JPH08184772A - 光ビーム走査方法及び光ビーム走査装置 - Google Patents

光ビーム走査方法及び光ビーム走査装置

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JPH08184772A
JPH08184772A JP32838594A JP32838594A JPH08184772A JP H08184772 A JPH08184772 A JP H08184772A JP 32838594 A JP32838594 A JP 32838594A JP 32838594 A JP32838594 A JP 32838594A JP H08184772 A JPH08184772 A JP H08184772A
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light beam
scanning
image
optical system
line
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JP32838594A
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Hidenari Tatebe
秀成 立部
Yoshihiro Inagaki
義弘 稲垣
Nobuo Kanai
伸夫 金井
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光学系の位置調整によらずに、光学系の走査線
のずれに起因した画像の再現性の低下を防止することを
目的とする。 【構成】光ビームを射出する光源と光ビームを偏向する
手段とを有した光学系を用いて、主走査方向の画像走査
を行うための光ビーム走査方法であって、主走査基準線
に対する光学系の走査線のずれを記憶しておき、原画像
G1m,c,kの各画素の位置を光学系の走査線のずれ
に応じて副走査方向にずらした補正画像G2m,c,k
をビットマップメモリ上に仮想的に描画し、補正画像に
対応したビットマップデータに基づいて光ビームを変調
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像を量子化した画像
データに基づいて光ビームを変調するライン順次方式の
光ビーム走査方法及び走査装置に関し、ディジタル複写
機、ページプリンタ、ファクシミリ装置などにおける画
像形成に利用される。
【0002】
【従来の技術】レーザビームを機械的に偏向する光学系
は、電子写真式の画像形成装置の露光手段として広く用
いられている。通常は、光学系に対して露光面を副走査
方向に移動させながら、レーザビームの偏向による主走
査方向の走査を繰り返すライン順次の露光が行われる。
【0003】このようなライン順次の露光において、レ
ーザビームの偏向が理想的であれば、露光面上に走査基
準線に沿った直線状のスポット軌跡(走査線)が描かれ
る。しかし、実際には、光学系を収納するハウジングと
露光面との配置関係のずれ、ハウジング内でのレンズや
ミラーなどの光学部品の取付け位置のずれに起因して、
走査線が走査基準線に対して傾く場合がある。
【0004】走査基準線に対して実際の走査線がずれる
と、画像の再現性が損なわれる。また、複数の光学系に
よって1つの画像を形成する場合、例えば3つの光学ユ
ニットを用いて3色のトナー像を同時に形成し、その後
に各色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する
場合において、各光学系の走査線の傾き(スキュー)の
様相が互いに異なるとき、特に傾きの方向が異なるとき
には、画像の再現性の低下が顕著になってしまう。
【0005】そのため、従来では、画像形成装置の組み
立て段階で、走査線のずれができるだけ小さくなるよう
に、光学系を構成する各光学部品の取付け位置及び光学
系のハウジングの取付け位置を最適化する位置調整作業
が行われていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来では、取付け位置
の微調整を可能にする調整機構が必要であることから、
光学部品やハウジングの取付け構造が複雑になるととも
に、位置調整に長時間を要するという問題があった。ま
た、取付け位置の調整では、レンズやミラーの歪みに起
因した走査線の湾曲(ボウ)を補正することができない
という問題もあった。
【0007】なお、ボウの影響を軽減する手法として、
ボウに応じて光ビームの強度を切り換えて走査線の幅を
段階的に変化させる手法が提案されている(特開昭61
−25367号)。しかし、この手法による場合は、光
ビームに対して3値以上の多値変調を行うことになるの
で、光ビームの強度の安定性の確保が困難になる。
【0008】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、光学系の位置調整によらずに、光学系の走査線の
ずれに起因した画像の再現性の低下を防止することを目
的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明の方法
は、光ビームを射出する光源と前記光ビームを偏向する
手段とを有した光学系を用いて、主走査方向の画像走査
を行うための光ビーム走査方法であって、主走査基準線
に対する前記光学系の走査線のずれを記憶しておき、原
画像の各画素の位置を前記光学系の走査線のずれに応じ
て副走査方向にずらした補正画像をビットマップメモリ
上に仮想的に描画し、前記補正画像に対応したビットマ
ップデータに基づいて前記光ビームを変調する方法であ
る。
【0010】請求項2の発明に係る光ビーム走査装置
は、光ビームを偏向して主走査方向の画像走査を行う光
学系と、画像を仮想的に描画するためのビットマップメ
モリと、主走査基準線に対する前記光学系の走査線のず
れを示す偏向特性データを記憶する不揮発型のメモリ
と、原画像の各画素の位置を前記偏向特性データに応じ
て副走査方向にずらした補正画像を、前記ビットマップ
メモリ上に描画する描画処理手段と、前記補正画像に対
応したビットマップデータに基づいて前記光ビームを変
調する光源制御手段と、を有してなる。
【0011】請求項3の発明に係る光ビーム走査装置
は、光ビームを偏向して主走査方向の画像走査を行う第
1及び第2の光学系と、画像を仮想的に描画するための
ビットマップメモリと、前記第1の光学系の走査線に対
する前記第2の光学系の走査線のずれを示す偏向特性デ
ータを記憶する不揮発型のメモリと、前記第2の光学系
に対応した原画像の各画素の位置を前記偏向特性データ
に応じて副走査方向にずらした補正画像を、前記ビット
マップメモリ上に描画する描画処理手段と、前記補正画
像に対応したビットマップデータに基づいて、前記第2
の光学系の前記光ビームを変調する光源制御手段と、を
有してなる。
【0012】
【作用】予め主走査基準線に対する光学系の走査線のず
れ、すなわち主走査基準線を基準軌跡とした照射面上で
の光ビームの1ライン分の軌跡の変動の様相が測定さ
れ、その結果を示す偏向特性データがメモリによって記
憶される。
【0013】偏向特性データに応じて各画素の位置を副
走査方向にずらす画像データ処理によって、走査線のず
れを打ち消すように原画像を変形した補正画像がビット
マップメモリ上に仮想的に描画される。
【0014】補正画像に対応したビットマップデータに
基づいて光ビームを変調すると、走査線のずれの分だけ
光ビームのスポットが副走査方向に変移することから、
照射面上で各画素の位置が元の位置に戻されるので、原
画像に忠実な画像走査が実現される。
【0015】
【実施例】図1は本発明に係る光ビーム走査装置1の構
成を示すブロック図である。光ビーム走査装置1は、4
つの光学ユニット11a〜d、処理プログラムを実行す
るCPU21、ビットマップエリアとして用いられる2
つの画像メモリ22,23、後述の補正データDXを格
納したROM24、各光学ユニット11a〜dの光源を
制御するP/H(プリントヘッド)駆動部25、データ
バスBD、及びアレスバスBAから構成されている。
【0016】この光ビーム走査装置1は、例えば4つの
感光体ドラム3を用いてフルカラープリントを実現する
タンデム型ページプリンタに組み込まれ、ライン順次の
露光手段として用いられる。なお、CPU21は、ペー
ジプリンタの動作全体を管理するプリントコントローラ
の役割をも担う。また、画像メモリ22は、図示しない
インタフェースを介して外部のホストから入力されるプ
リントデータ(画像情報及びコマンド)の受信バッファ
などとしても用いられる。
【0017】CPU21は、ホストから入力されたプリ
ントデータを逐次解析し、例えばページ記述言語による
プリント指示内容を解釈し、画像メモリ22内のビット
マップエリア上でキャラクタコードなどのビットマップ
展開を行う。これにより、プリントすべき画像(原画
像)G1が画像メモリ22内で仮想的に描画される。な
お、フルカラープリントの場合には、Y(イエロー),
M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)の計4
色の各色毎に原画像G1が描画される。
【0018】そして、CPU21は、ROM24の補正
データDXに応じて原画像G1の各画素の位置を副走査
方向の前方側又は後方側にシフトさせる、本発明に特有
の画像データ処理を行う。この処理において、画像メモ
リ23内に原画像G1を意図的に変形した補正画像G2
が仮想的に描画される。
【0019】このようにして描画された原画像G1又は
補正画像G2の各画素の濃度を示すビットマップデータ
(例えば1画素当たり8ビット)は、適時にP/H駆動
部25へ送られ、各光学ユニット11a〜dから感光体
ドラム3へ向けて射出される光ビームMの変調(2値の
強度変調)のための制御データとして用いられる。
【0020】変調された光ビームMの照射により、各感
光体ドラム3上に一定の時間差を設けて原画像G1又は
補正画像G2に対応した潜像が順に形成される。これら
の潜像は、図示しない現像器によってY,M,C,Kの
各色のトナー像になり、その後に転写ベルト4上で用紙
Pに多重転写される。トナー像が転写された用紙Pは定
着ローラ対5を経て排出される。
【0021】図2は光学ユニット11a〜dの構成を示
す斜視図である。光学ユニット11a〜dの構造は同一
であるので、ここでは1つの光学ユニット11aのみを
図示してある。
【0022】各光学ユニット11a〜dは、ハウジング
110とその内部に固定配置された各種の光学部品とか
らなる。各光学ユニット11a〜dの光源は半導体レー
ザ111である。この半導体レーザ111は、P/H駆
動部25によって制御され、2値変調された光ビームM
を射出する。光ビームMは、集光レンズ112及びシリ
ンダレンズ113を経て収束し、回転多面鏡114によ
って偏向される。
【0023】偏向された光ビームMは、回転多面鏡11
4の面倒れ補正のための偏芯トーリックレンズ115を
通過し、均等走査のためのfθミラー116に入射す
る。そして、光ビームMは、折り返しミラー119で反
射して感光体ドラム3上に所定の大きさのスポットを形
成し、H方向(主走査方向)の光ビーム走査を行う。感
光体ドラム3上のスポットの軌跡が、各光学ユニット1
1a〜dの走査線La〜dである。理想的な走査状態
は、走査線La〜dが感光体ドラム3の回転軸と平行な
直線となる状態である。
【0024】画像形成時において、感光体ドラム3は、
一定速度で回転しており、その表面が一様に帯電してい
る。光ビームMの偏向と感光体ドラム3の回転とによっ
てライン順次で2次元走査が行われ、上述のように潜像
が形成される。
【0025】なお、各光学ユニット11a〜dには、主
走査の同期信号を生成するために、光検出器117とミ
ラー118とが組み付けられている。ミラー118は主
走査の始端位置に向かう光ビームMを光検出器117に
導く。
【0026】以下、光ビーム走査装置1の動作をさらに
詳しく説明する。図3は光ビーム走査装置1を用いた画
像形成の概要を示す模式図、図4は本発明を適用しない
場合の再生画像を示す図である。
【0027】上述したように光学ユニット11a〜dの
構造は同一である。しかし、ハウジング110及び光学
部品の寸法精度、レンズの歪みなどに起因して、走査線
La〜dに微妙なスキューやボウが生じる。つまり、実
際の走査線La〜dと理想の走査線(感光体ドラム3の
回転軸と平行な直線)との間にずれが生じる。
【0028】そして、このような走査線La〜dのずれ
の様相が同一であれば、比較的に影響は小さいが、例え
ばずれの様相が各光学ユニット11a〜d毎に異なる場
合には、フルカラープリントに際して色ずれが生じてし
まう。色ずれは画像の乱れとして目立ち易い。
【0029】そこで、光ビーム走査装置1では、走査線
Lのずれによる再現性の低下を防ぐために、1つの光学
ユニットの走査線を基準とした他の走査線のずれが、補
正データ(偏向特性データ)DXとして記憶されてお
り、補正データDXに応じて原画像G1を変形させた補
正画像G2に基づいて光ビームMの変調が行われる。
【0030】すなわち、図3(A)の例では、各光学ユ
ニット11a〜dに対応した走査線La〜dの中で、最
も理想の走査線L0に近い光学ユニット11aの走査線
Laが主走査基準線に選ばれている。走査線Laは理想
の走査線L0に近いものの、理想の走査線L0に対して
右下がりに若干傾いている。
【0031】光学ユニット11bの走査線Lbは、主走
査基準線(走査線La)に対して、右下がりに若干傾い
ている。光学ユニット11cの走査線Lbは、主走査基
準線Laに対して、右上がりに比較的に大きく傾いてい
る。また、光学ユニット11dの走査線Ldも、主走査
基準線Laに対して右上がりに大きく傾いている。
【0032】補正データDXは、このような各走査線L
b〜dのずれの様相を数値化したデータである。さらに
詳しくは、主走査方向の適当数(例えば画素数)のサン
プリング位置における走査線Lb〜dと主走査基準線L
aとの距離を、副走査方向の画素数に換算した数値の集
合である。
【0033】図3(B)に示すように、光学ユニット1
1a〜dには、Y,M,C,Kの各色の原画像G1y,
G1m,G1c,G1kが対応する。これらの原画像G
1y,m,c,kが画像メモリ22内で描画されると、
補正データDXに応じて走査線Lb〜dのずれを打ち消
すように、画素の副走査方向の位置をシフトさせること
によって、原画像G1m,c,kを変形させた補正画像
G2m,c,kが画像メモリ22内で描画される〔図3
(C)〕。画素のシフトは、原画像G1m,c,kのビ
ットマップデータを画素の配列順に画像メモリ22から
読み出して画像メモリ23へ転送し、その際に画素マト
リクスの副走査方向の位置を示すアドレス値を、補正デ
ータDXに応じて増加又は減少させるアドレス変換によ
って、容易に実現することができる。
【0034】図3の例では、例えば走査線Lbは主走査
基準線Laに対して右下がりに傾いているので、このよ
うなスキューを打ち消すために、補正画像G2mの横線
部分は原画像G1mに対して右上がりに傾けられてい
る。
【0035】Yについては原画像G1yに基づいて光ビ
ームMを変調し、M,C,Kについては、それぞれ補正
画像G2m,c,kに基づいて光ビームMを変調すれ
ば、画素の副走査方向の意図的な移動と走査線Lb〜d
のずれとが相殺される。その結果、図3(B)に示す
Y,M,C,Kの各色のトナー像G3y〜kが得られ、
図3(B)に示すように色ずれの無い高画質のプリント
画像G4が得られる。
【0036】これに対して、Y,M,C,Kの各色につ
いて、原画像G1y〜kに基づいて光ビームMを変調し
た場合には、図4に示すように、プリント画像G4xに
は、主走査基準線Laに対する各走査線Lb〜dのずれ
が、そのまま色ずれとして現れる。
【0037】図5は補正データDXの内容を示す図、図
6は補正画像G2の描画の一例を示す図である。上述の
補正データDXは、例えば以下の手順でROM24に格
納される。
【0038】まず、各光学ユニット11a〜dを適当な
測定台に固定し、CCDラインセンサーなどを用いて光
学ユニット11a〜dの走査状態(偏向特性)を調べ
る。ここでは、主走査方向の16個の位置(以下、これ
を主走査方向アドレスという)でスポットの副走査方向
の位置(以下、これを副走査方向アドレスという)を測
定するものとする。
【0039】図5(A)は、2個の光学ユニット11
a,bの走査線データDL1,2の値を示している。図
5において、白抜きの四角は光学ユニット11aの走査
線データDL1を示し、黒三角は光学ユニット11bの
走査線データDL2を示している。また、副走査方向ア
ドレスは、基準ラインを「0」とし、基準ラインの上方
のラインを正の数で表し、基準ラインの下方のラインを
負の数で表したものである。
【0040】図5(A)では、例えば主走査方向アドレ
ス1における走査線データDL1の副走査方向アドレス
は「+1」であり、走査線データDL2の副走査方向ア
ドレスは「−3」である。また、主走査方向アドレス1
6における走査線データDL1の副走査方向アドレスは
「0」であり、走査線データDL2の副走査方向アドレ
スは「−2」である。
【0041】次に、1つの光学ユニット11aの走査線
を主走査基準線として選び、他の光学ユニット11bの
走査線のずれを数値化する。つまり、主走査方向アドレ
ス毎に、走査線データDL1と走査線データDL2の差
を算出する。算出の結果が補正データDXとなる。
【0042】本実施例では、式(1)によって補正デー
タDXが算出されている。 DX=DL1−DL2 …(1) 図5(B)において、例えば主走査方向アドレス1にお
ける補正データDXの値は「+4」である。これは、主
走査方向アドレス1における光学ユニット11bのスポ
ットを4ライン分だけ上方へシフトさせると、基準の光
学ユニット11aのスポットと重なるということを意味
している。また、主走査方向アドレス16における補正
データDXの値は「−2」である。これは、主走査方向
アドレス1における光学ユニット11bのスポットを2
ライン分だけ下方へシフトさせると、基準の光学ユニッ
ト11aのスポットと重なるということを意味してい
る。
【0043】表1は、主走査方向アドレス1における走
査線データDL1,2及び補正データDXの値を示して
いる。
【0044】
【表1】
【0045】補正データDXが求まると、ROMライタ
ーなどのデータ書込み装置を用いて半導体メモリなどか
らなるROM24に補正データDXを格納する。そし
て、ROM24を回路基板に実装する。
【0046】図5に例示した値の補正データDXによる
場合には、図6(A)のように画像メモリ22内のビッ
トマップエリアE1に描画された原画像G1に対して、
図6(A)に示す補正画像G2が画像メモリ23内のビ
ットマップエリアE2に描画される。
【0047】上述の実施例によれば、走査線La〜dの
スキュー及びボウに係わらず、高画質の画像再現を実現
することができる。上述の実施例においては、1つの光
学ユニット11aの走査線Laを主走査基準線として設
定した例を挙げたが、理想の走査線L0を主走査基準線
とし、光学ユニット11a〜dの走査線La〜dのずれ
を補正するようにしてもよい。光学ユニット11a〜d
の数は任意であり、1つの光学ユニット11aのみを有
した光ビーム走査装置1にも本発明を適用することがで
きる。
【0048】また、画像メモリ22内の原画像G1を画
像メモリ23に転送せず、画像メモリ22からP/H駆
動部25へ直接に原画像G1を転送し、その際に補正デ
ータDXに応じて原画像G1の画素の位置をシフトさせ
てもよい。その場合には、P/H駆動部25内のバッフ
ァメモリが、補正画像G2を仮想的に描画するためのビ
ットマップメモリとして用いられる。ただし、そのバッ
ファメモリは、補正画像G2の全体に対応する容量をも
つ必要はなく、少なくとも補正画像G2の一部の描画が
可能であればよい。
【0049】さらに、原画像G1を画像メモリ22に一
旦格納することなく、外部のホストから各種のデータ形
式で入力された原画像G1をビットマップデータに展開
する段階で、補正データDXに応じて原画像G1の画素
の位置をシフトさせて補正画像G2を生成してもよい。
そして、生成した補正画像G2を上述の実施例と同様に
画像メモリ23に一旦格納してもよいが、画像メモリ2
3に格納せずにP/H駆動部25へ直接に、補正画像G
2をその生成と並行して逐次転送することもできる。
【0050】なお、本明細書において、ビットマップメ
モリとは、画素単位で画像データ(ビットマップデー
タ)の書込み及び読出しが可能に構成された記憶媒体を
意味し、画像データ専用のメモリに限られない。ビット
マップメモリを各種メモリ装置のメモリ空間の一部を用
いて実現することもできる。また、原画像G1及び補正
画像G2における1画素分のデータは、2値データ(ド
ットデータ)と多値データとを問わない。
【0051】上述の実施例において、各光学ユニット1
1a〜dの走査線La〜dにおける主走査方向のずれ
(ラインの書き出し位置のずれ)を記憶しておき、原画
像G1の各画素を副走査方向及び主走査方向にシフトさ
せた補正画像G2を生成し、その補正画像G2に基づい
て光ビームMの変調を行うことによって、画像の再現性
をより高めることもできる。
【0052】
【発明の効果】請求項1乃至請求項3の発明によれば、
光学系の位置調整によらずに、光学系の走査線のずれに
起因した画像の再現性の低下を防止することができ、光
学系の取付け構造の簡単化と取付けの作業の容易化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ビーム走査装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図2】光学ユニットの構成を示す斜視図である。
【図3】光ビーム走査装置を用いた画像形成の概要を示
す模式図である。
【図4】本発明を適用しない場合の再生画像を示す図で
ある。
【図5】補正データの内容を示す図である。
【図6】補正画像の描画の一例を示す図である。
【符号の説明】
M 光ビーム 111 半導体レーザ(光源) 114 回転多面鏡(偏向手段) 11a〜d 光学ユニット(光学系) 1 光ビーム走査装置 La 主走査基準線 La〜d 走査線 G1 原画像 G2 補正画像 23 画像メモリ(ビットマップメモリ) DX 補正データ(偏向特性データ) 24 ROM(不揮発型のメモリ) 21 CPU(描画処理手段) 25 P/H駆動部(光源制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B41J 2/525 H04N 1/40 H04N 1/40 101 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ビームを射出する光源と前記光ビームを
    偏向する手段とを有した光学系を用いて、主走査方向の
    画像走査を行うための光ビーム走査方法であって、 主走査基準線に対する前記光学系の走査線のずれを記憶
    しておき、 原画像の各画素の位置を前記光学系の走査線のずれに応
    じて副走査方向にずらした補正画像をビットマップメモ
    リ上に仮想的に描画し、 前記補正画像に対応したビットマップデータに基づいて
    前記光ビームを変調することを特徴とする光ビーム走査
    方法。
  2. 【請求項2】光ビームを偏向して主走査方向の画像走査
    を行う光学系と、 画像を仮想的に描画するためのビットマップメモリと、 主走査基準線に対する前記光学系の走査線のずれを示す
    偏向特性データを記憶する不揮発型のメモリと、 原画像の各画素の位置を前記偏向特性データに応じて副
    走査方向にずらした補正画像を、前記ビットマップメモ
    リ上に描画する描画処理手段と、 前記補正画像に対応したビットマップデータに基づいて
    前記光ビームを変調する光源制御手段と、 を有してなることを特徴とする光ビーム走査装置。
  3. 【請求項3】光ビームを偏向して主走査方向の画像走査
    を行う第1及び第2の光学系と、 画像を仮想的に描画するためのビットマップメモリと、 前記第1の光学系の走査線に対する前記第2の光学系の
    走査線のずれを示す偏向特性データを記憶する不揮発型
    のメモリと、 前記第2の光学系に対応した原画像の各画素の位置を前
    記偏向特性データに応じて副走査方向にずらした補正画
    像を、前記ビットマップメモリ上に描画する描画処理手
    段と、 前記補正画像に対応したビットマップデータに基づい
    て、前記第2の光学系の前記光ビームを変調する光源制
    御手段と、 を有してなることを特徴とする光ビーム走査装置。
JP32838594A 1994-12-28 1994-12-28 光ビーム走査方法及び光ビーム走査装置 Pending JPH08184772A (ja)

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