JPH1175037A - 画像形成装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

画像形成装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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JPH1175037A
JPH1175037A JP23163197A JP23163197A JPH1175037A JP H1175037 A JPH1175037 A JP H1175037A JP 23163197 A JP23163197 A JP 23163197A JP 23163197 A JP23163197 A JP 23163197A JP H1175037 A JPH1175037 A JP H1175037A
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light emitting
light
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temperature
image forming
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JP23163197A
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Jun Yamaguchi
純 山口
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Canon Inc
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  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置において、感光ドラム上に潜像
を形成するためのLEDアレイの温度特性による画像の
不均一性を軽減する。 【解決手段】 LEDアレイ401の温度をサーミスタ
402で検出し、検出値をA/D変換しエンコードした
値により、ガンマ補正部112のメモリ405に記憶さ
れているテーブル1〜256のうちの1つを選択し、選
択したテーブルにより入力画像データを補正する。補正
された画像データに応じてLEDアレイ401の発光を
制御することにより、感光ドラム上に均一な潜像を形成
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機等で用いら
れ、LEDアレイ等の発光を画像データにより制御する
ことにより画像を形成する画像形成装置及びこの装置で
用いられるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の画像形成装置において、濃度補正
(ヘッドシェーディング)を行う場合は、予め定められ
たパターンを出力し、その出力結果をリーダ部で読み取
り、読み取り結果を予め設定された基準値と比較して濃
度の違いを判断し、その差に応じて濃度補正データを生
成し、原画像データに付加していた。この濃度補正はユ
ーザが行うもので、それほど頻繁に行うものではなく、
濃度補正を行った後に環境温度の変化があったとしても
対応することはなかった。これはLEDアレイを用いた
画像形成装置においても同様である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、LED
の発光光量は温度特性を持つため、環境温度の変化やL
EDアレイのドライバ等の周辺回路の発熱によりLED
アレイの温度が変化した場合、同じ入力データに対して
印字結果が一定にならないことがあるという問題があっ
た。
【0004】本発明の目的は上述した問題点に鑑み、L
EDアレイの温度が変化しても、常に一定の画像を出力
できる画像形成装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による画像形成装
置においては、画像データにより発光が制御される発光
手段と、上記発光手段の温度を検出する検出手段と、上
記検出された温度に応じて入力画像データを補正し、補
正された画像データにより上記発光手段の発光を制御す
る補正制御手段とを設けている。
【0006】本発明によるコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体においては、画像データにより発光が制御され
る発光手段の温度を検出する手順と、上記検出された温
度に応じて入力画像データを補正し、補正された画像デ
ータにより上記発光手段の発光を制御する手順とを実行
するためのプログラムを記録している。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。まず、本発明を適用したLEDアレイ
を露光系に用いたディジタルカラー複写機について説明
する。図6はディジタルカラー複写機の横断面概略図で
ある。図6では上部にリーダ部、下部にプリンタ部を配
置してある。
【0008】まず、リーダ部の構成について説明する。
図6において、101は画像読み取りのためのCCD、
311はCCD101の実装された基板、312は後述
する図7の画像処理部からCCD101を除いた部分と
後述する図8の201、202〜205の部分とから成
るディジタル画像処理部、301は原稿台ガラス、30
2は原稿給紙装置(DF)(なお、この原稿給紙装置3
02の代わりに不図示の鏡面圧板を装着する構成もあ
る)、303及び304は原稿を照明する光源(ハロゲ
ンランプ又は蛍光灯)、305及び306は光源30
3、304の光を原稿に集光する反射傘、307〜30
9はミラー、310は原稿からの反射光又は投影光をC
CD101上に集光するレンズ、314は光源303、
304と反射傘305、306とミラー307を収容す
るキャリッジ、315はミラー308、309を収容す
るキャリッジ、313は他のIPU等とのインターフェ
イス(I/F)部である。なお、キャリッジ314は速
度Vで、キャリッジ315は速度V/2で、CCD10
1の電気的走査(主走査)方向(紙面に垂直方向)に対
して垂直方向(図の矢印方向)に機械的に移動すること
によって、原稿の全面を走査(副走査)する。316は
走査用のモータ部である。
【0009】図7は上記画像処理部の詳細な構成を示す
ブロック図である。図6の原稿台ガラス301上の原稿
(不図示)は光源303、304からの光を反射し、そ
の反射光はCCD101に導かれて電気信号に変換され
る。なお、CCD101はカラーセンサの場合、RGB
のカラーフィルタが1ラインCCD上にRGB順にイン
ラインに乗ったものでも、3ラインCCDでそれぞれR
フィルタ、Gフィルタ、BフィルタをそれぞれのCCD
毎に並べたものでもよいし、フィルタがオンチップ化又
はフィルタがCCDと別構成になったものでもよい。そ
して、その電気信号(アナログ画像信号)はディジタル
画像処理部312に入力され、クランプ&Amp.&S
/H&A/D部102でサンプルホールド(S/H)さ
れ、アナログ画像信号のダークレベルを基準電位にクラ
ンプし、所定量に増幅され、A/D変換されて(上記処
理順番は表記順とは限らない)、例えばRGB各8ビッ
トのディジタル信号に変換される。
【0010】そして、RGB信号はシェーディング部1
03でシェーディング補正及び黒補正が施された後、つ
なぎ&MTF補正&原稿検知部104でつなぎ処理、M
TF補正、原稿検知が行われる。CCD101が3ライ
ンCCDの場合、つなぎ処理は、ライン間の読取位置が
異なるため、読取速度に応じてライン毎の遅延量を調整
し、3ラインの読取位置が同じになるように信号タイミ
ングを補正する。MTF補正は、読取速度や変倍率によ
って読取のMTFが変わるため、その変化を補正する。
原稿検知は、原稿台ガラス301上の原稿を走査するこ
とにより原稿サイズを認識する。読取位置タイミングが
補正されたディジタル信号は入力マスキング部105に
よって、CCD101の分光特性、光源303、304
及び反射傘305、306の分光特性を補正する。入力
マスキング部105の出力は外部I/F部114からの
信号との切り換え可能なセレクタ106に入力される。
セレクタ106から出力された信号は色空間圧縮&下地
除去&LOG変換部107と下地除去部115に入力さ
れる。
【0011】下地除去部115に入力された信号は下地
除去された後、原稿中の文字が黒い文字かどうかを判定
する黒文字判定部116に入力され、原稿から黒文字信
号を生成する。また、色空間圧縮&下地除去&LOG変
換部107では色空間圧縮、下地除去処理、LOG変換
を行う。色空間圧縮は、読み取った画像信号がプリンタ
で再現できる範囲に入っているかどうかも判断し、入っ
ている場合は画像信号をそのままにしておき、入ってい
ない場合はプリンタで再現できる範囲に入るように補正
する。色空間圧縮後、下地除去処理を行い、LOG変換
でRGB信号からCMY信号に変換する。色空間圧縮&
下地除去&LOG変換部107の出力信号は、上記黒文
字判定部116で生成された信号とタイミングを補正す
るために、遅延部108でタイミングを調整される。こ
の2種類の信号はモワレ除去部109でモワレが除去さ
れ、変倍処理部110で主走査方向に変倍処理される。
【0012】次に、UCR&マスキング&黒文字反映部
111では、変倍処理部110で処理されたCMY信号
がUCR処理されてCMYK信号が生成され、マスキン
グ処理によりプリンタの出力にあった信号に補正される
と共に、黒文字反映処理のため黒文字判定部116で生
成された判定信号がCMYK信号にフィードバックされ
る。UCR&マスキング&黒文字反映部111で処理さ
れた信号はガンマ補正部112で濃度調整されるが、そ
のガンマ補正テーブルは、後述するLEDアレイの温度
に基づいて生成された濃度補正データにより、1枚コピ
ーする毎に書き換えられるように構成されている。ガン
マ補正部112から出力されたデータは、フィルタ部1
13でスムージング又はエッジ処理される。以上のよう
に処理された信号は、図8の2値変換部201に送られ
て8ビット多値信号から2値信号に変換される。なお、
その変換方法はディザ法、誤差拡散法、誤差拡散の改良
したもののいずれを用いてもよい。
【0013】次に、プリンタ部の構成について説明す
る。図6において、317はY(イエロー)画像形成
部、318はM(マゼンタ)画像形成部、319はC
(シアン)画像形成部、320はK(ブラック)画像形
成部であり、それぞれの構成は同一なので、ここではY
画像形成部317について詳細に説明し、他の画像形成
部318〜320の説明は省略する。なお、図6におけ
る333は転写ベルトであり、各画像形成部317〜3
20に記録紙を搬送する。
【0014】Y画像形成部317において、210はL
EDアレイ、342は感光ドラムであり、図示しない超
音波モータにより駆動され、LEDアレイ210からの
光によって、その表面に潜像が形成される。321は一
次帯電器で、感光ドラム342の表面を所定の電位に帯
電させ、潜像形成の準備をする。322は現像器で、感
光ドラム342上の潜像を現像して、トナー画像を形成
する。なお、現像器322には、現像バイアスを印加し
て現像するためのスリーブ345が含まれている。32
3は転写帯電器で、転写ベルト333の背面から放電を
行い、感光ドラム342上のトナー画像を、転写ベルト
333上の記録紙等へ転写する。なお、本実施の形態は
転写効率がよいため、クリーナ部が配置されていない
が、クリーナ部を装着しても問題ないことは言うまでも
ない。
【0015】次に、記録紙等の上へ画像を形成する手順
を説明する。カセット340、341に格納された記録
紙等はピックアップローラ338、339により1枚ず
つ取り出され、給紙ローラ336、337で転写ベルト
333上に供給される。給紙された記録紙は、吸着帯電
器346で帯電される。転写ベルトローラ348は転写
ベルト333を駆動し、かつ吸着帯電器346と対にな
って記録紙等を帯電させ、転写ベルト333に記録紙等
を吸着させる。紙先端センサ353は、転写ベルト33
3上の記録紙等の先端を検知する。この紙先端センサ3
53の検出信号はプリンタ部から上記リーダ部へ送られ
て、このリーダ部からプリンタ部にビデオ信号を送る際
の副走査同期信号として用いられる。
【0016】次に、記録紙等は転写ベルト333によっ
て搬送され、画像形成部317〜320においてYMC
Kの順にその表面にトナー画像が形成される。K画像形
成部320を通過した記録紙等は、転写ベルト333か
らの分離を容易にするために除電帯電器349で除電さ
れた後、転写ベルト333から分離される。このとき剥
離帯電器350は、記録紙等が転写ベルト333から分
離する際の剥離放電による画像乱れを防止している。上
記分離された記録紙等は、トナーの吸着力を補って画像
乱れを防止するために定着前帯電器351、352で帯
電され、定着器334でトナー画像が熱定着された後、
排紙トレー335に排紙される。
【0017】次に、LEDアレイによる画像記録につい
て説明する。図7及び図8のディジタル画像処理部で生
成された2値のYMCKの画像信号は、紙先端センサ3
53からの紙先端の検出信号を基にそれぞれ図8の遅延
器202〜205によって紙先端センサ353とそれぞ
れの画像形成部317〜320との距離の違いを調整さ
れる。これにより、4色を感光ドラム上の所定の位置に
潜像を記録することが可能となる。また、LED駆動部
206〜209はLEDアレイ210〜213を駆動す
るための信号を生成する。
【0018】次に、以上のように構成されたディジタル
カラー複写機における本発明の第1の実施の形態を説明
する。まず、本発明で特徴的なLEDアレイの温度特性
による濃度変化の補正について説明する。本実施の形態
ではLEDにAlGaAs系のものを使用しているが、
一般にAlGaAs系のLEDは温度に対する発光光量
の関係としてD=−0.6T+A(D:光量、T:温
度、A:定数)が成り立つとされている。つまり、LE
Dの温度が変化すれば発光光量が変わり、印字濃度に影
響を与えることを示している。そこで本実施の形態で
は、LEDの温度特性による印字濃度変化の補正手段と
して図1に示すような構成を用いている。
【0019】図1において、LEDアレイ401の温度
を検知する手段としてのサーミスタ402(このサーミ
スタはY、M、C、K各色のLEDアレイについて1つ
ずつ設置する)と、サーミスタ402で検知したアナロ
グ電圧をディジタルデータに変換するためのA/D変換
器403と、ガンマ補正を行うためのガンマ補正部11
2とが設けられている。ガンマ補正部112内部には、
LEDアレイ401の温度に最適なガンマ補正テーブル
を256種記憶したメモリ405と、検知温度に応じた
上記ガンマ補正テーブルを選択するための信号を発生す
るエンコーダ406とが設けられている。
【0020】ここで、図2を用いてガンマ補正部112
内のガンマ補正テーブルについて説明する。通常、ガン
マ補正テーブルは非線形であるが、ここでは簡単のため
線形とする。また、条件として、LEDアレイ401の
温度は5から50℃の範囲を動くものとする。その範囲
を8bitのA/D変換器403で量子化するため、1
ステップあたり45/256≒0.175℃となる。つ
まり、0.175℃刻みでガンマテーブルを選択できる
ため、高精度な補正が可能となる。図2の実線1は常温
20℃でのガンマテーブルであり、傾きはaである。実
線2は50℃、実線3は5℃でのガンマテーブルを示
し、傾きはそれぞれb、cである。傾きにはc<a<b
の関係があるが、これは温度が高くなるとLEDアレイ
401の光量が下がるため、出力濃度データを大きくし
なければならないからである。温度t(℃)が5<t<
50のときの傾きdは当然のことながらc<d<bの関
係を満たすことになる。これを図2において点線で示
す。
【0021】このようにして定めた256種のテーブル
をガンマ補正部112内のメモリ405に記憶する。そ
してこれらのテーブルは、A/D変換器403で変換さ
れた温度データをエンコーダ406によりエンコードし
た信号でその1つが選択される。そして選択されたテー
ブルにより、UCR&マスキング&黒文字反映部111
から出力された画像データについてガンマ補正した後、
次段のフィルタ部113に出力する。以上のような処理
を行うことにより、LEDアレイの温度による発光光量
の変化に起因する出力画像濃度の変化をなくし、常に安
定した出力画像を得ることができる。
【0022】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。一般に、記録幅300mmにわたってモノリ
シックなLEDアレイを作製することは不可能であるの
で、本実施の形態では600dpiで128画素分(約
5.4mm幅)のLEDアレイチップを55個主走査方
向に並べ、1ライン分としている。上述した第1の実施
の形態では、LEDアレイの温度係数を−0.6(一
定)として処理を行ったが、現実にはLEDアレイチッ
プを形成する際のウェハー間のバラツキ、また同ウェハ
ーであっても切り出す位置によるバラツキがあり、温度
係数もチップ毎により微妙に異なるものである。従っ
て、プロユースの画像形成装置のようにシビアな出力画
像が要求される装置では、このチップ毎の温度係数のバ
ラツキまで考慮して補正することが必要となる。
【0023】本実施の形態は、チップ毎の温度係数のバ
ラツキを考慮した補正を行うものであり、図3と共に説
明する。図3において、LEDアレイ410の温度を測
るために、LEDアレイ410の近傍にサーミスタ41
1を配置する。サーミスタ411の検出アナログ電圧値
をA/D変換器413によりディジタル信号に変換し、
濃度補正データ生成部417に入力する。
【0024】一方、LEDアレイ410のヘッドは出荷
時に光量チェック等の検査が施されるが、この時に測定
された各チップ毎の温度係数αn(n:チップ番号)
と、定数としての室温20℃での光量値β20nとをヘ
ッド基板に取り付けられたメモリ415に記憶させてお
く。このメモリ415は、現在どのチップの画像データ
が画像処理部分を流れているかを示す信号を発生するチ
ップセレクト発生器416からの信号により、現在流れ
ている画像データを印字するチップの上記温度係数αn
と定数β20nとを濃度補正データ生成部417に出力
するものである。
【0025】濃度補正データ生成部417では、A/D
変換器413及びメモリ415からのデータを演算し、
補正データを生成するが、演算方法は以下の通りであ
る。AlGaAs系のLEDは温度に対する発光光量の
関係として、 D=−αn・T+β0n ………(1) D:発光光量、α:温度係数、T:温度、β0n:T=
0のときの発光光量の関係を持ち、これを上記メモリ4
15に記憶させたβ20nにより表すようにする。
【0026】次に、図4に示すようにβ0nとβ20n
には、 β0n=β20n+20・αn ………(2) の関係が成り立つので、(2)式を(1)式に代入する
ことにより、 D=−αn・(T−20)+β20n ………(3) を得る。(3)式より、濃度補正データ生成部417に
入力されたデータから各チップの発光光量を知ることが
できる。
【0027】次に、上記求めた発光光量から補正データ
を生成する。発光光量が大きいほど印字濃度は濃くなる
ので、補正データは少なくしなければならず、図5に示
すように、横軸に発光光量、縦軸に補正データ量をとっ
た場合、右下がりのグラフとなる。このグラフをテーブ
ルとして濃度補正データ生成部417内のメモリ419
に記憶させておき、上記求めた発光光量をこのテーブル
に通すことにより、補正データが生成されることにな
る。このようにして生成された補正データを加算器41
8(図7では不図示であるが、UCR&マスキング&黒
文字反映部111とガンマ補正部112との間にある)
に入力し、画像データに足し合わせる。以上のような処
理を行うことにより、温度によるLEDアレイ410の
各チップ毎の発光光量の変化に起因する出力画像濃度の
変化をなくし、常に安定した出力画像を得ることができ
る。
【0028】本発明はディジタルカラー複写機に限定さ
れず、LEDアレイ等の温度特性を有する発光手段を用
いる全ての画像形成装置に適用することができる。
【0029】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。本発明は、複数の機器(例えば、ホストコン
ピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタ
等)から構成されるシステムに適用しても、1つの機器
(例えば、複写機、ファクシミリ装置等)からなる装置
に適用しても良い。
【0030】また、上述した各実施の形態の機能を実現
するように各種のデバイスを動作させるため、上記各種
デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピ
ュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するための
ソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステ
ムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMP
U)に格納されたプログラムに従って上記各種デバイス
を動作させるようにしたものも、本発明の範疇に含まれ
る。
【0031】その場合、上記ソフトウェアのプログラム
コード自体が上述した実施の形態の機能を実現すること
になり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラ
ムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば
かかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を
構成する。プログラムコードを記憶する記憶媒体として
は、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光デ
ィスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、
不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができ
る。
【0032】また、コンピュータが供給されたプログラ
ムコードを実行することにより上述の各実施の形態の機
能が実現される場合だけでなく、そのプログラムコード
がコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーテ
ィングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト
等と共同して上述の各実施の形態の機能が実現される場
合にも、かかるプログラムコードは本発明の実施の形態
に含まれることは言うまでもない。
【0033】さらに、供給されたプログラムコードがコ
ンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続され
た機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そ
のプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボー
ドや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の
一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の
形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムコ
ードは本発明に含まれることは言うまでもない。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
環境温度や周辺回路の発熱によってLEDアレイ等の発
光手段の温度が変化しても、常に一定濃度の画像を出力
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図2】第1の実施の形態によるガンマ補正テーブルを
説明するための特性図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図4】第2の実施の形態による温度・発光光量特性を
示す特性図である。
【図5】第2の実施の形態による発光光量・補正データ
量特性を示す特性図である。
【図6】本発明を適用し得るディジタルカラー複写機の
横断面図である。
【図7】ディジタルカラー複写機の画像処理部のブロッ
ク図である。
【図8】ディジタルカラー複写機のLED駆動部周辺の
ブロック図である。
【符号の説明】
112 ガンマ補正部 401、410 LEDアレイ 402、411 サーミスタ 405、415、419 メモリ 417 濃度補正データ生成部 418 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 1/407

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データにより発光が制御される発光
    手段と、 上記発光手段の温度を検出する検出手段と、 上記検出された温度に応じて入力画像データを補正し、
    補正された画像データにより上記発光手段の発光を制御
    する補正制御手段とを備えた画像形成装置。
  2. 【請求項2】 上記発光手段は画像データに応じて順次
    に発光する複数の発光素子がライン状に配列されて成
    り、上記複数の発光素子のうちのどの発光素子が発光し
    ているかを示す信号を発生する信号発生手段を設け、上
    記補正制御手段は上記信号が示す発光素子の発光を制御
    することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 上記補正制御手段は、上記入力画像デー
    タを補正する複数の補正データが記憶され、その1つが
    上記検出された温度に応じて読み出される記憶手段を有
    することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 上記補正制御手段は、上記複数の発光素
    子の各々についての温度係数と規定温度での発光量とか
    ら成るデータが複数記憶され、その1つが上記信号によ
    り読み出される記憶手段と、上記読み出されたデータと
    上記検出された温度とにより対応する発光素子の発光量
    を補正する補正データを生成する生成手段とを有するこ
    とを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 上記発光手段は画像データに応じて順次
    に発光する複数の発光素子がライン状に配列されて成
    り、この発光手段により上記ライン方向に走査されて感
    光されると共に、上記発光手段に対して上記ライン方向
    と直交する方向に移動するように成された感光手段を設
    けたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 画像データにより発光が制御される発光
    手段の温度を検出する手順と、 上記検出された温度に応じて入力画像データを補正し、
    補正された画像データにより上記発光手段の発光を制御
    する手順とを実行するためのプログラムを記録したコン
    ピュータ読み取り可能な記憶媒体。
JP23163197A 1997-08-28 1997-08-28 画像形成装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 Pending JPH1175037A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007214829A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Brother Ind Ltd 画像読取装置および画像形成装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007214829A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Brother Ind Ltd 画像読取装置および画像形成装置
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