JP2001290090A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents
画像形成装置及びその制御方法Info
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Abstract
像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、安
価で簡単な回路構成でモータの立ち上がり時間を短縮
し、かつ容易にモータ速度を変更することができるよう
にする。 【解決手段】 回転多面鏡を回転させるためのレーザス
キャナモータを駆動させる制御回路(モータドライバ)
206と、制御回路206を制御する加減速制御部(制
御手段)207と、前記回転多面鏡からの反射光を受光
するBDセンサ52とを有し、BDセンサ52から出力
された信号間隔をカウントし、加減速制御部207は、
このカウント値が所定の目標値に達するまでの間は制御
回路206に加速信号を出力し続け、前記目標値に達し
た時点からは前記カウント値に応じたパルス幅の加速信
号もしくは減速信号を出力する。
Description
光ドラム上を露光して画像形成を行う複写機、プリン
タ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置及びその制
御方法に関するものである。
光して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置に用
いれ、回転多面鏡を駆動するレーザスキャナモータは、
高速回転でかつ高精度の回転制御が要求されている。ま
た、モータの寿命向上や低騒音化のために、スタンバイ
時にモータの回転を停止、または回転数を低下させる制
御を行っている。
モードへ移行するためには、モータをスタンバイモード
時の回転数からプリントモード時の回転数に上げなけれ
ばならない。この移行時間を短くするために、モータの
回転数をプリントモード時の回転数に上げるための立ち
上がり時間を短くすることが要求されている。
の画像形成装置では、ロータの回転角を検出するホール
センサの出力により、論理回路が回転磁界の論理を生成
し、ブリッジに組まれた半導体素子群がスイッチングを
行ってコイルに電流を供給し、回転磁界を生成すること
により、レーザスキャナモータの回転制御を行うように
している。
ような従来の画像形成装置においては、モータの回転制
御をホール素子の出力を用いて行うため、回路が複雑化
し、大型化、コストアップにつながるという問題点があ
った。
数などの変更を行わなければならないという問題点があ
った。
ためになされたものであり、安価で簡単な回路構成で、
かつ容易にモータ速度を変更することができる画像形成
装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
びその制御方法は次のように構成したものである。
て、画像信号に応じて出力されたレーザ光を反射する回
転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させるためのモータ
と、該モータの駆動させるモータドライバと、該モータ
ドライバを制御する制御手段と、前記回転多面鏡からの
反射光を受光するセンサとを有し、該センサから出力さ
れた信号に基づいて、像担持体上の主走査方向に対する
走査を開始するとともに、前記制御手段は前記モータの
回転速度の制御を行うようにした。
て、センサから出力された信号間隔をカウントするカウ
ント手段を有し、制御手段は前記カウント手段のカウン
ト値に応じたパルス幅の加速信号もしくは減速信号をモ
ータドライバに出力するようにした。
て、制御手段は加速信号もしくは減速信号を非画像領域
で出力するようにした。
装置において、制御手段は、カウント手段のカウント値
が所定の目標値に達するまでの間はモータドライバに加
速信号を出力し続け、前記目標値に達した時点からは前
記カウント値に応じて加速信号もしくは減速信号を出力
するようにした。
方法において、画像信号に応じて出力されたレーザ光を
反射する回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させるため
のモータと、該モータの駆動させるモータドライバと、
該モータドライバを制御する制御手段と、前記回転多面
鏡からの反射光を受光するセンサとを設けておき、前記
センサから出力された信号に基づいて、像担持体上の主
走査方向に対する走査を開始するとともに、前記制御手
段により前記モータの回転速度の制御を行うようにし
た。
法において、カウント手段によりセンサから出力された
信号間隔をカウントし、制御手段から前記カウント手段
のカウント値に応じたパルス幅の加速信号もしくは減速
信号をモータドライバに出力するようにした。
法において、制御手段から加速信号もしくは減速信号を
非画像領域で出力するようにした。
装置の制御方法において、制御手段から、カウント手段
のカウント値が所定の目標値に達するまでの間はモータ
ドライバに加速信号を出力し続け、前記目標値に達した
時点からは前記カウント値に応じて加速信号もしくは減
速信号を出力するようにした。
説明する。
を示す断面図である。なお、本実施例の画像形成装置は
電子写真方式とし、さらに本発明が特に有効であると考
えられる複数の画像形成部を並列に配するカラー画像形
成装置として説明する。
画像出力部1Pは大別して、画像形成部、給紙ユニッ
ト、中間転写ユニット、定着ユニット及び制御ユニット
から構成される。
する。画像形成部はイエロー、シアン、マゼンタ、ブラ
ックの各色用の4つのステーションPa,Pb,Pc,
Pd(各ステーションPa,Pb,Pc,Pdは並設さ
れており、その構成は同一である。)から構成されてい
る。
としての感光ドラム11a,11b,11c,11dが
その中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光
ドラム11a〜11dの外周面に対向してその回転方向
に一次帯電器12a,12b,12c,12d、レーザ
スキャナユニット13a,13b,13c,13d、現
像器14a,14b,14c,14dが配置されてい
る。
ラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与え
る。次いでレーザスキャナユニット13a〜13dによ
り、記録画像信号に応じて変調したレーザビームを感光
ドラム11a〜11d上に露光させることによって、そ
こに静電潜像を形成する。レーザスキャナユニットの詳
細は後述する。
ラックといった4色の現像剤(以下、これをトナーと呼
ぶ)をそれぞれ収納した現像器14a〜14dによって
上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中
間転写体に転写する画像転写領域Ta,Tb,Tc,T
dの下流側では、クリーニング器15a,15b,15
c,15dにより転写材に転写されずに感光ドラム11
a〜11d上に残されたトナーを掻き落としてドラム表
面の清掃を行う。以上のプロセスにより、各トナーによ
る画像形成が順次行われる。
ためのカセット21a,21b及び手差しトレイ27、
カセット21a,21b内もしくは手差しトレイ27よ
り記録材Pを一枚ずつ送り出すためのピックアップロー
ラ22a,22b及びピックアップローラ26、各ピッ
クアップローラから送り出された記録材Pをレジストロ
ーラまで搬送するための給紙ローラ対23及び給紙ガイ
ド24、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わ
せて記録材Pを二次転写領域Teへ送り出すためのレジ
ストローラ25a,25bから成る。
る。中間転写ベルト(その材料として例えば、PET
[ポリエチレンテレフタレート]やPVdF[ポリフッ
化ビニリデン]などが用いられる)31は、中間転写ベ
ルト31に駆動を伝達する駆動ローラ32、ばね(不図
示)の付勢によって中間転写ベルト31に適度な張力を
与えるテンションローラ33、ベルトを挟んで二次転写
領域Teに対向する従動ローラ34に巻回させ、B方向
に移動する。
ローラ33の間に一次転写平面Aが形成される。駆動ロ
ーラ32は金属ローラの表面に数mm厚のゴム(ウレタン
またはクロロプレン)をコーティングしてベルトとのス
リップを防いでいる。駆動ローラ32はパルスモータ
(不図示)によって回転駆動される。
ルト31が対向する一次転写領域Ta〜Tdには、中間
転写ベルト31の裏に一次転写用帯電器35a〜35d
が配置されている。従動ローラ34に対向して上下に移
動する(K方向)二次転写ローラ36が配置され、中間
転写ベルト31とのニップによって二次転写領域Teを
形成する。
2から上昇して中間転写体に対して適度な圧力で加圧さ
れている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Te
の下流には中間転写ベルト31の画像形成面をクリーニ
ングするためのブラシローラ(不図示)、および廃トナ
ーを収納する廃トナーボックス(不図示)が設けられて
いる。なお、77は二次転写用帯電器である。
タなどの熱源を備えた定着ローラ41aとそのローラに
加圧されるローラ(このローラにも熱源を備える場合も
ある)41b、及び上記ローラ対のニップ部へ記録材P
を導くためのガイド43、また、上記ローラ対から排出
されてきた転写された記録材Pをさらに装置外部に導き
出すための内排紙ローラ44、外排紙ローラ45などか
ら成る。
の動作を制御するための制御基板50や、モータドライ
ブ基板(不図示)などから成る。
する。
択された用紙サイズ等により選択さらた給紙段から給紙
動作を開始する。例えば上段の給紙段から給紙された場
合、まずピックアップローラ22aにより、カセット2
1aから記録材Pが一枚ずつ送り出される。そして給紙
ローラ対23によって記録材Pが給紙ガイド24の間を
案内されてレジストローラ25a,25bまで搬送され
る。この時レジストローラ25a,25bは停止されて
おり、紙先端はニップ部に突き当たる。
るタイミングに合わせてレジストローラ25a,25b
は回転を始める。この回転時期は、記録材Pと画像形成
部より中間転写ベルト31上に一次転写されたトナー画
像とが二次転写領域Teにおいてちょうど一致するよう
にそのタイミングが設定されている。
号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベ
ルト31の回転方向において一番上流にある感光ドラム
11d上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加され
た一次転写用帯電器35dによって一次転写領域Tdに
おいて中間転写ベルト31に一次転写される。一次転写
されたトナー像は次の一次転写領域Tcまで搬送され
る。
される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画
像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写され
る。以下も同様の工程が繰り返され、結局4色のトナー
像が中間転写ベルト31上において一次転写される。
入、中間転写ベルト31に接触すると、記録材Pの通過
タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧を
印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベ
ルト上に形成された4色のトナー画像が記録材Pの表面
に転写される。その後記録材Pは搬送ガイド43によっ
て定着ローラニップ部まで正確に案内される。
ニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着され
る。その後、内外排紙ローラ44、45により搬送さ
れ、紙は機外に排出される。
13a〜13dの詳細構成を示す断面図、図3は一実施
例各レーザスキャナユニットの詳細構成を示す斜視図で
あり、図2、図3を用いてレーザスキャナユニットの詳
細を以下に述べる。
a〜13dは図2に示すように配置される。これら4つ
のユニットは各々同じユニットが用いられ、Yello
w(イエロー),Mazenta(マゼンタ),Cya
n(シアン),Black(ブラック)の4色に対応し
ている。並び順に関しては特に規定はない。
ユニットは感光ドラムに対し垂直に位置しているが、反
射鏡106を使用せずにL字型に配置することも可能で
ある。
ニット内の詳細を説明する。102は回転多面鏡、10
3は回転多面鏡102を回転駆動するレーザスキャナモ
ータである。回転多面鏡102の面数はプリントスピー
ド、解像度などのパラメータによりさまざまである。
ダイオードである。レーザダイオード101は図示しな
い駆動回路により画像信号に応じて点灯または消灯し、
レーザダイオード101から発した光変調レーザ光は回
転多面鏡102に向けて照射される。
おり、レーザダイオード101から発したレーザ光は回
転多面鏡102の回転に伴い、その反射面で連続的に角
度を変える変更ビームとして反射される。この反射光は
図示しないレンズ群により歪曲収差の補正等を受け、反
射鏡105を経て感光ドラム11の主走査方向に走査す
る。
走査に対応し、回転多面鏡102の回転によりレーザダ
イオード101から発したレーザ光は1ラインづつ感光
ドラム11の主走査方向に走査する。
号を生成するために回転多面鏡102により反射された
レーザ光を受光するBDセンサ52が配置される。実際
には走査開始位置近傍(感光ドラム11近傍)に設置す
るのが理想であるが、折り返しミラー107を利用する
ことにより、BDセンサ52をレーザスキャナユニット
に配置している。
反射されたレーザ光は各々1ラインの走査に先立ってB
Dセンサ52により検出される。検出されたBD信号は
主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信
号を基準として各ラインの主走査方向の書き出し開始位
置の同期がとられる。また、本実施例ではこのBDセン
サ52から出力される信号を用いて、レーザスキャナモ
ータの回転速度制御を行う。
制御構成を示す回路ブロック図であり、図4を用いてレ
ーザスキャナモータの回転速度制御に関して説明する。
レーザスキャナモータ103としてはブラシレスモータ
が用いられ、破線の内部はその等価回路を示している。
インダクタンス205は星型結線され、ブリッジ回路2
00により励磁され、回転磁界を生成する。
ており、インダクタンス205の回転磁界により回転
し、回転多面鏡102の回転駆動を行う。ホール素子2
01〜203はロータ204に着磁されている磁界を検
出し、検出された磁界は回転磁界制御回路206に入力
される。
1〜203の出力信号に基づいてロータ204の回転位
置を検出し、常にロータ204が回転運動を行う磁界を
発生するようにブリッジ回路200を制御する。
制御部207からの加速信号、減速信号が入力され、そ
の信号に基づいてモータの回転速度(加速、減速)を制
御する。
段207に入力される。入力されたBDセンサ52の出
力信号の間隔(時間間隔)を加速制御手段207がもつ
カウンタと外部から与えられるクロック信号(例えば水
晶発振器等を使用)でカウントする。
07に外部から与えられる回転数目標値を比較する。そ
れから得られる値により例えば図5に示すテーブルを用
いて加速信号、もしくは減速信号のパルス幅を決定す
る。例えば、1周期を700μSとして考えてみると、
カウンタを2つ使用し、BDセンサからの信号で第1の
カウンタをクリアし、外部から入力されるクロック信号
CLKによりカウントを開始する。
第1のカウンタを停止させ、その値をモニタする。ま
た、そのとき第2のカウンタをクリアし、第1のカウン
タ同様カウントを開始する。第1のカウンタでモニタさ
れた値と、回転数目標値とを比較することにより得られ
る値を図5に示すテーブルに当てはめる。
ると、 X=690(カウント値)−700(目標値)=−10 となる。Xの値が−になった場合はモータの回転数が目
標値に対し、速いことを示すので、減速信号を出力する
ことになる。
ることになる。すなわち、この場合は減速信号を図5
(a)に示す5μSのパルス幅で制御回路206に対し
て出力することになる。なお、Xの値が11〜100の
場合は図5(b),Xの値が101以上では図5(c)
に示すパルス幅の加減速信号を制御回路206に対して
出力する。以上の動作を第2カウンタに関しても同様に
行い、これを交互に行い加減速信号を出力する。
て加減速信号を出力するようにしたが、図5に示すテー
ブルに限らず、モータの立ち上がり特性、すなわち回転
速度と加速信号との関係によって決定される。立ち下が
り特性に関しても立ち上がり特性と異なるモータに関し
ては別に設定する必要がある。
ーシュートや発振にも注意が必要である。またある近似
式に置き換えられる特性をもつモータにおいてはテーブ
ルを持つ必要はなく近似式で求めることも可能である。
しては特に規定はないが、非画像領域に加速、減速を行
う方が画質の劣化を招くことがない。この構成を用いた
場合、BDセンサの入力タイミングがわかっているた
め、当然、画像領域を知ることが可能である。よって、
画像領域を検知し、それ以外の領域で信号を出力するこ
とが望まれる。
転数に達するまでは前記シーケンスを行わずに加速信号
を出力し続けるようにすることによって、立ち上げ時間
を短くすることができる。この設定値に関しても特にオ
ーバーシュートには注意が必要である。
間を長く出力し続けた方が立ち上がり時間が短くなると
は限らず、実際にはオーバーシュートがあるためそれを
考慮した上で第二の回転数目標値を設定する。
に設定する。そして、前記カウンタでカウントされる値
が400μSに達するまでの間、加減速制御部207か
ら加速信号を出力する。400μSに達した時点で前記
説明した加減速制御シーケンスに切り換えてモータの回
転を制御する。
路206は加速信号が入力されるとレーザスキャナモー
タ103の回転速度を加速し、減速信号が入力されると
前記レーザスキャナモータ103の回転速度を減速する
モータドライバを構成している。
52から出力される信号間隔をカウントするカウンタ手
段とカウントされた値に基づいて加速信号もしくは減速
信号のパルスの幅を決定し、制御回路206に出力する
ことでレーザスキャナモータ103の回転速度制御を行
う制御手段とを構成している。
回転制御動作を示すフローチャートであり、図6のフロ
ーチャートを用いて回転制御シーケンスを説明する。な
お、本動作は加減速制御部207内のROMに格納され
ているプログラムに基づいて制御部207内のCPUの
指示により実行される。
ャナモータがONされるのを待つ。モータがONされた
ら、ステップS2に進み加減速制御部207から加速信
号を出力し、モータを加速する。
いと判断されたときに、ステップS4において、BDセ
ンサの信号間隔のカウント値(時間)を求めるためのシ
ーケンスを開始する。具体的には、BDセンサ信号が入
力されたらカウントを開始し次のBDセンサ信号が入力
されたときのカウント値を算出する。例えばカウンタを
2つ使用することで毎BDセンサ信号間隔のカウント値
を算出することが可能となる。
算出されたカウント値と前記説明した第二の回転数目標
値に達したかどうかを判断する。達していない場合はス
テップS2に戻り、そのまま加速信号を出力し続け、再
びカウント値を算出し、ステップS5で上述した判断を
行う。ここで、カウント値に達した場合は、ステップS
6に進み加速信号をOFFする。
ように、図5のテーブルから加速信号、減速信号のパル
ス幅を決定する。続いてステップS8に進み、決定され
たパルス幅の分だけ加速信号または減速信号を制御回路
206に対して出力しモータの回転速度を制御する。こ
の制御をモータがOFFされる(ステップS3)まで繰
り返し行う。
モータの回転制御を主走査方向の書き出し開始位置の基
準信号を出力するセンサ(BDセンサ)からの出力信号
を利用して加速信号、減速信号を生成し、その信号でレ
ーザスキャナモータの回転数を制御することで、より安
価で簡単な回路構成でレーザスキャナモータの立ち上げ
時間を短縮することができ、回転速度の変更も回路定数
などを変更することなく加減速信号制御部の設定値等を
変更するだけで可能となる。
安価で簡単な回路構成でモータの立ち上がり時間を短縮
し、かつ容易にモータ速度を変更することができるよう
になるという効果がある。
面図
成を示す断面図
成を示す斜視図
を示す回路ブロック図
動作を示すフローチャート
Claims (8)
- 【請求項1】 電子写真方式の画像形成装置であって、
画像信号に応じて出力されたレーザ光を反射する回転多
面鏡と、該回転多面鏡を回転させるためのモータと、該
モータの駆動させるモータドライバと、該モータドライ
バを制御する制御手段と、前記回転多面鏡からの反射光
を受光するセンサとを有し、該センサから出力された信
号に基づいて、像担持体上の主走査方向に対する走査を
開始するとともに、前記制御手段は前記モータの回転速
度の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 センサから出力された信号間隔をカウン
トするカウント手段を有し、制御手段は前記カウント手
段のカウント値に応じたパルス幅の加速信号もしくは減
速信号をモータドライバに出力することを特徴とする請
求項1記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 制御手段は加速信号もしくは減速信号を
非画像領域で出力することを特徴とする請求項2記載の
画像形成装置。 - 【請求項4】 制御手段は、カウント手段のカウント値
が所定の目標値に達するまでの間はモータドライバに加
速信号を出力し続け、前記目標値に達した時点からは前
記カウント値に応じて加速信号もしくは減速信号を出力
することを特徴とする請求項2または3記載の画像形成
装置。 - 【請求項5】 電子写真方式の画像形成装置の制御方法
であって、画像信号に応じて出力されたレーザ光を反射
する回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させるためのモ
ータと、該モータの駆動させるモータドライバと、該モ
ータドライバを制御する制御手段と、前記回転多面鏡か
らの反射光を受光するセンサとを設けておき、前記セン
サから出力された信号に基づいて、像担持体上の主走査
方向に対する走査を開始するとともに、前記制御手段に
より前記モータの回転速度の制御を行うことを特徴とす
る画像形成装置の制御方法。 - 【請求項6】 カウント手段によりセンサから出力され
た信号間隔をカウントし、制御手段から前記カウント手
段のカウント値に応じたパルス幅の加速信号もしくは減
速信号をモータドライバに出力することを特徴とする請
求項5記載の画像形成装置の制御方法。 - 【請求項7】 制御手段から加速信号もしくは減速信号
を非画像領域で出力することを特徴とする請求項6記載
の画像形成装置の制御方法。 - 【請求項8】 制御手段から、カウント手段のカウント
値が所定の目標値に達するまでの間はモータドライバに
加速信号を出力し続け、前記目標値に達した時点からは
前記カウント値に応じて加速信号もしくは減速信号を出
力することを特徴とする請求項6または7記載の画像形
成装置の制御方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000107809A JP2001290090A (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 画像形成装置及びその制御方法 |
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JP (1) | JP2001290090A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004219817A (ja) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Canon Inc | 光走査装置 |
JP2011133823A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Kyocera Mita Corp | 回転駆動装置、画像形成装置、回転駆動装置の制御方法 |
-
2000
- 2000-04-10 JP JP2000107809A patent/JP2001290090A/ja active Pending
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JP2011133823A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Kyocera Mita Corp | 回転駆動装置、画像形成装置、回転駆動装置の制御方法 |
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