JP2010197842A - 画素信号生成方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】主走査単位で発生する同期ズレがあったとしても、そのズレが自動的に修正されるようにする。
【解決手段】画素信号F_VDを生成するとき、レーザビームの主走査方向の始端を示すビーム検出信号BDと前記画素クロックに基づき第1ライン同期信号LSYNCを生成し、第1ライン同期信号に基づいたタイミングで生成されるダミー画素データ3F(h)を取り込み、該ダミー画素データに応じて前記画素クロックに同期したダミー画素信号DUMMYを生成し、前記ビーム検出信号の発生から前記ダミー画素信号の発生までの時間を測定し、前記第1ライン同期信号に基づいて、正常、1ドット前ズレ、1ドット後ズレを含む前記第2ライン同期信号の候補LSYNC1〜3を生成し、該測定した時間に応じて、前記生成した候補のうちから1つを前記第2ライン同期信号F_LSYNCとして選択し、前記外部回路に出力する。
【選択図】図1
【解決手段】画素信号F_VDを生成するとき、レーザビームの主走査方向の始端を示すビーム検出信号BDと前記画素クロックに基づき第1ライン同期信号LSYNCを生成し、第1ライン同期信号に基づいたタイミングで生成されるダミー画素データ3F(h)を取り込み、該ダミー画素データに応じて前記画素クロックに同期したダミー画素信号DUMMYを生成し、前記ビーム検出信号の発生から前記ダミー画素信号の発生までの時間を測定し、前記第1ライン同期信号に基づいて、正常、1ドット前ズレ、1ドット後ズレを含む前記第2ライン同期信号の候補LSYNC1〜3を生成し、該測定した時間に応じて、前記生成した候補のうちから1つを前記第2ライン同期信号F_LSYNCとして選択し、前記外部回路に出力する。
【選択図】図1
Description
本発明は、第1ライン同期信号をタイミング調整した第2ライン同期信号に基づいたタイミングで各画素の階調を表す画像データを生成する外部回路から、該画像データを取り込み、該画像データに応じて画素クロックに同期した画素信号を生成する画素信号生成方法および装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置(レーザプリンタ等)では、所定の周速度で回転している感光体ドラムの表面の軸方向に、ビーム走査機構により入力画像データに応じて変調されたレーザビームを走査して、その感光体ドラム上に静電潜像を形成し、その後に現像装置でその静電潜像にトナーを供給することで現像を行い、現像されたトナー像を転送ベルト上を搬送される用紙に転写し、該転写した像を熱定着することで、該用紙に前記入力画像データに応じた像を形成している。
フルカラー方式の画像形成装置は、上記したビーム走査機構と感光体ドラムと現像装置からなる画像形成部が、例えばイエロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用のように複数組設けられ、転送ベルト上を搬送される用紙に、各画像形成部で形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を順次転写して重ね合わせることにより、フルカラー画像が形成される。ところが、上記したビーム走査機構による主走査方向の走査に同期ズレが発生すると、色ズレが生じて、形成されるフルカラー画像の品質が著しく低下してしまう。
そこで、従来では、製品出荷時にテストを行って、必要に応じて必要な箇所を調整/改修している。また、プリントアウトする直前に、テストパターンを形成して搬送ベルトに転写させ、このテストパターンを読み取ることで主走査方向の同期ズレを検出し、その走査の画素クロックを変化させ、同期ズレを修正することが行われていた(特許文献1参照)。
特開2006−313251号公報
ところが、製品出荷時に個々に調整/改修することは煩雑である。また、テストパターンを使用する方法は、再現性のある同期ズレには対応できるが、ごくまれに発生する同期ズレ、つまり主走査単位で発生する不定期な同期ズレには対応することができない。
本発明の目的は、主走査単位で発生する同期ズレがあったとしても、そのズレが自動的に修正されるようにして、上記した問題を解決した画素信号生成方法および装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、第2ライン同期信号に基づいたタイミングで各画素の階調を表す画像データを生成する外部回路から、該画像データを取り込み、該画像データに応じて画素クロックに同期した画素信号を生成する画素信号生成方法において、レーザビームの主走査方向の始端を示すビーム検出信号と前記画素クロックに基づき第1ライン同期信号を生成し、該第1ライン同期信号に基づいたタイミングで生成されるダミー画素データを取り込み、該ダミー画素データに応じて前記画素クロックに同期したダミー画素信号を生成し、前記ビーム検出信号の発生から前記ダミー画素信号の発生までの時間を測定し、前記第1ライン同期信号に基づいて、少なくとも正常、1ドット前ズレ、1ドット後ズレを含む前記第2ライン同期信号の候補を生成し、該測定した時間に応じて、前記生成した候補のうちから1つを前記第2ライン同期信号として選択し、前記外部回路に出力することを特徴とする。
請求項2にかかる発明は、請求項1記載の画素信号生成方法において、前記画像データの取り込みおよび画素信号の生成と、前記ダミー画像データの取り込みおよびダミー画素信号の生成とを、同一の画素信号生成部を用いて行うことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、第2ライン同期信号に基づいたタイミングで各画素の階調を表す画像データを生成する外部回路から、該画素データを取り込み、該画素データに応じて画素クロックに同期した画素信号を生成する画素信号生成部を備えた画素信号生成装置において、レーザビームの主走査方向の始端を示すビーム検出信号と前記画素クロックに基づき第1ライン同期信号を生成する第1ライン同期信号生成部と、前記第1ライン同期信号に基づいたタイミングで生成されるダミー画素データを取り込み、該ダミー画素データに応じて前記画素クロックに同期したダミー画素信号を生成するダミー画素信号生成部と、前記ビーム検出信号の発生から前記ダミー画素信号の発生までの時間を測定し、該測定した時間に応じて選択信号を出力する制御部と、前記第1ライン同期信号に基づいて、少なくとも正常、1ドット前ズレ、1ドット後ズレを含む前記第2ライン同期信号の候補を生成し、そのうちの1つを前記選択信号に応じて前記第2ライン同期信号として選択し、前記外部回路に出力する第2ライン同期信号生成部とを具備することを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項3記載の画素信号生成装置において、前記画素信号生成部と前記ダミー画素信号生成部とが同一であることを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項3または4に記載の画像信号生成装置において、前記第2ライン同期信号生成部は、前記選択信号の他に、外部入力する別の選択信号に応じて前記第2ライン同期信号を選択することを特徴とする。
本発明によれば、主走査方向の各ラインごとに同期ズレを補正することができる。このため、1枚の画像形成ごとに同期ズレを修正する従来方式に比べて、極めて高精度な同期ズレ補正を実現でき、より精度の高い画像を書き込むことができる。
本発明は、主走査方向のラインごとに、1個のダミー画素信号を生成し、ビーム検出信号とこのダミー画素信号との間の時間を測定し、その測定結果に基づいて、予め用意しておいた複数の第2ライン同期信号の候補から1つを選択し、該選択した第2ライン同期信号に基づいて画像データの取り込みを行う。
図1は本発明の1つの実施例の画素信号生成装置の回路構成を示すブロック図である。10はLD制御回路であり、走査されるレーザビームを走査始端に設けたセンサで検出したビーム検出信号BDと画素クロックVCLKと各画素の階調を表す画像データWIDTH[5:0]を入力して、第1ライン同期信号LSYNCと画素信号VDを生成する。20はダミー生成部であり、第1ライン同期信号LSYNCの出力から画素信号VDが出力するまでのブランク期間において、ダミー画素信号DUMMYを生成する。ここでは、LD制御回路10から出力する画素信号VDをマスク信号TEST_ONHによりゲーティングすることで、ダミー画素信号DUMMYとして、または本来の画素信号F_VDとして出力する。30は制御部であり、ビーム検出信号BDの発生タイミングからダミー画素信号DUMMYの生成タイミングまでの時間を測定し、その測定時間の長短に応じて、複数の第2ライン同期信号の内の1つを選択するための選択信号SEL[1:0]を生成する。40は第2ライン同期信号生成部であり、制御部30で生成された選択信号SEL[1:0]に応じて、3種類のライン同期信号LSYNC1、LSYNC2、LSYNC3の内から、1つを選択し、これを第2ライン同期信号F_LSYNCとして出力する。以下、詳しく説明する。なお、以下では説明の都合上、「1」、「0」と「H」、「L」を使い分けているが、「1」=「H」、「0」=「L」である。
LD制御回路10は、ビーム検出信号BDを入力すると、BD検出部11において、そのビーム検出信号BDの↓エッジを検出し、検出したことをLSYNC生成部12に知らせる。このとき、ビーム検出信号BDを検出する精度を高めるために、位相差クロック生成部13から画素クロックVCLKと位相が順次異なる4段のクロックをBD検出部11に入力する。LSYNC生成部12では、この結果を受けて、第1ライン同期信号LSYNCをアサートする。
ここで、従来では、外部回路が、この第1ライン同期信号LSYNCを認識すると、第1ライン同期信号LSYNCに基づいたタイミングで画素クロックVCLKに同期した画像データWIDTH[5:0]を生成する。VD生成部14では、この画像データWIDTH[5:0]に応じた画素信号VDを生成する。具体的には、レーザビームのパルス幅を制御する画素信号VDが生成される。これにより、各画素の階調が制御される。
ところが、上記のようにして処理を行う過程で、ごく稀ではあるが、ライン単位で同期ズレが発生する場合がある。すなわち、ビーム検出信号BDとライン同期信号LSYNCとが同期関係に無いことに起因して、図6に示すように、VD生成部14で生成される画素信号VDが、画素クロックVCLKに対して、1ドット(クロック)分だけ前にズレたり、後にズレたりすることがある。そこで、本実施例では、第1ライン同期信号LSYNCをそのまま外部回路に入力させず、画素信号VDのズレに応じてそのタイミングを調整した第2ライン同期信号F_LSYNCを、外部回路に入力させる。
ダミー生成部20では、LD制御回路10から第1ライン同期信号LSYNCが入力していないときは、画素クロックVCLKによってFF回路21の反転Q出力が「1」となり、セレクタ22が外部入力する画像データWIDTH[5:0]を選択する。しかし、第1ライン同期信号LSYNCが入力しているときは、FF回路21の反転Q出力が「0」となり、セレクタ22が「3F(h)」のダミー画像データを選択し、LD制御回路10のVD生成部14に入力させる。(h)は16進数を示す。これによりVD生成部14は、画像データWIDTH[5:0]あるいはダミー画像データ「3F(h)」に応じた画素信号VDを生成する。ダミー画像データ「3F(h)」の場合の画素信号VDは、1ドット(画素)期間が全部Hレベルとなる。ゲート回路23は、通常動作時はマスク信号TEST_ONHが「0」に設定されることにより、画素信号VDを本来の画素信号F_VDとして出力するが、マスク信号TEST_ONHが「1」に設定されているときは、画素信号VDをダミー画素信号DUMMYとして出力する。
制御部30では、より正確にビーム検出信号BDの発生タイミングからダミー画素信号DUMMYの生成タイミングまでの時間を測定するために、画素クロックVCLKよりも高速のクロック4×VCLKをPLL回路31で生成して用いる。ここでは、ビーム検出信号BDの↓エッジから、ビーム検出信号先端検出回路32により信号BD_STを生成する。また、ダミー画素信号DUMMYを1×VCLK遅延させた信号の↓エッジからダミー画素信号後端検出回路33により信号DUM_EDを生成する。さらに、ダミー画素信号DUMMYの↑エッジからダミー画素信号先端検出回路34により信号DUM_STを生成する。そして、信号BD_STと信号DUM_EDをJKFF回路35に入力して、信号BD_STの↑エッジから信号DUM_EDの↑エッジまで「1」となるマスク信号TEST_ONHを生成する。また、信号BD_STと信号DUM_STをJKFF回路36に入力して、信号BD_STの↑エッジから信号DUM_STの↑エッジまで「1」となるカウンタ37のイネーブル信号CEを生成する。
カウンタ37は、このイネーブル信号CEが「1」の期間中、PLL回路31の出力クロック4×VCLKをカウントアップし、これによりビーム検出信号BDの発生からダミー画素信号DUMMYの生成まで間の時間を測定する。図2はそのカウンタ37の真理値を示すもので、端子RSTL,ENH,CLK(=VCLK)の状態によって、出力Q[4:0]の値が決まる。RSTL=「H」,ENH=「H」のときに、クロック4×VCLKの↑エッジタイミングでカウントアップする。カウンタの出力Q[4:0]の値は、ダミー画素信号DUMMYの発生タイミング(DUMMY位置)に応じて、図3に示すような値を出力する。1ドット(クロック)前ズレでは18〜20(d)、正常(ズレ無し)では22〜24(d)、1ドット後ズレでは26〜28(d)である。(d)は10進数を示す。このカウンタ37のカウント値は比較器38に入力される。
比較器38は、カウンタ37の出力Q[4:0]の値を入力して、予め設定した値D0〜D3の値と比較する。
D0=18(d)
D1=20(d)
D2=24(d)
D3=28(d)
である。
D0=18(d)
D1=20(d)
D2=24(d)
D3=28(d)
である。
図4はその比較器38の真理値であり、入力値Aが18(d)≦A≦20(d)のときは、選択信号SEL[1:0]=「00」でダミー画素信号DUMMYが1ドット前ズレのときである。20(d)<A≦24(d)のときは、選択信号SEL[1:0]=「01」でダミー画素信号DUMMYが正常のときである。24(d)<A≦28(d)のときは、選択信号SEL[1:0]=「10」でダミー画素信号DUMMYが1ドット後ズレのときである。A<18(d)のときは選択信号SEL[1:0]=「00」、28(d)<Aのときは選択信号SEL[1:0]=「11」であるが、エラー信号ERRHが「1」になり、本画像書込装置の動作を停止させる。
第2ライン同期信号生成部40は、ダミー画素信号DUMMYが「H」のときに、画素クロックVCLKにより、比較器38から入力する選択信号SEL[1:0]をFFモジュール41に取り込み、セレクタ42を経由してセレクタ43に入力する。これにより、セレクタ43は主走査方向の1ラインごとに、選択状態が更新される。図5にFFモジュール41の真理値を示した。44はレジスタであり、LD制御回路10で生成された第1ライン同期信号LSYNCを取り込み、画素クロックVCLKを6個分遅延したLCYNC1、7個分遅延したLCYNC2、8個分遅延したLCYNC3を生成してセレクタ43に入力する。このセレクタ43では、SEL[1:0]=「00」のときLCYNC3を、SEL[1:0]=「01」のときLCYNC2を、SEL[1:0]=「10」のときLCYNC1を、それぞれ選択し、第2ライン同期信号F_LSYNCとして出力する。
外部回路では、この第2ライン同期信号F_LSYNCに基づいたタイミングで画像データWIDTH[5:0]を生成する。具体的には、外部回路では、第2ライン同期信号F_LSYNCを認識すると、次回以降の画素クロックVCLKの↑エッジに同期して、画像データWIDTH[5:0]を生成する。そして、この画像データWIDTH[5:0]に応じてVD生成部14が画素信号VDを生成する。このとき、同一のVD生成部14が、ダミー画像データ3F(h)の取り込みおよびダミー画素信号DUMMYの生成と、画像データWIDTH[5:0]の取り込みおよび画素信号VDの生成とを行う。従って、ダミー画像データ3F(h)を取り込んでからダミー画素信号DUMMYが出力するまでの時間と、最初の画素データD0を取り込んでからそれに応じた画素信号VDが出力するまでの時間は、同じである。しかし、ダミー画素での取り込みタイミングおよびダミー画素信号の生成と、画像データの取り込みおよび画素信号の生成とを、同一のVD生成部で行うことは必須ではなく、画像データの取り込みから対応する画素信号の生成までの時間の同一性が保証さるのであれば、それぞれに異なるVD生成部を利用することも可能である。
図7に正常動作時のタイムチャート、図8に1ドット前ズレ時の動作のタイムチャート、図9に1ドット後ズレ時の動作のタイムチャートを示した。いずれでも、ビーム検出信号BDが発生してから最初の画像データD0に応じた画素信号が生成するまでの期間は、一定「(12+3/4)×Tc」となり、各ラインにおいて、主走査方向のドット位置がズレることはない。Tcは画素クロックVCLKの周期である。
なお、外部入力モードEX_MODE_ONHを「1」にしたときは、セレクタ42が外部入力選択信号EX_SEL[1:0]を選択するので、その外部入力選択信号EX_SEL[1:0]によってセレクタ43でライン同期信号LSYNC1,LCYNC2,LCYNC3の内から任意の信号を選択して、第2ライン同期信号F_LCYNCとすることができる。つまり、外部からビーム検出信号BDに対する画素信号VDのタイミングを積極的に調整することができる。
また、以上の同期ズレ補正の動作は、制御部30に入力するテスト信号DMTEST_ENHを「1」にした場合であるが、これを「0」にしておけば、ビーム検出信号先端検出回路32の信号BD_STが「1」を保持し、制御部30は動作せず、同期ズレの補正は行われない。よって、初期化によって、FFモジュール41の出力[1:0]が「01(b)」となるようにしておけば、同期ズレ補正が行われないときは、セレクタ43からは正常を示すLSYNC2が第2ライン同期信号F_LSYNCとして出力する。
また、以上ではライン同期信号LSYNCが正常に出力されているにも拘わらず画素信号VDが1ドット分ズレる場合が発生することを想定しているが、第1ライン同期信号LSYNCそのものがズレている場合でも同様に修正することができる。
また、PLL回路31で発生させる高速クロック4×VCLKは、位相差クロック生成部13で生成させるクロックに使用してもよく、また画素クロックVCLKは高速クロック4×VCLKを分周して作成してもよい。この高速クロック4×VCLKは8×、16×、・・・のような逓倍クロックとしてもよい。また、ビーム検出信号BDの有効エッジを↓エッジとしたが、↑エッジを利用していもよい。
さらに、以上では±1ドットのズレまでを検出して補正する構成とし、第2ライン同期信号F_LSYNCとして選択されるライン同期信号の数を正常の場合(LSYNC2)の他に2個(LSYNC1,LSYNC3)増加させたが、回路を拡張して±Nドット(N:2以上の整数)までのズレを検出し補正する構成に発展させることもできる。この場合は、±Nドットのズレの検出に応じて、第2ライン同期信号F_LSYNCとして選択されるライン同期信号の数を、正常の場合の他に前ズレ用にN個、後ズレ用にN個だけ増やせばよい。
10:LD制御回路、11:BD検出部、12:LSYNC生成部、13:位相差クロック生成部
20:ダミー生成部、21:FF回路、22:セレクタ、23:ゲート回路
30:制御部、31:PLL回路、32:ビーム検出信号先端検出回路、33:ダミー画素信号後端検出回路、34:ダミー画素信号先端検出回路、35、36:JKFF回路、37:カウンタ、38:比較器
40:第2ライン同期信号生成部、41:FFモジュール、42:セレクタ、43:セレクタ、44:レジスタ
20:ダミー生成部、21:FF回路、22:セレクタ、23:ゲート回路
30:制御部、31:PLL回路、32:ビーム検出信号先端検出回路、33:ダミー画素信号後端検出回路、34:ダミー画素信号先端検出回路、35、36:JKFF回路、37:カウンタ、38:比較器
40:第2ライン同期信号生成部、41:FFモジュール、42:セレクタ、43:セレクタ、44:レジスタ
Claims (5)
- 第2ライン同期信号に基づいたタイミングで各画素の階調を表す画像データを生成する外部回路から、該画像データを取り込み、該画像データに応じて画素クロックに同期した画素信号を生成する画素信号生成方法において、
レーザビームの主走査方向の始端を示すビーム検出信号と前記画素クロックに基づき第1ライン同期信号を生成し、該第1ライン同期信号に基づいたタイミングで生成されるダミー画素データを取り込み、該ダミー画素データに応じて前記画素クロックに同期したダミー画素信号を生成し、
前記ビーム検出信号の発生から前記ダミー画素信号の発生までの時間を測定し、
前記第1ライン同期信号に基づいて、少なくとも正常、1ドット前ズレ、1ドット後ズレを含む前記第2ライン同期信号の候補を生成し、
該測定した時間に応じて、前記生成した候補のうちから1つを前記第2ライン同期信号として選択し、前記外部回路に出力することを特徴とする画素信号生成方法。 - 前記画像データの取り込みおよび画素信号の生成と、前記ダミー画像データの取り込みおよびダミー画素信号の生成とを、同一の画素信号生成部を用いて行うことを特徴とする請求項1記載の画素信号生成方法。
- 第2ライン同期信号に基づいたタイミングで各画素の階調を表す画像データを生成する外部回路から、該画素データを取り込み、該画素データに応じて画素クロックに同期した画素信号を生成する画素信号生成部を備えた画素信号生成装置において、
レーザビームの主走査方向の始端を示すビーム検出信号と前記画素クロックに基づき第1ライン同期信号を生成する第1ライン同期信号生成部と、
前記第1ライン同期信号に基づいたタイミングで生成されるダミー画素データを取り込み、該ダミー画素データに応じて前記画素クロックに同期したダミー画素信号を生成するダミー画素信号生成部と、
前記ビーム検出信号の発生から前記ダミー画素信号の発生までの時間を測定し、該測定した時間に応じて選択信号を出力する制御部と、
前記第1ライン同期信号に基づいて、少なくとも正常、1ドット前ズレ、1ドット後ズレを含む前記第2ライン同期信号の候補を生成し、そのうちの1つを前記選択信号に応じて前記第2ライン同期信号として選択し、前記外部回路に出力する第2ライン同期信号生成部とを具備することを特徴とする画素信号生成装置。 - 前記画素信号生成部と前記ダミー画素信号生成部とが同一であることを特徴とする請求項3記載の画素信号生成装置。
- 前記第2ライン同期信号生成部は、前記選択信号の他に、外部入力する別の選択信号に応じて前記第2ライン同期信号を選択することを特徴とする請求項3または4に記載の画像信号生成装置。
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JP2009044233A JP2010197842A (ja) | 2009-02-26 | 2009-02-26 | 画素信号生成方法および装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112514360A (zh) * | 2018-08-07 | 2021-03-16 | 奥林巴斯株式会社 | 图像处理装置 |
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- 2009-02-26 JP JP2009044233A patent/JP2010197842A/ja not_active Withdrawn
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