JP2003280314A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003280314A
JP2003280314A JP2002081031A JP2002081031A JP2003280314A JP 2003280314 A JP2003280314 A JP 2003280314A JP 2002081031 A JP2002081031 A JP 2002081031A JP 2002081031 A JP2002081031 A JP 2002081031A JP 2003280314 A JP2003280314 A JP 2003280314A
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color
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Nobuhiro Hayashi
信弘 林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルカラープリンタにおいて、低コスト、小
型化を図りながら、単色時の生産性も確保する。 【解決手段】 1ポリゴン、1レーザーの光学走査系に
おいて、ポリゴンの反射面数をカラー1色当たりの面数
に比べ、ブラック用の面数を多く設け、ブラックプリン
ト時はプロセススピードは速くするが、ポリゴンの回転
数は変えないで生産性を上げる。また、プロセススピー
ド変更時は、少なくともレーザーの走査方法、帯電条
件、転写条件も変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光等の光ビ
ームにより画像露光を行なう複写機、プリンタ等の電子
写真装置に用いられる画像形成装置に関し、特に複数の
感光体によって1つの画像を形成するカラー複写機、カ
ラープリンタ等に搭載する画像形成装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種のカラー画像形成装置で
は、カラーモードと単色モードとが選択自在であり、1
台の機械でカラー画像と例えば黒色による単色画像とを
任意に出力させ得るように構成されている。
【0003】このようなカラー画像形成装置において、
単色モード時には大量の出力画像を迅速に処理できるよ
うにその記録速度を向上させ得ることが要求される。こ
こに、1つの感光体を用いた1ドラム型のカラー画像形
成装置の場合であれば、フルカラーモード時の場合にY
(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブ
ラック)用の4回の書込みが必要で感光体を4回転させ
るのに対して単色モード時であれば感光体を1回転させ
るだけで画像を作成し得るので、実質的に4倍の記録速
度となる。ところが、例えば4個の感光体を用い、各々
の感光体上にY,M,C,K用の各色画像を形成し、こ
れらの各色画像を共用されるシート搬送ベルトにより搬
送される同一の転写紙上に重ね合わせるタンデム型のカ
ラー画像形成装置の場合には、何の対策を講じない場合
には、フルカラーモード時に対して単色モード時の記録
速度を向上させることはできない。
【0004】このようなことから、単色モード時の記録
速度をカラーモード時よりも上げるために、単色モード
時の回転多面鏡(ポリゴンミラー=偏向器)の回転速度
や画素クロック周波数をカラーモード時よりも上げるよ
うにした提案例がある(例えば、特開平4−28446
8号公報参照)。ところが、元々、カラーモード時にお
いてもその記録速度をできるだけ向上させるため回転多
面鏡の回転速度や画素クロック周波数が限界値近くに設
定されているのが通例であり、単色モード時にこれらの
回転速度や画素クロック周波数をこれ以上上げることは
事実上不可能であり、現実的には、単色モード時の記録
速度の向上が望めない。
【0005】このようなことから、例えば、特開200
0−280523号公報によれば、タンデム型画像形成
装置において、単色モード時に使用する光ビーム数をカ
ラーモード時に使用する光ビーム数よりも増やすことに
より、走査速度を向上させることなく記録速度を向上さ
せることが提案されている。
【0006】一方、特開平11−218991号公報に
よれば、4つの現像ユニットを持つタンデム式カラーレ
ーザープリンタにおいて、ミラーの面数を4の倍数にし
て4面おきに同じ角度になるようにそれぞれミラー面の
角度を4種類に傾けたポリゴンミラーと、前記ポリゴン
ミラーの1つの面に対して一色分のデータづつ順番に照
射する1つのレーザダイオードとを有する1つのレーザ
ユニットを備えたことを特徴とするカラーレーザープリ
ンタが提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開2
000−280523号公報方式による場合、複数の光
ビーム発生装置が必要であり装置の小型化、低コスト化
に障害となる。
【0008】また、特開平11−218991号公報方
式による場合、単色モード時の記録速度を向上させるた
めには、ポリゴンミラーの回転数を増やすしかなく、単
色モードのみの速度アップの意味がない。
【0009】そこで、本発明はレーザーユニット、ポリ
ゴンミラーを極力少なくして装置のコストダウン、小型
化を図るとともに、単色モード時の記録速度向上、且つ
記録速度向上時の画質劣化防止をも達成した装置の提供
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の画像形成装置は、光ビームを発生する発
光源と、複数の感光体と、該複数の感光体をそれぞれ前
記光ビームによって走査するための回転多面鏡を有する
走査結像手段を備えており、前記回転多面鏡が、回転軸
のまわりに少なくとも前記複数の感光体の数よりも大き
な数の反射面を有し、これらの反射面が前記回転軸に垂
直な平面に対して少なくとも感光体の数だけ異なる傾斜
角度で配設されている画像形成装置において、画像形成
スピード切り替え手段を有し、画像形成スピードに応じ
て、光ビーム走査条件と感光体帯電電圧及び転写電圧を
制御することを特徴とする。
【0011】1つのレーザーダイオードから発光された
光ビームは、4つの傾斜角度を持つ(4+2)の倍数の
反射面をもつポリゴンミラーにより、4つの感光体に照
射される。
【0012】ポリゴンミラーの反射面数は、カラー用感
光体各色それぞれN面とすると黒色用感光体3N面の割
合になっているので、ポリゴンミラーの回転数を変える
こと無しに、単色(黒色)モード時の記録速度をカラー
モード時の記録速度の最大3倍にすることができる。
【0013】また、単色モード時の記録速度を向上する
ためには感光体の速度を速くする必要があるので、該速
度に対応した光ビーム走査条件、帯電条件、転写条件に
設定する必要がある。
【0014】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下に実施形
態を挙げ、本発明の画像形成装置であるカラーレーザー
プリンタについて、図面を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明の一実施形態に係るカラー
レーザープリンタの基本構成を示した側面断面図であ
る。このカラーレーザープリンタは、イエロー(Y),
マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(BK)の4
色を対象として印字を行うためにそれぞれ4つの現像ユ
ニットを持つタンデム式のもので、感光ドラムクリーナ
15(Y),15(M),15(C),15(BK)が
付設された感光ドラム11(Y),11(M),11
(C),11(BK)を含む現像器と、ミラーの面数を
(4+2)の倍数(通常6面)にして、ミラー面の角度
を4種類(Y度,M度,C度,BK度)、に傾けた(面
数の比はそれぞれ1:1:1:3)図示されないポリゴ
ンミラー及び4色の画像レーザビームを照射するレーザ
ダイオードを有するレーザユニット1と、レーザユニッ
ト1から照射されたレーザビームをそれぞれ感光ドラム
11(Y),11(M),11(C),11(BK)上
に折り返して静電画像を形成させるための第1の折り返
しミラー5(Y),5(M),5(C),5(BK)及
び第2の折り返しミラー6(Y),6(M),6
(C),6(BK)並びに第3の折り返しミラー7
(Y),7(M),7(C),7(BK)と、レーザビ
ームが照射されて感光ドラム11(Y),11(M),
11(C),11(BK)上にトナー画像を形成する現
像ユニット10(Y),10(M),10(C),10
(BK)とを備えている。
【0016】又、このカラーレーザープリンタは、給紙
ユニットから用紙23を給紙及び搬送するための駆動ロ
ーラ18,第1の従動ローラ19,第2の従動ローラ2
0,第3の従動ローラ21,給紙ローラ24,及び搬送
ローラ25を含む用紙搬送部と、用紙23を搬送してそ
れぞれの感光ドラム11(Y),11(M),11
(C),11(BK)上に形成させた単色のトナー画像
を順次用紙23上に重ね合わせて1つのトナー画像を形
成するための転写ベルトクリーナ22が付設された転写
ベルト16と、転写された用紙23を熱と圧力によりト
ナー画像を定着させる定着ユニット26と、定着された
用紙23を装置外に排出させる排出部と、排出された用
紙23をスタックする排紙トレイ等とを備えて構成され
る。
【0017】このうち、感光ドラム11(Y),11
(M),11(C),11(BK)の近傍にはメインチ
ャージャ14(Y),14(M),14(C),14
(BK)が設けられると共に、転写ベルト16を挟んで
転写器17(Y),17(M),17(C),17(B
K)が設けられており、感光ドラム11(Y),11
(M),11(C),11(BK)は現像ローラ12
(Y),12(M),12(C),12(BK)に接触
されてトナー供給ローラ13(Y),13(M),13
(C),13(BK)及び現像ローラ12(Y),12
(M),12(C),12(BK)の連動により回転す
るようになっている。
【0018】即ち、このカラーレーザープリンタでは、
1つのレーザダイオード1においてミラーの面数を(4
+2)の倍数にしてミラー面の角度を4種類に傾けたポ
リゴンミラーの1つの面に対して1つのレーザユニット
によりY,BK,M,BK,C,BKのデータを順番に
照射する構成となっている。
【0019】図2は、このカラーレーザープリンタの要
部構成を簡略化して示した斜視図である。ここでは、ミ
ラーの面数を(4+2)の倍数(通常6面)にしてミラ
ー面の角度を4種類(Y度.M度,C度,BK度)に傾
けたポリゴンミラー2において、レーザダイオード(L
D)3から照射された4色の画像レーザビームがポリゴ
ンミラー2の所定度傾いた面にそれぞれ照射されるよう
制御され、それらの面によって偏向されてレンズ4
(Y),4(M),4(C),4(BK)を通った後、
第1の折り返しミラー5(Y),5(M),5(C),
5(BK)と第2の折り返しミラー6(Y),6
(M),6(C),6(BK)と第3の折り返しミラー
7(Y),7(M),7(C),7(BK)とによって
各々光路が変えられてから専用色用の感光ドラム11
(Y),11(M),11(C),11(BK)上に矢
印方向に沿って走査される様子を示している。
【0020】換言すれば、レーザダイオード3から照射
された特定色の画像レーザビームがポリゴンミラー2面
の所定度傾いた面に照射されて偏向されたものを4種類
の専用色用の感光ドラム11(Y),11(M),11
(C),11(BK)上に走査するために光路を変える
3種の折り返しミラーにおいて、第1の折り返しミラー
5(Y),5(M),5(C),5(BK)では偏向さ
れたビームを反射し、第2の折り返しミラー6(Y),
6(M),6(C),6(BK)では反射されたビーム
を再反射し、第3の折り返しミラー7(Y),7
(M),7(C),7(BK)では再反射されたビーム
を専用色用の感光ドラム11(Y),11(M),11
(C),11(BK)上に走査する。
【0021】例えばイエロー(Y)の画像レーザビーム
を照射する場合、図3(a)に示されるようにレーザダ
イオード3はイエロー(Y)の画像データをレンズ4
(Y)を通してポリゴンミラー2の面のY度傾斜面に照
射されるように制御され、照射されたレーザビームは図
示の方向に回転しているポリゴンミラー2のY度傾斜面
によって偏向され、第1の折り返しミラー5(Y),第
2の折り返しミラー6(Y),及び第3の折り返しミラ
ー7(Y)によってその光路が変えられ、感光ドラム1
1(Y)上の矢印方向に走査されて順次静電画像を形成
する。形成された静電画像は現像ローラ12(Y)によ
りイエロートナーを付着され、イエロートナー画像を形
成する。
【0022】感光ドラム11(Y)上のイエロートナー
画像は、先に給紙ユニットから給紙ローラ24によって
給紙され、搬送ローラ25によって用紙23の位置とト
ナー画像の位置とが制御され、矢印の方向に回転してい
る転写ベルト16によって搬送されてきた用紙23に転
写ベルト16下に具備された転写器17(Y)により転
写される。
【0023】次に、図3(b)に示されるようにポリゴ
ンミラーY度傾斜面の1つ置いて隣のM度傾斜面にレー
ザダイオード3からマゼンダ(M)の画像データがレン
ズ4(M)を通して照射されると、照射されたレーザビ
ームは図示の方向に回転しているポリゴンミラー2のM
度傾斜面によって偏向され、第1の折り返しミラー5
(M),第2の折り返しミラー6(M),及び第3の折
り返しミラー7(M)によってその光路が変えられ、感
光ドラム11(M)上の矢印方向に走査されて順次静電
画像を形成する。形成された静電画像は現像ローラ12
(M)によりマゼンダトナーを付着され、マゼンダトナ
ー画像を形成する。
【0024】感光ドラム11(M)上のマゼンダトナー
画像は、転写ベルト16上のイエロートナー画像と転写
ベルト16上で重ね合わされるように、レーザダイオー
ド3の書き込みタイミングが制御されているので、先に
転写された用紙23上のイエロートナー画面上に重ね合
わされる。
【0025】更に、図3(c)に示されるようにM度傾
斜面の1つ置いて隣のC度傾斜面にレーザダイオード3
からシアン(C)の画像データがレンズ4(C)を通し
て照射されると、感光ドラム11(C)にシアントナー
画像を形成し、シアントナー画像は転写ベルト16に搬
送された用紙23上のイエロー画像上及びマゼンダトナ
ー画像上に重ね合わされる。
【0026】引き続き、図3(d)に示されるようにC
度傾斜面の隣のBK度傾斜面にレーザダイオード3から
ブラック(BK)の画像データがレンズ4(BK)を通
して照射されると、感光ドラム11(BK)にブラック
トナー画像を形成し、ブラックトナー画像はイエロー画
像上,マゼンダトナー画像上,及びシアントナー画像上
に重ね合わされる。
【0027】図4は、こうした4色の画像データの書き
込み際に際しての処理信号を示したタイミングチャート
である。
【0028】即ち、レーザダイオード3により4色の画
像データを書き込む際、基準クロックにより得たBD信
号のタイミングに従って、ポリゴンミラー2の一つの決
まった傾斜面に対して特定の色のデータをイエロー
(Y)データ→マゼンダ(M)データ→シアン(C)デ
ータ→ブラック(BK)データ→イエロー(Y)データ
→マゼンダ(M)データ→…という具合に順次制御して
選定した色の傾斜面に照射することになる。4色とも重
ね合わされた用紙23は、定着ユニット26によって熱
及び圧力が加えられて定着される。定着された用紙23
は装置外に排出され、排紙トレイにスタックされる。
【0029】5ところで、レーザダイオード3は高速で
回転するポリゴンミラー2の決まった傾斜面に特定の色
の画像データを照射しなくてはならないが、以下はこれ
による感光ドラム11(BK),11(C),11
(M),11(Y)への静電画像書き出しタイミングを
図2の構成を参照して説明する。
【0030】ここでは、感光ドラム11(BK)のレー
ザビーム走査方向の書き出し側にビーム検出器9及びビ
ームディテクトミラー8が設置されている。こうした構
成によれば、ブラック(BK)の画像レーザビームがビ
ーム検出器9に入射すると、このビーム検出器9よりビ
ーム検出信号が出力されるため、レーザダイオード3は
出力されたビーム検出信号に基づいて次のポリゴンミラ
ー2のY度傾斜面に正確にイエロー(Y)の画面データ
を照射し、感光ドラム11(Y)上の所定位置にレーザ
ビームを照射することができる。
【0031】従って、こうした構成を採用することによ
り、レーザダイオード3からの各色レーザビームをポリ
ゴンミラー2の傾斜面に対して順次正確に照射し、感光
ドラム11(Y),11(M),11(C),11(B
K)上の所定位置にレーザビームを照射することが可能
になる。
【0032】以上が、カラーモード時の画像形成動作に
ついての説明であるが、次に、単色モード時の動作につ
いて説明する。
【0033】単色モード時は、Y、M、Cの3色の画像
形成は行なわず、BKのみの画像形成を行なう。即ち、
Y、M、Cの3つの感光ドラム周りの画像形成ユニット
は非動作状態となり、BKの感光ドラムのみ画像形成を
行なう。
【0034】このとき、記録速度を向上させるため、画
像形成速度及び用紙搬送速度を変更する必要がある。本
実施形態においては、カラーモード時に比べ単色モード
時の速度を1.5倍に設定している。ここで、画像形成
速度を変更したことに伴う他の変更点について述べる。
【0035】まず、画像の書き込みは、ポリゴンミラー
のBK度傾いた面3面を使って行なうので、ポリゴンミ
ラーの回転数はそのままでカラーモード時の3倍の書き
込みまで対応できる。しかし、画像形成速度を3倍まで
上げてしまうと、各画像形成ユニットを大きな速度変化
に対応させるために、耐久性の向上、電源の容量増、機
内昇温及びトナーの飛散対策、定着ユニットに供給する
電力の増加等の対応が必要となり、機械の大型化、コス
トアップにつながるため、最大でも2倍程度が望まし
い。しかも、本実施形態においては、1.5倍に設定す
ることで、BK度傾いた面を1面おきに使用するためカ
ラーモード時と同じ記録密度での書き込みが可能であ
る。
【0036】次に、感光ドラムの帯電については、画像
形成速度が速くなった分の補正が必要で、メインチャー
ジャー14(BK)に印加する帯電電流量を約1.5倍
にすることでカラーモード時と同等のドラム電位(非画
像部電位)が得られた。
【0037】第3に、転写器17(BK)に印加する転
写電流も画像形成速度に応じて補正が必要で、本実施例
の場合、電流量をカラーモード時の略1.5倍とするこ
とで良好な転写性能が確保できた。
【0038】(第2の実施形態)前記実施形態において
は、タンデム型の画像形成装置で、感光体から直接転写
紙上に画像の転写を行なう方式であったが、画像形成装
置の構成もこれに限られることはなく、感光体からの画
像を一旦中間転写体に転写させる構成の装置であっても
良い。この場合は、画像形成速度の変更に伴い中間転写
体の速度も変更する必要がある。
【0039】(第3の実施形態)前記実施形態において
は、単色モードを黒色としたが、画像形成装置の用途に
よっては他の色に設定してももちろん良い。その他、本
発明は、実施形態中の構成、設定値に限られるものでは
なく、各々の装置に応じてアレンジ可能である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ビームを発生する発光源と、複数の感光体と、該複数
の感光体をそれぞれ前記光ビームによって走査するため
の回転多面鏡を有する走査結像手段を備えており、前記
回転多面鏡が、回転軸のまわりに少なくとも前記複数の
感光体の数よりも大きな数の反射面を有し、これらの反
射面が前記回転軸に垂直な平面に対して少なくとも感光
体の数だけ異なる傾斜角度で配設されている画像形成装
置において、画像形成速度切り替え手段を有し、画像形
成速度に応じて、少なくとも光ビーム走査方法、感光体
帯電電流及び転写電圧を制御するようにしたので、レー
ザーユニット、ポリゴンミラーを極力少なくして装置の
コストダウン、小型化を図るとともに、単色モード時の
記録速度向上、且つ記録速度向上時の画質劣化防止をも
達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るカラーレーザープリ
ンタの基本構成を示した側面断面図である。
【図2】図1に示すカラーレーザープリンタの要部構成
を簡略化して示した斜視図である。
【図3】図2に示す要部に含まれるレーザユニットの細
部状態を斜視図により示したもので、同図(a)はレー
ザダイオードによりイエローの画像データをポリゴンミ
ラーのY度傾斜面に照射する場合に関するもの,同図
(b)はレーザダイオードによりマゼンダの画像データ
をポリゴンミラーのM度傾斜面に照射する場合に関する
もの,同図(c)はレーザダイオードによりシアンの画
像データをポリゴンミラーのC度傾斜面に照射する場合
に関するもの,同図(d)はレーザダイオードによりブ
ラックの画像データをポリゴンミラーのBK度傾斜面に
照射する場合に関するものである。
【図4】図1に示すカラーレーザープリンタによる4色
の画像データの書き込み際に際しての処理信号を示した
タイミングチャートである。
【符号の説明】
1 レーザユニット 2 ポリゴンミラー 3 レーザダイオード(LD) 4(Y),4(M),4(C),4(BK) レンズ 5(Y),5(M),5(C),5(BK) 第1の折
り返しミラー 6(Y),6(M),6(C),6(BK) 第2の折
り返しミラー 7(Y),7(M),7(C),7(BK) 第3の折
り返しミラー 8 ビームディテクトミラー 9 ビーム検出器 10(Y),10(M),10(C),10(BK)
現像ユニット 11(Y),11(M),11(C),11(BK)
感光ドラム 12(Y),12(M),12(C),12(BK)
現像ローラ 13(Y),13(M),13(C),13(BK)
トナー供給ローラ 14(Y),14(M),14(C),14(BK)
メインチャージャ 15(Y),15(M),15(C),15(BK)
感光ドラムクリーナ 16 転写ベルト 17(Y),17(M),17(C),17(BK)
転写帯電器 18 駆動ローラ 19 第1の従動ローラ 20 第2の従動ローラ 21 第3の従動ローラ 22 転写ベルトクリーナ 23 用紙 24 給紙ローラ 25 搬送ローラ 26 定着ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 26/10 G02B 26/10 102 5C074 102 G03G 21/00 384 G03G 21/00 384 H04N 1/23 103Z H04N 1/113 1/29 G 1/23 103 B41J 3/00 D 1/29 H04N 1/04 104A Fターム(参考) 2C362 AA07 BA05 BA50 BA54 BA69 BA70 CB64 2H027 DA17 EA01 EA02 EA03 EE03 FA28 2H045 AA04 BA26 BA34 CA63 DA02 2H300 EB04 EB07 EB12 ED11 EF02 EF06 EF14 EG03 EG05 EH16 EH27 EH36 EJ09 EK03 EL07 FF08 GG02 GG31 HH32 HH40 QQ10 QQ12 QQ25 QQ28 QQ32 RR17 RR50 5C072 AA03 BA01 BA17 HA02 HA13 UA13 XA01 XA04 5C074 AA20 CC22 DD12 DD24 DD28 EE02 EE11 FF15 HH02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームを発生する発光源と、複数の感
    光体と、該複数の感光体をそれぞれ前記光ビームによっ
    て走査するための回転多面鏡を有する走査結像手段を備
    えており、前記回転多面鏡が、回転軸のまわりに少なく
    とも前記複数の感光体の数よりも大きな数の反射面を有
    し、これらの反射面が前記回転軸に垂直な平面に対して
    少なくとも感光体の数だけ異なる傾斜角度で配設されて
    いる画像形成装置において、画像形成速度切り替え手段
    を有し、画像形成速度に応じて、少なくとも光ビーム走
    査方法、感光体帯電電流及び転写電圧を制御することを
    特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 画像形成速度の変更は、カラーモードと
    単色モードの切り替えにより行なわれることを特徴とす
    る請求項1に記載の画像形成装置。
JP2002081031A 2002-03-22 2002-03-22 画像形成装置 Withdrawn JP2003280314A (ja)

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