JPH0218515A - ビーム走査型記録装置 - Google Patents

ビーム走査型記録装置

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JPH0218515A
JPH0218515A JP63167980A JP16798088A JPH0218515A JP H0218515 A JPH0218515 A JP H0218515A JP 63167980 A JP63167980 A JP 63167980A JP 16798088 A JP16798088 A JP 16798088A JP H0218515 A JPH0218515 A JP H0218515A
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JP
Japan
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clock
delay
dot
laser beam
ftheta
Prior art date
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JP63167980A
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English (en)
Inventor
Takashi Monno
孝史 門野
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、レーザプリンタ等のビーム走査型記録装置に
関する。
(従来の技術) ビーム走査型記録装置においては、画像の各ラインごと
に画像情報に応じて断続的に発光させたレーザビームで
感光体を露光し、電子写真プロセスによりペーパーに画
像を記録する。レーザビームで感光体を走査するため、
ポリゴンミラーなどの回転する光偏向器が用いられる。
レーザビームは、たとえばポリゴンミラーの回転に伴い
、感光体上に1本のラインを記録する。感光体はこのラ
イン方向と垂直の方向に回転する。感光体の回転に伴い
画像の各ラインが感光体上に記録され画像全体が記録さ
れていく。
ところで、光偏向器から感光体までの距離は、感光体上
の走査ライン上の位置(たとえば、中央と両端)により
異なり、レーザビームの感光体上の走査速度は一定では
ない。そこで、従来は、レーザビームの各走査位置の間
隔を一定にするため、rθレンズを用いてレーザビーム
の方向を補正していた。
(発明が解決しようとする課題) 本出願人が別に開示した特許出願においては、fθ特性
を記憶したメモリを用い、メモリから読み出した時間間
隔(クロック数)でデジタル回路を用いてレーザダイオ
ードを発光するタイミングを与える。これによりfθレ
ンズを用いずに温度特性よく感光体上の走査位置を制御
できる。
ところで、メモリに記憶される時間間隔により報に応じ
て発光されるレーザビームを光偏向器で感光体上に走査
して記録するビーム走査型記録装置において、感光体上
の走査線上のドツト位置に近いレーザビームの走査位置
を与えるクロック数データと遅延段数データとからなる
fθ特性データを各ドツト位置に対応するアドレスに順
次記憶するrθ特性記憶手段と、基準タロツクを発生す
るクロック回路と、fθ特性記憶手段から送られたクロ
ック数だけ基準クロックをカウントするとドツトクロッ
クを発生ずるカウンタ手段と、基準クロックの周期より
短い遅延時間を生じる遅延素子を、少くとも遅延時間の
総和が1周期にほぼ等しくなる程度の数だけ直列に接続
してなり、上記のカウンタ手段から送られる遅延段数デ
ータの数の素子を直列に通して、ドツトクロックを出力
する遅延手段と、カウンタ手段が発生するドツトクロッ
クによりfθ特性記憶手段のアドレスを順次更新するア
ドレス指定手段とを備えたことを特徴とする。
(作 用) 定まる発光タイミングに応じたレーザビームの投射位置
つまり実際のドツト位置とポリゴンミラーの回転数およ
びプリンタのドツト密度(たとえば300dpi)で定
まる正しいドツト位置とは通常−致せず、クロックを基
準として制御する限り両者の差をクロック周期に相当す
る程度以下に制御することはできない。
両者の差を小さくするには、クロックの周期を短くすれ
ばよいが、’I’ T Lを用いたデジタル回路の周波
数の限界は、高速のものでも50〜75MHz程度であ
り、たとえば20MHzの基準クロックを用いていた場
合に比へると約1/3程度改善できるだけである。
本発明の目的は、クロックを基準としたデジタル制御を
行いつつも、クロック周期よりもさらに高い精度で実際
のドツト位置を制御することができる高精度のfθ特性
回路を有するレーザビーム走査型記録装置を提供するこ
とである。
(課題を解決するための手段) 本発明に係るビーム走査型記録装置は、画像情fθ特性
記憶手段には、クロック数データと遅延段数データとを
記憶しておく。また、遅延手段では、レーザタイオード
の発光のタイミングを与えるfθ特性回路の基準クロッ
ク周期より短い遅延時間をもつ遅延素子を複数個直列に
接続し、異なるタイミングのクロック信号を発生できる
。クロック数データは、感光体上の走査線上のドツト位
置に近いレーザビームの走査位置を与えるように定めら
れている。カウンタ手段でこのクロック数をカウントし
て画像クロックを発生させ、遅延手段に送る。遅延手段
では、遅延段数データに応じて、遅延時間のばらつきが
さらに小さくなるように画像クロックを遅延させ、発光
タイミングを精度よく発生ずる。遅延素子の遅延時間は
、遅延時間調整手段を用いてfθ特性記憶手段に記憶し
である遅延段数データの基準となった所定の値に変化さ
せておくことができる。これにより、遅延素子の特性の
ばらつきの影響を小さくできる。
(実施例) 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明する
(a)  レーザプリンタ走査系 第2図は、本発明に係るレーザプリンタの走査系の概略
を示す図である。
レーザヘッド(1)内の半導体レーザ(Ia)から出射
されるレーザビーム(2)は、コリメータレンズ(3)
によって平行光にされ、高速回転するポリゴンミラー(
4)のある反射面(4a)で反射される。
回転式光偏向器の一例であるこのポリゴンミラー(4)
の回転に伴い、平行光となって入射するレーザビーム(
2)に対する各反射面(4a)の傾きか変化する。これ
により、反射後のレーザビーム(2)は、その進行方向
が偏向されて感光体ドラム(5)の長手方向に向かって
破線(7)のように走査される(この方向が主走査方向
である)。この反射後のレーザビーム(2)は、表面が
一様に帯電された回転する感光体ドラム(5)上に結像
され、その強度に応じて結像位置の帯電電位を減衰させ
る。
一方、筒状の感光体である感光体ドラム(5)は、ポリ
ゴンミラー(4)の回転に同期して一定速度で回転する
ように構成されている(この回転方向が副走査方向であ
る)。
そして、この感光体ドラム(5)の回転に伴って前述の
レーザビーム(2)の走査が繰り返されることによって
、感光体ドラム(5)上に画像情報に応じた静電潜像が
形成されるのである。
その後、図示は省略するが、着色顔料であるトナーをこ
の静電潜像に選択付着させて現像する。
そして、出力用紙をトナー付着面に密着させて紙面上に
トナーを転写する。さらに、加熱によってこのトナーを
融解して出力用紙に定着させ、出力画像を得る。
また、感光体ドラム(5)よりも走査上手側に、ホトセ
ンサ(6)を設けである。このホトセンサ(6)は、ポ
リゴンミラー(4)で反射された後のレーザビーム(2
)によって1走査線の走査の初めに走査されたときに光
電流を出力する。この光電流は、波形整形回路(11)
によって整形され、同期信号[S OS ](a)とし
てイメージコントロール回路(12)に入力されろ。
この同期信号[SOS](a)を受けて、イメージコン
トロール回路(12)においては、内蔵のタイマにより
計時される一定時間後、即ち、走査されるレーザビーム
(2)がホトセンサ(6)の位置から感光体ドラム(5
月二の記録開始位置に到達するのに相当する時間後に、
キャラクタジェネレータ(13)にデータ要求信号(b
)を送り、画像データ(c)を受は取る。そして画像情
報(d)の出力が開始される。そして、レーザ駆動回路
(14)は、この画像情報(d)を受け、それに基づい
た半導体レーザ(Ia)への励起電流(e)の出力を開
始する。
この同期信号[SO9](a)は、感光体ドラム(5)
の回転方向、即ち、副走査方向に関して、繰り返される
レーザビーム(2)の走査により形成される静電潜像の
開始位置を揃え、記録のジッタの発生を回避するための
ものである。
一方、レーザヘッド(1)内にはレーザ駆動回路(I4
)からの励起電流(e)によって前記レーザビーム(2
)と同時に半導体レーザ(1a)から後方に発振される
レーザビーム(2)を受けるホトダイオ一ド(1b)が
設けられている。このホトダイオード(1b)からの出
力信号(f)は、レーザ駆動回路(14)に入力される
。そして、このホトダイオード(1b)からの出力信号
(f)を用いて、半導体レーザ(1a)から前方へ発振
されるレーザビーム(2)のパワーが、半導体レーザ(
1a)の温度の変動等に拘らず常に一定になるように、
半導体レーザ(Ia)への励起電流(e)を制御するよ
うに構成しである。このレーザパワーのサンプリングは
、イメージコントロール回路(12)からのサンプルホ
ールド信号(g)によって行なわれる。
(b)  fθ特性データ 本実施例では、rO補正を電気的に処理する。
後に説明する第1図は、レーザ駆動回路(14)の一部
であるfθ特性補正回路を示す。この回路においては、
ROM(51)にあらかじめ記憶しておいたfθ特性デ
ータに基きレーザダイオード(1a)の駆動タイミング
を発生する。
ROM(5])に記憶するfθ特性データについて次に
説明ずろ。
いま、感光体上の走査線の中央を通るときを基準として
時刻tを表わし、中央を基準としてレーザビームの走査
位置りをあられずと、第3図に示すように、レーザビー
ムの走査位置はρ−L tan(wt)の位置にある。
ここに、ポリゴンミラー(4)の角速度をw/2としく
すなわちレーザビームの角速度をWとし)、ポリゴンミ
ラーの反射面(4a)のヒーム入射位置から感光体(5
)の主走査方向中央位置までの光路長をLとする。ここ
で、ポリゴンミラー(4)の回転数を500 Orpm
、光路長りを300mm、基準クロックを20MHzと
すると、角速度實と中央からTクロック後の走査位置Q
は、次の通りである。
Q =  300  x tan (wt)w−2X 
 2π X5000rpm / 60 sec/ 20 MHz X T−5,23
6x  1O−5T いま、プリンタのドツト密度を300dpi とすると
、ドツト間隔は25.47300能−847μmである
。したがって、走査線中央イ」近でのドラ第1表 ト位置(N=O,I、2.・)とTクロック後の走査位
置は、第4図に示すようになる。ここで、本実施例では
、fθ特性を与えるクロック数Tは、ドツト位置を越え
ない最大の整数、ずなわち、847XN≧300tan
(5,236X10−5T)の範囲で最大の整数T(=
0.5,10.+ 6.)の間隔のクロック数T’(−
5,5,6,・)としてROM(51)に記憶される。
なお、第1表は、各クロックTに対応する走査位置(レ
ーザビームの投射位置)夕を示す。また、第2表は、ク
ロックT1このときの中央からの距離Q、およびドツト
位置との差△aを示す。
以下余白 本実施例では、第5図に遅延回路の原理的な構成を示す
ように、基準クロック信号に対してたとえば4段の遅延
素子(61〜64)を直列に接続した遅延手段を設けて
各段からクロック信号φl〜φ4を取り出す。いま、基
準クロックを20 M Hz(周期50ns)とし、各
遅延素子の遅延時間をIonsとすると、第6図に示す
ように、実質的に5倍のクロック信号が得られる。
したがって、N番目のドツト位置を越えない最大のクロ
ック数データTと遅延段数データLを指定すると、(!
= 300 jan(wx (T + t/ 5 ))
となる。
第3表は、各ドツト位置でのデータT、T’、tと差Δ
ρを示ず。ここに、T゛は、各走査位置間の間隔を表す
クロック数である。差へρは最大で遅延時間程度すなわ
ち約3.6%以下になる。こうして、走査位置(レーザ
ビームの投射位置)と正しいドツト位置との差Δσを約
115に小さくでき、fθ特性が大幅に改善される。
以下余白 遅延素子としては、たとえば安価な高速0MO8素子7
4I−ICOOを用いる。ICの伝播遅延特性は、一般
に製造ロット、動作温度、動作電圧等によりばらつくが
、同じパッケージ内の素子を用いると、一般にある程度
特性をそろえることができる。そこで、同一パッケージ
内の遅延素子を用いる。
ところで0MO8I Cの遅延特性は、最大値について
の規格はあるけれども、ばらつきがある。
たとえば、第4表に74HCOOのスイッチング特性を
示す。所定の条件の下で、たとえば伝達遅延時間tPH
I、は、最大値は15ns、TYP値は8nsであるが
、最小値については規格が定められていない。したがっ
て、遅延特性のばらつきは大きい。
一方、0MO9I Cの伝達遅延特性は、電油電圧によ
り変化する。第7図に、74 I−I C00の場合の
伝達遅延時間の変化を示す。したがって、電源電圧を可
変にすることにより最適な遅延時間に設定できる。
第3表 第5図の例において、遅延素子(61〜64)として7
4HCOOを用いると、同一パッケージ内の遅延素子は
電源電圧vDDを調整して遅延時間を設定できる。この
ため、可変電圧源(60)を電源端子に接続する。なお
、電源電圧■DDの値は、他の回路素子との接続を考慮
して定める。
以下余白 第5表は、ROM(51)におけるクロック数データ(
T”−1)と遅延段数データtを示ず。クロック数デー
タ(T”−1)は第5ビツトから第3ビツトまでの3ビ
ツトに、遅延段数データしは第2ビツトから第0ビツト
までの3ビツトに格納される。
クロック数(T″−1)は、第1図の回路構成ではドツ
トクロックカウンタ(57)に設定したデータより1つ
多く数えるため、第3表のデータより1つ少ない。また
、クロック数データ(T’−1)に対応する遅延段数t
は、第1図の回路構成では、データ入力のタイミングを
考慮して次のアドレスに書かれる。
なお、本実施例では、クロック数と遅延段数はドツト位
置を越えない最大の値としたが、画像の性質に応じて適
当な方式で定めればよい。たとえば、変形実施例ではN
ドツト目のドツト位置に最も近い位置となるクロック数
T(J)、すなわち、ドツト位置との差Δ12=NX2
5.4/300−300xwxT(N)の絶対値 △ρ
 が最小になるTを求めてもよい。
第5表 fO特性データ (′r l) (c)  fθ特性補正回路 以下では、第5表のデータを格納したROM(51)を
用いたfθ特性補正について説明する。
第1図に示すfe特性補正回路において、第1フリツプ
フロツプ(52)と第2フリツプフロツプ(53)とか
らなる回路は、イメージコントロール回路(12)を介
して送られてくる同期信号[SO8](a)を基にして
、LSTRT信号を発生させる。
すなわち、第1フリツプフロツプ(52)は、同期信号
[SO8](a)をクロック信号として受信すると直ち
に高レベルにセットされる。そして、第2フリツプフロ
ツプ(53)は、第1フリツプフロツプ(52)の出力
信号をクロック回路(54)からのクロック信号[CL
K]に同期して出力する。この出力信号は、第1フリッ
プフロップ回路(52)をクリアする信号となるととも
に、上記LSTRT信号となる。したがって、LSTR
T信号は、クロック信号[CL K]の1周期の間に出
力される。
ROMアドレスカウンタ(55)は、ROM(5])の
アドレスを与えるROMアドレス信号を発生する。上記
のLSTRT信号は、ORゲート(56)を介してRO
Mアドレスカウンタ(55)をクリアする。したがって
、ROM(51)のアドレスは、SO8同期信号に同期
して“0“′に戻ることになる。
なお、頁の先頭のラインの場合は、印字に先立ちRES
ET信号がORゲート(56)を介して入力され、RO
Mアドレスは“0”になっている。
このとき、ROM(51)はアドレス“0”のクロック
数データT゛−1をドツトクロックカウンタ(57)に
出力する。同時に、上記のLSTRT信号が、ORゲー
ト(58)を介してドツトクロックカウンタ(57)の
LOAD端子に送られ、このクロック数データT゛−1
がドツトクロックカウンタ(57)に初期値としてプリ
セットされる。この値は、クロック回路(54)からの
クロック信号を受信するごとに1つ減算される。カウン
ト値がo′°に達すると、リップルクロック出力信号[
RC]が発生される。このリップルクロック信号[RC
]は、例えば、クロック信号[CLK]の周期(50n
s)に等しいパルス幅で出力され、計4段の遅延素子(
61らのリップルクロック信号φ0と遅延クロック信号
φ1〜φ4は、それぞれ、対応するANDゲート(65
〜69)の一方入力とされ、各ANDゲートが開かれた
ときに5つの入力端子を有するORゲート(70)に送
られる。信号φ0は、ANDゲート(65)を介して常
にORゲート(70)へ出力されている。一方、ROM
(51)の遅延段数データtは、デコーダ・ラッチ回路
(71)に送られ、リップルクロック信号[RC]の立
下りより若干遅れたタイミングでラッチされる。そして
遅延段数を表わす4個の信号(IEN 2EN、3EN
、4EN)にデコードされて、対応する遅延段数口のA
NDゲート(66〜69)の他方の入力端子に送られる
。したがって、遅延段数を表わす信号(IEN2EN、
3EN、4E、N )により選択されたANDゲートの
みが遅延クロック信号φ1〜φ4をORゲート(70)
に送る。こうして、ORゲート(70)の出力するドツ
トクロック信号の立上りは、信号φ0(RC)の立上り
に同期し、ドツトクロック信号の立下りは、信号φ0ま
たは選択された遅延り〜64)を直列接続してなる遅延
回路に送られる。
このリップルクロック信号[RC]は、同時に、ROM
アドレスカウンタ(55)にクロック信号として送られ
、ROMアドレスを1つ増加させ“ビとする。このリッ
プルクロック信号[RC]は、さらに、ORゲート(5
8)を介してドツトクロックカウンタ(57)のLOA
D端子に送られる。これにより、ROM(51)のアド
レス“ピのクロック数データ(T”−1)がドツトクロ
ックカウンタ(57)にプリセットされる。以下、同様
に、ドツトクロックカウンタ(57)にプリセットされ
たクロック数だけクロック信号[CLK]を受信するご
とにリップルクロック信号[RC]が発生される。
遅延回路(第5図参照)は、4段の遅延素子(61〜6
4)を直列に接続してなり、可変電圧源(60)を調整
して電源電圧■DDを調整し、ROM(51)に格納し
たfθ特性データに対応する最適な遅延を生じるように
しておく。遅延回路はりップルクロック信号[RC](
φ0ともいう)に加え、4段の遅延クロック信号φ1〜
φ4が発生される。これ0ツク信号(φ1〜φ4のいず
れカつの立下りに同期することになる。そして、このド
ツトクロック信号の立下りが、レーザダイオード(la
)の発光のタイミングを与える。したがって、すでに説
明したように可変電圧源(60)を用いて電源電圧を調
整して遅延素子(61〜64)の特性がそろうと、第3
表に示したごときわずかな誤差を除いて、正しいfθ特
性を得ることができるようになる。
なお、実際の遅延時間は、さらに個々のANDゲート(
65〜69)の伝播遅延時間のバラツキによって影響さ
れるので、好ましくは、同一パッケージ内のANDゲー
トを用いて遅延時間のばらつきを少なくする。
第8図は、感光体ドラム(5)の中央を走査した時点か
らのタイミングチャートを示す。ROMアドレスカウン
タ(55)の出力するアドレスは、説明の便宜上、中央
を“0”としている。ドツトクロックカウンタ(57)
がりップルクロック信号[RC]を出力すると、ROM
アドレスカウンタ(55)のカウント値が0゛′てあっ
た場合は、カウント値が1”に増加し、ROM(51)
にROMアドレス信号として送られる。したがって、R
OM(5])は、アドレス゛1”のクロック数データ(
T’−1)として“4”をドツトクロックカウンタ(5
7)に送る。
そして、次に出力されるリップルクロック信号[RC]
の立下りで、このクロック数゛4″′がドツトクロック
カウンタ(57)に設定される。ドツトクロックカウン
タ(57)は、クロック信号[CLK]によりダウンカ
ウントされ、カウント値が“0°゛になるとりップルク
ロック信号[RC]が出力される。そして、リップルク
ロック信号[RC]の立下りでROMアドレスカウンタ
(55)のカウント値が′2”となり、ROM(51)
はアドレス“2″の遅延段数tである”3”をデコーダ
・ラッチ回路(71)に出力し、デコーダ・ラッチ回路
(7I)はこのデータをラッチし、デコード信号3EN
を有効にする。
したがって、リップルクロック信号[RC]と信号φ3
の論理和がドツトクロックとしてORゲート(70)か
ら出力される。すなわち、ドツトクロックの立下りは、
信号φ3の立下りに一致する。こ第3図は、レーザビー
ムと走査位置の関係を示す図である。
第4図は、ドツト位置NとクロックTとの関係を示す図
である。
第5図は、遅延素子による遅延クロックの発生を示す図
である。
第6図は、遅延クロックのタイミングチャートである。
第7図は、0MO8I C(74I(Co O)の伝達
遅延特性の電源電圧依存性のグラフである。
第8図は、f・θ補正のタイミングチャートである。
1a・・レーザダイオード、 2・・・レーザビーム、
4・・・ポリゴンミラー   5 感光体ドラム、14
・・・レーザ駆動回路、 51・・ROM(fθ特性記憶手段)、60・・・可変
電圧源(遅延時間調整手段)、61〜64・・・遅延素
子、 φO〜φ4・・・クロック信号。
のドツトクロックは、第3表に示した誤差を持つfθ特
性を示す。
なお、以上では、中央からの走査について述べたが、ス
キャン開始から中央までの動作も同様に行われる。
レーザ駆動回路(I4)は、レーザビーム(2)が感光
体(5)のイメージエリア内にあるとき、内部のfθ特
性補正回路から送られるドツトクロックに同期してキャ
ラクタジェネレータ(13)から受信した画像情報(d
)に対応してレーザダイオード(Ia)の駆動のタイミ
ング信号(e)を出力する。
(発明の効果) レーザビームの走査におけるfθ特性を安価なCMO9
ICからなる遅延手段を用いて電気的に温度特性よくか
つ精度よく補正できる。これにより高価な「θレンズが
不要になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、fθ特性補正回路の回路図である。 第2図は、レーザプリンタの露光系の概略を示す図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)画像情報に応じて発光されるレーザビームを光偏
    向器で感光体上に走査して記録するビーム走査型記録装
    置において、 感光体上の走査線上のドット位置について各ドット位置
    に近いレーザビームの走査位置を与えるクロック数デー
    タと遅延段数データとからなるfθ特性データを各ドッ
    ト位置に対応するアドレスに順次記憶するfθ特性記憶
    手段と、 基準クロックを発生するクロック回路と、 fθ特性記憶手段から送られたクロック数だけ基準クロ
    ックをカウントするとドットクロックを発生するカウン
    タ手段と、 基準クロックの周期より短い遅延時間を生じる遅延素子
    を、少くとも遅延時間の総和が1周期にほぼ等しくなる
    程度の数だけ直列に接続してなり、CMOSICを遅延
    素子として用い、上記のカウンタ手段から送られるドッ
    トクロックを遅延段数データの数の遅延素子を直列に通
    して出力する遅延手段と、 遅延手段を構成する遅延素子の電源電圧を変化させて遅
    延時間を調整できる遅延時間調整手段と、カウンタ手段
    が発生するドットクロックによりfθ特性記憶手段のア
    ドレスを順次更新するアドレス指定手段とを備えたこと
    を特徴とするビーム走査型記録装置。
JP63167980A 1988-04-25 1988-07-06 ビーム走査型記録装置 Pending JPH0218515A (ja)

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JP63167980A JPH0218515A (ja) 1988-07-06 1988-07-06 ビーム走査型記録装置
US07/342,819 US5115328A (en) 1988-04-25 1989-04-25 Beam scan type recording apparatus with electrically F theta correcting function

Applications Claiming Priority (1)

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JP63167980A JPH0218515A (ja) 1988-07-06 1988-07-06 ビーム走査型記録装置

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JP (1) JPH0218515A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011227250A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Pioneer Electronic Corp 画像表示装置

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JP2011227250A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Pioneer Electronic Corp 画像表示装置

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