JP2011197188A - 光書込装置、光書込方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

光書込装置、光書込方法、プログラムおよび記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】簡略化された装置構成を有する光書込装置、当該光書込装置が実行する光書込方法、プログラムおよび記録媒体を提供すること。
【解決手段】本発明の光書込装置は、画像データに応じて光ビームを出力する複数の発光手段と、光ビームを受光して潜像画像が形成される画像担持体と、偏向手段によって周期的に走査される光ビームを検出して検出信号を生成する光ビーム検出手段と、画像担持体に潜像画像を形成させるべく、検出信号に基づいて発光手段による画像データの出力タイミングを指示する手段とを含み、光ビーム検出手段は、1の偏向手段によって偏向された1の発光手段からの光ビームを検出して検出信号を生成し、出力タイミングを指示する手段は、他の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、光書込装置に関し、より詳細には、1の同期検知センサで構成され簡略化された装置構成を有する光書込装置、光書込方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
従来、レーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置では、画像データの書込みを光ビームの走査によって行っている。この方式では、書込むべき画像データによって発光源の点灯を制御し、その光ビームをポリゴンミラー等によって反射させ、副走査方向に回転移動する感光体に走査して、画像データの書込みを行う。
このとき、感光体上に画像データの書込み位置は、各走査ラインで一定にする必要がある。このため、感光体を照射する直前の光ビームを検出する同期検知センサを使用して、ポリゴンミラーによって走査される光ビームを検知し、同期検知センサが発生させる同期検知信号を基準として発光源の点灯タイミングを指示し、画像データの書込みが一定位置で開始するよう制御する。
このような光書込技術として、特許文献1は、1の同期検知センサと、当該同期検知センサに光ビームを集光させる複数のミラーとを備え、発光源からの各光ビームが互いに回転ポリゴンミラーの異なる位置で反射した後、同期検知センサに達するように各光ビームを伝達させる光書込装置を開示する。
しかしながら、特許文献1が開示する装置は、複数の発光源からの光ビームを1の同期検知センサに集光させるため、発光源と同数の反射ミラーを備える必要があり、部品数が多く装置構成が複雑となり、部品組み立ての簡素化や低コスト化が充分に為し得ないという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、簡略化された装置構成を有する光書込装置、当該光書込装置が実行する光書込方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の光書込装置は、画像データに応じて光ビームを出力する複数の発光手段と、光ビームを受光して潜像画像が形成される画像担持体と、偏向手段によって周期的に走査される光ビームを検出して検出信号を生成する光ビーム検出手段と、画像担持体に潜像画像を形成させるべく、検出信号に基づいて発光手段による画像データの出力タイミングを指示する手段とを含み、光ビーム検出手段は、1の偏向手段によって偏向された1の発光手段からの光ビームを検出して検出信号を生成し、出力タイミングを指示する手段は、他の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する。これにより、本発明の光書込装置は、1の同期検知センサで構成され、簡略化された装置構成を提供することができる。
さらに、本発明は、簡略化された装置構成を有する光書込装置が実行する光書込方法、プログラムおよび記録媒体を提供する。
本実施形態の画像形成装置の構成を示す図。 本実施形態の光書込装置110aの構成を示す図。 本実施形態の光書込装置の発光源から画像データを出力するタイミングを示す図。 他の実施形態の光書込装置の発光源から画像データを出力するタイミングを示す図。
以下、本発明について実施形態をもって説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図1は、本実施形態の画像形成装置100を示す図である。図1に示す画像形成装置100は、2つの光書込装置110a、110bを備えており、発光源(図示せず)が照射する4色成分(イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk))の光ビームをポリゴンミラー112a、112bおよびミラー114a、114bで偏向して、それぞれ画像担持体120Y、120M、120C、120Bkに走査し、画像の書込みを行う。
画像担持体120Y、120M、120C、120Bkは、発光源の光ビームによって画像が書き込まれる記録媒体である感光体である。画像担持体120Y、120M、120C、120Bkは、コロナ帯電器等の帯電デバイス122Y、122M、122C、122Bkによって電荷が付与され、発光源の光ビームにより露光されて画像部に電荷を残した静電潜像が形成される。そして、画像担持体120Y、120M、120C、120Bkは、現像器124Y、124M、124C、124Bkによって静電潜像にトナーが付着させて可視像が生成され、転写器126Y、126M、126C、126Bkによりそのトナー像を記録紙132に転写する。さらに、画像担持体120Y、120M、120C、120Bkは、除電器128Y、128M、128C、128Bkにより潜像電荷が除電され、クリーナ130Y、130M、130C、130Bkによって残留トナーが除去される。本実施形態では、ドラム式の感光体が使用され、感光体ドラムが回転することにより、上述した一連のプロセスが繰り返し行われ、連続的な印字を可能としている。
図2は、本実施形態の光書込装置110aの機能構成200を示す図である。なお、光書込装置110bは、光書込装置110aと同様の構成を有するため、以下、説明を省略する。
光書込装置110aは、発光源210a、210bと、ポリゴンミラー212と、同期検知センサ214と、同期検知センサ用反射ミラー216と、画像担持体用反射ミラー218a、218bとを含んで構成されている。
発光源210aは、レーザダイオード(以下、単にLDとして参照する。)等の発光手段であり、ポリゴンミラー212により光ビームを第1走査側(L側)の反射ミラー218aに反射させ、第1走査側の帯電した画像担持体を露光して潜像を形成する。発光源210bは、LD等の発光源であり、ポリゴンミラー212により光ビームを第2走査側(R側)の反射ミラー218bに反射させ、第2走査側の帯電した画像担持体を露光して潜像を形成する。
ポリゴンミラー212は、発光源210a、210bが照射する光ビームを反射する偏向手段である。本実施形態では、偏向手段として多角形の回転式ミラーを採用しており、ポリゴンミラー212が一定速度で回転することにより、ポリゴンミラーの各面に照射された光ビームを偏向させて、同期検知センサ214および画像担持体に照射する。なお、本実施形態では六角形の回転式ミラーを使用するが、他の実施形態では、任意の多角形状の回転ミラーを採用することができる。
同期検知センサ214は、ポリゴンミラー212によって周期的に走査される光ビームを検出する光ビーム検出手段であり、画像担持体に対する画像データの書込みタイミングを制御する検出信号(以下、同期検知信号として参照する。)を生成するセンサである。同期検知センサ214は、ポリゴンミラー212が回転することによって主走査方向に走査される発光源210aの光ビームを検出して同期検知信号を生成し、この同期検知信号により、発光源210a、210bによる画像データの出力タイミングが指示され、画像担持体の一定のタイミングで画像が書き込まれる。本実施形態では、1の同期検知センサにより、2の発光源による画像データの出力タイミングを制御することができる。
同期検知センサ用反射ミラー216は、ポリゴンミラー212によって反射された発光源210aの光ビームを反射して、同期検知センサ214に照射する偏向手段である。本実施形態の光書込装置は、1の同期検知センサ用反射ミラーで構成されており、反射ミラー数を低減することにより、光書込装置装置の簡略化および縮小化が図られている。
画像担持体用反射ミラー218a、218bは、ポリゴンミラー212によって反射された発光源210a、210bの光ビームを反射して、画像担持体に照射する偏向手段である。本実施形態の光書込装置は、1の画像担持体に対応する1の反射ミラーで構成されており、反射ミラー数を低減することにより、光書込装置装置の簡略化および縮小化が図られている。
図3は、本実施形態の光書込装置110aの発光源210aおよび210bから画像データを出力するタイミングを示す図である。以下、図3を参照して、本実施形態の主走査カウンタ320、330、340および選択カウンタ350を用いた発光源による画像データの出力タイミングついて説明する。
主走査カウンタ320、330、340および選択カウンタ350は、同期検知信号に基づいて発光源による画像データの出力タイミングを指示し、潜像画像を画像担持体に形成させる手段であり、同期検知信号を基準に動作するカウンタとして構成される。主走査カウンタ320、330、340は、それぞれ第1走査側の発光手段および第2走査側の発光手段による画像データの出力タイミングを指示するカウンタである。選択カウンタ350は、第1走査側または第2走査側の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する走査カウンタを指定するカウンタである。本実施形態の主走査カウンタ320、330、340は、画素クロック周波数またはそれ以上の周波数クロックによってカウントアップされる。なお、本実施形態では、主走査カウンタ320、330、340は、それぞれ同じクロック周波数でカウントアップする。
本実施形態では、選択カウンタ350は、同期検知センサ214が発生する同期検知信号によってカウントアップする。本実施形態では、選択カウンタ350の初期値は「0」であり、その最大値は「2」である。選択カウンタ350は、同期検知信号によってカウンタ値を「0」から順次増加させ、カウンタ値が最大値である「2」に達すると、再びカウンタ値を「0」にする。
主走査カウンタ320は、選択カウンタ350の値が「0」となるときに、同期検知信号によってカウンタクリアにされる。主走査カウンタ330は、選択カウンタ350の値が「1」となるときに、同期検知信号によってカウンタクリアにされる。主走査カウンタ340は、選択カウンタ350の値が「2」となるときに、同期検知信号によってカウンタクリアにされる。
図3の実施形態では、第1走査側の発光源による画像データの出力タイミングは、選択カウンタ350の値が「0」のときは、主走査カウンタ320によって制御され、選択カウンタ350の値が「1」のときは、主走査カウンタ330によって制御され、選択カウンタ350の値が「2」のときは、主走査カウンタ340によって制御される。一方、第2走査側の発光源による画像データの出力タイミングは、選択カウンタ350の値が「0」のときは、主走査カウンタ330によって制御され、選択カウンタ350の値が「1」のときは、主走査カウンタ340によって制御され、選択カウンタ350の値が「2」のときは、主走査カウンタ320によって制御される。
本実施形態の光書込装置は、六角形状のポリゴンミラーを使用しているため、第1走査側の画像担持体に対する走査に使用されたポリゴンミラー212の特定の面によって、第2走査側の画像担持体に対する走査が終了するまでの間に、同期検知センサ214は、2つの同期検知信号を発生させる。このため、本実施形態の選択カウンタは、ポリゴンミラーの反射面(図2の1〜6が示す面)の数の半数に相当する3つのカウンタ値(「0」〜「2」)を取るように構成されているが、他の実施形態では、選択カウンタのカウンタ値としてポリゴンミラーの形状に適したカウンタ数を採用するのが好適である。
印刷処理時には、ポリゴンミラー212が回転するととともに発光源210aが点灯し、ポリゴンミラー212によって反射した発光源210aの光ビームが同期検知センサ214に入射して、同期検知信号311を発生させる。選択カウンタ350は、同期検知信号311の発生タイミングよりも充分に長い一定の期間が経過後に、同期検知信号311を検知するとカウンタ値を初期化し、主走査カウンタ320がクリアされる。
次いで、同期検知センサ214によって次の同期検知信号312が発生すると、選択カウンタ350のカウンタ値は「1」となり、主走査カウンタ330がクリアされる。次いで、同期検知センサ214によって次の同期検知信号313が発生すると、選択カウンタ350のカウンタ値は「2」となり、主走査カウンタ340がクリアされる。次いで、同期検知センサ214によって次の同期検知信号314が発生すると、選択カウンタ350のカウンタ値は「0」となり、主走査カウンタ320がクリアされる。主走査カウンタ320、330、340および選択カウンタ350は、同期検知信号310を検出すると、これらの動作を反復する。
本実施形態の光書込装置は、画像担持体に画像を形成する場合、選択カウンタ350の値は初期化されて「0」となり、第1走査側では、主走査カウンタ320のカウンタ値が所定値になったときに、発光源210aが画像出力データに応じた光ビームを放射する。一方、第2走査側では、主走査カウンタ330のカウンタ値が所定値になったときに、発光源210bが画像出力データに応じた光ビームを放射する。
選択カウンタ350の値が「1」の場合には、第1走査側では、主走査カウンタ330のカウンタ値が所定値になったときに、発光源210aが画像出力データに応じた光ビームを放射する。一方、第2走査側では、主走査カウンタ340のカウンタ値が所定値になったときに、発光源210bが画像出力データに応じた光ビームを放射する。
選択カウンタ350の値が「2」の場合には、第1走査側では、主走査カウンタ340のカウンタ値が所定値になったときに、発光源210aが画像出力データに応じた光ビームを放射する。一方、第2走査側では、主走査カウンタ320のカウンタ値が所定値になったときに、発光源210bが画像出力データに応じた光ビームを放射する。
本実施形態では、第1走査側において発光源210aから画像データが出力されるタイミングを既定する第1走査側の主走査カウンタ320の所定値として、発光源210aの光ビームが同期検知センサ214に入射して同期検知信号が生成され、主走査カウンタ320が初期化された時点から、発光源210aの光ビームが、第1走査側の画像担持体上の画像データを書き込むべき位置に到達するまでの間に、主走査カウンタ320がカウントアップするカウンタ値とすることができる。また、発光源210aから画像データが出力されるタイミングを既定する第1走査側の主走査カウンタ330、340の所定値も、主走査カウンタ320と同様に設定することができる。
一方、第2走査側において発光源210bから画像データが出力されるタイミングを既定する第2走査側の主走査カウンタ320の所定値として、発光源210aの光ビームが同期検知センサ214に入射して同期検知信号が生成され、主走査カウンタ320が初期化された時点から、発光源210bの光ビームが、第2走査側の画像担持体上の画像データを書き込むべき位置に到達するまでの間に、主走査カウンタ320がカウントアップするカウンタ値とすることができる。また、発光源210bから画像データが出力されるタイミングを既定する第2走査側の主走査カウンタ330、340の所定値も、主走査カウンタ320と同様に設定することができる。
この第2走査側の主走査カウンタの所定値は、第1走査側の走査カウンタの所定値と、ポリゴンミラーの回転速度と、主走査カウンタを動作させる周波数と、1のポリゴンミラー面が第1走査側に光ビームを反射させる角度位置から第2走査側に光ビームを反射させる角度位置までの回転角とを使用して算出してもよい。例えば、ポリゴンミラーの回転速度が9、000rpm、主走査カウンタを動作する周波数が15MHz、ポリゴンミラーが六角形状の場合、第1走査側の主走査カウンタの所定値に33,333(=15,000,000(Hz)×(1/(9,000(rpm)/60))/3(=120度(上記回転角)/360度))を加算した値が、第2走査側の主走査カウンタの所定値となる。
本実施形態では、1の同期検知センサによって発生する同期検知信号に連動して選択カウンタがカウントアップされ、当該選択カウンタおよび走査カウンタの値によって、第1走査側および第2走査側双方における発光源による画像データの出力タイミングが制御される。これにより、1の同期検知センサにより、第1走査側および第2走査側双方における画像担持体の走査の同期を図ることができる。
本実施形態では、主走査カウンタ320、330、340および選択カウンタ350の初期値が「0」とされている場合、第2走査側の発光源210bの1回目および2回目の走査については、上記所定値とは異なる値で画像データを出力するように構成される。すなわち、第1走査側の発光源210aは、最初の走査を実行する場合、主走査カウンタ320が上記所定値となったときに、第1走査側に最初の画像データを出力する。一方、第2走査側の発光源210bは、選択カウンタが「0」であり、主走査カウンタ330のカウンタ値が初期値からカウントアップして別の所定値に達したときに、第2走査側に最初の画像データを出力する。当該別の所定値とは、最初の走査により第2走査側の画像担持体に照射される発光源210bの光ビームが第2走査側の画像担持体上の画像データを書き込むべき位置に到達するまでの間に、主走査カウンタ320が、初期値からカウントアップするカウンタ値とすることができる。
また、第2走査側の発光源210bは、選択カウンタが「1」であり、主走査カウンタ340のカウンタ値が初期値からカウントアップして、さらに別の所定値に達したときに、第2走査側に2回目の画像データを出力する。当該さらに別の所定値とは、2回目の走査により第2走査側の画像担持体に照射される発光源210bの光ビームが当該画像担持体上の画像データを書き込むべき位置に到達するまでの間に、主走査カウンタ330が、初期値からカウントアップするカウンタ値とすることができる。
図4は、異なる動作クロック周波数によって動作する主走査カウンタを含む光書込装置の同期検知信号、選択カウンタおよび主走査カウンタと、画像データの出力タイミングとの関係を示す図である。以下、図4を参照して、選択カウンタ460および異なる動作クロック周波数によって動作する主走査カウンタ440、450と、画像データの出力タイミングとの関係について説明する。
本実施形態の光書込装置は、2つの主走査カウンタ440、450を使用する四角形状のポリゴンミラーを採用する。同期検知信号410は、選択カウンタ460をカウントアップさせる信号である。クロック420およびクロック430は、それぞれ主走査カウンタ440および主走査カウンタ450を動作信号のクロックであり、クロック430は、クロック420の8分の1の周期で動作する。
主走査カウンタ440、450は、光書込装置の発光源が画像データを出力するタイミングを制御するカウンタである。本実施形態では、主走査カウンタ440は、主走査カウンタ450の動作クロックよりも低速のクロックで動作する。また、主走査カウンタ440は「0」〜「4」の値を取り、主走査カウンタ450は「0」〜「7」の値を取り、主走査カウンタ440、450の初期値は「0」である。なお、他の実施形態では、上記のカウンタ値以外のカウンタ値を取ることができる。
選択カウンタ460は、光書込装置の第1および第2の発光源が、画像データを出力する際に参照すべき走査カウンタを判断する値を提供するとともに、主走査カウンタ440、450の初期化タイミングを提供するカウンタである。本実施形態の選択カウンタ460は、四角形状のポリゴンミラーの反射面の数の半数に相当する2つ(「0」および「1」)の値を取る。主走査カウンタ440は、同期検知信号410により選択カウンタ460のカウンタ値が「0」になったときに初期化され、また、主走査カウンタ450は、選択カウンタ460のカウンタ値が「1」になったときに初期化される。
本実施形態の光書込装置の第1走査側の発光源は、選択カウンタ460のカウンタ値が「0」のときには、主走査カウンタ440のカウンタ値を参照して、画像データの出力タイミングを判断し、選択カウンタ460のカウンタ値が「1」のときには、主走査カウンタ450のカウンタ値を参照して、画像データの出力タイミングを判断する。一方、光書込装置の第2走査側の発光源は、選択カウンタ460のカウンタ値が「0」のときには、主走査カウンタ450のカウンタ値を参照して、画像データの出力タイミングを判断し、選択カウンタ460のカウンタ値が「1」のときには、主走査カウンタ440のカウンタ値を参照して、画像データの出力タイミングを判断する。本実施形態の発光源は、上述した実施形態と同様に、主走査カウンタが所定値になった時点を画像データの出力タイミングと判断し、該当する画像データを放射する。
本実施形態では、一方の主走査カウンタは、他方の主走査カウンタよりも多くのカウンタ値を取り得るため、主走査カウンタのカウンタ値の桁値を抑えつつ、発光源による画像データの出力タイミングの精度を向上させることができる。
これまで本実施形態につき説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
100…画像形成装置、110a,110b…光書込装置、112a,112b…ポリゴンミラー、114a,114b…反射ミラー、120Y,120M,120C,120Bk…画像担持体、122Y,122M,122C,122Bk…帯電デバイス、124Y,124M,124C,124Bk…現像器、126Y,126M,126C,126Bk…転写器、128Y,128M,128C,128Bk…除電器、130Y,130M,130C,130Bk…クリーナ、132…記録紙、200…機能構成、210a,210b…発光源、212…ポリゴンミラー、214…同期検知センサ、216…同期検知センサ用反射ミラー、218a,218b…画像担持体用反射ミラー
特開2007−147826号公報

Claims (9)

  1. 画像データの書込みを行う光書込装置であって、前記光書込装置は、
    前記画像データに応じて光ビームを出力する複数の発光手段と、
    前記光ビームを受光して潜像画像が形成される画像担持体と、
    前記発光手段から出力される光ビームを前記画像担持体に対して偏向させる偏向手段と、
    前記偏向手段によって周期的に走査される光ビームを検出して検出信号を生成する光ビーム検出手段と、
    前記発光手段から出力される光ビームを前記光ビーム検出手段に対して偏向させる1の偏向手段と、
    前記画像担持体に前記潜像画像を形成させるべく、前記検出信号に基づいて前記発光手段による画像データの出力タイミングを指示する手段と
    を含み、
    前記光ビーム検出手段は、前記1の偏向手段によって偏向された1の発光手段からの光ビームを検出して前記検出信号を生成し、
    前記出力タイミングを指示する手段は、前記1の発光手段が生成した検出信号に基づいて、前記複数の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する、光書込装置。
  2. 前記画像担持体は、第1走査側および第2走査側からなる2の画像担持体で構成され、
    前記複数の発光手段は、1の画像担持体に光ビームを走査する第1走査側の発光手段と、別の画像担持体に光ビームを走査する第2走査側の発光手段とで構成され、
    前記出力タイミングを指示する手段は、前記検出信号を基準として動作するカウンタであり、前記カウンタは、
    第1走査側の発光手段および第2走査側の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する複数の走査カウンタと、
    第1走査側または第2走査側の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する走査カウンタを指定する選択カウンタと
    を含む、請求項1に記載の光書込装置。
  3. 前記走査カウンタは、低速クロックで動作するカウンタと、高速クロックで動作するカウンタとで構成される、請求項2に記載の光書込装置。
  4. 前記走査カウンタを動作させる周波数は画素クロック周波数以上である、請求項2または3に記載の光書込装置。
  5. 画像データの書込みを行う光書込装置が実行する光書込方法であって、前記光書込方法は、前記光書込装置が、
    複数の発光手段が光ビームを出力するステップと、
    1の発光手段が出力した光ビームを検出して検出信号を生成するステップと、
    前記検出信号に基づいて前記発光手段による画像データの出力タイミングを指示するステップと、
    前記出力タイミングに応じて前記発光手段に画像データを出力させ、前記画像データに応じた光ビームを画像担持体に照射して、前記画像担持体に潜像画像を形成するステップと
    を含み、
    前記出力タイミングを指示するステップは、前記1の発光手段により生成された検出信号に基づいて、前記複数の発光手段による画像データの出力タイミングを指示するステップを含む、光書込方法。
  6. 前記画像担持体は、第1走査側および第2走査側からなる2の画像担持体で構成され、
    前記複数の発光手段は、1の画像担持体に光ビームを走査する第1走査側の発光手段と、別の画像担持体に光ビームを走査する第2走査側の発光手段とで構成され、
    前記出力タイミングの指示は、前記検出信号を基準として動作するカウンタにより実現され、前記カウンタは、
    第1走査側の発光手段および第2走査側の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する複数の走査カウンタと、
    第1走査側または第2走査側の発光手段による画像データの出力タイミングを指示する走査カウンタを指定する選択カウンタと
    を含む、請求項5に記載の光書込方法。
  7. 前記走査カウンタは、低速クロックで動作するカウンタと、高速クロックで動作するカウンタとで構成される、請求項6に記載の光書込方法。
  8. 請求項5〜7のいずれか1項に記載の各ステップを光書込装置が実行するためのコンピュータ実行可能なプログラム。
  9. 請求項8に記載されたプログラムを記録したコンピュータ可読な記録媒体。
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