初期状態の光電流と、温度変化
したときの光電流を比較することにより、位置ずれ量を
求めることが出来る。
位置検出手段のさらに別の例を第4図に示す。
ここでは、各感光体14上に所定の画像を形成させる画
像形成制御手段を備えており、この画像形成制御手段に
より各感光体14上に所定の画像が記録され、さらに感
光体I4上の画像は、転写ベルト21上に転写される。
第4図は、転写ベルト21上に所定の画像が転写された
状態を示す図である。ここで39(398に、39Y、
39M、39C)は転写ベルト21上の手前側に形成さ
れた画像(ライン)であり、Bk、Y、M、Cは各色を
表す。また、40 (408に、40Y、40M、40
C)は転写ヘルド2I上の奥側に形成された画像である
。41は手前側の画像39を検出するための反射型のフ
ォトセンサ、42は奥側の画像40を検出するための反
射型フォトセンサである。
次に位置ずれ量を求める方法の一例について説明する。
画像39.40は、画像形成制御手段により、ある所定
のタイミングで、各感光体14上にレーザービームによ
り形成される。そして第4図に示すような像が転写ヘル
ド21上に形成される。この各色画像間の間隔を測定す
ることにより、位置ずれを検知する。
第5図は、各色の像の間隔を測定するための構成の一例
を示すブロック図である。ここでは手前側の像39の間
隔の検出例について示す(奥側についても同一の構成と
なる)。
まずフォトセンサ41により、各色の像398に、39
Y、39M、39Cが第6図に示す波形のような検出信
号が出力される〔第6図においてfl)はフォトセンサ
41の出力信号、(2)は2値化信号である〕。そして
この信号は2値化回路60により矩形の信号に変えられ
る。さらにカウント許可信号発生回路61およびカウン
タ62,63゜64により、Bkの像とYの像の検出時
間差1VいBkの像とMの像の検出時間差tMI、Bk
の像とCの像の検出時間差tcIに対応する出力65,
66.67がそれぞれ得られる。尚、68は水晶発振器
である。前記時間差tYl+  Ml+  tClはB
kむ の像からそれぞれY、M、Cまでの像の距離に対応する
値である。また、同様に奥側についてもフォトセンサ4
2により前記時間差tVZ+  L H2゜tc!が得
られる。そして、初期状態における時間差tYIO+ 
t1110+ tCIO+ ’ YZO+  H2O+
 tCZOが分かっていれば温変化等による変形後の位
置ずれ量(Bkに対する相対ずれ量)は ’Yl  t
YIG ”1“1.4□−to。”r ’−”+  ”
 tCl−tCl。”を求めることにより分かる。
次に光学部材状態変更手段について以下で説明する。
第7図(a)、 fb)、 (C1は、光学系の中のf
θレンズ29の母線Cをビーム走査方向に対し傾ける構
成を示したものである。図において、71は圧電素子で
あり、圧電素子71はfθレンズ29とハウジング33
の間の図に示す位置に、その伸縮方向が図中の矢印A方
向となるように配置されている。
そして、圧電素子71に印加する電圧を変えることによ
り、圧電素子71が矢印A方向に伸縮し、これによりビ
ーム走査方向に対するfθレンズ29の母線の傾きが変
わる。そしてその結果、感光体14上におけるビーム走
査線の傾きが変わる。
光学部材状態変更手段の別例を第7図(d)、 fe)
に示す。この図はレーザービームの折り返しミラー31
の片側を図中の矢印B方向に移動させる構成を示したも
のである。ミラー31はミラーブラケット72.73を
介し、ハウジング33に支持されている。そしてミラー
ブラケットの一方73はハウジング33に固定されてい
るのに対し、もう一方のミラーブラケット72は図中の
矢印B方向に摺動可能となっている。そして図に示すよ
うに、ミラーブラケット72の矢印B方向の一端には矢
印B方向に伸縮可能な圧電素子71が設けられており、
また圧電素子71の他端はハウジング33に接している
。そして圧電素子71に印加する電圧を変えることによ
り、圧電素子71が矢印B方向に伸縮し、この結果ミラ
ーブラケット72は矢印B方向に移動する(図中74は
ミラーブラケット72を圧電素子71に押圧するための
圧縮スプリングである)。
例としてミラーブラケット72を図において右側へ移動
させた場合の走査線の変化を第7図(「)を用いて説明
する。この図はミラーブラケット72を右側へ距離り移
動させた状態の図で、31aはミラー31の手前側の反
射面、31bはミラー31の奥側の反射面である。そし
てレーザービーム75はミラー31で反射し、奥側で反
射したレーザービーム75bはブラケット移動前と同じ
感光体14上の位置に照射されるのに対し、手前側で反
射したレーザービーム75aは感光体14上において従
来の照射位置より右側へ図に示す距離!離れた位置に照
射される。第7図(g)はこの様子を示し、感光体14
上の矢印aで示すラインはブラケット移動前の走査線、
矢印すで示すラインはブラケット移動後の走査線である
次に像形成位置の情報により、光学部材の状態を変化さ
せるための回路の一例のブロック図を第8図(a)、 
(bl、 fc)に示す。ここでは第4図、第5図に示
したような転写ベルト21上の像の位置を検出し、その
検出値に応じて第7図(dl、 (Q)に示すようにミ
ラーブラケット72を移動させる例について説明する。
また、ここでも説明を簡単にするため、シアン(C)に
ついてのみ説明する。イエロー(Y) 、マゼンタ(M
)についても同様である。
第8図(a)、 (bl、 (C1はそれぞれC,M、
Y用の回路ブロック図であるが構成は同じであり、添字
により色の区別をつけである。
まず、第5図で説明したように、カウンタ80c、si
cより、手前側におけるBkの像と、Cの像の間隔(時
間差)tc+および奥側におけるBkの像とCの像の間
隔t。2が得られる。そして演算回路82Cによりt 
ct/ t c+を求める。次にこのj cz/ j 
c+と、初期設定値回路84Cからの初期状態における
出力の比tct。/jc+。を比較回路83Cにて比較
する。そしてf−cz/ t c+とtcz。
/l、1゜が同じであればBkの像とCの像の傾きは同
じであることが分かる。しかしtcz。/lc+。
に対し、t CZ/ t f:lが大きくなったときは
、手前側のBkの像とCの像の間隔に対し、奥側のBk
の像とCの像の間隔が大きくなったことになる。
その場合は、ミラーブラケット72Cを第7図(dl、
 (alにおいて、左方向く転写ベルト移動方向)に移
動するように、圧電素子駆動回路85Cを介して圧電素
子?ICへ印加する電圧を変える。そうすることにより
Bkの像とCの像の傾き差は補正される(Bkの像とC
の像が平行となる)。逆にt CZO/ t CIGに
対しt cz/ t Clが小さくなったときは、ミラ
ーブラケット72Cを第7図(d)。
(e)において右方向に移動するように、圧電素子駆動
回路85Cを介して圧電素子71Cへ印加する電圧を変
える。
したがって、上記圧電素子71、ミラーブラケット?2
,73、圧縮スプリング74で光学部材状態変更手段が
構成され、CCD37Bk、388kによって位置検出
手段が構成されている。
尚、この構成の場合、走査線の傾きに他の色を合わせる
よう補正するため、BkO像形成手段のミラー31に対
しては第7図(d)、 (e)に示すような状態変更手
段が必要なくなる。
このような構成を備えることにより、第13図(b)に
示したような画像ずれを補正出来る。
ビーム走査装置を検出する方法としてCCDイメージセ
ンサを用いた例を第2図、第3図で説明したが、第3図
のような位置に関する信号がなぜ得られるのかという補
足説明を以下にする。
CCDイメージセンサはフォトダイオードアレイで光電
変換・蓄積した信号電荷をCODアナログシフトレジス
タで転送し、順次読み出すものであって、その全体は感
光部、転送部、出力部と大きく3つの部分から構成され
る装 前述の説明中で使用したCCDイメージセンサは、感光
部の受光セルが一列に配列された、いわゆるCCDリニ
アイメージセンサである。各受光部(PNフォトダイオ
ード)はそれぞれの配置された位置における光を受光し
、光量に比例した電荷を発生し、蓄積電極に蓄積する。
次に図示していないシフト信号を与えることにより、蓄
積された各電荷は転送部のCODアナログシフトレジス
タに転送される。さらにこれに各画素に対応した電荷を
順次出力部側に転送するためのCCD駆動パルス(第3
図に示したもの)を与えることにより、出力信号を得る
。したがって図示していないシフト信号を起点にして上
記出力信号をオシロスコープで観測すると、第3図のよ
うに位置に応じた出力が時系列的に得られる(第3図中
のCCD出力信号)。
以上の説明かられかるように、初期のビーム走査位置(
第3図の点線)から温度変化によってビーム走査位置(
第3図の実線)が変化すると、第3図のような出力変化
として観測される。しだがつてシフト信号を起点とした
CCD駆動パルスの計数値が位置に対応する。逆にある
CCD出力信号に対応する位置を知るにはシフト信号を
起点としたCCD駆動パルスの計数値を知ればよい。
このことよりビーム走査位置を知るには、CCD出力信
号(アナログ出力信号)をその出力レベルに応じて適切
に設定されたいき値で2値化し、その立上がりの部分に
てアドレスラッチ信号を発生しく第2図のエツジ検出回
路)、シフト信号を起点としたCCD駆動パルスを計数
するアドレスカウンタのアドレス値をラッチする(第3
図のCCDアドレスラッチ)。このアドレス値がビーム
走査位置に対応する。このときの位置測定精度あるいは
位置分解能はCCDイメージセンサの画素間ピッチで決
まる。例えば東芝側〇〇CDリニアイメージセンサTC
D106Gを本発明の位置検出センサとして使用するこ
とを考えると、該センサの画素間ピッチは7μmで全長
約35mmであるから、上記位置分解能は7μmであり
、およそ35mmのビーム走査位置の変化まで検出する
ことが出来る。
〔効果〕
以上本発明によれば、走査線の傾きを検出し、この検出
結果に基づいて、光学部材の状態を変えるようにしたか
ら、温度変化等によるカラー画像の位置ずれを防止する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図(at、 (b)、 (c)は本発明の一実施例
に係る位置ネ★出手段の配置構造を示す斜視図、側面図
、正面図、第2図は走査位置のずれを検出するための回
路ブロック図、第3図はそのタイミング図、第4図は位
置ずれ検出用パターンが形成された転写ベルトの斜視図
、第5図はパターン間隔測定のブロック図、第6図はそ
の検出信号のタイミング図、第7図(a)、 fb)、
 (C1は第1の実施例に係る光学部材状態変更手段を
示す平面図、側面図、正面図、同図(dl、 (e)は
第2の実施例に係る光学部材状態変更手段を示す平面図
、側面図、同図(f)はミラーブラケットを移動させた
場合の走査線の変化を説明するための図、同図fg)は
ブラケット移動前後の感光体上の走査線の位置を示す図
、第8図(a)、 (b)、 (C1はC,M、Yの光
学部材の状態を変更するための回路ブロック図、第9図
は一般的なカラー画像形成装置を示す概略構成図、第1
0図はその光学系を示す概念図、第11図はレーザビー
ム走査装置の縦断面図、第12図(al、 (blは各
感光体上のビーム走査線の初期状態、温度変化後の状態
を示す図、第13図(a)、 (blは転写紙上のライ
ン像の初期状態。 温度変化後の状態を示す図である。 12・・・レーザビーム走査装置、13・・・記録装置
、14・・・感光体、16・・・現像装置、17・・・
転写チャージャ、21・・・転写ベルト、378に、3
88k・・・CCD、71・・・圧電素子、72.73
・−・ミラーブラケット、74・・・圧縮スプリング。 第1図 (a) (b)                      
   (c)/      \     ) 第3図 第5図 第6図 第7図 (a)                      
   (b)乙1 (C) 第7図 (d)                      
   (f)第9z 第13図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の感光体と、複数の感光体に対応して設けられ、そ
    れぞれ異なる画像信号で変調されるレーザービームを光
    学部材を介し感光体上に照射し、感光体上に静電潜像を
    形成する像形成手段と、前記感光体上に形成された静電
    潜像を顕像化する現像手段と、顕像を転写紙に転写する
    転写手段と、転写紙を感光体に沿って移動させる転写ベ
    ルトとを有するカラー画像形成装置において、前記各像
    形成手段によるレーザービーム主走査方向の両端近傍に
    おける副走査方向の像形成位置を検出する位置検出手段
    と、この位置検出手段からの情報により前記光学部材の
    状態を変化させる光学部材状態変更手段とを備えている
    ことを特徴とするカラー画像形成装置。
JP63113436A 1988-05-12 1988-05-12 カラー画像形成装置 Pending JPH01284870A (ja)

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JP63113436A JPH01284870A (ja) 1988-05-12 1988-05-12 カラー画像形成装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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