JP2006082249A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は上記問題を考慮し、記録ヘッドにヒーター等の熱源を設けることなく、記録ヘッドを全長に渡って等温にし、また、複数の記録ヘッドがある場合には、全ての記録ヘッドの伸び率を一定にすることを目的とする。
【解決手段】 感光体ドラム12の表面を露光する際に、LED44の発熱によってLPH30の温度が部分的に上昇し、熱膨張する。そこで、部分的な温度上昇を抑えるために、温風を吹き付け、熱膨張していない部分の温度を上昇させて、LPH30を全長に渡って等温にする。つまり、LPH30の熱膨張量を全長に渡って均一にする。これにより、LED44巻の間隔を均一にすることができ、部分的な倍率ずれがなくなって、画像ズレを防ぐことができる。
【選択図】 図4
【解決手段】 感光体ドラム12の表面を露光する際に、LED44の発熱によってLPH30の温度が部分的に上昇し、熱膨張する。そこで、部分的な温度上昇を抑えるために、温風を吹き付け、熱膨張していない部分の温度を上昇させて、LPH30を全長に渡って等温にする。つまり、LPH30の熱膨張量を全長に渡って均一にする。これにより、LED44巻の間隔を均一にすることができ、部分的な倍率ずれがなくなって、画像ズレを防ぐことができる。
【選択図】 図4
Description
本発明は、発電素子を備えた記録ヘッドによって、像担持体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
イエロー色、マゼンタ色、シアン色、及びブラック色の4色のトナーを用いて記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置において、列状に発光素子(例えば、LED)を配置したプリントヘッドが各色毎に備えられているものがある。
このような画像形成装置では、記録媒体の搬送方向(副走査方向)に垂直な主走査方向にほぼ平行にLEDプリントヘッド(記録ヘッド、以下、「LPH」という)が各色毎に設置されている。
LEDを発光させると熱が発生し、この熱によってLPHが熱膨張する。このとき、発光箇所及び発光量によって熱膨張量が部分的に異なることがあり、また、各LPH間でも異なることがある。これにより、形成された画像が主走査方向の部分倍率色ズレや全倍率色ズレを起こす場合があり、高画質な画像を得ることができない。
このような問題に対して、LEDアレイにヒーターを設け、LEDアレイ全体を均一の温度に保つことが行われている(特許文献1参照)。また、ペルチェをLEDアレイに設けて温度制御する構成が開示されている(特許文献2参照)。しかし、ヒーターやペルチェは消費電力が大きい、という問題がある。
特開平10−016293号公報
特開2002−196427号公報
本発明は上記問題を考慮し、記録ヘッドにヒーター等の熱源を設けることなく、記録ヘッドを全長に渡って等温にし、また、複数の記録ヘッドがある場合には、全ての記録ヘッドの露光幅を一定にすることを目的とする。
請求項1に記載の本発明は、感光体の表面を複数の発光素子で露光する記録ヘッドを有する画像形成装置において、前記記録ヘッドにエアーを吹き付け、前記記録ヘッドを全長に渡って等温とするエアー吹付装置を備えたことを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、エアー吹付装置で、感光体の表面を発光素子で露光する記録ヘッドにエアーを吹き付け、記録ヘッドを全長に渡って等温とする。
感光体の表面を露光する際に、発光素子の発熱によって記録ヘッドの温度が部分的に上昇し、熱膨張する。そこで、部分的な温度上昇を抑えるために、例えば、温風を吹き付け、記録ヘッドを全長に渡って等温にする。つまり、記録ヘッドの熱膨張量を全長に渡って均一にする。これにより、部分的な倍率ずれがなくなる。
請求項2に記載の本発明は、前記エアー吹付装置は、該記録媒体にトナー像を定着させる定着装置から発生する熱を温風として吹き付けることを特徴としている。
請求項2に記載の発明によれば、記録媒体にトナー像を定着させる際に定着装置から発生する熱を温風として、エアー吹付装置で記録ヘッドに吹き付ける。これにより、定着装置から発生する熱を有効利用できるので、ヒーター等の発熱装置を用いて記録ヘッドを温調する場合と比較して、電力消費を大幅に節約できる。
請求項3に記載の本発明は、前記エアー吹付装置は、前記発光素子が露光していない部分に温風を吹き付けることを特徴としている。
請求項3に記載の発明によれば、例えば、発光素子が露光していない部分より、発光素子が露光している部分は高温となり熱膨張量が大きくなる。そこで、記録ヘッドの発光素子が露光していない部分に温風を吹き付けることで、記録ヘッドを全長に渡って等温とすることができるので、記録ヘッドの熱膨張量が一定になる。
請求項4に記載の本発明は、前記エアー吹付装置は、前記記録ヘッドにエアーを吹き付ける開口部が、前記記録ヘッドの長さ方向に沿って複数形成されていることを特徴としている。
請求項4に記載の発明によれば、エアー吹付装置には、記録ヘッドの長さに渡って複数の開口部が形成されている。これにより、例えば発光素子が露光していない部分にのみ温風を吹き付けることができる。これにより、記録ヘッドの温度を全長に渡って容易に等温にできる。
請求項5に記載の本発明は、画像形成装置は、感光体と記録ヘッドとを複数個備えたタンデム方式であり、前記エアー吹付装置は前記記録ヘッドにエアーを吹き付け、各記録ヘッドの露光幅を一定とすることを特徴としている。
請求項5に記載の発明によれば、例えば、記録ヘッドを構成している基板が熱伝導率の高い部材である場合、発光素子の露光によって記録ヘッド全体が膨張する。これにより、発光素子の露光量の違いによって、色ごとに記録ヘッドの熱膨張量が異なる。そこで、例えば露光量が小さい記録ヘッドに、露光量が大きい記録ヘッドの伸び量と同じ伸び量になるまで温風を吹き付けることで、各記録ヘッドの伸び量を一定とすることができる。従って、記録ヘッドが複数ある場合でも色ズレを防ぐことができる。
また、記録ヘッドを構成している基板が熱伝導率の低い部材である場合は、請求項3及び請求項4のように、記録ヘッドの幅方向にエアー吹き付け装置の開口部が複数形成されている構成とすればよい。
請求項6に記載の本発明は、前記エアー吹付装置は、前記記録ヘッドの露光量によって風量を制御されることを特徴としている。
請求項6に記載の発明によれば、記録ヘッドの露光量によって、エアー吹付装置から吹き付けられる風量が制御される。すなわち、画像形成モードによって、発光素子の露光量が決定されるので、この情報に基づいてエアー吹付装置から吹き出すエアーの量を決定する。
請求項7に記載の本発明は、前記記録ヘッドには、該記録ヘッドの長さ方向に沿って温度センサが設置されており、該温度センサからの信号に基づき、前記エアー吹付装置の風量が制御されることを特徴としている。
請求項7に記載の発明によれば、記録ヘッドの温度は、記録ヘッドの長さ方向に沿って設けられた温度センサによって検知され、このセンサからの情報によってエアー吹付装置から吹き出されるエアーの量が制御される。
また、記録ヘッドの温度を温度センサで管理することで、エアー吹付装置からエアーを吹き付けたとき、記録ヘッドが所定の温度に至ったことを検知できるので、記録ヘッドの温度を必要以上に上昇させてしまうことがない。
本発明は上記構成としたので、記録ヘッドにヒーター等の熱源を設けることなく、記録ヘッドを全長に渡って等温にし、また、複数の記録ヘッドがある場合には、全ての記録ヘッドの伸び率を一定にすることができる。
以下に図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について説明する。
図1に示すように、画像形成装置としてのカラーレーザープリンタ(以下、プリンタという)10では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像をそれぞれ連続紙Pに順次転写し、重ね合わせるプリント部12Y、12M、12C、12Kが搬送方向上流側から順に配置されている。なお、YMCKを区別する必要がある場合は、符号の後にY、M、C、Kの何れかを付して説明し、YMCKを区別する必要が無い場合は、Y、M、C、Kを省略する。
プリント部12は、感光体ドラム20を備え、この感光体ドラム20の回りにはそれぞれ、感光体ドラム20の回転方向(図中矢印A方向)に順に転写ロール22、クリーニング装置26、帯電チャージャー28、LEDプリントヘッド30(以下、「LPH」という。なお、詳細は後述する。)、現像器24が配設されている。
帯電チャージャー28は、感光体ドラム20表面を帯電させ、LPH30は、感光体ドラム20表面をライン露光して潜像を形成する。そして、現像器24は、感光体ドラム20に形成された潜像上にトナーを付着させてトナー像を形成する。また、クリーニング装置26は、用紙Pに転写されずに感光体ドラム20表面に残留した未転写残留トナーを掻き落して除去する。
プリント部12Yの搬送方向上流側には、連続紙Pをプリント部12Yに搬送する用紙搬送部14が設けられている。用紙搬送部14から搬送された連続紙Pはプリント部12Yに搬送され、イエローのトナー像が転写される。そして、プリント部12Mでマゼンタのトナー像がイエローのトナー像の上に重ねて転写され、プリント部12Cでシアンのトナー像が連続紙Pのイエロー、マゼンタのトナー像の上に重ねて転写される。さらに、プリント部12Kでブラックのトナー像が連続紙Pのイエロー、マゼンタ、シアンのトナー像の上に重ねて転写される。
プリント部12Kの搬送方向下流側には、定着部16が設けられている。定着部16にプリント部12Y、12M、12C、12Kでイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が転写された連続紙Pが搬送される。そして、定着部16に設けられたフラッシュ定着装置32から発光されたフラッシュ光によって、連続紙P上のトナー像が加熱され、溶融する。これにより、連続紙Pにトナー像が定着する。トナー像が定着された連続紙Pは、排紙部18から排紙される構成となっている。
次に、LPH30の構成について説明する。LPH30は、図2に示すように、LEDアレイ34と、LEDアレイ34が搭載され、LEDアレイ34の駆動を制御する各種信号を供給するための回路(図示省略)とが形成されたプリント基板36と、ロッドスレンズアレイ(SLA)38を備えている。
プリント基板36は、LEDアレイ34を感光体ドラム20に対向させてSLAホルダー40内に配設されている。プリント基板36の裏面には、ハウジング41が配置され、このハウジング41を板バネ42で押圧することで、プリント基板36がSLAホルダー40に固定される。
LEDアレイ34は、図3に示すように、感光体ドラム20の軸線方向(主走査方向)に沿って複数のLED44が配列されて構成されたSLEDチップ46が、さらに複数個直列に配列して構成されており、感光体ドラム20(図2参照)の軸線方向に、所定の解像度で光ビームを照射することができるようになっている。
図1及び図4に示すように、定着部16から各色のLPH30K、30C、30M、30Yにかけて、温風吹付装置50のエアダクト54が延びている。エアダクト54の吸引口52は、定着部16の定着フレーム48に接続されており、LPH30の下方に向かってそれぞれ分岐ダクト56K、56C、56M、56Yが設けられている。
図5に示すように、分岐ダクト56の開口部58は、LPH30のプリント基板36側に向かって配置されており、LPH30の長手方向とほぼ同じ長さを有している。これにより、LPH30全域にエアーを吹き出すことができるようになっている。
図4に示すように、エアダクト54の吸引口52にはファン60が取り付けられており、図示しないモータによってファン60を回転させて、吸引口52から定着フレーム48内のエアーを吸引するようになっている。そして、この吸引した定着フレーム48内のエアーを、分岐ダクト56の開口部58からLPH30に向けて吹き出す構成となっている。つまり、定着部16で発生した高温のエアーが、温風吹付装置50によって、LPH30へ吹き付けられるようになっている。
図5に示すように、分岐ダクト56には、LPH30の長手方向と直交する方向に複数の仕切板62が設けられている。これにより、開口部58は、LPH30の長手方向に直交するように分割されて、複数の吹出口58Aが形成されている。そして、この吹出口58AからエアーがLPH30に向かってそれぞれ吹き出す構成となっている。
それぞれの吹出口58Aの奥には、シャッター64が設置されている。シャッター64は、吹出口58Aとほぼ同じ大きさの板材66と、板材66の一端に設けられた軸68とで構成されており、軸68が分岐ダクト56に回動可能に取り付けられている。これにより、板材66が軸68を中心として回動可能となっている。
分岐ダクト56に取り付けられた軸68は、分岐ダクト56の側壁56Aから突出しており、この突出した部分には、軸68と一体に回動する板片70が設けられている。板片70と側壁56Aの間には、コイルスプリング72が設けられている。コイルスプリング72の一端は板片70に係止され、他端は分岐ダクト56の側壁56Aに係止されている。これにより、板片70は、コイルスプリング72で矢印B方向と反対方向に付勢されている。
板片70には、ソレノイド74の可動鉄心76が当接している。ソレノイド74は、図示しない制御装置で駆動制御される。また、LPH30には、温度センサ80が設けられており、温度センサ80によってLPH30の温度が検出され、温度センサ80の温度情報に基づいて制御装置がソレノイド74をON、OFF制御する。
制御装置によってソレノイド74に通電されると、可動鉄心76が突出して板片70を矢印B方向に回動させるようになっている。これによって、板材66も板片70と同時に軸68を介して回動する。そして、図6(B)に示すように、吹出口58Aは開放された状態となり、吸引口52から吸引されたエアーが、吹出口58Aから吹き出されるようになっている
ソレノイド74への通電が停止されると、可動鉄心76が退避して、コイルスプリング72の付勢力によって板片70は矢印B方向と反対方向に回動し、板材66も同時に矢印B方向と反対方向に回動する。このとき、板材66は、分岐ダクト56内に設けられたストッパー78に係止される。これにより、板材66によって吹出口58Aが閉塞され、吸引口52から吸引されたエアーは、この吹出口58Aからは吹き出されなくなる。
ソレノイド74への通電が停止されると、可動鉄心76が退避して、コイルスプリング72の付勢力によって板片70は矢印B方向と反対方向に回動し、板材66も同時に矢印B方向と反対方向に回動する。このとき、板材66は、分岐ダクト56内に設けられたストッパー78に係止される。これにより、板材66によって吹出口58Aが閉塞され、吸引口52から吸引されたエアーは、この吹出口58Aからは吹き出されなくなる。
このようにして、板材66を回動させることで、吹出口58Aを開放又は閉止して、吹出口58Aからエアーを吹き出したり、エアーの吹き出しを停止することができるようになっている。
なお、LPH30には、吹出口58Aと同数の温度センサ80が配設されており、LPH30が所定の温度になったのを温度センサ80によって検知すると、吹出口58Aから吹き出していたエアーがストップするようになっている。これにより、温度が低い部分には長時間エアーが吹き付けられ、温度があまり低くない部分には、短時間エアーが吹き付けられるようになっている。そして、所定の温度に達すると、その部分に吹き付けられていたエアーの吹き出しがストップするので、LPH30は所定の温度以上に上昇することがない。
ここで、温風吹付装置50の動作について説明する。
LED44を発光させると、図7(A)に示すように、B部分のSLEDチップ46の温度が上昇し熱膨張する。これにより、B部分のSLEDチップ46の長さがH+αに熱膨張し、隣接するSLEDチップ46の長さと異なり、画像ズレが生じてしまう。そこで、図7(B)に示すように、熱膨張していない部分の温度を上昇させて、プリント基板36の全体を等温にし、熱膨張量を均一にすることで、SLEDチップ46の長さを均一にし、LED44間の間隔を均一にする必要がある。
このため、LPH30に設けた温度センサ80(図5参照)によって、温度が上昇した箇所が特定されると、図6(B)に示すように、温度が上昇していない箇所に対応する分岐ダクト56の吹出口58Aに設けられたシャッター64が開放される。そして、温度が上昇していない部分のLPH30に向かって、定着部16で発生した高温のエアーが吹き出される。これにより、温度が上昇していない部分のLPH30の温度が上昇する。
そして、LPH30の温度が、一番温度が高い部分の温度まで上昇したのが温度センサ80で検出されると、開放していたシャッター64が閉塞する。これにより、吹出口58Aから吹き出されていたエアーが停止する。
このように、LED44の発熱によって温度が上昇したLPH30に合わせて、温度が上昇していない他の部分のLPH30の温度を上昇させて全体に渡って温度を一定にすることで、図7(B)に示すように、LPH30全体の熱膨張量を均一にすることができ、主走査方向の色ズレを防ぐことができる。
また、定着部16で用紙に未定着像を定着させる際に発生する高温のエアーを、温風吹付装置50でLPH30に吹付けることで、定着部16で発生する熱を有効利用できるので、節電効果に繋がる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分についての説明は割愛する。
プリント基板36(図2参照)に熱伝導率の高い部材が用いられている場合には、LED44が発光したときに、プリント基板36全体に熱が伝導して、全体的に熱膨張する。
例えば、図8(A)に示すように、マゼンタのLPH30MのLED44M(図3参照)の露光量が他の色に比べて大きい場合、マゼンタのLPH30Mが、イエローのLPH30Y、シアンのLPH30C、ブラックのLPH30Kよりも熱膨張量が大きくなり、全長がH+αとなる。
そこで、LPH30Y、LPH30C、LPH30Kの全体に、温風吹付装置50で高温のエアーを吹付ける。これにより、図8(B)に示すように、LPH30Y、LPH30C、LPH30Kの温度が上昇して、熱膨張量がLPH30Mの熱膨張量と等しくなる。すなわち、LPH30Y、LPH30M、LPH30C、LPH30Kの伸び量が等しくなる。従って、色ズレが発生するのを防止できる。
なお、本実施形態では、LPH30に温度センサ80を設置して、温度情報によって吹出口58Aからエアーを吹き出す構成としたが、画像形成モードによってLED44の露光量が決定されるので、この情報に基づいてエアーを吹き出す吹出口58Aを選択する構成とすることもできる。
また、フラッシュランプによりトナー像を加熱するフラッシュ定着装置32を例にとって説明したが、加熱ローラ及び加圧ローラでトナー像を定着する定着装置が搭載された画像形成装置にも、本発明を適用することができる。
さらに、定着部16で発生する高温のエアーを、温風吹付装置50でLPH30に吹き出す構成としたが、ヒーターなどの熱源をカラーレーザープリンタ10内に設置して、この熱源で高温のエアーを発生させてLPH30に吹き出す構成としてもよい。
また、LPH30に高温のエアーを吹き付けてLPH30の熱膨張量を均一にする構成としたが、LPH30の熱膨張量が高い部分に冷風を吹き付けて、熱膨張量を下げることで、LPH30の熱膨張量を均一にしてもよい。
10 カラーレーザープリンタ(画像形成装置)
20 感光体ドラム(感光体)
30 LPH
32 フラッシュ定着装置(定着装置)
44 LED(発光素子)
50 温風吹付装置(エアー吹付装置)
58 開口部
80 温度センサ
20 感光体ドラム(感光体)
30 LPH
32 フラッシュ定着装置(定着装置)
44 LED(発光素子)
50 温風吹付装置(エアー吹付装置)
58 開口部
80 温度センサ
Claims (7)
- 感光体の表面を複数の発光素子で露光する記録ヘッドを有する画像形成装置において、
前記記録ヘッドにエアーを吹き付け、前記記録ヘッドを全長に渡って等温とするエアー吹付装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記エアー吹付装置は、該記録媒体にトナー像を定着させる定着装置から発生する熱を温風として吹き付けることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記エアー吹付装置は、前記発光素子が露光していない部分に温風を吹き付けることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記エアー吹付装置は、前記記録ヘッドにエアーを吹き付ける開口部が、前記記録ヘッドの長さに方向に沿って複数形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像形成装置は、感光体と記録ヘッドとを複数個備えたタンデム方式であり、前記エアー吹付装置は前記記録ヘッドにエアーを吹き付け、各記録ヘッドの露光幅を一定とすることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記エアー吹付装置は、前記記録ヘッドの露光量によって風量を制御されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記記録ヘッドには、該記録ヘッドの長さ方向に沿って温度センサが設置されており、該温度センサからの信号に基づき、前記エアー吹付装置の風量が制御されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009214396A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Ricoh Co Ltd | 光書込みヘッドおよび画像形成装置 |
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2004
- 2004-09-14 JP JP2004266591A patent/JP2006082249A/ja active Pending
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