JP3643434B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、マルチビーム(複数のレーザビーム)を用いて画像の書き込みを行なう複写機,プリンタ,ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に2本のレーザビームによる感光体への画像書込みを、2個のラインメモリによって行なう画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において、処理の高速化を計るにはビデオクロック周波数を高速にすることが必要になり、使用できるICやレーザダイオード・ドライバがなくなるという問題があるので、マルチビームが使用される。
それによって、n個のレーザダイオードにより発生する各レーザビームによって、1回にnラインの同時書き込みを行なうようにすると、ビデオクロック周波数を1/nにすることができる。
【0003】
複数のラインメモリにより書き込みを行なう方式は、例えば特開平4−20066号公報に見られるように公知である。しかし、このような従来技術では、2個のラインメモリのライトイネーブル信号を、トグルしてセレクトするようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、画像有効領域の最初に第1のレーザビームがセレクトされる場合と、第2のレーザビームがセレクトされる場合とが同じ確率で存在する。したがって、第2のレーザビームから始まると、主走査の位相同期がずれて斜線のつながりが途切れるという不具合があった。
【0005】
また、従来の方式では同じビデオデータが2個のレーザダイオードにそれぞれ入力されるが、レーザダイオードはものによりしきい値電流やスロープ効率が多少異なるので、光量特性にバラツキがあり、同じ濃度で形成されるべき画像に濃度ムラが発生するという問題があった。
【0006】
この発明は、マルチビームによる画像書き込みを複数のラインメモリを使用して行なう画像形成装置において、上記のような記問題を解決するためのものであり、位相同期ずれによる斜線の途切れや、濃度ムラが発生しないようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第1のレーザダイオードと第2のレーザダイオードによってそれぞれ発生され、主走査方向及び副走査方向にそれぞれ所定間隔を有する第1のレーザビームと第2のレーザビームによる感光体への画像書き込みを、それぞれ第1のラインメモリと第2のラインメモリによって行なう画像形成装置において、上記の目的を達成するため、次のように構成したものである。
上記第1のレーザビームと第2のレーザビームをそれぞれ上記感光体を走査する直前で検出して、主走査の1周期ごとに真の第1の同期検知信号とそれより所定時間だけ遅れた真の第2の同期検知信号とを発生する同期検知回路と、その第1の同期検知信号の発生周期の間におけるビデオクロックの設定カウント値でダミーの同期検知信号を発生する回路とを設ける。
さらに、上記第1のラインメモリのライトリセットを上記真の第1の同期検知信号で行ない、上記第2のラインメモリのライトリセットを上記真の第2の同期検知信号で行ない、上記第1のラインメモリと第2のラインメモリを交互に書き込み可能状態にする動作を上記真の第1の同期検知信号とダミーの同期検知信号とにより行ない、画像有効領域が始まる時、上記第1のラインメモリのライトイネーブルを真の第1の同期検知信号でセレクトするリード・ライト制御回路を設けたものである。
【0008】
さらに、上記第1の同期検知信号により、上記第1のレーザビームを発生する上記第1のレーザダイオードに対するビデオクロックの位相同期と上記第1のラインメモリのリードリセットを行ない、上記真の第2の同期検知信号により、上記第2のレーザビームを発生する上記第2のレーザダイオードに対するビデオクロックの位相同期と上記第2のラインメモリのリードリセットを行なう回路を設けるとよい。
【0009】
このような画像形成装置において、前記第1のレーザダイオード(LD1)と前記第2のレーザダイオード(LD2)の発光量特性の違いを補正する手段を設けることにより、濃度ムラの少ない画像を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図2にレーザビームによる走査光学系の構成例を示す。この実施の形態における説明は2個のレーザダイオードを使用する場合の例で説明する。なお、使用するレーザダイオードの数が3ヶ以上になっても、この発明を応用することは可能である。
【0011】
レーザダイオード・ユニット1には、図4に示すように2つのレーザダイオード、すなわち第1のレーザダイオードLD1と第2のレーザダイオードLD2が、水平距離a,垂直距離bだけ離れた位置に配置されている。その各レーザダイオードLD1,LD2によって発生されるレーザ光は、図2及び図5に示すコリメートレンズ2で平行光にされ、ビームコンプレッサ3で集光され、第1のレーザビームLB1と第2のレーザビームLB2(図3,図5)となる。
その各レーザビームは、正六角形の回転他面鏡によるポリゴンスキャナ4の矢示A方向への回転によって走査され、fθレンズ5,6を通って感光体7に達する。
【0012】
また、このレーザビームによる感光体7の主走査方向(図2の矢示S方向)において、感光体7より手前の所定位置に同期検知器8が配設されている。その同期検知器8の垂直方向の配置は図5に示すようになっている。そして、各レーザダイオードLD1,LD2によって発生されたレーザビームLB1,LB2は、感光体7を走査する直前に同期検知器8に入光する。
【0013】
そして、図3に示すように垂直方向(副走査方向)に間隔をCを有する2本のレーザビームLB1,LB2が、同期検知器8によって検知された後、感光体7を照射して図2に示したように主走査する。この間隔Cは第1,第2のレーザダイオードLD1,LD2の垂直方向の間隔bよりずっと小さい値になっている。ビームコンプレッサ3は、この2本のレーザビームLB1,LB2の垂直方向(副走査方向)を集光する。
【0014】
この同期検知器8による同期検知回路の例を図6に示す。これは同期検知器8の受光素子としてフォトダイオードPDを使用する例を示したが、他の受光素子を使用してもよい。フォトダイオードPDがレーザビームを受光すると、直列に接続した抵抗Rに電流Iが流れ、その抵抗Rに発生する電圧V1(V1=I・R)をコンパレータ9に入力させ、それが基準電圧Vrを越えると、コンパレータ9が正のパルスの同期検知信号DETPを発生する。
【0015】
この同期検知信号DETPは真の同期検知信号であり、第1のレーザビームLB1による真の第1の同期検知信号DEPT1と、それに続く第2のレーザビームLB2による真の第2の同期検知信号DETP2となる。
【0016】
次に、この発明による画像形成装置における画像データ処理系の構成例を図7に示す。この図7において、10は原稿の画像を読み取る読取素子であるCCD、11は画像処理ゲートアレー(IPU)、12はビデオ処理ゲートアレー(GAVD)である。
【0017】
13はこの発明を実施するための中心となるゲートアレーであるASICで、レーザダイオード制御部14,15を駆動するための回路である。16〜19はファイフォメモリ(以下「FIFO」という)であり、そのうちFIFO16,17は、読み取りと書き込みの画素周波数が違うので、そのタイミング調整用である。FIFO18,19は第1,第2のラインメモリとして使用される。
【0018】
図8はASIC13の概略構成図であり、FIFO16,17のライト及びリードをコントロールするための位相同期回路及び分周回路を備え、ビデオ処理ゲートアレー(GAVD)12から入力する1ビームデータVDATAを2ビームデータVDATA1,VDATA2に変換する処理と、ダミーの同期検知信号の発生、および信号LCLRの発生等を行なう。
【0019】
このASIC13の具体的な回路構成を図1を主として、図9,図11,及び図12にもその一部を示す。また、各信号の波形および発生タイミングを図14に示す。
まず、図11の説明を行なう。ダミーの同期検知信号DETP1Dと、真の第1の同期検知信号DETP1とのオアをOR回路38でとった信号が図14の一番上に示すDETP1Aである。そのダミーの同期検知信号DETP1Dは、真の第1の同期検知信号DETP1の発生周期の間において、図11のカウンタ35によるビデオクロックVCLKのカウント値が設定値に等しくなった時、コンパレータ36の出力によりワンショット発生回路37で定まったパルス幅のパルスを発生させた信号である。したがって、カウンタ35は真の第1の同期検知信号DETP1によってクリアされる。
【0020】
図14の上から二番目に示す信号LCLRは、図12に示すように、信号DETP1Aを入力データとしてビデオクロックVCLKをカウントする3段のカウンタ39,40,41を設け、その1段目のカウンタ39の出力と3段目のカウンタ41の出力をインバータ42で反転させた信号とを、AND回路43でアンドを取った信号である。
それによって、この信号LCLRは図13に示すように、前述の信号DETP1Aが“H”の期間中に、2クロック期間だけ“H”になる信号である。
【0021】
さて、図1の回路におけるFIFO18,19は第1,第2のラインメモリであり、それぞれ真の第1,第2の同期検知信号DETP1,DETP2によりライトリセット(ライトアドレスリセット)される。これらのFIFO18,19のライトクロックはビデオクロックVCLKであり、ライトデータはビデオ処理ゲートアレー(GAVD)13からのビデオデータVDATAである。
【0022】
フリップフロップ回路(FF)25は、図12の回路によって発生される信号LCLRによって出力がトグルし、AND回路26からのFゲート信号FGATEと真の第1の同期検知信号DETP1とのアンド出力によってリセットされる。このFF25の出力/Q(Qの反転を意味する)が“H”の時は、FIFO18のライトイネーブルが“H”になり、FF25の出力/Qが“L”の時はFIFO18のライトがデイスエーブルになり、FIFO19のライトがイネーブルになる。27はインバータである。
【0023】
信号LCLRは図13及び図14に示したように、真の第1の同期検知信号DETP1とダミーの同期検知信号DETP1Dによる同期検知信号DETP1Aの発生時に、2クロック期間だけ“H”になる信号である。Fゲート信号FGATEは、副走査画像領域の有効範囲を示す。
位相同期回路21において、ビデオクロックVCLKを真の第1の同期検知信号DETP1で位相同期をとったクロックがビデオクロックVCLKAである。また、位相同期回路22において、ビデオクロックVCLKを真の第2の同期検知信号DETP2で位相同期をとったクロックがビデオクロックVCLKBである。
【0024】
真の第1,第2の同期検知信号DETP1,DETP2は、図17に示すように、主走査の1周期ごとに時間tだけずれたタイミングで発生する。このずれ時間tは図4に示した第1,第2のレーザダイオードLD1とLD2の水平距離aに応じた時間である。
すなわち第1のレーザビームLB1による真の第1の同期検知信号DETP1に対して、第2のレーザビームLB2による真の第2の同期検知信号DETP2は時間tだけデイレーする。
【0025】
第1,第2のラインメモリであるFIFO18,19のリード及びライトのタイミングチャートを図14に示す。この図に示されるように、FIFO18のライトリセット(W RES)とリードリセット(R RES)は真の第1の同期検知信号DETP1で、FIFO19のライトリセット ( W RES)とリードリセット ( R RES)は、真の第2の同期 検知信号DETP2でそれぞれ行ない、FIFO18,19を書き込み可能状態にするライトネーブル(WE)のトグル動作を、真の第1の同期検知信号DETP1とダミーの同期検知信号DETP1Dで行なう。
【0026】
図1のFF25はFIFO18,19のライトイネーブルをトグルするためのフリップフロップであり、信号LCLRにより出力がトグルし、AND回路26によってFゲート信号FGATEと第1の同期検知信号DETP1のアンドをとった信号でリセットされる。したがって、画像有効領域が始まった最初の真の第1の同期検知信号でFF25がリセットされるので、FIFO18のライトイネーブル(WE)が“H”になる。
【0027】
このFIFO18が第1のレーザビーム用の第1のラインメモリである。
次のLCLR信号(ダミーの同期検知信号DETO1Dの立上りで発生する)で、FF25の出力が反転し、FF25の出力/Qが“L”になる。それによってFIFO18のライトイネーブル(WE)がノンアクティブになり、FIFO19のライトイネーブル(WE)がアクティブになる。このFIFO19が第2のレーザビーム用の第2のラインメモリである。
【0028】
上述のような方式になっているので、Fゲート信号FGATEが“H”になって、画像有効領域が始まる時、真の第1の同期検知信号でDETP1で、第1のレーザビーム用の第1のラインメモリであるFIFO18のライトイネーブルがセレクトされる。
よってFIFOのリードデータも第1のレーザビームから始まるので、画像有効領域が始まる時、第1のレーザビームを出力する第1のレーザダイオードが発光するので、位相ズレの少ない画像が得られる。
【0029】
ビデオクロックVCLKを第1の同期検知信号DETP1で位相同期をとったクロックがVCLKAであり、VCLKを第2の同期検知信号DETP2で位相同期をとったクロックがVCLKBであると説明したが、位相同期をとる方法にはいろいろいな方法がある。
【0030】
その一つの方法を実施した回路例を図15に、タイミングチャートを図16に示す。1/8(t1)から8/8(t8)まで位相が入力クロックより遅れた8ヶのクロックt1〜t8を遅延素子51,52により作成し、正反転信号形成回路53,54と、NAND回路群55,56とOR回路による論理回路によって、同期検知信号DETPと一番位相の近いクロック(図16の例ではクロックt2)を、同期クロック出力として出力する。この場合の位相同期精度は1/8ドットとなる。
【0031】
図1に示したように、ビデオクロックVCLKを位相同期回路21により第1の同期検知信号DETP1で位相同期をとり、分周回路23によって分周したクロックが、第1のレーザダイオードLD1のビデオクロックVCLK1となる。
ビデオクロックVCLKを位相同期回路22により第2の同期検知信号DETP2で位相同期をとり、分周回路24によって分周したクロックが、第2のレーザダイオードLD2のビデオクロックVCLK2となる。
【0032】
図7に示したビデオ処理ゲートアレイ(GAVD)12からのビデオデータVDATAをFIFO18,19を利用して2ライン化し、2ビーム同時に書き込むので、ビデオクロック周波数はVCLKの1/2でよい。すなわちビデオクロックVCLK1,VCLK2はビデオクロックVCLKを1/2分周すればよい。
FIFO18は、第1の同期検知信号DETP1でリードリセット(リードアドレスクリア)され、FIFO18は第2の同期検知信号DETP2でリードリセットされる。
【0033】
図9の回路に示すように、ビデオクロックVCLK1をカウンタ31でカウントし、そのカウントカウント値が設定値1に等しくなると、コンパレータ33の出力であるFIFO18のリードイネーブルRE1が“H”になる。一方、図10に示すように、ビデオクロックVCLK2をカウンタ32でカウントし、そのカウント値が設定値2に等しくなると、コンパレータ34の出力であるFIFO19のリードイネーブルRE2が“H”になる。このFIFO18のリードイネーブルRE1とFIFO19のリードイネーブルRE2の波形が、図14の下から二番目と一番下に示されている。
【0034】
図18,図19に、図7におけるレーザダイオード制御部14,15の構成図を示す。LUT61,62は、入力ビデオデータVDATA1,VDATA2をそれぞれデータ変換するルックアップテーブルである。
【0035】
レーザダイオードは個々にしきい値電流やスロープ効率が若干相違する。そのため、レーザダイオードLD1とLD2の光量特性の違いを補正するために、図20に示すようなルックアップテーブル61,62によりビデオデータを補正し、同じビデオデータで同じ濃度の画像が得られるようにする。
63,64は、それぞれレーザダイオードLD1,LD2を駆動するLDドライバ、レーザダイオードLD1,LD2は、いずれもレーザダイオードLDとその発光量検出用のフォトダイオードPDとが同一ケース内に設けられている。
【0036】
上述の実施形態によれば、各ラインメモリのライトリセットを、各レーザビームによる主走査開始位置の手前の所定位置で該各レーザビームをそれぞれ検知した時に発生する各真の同期検知信号で行ない、第1のレーザビームによる真の第1の同期検知信号で第1のレーザビーム用の第1のラインメモリのライトイネーブルをセレクトするので、画像有効領域が始まる時、第1のレーザビームを発生するためのレーザダイオードが発光し、位相ずれの少ない画像が得られる。
【0037】
また、第1のレーザビームによる真の第1の同期検知信号により、第1のレーザビームを発生する第1のレーザダイオードに対するビデオクロックの位相同期と第1のラインメモリのリードリセットを行ない、第2のレーザビームによる真の第2の同期検知信号により、第2のレーザビームを発生する第2のレーザダイオードに対するビデオクロックの位相同期と第2のラインメモリのリードリセットを行なうので、シンプルな構成で第1のレーザビームと第2のレーザビームの主走査位置のずれが少ない画像を得ることができる。
さらに、第1,第2のレーザビームを発生させる第1,第2のレーザダイオードの発光量特性の違いを補正することができるので、濃度ムラの少ない画像を得ることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、2本のレーザビームによる画像書き込みを2個のラインメモリを使用して行なう画像形成装置において、位相同期ずれによる斜線の途切れや濃度ムラの発生を防ぎ、画質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図7におけるASIC13の主要な構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明による画像形成装置のレーザビームによる走査光学系の構成例を示す平面図である。
【図3】 同じくその簡略化した正面図である。
【図4】 図2におけるレーザダイオード・ユニットの拡大正面図である。
【図5】 図2におけるレーザダイオード・ユニット1から同期検知器8までのレーザビームの光路を側方から見た図である。
【図6】 図5に示した同期検知器1による同期検知回路の例を示す回路図である。
【図7】 この発明による画像形成装置における画像データ処理系の構成例を示すブロック図である。
【図8】 図7におけるASIC13の概略を示す構成図である。
【図9】 ビデオクロックVCLK1からリードイネーブルRE1を生成する回路のブロック図である。
【図10】 ビデオクロックVCLK2からリードイネーブルRE2を生成する回路のブロック図である。
【図11】 ビデオクロックVCLKからダミーの同期検知信号及び信号DETP1Aを生成する回路のブロック図である。
【図12】 図11の回路によって生成された信号DETP1Aから信号LCLRを生成する回路のブロック図である。
【図13】 信号DETP1Aと信号LCLRとの関係を示す波形図である。
【図14】 図7に示したFIFO18,19のリード及びライトのタイミングチャートである。
【図15】 ビデオクロックVCLKを同期検知信号で位相同期をとるための回路例を示す回路図である。
【図16】 同じくその作用を示すタイミングチャートである。
【図17】 真の第1の同期検知信号DETP1と真の第2の同期検知信号DETP2との関係を示す波形図である。
【図18】 図7に示したLD制御部14の構成例を示すブロック図である。
【図19】 図7に示したLD制御部15の構成例を示すブロック図である。
【図20】 図18におけるルックアップ・テーブル61と図19におけるルックアップ・テーブル62の特性例を示す線図である。
【符号の説明】
1:レーザダイオード・ユニット
2:コリメートレンズ 3:ビームコンプレッサ
4:ポリゴンスキャナ 5,6:fθレンズ
7:感光体 8:同期検知器
LD1,LD2:第1,第2のレーザダイオード
LB1,LB2:第1,第2のレーザビーム
10:CCD 11:画像処理ゲートアレイ
12:ビデオ処理ゲートアレイ 13:ASIC
14,15:LD制御部
16,17:ファイフォメモリ(FIFO)
18,19:FIFO(第1,第2のラインメモリ)
21,22:位相制御回路 23,24:分周回路
25:フリップフロップ回路(FF)
31,32,35:カウンタ
33,34,36:コンパレータ
37:ワンショット発生回路
61,62:ルックアップ・テーブル
63,64:LDドライバ
Claims (3)
- 第1のレーザダイオード(LD1)と第2のレーザダイオード(LD2)によってそれぞれ発生され、主走査方向及び副走査方向にそれぞれ所定間隔を有する第1のレーザビーム(LB1)と第2のレーザビーム(LB2)による感光体(7)への画像書き込みを、それぞれ第1のラインメモリ(18)と第2のラインメモリ(19)によって行なう画像形成装置において、
前記第1のレーザビーム(LB1)と前記第2のレーザビーム(LB2)をそれぞれ前記感光体(7)を走査する直前で検出して、主走査の1周期ごとに真の第1の同期検知信号(DETP1)とそれより所定時間(t)だけ遅れた真の第2の同期検知信号(DETP2)とを発生する同期検知回路と、
前記真の第1の同期検知信号(DETP1)の発生周期の間におけるビデオクロック(VCLK)の設定カウント値でダミーの同期検知信号(DETP1D)を発生する回路と、
前記第1のラインメモリ(18)のライトリセットを前記真の第1の同期検知信号(DETP1)で行ない、前記第2のラインメモリ(19)のライトリセットを前記真の第2の同期検知信号(DETP2)で行ない、前記第1のラインメモリ(18)と第2のラインメモリ(19)を交互に書き込み可能状態にする動作を前記真の第1の同期検知信号と前記ダミーの同期検知信号(DETP1D)とにより行ない、画像有効領域が始まる時、前記第1のラインメモリ(18)のライトイネーブルを前記真の第1の同期検知信号(DETP1)でセレクトするリード・ライト制御回路とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、前記真の第1の同期検知信号(DETP1)により、前記第1のレーザビーム(LB1)を発生する前記第1のレーザダイオード(LD1)に対するビデオクロックの位相同期と前記第1のラインメモリ(18)のリードリセットを行ない、前記真の第2の同期検知信号(DETP2)により、前記第2のレーザビーム(LB2)を発生する前記第2のレーザダイオード(LD2)に対するビデオクロックの位相同期と前記第2のラインメモリ(19)のリードリセットを行なう回路を設けたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記第1のレーザダイオード(LD1)と前記第2のレーザダイオード(LD2)の発光量特性の違いを補正する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
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