JP2005096112A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式のプリンタやファクシミリ、複写機などの露光手段としてLEDプリントヘッドを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an LED print head as exposure means for an electrophotographic printer, facsimile, copying machine, or the like.
近年、装置の小型化・簡易化等を図るべく、光書き込み手段としてLEDアレイを用いた電子写真方式の画像形成装置が注目されている。この電子写真方式の画像形成装置において、感光体の露光に用いられるLEDプリントヘッドは、複数のLED素子を一列に並べて形成されたLEDアレイを有しており、画像データに基づいて各LED素子を個々に選択的に発光させるようになっている。 2. Description of the Related Art In recent years, an electrophotographic image forming apparatus using an LED array as an optical writing unit has been attracting attention in order to reduce the size and simplify the apparatus. In this electrophotographic image forming apparatus, an LED print head used for exposure of a photoreceptor has an LED array formed by arranging a plurality of LED elements in a line, and each LED element is arranged based on image data. The light is selectively emitted individually.
しかし、このLEDアレイを形成する複数のLED素子に関して、その発光特性が全て均一になる様に製造することは不可能であるため、全てのLED素子に対して同じ大きさの電流を印加しても、各LED素子毎に光量が異なってしまい、各LED素子毎に光量のバラツキが生じてしまう。そのため、画像濃度にムラが生じてしまうことになる。 However, since it is impossible to manufacture a plurality of LED elements forming this LED array so that their light emission characteristics are all uniform, a current of the same magnitude is applied to all the LED elements. However, the amount of light differs for each LED element, resulting in variations in the amount of light for each LED element. As a result, the image density becomes uneven.
そこで、上記光量のバラツキを抑えるとともに、各LED素子の光量を均一にさせる様に補正されたLEDプリントヘッドが提案されており、例えば、LEDプリンタの発光出力を均一化するとともに、印字品質を高くすることを目的として、レーザ光によるトリミングを行い、抵抗値を調整することによって各LED素子に供給する電流を制御し、光量を一定にするものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。又、光量のバラツキのあるヘッドを製品に組み込む際、又は、LEDプリントヘッドを交換する際の調整作業を不要とすることを目的として、各LED素子の発光量を一定にするような補正データを予め求めておき、LEDプリントヘッド内に当該補正データを格納したROMを備え、印画時にその補正データを用いて各LED素子を点灯するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、LEDアレイを構成するLED素子は、同一の駆動電流で点灯させた場合における光量によりランク分けすることが可能であり、当該ランクの異なるLED素子を同一のLEDアレイ(又は、同一のLEDチップ)内に配列した場合、上述の従来技術のように各LED素子に対する駆動電流を補正しても、上記ランクのバラツキにより適切に補正できないドットが発生する恐れがあった。 However, the LED elements constituting the LED array can be ranked according to the amount of light when the LED elements are lit with the same drive current, and the LED elements with different ranks can be classified into the same LED array (or the same LED chip). ), Even if the drive current for each LED element is corrected as in the above-described prior art, there is a possibility that dots that cannot be corrected appropriately due to the variation in rank are generated.
ここで、この様な不都合を回避するためには、ランクが同じLED素子のみを使用すれば良いが、LED素子を量産した場合、複数のランクで分布するため、あるランク以外のLED素子は使用できなくなるという不都合が生じ、結果として、量産時にコストアップとなってしまう。 Here, in order to avoid such inconvenience, it is sufficient to use only LED elements having the same rank. However, when LED elements are mass-produced, LED elements other than a certain rank are used because they are distributed in a plurality of ranks. The inconvenience that it becomes impossible occurs, and as a result, the cost increases during mass production.
又、同一のLEDアレイ(又は、同一のLEDチップ)内においてランクが近接するLED素子を使用する場合は、ランクのバラツキにより適切に補正できないドットが発生するという不都合は回避できるが、LEDアレイの平均光量は、LED素子のランクの数程度にばらつくため、当該平均光量がLEDアレイ毎に(即ち、平均露光量がLEDプリントヘッド毎に)ばらついてしまい、結果として、画像形成装置における出力画像において、画像濃度がばらついてしまうという問題があった。特に、タンデム方式のカラープリンタ等に搭載される複数のLEDプリントヘッドは、各色で異なる平均露光量を持つことになる為、出力される画像の色合いもプリンタ毎に異なってしまうという問題があった。 In addition, when using LED elements having similar ranks in the same LED array (or the same LED chip), it is possible to avoid the inconvenience that dots that cannot be corrected appropriately due to rank variation can be avoided. Since the average light amount varies by about the number of ranks of the LED elements, the average light amount varies for each LED array (that is, the average exposure amount varies for each LED print head). As a result, in the output image in the image forming apparatus There is a problem that the image density varies. In particular, a plurality of LED print heads mounted on a tandem color printer or the like has a different average exposure amount for each color, so that there is a problem that the color of an output image also differs for each printer. .
更に、ランクの異なるLED素子を同一のLEDアレイ(又は、同一のLEDチップ)内に配列した場合、各LED素子に対する駆動電流の補正を行った上で、駆動時間を各LED素子毎に補正することにより、上述の平均光量のバラツキを解消することは可能であるが、この場合、個々のLED素子に対して駆動時間を設定する必要があるため、制御を行う際の構成が複雑化するという問題があった。 Further, when LED elements having different ranks are arranged in the same LED array (or the same LED chip), the drive current is corrected for each LED element and the drive time is corrected for each LED element. Thus, it is possible to eliminate the above-described variation in the average light amount, but in this case, it is necessary to set the driving time for each LED element, and the configuration for performing the control is complicated. There was a problem.
本発明は、上記問題点を解決し、各LED素子間の表示濃度の濃淡差を精度良く解消するとともに、平均露光量の異なる複数のLEDプリントヘッドを備える画像形成装置において、LEDプリントヘッド間の露光量を結果的に等しくすることにより、各LED素子間の濃度バラツキのみならず、LEDプリントヘッド間における濃度バラツキをも抑えることができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, eliminates the difference in display density between the LED elements with high accuracy, and provides an image forming apparatus including a plurality of LED print heads having different average exposure amounts. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of suppressing not only the density variation between the LED elements but also the density variation between the LED print heads by making the exposure amounts equal.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の画像形成装置は、画像データに応じて点灯制御される複数のLED素子から構成されるLEDアレイと複数のLED素子を駆動する駆動手段とから構成されるLEDプリントヘッドと、LEDプリントヘッドを駆動制御するLEDアレイ制御手段を有する画像形成装置において、LEDアレイ制御手段には、複数のLED素子の各々に対する駆動電流を補正する駆動電流補正手段と、LEDアレイの平均光量に関するデータが記憶された光量データ記憶手段と、平均光量に対応して予め設定され、LEDアレイを構成する複数のLED素子の全てを同一の時間で駆動するための駆動時間に関するデータテーブルが記憶された駆動時間データテーブル記憶手段と、平均光量に関するデータと駆動時間に関するデータテーブルを読み出すとともに、平均光量に関するデータと駆動時間に関するデータテーブルに基づいて、駆動時間を決定する駆動時間制御手段が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to
又、請求項2に記載の画像形成装置は、平均光量に関するデータは、LEDプリントヘッドの露光量に基づいて求められ、特性データ記憶手段に予め記憶されていることを特徴とする。
The image forming apparatus according to
又、請求項3に記載の画像形成装置は、LEDプリントヘッドを複数備えるタンデム方式の画像形成装置であり、駆動時間制御手段は、複数のLEDプリントヘッドの各々が有するLEDアレイを構成する複数のLED素子ごとに駆動時間を決定することを特徴とする。
The image forming apparatus according to
又、請求項4に記載の画像形成装置は、駆動手段は、スタティック駆動により、複数のLED素子の全てを同時に駆動することを特徴とする。
The image forming apparatus according to
又、請求項5に記載の画像形成装置は、LEDアレイは複数のブロックに分割されており、駆動手段は、ダイナミック駆動により、複数のLED素子をブロック毎に順次駆動することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the LED array is divided into a plurality of blocks, and the driving means sequentially drives the plurality of LED elements for each block by dynamic driving.
本発明によれば、各LED素子間の表示濃度の濃淡差を精度良く解消することができるとともに、平均露光量の異なるLEDプリントヘッド間の露光量を結果的に等しくすることが可能になるため、各LED素子間の濃度バラツキのみならず、LEDプリントヘッド間における濃度バラツキをも抑えることができる。その結果、画像形成装置における出力画像において、画像濃度のバラツキを抑えることが可能になる。 According to the present invention, the difference in display density between the LED elements can be eliminated with high accuracy, and the exposure amounts between the LED print heads having different average exposure amounts can be made equal as a result. Moreover, not only the density variation among the LED elements but also the density variation between the LED print heads can be suppressed. As a result, it is possible to suppress variations in image density in the output image in the image forming apparatus.
又、本発明によれば、特に、タンデム方式のカラープリンタ等に搭載される各LEDプリントヘッドにおいて、各色で等しい平均露光量を持つことになるため、出力される画像の色合いがプリンタ毎に異なってしまうという不都合を回避することができる。 Further, according to the present invention, in particular, each LED print head mounted in a tandem color printer or the like has an equal average exposure amount for each color. It is possible to avoid the inconvenience of being lost.
又、本発明によれば、LEDアレイを構成する全てのLED素子を同一の時間で駆動するための駆動時間を決定する構成としているため、個々のLED素子に対して駆動時間を設定する場合に比し、簡素な構成で駆動時間を制御することが可能になる。 In addition, according to the present invention, since the drive time for driving all the LED elements constituting the LED array in the same time is determined, the drive time is set for each LED element. In comparison, the driving time can be controlled with a simple configuration.
又、本発明によれば、ランクの異なるLED素子を同一のLEDアレイ内に配列し、平均露光量がLEDプリントヘッド毎にばらつく場合であっても、LEDプリントヘッド間における濃度バラツキを抑えることができるため、LED素子を量産し、複数のランクが分布する場合であっても、あらゆるランクのLED素子が使用可能になり、結果として、量産時にコストダウンを図ることが可能になる。 Further, according to the present invention, even when LED elements having different ranks are arranged in the same LED array, and the average exposure amount varies from one LED print head to another, density variation between the LED print heads can be suppressed. Therefore, even when LED elements are mass-produced and a plurality of ranks are distributed, LED elements of all ranks can be used, and as a result, costs can be reduced during mass production.
又、本発明によれば、LEDアレイの平均光量は、LEDプリントヘッドの各々の露光量を予め測定することにより求めておき、平均光量を特性データとして平均光量データ記憶部に予め記憶しておく構成としているため、本来、平均光量の演算に長時間かかる場合であっても、駆動時間制御部において速やかに平均光量を読み出すことができ、その結果、駆動時間制御部による駆動時間の決定をより高速に行うことが可能になる。 According to the present invention, the average light amount of the LED array is obtained by measuring the exposure amount of each LED print head in advance, and the average light amount is stored in advance in the average light amount data storage unit as characteristic data. Because it is configured, even if it takes a long time to calculate the average light amount, the drive time control unit can quickly read out the average light amount, and as a result, the drive time control unit can determine the drive time more. It becomes possible to perform at high speed.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図1に示された画像形成装置において、1は画像形成装置の一例としてのタンデム方式のカラープリンタ、2は筐体、3B、3Y、3C、3Mは各々ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ用の画像形成部で、10B、10Y、10C、10Mは、前記各色のトナーホッパーである。又、12は用紙14を収納する給紙カセット、13は給紙ガイド、11aと11bは搬送ベルト駆動ローラ、8は搬送ベルト、9は転写ローラ、17は定着部、15は排紙ガイド、16は排紙部である。又、各色の画像形成部3B、3Y、3C、3Mは、各々、現像器4、感光体5、主帯電器6、LEDプリントヘッド7、クリーニング部20等から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the image forming apparatus shown in FIG. 1, 1 is a tandem color printer as an example of the image forming apparatus, 2 is a housing, 3B, 3Y, 3C, and 3M are images for black, yellow, cyan, and magenta, respectively. In the forming unit, 10B, 10Y, 10C, and 10M are toner hoppers of the respective colors. Further, 12 is a paper feed cassette for storing
カラープリンタ1において、主帯電器6によって帯電された感光体5上には、LEDプリントヘッド7によって静電潜像が形成され、現像器4により現像されて可視画像が形成される。この様なプロセスが、上記ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの各色毎に行われる。給紙カセット12から送出された用紙14は、給紙ガイド13により案内されて、反時計方向に回転している搬送ベルト8の上面に吸着されて、各色の画像形成部3B、3Y、3C、3Mの真下を通過するときに、転写ローラ9によって各色の画像が用紙14に順次転写される。この様に、用紙14上でフルカラー画像を形成した4色のトナーは、用紙14が定着部17を通過する際に定着される。その後、用紙14は排紙ガイド15により、排紙部16に排出案内される。
In the
次に、図2を参照して、上述のカラープリンタ1に設けられているLEDプリントヘッド7について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるLEDアレイプリントヘッドの概略構成を示す模式図である。上述のごとく、各色の画像形成部3B、3Y、3C、3Mは、各々、LEDプリントヘッド7を有しており、カラープリンタ1は、複数のLEDプリントヘッド7を備えているが、図2において、各LEDプリントヘッド7は、配線を有する基板30上に一列に配置され、画像データに応じて点灯制御される複数のLED素子から構成されるLEDアレイ31と、当該LEDアレイ31の上方に配されて正立等倍の像を結像するレンズアレイ32と、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子を駆動する駆動回路33とから構成されている。ここで、上述の基板30とレンズアレイ32等は、図示しない保持部材により保持されている。又、LEDプリントヘッド7を駆動制御するLEDアレイ制御部34が外部に設けられている。尚、上記LEDアレイ31は、複数のブロックに分割し、複数のLED素子が配列されたチップ(LEDチップ)を複数個配列することにより構成しても良い。
Next, the
図3は、LEDプリントヘッド7を画像形成装置に組み込んだ場合の模式図である。図3において、5はドラム形状を有する感光体であり、レンズアレイ32がLED発光素子の発光を受光して屈折透過させ、ドラム面上に結像する様子を波線で示している。
FIG. 3 is a schematic diagram when the
以上に説明した様に、図1のカラープリンタ1に外部のPC(図示せず)等から送信されてくる画像信号に対応して各LED素子が駆動され、当該各LED素子による発光がレンズアレイ32を介して、感光体5の面上にドットとして結像される。尚、本実施形態の画像形成装置は、感光体5上の露光エネルギー(又は、LED素子発光エネルギー)が大きい画素ほど高濃度となるように形成されており、この露光エネルギー(又は、LED素子発光エネルギー)は、LED素子の発光強度(=駆動電流)×発光時間(=駆動電流供給時間)により表される。
As described above, each LED element is driven in response to an image signal transmitted to the
次に、図4、及び図5を参照して、本実施形態におけるLEDアレイ31を構成する複数のLED素子の各々に対する駆動電流の補正の一例について説明する。図4は本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるLEDアレイ制御部の構成を示すブロック図であって、特に、LED素子の駆動電流の補正を説明するためのブロック図であり、図5は本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるLEDプリントヘッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。尚、以下に説明する、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の各々に対する駆動電流の補正は、あくまでも一例を示すものであり、当該補正はこれに限定されるものではなく、上述の背景技術において説明した駆動電流の補正を含め、どのような駆動電流の補正を用いても良い。
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, an example of drive current correction for each of the plurality of LED elements constituting the
図4において、LEDアレイ制御部34は、LEDプリントヘッド7を駆動制御するものであり、特性データ記憶部35、駆動電流補正データ演算部39、画像信号処理部42、制御信号生成部43、及び画像データ補正演算部44により構成されている。又、このうち、特性データ記憶部35、駆動電流補正データ演算部39、及び、画像データ補正演算部44により、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の各々に対する駆動電流の補正を行う駆動電流補正部が構成されている。
In FIG. 4, the LED
画像信号処理部42は、外部装置、例えば、フレームメモリやスキャナ等からLEDアレイ制御部34に送られてきた画像信号41に対し、階調処理等の画像処理を適宜行い、画像信号41を画像データに変換する手段である。この画像データは、上記ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの各色毎に分離された画素濃度を示すためのデータであり、LED素子の駆動電流(発光強度)と発光時間(駆動電流供給時間)を示すmビットディジタルデータである。画像信号処理部42により処理された画像データは、画像データ補正演算部44に出力される。
The image
特性データ記憶部35は、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の各々に関し、予め測定された複数の特性データを記憶するための手段であり、例えば、図4に示す様に、各LED素子に関する光量データを特性データとして記憶する光量データ記憶部36、各LED素子が発するビームに関するデータ、例えば、ビーム径やビーム面積に関するデータを特性データとして記憶するビームデータ記憶部37、各LED素子に関する解像度を示すデータ、例えば、MTF(Modulation Transfer Function)データを特性データとして記憶する解像度データ記憶部38により構成されている。尚、この特性データ記憶部35は、例えば、ROM(リードオンリーメモリ)により構成されているが、個々のLED素子の特性変化に対応させるために、書き換え可能なPROM(例えば、データの消去を紫外線で行うEPROMや、データの消去を電気的に行うEEPROM)を用いる構成としても良い。
The characteristic
当該特性データ記憶部35には、駆動電流補正データ演算部39が接続されている。この駆動電流補正データ演算部39は、前述の特性データ記憶部35に設けられた光量データ記憶部36、ビームデータ記憶部37、及び、解像度データ記憶部38に記憶された各特性データを読み出し、所定の演算式に従って、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の各々に対する駆動電流補正データPを特性データに基づいて算出するためのものである。駆動電流補正データ演算部39により算出された駆動電流補正データPは、画像データ補正演算部44に出力される。
A drive current correction
この駆動電流補正データPは、後述のごとく、LEDアレイ31を構成する個々のLED素子の駆動電流を変化させることにより、個々のLED素子の露光強度を変化させる際に使用されるデータであり、例えば、ドット1(LED素子のNo.1)の駆動電流を補正する場合には、駆動電流補正データP1が用いられ、ドットn(LED素子のNo.n)の駆動電流を補正する場合には、駆動電流補正データPnが使用される。
The drive current correction data P is data used when changing the exposure intensity of the individual LED elements by changing the drive current of the individual LED elements constituting the
画像データ補正演算部44は、駆動電流補正データ演算部39により出力された駆動電流補正データPを用いて、画像信号処理部42により出力された画像データの補正を行うものである。即ち、画像データ補正演算部44は、駆動電流補正データ演算部39により出力された駆動電流補正データPに従い、画像信号処理部42により出力された画像データのうち、LEDアレイ31を構成する個々のLED素子に関する駆動電流を示すmビットディジタルデータの補正を行う。当該補正が行われた画像データは、図4に示す様に、LEDプリントヘッド7へと出力される。
The image data
LEDプリントヘッド7の駆動回路33は、図5に示す様に、クロック信号CLKをカウントするCLKカウンタ50と、ストローブクロック信号SCLKをカウントするSCLKカウンタ51と、画素濃度を示す補正後の画像データを一時的に格納する格納部52と、出力時間制御信号STROBEのロジックに応じて開閉するゲート部53と、LEDアレイ31の駆動電流を生成する定電流生成部54とを有している。
As shown in FIG. 5, the
上記構成から成るLEDプリントヘッド7の駆動回路33は、制御信号生成部43から入力される水平同期信号HSYNCの立ち下がりにより初期化され、同じく制御信号生成部43から入力されるクロック信号CLKと、クロック信号CLKに同期して入力される補正後の画像データの受け取りを開始する。
The
格納部52は、シフトレジスタとラッチ回路を有しており、入力される補正後の画像データを変換するために、LEDアレイ31の発光に必要なデータの一時的な格納を行う。ここで、駆動回路33によるLEDアレイ31を構成する各LED素子の駆動方法には、全LED素子の点消灯制御を同時に行う(即ち、複数のLED素子の全てを同時に駆動する)スタティック駆動方式と、LEDアレイ31を複数ブロックに分けて、ブロック毎(つまり、チップ毎)に点消灯制御を行う(即ち、複数のLED素子をブロック毎に順次駆動する)ダイナミック駆動方式とがあるが、スタティック駆動方式を採用する場合は全LED素子分、ダイナミック駆動方式を採用する場合は1ブロック分のデータの一時的な格納を行う。
The
CLKカウンタ50は、クロック信号CLKのカウント数に基づいて、格納部52における画像データの一時格納が完了したか否かを判断し、完了したと判断した時点で発光準備が整ったことを示す発光タイミング制御信号STREQを制御信号生成部43に出力する。
The
発光タイミング制御信号STREQを受け取った制御信号生成部43によって、出力時間制御信号STROBEがアクティブレベル(ローレベル)とされ、ストローブクロック信号SCLKが入力され始めるとSCLKカウンタ51はストローブクロック信号SCLKのカウントを開始し、ゲート部53が開放される。従って、LEDアレイ31を構成する各LED素子には、格納部52に格納された駆動電流補正データPに基づく駆動電流が、格納部52に格納された画像データに基づく発光時間だけ流され、感光体ドラム5の露光が行われる。
When the
図6は、各LED素子に対する駆動電流の補正を行う際の、LED素子の点灯制御の手順を示すフローチャートである。この制御手順では、まず、総ライン数Nのうち、1ライン目を対象とさせるためにn=1に設定する(ステップS1)。次に、特性データ記憶部35から各LED素子の特性データを読み出し(ステップS2)、駆動電流補正データ演算部39において、各LED素子に対する駆動電流補正データPの演算を行う(ステップS3)。次に、算出された駆動電流補正データPを画像データ補正演算部44に出力し(ステップS4)、画像データ補正演算部44において画像データの補正を行う(ステップS5)。次に、補正された画像データをLEDプリントヘッド7に出力し(ステップ6)、各LED素子を補正された画像データに従って点灯する(ステップS7)。更に、次のラインnを対象とさせるために、nを+1だけインクリメントし(ステップS8)、当該nが、印字する総ライン数Nを越えていないかをチェックし(ステップS9)、越えていなければ、ラインnについて上記処理を同様に繰り返す(ステップS2〜S9)。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure for controlling the lighting of the LED elements when the drive current for each LED element is corrected. In this control procedure, first, n = 1 is set in order to target the first line out of the total number of lines N (step S1). Next, the characteristic data of each LED element is read from the characteristic data storage unit 35 (step S2), and the driving current correction
尚、上述の実施形態では、駆動電流補正データPが駆動電流補正データ演算部39により算出された後、直接、画像データ補正演算部44に出力される構成としたが、図7に示す様に、駆動電流補正データ演算部39において算出された駆動電流補正データPを記憶する駆動電流補正データ記憶部40を別途設け、当該駆動電流補正データ記憶部40を駆動電流補正データ演算部39、及び画像データ補正演算部44に接続する構成としても良い。
In the above-described embodiment, the drive current correction data P is calculated by the drive current correction
この場合、駆動電流補正部は、特性データ記憶部35、駆動電流補正データ演算部39、画像データ補正演算部44、及び、駆動電流補正データ記憶部40により構成されており、駆動電流補正データ記憶部40は、駆動電流補正データ演算部39から駆動電流補正データPを読み出すとともに、当該駆動電流補正データPを記憶し、画像データ補正演算部44へ当該駆動電流補正データPを出力する。尚、個々のLED素子の特性変化に基づく駆動電流補正データPの変更に対応させるために、この駆動電流補正データ記憶部40には、例えば、書き換え可能なPROM(例えば、データの消去を紫外線で行うEPROMや、データの消去を電気的に行うEEPROM)等が用いられる。
In this case, the drive current correction unit includes a characteristic
この様な構成にすることにより、駆動電流補正データPの演算に長時間かかる場合であっても、予め演算した駆動電流補正データPが駆動電流補正データ記憶部40に記憶されているため、画像データ補正演算部44において速やかに駆動電流補正データP読み出すことができ、その結果、画像データ補正演算部44による画像データの補正をより高速に行うことが可能になる。
With this configuration, even when the calculation of the drive current correction data P takes a long time, since the drive current correction data P calculated in advance is stored in the drive current correction
又、この場合のLED素子の点灯制御の手順は、図8に示したフローチャートに従って行われる。即ち、まず、総ライン数Nのうち、1ライン目を対象とさせるためにn=1に設定する(ステップS100)。次に、特性データ記憶部35から各LED素子の特性データを読み出し(ステップS101)、駆動電流補正データ演算部39において、各LED素子に対する駆動電流補正データPの演算を行う(ステップS102)。次に、算出された駆動電流補正データPを駆動電流補正データ記憶部40にて記憶する(ステップ103)。更に、次のラインnを対象とさせるために、nを+1だけインクリメントし(ステップS104)、当該nが、印字する総ライン数Nを越えていないかをチェックし(ステップS105)、越えていなければ、ラインnについて上記処理を同様に繰り返し、全てのラインに対して、駆動電流補正データ記憶部40にて駆動電流補正データPの記憶を行う(ステップS101〜S105)。
In this case, the LED element lighting control procedure is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, first, n = 1 is set to target the first line out of the total number N of lines (step S100). Next, the characteristic data of each LED element is read from the characteristic data storage unit 35 (step S101), and the drive current correction
次に、総ライン数Nのうち、1ライン目を対象とさせるために、再びn=1に設定する(ステップS106)。次に、駆動電流補正データ記憶部40にて記憶された駆動電流補正データPを画像データ補正演算部44へ出力し(ステップS107)、画像データ補正演算部44において画像データの補正を行う(ステップS108)。次に、補正された画像データをLEDプリントヘッド7に出力し(ステップ109)、各LED素子を補正された画像データに従って点灯する(ステップS110)。更に、次のラインnを対象とさせるために、nを+1だけインクリメントし(ステップS111)、当該nが、印字する総ライン数Nを越えていないかをチェックし(ステップS112)、越えていなければ、ラインnについて上記処理を同様に繰り返す(ステップS107〜S112)。
Next, in order to make the first line out of the total number of lines N, n = 1 is set again (step S106). Next, the drive current correction data P stored in the drive current correction
以上より、LEDアレイ31を構成する個々のLED素子に関し、予め測定された複数の特性データを記憶するための特性データ記憶部35を設けるとともに、特性データ記憶部35に設けられた特性データを読み出し、LEDアレイ31を構成する個々のLED素子に関する駆動電流補正データPを算出する駆動電流補正データ演算部39を設け、駆動電流補正データPに基づく駆動電流がLEDアレイ31を構成する各LED素子に流れる構成としているため、各LED素子間の表示濃度の濃淡差を精度良く解消することができる。
As described above, with respect to the individual LED elements constituting the
しかし、単に、各LED素子に対する駆動電流の補正を行うだけでは、以下の不都合が生じてしまう。即ち、LEDアレイ31を構成するLED素子は、同一の駆動電流で点灯させた場合における光量によりランク分けすることが可能であるが、当該ランクの異なるLED素子を同一のLEDアレイ31(又は、同一のLEDチップ)内に配列した場合、各LED素子に対する駆動電流の補正を行うだけでは、上記ランクのバラツキにより適切に補正できないドットが発生する可能性がある。よって、この様な不都合を回避するためには、ランクが同じLED素子のみを使用すれば良いが、LED素子を量産した場合、複数のランクで分布するため、あるランク以外のLED素子は使用できなくなり、量産性の観点から不適切と言える。従って、同一のLEDアレイ31(又は、同一のLEDチップ)内ではランクが近接するLED素子を使用することが多いが、この場合、各LED素子に対する駆動電流を補正しても、LEDアレイ31の平均光量は、LED素子のランクの数程度にばらつくため、当該平均光量がLEDアレイ31毎に(即ち、平均露光量がLEDプリントヘッド7毎に)ばらついてしまい、結果として、画像形成装置における出力画像において、画像濃度がばらついてしまうという問題があった。特に、タンデム方式のカラープリンタ等に搭載される複数のLEDプリントヘッドは、各色で異なる平均露光量を持つことになる為、出力される画像の色合いもプリンタ毎に異なってしまうという問題があった。
However, simply correcting the drive current for each LED element causes the following inconvenience. That is, the LED elements constituting the
そこで、本実施形態においては、図1において示したタンデム方式のカラープリンタ等に搭載される複数のLEDプリントヘッド毎の平均露光量のばらつきを補正し、LEDプリントヘッド間での表示濃度の濃淡差を軽減することにより、上述の不都合を解消することにした。以下に、この点に関して詳しく説明する。 Therefore, in this embodiment, the variation in the average exposure amount for each of the plurality of LED print heads mounted on the tandem color printer or the like shown in FIG. 1 is corrected, and the difference in display density between the LED print heads is corrected. By reducing the above, it was decided to eliminate the inconvenience described above. This point will be described in detail below.
図9は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるLEDアレイ制御部の構成を示すブロック図であって、特に、LED素子の駆動時間の補正を説明するためのブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the LED array control unit in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, and in particular, a block diagram for explaining correction of the driving time of the LED elements.
この図9に示したブロック図においては、図4で説明したLEDアレイ制御部34において、複数のLEDプリントヘッド7毎の平均露光量のばらつきを補正するための手段、即ち、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の駆動時間(発光時間)を制御する駆動時間制御部60、LEDアレイ31の平均光量(以下、LEDプリントヘッド7の平均露光量と表現する場合がある)を特性データとして記憶する平均光量データ記憶部61、及び、上記平均露光量に基づく駆動時間に関するデータテーブルを記憶する駆動時間データテーブル記憶部62を設けた点以外は全く同様の構成となっている。従って、その他の作用及び構成に関しては、上述の図4の場合と同一であるため、同一の部材については同一の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。
In the block diagram shown in FIG. 9, the LED
まず、図9に示す様に、LEDアレイ制御部34には、LEDアレイ31の平均光量を記憶する平均光量データ記憶部61が設けられている。ここで、LEDアレイ31の平均光量とは、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子の光量の平均値を言い、より具体的には、LED素子が常時点灯した場合の1秒間当たりのエネルギー量を言う。尚、当該平均光量に関する特性データは、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの各画像形成部3B、3Y、3C、3Mに設けられたLEDプリントヘッド7の各々の露光量を予め測定し、これらの露光量に基づいて求められ、上述の平均光量データ記憶部61に予め記憶されている。
First, as shown in FIG. 9, the LED
又、図9に示す様に、LEDアレイ制御部34には、駆動時間制御部60が設けられており、平均光量データ記憶部61は、駆動時間制御部60が接続されている。この駆動時間制御部60は、平均光量データ記憶部61に記憶された平均光量データを読み出すとともに、当該平均光量データに基づいて、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子を同一の時間で駆動するための駆動時間を決定するためのものである。
As shown in FIG. 9, the LED
又、LEDアレイ制御部34には、所定の平均光量に対応して予め設定された駆動時間に関するデータテーブル(後述の図12参照)が記憶された駆動時間データテーブル記憶部62が設けられており、当該駆動時間データテーブル記憶部62は、駆動時間制御部60に接続されている。このデータテーブルは、平均光量の異なる複数のLEDアレイ31に関する、発光時露光量(又は、パルス点灯時露光量)と駆動時間との関係から作成されたものである。以下に、この点について詳しく説明する。尚、発光時露光量は、感光体5のE−V特性により決定されるものであり、感光体5が同一のものであれば、その値は変化しない。
Further, the LED
図10は、所定の平均光量における、発光時露光量と駆動時間との関係を示した図である。ここで、Qa、Qb、Qcは、LEDアレイ31の平均光量(又は、LEDプリントヘッド7の平均露光量)を示し、Qa>Qb>Qc(例えば、Qaは2.50μW、Qbは2.30μW、Qcは2.10μW)なる関係を有している。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the exposure amount during light emission and the drive time at a predetermined average light amount. Here, Qa, Qb, and Qc indicate the average light amount of the LED array 31 (or the average exposure amount of the LED print head 7), and Qa> Qb> Qc (for example, Qa is 2.50 μW and Qb is 2.30 μW). , Qc is 2.10 μW).
駆動時間が同じ場合、図10より明らかな様に、LEDアレイ31の平均光量(つまり、LEDプリントヘッド7の平均露光量)が大きくなると、発光時露光量も大きくなることが判る。即ち、Qaの平均露光量を有するLEDプリントヘッドにおける発光時露光量が最も大きく、Qcの平均露光量を有するLEDプリントヘッドにおける発光時露光量が最も小さくなる。この発光時露光量の差が、出力画像における画像濃度のばらつきの原因となってしまう。 As can be seen from FIG. 10, when the driving time is the same, as the average light amount of the LED array 31 (that is, the average exposure amount of the LED print head 7) increases, the exposure amount during light emission also increases. That is, the LED print head having the Qa average exposure dose has the largest light emission exposure amount, and the LED print head having the Qc average exposure dose has the smallest light emission exposure amount. This difference in the exposure amount during light emission causes variations in image density in the output image.
そこで、本実施形態においては、上述の図4〜図6において説明した駆動電流の補正を各LED素子に対して行うことにより、各LED素子間の濃度バラツキを抑えるとともに、平均光量に基づいて、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の全てを同一の時間で駆動するための駆動時間を決定することにより、LEDプリントヘッド7間における濃度バラツキをも抑えることとした。
Therefore, in the present embodiment, the correction of the drive current described in FIGS. 4 to 6 is performed on each LED element, thereby suppressing the density variation between the LED elements and based on the average light amount. By determining the drive time for driving all of the plurality of LED elements constituting the
即ち、例えば、発光時露光量がQの場合、図10に示す様に、平均露光量がQaのLEDプリントヘッド7に対しては駆動時間をTaに設定し、同様に、平均露光量がQbのLEDプリントヘッド7に対しては駆動時間をTbに、平均露光量がQcのLEDプリントヘッド7に対しては駆動時間をTcに設定する。そして、この様にして得られた駆動時間のデータに基づいて、各平均光量に対応して駆動時間を予め設定することにより、図12に示す駆動時間に関するデータテーブルを作成し、当該データテーブルを駆動時間データテーブル記憶部62に記憶させる。
That is, for example, when the exposure amount during light emission is Q, as shown in FIG. 10, the driving time is set to Ta for the
駆動時間制御部60は、平均光量データ記憶部61に記憶された平均光量データを読み出すとともに、駆動時間データテーブル記憶部62に記憶された駆動時間データテーブルを読み出し、読み出した平均光量において、発光時露光量Qを得るための駆動時間を、駆動時間データテーブルに基づいて決定する。つまり、駆動時間制御部60は、平均光量データと駆動時間データテーブルに基づいて、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子を同一の時間で駆動するための駆動時間を決定する。例えば、ブラックの画像形成部3Bに設けられたLEDプリントヘッド7を構成するLEDアレイ31の平均光量が2.30μWの場合は、駆動時間を2.34μsecに決定し、イエローの画像形成部3Yに設けられたLEDプリントヘッド7を構成するLEDアレイ31の平均光量が2.10μWの場合は、駆動時間を2.50μsecに決定する(図12参照)。そして、シアン、マゼンダの各画像形成部3C、3Mについても、同様に、LED素子の駆動時間を決定する。本実施形態においては、この様に、LEDプリントヘッド7を複数備えるタンデム方式のカラープリンタ1において、駆動時間制御部60は、複数のLEDプリントヘッド7の各々が有するLEDアレイ31を構成する複数のLED素子ごとに駆動時間を決定する。その後、各LEDプリントヘッド7毎に決定された駆動時間に関するデータ(駆動時間データ)は、駆動時間制御部60より制御信号生成部43に出力される。
The drive
駆動時間データを受け取った制御信号生成部43は、当該駆動時間データに対応した出力時間制御信号STROBEを発生し、当該STROBEは、LEDプリントヘッド7へと出力される。又、図9に示す様に、上述の図4と同様、駆動電流が補正された補正後の画像データがLEDプリントヘッド7へと出力される。そして、図4、図5において説明した場合と同様の制御が行われる。従って、本実施形態においては、画像形成部3B、3Y、3C、3Mの各々に設けられたLEDアレイ31を構成するLED素子には、格納部52に格納された駆動電流補正データPに基づく駆動電流が、駆動時間制御部60により出力された駆動時間データに基づく駆動時間(又は、発光時間)だけ流され、感光体ドラム5の露光が行われることになる。
The
尚、図11に示す様に、図10に示した各平均光量Qa、Qb、Qcの直線の傾きと、各平均光量Qa、Qb、Qcの大きさは、線形関係(比例関係)にあるため、図11を用いれば、例えば、図10に示した他の平均光量Qd(ここで、Qdは、Qa>Qd>Qbなる関係を有し、例えば、Qaは2.50μW、Qdは2.40μW、Qbは2.30μW)、及びQe(ここで、Qeは、Qb>Qe>Qcなる関係を有し、例えば、Qbは2.30μW、Qeは2.20μW、Qcは2.10μW)の直線の傾きLd、Leを求めることができる。従って、図10を用いることにより、発光時露光量がQの場合におけるこれらの平均露光量Qd、Qeを有するLEDプリントヘッド7に対する駆動時間Td、Teをも求めることが可能になる。従って、任意の平均光量における発光時露光量と駆動時間との関係を得ることが可能になるため、これらのデータを追加することにより、より詳細な駆動時間データテーブルを作成することができ、結果として、駆動時間の決定を更に精度良く行うことが可能になる。
As shown in FIG. 11, the slopes of the straight lines of the average light amounts Qa, Qb, and Qc shown in FIG. 10 and the magnitudes of the average light amounts Qa, Qb, and Qc are in a linear relationship (proportional relationship). 11, for example, the other average light quantity Qd shown in FIG. 10 (where Qd has a relationship of Qa> Qd> Qb, for example, Qa is 2.50 μW, Qd is 2.40 μW) , Qb is 2.30 μW), and Qe (where Qe has a relationship of Qb> Qe> Qc, for example, Qb is 2.30 μW, Qe is 2.20 μW, Qc is 2.10 μW) Slopes Ld and Le can be obtained. Therefore, by using FIG. 10, it is possible to obtain the drive times Td and Te for the
又、LEDアレイ31を構成する各LED素子の駆動方法は、上述のごとく、全LED素子の点消灯制御を同時に行う(即ち、複数のLED素子の全てを同時に駆動する)スタティック駆動方式と、LEDアレイ31を複数ブロックに分けて、ブロック毎(つまり、チップ毎)に点消灯制御を行う(即ち、複数のLED素子をブロック毎に順次駆動する)ダイナミック駆動方式のいずれを採用しても良い。
In addition, as described above, the driving method of each LED element constituting the
図13は、各LED素子に対する駆動電流の補正と、各LEDプリントヘッドが有するLEDアレイを構成する複数のLED素子ごとに駆動時間の決定を行う際の、LED素子の点灯制御の手順を示すフローチャートである。LED素子の点灯制御の手順を示すフローチャートである。この制御手順では、まず、LEDアレイ制御部34において、駆動時間制御部60が、平均光量データ記憶部61に記憶された平均光量データを読み出す(ステップS51)。次に、駆動時間制御部60が、駆動時間データテーブル記憶部62に記憶された駆動時間データテーブルを読み出し(ステップS52)、上記平均光量に基づいて、発光時露光量を得るための駆動時間を決定する(ステップS53)。次に、決定された駆動時間に関するデータ(駆動時間データ)が、駆動時間制御部60より制御信号生成部43に出力され(ステップS54)、制御信号生成部43は、当該駆動時間データに対応した出力時間制御信号STROBEを生成し(ステップS55)、当該STROBEがLEDプリントヘッド7へと出力される(ステップS56)。次に、駆動電流が補正された補正後の画像データがLEDプリントヘッド7へと出力され(ステップS57)、各LED素子が補正された画像データに従って、決定された駆動時間だけ点灯する(ステップS58)。
FIG. 13 is a flowchart showing the procedure for controlling the lighting of LED elements when correcting the driving current for each LED element and determining the driving time for each of a plurality of LED elements constituting the LED array of each LED print head. It is. It is a flowchart which shows the procedure of the lighting control of an LED element. In this control procedure, first, in the LED
尚、本実施形態では、上述のごとく、図4において説明したLEDアレイ制御部34に、駆動時間制御部60、平均光量データ記憶部61、及び、駆動時間データテーブル記憶部62を設ける構成としたが、本実施形態の変形例として、図7において説明したLEDアレイ制御部34(即ち、駆動電流補正データ演算部39において算出された駆動電流補正データPを記憶する駆動電流補正データ記憶部40を別途設けたLEDアレイ制御部34)に、駆動時間制御部60、平均光量データ記憶部61、及び、駆動時間データテーブル記憶部62を設ける構成としても良い(図14参照)。
In the present embodiment, as described above, the LED
以上より、本実施形態においては、駆動電流補正部によるLEDアレイ31を構成する個々のLED素子に対する駆動電流の補正に加え、LEDアレイ31の平均光量を記憶する平均光量データ記憶部61を設けるとともに、駆動時間データテーブルを記憶する駆動時間データテーブル記憶部62を設け、駆動時間制御部60が、平均光量データ記憶部61に記憶された平均光量データを読み出すとともに、駆動時間データテーブル記憶部62に記憶された駆動時間データテーブルを読み出し、平均光量データと駆動時間データテーブルに基づいて、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子を同一の時間で駆動するための駆動時間を決定する構成としている。従って、各LED素子間の表示濃度の濃淡差を精度良く解消することができるとともに、平均露光量の異なる複数のLEDプリントヘッド7を備えるカラープリンタ1において、LEDプリントヘッド7間の露光量を結果的に等しくすることが可能になるため、各LED素子間の濃度バラツキのみならず、LEDプリントヘッド間における濃度バラツキをも抑えることができる。その結果、画像形成装置における出力画像において、画像濃度のバラツキを抑えることが可能になる。特に、タンデム方式のカラープリンタ等に搭載される各LEDプリントヘッドにおいて、各色で等しい平均露光量を持つことになるため、出力される画像の色合いがプリンタ毎に異なってしまうという不都合を回避することができる。
As described above, in this embodiment, in addition to the correction of the drive current for the individual LED elements constituting the
又、本実施形態においては、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の全てを同一の時間で駆動するための駆動時間を決定する構成としているため、個々のLED素子に対して駆動時間を設定する場合に比し、簡素な構成で駆動時間を制御することが可能になる。
In the present embodiment, the driving time for driving all the plurality of LED elements constituting the
又、本実施形態においては、ランクの異なるLED素子を同一のLEDアレイ31(又は、同一のLEDチップ)内に配列し、平均露光量がLEDプリントヘッド7毎にばらつく場合であっても、LEDプリントヘッド7間における濃度バラツキを抑えることができるため、LED素子を量産し、複数のランクが分布する場合であっても、あらゆるランクのLED素子が使用可能になり、結果として、量産時にコストダウンを図ることが可能になる。
In the present embodiment, even when LED elements having different ranks are arranged in the same LED array 31 (or the same LED chip) and the average exposure amount varies for each
更に、本実施形態においては、各LEDアレイ31の平均光量は、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの各画像形成部3B、3Y、3C、3Mに設けられたLEDプリントヘッド7の各々の露光量を予め測定することにより求めておき、当該平均光量を特性データとして平均光量データ記憶部61に予め記憶しておく構成としている。従って、本来、平均光量の演算に長時間かかる場合であっても、駆動時間制御部60において速やかに平均光量を読み出すことができ、その結果、駆動時間制御部60による駆動時間の決定をより高速に行うことが可能になる。
Furthermore, in this embodiment, the average light amount of each
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各部の構造等を適宜変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Based on the meaning of this invention, it is possible to change suitably the structure of each part, etc., and they are not excluded from the scope of the present invention. .
例えば、上記実施形態では、感光体をドラム形状としたが、当該ドラム形状に限らず、例えば、ベルト状の感光体を用いても良い。 For example, in the above-described embodiment, the photoconductor is a drum shape. However, the photoconductor is not limited to the drum shape. For example, a belt-like photoconductor may be used.
又、上記実施形態では、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダのトナー像によりカラー画像を得る構成としたが、本発明は、その他の互いに異なる色のトナーを2色以上用いるカラー画像形成装置にも適用することができる。 In the above-described embodiment, a color image is obtained using black, yellow, cyan, and magenta toner images. However, the present invention is also applicable to a color image forming apparatus that uses two or more different color toners. can do.
本発明の活用例としては、光源として、複数のLED素子から構成されるLEDアレイを有するLEDプリントヘッドを用いた複写機やプリンター等の画像形成装置であって、特に、複数のLEDプリントヘッドを備えるタンデム方式のカラープリンタ等の画像形成装置が挙げられる。 As an application example of the present invention, an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an LED print head having an LED array composed of a plurality of LED elements as a light source, in particular, a plurality of LED print heads. And an image forming apparatus such as a tandem color printer.
1 カラープリンタ
2 筐体
3B、3C、3M、3Y 画像形成部
4 現像器
5 感光体
6 主帯電器
7 LEDプリントヘッド
8 搬送ベルト
9 転写ローラ
10B、10C、10M、10Y トナーホッパー
11a、11b 搬送ベルト駆動ローラ、
12 給紙カセット
13 給紙ガイド
14 用紙
15 排紙ガイド
16 排紙部
17 定着部
20 クリーニング部
30 基板
31 LEDアレイ
32 レンズアレイ
33 駆動回路
34 LEDアレイ制御部
35 特性データ記憶部
39 駆動電流補正データ演算部
40 駆動電流補正データ記憶部
41 画像信号
42 画像信号処理部
43 制御信号生成部
44 画像データ補正演算部
50 CLKカウンタ
51 SCLKカウンタ
52 格納部
53 ゲート部
54 定電流生成部
60 駆動時間制御部
61 平均光量データ記憶部
62 駆動時間データテーブル記憶部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記LEDアレイ制御手段には、前記複数のLED素子の各々に対する駆動電流を補正する駆動電流補正手段と、前記LEDアレイの平均光量に関するデータが記憶された光量データ記憶手段と、前記平均光量に対応して予め設定され、前記LEDアレイを構成する前記複数のLED素子の全てを同一の時間で駆動するための駆動時間に関するデータテーブルが記憶された駆動時間データテーブル記憶手段と、前記平均光量に関するデータと前記駆動時間に関するデータテーブルを読み出すとともに、前記平均光量に関するデータと前記駆動時間に関するデータテーブルに基づいて、前記駆動時間を決定する駆動時間制御手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。 An LED print head composed of an LED array composed of a plurality of LED elements whose lighting is controlled in accordance with image data, and a drive means for driving the plurality of LED elements, and an LED array for controlling the driving of the LED print head In an image forming apparatus having a control unit,
The LED array control means corresponds to a drive current correction means for correcting a drive current for each of the plurality of LED elements, a light quantity data storage means for storing data relating to the average light quantity of the LED array, and the average light quantity. Driving time data table storage means for storing a data table relating to driving time for driving all of the plurality of LED elements constituting the LED array in the same time, and data relating to the average light quantity And a drive time control means for determining the drive time based on the data table related to the average light quantity and the data table related to the drive time. .
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US20150261118A1 (en) * | 2014-03-17 | 2015-09-17 | Ricoh Company, Limited | Optical writing controller, image forming apparatus, and optical writing control method |
JP2020001244A (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
-
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