JP5515987B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、プリントヘッドを有機ELアレイで構成するときも、有機ELアレイの作製誤差の影響で、主走査全幅がプリントヘッドごとに異なり、色ずれを生じてしまう。
画像データにおいて、データの追加・削除を行うことで、主走査全幅を補正することが可能であるが、単純にデータの追加・削除を行うだけでは、出力画像に筋(縦筋)やバンディング(濃度の周期的変動)が発生してしまう。
また、コストをかけて、プリントヘッドの作製精度を向上させ、プリントヘッドの主走査全幅のばらつきを小さく抑えられたとしても、用途によっては、色ずれ以外の課題が生じる。その例を以下で説明する。
画像を縮小する際、元画像を縮小することも考えられるが、その処理に時間がかかるため、生産性の低下を招く恐れがある。そのため、露光装置での露光時に縮小する方が、生産性の低下を招く恐れがなく、好ましい。
以上より、プリントヘッドの主走査全幅補正を実現することは、色ずれ補正、表裏の画像の大きさ補正に対して、大きな効果がある。さらに、表裏の画像の大きさ補正に関しては、副走査全幅補正も実現する必要がある。
[1]:画像処理を行う画像処理制御手段と、1次元状もしくは2次元状に配列された光源を有する露光手段と、前記露光手段により像担持体上に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像手段と、前記像担持体上に顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された画像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、主走査方向を光源が配列する長手方向、副走査方向を感光体の回転方向としたとき、前記画像処理制御手段は、画像をマトリクスに分解して画像処理を行い、前記マトリクスを複数の画素で構成し、任意のマトリクス(以下、補正マトリクスと呼ぶ)において主走査方向の画素数を他と異なるように制御することにより、出力画像における主走査方向の大きさを変化させる画像形成装置であって、前記画像処理制御手段は、前記補正マトリクスにおいて、隣り合う副走査ライン間で、主走査方向の位置が異なるように制御し、大マトリクスを、前記補正マトリクスを含む複数のマトリクスで構成し、前記大マトリクスを周期的に配置させた箇所を、画像の少なくとも一部に含むように制御し、前記大マトリクス内において、前記補正マトリクスの位置がランダムとなるように制御することを特徴とする(請求項1)。
[2]:画像処理を行う画像処理制御手段と、1次元状もしくは2次元状に配列された光源を有する露光手段と、前記露光手段により像担持体上に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像手段と、前記像担持体上に顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された画像を定着させる定着手段と、を有する画像形成装置において、主走査方向を光源が配列する長手方向、副走査方向を感光体の回転方向としたとき、前記画像処理制御手段は、画像をマトリクスに分解して画像処理を行い、前記マトリクスを複数の画素で構成し、任意のマトリクス(以下、補正マトリクスと呼ぶ)において主走査方向の画素数を他と異なるように制御することにより、出力画像における主走査方向の大きさを変化させる画像形成装置であって、前記画像処理制御手段は、前記補正マトリクスにおいて、隣り合う副走査ライン間で、主走査方向の位置が異なるように制御し、大マトリクスを、前記補正マトリクスを含む複数のマトリクスで構成して、前記大マトリクスを周期的に配置させた箇所を、画像の少なくとも一部に含むように制御し、前記大マトリクス内において、副走査ライン番号の増大に伴い、前記補正マトリクスの位置が、常に主走査方向右側もしくは常に主走査方向左側に変化するように制御することを特徴とする(請求項2)。
[3]:[2]に記載の画像形成装置において、前記画像処理制御手段は、前記大マトリクス内において、隣り合う副走査ライン間における前記補正マトリクスの主走査方向の間隔が一定となるように制御することを特徴とする(請求項3)。
[4]:[1]〜[3]のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記画像処理制御手段は、前記大マトリクスが、副走査方向に対して角度をもって、周期的に配置するように制御することを特徴とする(請求項4)。
[5]:[1]〜[4]のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、前記マトリクスにおける露光画素パターンとして、各濃度ごとに複数種類の露光画素パターンを有し、前記複数種類の露光画素パターンは、基本パターンの他に、基本パターンとは重心位置が異なるパターンを少なくとも1つ有することを特徴とする(請求項5)。
[6]:[5]に記載の画像形成装置において、前記画像処理制御手段は、前記大マトリクス内において、前記補正マトリクスよりも左側のマトリクスの露光画素パターンが、基本パターンに対して重心位置が左に寄っているように制御することを特徴とする(請求項6)。
[7]:[1]〜[6]のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記画像処理制御手段は、前記露光手段における光源の発光タイミングを調整することにより、出力画像における副走査方向の大きさを変化させることを特徴とする(請求項7)。
[8]:[7]に記載の画像形成装置において、前記画像処理制御手段は、各光源の発光周期を変化させることを特徴とする(請求項8)。
[9]:[7]に記載の画像形成装置において、前記画像処理制御手段は、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインと変化させないラインを設け、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインは、複数ラインおきに、少なくとも1つ設けることを特徴とする画像形成装置。
[10]:[9]に記載の画像形成装置において、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインの間隔は一定ではないことを特徴とする(請求項10)。
[11]:[10]に記載の画像形成装置において、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインの周期性は、1mm以上の周期で最も強い周期性を有し、1mm以下の周期の周期性成分は、最も強い周期性に対して十分小さいことを特徴とする(請求項11)。
さらに解決手段の[3]に記載の画像形成装置では、[2]の構成に加えて、前記画像処理制御手段は、前記大マトリクス内において、隣り合う副走査ライン間における前記補正マトリクスの主走査方向の間隔が一定となるように制御するので、バンディングの発生をより小さく抑えつつ、補正アルゴリズムの単純化が実現できる。
また、解決手段の[5]に記載の画像形成装置では、[1]〜[4]のいずれか一つの構成に加えて、前記画像処理制御手段は、前記マトリクスにおける露光画素パターンとして、各濃度ごとに複数種類の露光画素パターンを有し、前記複数種類の露光画素パターンは、基本パターンの他に、基本パターンとは重心位置が異なるパターンを少なくとも1つ有するので、1つのマトリクス内におけるドット位置を光源の解像度以上の精度で変化させることができるため、マトリクスの配置ががたがたであったとしても、ドットの配列をより均一にすることができ、バンディングの発生をより小さく設定することができる。
さらに解決手段の[6]に記載の画像形成装置では、[5]の構成に加えて、前記画像処理制御手段は、前記大マトリクス内において、前記補正マトリクスよりも左側のマトリクスの露光画素パターンが、基本パターンに対して重心位置が左に寄っているように制御するので、マトリクスの配置ががたがたであったとしても、ドットの配列をより均一にすることができ、バンディングの発生をより小さく設定することができる。
また、解決手段の[8]に記載の画像形成装置では、[7]の構成に加えて、前記画像処理制御手段は、各光源の発光周期を変化させるので、副走査の画像の大きさを変化させることができ、裏表の画像の大きさ補正等が実現できる。
さらに解決手段の[9]に記載の画像形成装置では、[7]の構成に加えて、前記画像処理制御手段は、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインと変化させないラインを設け、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインは、複数ラインおきに、少なくとも1つ設けるので、制御回路の複雑化を招くことなく、画像の副走査方向の幅を高精度で制御でき、高精度に、画像の副走査方向の大きさを変化させることができる。
また、解決手段の[11]に記載の画像形成装置では、[10]の構成に加えて、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインの周期性は、1mm以上の周期で最も強い周期性を有し、1mm以下の周期の周期性成分は、最も強い周期性に対して十分小さいことにより、バンディングは周期1mm付近が最も目立ちやすく、それよりも周期が長くなると急激に目立ちにくくなるので、よりバンディングを知覚しにくくなる。
図1に本発明に係る多色画像形成装置の基本的な構成例を示す。図中の符号1Y,1M,1C,1Kは、転写ベルト10に沿って並設された像担持体であり、この像担持体はドラム状の感光体である。
各感光体1Y,1M,1C,1Kは図中の矢印方向に回転され、その周囲には、感光体の回転順に帯電手段2Y,2M,2C,2K、露光手段であるプリントヘッド3Y,3M,3C,3K、各色の現像手段4Y,4M,4C,4K、転写用帯電手段6Y,6M,6C,6K、クリーニング手段5Y,5M,5C,5K等が配備されている。また、図中の符号20は記録紙等のシート状記録媒体Sを積載した給紙カセット、21は給紙ローラ、22は分離ローラ、23は搬送ローラ、24はレジストローラ、30は定着手段を示している。
また、このプリントヘッド3Y,3M,3C,3Kは、画像形成装置において画像処理を行う画像処理制御手段(図示省略)からの制御信号によって駆動を制御される。
以下、画像処理制御手段により実行される画像処理制御動作の具体的な実施例について説明する
図1に示したような構成の電子写真方式の画像形成装置で画像を形成する際は、画像処理制御手段は、通常、画像処理部で複数の2次元状の画素で構成したマトリクスを周期的に並べ、マトリクス内の露光画素の個数を変化させることで中間調を形成し、画像を出力している。図2にマトリクスの一例を示す。1画素は1200dpiと考え、6×6画素を1つのマトリクスと考え、1つのマトリクス内の露光画素の個数を変化させることで、中間調を実現する。図3は、1つのマトリクスが周期的に配列されている様子を示している。図3では、12×12のマトリクスのみを図示しているが、実際は画像の大きさの分だけマトリクスが配列されている。
図4は、画像処理制御手段により、主走査方向の大きさを変化させたマトリクス(補正マトリクス)の実施例であり、1つのマトリクスを5×6の画素で構成している。図4に主走査方向と副走査方向を示しているが、主走査方向については1次元もしくは二次元状に配列された光源(LEDや有機EL)アレイによって露光され、副走査方向については矢印の方向に順次露光され、画像が形成されていく。具体的には、前述の各感光体1Y,1M,1C,1Kが回転し、感光体表面が副走査方向に移動することにより、副走査方向の矢印の方向に順次露光される。
図5は、画像処理制御手段が、補正マトリクス(図中に斜線部で示す)を常に主走査方向の同一位置に配置するように制御している実施例である。図5では、12×12のマトリクスのみを示しているが、この12×12のマトリクスが画像全域に渡って周期的に配置されていると考えると、主走査方向の画像幅は、12個のマトリクスにつき、1つの補正マトリクスが配置されており、1つの画素を1200dpiと考えると、6×12×21.2μm=1.53mmにつき、21.2μmだけ画像が小さくなるため、1.4%だけ画像の主走査幅が縮小される。
しかし、このように補正マトリクスを配置すると、補正マトリクスの付近で、画素間隔が急に変化する(図5では、画素間隔が急に狭くなる)ため、縦筋が発生してしまう。
すなわち、縦筋の発生を回避するためには、画像処理制御手段により、隣り合う副走査ライン間で、補正マトリクスの主走査位置を異ならせるように制御するのが良い。補正マトリクスの配置について、以下で説明する。
画像処理制御手段により形成される複数のマトリクスで構成された大きなマトリクスを大マトリクスと定義する。図6(a)は大マトリクスの例であり、主走査方向に12個、副走査方向に4個のマトリクスで大マトリクスを構成している。また、図中の斜線部で示す部分が補正マトリクスである。
画像処理制御手段による補正マトリクスの配置について別の実施例を示す。
本実施例では、画像処理制御手段は、大マトリクス内において、副走査ライン番号の増大に伴い、補正マトリクスの位置が、常に主走査方向右側もしくは常に主走査方向左側に変化するように制御する。
図7〜図9の中で比較すると、バンディングに関してはどれも同等程度の小ささに抑止できる。ただし、図9のように、隣り合う副走査ライン間において、補正マトリクスの主走査方向の間隔を常に一定とした方が画像処理制御手段による補正アルゴリズムが単純となり、より好ましい。
従って、本実施例では、画像処理制御手段は、大マトリクス内において、隣り合う副走査ライン間における補正マトリクスの主走査方向の間隔が一定となるように制御する。これにより、バンディングの発生をより小さく抑えつつ、補正アルゴリズムの単純化が実現できる。
本実施例では、実施例3〜5のいずれかの制御に加え、画像処理制御手段は、大マトリクスが、副走査方向に対して角度をもって、周期的に配置するように制御する。
図10は、大マトリクスを副走査方向に角度をもって周期的に配置させる実施例である。図10では、画像処理制御手段が、大マトリクス内では、隣り合う副走査ライン間において、補正マトリクスの主走査方向の間隔が常に一定となるように制御している。
図9(c)と図10(c)を比較すると、縦線のがたがたさの変化が、図10(c)の方が低減できている。このように、画像処理制御手段により、大マトリクスを副走査方向に角度をもって周期的に配置させ、その角度を適切に設定することで、よりバンディングの発生を低減することができる。
実施例2〜6で説明したような補正マトリクスを設けると、マトリクスの配置が少しがたがたになり、それに起因して、バンディングや縦筋が発生する恐れがある。前述のように、補正マトリクスを適切に配置することで、バンディングや縦筋の発生を低減することができるが、更に、バンディングや縦筋の発生を低減させるためには、マトリクス内の露光画素パターンを適切に設定することで可能となる。
そこで本実施例では、実施例1〜7のいずれかの制御に加え、画像処理制御手段は、マトリクスにおける露光画素パターンとして、各濃度ごとに複数種類の露光画素パターンを有し、複数種類の露光画素パターンは、基本パターンの他に、基本パターンとは重心位置が異なるパターンを少なくとも1つ有するようにしている。
補正マトリクスを設けないときは、全てのマトリクスの露光画素パターンを同じにしても、ドットは均一に配置され、バンディングは生じない。しかし、補正マトリクスを設けると、図11に示すように、マトリクスの配列が若干ずれるため、マトリクスの配置ががたがたになり、それに起因してドットの配列もがたがたとなり、画像パターンによっては、若干ではあるがバンディングが発生する恐れがある。それを回避してバンディングをより小さく抑えるためには、マトリクスごとに露光画素パターンを変化させ、露光画素パターンの重心位置を変化させ、ドットの配列がなるべく均一になるようにするのが良い。
本実施例では、実施例7の制御に加えて、画像処理制御手段は、大マトリクス内において、補正マトリクスよりも左側のマトリクスの露光画素パターンが、基本パターンに対して重心位置が左に寄っているように制御する。
重心位置を変化させるマトリクスの配置方法と、重心位置の変化のさせ方の1つの実施例としては、大マトリクス内において、補正マトリクスよりも左側にある全てのマトリクスの露光画素パターンの重心位置を左に寄せることで、全てのドットの位置を均一にすることができる。また、補正マトリクスの露光画素パターンの重心位置も左に寄せるのが良い。
上記では、主走査方向の画像の大きさを変化させる方法について説明した。前述のように、プリントヘッドを商業印刷機に適用することを考えると、表裏の画像の大きさが揃っていることを要求される。しかし、表面印刷時の定着の熱による紙の収縮の影響で、同じ大きさで裏面画像を形成しても、表裏の画像の大きさが揃わない。主走査方向については、上述の方法で画像の大きさを変化できる。
そこで本実施例では、画像処理制御手段は、露光手段における光源の発光タイミングを調整することにより、出力画像における副走査方向の大きさを変化させる。
以下では、副走査方向の画像の大きさを変化させる方法について説明する。
本実施例では画像処理制御手段は、プリントヘッド3Y,3M,3C,3Kの各光源の発光周期を変化させる。
図14は、光源の発光周期を変化させることで画像の副走査方向の大きさを変化させることを示す図である。図14の(a)は通常の大きさで画像を形成するときの図であり、図14では、プリントヘッド3Y,3M,3C,3Kの各光源は、パルス信号を受けることで発光し、パルス信号のHIGHレベルの時間だけ発光し、LOWのときは消えていると考えている。同図(b)は、パルス信号の間隔を短くすることで、画像の副走査方向の大きさを小さくしている。同図(c)は、パルス信号の間隔を長くすることで、画像の副走査方向の大きさを大きくしている。このように、光源の発光タイミングを調整することで、副走査方向の画像の大きさを変化させることができる。
本実施例では、画像処理制御手段は、各光源の発光タイミングを変化させるラインと変化させないラインを設け、各光源の発光タイミングを変化させるラインは、複数ラインおきに、少なくとも1つ設けている。
なお、この場合、各光源の発光タイミングを変化させるラインの間隔は一定ではない。また、各光源の発光タイミングを変化させるラインの周期性は、1mm以上の周期で最も強い周期性を有し、1mm以下の周期の周期性成分は、最も強い周期性に対して十分小さい。
各光源の点灯タイミングを変更することで、副走査方向の画像の大きさを変更する具体的な実施例を以下に示す。
2Y,2M,2C,2K:帯電手段
3Y,3M,3C,3K:プリントヘッド(露光手段)
4Y,4M,4C,4K:現像手段
5Y,5M,5C,5K:クリーニング手段
6Y,6M,6C,6K:転写用帯電手段
10:転写ベルト
20:給紙カセット
21:給紙ローラ
22:分離ローラ
23:搬送ローラ
24:レジストローラ
30:定着手段
S:記録紙(記録媒体)
Claims (11)
- 画像処理を行う画像処理制御手段と、
1次元状もしくは2次元状に配列された光源を有する露光手段と、
前記露光手段により像担持体上に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像手段と、
前記像担持体上に顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された画像を定着させる定着手段と、
を有する画像形成装置において、
主走査方向を光源が配列する長手方向、副走査方向を感光体の回転方向としたとき、
前記画像処理制御手段は、画像をマトリクスに分解して画像処理を行い、前記マトリクスを複数の画素で構成し、任意のマトリクス(以下、補正マトリクスと呼ぶ)において主走査方向の画素数を他と異なるように制御することにより、出力画像における主走査方向の大きさを変化させる画像形成装置であって、
前記画像処理制御手段は、前記補正マトリクスにおいて、隣り合う副走査ライン間で、主走査方向の位置が異なるように制御し、大マトリクスを、前記補正マトリクスを含む複数のマトリクスで構成し、前記大マトリクスを周期的に配置させた箇所を、画像の少なくとも一部に含むように制御し、前記大マトリクス内において、前記補正マトリクスの位置がランダムとなるように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 画像処理を行う画像処理制御手段と、
1次元状もしくは2次元状に配列された光源を有する露光手段と、
前記露光手段により像担持体上に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像手段と、
前記像担持体上に顕像化された画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された画像を定着させる定着手段と、
を有する画像形成装置において、
主走査方向を光源が配列する長手方向、副走査方向を感光体の回転方向としたとき、前記画像処理制御手段は、画像をマトリクスに分解して画像処理を行い、前記マトリクスを複数の画素で構成し、任意のマトリクス(以下、補正マトリクスと呼ぶ)において主走査方向の画素数を他と異なるように制御することにより、出力画像における主走査方向の大きさを変化させる画像形成装置であって、
前記画像処理制御手段は、前記補正マトリクスにおいて、隣り合う副走査ライン間で、主走査方向の位置が異なるように制御し、大マトリクスを、前記補正マトリクスを含む複数のマトリクスで構成して、前記大マトリクスを周期的に配置させた箇所を、画像の少なくとも一部に含むように制御し、前記大マトリクス内において、副走査ライン番号の増大に伴い、前記補正マトリクスの位置が、常に主走査方向右側もしくは常に主走査方向左側に変化するように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2に記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、前記大マトリクス内において、隣り合う副走査ライン間における前記補正マトリクスの主走査方向の間隔が一定となるように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、前記大マトリクスが、副走査方向に対して角度をもって、周期的に配置するように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜4のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、前記マトリクスにおける露光画素パターンとして、各濃度ごとに複数種類の露光画素パターンを有し、前記複数種類の露光画素パターンは、基本パターンの他に、基本パターンとは重心位置が異なるパターンを少なくとも1つ有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、前記大マトリクス内において、前記補正マトリクスよりも左側のマトリクスの露光画素パターンが、基本パターンに対して重心位置が左に寄っているように制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜6のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、前記露光手段における光源の発光タイミングを調整することにより、出力画像における副走査方向の大きさを変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、各光源の発光周期を変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
前記画像処理制御手段は、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインと変化させないラインを設け、前記各光源の発光タイミングを変化させるラインは、複数ラインおきに、少なくとも1つ設けることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置において、
前記各光源の発光タイミングを変化させるラインの間隔は一定ではないことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10に記載の画像形成装置において、
前記各光源の発光タイミングを変化させるラインの周期性は、1mm以上の周期で最も強い周期性を有し、1mm以下の周期の周期性成分は、最も強い周期性に対して十分小さいことを特徴とする画像形成装置。
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