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JP2012018261A - 画像形成装置 - Google Patents

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JP2012018261A
JP2012018261A JP2010154866A JP2010154866A JP2012018261A JP 2012018261 A JP2012018261 A JP 2012018261A JP 2010154866 A JP2010154866 A JP 2010154866A JP 2010154866 A JP2010154866 A JP 2010154866A JP 2012018261 A JP2012018261 A JP 2012018261A
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JP2010154866A
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Nobuhiro Shirai
伸弘 白井
Takaharu Motoyama
貴晴 元山
Takasumi Wada
孝澄 和田
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Sharp Corp
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Abstract

【課題】光ビームの走査により生じる迷光の影響を効果的に抑制する。
【解決手段】EEPROM83に記憶した均一濃度のグレイ色のテストパターン潜像を、光走査装置により感光体ドラムに形成し、その静電潜像を現像して感光体ドラム表面にテストパターンのトナー像を形成し、テストパターンのトナー像を第1記録用紙に重ねて転写し、第1記録用紙上のテストパターンを画像読取り装置により読取って、この画像データを主制御部85に内蔵のメモリ85aに記憶する。また、白紙の第2記録用紙を画像読取り装置により読取って、この画像データを主制御部85に内蔵のメモリ85aに記憶する。主制御部85は、テストパターンの画像データとスキャンパターンの画像データを比較して、第1記録用紙上に生じた迷光痕を検出し、光走査装置の光ビームにより感光体ドラム表面における迷光痕に該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を低下させる。
【選択図】図6

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
この種の画像形成装置では、感光体表面を光ビームで走査して、静電潜像を感光体表面に形成し、トナーにより感光体表面の静電潜像を現像して、感光体表面にトナー像を形成し、トナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させる。
光ビームによる感光体表面の走査は、光走査装置により行われる。この光走査装置では、画像データに応じて半導体レーザから出力される光ビームの強度を変調しつつ、半導体レーザの光ビームをポリゴンミラーへと出射して、この光ビームをポリゴンミラーで反射させ、このポリゴンミラーの回転により光ビームを主走査方向に繰り返し偏向させ、更にfθレンズにより光ビームを感光体上で等速度となるように偏向させ、この光ビームにより感光体表面を走査して、感光体表面に静電潜像を形成する。
ところが、光走査装置における光ビームの光路が複雑なため、迷光を生じることがあり、この迷光が感光体表面に入射して、感光体表面の静電潜像に影響を及ぼし、感光体及び記録用紙上のトナー像に迷光痕が生じ、画像品質が低下することがあった。
このため、特許文献1では、迷光を遮断する遮光板を設けて、迷光が感光体表面に入射することを防止している。
また、特許文献2では、迷光に関する技術的な記載がないものの、カラーパターンを予め記憶しておき、電子写真方式によりカラーパターンを記録用紙に印刷して、記録用紙上のカラーパターンをスキャナにより読取り、予め記憶しているカラーパターンと記録用紙上のカラーパターンとを比較していることから、この比較により記録用紙上の迷光痕検出の可能性がある。
特開2003−320703号公報 特開2007−71918号公報
しかしながら、光走査装置においては、特許文献1のように遮光板により遮断し得る迷光だけではなく、その光路によっては遮断することができない迷光が存在する。
また、特許文献2では、予め記憶しているカラーパターンと記録用紙上のカラーパターンとを比較していても、記録用紙上の迷光痕の検出に関する記載は全くない。また、記録用紙上のカラーパターンには、迷光痕だけではなく、スキャナの埃等を原因とする痕跡も残るので、そのような比較だけでは迷光痕と埃等の痕跡を区別することができない。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、光ビームの走査により生じる迷光の影響を効果的に抑制することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、画像読取り部と、潜像担持体上を光ビームで走査して、前記潜像担持体上に潜像を形成する光走査部とを備え、前記潜像担持体上の潜像を可視像に現像して、前記可視像を前記潜像担持体から記録媒体に転写する画像形成装置において、前記光走査部により予め設定されたテストパターンの潜像を前記潜像担持体上に形成して、前記潜像担持体上のテストパターンの潜像を可視像に現像し、テストパターンの可視像を前記潜像担持体から第1記録媒体に転写して形成させる印刷制御部と、前記画像読取り部により読取られた前記第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像と、前記画像読取り部により読取られた第2記録媒体上の予め設定されたスキャンパターンの読取り画像とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づき前記光走査部の光ビームの強度を制御する光量制御部とを備えている。
このような本発明では、光走査部によりテストパターンの潜像を潜像担持体上に形成して、潜像担持体上のテストパターンの潜像を可視像に現像し、テストパターンの可視像を潜像担持体から第1記録媒体に転写して形成している。このため、光走査部の光ビームの走査により迷光が生じて、迷光が潜像担持体上の潜像に影響を及ぼしたならば、迷光を原因とする迷光痕が第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像に現れる。また、第2記録媒体上のスキャンパターンは、画像読取り部により単に読取られただけのものであって、光走査部や潜像担持体に関係ないので、迷光痕が第2記録媒体上のスキャンパターンの読取り画像に現れることはない。従って、第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像と第2記録媒体上のスキャンパターンの読取り画像とを比較すれば、第1記録媒体上の読取り画像に現れていて、第2記録媒体上の読取り画像に現れていない迷光痕を特定することができる。こうして迷光痕を特定することができれば、迷光痕を抑制するための制御等が可能になる。
また、本発明の画像形成装置においては、前記比較部は、前記第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像のスジを検出し、前記第2記録媒体上のスキャンパターンの読取り画像のスジを検出し、前記第1及び第2記録媒体上のスジを比較している。
迷光痕がスジとなって現れるので、第1及び第2記録媒体上のスジを比較すれば、迷光痕を確実に検出することができる。
更に、本発明の画像形成装置においては、前記比較部は、前記第1及び第2記録媒体上のスジの位置が一致した場合に、スジの原因が前記画像読取り部にあると判定し、前記第1記録媒体上のスジだけが検出され、前記第1記録媒体上のスジの濃度が一定濃度以上であった場合に、スジの原因が前記光走査部にあると判定している。
あるいは、前記比較部は、前記第1及び第2記録媒体上のスジの位置が一致した場合に、スジの原因が前記画像読取り部の埃にあると判定し、前記第1記録媒体上のスジだけが検出され、前記第1記録媒体上のスジの濃度が一定濃度以上であった場合に、スジの原因が前記光走査部の迷光にあると判定している。
第1記録媒体上のテストパターン及び第2記録媒体上のスキャンパターンのいずれも、画像読取り部により読取られたものなので、第1記録媒体上のテストパターン及び第2記録媒体上のスキャンパターンに共通のスジが存在すれば、このスジの原因が画像読取り部もしくはその埃にあると判定することができる。また、第2記録媒体上のスキャンパターンは、画像読取り部により単に読取られただけのものであって、光走査部や潜像担持体に関係ないので、光走査部や潜像担持体に関係する第1記録媒体上のテストパターンに現れたスジ(迷光痕)の原因が光走査部もしくはその迷光にあると判定することができる。
また、本発明の画像形成装置においては、前記光量制御部は、前記比較部により前記第1記録媒体上のスジだけが検出された場合に、前記光走査部の光ビームにより前記潜像担持体における前記スジに該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を変更している。
更に、本発明の画像形成装置においては、前記光量制御部は、前記光走査部の光ビームにより前記潜像担持体における前記スジに該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を低下させている。
あるいは、前記光量制御部は、前記光走査部の光ビームの強度を低下させることにより前記潜像担持体における前記スジの濃度を低下させている。
更に、本発明の画像形成装置においては、前記光量制御部は、画像データを入力して、前記画像データに基づき前記光走査部の光ビームの強度を制御しており、前記画像データを補正して、前記光走査部の光ビームにより前記潜像担持体における前記スジに該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を変更している。
このような光ビームの強度の制御によりスジを目立たなくして抑制することができる。
また、本発明の画像形成装置においては、前記第1記録媒体上のテストパターンとは、均一濃度のグレイ色の印刷パターンである。
潜像担持体に入射する迷光の強度が低いことから、背景が白である場合は、記録媒体上に迷光痕が現れ難い。ところが、背景がグレイである場合は、迷光痕がグレイに乗って現れ易くなる。このため、第1記録媒体上のテストパターンとして均一濃度のグレイ色の印刷パターンを適用すると、第1記録媒体上の迷光痕を特定し易くなる。
更に、本発明の画像形成装置においては、前記第2記録媒体上のスキャンパターンとは、前記第2記録媒体の均一濃度の生地である。
第2記録媒体上のスキャンパターンを第2記録媒体の生地の均一濃度にすると、画像読取り部を原因とするスジ等を特定し易くなる。
このような本発明では、光走査部によりテストパターンの潜像を潜像担持体上に形成して、潜像担持体上のテストパターンの潜像を可視像に現像し、テストパターンの可視像を潜像担持体から第1記録媒体に転写して形成している。このため、光走査部の光ビームの走査により迷光が生じて、迷光が潜像担持体上の潜像に影響を及ぼしたならば、迷光を原因とする迷光痕が第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像に現れる。また、第2記録媒体上のスキャンパターンは、画像読取り部により単に読取られただけのものであって、光走査部や潜像担持体に関係ないので、迷光痕が第2記録媒体上のスキャンパターンの読取り画像に現れることはない。従って、第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像と第2記録媒体上のスキャンパターンの読取り画像とを比較すれば、第1記録媒体上の読取り画像に現れていて、第2記録媒体上の読取り画像に現れていない迷光痕を特定することができる。こうして迷光痕を特定することができれば、迷光痕を抑制するための制御等が可能になる。
本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 図1の画像形成装置における光走査装置を示す斜視図である。 (a)、(b)は、光走査装置を示す平面図及び断面図である。 光走査装置における基板上に搭載された各レーザダイオード、各集積回路、及びEEPROM等と、画像形成装置における主制御部及び操作パネル等とを示すブロック図である。 光走査装置の基板における回路構成全体を示すブロック図である。 光走査装置の基板における一組のレーザダイオードとフォトダイオード、集積回路、及びEEPROMと、画像形成装置における主制御部を抜粋して示すブロック図である。 (a)〜(d)は、図6の回路の動作を例示するタイミングチャートである。 (a)は予め設定された均一濃度のグレイからなるテストパターンを示し、(b)はテストパターンを印刷した第1記録用紙を示し、(c)は第1記録用紙上のテストパターンの読取り画像を示し、(d)は白紙(均一濃度のスキャンパターン)の第2記録用紙を示し、(e)は第2記録用紙上のスキャンパターンの読取り画像を示している。 (a)〜(d)は、図6の回路の動作を示すタイミングチャートであって、主走査期間における光ビームの強度の変化パターンを書き換えた場合のタイミングチャートである。 (a)、(b)は、第1記録用紙上のテストパターンの読取り画像におけるスジと、光ビームの強度が低下するタイミングを示す図である。 (a)〜(d)は、図6の回路の動作を示すタイミングチャートであって、主走査期間における画像データを書き換えた場合のタイミングチャートである。 (a)、(b)は、第1記録用紙上のテストパターンの読取り画像におけるスジと、スジと重なる各画素の濃度を示す図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。この画像形成装置1は、スキャナ機能、複写機能、プリンター機能、及びファクシミリ機能等を有する所謂複合機であり、画像読取り装置41により読取られた原稿の画像を外部に送信したり(スキャナ機能に相当する)、この読取られた原稿の画像又は外部から受信した画像をカラーもしくは単色で記録用紙に記録形成する(複写機能、プリンター機能、及びファクシミリ機能に相当する)。
画像形成装置1は、画像を記録用紙に印刷するべく、光走査装置11、現像装置12、感光体ドラム13、ドラムクリーニング装置14、帯電器15、中間転写ベルト装置16、定着装置17、用紙搬送経路S、給紙トレイ18、及び用紙排出トレイ19等を備えている。
画像形成装置1において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像に応じたものである。このため、現像装置12、感光体ドラム13、ドラムクリーニング装置14、及び帯電器15は、各色に応じた4種類のトナー像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローに対応付けられて、4つの画像ステーションPa、Pb、Pc、Pdが構成されている。
各感光体ドラム13は、それらの表面に光感光層を有している。各帯電器15は、それぞれの感光体ドラム13の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられる。
光走査装置11は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)であり、帯電された各感光体ドラム13表面を画像データに応じて露光して、それらの表面に画像データに対応する静電潜像を形成する。
各現像装置12は、それぞれの感光体ドラム13表面に形成された静電潜像を各色のトナーにより現像し、これらの感光体ドラム13表面にトナー像を形成する。各ドラムクリーニング装置14は、現像及び画像転写後にそれぞれの感光体ドラム13表面に残留したトナーを除去及び回収する。
中間転写ベルト装置16は、各感光体ドラム13の上方に配置されており、中間転写ベルト21、中間転写ベルト駆動ローラ22、従動ローラ23、4つの中間転写ローラ24、及びベルトクリーニング装置25を備えている。
中間転写ベルト21は、フィルムを無端ベルト状に形成したものである。中間転写ベルト駆動ローラ22、従動ローラ23、各中間転写ローラ24等は、中間転写ベルト21を張架して支持し、中間転写ベルト21を矢印C方向に周回移動させる。
各中間転写ローラ24は、中間転写ベルト21近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト21を介してそれぞれの感光体ドラム13に押圧されている。各感光体ドラム13表面のトナー像が中間転写ベルト21に順次重ねて転写されて、中間転写ベルト21上にカラーのトナー像(各色のトナー像)が形成される。各感光体ドラム13から中間転写ベルト21へのトナー像の転写は、中間転写ベルト21裏面に圧接されている各中間転写ローラ24によって行われる。各中間転写ローラ24は、金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材(例えばEPDM、発泡ウレタン等)により覆われたローラである。各中間転写ローラ24には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されており、その導電性の弾性材により高電圧が記録用紙に対して均一に印加される。
こうして各感光体ドラム13表面のトナー像は、中間転写ベルト21で転写積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このカラーのトナー像は、中間転写ベルト21と共に搬送され、中間転写ベルト21と2次転写装置26の転写ローラ26a間のニップ域で記録用紙上に転写される。
2次転写装置26の転写ローラ26aには、中間転写ベルト21上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。
また、2次転写装置26によって中間転写ベルト21上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト21表面にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、ベルトクリーニング装置25によって中間転写ベルト21表面の残留トナーを除去及び回収する。ベルトクリーニング装置25には、例えばクリーニング部材として、中間転写ベルト21表面に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードが設けられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ23により中間転写ベルト21裏側が支持されている。
記録用紙は、中間転写ベルト21と2次転写装置26の転写ローラ26a間のニップ域でカラーのトナー像を転写された後、定着装置17へと搬送される。定着装置17は、加熱ローラ31及び加圧ローラ32等を備えており、加熱ローラ31と加圧ローラ32間に記録用紙を挟み込んで搬送する。
加熱ローラ31は、図示しない温度検出器の検出出力に基づき、所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ32と共に記録用紙を熱圧着することにより、記録用紙に転写されたカラーのトナー像を溶融、混合、圧接し、記録用紙に対して熱定着させる。
また、画像形成装置1の下部には、記録用紙を供給する給紙トレイ18が設けられている。画像形成装置1には、給紙トレイ18から供給された記録用紙を2次転写装置26や定着装置17を経由させて用紙排出トレイ19に送るための、用紙搬送経路Sが設けられている。
給紙トレイ18の端部には用紙ピックアップローラ33が設けられており、この用紙ピックアップローラ33により給紙トレイ18から記録用紙が1枚ずつ引き出されて用紙搬送経路Sへと搬送される。
用紙搬送経路Sに沿って、用紙レジストローラ34、定着装置17、搬送ローラ35、及び排紙ローラ36等が配置されている。搬送ローラ35は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、複数組設けられている。
用紙レジストローラ34は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト21と2次転写装置26の転写ローラ26a間のニップ域で中間転写ベルト21上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、各感光体ドラム13及び中間転写ベルト21の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。
更に、記録用紙は、定着装置17でカラーのトナー像を定着され、定着装置17を通過した後、排紙ローラ36によって用紙排出トレイ19上にフェイスダウンで排出される。
また、記録用紙の表面だけではなく、裏面の印字を行う場合は、記録用紙を排紙ローラ36により搬送する途中で、排紙ローラ36を停止させてから逆回転させ、記録用紙を反転経路Srに通して、記録用紙の表裏を反転させ、記録用紙を用紙レジストローラ34へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を用紙排紙トレイ19に排出する。
次に、画像形成装置1の本体上部に搭載されている画像読取り装置41及び原稿搬送装置42について説明する。原稿搬送装置42は、その奥一辺をヒンジ(図示せず)により画像読取り装置41の奥一辺に枢支され、その手前部分を上下させることにより開閉される。原稿搬送装置42が開かれたときには、画像読取り装置41のプラテンガラス44が開放され、このプラテンガラス44上に原稿が載置される。
画像読取り装置41は、プラテンガラス44、第1走査ユニット45、第2走査ユニット46、結像レンズ47、及びCCD(Charge Coupled Device)48等を備えている。第1走査ユニット45は、照明装置51及び第1反射ミラー52を備えており、副走査方向に原稿サイズに応じた距離だけ一定速度Vで移動しながら、プラテンガラス44上の原稿を照明装置51によって露光し、その反射光を第1反射ミラー52により反射して第2走査ユニット46へと導き、これにより原稿表面の画像を副走査方向に走査する。第2走査ユニット46は、第2及び第3反射ミラー53、54を備えており、第1走査ユニット45に追従して速度V/2で移動しつつ、原稿からの反射光を第2及び第3反射ミラー53、54により反射して結像レンズ47へと導く。結像レンズ47は、原稿からの反射光をCCD48に集光して、原稿表面の画像をCCD48上に結像させる。CCD48は、原稿の画像を繰り返し主走査方向に走査し、その度に、1主走査ラインのアナログ画像信号を出力する。
また、画像読取り装置41は、静止原稿だけではなく、原稿搬送装置42により搬送されている原稿表面の画像を読取ることができる。この場合は、第1走査ユニット45を原稿読取りガラス55下方の読取り範囲に移動させ、第1走査ユニット45の位置に応じて第2走査ユニット46を位置決めし、この状態で、原稿搬送装置42による原稿の搬送を開始する。
原稿搬送装置42では、ピックアップローラ56を原稿トレイ57上の原稿に押し当て回転させて、原稿を引き出し、原稿を原稿搬送路58を通じて搬送し、原稿を原稿読取りガラス55と読取りガイド板59間に通過させ、更に原稿を排紙ローラ61から排紙トレイ62へと搬送する。原稿搬送路58に沿って、原稿をその先端を揃えてから搬送するレジストローラ63や、原稿を搬送する搬送ローラ64が配置されている。
この原稿の搬送に際し、第1走査ユニット45の照明装置51により原稿表面を原稿読取りガラス55を介して照明し、原稿表面からの反射光を第1及び第2走行ユニット45、46の各反射ミラーにより結像レンズ47へと導き、原稿表面からの反射光を結像レンズ47によりCCD48に集光させ、原稿表面の画像をCCD48上に結像させ、これにより原稿表面の画像を読取る。
また、原稿の裏面を読取る場合は、中間トレイ67をその軸周りで点線で示すように回転させておき、原稿を排紙ローラ61から排紙トレイ62へと排出する途中で、排紙ローラ61を停止させて、原稿を中間トレイ67上に受け、排紙ローラ61を逆回転させて、原稿を反転搬送路68を介してレジストローラ63へと導いて、原稿の表裏を反転させ、原稿表面の画像と同様に、原稿裏面の画像を読取り、中間トレイ67を実線で示す元の位置に戻して、原稿を排紙ローラ61から排紙トレイ62へと排出する。
こうしてCCD48により読取られた原稿の画像は、CCD48からアナログ画像信号として出力され、このアナログ画像信号がデジタル画像信号(画像データ)にA/D変換される。そして、この画像データは、種々の画像処理を施されてから画像形成装置1の光走査装置11へと送受され、画像形成装置1において画像が記録用紙に記録され、この記録用紙が複写原稿として出力される。
次に、光走査装置11を詳細に説明する。図2、図3(a)、(b)は、光走査装置11を示す斜視図、平面図、断面図である。
この光学走査装置11では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色に対応するそれぞれのレーザダイオード71a、71b、71c、71dと、各レーザダイオード71a〜71dの光ビームを反射するハーフミラーもしくはミラー72a、72b、72c、72dと、ハーフミラーもしくはミラー72a〜72dからの各光ビームを反射するミラー73と、ミラー73からの各光ビームを反射するポリゴンミラー(回転多面鏡)74と、ポリゴンミラー74からの各光ビームを屈折させる第1fθレンズ75と、第1fθレンズ75を透過した各光ビームを個別に反射する複数のミラー76a、76b、76c、76dと、各ミラー76a〜76dからの各光ビームをそれぞれ個別に屈折させる4つの第2fθレンズ77a、77b、77c、77dとを備えている。
ポリゴンミラー74は、正多角形柱状のものであって、高速回転駆動されており、その各周面のミラーにより各光ビームを反射しつつ主走査方向Xに繰り返し走査する。第1fθレンズ75、各ミラー76、及び各第2fθレンズ77は、主走査方向Xに繰り返し走査されるそれぞれの光ビームを反射したり屈折させるため、主走査方向Xに長くされかつ主走査方向Xに直交する方向で短くされた棒状に形成され、それらの両端を支持されている。
ブラックに対応するレーザダイオード71aから出射された光ビームは、ハーフミラー72aを透過し、ミラー73で反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、更に第1fθレンズ75を透過して、ミラー76aで反射され、第2fθレンズ77aを透過して、ブラックに対応する感光体ドラム3に入射する。シアンに対応するレーザダイオード71bから出射された光ビームは、ハーフミラー72b、72a及びミラー73で順次反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、更に第1fθレンズ75を透過して、2個のミラー76bで反射され、第2fθレンズ77bを透過して、シアンに対応する感光体ドラム3に入射する。マゼンタに対応するレーザダイオード71cから出射された光ビームは、ハーフミラー72cで反射されて、ハーフミラー72bを透過し、ハーフミラー72a及びミラー73で順次反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、更に第1fθレンズ75を透過して、2個のミラー76cで反射され、第2fθレンズ77cを透過して、マゼンタに対応する感光体ドラム3に入射する。イエローに対応するレーザダイオード71dから出射された光ビームは、ミラー72dで反射され、ハーフミラー72c、72bを順次透過し、ハーフミラー72a及びミラー73で順次反射され、ポリゴンミラー74で反射されて主走査方向Xに走査され、更に第1fθレンズ75を透過して、2個のミラー76dで反射され、第2fθレンズ77dを透過して、マゼンタに対応する感光体ドラム3に入射する。
先に述べたように各感光体ドラム3は、矢印方向に回転駆動されており、主走査方向Xに繰り返し走査されるそれぞれの光ビームを照射されて、各感光体ドラム3の表面にそれぞれの静電潜像が形成される。各感光体ドラム3表面の静電潜像は、それぞれ現像されてトナー像となり、これらのトナー像が中間転写ベルト7を介して記録用紙に重ねて転写され、記録用紙上でカラーのトナー像となる。
また、光学走査装置11の本体筐体11aの上側は、各第2fθレンズ77a〜77dの部位だけが開口されて、他の部位が閉じられ遮光されており(図示せず)、外乱光の浸入が防止されている。
図4は、光走査装置11における基板上に搭載された各レーザダイオード71a〜71d、各集積回路、及びEEPROM等と、画像形成装置1における主制御部及び操作パネル等とを示すブロック図である。尚、以降は、各レーザダイオードの符号71a〜71dを符号71に統一する。
図4において、光走査装置11の基板81は、光学走査装置11の本体筐体11a(図2に示す)の背面側に固定されており、この基板81上に4個のレーザダイオード71、各レーザダイオード71を制御するそれぞれの集積回路82、及びEEPROM83が搭載されている。
基板81上の各集積回路82は、画像形成装置1の主制御部85から制御信号、及びブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の画像データを入力し、制御信号に基づき各レーザダイオード71の光ビームによるそれぞれの主走査期間等を設定したり、各色の画像データに応じて各レーザダイオード71をオンオフさせる。
また、基板81上のEEPROM83は、主制御部85で設定された制御情報、又はパーソナルコンピュータ等の外部端末(図示せず)から画像形成装置1のLAN端子87を通じて入力された制御情報を入力し、この制御情報を記憶する。これにより、EEPROM83内の制御情報が書き換えられる。具体的には、メモリへの周知の転送方式であるI2Cやマイクロワイヤ等を適用して、画像形成装置1の主制御部85もしくは外部端末からEEPROM83内の制御情報を書き換えることができる。
図5は、光走査装置11の基板81における回路構成全体を示すブロック図である。図5において、各レーザダイオード71には、該各レーザダイオード71の光出力レベルを検出するそれぞれのフォトダイオード91が並設されている。各レーザダイオード71と各フォトダイオード91のいずれの組合せにおいても、レーザダイオード71のアノードとフォトダイオード91のカソードが集積回路82の電源端子82aに共通接続され、レーザダイオード71に順方向の電圧5Vが印加され、フォトダイオード91に逆方向の電圧5Vが印加されている。また、フォトダイオード91のアノードが集積回路82のADコンバータ82−1に接続され、レーザダイオード71のカソードが集積回路82のDAコンバータ82−2に接続されている。
各集積回路82においては、DAコンバータ82−2のアナログ出力側と接地間にスイッチング素子82−3が挿入されている。スイッチング素子82−3のゲートには、画像データがレシーバ82−4を介して加えられ、画像データの2値信号に応じてスイッチング素子82−3がオンオフに切り替わる。
EEPROM83は、制御情報を入力して記憶する。EEPROM83に記憶された制御情報の一部は、各集積回路82のレジスタ82−5にロードされて記憶される。
各集積回路82の制御部82−6は、それぞれのレジスタ82−5内の制御情報に基づき各レーザダイオード71を駆動制御する。
この制御情報は、レーザダイオード71の光ビームによる感光体表面の一主走査期間における該光ビームの強度の変化パターン(光量補正データ)を含む。詳しくは、この変化パターンは、一主走査ラインの各画素の濃度を設定するためのそれぞれの光ビームの強度の比率であり、一主走査期間毎に繰り返される。
図6は、一組のレーザダイオード71とフォトダイオード91、集積回路82、EEPROM83、及び画像形成装置1の主制御部85を抜粋して示すブロック図である。この図6を参照しつつ、レーザダイオード71の制御を詳しく説明する。
フォトダイオード91は、レーザダイオード71の発光時にその光出力レベルを検出し、この光出力レベルに対応する検出出力をADコンバータ82−1に出力する。ADコンバータ82−1は、フォトダイオード91の検出出力をアナログデジタル変換し、この変換した検出出力の値(レーザダイオード71の光出力レベルに対応する)を制御部82−6に出力する。
制御部82−6は、その変換した検出出力の値を入力すると、この値が目標となる規定値となるようなレーザダイオード71の駆動電流IFを示す値を求め、この駆動電流IFを示す値をDAコンバータ82−2に出力する。
DAコンバータ82−2は、駆動電流IFを示す値をデジタルアナログ変換して、このDAコンバータ82−2を通じて流れる駆動電流IFを設定する。
スイッチング素子82−3は、画像データの2値信号をレシーバ82−4を介して加えられ、画像データの2値信号に応じてオンオフに切替えられる。これにより、レーザダイオード71→DAコンバータ82−2→スイッチング素子82−3という駆動電流IFの経路がオンオフされる。この経路がオンのときには、DAコンバータ82−2を通じて駆動電流IFが流れ、レーザダイオード201の光出力レベルが目標となる規定値に対応するものとなる。また、画像データの2値信号に応じてレーザダイオード71が点灯及び消灯される。
図7(a)〜(d)は、図6の回路の動作を示すタイミングチャートである。この図7において、T2〜T3の期間は、一主走査期間である。この主走査期間の前にT0〜T1の期間が設定されており、図7(a)に示すようにT0〜T1の期間に光量補正用点灯信号がレシーバ82−4を介してスイッチング素子82−3に加えられ、スイッチング素子82−3がオンとなって、駆動電流IFがレーザダイオード71に流れ、レーザダイオード71が発光して、フォトダイオード91の検出出力がADコンバータ82−1でアナログデジタル変換され、この変換された検出出力の値(レーザダイオード71の光出力レベルに対応する)が制御部82−6に加えられる。制御部82−6は、その変換された検出出力の値を入力すると、この値が基準値(基準となる規定値)に収束するようなレーザダイオード71の駆動電流IFを示す値を求め、この駆動電流IFを示す値をDAコンバータ82−2に出力する。DAコンバータ82−2は、駆動電流IFを示す値をデジタルアナログ変換して、このDAコンバータ82−2を通じて流れる駆動電流IFを設定する。これにより、レーザダイオード71の出力レベルがフィードバック制御される。
図7(d)に示すようなT0〜T1の期間におけるフォトダイオード91の検出出力をアナログデジタル変換したサンプルホールド値は、レジスタ82−5に記憶される。
引き続いて、T2〜T3の主走査期間において、制御部82−6は、レジスタ82−5内の主走査期間における光ビームの強度の変化パターン(図7(c)に示す)を参照し、主走査ラインの画素毎に、その変化パターンから光ビームの強度の比率を取得して、この比率をレジスタ82−5内のサンプルホールド値に乗算し、この積を目標となる規定値として設定し、フォトダイオード91の検出出力を示す値がその規定値となるようなレーザダイオード71の駆動電流IFを示す値を求める。これにより、レーザダイオード71の光ビームによる主走査ラインの各画素の走査に伴い、その変化パターンでレーザダイオード71の出力レベルが変化するような駆動電流IFの値が逐次求められる。DAコンバータ82−2は、主走査期間の画素毎に、駆動電流IFの値を入力して、この値をデジタルアナログ変換し、この値の駆動電流IFを設定する。そして、図7(b)に示すような画像データの2値信号に応じてスイッチング素子82−3がオンオフに切替えられ、レーザダイオード71が点灯及び消灯される。これにより、図7(d)に示すようにT2〜T3の主走査期間において、レーザダイオード71の出力レベルがレジスタ82−5内の主走査期間における変化パターンで変化する。
図7(c)に示す主走査期間におけるレーザダイオード71の出力レベルの変化パターンは、シェーディング補正のためのものである。これにより、光学系の周辺減光等が補正される。
このようなT0〜T3の動作は、主走査毎に繰り返されて、レーザダイオード71の光ビームによる書き込みが行われる。
ところで、光走査装置11においては、光ビームの光路が複雑なため、迷光を生じることがあり、この迷光が感光体ドラム13の表面に入射して、感光体ドラム13の表面の静電潜像に影響を及ぼし、感光体ドラム13及び記録用紙上のトナー像に迷光痕が生じ、画像品質が低下することがある。
そこで、本実施形態では、記録用紙上に生じた迷光痕を検出し、光走査装置11の光ビームにより感光体ドラム13表面における迷光痕に該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を低下させて、迷光痕の潜像濃度を低下させ、これにより迷光痕のトナー像濃度も低下させて、記録紙用紙上の迷光痕を目立たなくして抑制している。
具体的には、光走査装置11のEEPROM83に均一濃度のグレイ(テストパターン)を記憶しておき、光走査装置11によりテストパターンの潜像を感光体ドラム13に形成して、感光体ドラム13表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム13表面にテストパターンのトナー像を形成し、テストパターンのトナー像を中間転写ベルト7を介して第1記録用紙(例えば普通紙)に重ねて転写し、第1記録用紙上のテストパターンを画像読取り装置41により読取って、この画像データを主制御部85に内蔵のメモリ85aに記憶する。また、白紙(均一濃度のスキャンパターン)の第2記録用紙(例えば普通紙)を画像読取り装置41により読取って、この画像データを主制御部85に内蔵のメモリ85aに記憶する。主制御部85は、テストパターンの画像データとスキャンパターンの画像データを比較して、第1記録用紙上に生じた迷光痕を検出し、光走査装置11の光ビームにより感光体ドラム13表面における迷光痕に該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を低下させ、迷光痕の潜像濃度を低下させる。
ここで、迷光が感光体ドラム13表面の潜像に影響を及ぼしたならば、迷光を原因とする迷光痕が第1記録用紙上のテストパターン(均一濃度のグレイ)の読取り画像に現れる。また、第2記録用紙上のスキャンパターン(白紙)の読取り画像は、画像読取り装置41により単に読取られただけのものであって、光走査装置11や感光体ドラム13に関係ないので、迷光痕が第2記録用紙上のスキャンパターン(白紙)の読取り画像に現れることはない。従って、第1記録用紙上のテストパターンの読取り画像と第2記録用紙上のスキャンパターンの読取り画像とを比較すれば、第1記録用紙上のテストパターンの読取り画像に現れていて、かつ第2記録用紙上のスキャンパターンの読取り画像に現れていない迷光痕を特定することができる。そして、迷光痕を特定することができれば、迷光痕を抑制するための制御が可能になる。
尚、各色別に、第1記録用紙上のテストパターンの記録と読取りを行って、第1記録用紙上のテストパターンの読取り画像と第2記録用紙上のスキャンパターン(白紙)の読取り画像を比較し、各色の迷光痕を特定してもよい。また、黒色だけを選択して、第1記録用紙上のテストパターンの記録と読取りを行って、第1記録用紙上の黒色のテストパターンの読取り画像と第2記録用紙上のスキャンパターン(白紙)の読取り画像を比較して、黒色の迷光痕を特定しても構わない。
また、第1及び第2記録用紙は、同一種類のものでよく、例えば給紙トレイ18に収容されている記録用紙を用いるようにする。これにより、サービスマン等が格別な用紙を準備して携帯する必要がなく、何時でも迷光痕を調べることが可能になる。
次に、そのような光走査装置11の迷光を原因として生じた第1記録用紙上の迷光痕の特定と、迷光痕を抑制するための制御を詳しく説明する。
まず、図8(a)は、光走査装置11のEEPROM83に予め記憶されている均一濃度のグレイからなるテストパターンTPを例示している。感光体ドラム13に入射する迷光の強度が低いことから、テストパターンTP(背景)が白である場合は、記録用紙上に迷光痕が現れ難い。ところが、テストパターンTP(背景)がグレイである場合は、迷光痕がグレイに乗って現れ易くなる。このため、テストパターンTPとしてグレイの均一濃度を適用している。
図8(b)は、テストパターンTPを印刷した第1記録用紙(例えば普通紙)101を示している。光走査装置11によりテストパターンの潜像を感光体ドラム13に形成するときに、迷光が感光体ドラム13表面に入射すると、迷光が感光体ドラム13表面の静電潜像に影響する。この場合、感光体ドラム13表面の静電潜像を現像して、テストパターンのトナー像を形成し、テストパターンのトナー像を中間転写ベルト7を介して第1記録用紙101に重ねて転写すると、第1記録用紙101上のテストパターンTPに迷光痕のスジG1が現れる。
光走査装置11の光ビームは、主走査方向に繰返し走査されるが、走査の度に、主走査ラインの特定箇所で迷光が生じると、副走査方向に延びるスジG1が現れる。また、テストパターンTP(背景)がグレイであるため、スジG1がグレイに乗って現れ易くなっている。
図8(c)は、画像読取り装置41により読取られた第1記録用紙101上のテストパターンTPの読取り画像を示している。第1記録用紙101上のテストパターンTPの読取り画像には、迷光痕のスジG1だけではなく、画像読取り装置41を原因とするスジG2も現れている。
画像読取り装置41では、ラインセンサにより記録用紙上の画像を主走査方向に繰返し読取っているが、ラインセンサへの入射光路の特定箇所に埃等が存在すると、埃が繰返し読取られて、副走査方向に延びるスジG2が現れる。
図8(c)の各スジG1、G2が現れた第1記録用紙101上のテストパターンTPの読取り画像は、主制御部85のメモリ85aに記憶される。
このように第1記録用紙101には、光走査装置11の迷光を原因とするスジG1と、画像読取り装置41の埃等を原因とするスジG2とが現れる可能性がある。このため、迷光を原因とするスジG1を、埃等を原因とするスジG2と区別する必要がある。
図8(d)は、白紙(均一濃度のスキャンパターンSP)の第2記録用紙(例えば普通紙)102を示している。また、図8(e)は、画像読取り装置41により読取られた第2記録用紙102上のスキャンパターンSPの読取り画像を示している。第2記録用紙102上のスキャンパターンSPの読取り画像には、画像読取り装置41を原因とするスジG2が現れているが、光走査装置11を原因とする迷光痕のスジG1が現れることはない。
図8(e)のスジG2が現れた第2記録用紙102上のスキャンパターンSPの読取り画像は、主制御部85のメモリ85aに記憶される。
図8(c)の第1記録用紙101上のテストパターンTPの読取り画像と図8(e)の第2記録用紙102上のスキャンパターンSPの読取り画像とを比較すると明らかなように、画像読取り装置41を原因とするスジG2は、各パターンTP、SPの読取り画像のいずれにも現れている。また、光走査装置11の迷光を原因とするスジG1は、テストパターンTPの読取り画像のみに現れている。
主制御部85は、メモリ85aに記憶されている各パターンTP、SPの読取り画像を比較して、各パターンTP、SPの読取り画像のいずれにも現れているスジG2を特定し、またテストパターンTPの読取り画像のみに現れているスジG1を特定する。例えば、スキャンパターンSPの読取り画像については、白地であるから、一定濃度以上の各画素を抽出することによりスジG2を特定することができる。また、テストパターンTPの読取り画像についても、その生地が均一濃度のグレイであるから、一定濃度以上の各画素を抽出することにより各スジG1、G2を特定することができる。
そして、主制御部85は、スキャンパターンSPの読取り画像におけるスジG2の位置を求め、テストパターンTPの読取り画像における各スジG1、G2の位置を求め、これらの位置を比較して、各パターンSP、TPの読取り画像における各スジG2の位置が一致すると、各スジG2が画像読取り装置41もしくはその埃を原因とする共通のスジであると判定する。また、テストパターンTPの読取り画像のスジG1がスキャンパターンSPの読取り画像に存在しないことから、スジG1が光走査装置11もしくはその迷光を原因とするスジであると判定する。
こうして光走査装置11もしくはその迷光を原因とするスジG1を特定すると、主制御部85は、スジG1の濃度とテストパターンTPのグレイの均一濃度との濃度差を求め、この濃度差が一定値以上であると、スジG1が画像品質を低下させる程の明らかな迷光痕であると判定し、スジG1と重なる主走査ライン上の各画素を求める。
そして、主制御部85は、その濃度差及びスジG1と重なる主走査ライン上の各画素に基づいて、光走査装置11の集積回路82のレジスタ82−5内の主走査期間における光ビームの強度の変化パターンを書き換える。すなわち、図9(c)に示すようにT2〜T3の主走査期間における光ビームの強度の変化パターンを、スジG1と重なる主走査ライン上の各画素が走査されるタイミングt1〜t2で、その濃度差に対応するレベルだけ光ビームの強度(出力レベル)が低下するように書き換える。
これにより、図9(d)、図10(a)、(b)に示すようにT2〜T3の主走査期間において、レーザダイオード71の出力レベルがレジスタ82−5内の主走査期間における変化パターンで変化し、スジG1と重なる主走査ライン上の各画素が走査されるタイミングt1〜t2で、その濃度差に対応するレベルだけ光ビームの強度が低下する。この結果、光走査装置11の光ビームにより感光体ドラム13表面のスジG1に該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度が低下して、スジG1の潜像濃度が低下し、スジG1のトナー像濃度も低下して、記録紙用紙上のスジG1が目立たなくなる。
あるいは、光走査装置11の集積回路82のレジスタ82−5内の主走査期間における光ビームの強度の変化パターンを書き換える代わりに、上記濃度差及びスジG1と重なる主走査ライン上の各画素について、画像データ(該各画素の濃度)を書き換えてもよい。この場合、主制御部85は、図11(b)に示すように主走査ライン(T2〜T3の主走査期間)に対応する画像データを、スジG1と重なる各画素(px1〜px2)の濃度がその濃度差に対応するレベルだけ低下するように書き換える。これによっても、図11(d)、図12(a)、(b)に示すようにT2〜T3の主走査期間において、スジG1と重なる主走査ライン上の各画素(px1〜px2)が走査されるタイミングで、その濃度差に対応するレベルだけ光ビームの強度が低下する。この結果、光走査装置11の光ビームにより感光体ドラム13表面のスジG1に該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度が低下して、スジG1の潜像濃度が低下し、スジG1のトナー像濃度も低下して、記録紙用紙上のスジG1が目立たなくなる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
1 画像形成装置
11 光走査装置(光走査部)
12 現像装置
13 感光体ドラム(潜像担持体)
14 ドラムクリーニング装置
15 帯電器
16 中間転写ベルト装置
17 定着装置
18 給紙トレイ
19 用紙排出トレイ
41 画像読取り装置
42 原稿搬送装置
71、71a〜71d レーザダイオード
81 基板
82 集積回路
82−6 制御部(光量制御部)
83 EEPROM
85 主制御部(印刷制御部、比較部)
85a メモリ
101 第1記録用紙
102 第2記録用紙

Claims (10)

  1. 画像読取り部と、潜像担持体上を光ビームで走査して、前記潜像担持体上に潜像を形成する光走査部とを備え、前記潜像担持体上の潜像を可視像に現像して、前記可視像を前記潜像担持体から記録媒体に転写する画像形成装置において、
    前記光走査部により予め設定されたテストパターンの潜像を前記潜像担持体上に形成して、前記潜像担持体上のテストパターンの潜像を可視像に現像し、テストパターンの可視像を前記潜像担持体から第1記録媒体に転写して形成させる印刷制御部と、
    前記画像読取り部により読取られた前記第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像と、前記画像読取り部により読取られた第2記録媒体上の予め設定されたスキャンパターンの読取り画像とを比較する比較部と、
    前記比較部の比較結果に基づき前記光走査部の光ビームの強度を制御する光量制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置であって、
    前記比較部は、前記第1記録媒体上のテストパターンの読取り画像のスジを検出し、前記第2記録媒体上のスキャンパターンの読取り画像のスジを検出し、前記第1及び第2記録媒体上のスジを比較することを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項2に記載の画像形成装置であって、
    前記比較部は、前記第1及び第2記録媒体上のスジの位置が一致した場合に、スジの原因が前記画像読取り部にあると判定し、前記第1記録媒体上のスジだけが検出され、前記第1記録媒体上のスジの濃度が一定濃度以上であった場合に、スジの原因が前記光走査部にあると判定することを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項2に記載の画像形成装置であって、
    前記比較部は、前記第1及び第2記録媒体上のスジの位置が一致した場合に、スジの原因が前記画像読取り部の埃にあると判定し、前記第1記録媒体上のスジだけが検出され、前記第1記録媒体上のスジの濃度が一定濃度以上であった場合に、スジの原因が前記光走査部の迷光にあると判定することを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項2〜4のいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
    前記光量制御部は、前記比較部により前記第1記録媒体上のスジだけが検出された場合に、前記光走査部の光ビームにより前記潜像担持体における前記スジに該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を変更することを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項5に記載の画像形成装置であって、
    前記光量制御部は、前記光走査部の光ビームにより前記潜像担持体における前記スジに該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を低下させることを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項6に記載の画像形成装置であって、
    前記光量制御部は、前記光走査部の光ビームの強度を低下させることにより前記潜像担持体における前記スジの濃度を低下させることを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項5〜7のいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
    前記光量制御部は、画像データを入力して、前記画像データに基づき前記光走査部の光ビームの強度を制御しており、前記画像データを補正して、前記光走査部の光ビームにより前記潜像担持体における前記スジに該当する箇所が走査されるときに該光ビームの強度を変更することを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項1〜8のいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
    前記第1記録媒体上のテストパターンとは、均一濃度のグレイ色の印刷パターンであることを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項1〜9のいずれか1つに記載の画像形成装置であって、
    前記第2記録媒体上のスキャンパターンとは、前記第2記録媒体の均一濃度の生地であることを特徴とする画像形成装置。
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