JPH04136876A - レーザプリンタのビームパワー制御方法 - Google Patents

レーザプリンタのビームパワー制御方法

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JPH04136876A
JPH04136876A JP2257024A JP25702490A JPH04136876A JP H04136876 A JPH04136876 A JP H04136876A JP 2257024 A JP2257024 A JP 2257024A JP 25702490 A JP25702490 A JP 25702490A JP H04136876 A JPH04136876 A JP H04136876A
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Takahiro Yagishita
高弘 柳下
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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〕 この発明は、レーザプリンタのビームパワー制御方法に
関する。
〔従来の技術〕
レーザプリンタは、静電潜像技術により普通紙上に画像
を形成する装置でレーザ゛ビームプリンタともいわれ、
パーソナルコンピュータ、EWS等にその外部周辺機器
として接続使用される他に、デジタル複写機、カラー複
写機、高速ファクシミリ等にも一体化された内蔵出方機
器として使用されている。
その原理は、よく知られているように、画像データに応
じてレーザ゛ダイオード(以下r L D Jともいう
)等の光源から変調出力されるレーザビーム(以下「ビ
ーム」という)を、光偏向手段(例えば定速回転するポ
リゴンミラー等の回転偏向器)により繰返し偏向し、そ
の偏向ビームを副走査方向に移動する帯電された感光体
面」−にスポラ1〜として結像することにより主走査を
行ない、静電層像を形成する。
その静電潜像は現像により可視のトナー像に変換され、
そのトナー像を用紙」−に転写し定着することにより、
普通紙−にに画像が形成されるものである。
このように、スポットの主走査と、直角方向に移動する
感光体の副走査とにより画像が形成されるため、主走査
方向の光書込みの同期がずれると形成された画像が歪む
から、ビームが有効画像領域を照射する直前の位置にフ
ォトダイオード、フォトトランジスタ等の光検知素子を
設け、ビームを受光した時に同期信号を出力して、それ
と同期した画像クロックを発生させる。
光書込みは、その画像クロックに従って行なわれるから
、縦線歪のない画像が得られる。
一方、オペレータが指定する画像濃度あるいは温度、湿
度等の周囲条件によりL Dの出力するビームパワーそ
の他が設定され、その設定条件に応じてレーザ出力制御
装置がビームパワーを制御する。
しかしながら、主走査されるビームのパワーか上記の設
定値のままであると、スポットの照度が有効画像領域の
中心部では高く、周辺部では低くなって画像に濃度ムラ
が発生する。
そのため、レーザ出力制御装置は、画像クロックをカラ
ン]・することにより走査中のスポットの画面上の位置
を知り、第8図に示すように、画面周辺部ではパワーを
」二げ中心部では下げる所謂パラボラ補正を行って、画
面全体の照度が一定になるようにLDの出力を制御して
いる。
したがって、設定条件に応じて同図A−Dに示したよう
に、スポットの位置に応じて比例的に」1下シフトする
ような出力制御が行なわれる。
〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、第8図に示したように、光検知素子には
周辺部に対するパワーのビームが入力することになるか
ら、設定条件に従って人力レベルが変化する。
そのため、時間に対する光検知素子の出力変化を第9図
に示すように、各特性カーブハ〜D(第8図A−Dにそ
れぞれ対応する)は、適当な入力レベルBの場合に対し
て、強い入力レベルAの場合は出力に飽和部分が現われ
ると共に、同期信号を出力するため予め決められている
スレショルド電圧に達する時刻が、△゛Fだけ早くなる
すなわち、入力レベル即ち設定条件によって同期信号の
出るタイミングが変化する。
このような入力レベルによる位置ズレがあっても、同一
紙面」二の画像においては入力レベルの変動が小さいか
ら実用」二は差支えないが、弱い入力レベルCの場合は
、僅かな入力レベル変動があってもジッタ又は不検知を
生じ、主走査同期ズレによる縦線歪や走査線脱落等の問
題が発生する。
さらに弱い入力レベルDの場合は、出力のピークがスレ
ショルド電圧に達しないため同期信号が出力されず、画
像形成不能の事故が発生するという問題があった。
さらに、従来例においては、第8図に示したように、同
じ設定条件において最もビームパワーの大きい周辺部レ
ベルでのL Dの発光時間が長くなるため、LDの寿命
がそれだけ短かくなるという問題もあった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、確実
な同期信号が得られるレーザプリンタのビームパワー制
御方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、」―記の目的を達成するため、光偏向手段
により主走査されるレーザビームを検知する光検知素子
と、その光検知素子の出力に応じて主走査方向の書込タ
イミングの基準となる同期信号を出力する同期信号回路
と、同期信号に同期した画像クロックを発生する画像ク
ロック発生回路と、画像濃度等の設定条件と画像クロッ
クのカウント数とに応じてレーザビームのビームパワー
を制御するレーザ出力制御装置とを備えたレーザプリン
タにおいて、 レーザビームが光検知素子に入射する時に、レーザ出力
制御装置が、設定条件に関係なく、ビームパワーを予め
設定した検知用レベルになるように制御するものである
〔作 用] この発明によるレーザプリンタのビームパワー制御方法
は、レーザビームが光検知素子に入射する時に、レーザ
出力制御装置がビームパワーを予め設定した検知用レベ
ルになるように制御するから、設定条件に関係なく光検
知素子には常に最適なレベルのレーザビームが入力し、
同期ズレや走査線脱落のない確実な同期信号が得られる
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図面を参照して具体的に説
明する。
第3図は、この発明の一実施例であるレーザプリンタの
内部機構を示す概略構成図である。
矢示したように時計方向に回転する感光体ドラム10の
周辺には、その回転方向順に帯電チャージャ11.光書
込ユニット12.現象ユニット13、転写チャージャ1
4.クリーニングユニット15がそれぞれ配置されてい
る。
感光体ドラム10は、先ず帯電チャージャ11によりそ
の表面を一様に帯電された後、光計込ユニット12から
の画像データにより変調され主走査方向に偏向されたと
−ムか結像するスポットにより主走査され、静電潜像が
形成される。
その静電潜像は、現像ユニット13により現像され、顕
像化したトナー像に変換された後、そのトナー像は転写
チャージャ14によって一点鎖線で示したルート」−を
搬送されて来た用紙に転写される。
感光体ドラム10−hに残留するトナー及び電荷は、ク
リーニングユニット15によりそれぞれ除去され、除去
されたトナーはクリーニングユニット15に回収される
その用紙は、給紙カセット17上の用紙スタック18か
ら給紙ローラ19により給紙され、レジストローラ対2
0に当接して一時停止した後、光書込ユニット12によ
り書込まれた感光体ドラム10上の画像に合わせたタイ
ミングをとって、レジストローラ対20により転写チャ
ージャ14の位置に搬送されトナー像が転写される。
トナー像が転写された用紙は、定着ユニット21に搬送
され、加圧ローラ21aにより加熱されている定着ロー
ラ21bに圧接され、その熱と圧力とにより定着された
後、排紙ローラ22に搬送されて排紙口23から排紙ト
レー24上に排出される。
第4図は、光書込ユニット12の一例を示す要部斜視図
である。
この光書込ユニット12は、変調光源部であるLD(レ
ーザダイオード)ユニット30、及び第1シリンダレン
ズ31.第1ミラー32.プリオブジェクト型の結像レ
ンズ33と、ポリゴンモータ34とそれにより矢示A方
向に回転駆動されるポリゴンミラー35とからなる光偏
向手段である回転偏向器36と、第2ミラー37.第2
シリンダレンズ38とからなる走査結像光学系、ならび
に第3ミラー40.受光レンズ4+、光検知素子である
同期センサ42からなる同期光学系によって構成されて
いる。
L Dユニット30は、内部にL I)と、このL D
から射出される発散性ビームを平行光ビームにするコリ
メータレンズと、ビームの太さを規制するアパーチャと
を一体に組込んだものである。
L Dユニット30から射出された平行光ビームは、第
1シリンダレンズ31を透過し第1ミラー32で反射さ
れた後、結像レンズ33を透過しポリゴンミラー35の
反射面35aに入射する。
結像レンズ33は、入射するビームの平行な主走査方向
成分を後述する感光体ドラムl01−に結像させるよう
に作用し、第1シリンダレンズ31は、結像レンズ33
との合成パワーによって、平行ビームの副走査方向成分
をポリゴンミラー35の反射面35a上に一度結像させ
るように作用する。
ポリゴンミラー35により反射され主走査方向に繰返し
偏向されるビームは、第2ミラー37で反射され第2シ
リンダレンズ38を透過して、矢示B方向に回転する感
光体ドラム10に到達する。
第2シリンダレンズ38は、反射面35a1−に度結像
されたビームの副走査方向成分を感光体ドラム10」―
に再結像するから、ビームは結像レンズ33によって結
像される主走査方向成分と共にスポットに結像して感光
体ドラム】Oの主走査線] Oa−、、I:を矢示C方
向に主走査する。
また、回転偏向器36により偏向されたビームが主走査
線10aJ−の有効画像領域に入射する直前に、そのビ
ームを第3ミラー40により反射し、受光レンズ41に
よりその受光面に結像させて主走査の同期信号を出力す
る同期センサ42も設けられている。
第5図は、このレーザプリンタの制御部の一例を示すブ
ロック図である。
コントローラ50は、メインのマイクロコンピュータ(
以下rMPUJ という)51と、そのMl)U5]が
必要とするプログラム、定数データ。
文字フォント等を格納したROM52と、−時的なデー
タやドツトパターン等をメモリするR A M2Sと、
コマンドやデータの入出力を制御するT1054と、そ
のl105/lを介しMPU51・と接続される操作パ
ネル55と、内部インタフェース(1/F)56とから
構成され、互にデータバス、アドレスバス等で接続され
ている。
また、プリント命令や文字データ、画像データを出力す
るホストマシン58も、I / 054を介してMPU
51に接続される。
エンジンドライバ60は、サブのマイクロコンピュータ
(以下「CPU」という)61と、そのCPU6 ]が
必要とするプログラム、定数データを格納したROM6
2と、−時的なデータをメモリするRAM63と、デー
タの人出力を制御するl1064とから構成され、互に
データバス、アドレスバス等で接続されている。
11064は、コントローラ50の内部インタフェース
56に接続され、コントローラ50からビデオ信号や操
作パネル55上の各種スイッチの状態を入力したり、画
像クロックやペーパーエンド等のステータス信号をコン
トローラ50へ出力する。
また、このl1064は、それぞれプリンタエンジン6
5を構成する光書込ユニット12その他のシーケンス機
器群66と、同期センサ42を含む各種のセンサ類67
とも接続されている。
コントローラ50は、ホストマシン58からプリント命
令や文字コード、画像データを受信して、それらのコー
ド、データを編集し、文字コードならばROM52に記
憶している文字フォノ]・によって画像書込みに必要な
ドツトパターンに変換したのち、それらの文字および画
像(以下まとめて「画像」という)のドツトパターンを
RAM53内のVRAM(ビデオRAM)領域にメモリ
して置く。
エンジンドライバ60からレディ信号と共に画像クロッ
クが入力すると、コントローラ50はV RA M領域
内にメモリされていたドツトパターンを画像クロックに
同期したビデオ信号として、シリアルまたはパラレルに
エンジンドライバ60に出力する。
エンジンドライバ60は、コントローラ5oからのデー
タにより、プリンタエンジン65の光書込ユニット12
およびシーケンス機器群66を制御したり、画像書込み
に必要なビデオ信号をコントローラ50から入力して光
書込ユニット12に出力すると共に、同期センサ42そ
の他のセンサ類67からエンジン各部の状態を示す信号
を人力して処理したり、必要な情報やエラー信号をコン
トローラ50へ出力する。
第6図は、レーザ出力制御装置の一実施例を、その関連
部分の一例と共に示す回路図である。
レーザ出力制御装置70は、2個のラッチ回路71.7
2と、3個のカウンタ即ちU/D (アップダウン)カ
ウンタ73.T  (インターバル)カウンタ74.A
 (アドレス)カウンタ75と、■〕/Aコンバータ7
6、パワーアンプ77とから構成されている。
その関連部分としては、シーケンス制御を行なうエンジ
ンドライバ60のCPU61と、ROM62内に予め設
定されているビームパワーを補正するための一連のパワ
ー制御データを収納しているパワー制御データ領域(以
下rPcDエリア」という)68と、光書込ユニット1
2(第4図)内のそれぞれポリゴンミラー35.LDユ
ニット30内のLID(レーサ゛ダイオード)30a、
同期センサ42と、同期信号回路43ならびに書込制御
回路45がある。
CI) tJ 6 ]は、−頁分のプリント開始直前に
Pめ設定した初期値をラッチ回路71に出力してラッチ
させると共に、I) CI)エリア68内の複数組のデ
ータ群のうち設定条件に対応する組のスタートアドレス
を指定して置く。
L D 30 aから出力されたビームが、ポリゴンミ
ラー35により反射され、1点鎖線で示した主走査線1
0a」−の矢示した有効画像領域の延長−1−にある同
期センサ42に入射すると、同期センサ42はそのビー
ムを検知して検知信号を同期信号回路43に出力する。
例えば、スレショルド電圧(第9図)に設定されたシュ
ミット回路とモノスタブルマルチ回路とからなる同期信
号回路43は、同期センサ42から入力した検知信号か
スレショルド電圧を超えた時に、単発パルスの同期信号
DETPを書込制御回路45と、レーザ出力制御装置7
0のU/Dカウンタ73.Aカウンタ75とにそれぞれ
出力する。
書込制御回路45は、入力した同期信号D E TPに
位相同期した画像クロックW C+、、 Kを形成して
コントローラ50(第5図)とIカウンタ74とに出力
すると共に、その画像クロックWCLKに同期してコン
トローラ50から人力してくる画像書込用のビデオ信号
を処理し、L I)をオン・オフ制御するオン・オフ制
御信号を、ダイオード78を介して出力する。
Aカウンタ75は、同期信号DETPが人力した時に(
CPU61により指定されている)I)CDエリア68
内の一組のデータのスタートアドレスがロードされ、以
降は■カウンタ771の出力に応じてその内容が1ずつ
インクリメントされてゆく。
Aカウンタ75により指定されたアドレスのPCDエリ
ア68内のデータは、ラッチ回路72にラッチされて後
述するその内容のうちパワー修正データはU/Dカウン
タ73に、インターパルプ−タは■カウンタ74にそれ
ぞれ出ノJされる。
■カウンタ74は、ラッチ回路72から人力するインタ
ーバルデータをロードし、書込制御回路45から入力す
る画像クロックWCT、に毎にその内容をデクリメント
して、例えばrOJから「−1」になった時に生じるア
ンプキャリを、U / I’)カウンタ73とAカウン
タ75に出力する。
U/Dカウンタ73は、同期信号D E T Pが人力
した時にラッチ回路71に初期値としてラッチされてい
る検知用レベル対応値がロードされ、以降はIカウンタ
74の出ノJ毎に、ラッチ回路72から入力しているパ
ワー修正データが加算あるいは減算されて内容が修正さ
れてゆく。
そのU/Dカウンタ73の内容は、常にD/Aコンバー
タ76によりアナログ(電圧)信号に変換され、パワー
アンプ77により電力増幅されてL D駆動用の駆動(
電流)信号になる。
この駆動信号のラインは、L D 30 aに達する前
に、書込制御回路45からダイオード78を介して来た
オン・オフ制御信号のラインと接続されているから、オ
ン・オフ制御信号が”I、′″の時は駆動電流はすべて
書込制御回路45に流れてL D30aは発光せず、制
御信号が” H’″の時は、II HIIのレベルが駆
動信号の最大電圧レベル以」―に設定されているから、
駆動電流はすべてL +)30aに流れて、その電流値
に応じたパワーのビームが出力される。
第7図は、PCDエリア68内のデータの一例を示す説
明図である。
各データは1バイト(8ビツト)長からなり、その下位
5ビツト(0〜4)はインターバルデータ、−に1位3
ビツト(5〜7)はパワー修正データであり、MSD 
(最」二位桁つまり7)が「1」の時は加算、「0」の
時は減算を指示し、続く2ピッ1−(5,6)はその増
減量を示している。
インターバルデータがOh (16進数)の時は、■カ
ウンタ74は画像クロックW C+−+ Kを1カウン
トしてキャリを出力するからインターバルが「1」であ
り、データが最大I F hの時はインターバルが「3
2」になる。
パワー修正データは、0(無修正)から最大±3まで指
定出来る。
したがって、第7図に示したPCDエリア68のA、B
、C番地のデータは、それぞれ[画像クロックWCLK
を5カウントシてからU/Dカウンタ73の内容に1を
加算せよ」、「32カウントのインターバルをとり内容
を変更するな」、[1カウントして内容から3を減算せ
よ]という指示内容をもっている。
従来例では、そのビームパワー(の時間)特性を第8図
に示したように、設定条件に応じたA〜Dのうち、その
周辺部パワーの対応値CEPDをCPU61から初期値
としてラッチ回路71に出力してラッチさせ、ラッチ回
路71にラッチされているデータCEPDを同期信号D
ETP毎にU/Dカウンタ73にロードし、画像クロッ
クWCL Kをカウントして有効画像領域(の左端)に
達してからラッチ回路72.■カウンタ74.Aカウン
タ75を作動させ、画像中心部に向ってビームパワーが
パラボラ状に減衰するようにU / Dカウンタ73の
内容を減算し、中心部を過ぎると(右端の)周辺部に向
ってパラボラ状の加算を行なっていた。
一般に、左右の周辺部パワーは等しいから、画像領域の
主走査が終った時点でU / I)カウンタ73の内容
はデータCEPDに戻っており、それが次の同期信号発
生時に同期センサ42に入射するビームのパワーになっ
ている。
第1図は、この発明の第1実施例によるビームパワーの
時間特性の一例を示す線図である。
すなわち、CPU61は設定条件に関係なく、同期セン
サ42に入力するビームパワーがジッタや不検知あるい
は過飽和を生じない最適なレベル(例えば第9図B)即
ち検知用レベルに対応する値CMSDを、初期値として
ラッチ回路71に出力しラッチさせる。
したがって、第1図に示したように、ビームが同期セン
サ42に入射する前後は常に一定の検知用レベルにあり
、ビームが有効画像領域にかかる直前に各設定条件に応
じた周辺部レベルまで修正する。
第1図りに示した例では、第7図に示したC番地のデー
タのように、最短時間に最大限のマイナス修正を何回か
行なってDの周辺部レベル対応値CE I) I)に到
達させ、有効画像領域内では増減修正によりパラボラ状
の特性を得る。
第1図Aに示した例ならば、第7図C番地のデータのM
SDを「l」にした最大限のプラス修正を繰返せばよい
有効画像領域を外れたら、同様に最大限のプラスまたは
マイナス修正を繰返して、当初の対応値CMSDに戻す
このようにすれば、第1図に示したように、同期センサ
42に入射する時のビームパワーを、設定条件に関係な
く、常に一定の検知用レベルに保つことが出来る。
第2図は、第2実施例によるビームパワーの時間特性の
一例を示す絆図である。
第1実施例においては、CPU61は、−頁分のプリン
ト開始直前に、初期値として対応値CMSDとPCDエ
リア68の設定条件に対応する組のスタートアドレスを
設定するだけであった。
この第2実施例においては、CPU61は各主走査毎に
タイミングをとって、最適レベル対応値CMSDと設定
条件に応じた周辺部パワーの対応値CEPDとを交互に
ラッチ回路71に出力してラッチさせる。
すなわち、ビームが光書込みを終えて有効画像領域を外
れた時に、CPU61は最適レベル対応値CMSDを出
力して、ラッチ回路71にラッチさせると同時にU/D
カウンタ73にロードし、同期信号DETPが出力され
てから画像クロックWCLKをカウントして、ビームが
有効画像領域に達する直前に、周辺部パワ一対応値CE
PDを出力して、ラッチ回路71にラッチさせると同時
にU/Dカウンタ73にロードさせる。
この場合は、ラッチ回路71を介することなくCPU6
1から各対応値を直接にU/Dカウンタ73にロードし
てもよい。また、ラッチ回路71に代えて2個のそれぞ
れ図示しないラッチ回路(7] a、 711))を設
け、それぞれに対応値CMSD、CHPDをラッチさせ
ておき、タイミングに応じて交互にLJ / Dカウン
タ73にロー1くするようにしてもよい。
有効画像領域内におけるパラボラ状のデータ修正は、第
1実施例と同様であるから、説明を省略する。
以」−説明したように、レーザビームのビームパワーは
、有効画像領域以外では設定条件に関係なく常に一定な
検知用レベルに保持されているから、同期センサ42の
出力が飽和したり、スレショルド電圧に近くなってジッ
タを生じたり、もつと下って不検知を発生ずる等のトラ
ブルがない。
また、一般に検知用レベルは、レーザダイオードの最大
出力レベルに比べて遥かに低い所にあるから、レーザダ
イオードの寿命を延ばすことが出来る。
〔発明の効果] 以1−説明したように、この発明のレーザプリンタのビ
ームパワー制御方法によれば、確実な同期信号を得るこ
とか出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明によるビームパワーの時間
特性の一例を示す線図、 第3図はこの発明の一実施例であるレーザプリンタの内
部機構を示す概略構成図、 第4図は同じくその先書込ユニットの一例を示す要部斜
視図、 第5図は同じくその制御部の一例を示すブロック図、 第6図は同じくそのレーザ出力制御装置の一例を示す回
路図、 第7図は同じくそのパワー制御データの一例を示す説明
図、 第8図は従来例によるビームパワーの時間特性の一例を
示す線図、 第9図は光検知素fの出力の時間特性の一例を示す線図
である。 10・・・感光体ドラム    IOa・・主走査線3
0a・・・LD(レーザダイオード)6・・回転偏向器
(光偏向手段) 2・・同期センサ(光検知手段) 3・・同期信号回路 5・・・書込制御回路(画像クロック発生回路)1・・
CI)tJ(マイクロコンピュータ)8・・・PCDエ
リア(パワー制御データ領域)0・・・レーザ出力制御
装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 光偏向手段により主走査されるレーザビームを検知
    する光検知素子と、その光検知素子の出力に応じて主走
    査方向の書込タイミングの基準となる同期信号を出力す
    る同期信号回路と、前記同期信号に同期した画像クロッ
    クを発生する画像クロック発生回路と、画像濃度等の設
    定条件と前記画像クロックのカウント数とに応じて前記
    レーザビームのビームパワーを制御するレーザ出力制御
    装置とを備えたレーザプリンタにおいて、 前記レーザビームが前記光検知素子に入射する時に、前
    記レーザ出力制御装置が、前記設定条件に関係なく、前
    記ビームパワーを予め設定した検知用レベルになるよう
    に制御することを特徴とするレーザプリンタのビームパ
    ワー制御方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008304529A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Konica Minolta Business Technologies Inc マルチビーム走査装置及び当該装置を備えた画像形成装置
WO2011061997A1 (ja) 2009-11-20 2011-05-26 日本航空電子工業株式会社 コネクタ及び照明装置

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