JPH06270471A - 印字濃度補正方法及び該補正方法を組込んだledプリンタ - Google Patents

印字濃度補正方法及び該補正方法を組込んだledプリンタ

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JPH06270471A
JPH06270471A JP8577293A JP8577293A JPH06270471A JP H06270471 A JPH06270471 A JP H06270471A JP 8577293 A JP8577293 A JP 8577293A JP 8577293 A JP8577293 A JP 8577293A JP H06270471 A JPH06270471 A JP H06270471A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、前記駆動ICとチップ内のLED
素子間のバラツキを含めたLED素子の光出力と露光時
間の積により定まる感光体上の露光量の一定化を図り、
これにより感光体上のドット印字濃度を均一濃度に設定
する事を目的とする。 【構成】 本発明は分割露光データ転送方式を効果的に
利用し、ライン状に配列したLED素子を一走査ライン
毎に副走査方向に適宜複数回点灯しながら感光体上にド
ット潜像を形成するとともに、前記LED素子間の光量
のバラツキに対応した補正値に基づいて前記副走査方向
の点灯回数を制御する事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はLEDプリンタにおける
印字濃度補正方法に係り、特にライン状に配列したLE
D素子群を一走査ライン毎に副走査方向に複数回点灯し
ながら印字ドットを形成する分割露光方式を効果的に利
用した印字濃度補正方法と補正方法を組込んだLEDプ
リンタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、主走査方向に沿ってライン上
に配列したLED素子群を時分割によりnビット単位で
若しくは一主走査ライン単位で画像情報に対応して前記
LED素子列を点灯制御し、そのドット露光像を感光体
ドラムの母線上に結像させて該露光像に対応した静電潜
像を形成可能にしたLEDプリンタは公知であり、この
種の装置においてはLEDヘッドは一般に複数素子単位
でチップ化し、該チップ夫々に、nビットのデータをシ
リアル入力させるシフトレジスタ、ラッチ回路及び前記
シフトレジスタからのパラレルデータに基づいて前記チ
ップ内の発光素子の駆動制御を行う駆動ドライバ等が組
込まれた駆動ICを接続して構成されるが、前記LED
チップはウエーハ生成時の製造条件の相違等に起因して
チップ間若しくは各素子間で輝度(光出力)特性のバラ
ツキを有する。この為、従来よりLEDチップ相互間で
安定した光出力を得る為に、各チップ毎に前記輝度特性
に対応させて通電時間若しくは駆動電流を制御する事に
よりLEDチップの輝度特性を補正する方法が種々提案
されている。(実公平1ー21805、特開平1ー29
7271、実開昭59ー132276他)
【0003】しかしながら前記従来技術のようにLED
各チップ毎の輝度特性に対応させて通電時間若しくは駆
動電流を制御しても、定電流回路を内蔵する駆動IC間
のバラツキ、又チップ内のLED素子間についてもバラ
ツキを有しており、従ってこれらを個々に補正する事は
その制御動作と制御回路が極めて煩雑化する。即ち前記
したようにLEDチップには夫々の発光素子を駆動制御
する為の駆動ドライバや前記各LEDチップを順次切換
えながらその通電時間を設定するコモンドライバ等が接
続されているが、これらのドライバの立上がり若しくは
立下がり特性等は各駆動IC毎に夫々異なる。又チップ
内のLED素子間についても生成膜及びエッチング等の
バラツキにより各素子毎の発光強度にバラツキを有す。
そして前記駆動ICとチップ内のLED素子間のバラツ
キを含めた発光強度のバラツキは±20%前後あり、従
って隣接するドット間の一方が80%、他方が120%
と最悪の場合、両者間でそのバラツキが50%(120
/80)となってしまい、印字濃度即ち感光体上の潜像
電位に大きなバラツキが生じる。
【0004】一方感光体上における露光量は前記LED
素子の光出力と露光時間の積により定まるものであり、
この為特開平4ー212871号に示すように、ライン
上に並べた多数のLED素子を画像情報に対応させて同
時露光させるスタティック駆動型のLEDヘッドを用い
た装置において個々のLED素子を発光させるためのス
トローブ信号を予めLED素子毎の光量ランクを示すラ
ンク補正出力回路等に入力されている内容に従ってON
時間がCPUによって設定され、そして印字すべきタイ
ミングでストローブ信号が出力され、該ストローブ信号
に基づいてLED素子毎の光量ランクに対応して発光時
間を補正しながら該素子の露光時間の制御を行っている
技術が存在する。又同公報においては前記ランク補正出
力回路の補正データをドット単位で設定するのではな
く、対象画素とその周囲の周囲画素との濃度に基づいて
濃度選択を行う技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うに単に露光時間をLED素子毎の光量ランクに対応し
て制御する技術は、前記したように一走査ライン毎に同
時露光させるスタティック駆動型のLEDヘッドにおい
て有効であるが、いわゆる時分割方式のLEDヘッドに
おいては問題がある。即ち時分割方式のLEDヘッドは
一走査ライン分の例えば2560個のLED素子を64
ビットづつ40ブロック(LEDチップ)に分割し、該
分割したLEDチップ(ブロック)単位で前記LEDを
順次点灯制御するようにしたもので、従って該時分割方
式においては、スタティック駆動方式に比較して露光時
間が1/40であり、この様な少ない露光時間を更にL
ED素子毎の光量ランクに対応して発光時間を更に分割
制御する事は中々困難であり、而も近年のように感光体
ドラムの小径化及び高速化に対応して水平同期サイクル
が大幅に短縮するに連れ前記時分割方式において露光時
間を更に分割制御するのは実質的にほとんど不可能であ
る。
【0006】この為、沖電気研究開発(第139号Vo
L.55 No3昭和63年7月)レポートで、LED
素子に接続される電流制御用の厚膜抵抗体を使用して、
LED出力の大小に応じて厚膜抵抗体をレーザトリミン
グしてその抵抗値を調整する事により、各素子毎の通電
電流制御をした技術も存在するが、レーザートリミング
する数が多く生産性が悪い。解像度が上がると厚膜抗体
の間隔も狭くなり技術的に困難。
【0007】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前
記駆動ICとチップ内のLED素子間のバラツキを含め
たLED素子の光出力と露光時間の積により定まる感光
体上の露光量の一定化を図り、これにより感光体上のド
ット印字濃度を均一濃度に設定し得る印字濃度補正方法
と該補正方法を用いたLEDプリンタを提供する事を目
的とする。
【0008】
【課題を解決する為の手段】従来より図1(B)に示す
様に画素パターンを生成する一画素ドットを副走査方向
にP個の単位素に分割し、該分割した単位素夫々に繰り
返し同一画素信号を印加しながら、言い換えればLED
プリンタの場合ライン状に配列したLED素子を一走査
ライン毎に副走査方向に適宜複数回点灯しながら、感光
体上に一のドット潜像を形成するLEDプリンタは公知
である。(特公昭62ー26626号、特開昭60-134660号他)
本発明はかかる分割露光データ転送方式を効果的に利用
し、ライン状に配列したLED素子を一走査ライン毎に
副走査方向に適宜複数回点灯しながら感光体上にドット
潜像を形成するとともに、前記LED素子間の光量のバ
ラツキに対応した補正値に基づいて前記副走査方向の点
灯回数を制御する事を特徴とする。
【0009】そしてこのような補正方法を実現する手段
として、前記分割露光方式を取るLEDプリンタにおい
て、各LED素子間の光量のバラツキを測定し、該バラ
ツキに対応した補正データが書込まれた記憶手段と、該
記憶手段より読み出された補正データに基づいて選択さ
れる点灯パターンとを具え、該点灯パターン情報に基づ
いて一走査ライン毎にLED素子を副走査方向に適宜複
数回点灯しながら感光体上にドット潜像を形成する事を
特徴とする。この場合点灯パターン情報に基づいて分割
露光させる手段としては、例えばLED素子の画素情報
と、該LED素子と対応する前記点灯パターン情報との
両ビット情報について論理積を取りながら生成されるビ
デオデータに基づいて前記LED素子を副走査方向に適
宜複数回点灯制御を行う事により前記LED素子間の光
量のバラツキを考慮した補正が可能であるが、本発明は
これのみに限定されない。
【0010】
【作用】本発明の基本原理を、例えば1走査ライン毎に
n(8)回繰り返し走査する分割露光方式であってが平
均光量に対し±20%の光量バラツキのある5ビットの
LEDを補正する場合について考えてみる。
【0011】1) 先ず前記5ビットのLEDを全点灯
させてその各素子の光量を測定する。(図2(A)) 2) 次に最小光量値のLED素子(No1)を分割露
光回数n(例えば8/8若しくは16/16)回繰り返
し点灯させた場合の感光体上に形成し得る潜像ドット径
が正規解像度のドット径になるように露光時間を設定す
る。この設定はストローブ時間を制御する事により行わ
れ、全てのLED素子についてこのストローブ時間が基
準となって点灯される。この場合最小光量値のLED素
子(No1)を基準としなくとも良いが、最小光量値の
LED素子を基準とする事により、これを点灯回数の最
大値とする事により、後記する補正式の演算が容易にな
る。又最小光量値のLED素子の基準点灯回数について
も分割露光回数n/nに限定しなくても印字濃度との関
係で例えば(n−1)/n(7/8若しくは15/1
6)を基準点灯回数に設定してもよい。
【0012】3)最小光量値のLED素子を分割露光回
数n点灯させた場合と同等の露光エネルギになるような
点灯回数を他のLED素子について図2(B)の補正式
に基づいて算出し、該算出した分割点灯データを補正デ
ータとして光量補正ROMに書込む。 4)次に対応するLED素子毎に前記補正データ(以下
レジスト選択データと言う)をROMから読み出す事に
より図2(C)に示す点灯パターンレジスタを選択す
る。
【0013】5)次に図1(A)に示すように、一走査
ライン毎に分割露光回数nに対応して同一画像データを
n分割走査ライン分繰り返しシリアル出力すると共に、
各露光ラインで前記レジスタの対応する分割露光ライン
におけるビットデータと、対応する画像データとアンド
を取り、該画像データとビットデータがいずれも黒の場
合のみLEDが点灯されるONデータとなるビデオデー
タをLEDヘッド側に出力する。 6)この結果、図2(C)及び図1(A)の右欄に示す
ように光量0.8のLED素子の場合は、例えば8/8
回、該光量0.9のLED素子の場合は、例えば7/8
回と光量のバラツキに対応して反比例的に分割露光され
る事となり、感光体ドラム上に形成される露光ドット径
の均一化が図れる。
【0014】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図3
乃至図4はLEDプリンタのコントロール部を示す本発
明の実施例で、その構成を作用に従って詳細に説明する
に、VCLKに基づいてビットマップメモリ11から転
送されたシリアル画像データVDATAは8ビットシリ
アル/パラレル変換回路12によりバッファメモリ14
のバス幅に対応する8ビットパラレルデータに変換した
後、8ビット画像データWDATAをディレクションコ
ントロール13を介してメモリコントロール回路15よ
り送信されるアドレスADR及び WRITEサイクルMWR
によってバッファメモリ14の選択された一のバンクの
所定アドレスに格納される。このバッファメモリ14は
ビットマップメモリ11から読み出されるシリアル画像
データの転送速度VCLKから分割露光速度に対応する
LEDの転送速度TCLKに変換する為に前記画像デー
タを一時記憶させるもので、次の様にメモリ制御されな
がらWRITE/READが行われる。
【0015】ビットシリアル/パラレル変換回路12に
より8ビットパラレルデータへの変換が完了した後、該
変換回路12により次の8ビットパラレル変換が完了す
るまでの8VCLKの時間内にバッファメモリ14を図
4のタイミングチャートに示すようにコントロールす
る。即ち、バッファメモリ14は2走査ライン分のメモ
リ領域BANK1,2を有し、BANK1が書込みバッ
ファであるときはBANK2が読み出しバッファとな
り、次の水平同期信号Lsyncが入力されるまで、BAN
K1に8ビット単位で次位の一走査ライン分の画像デー
タを格納する。一方現位の一走査ライン分の画像データ
が格納されているBANK2では前記1WRITEサイクル
毎に前記WRITEサイクルを除いた8VCLKの時間(以
下リードサイクルという)内にn×8ドットの画像デー
タを読み出す必要がある。ここでn×8ドットの画像デ
ータを読み出すとは、同一の8ドットの画像データを繰
り返しn回読み出すという意味ではなく、例えば16分
割露光の場合は0000アドレスから0127アドレスまでの1
28の画像データを読み出す事を言う。従ってBANK
1に1/16走査ライン分の画像データが書込まれる毎
に、BANK2より現位の一走査ラインの画像データが
掃き出され、以下これを16回繰り返して現位の一走査
ラインの画像データが16回繰り返し掃き出しが行われ
る事となる。尚、前記BANK1、2の切換え、即ち書
込み/読み出しのトグル動作は水平同期信号Lsyncに基
づいて行われ、以下前記BANK1、2の切換えを行い
ながら前記動作を繰り返す。
【0016】そして前記BANK2より読み出された画
像データは、データラッチ&シフト回路49に4×8ド
ット単位で保持され、該32ドットのデータがラッチさ
れる毎に、コントロール回路15のLDに基づいて前記
32ドット毎に32ビットパラレルシリアル変換回路1
6にパラレル入力され、更に前記VCLKより16倍の
転送速度を有するTCLKに基づいて該変換回路16よ
り前記パラレルデータがアンドゲート17にシリアル出
力される。そしてこのシリアル画像データと同期してア
ンドゲート17に入力される補正シリアルデータとアン
ドを取りながらVCLKより16倍の転送速度を有する
TCLKに基づいて一走査ラインの画像データが前記レ
ジストパターンに対応させて適宜黒白転換させた補正画
像データが16分割露光ライン分LEDヘッド30側に
送信される。尚、前記分割露光ライン掃き出し毎に分割
水平同期信号SLsyncが繰り返し、LEDヘッド側に出
力される。
【0017】次に前記補正シリアルデータの生成方法に
ついて、説明する。先ず前記図2(B)に示すようにL
EDヘッドの全点灯により得られた光量分布データ(正
規化データ)を補正式を介して発光パターンレジスタ2
5を選択するための分割点灯数を示す露光補正データに
変換し、夫々のLEDヘッド30に対応する光量補正R
OM21に書込んでおく。従って光量補正ROM21は
夫々のLEDヘッド30に付設されるもので、その装置
のヘッド30が交換されれば該ROM21も交換する。
尚前記ROM21の代りにマスクRAM等を用い、LE
Dヘッド30の経時的劣化にともない補正データを書換
え可能に構成してもよい。光量補正ROM21は8ビッ
トデータが書込み可能なメモリ幅を有するが、分割露光
回数が16分割の場合4ビットデータで足りるために前
記ROM21に書込まれるデータは1つのアドレスの上
位4ビットに奇数NoのLED素子の補正データを、又
下位4ビットに偶数NoのLED素子の補正データが夫
々書込み可能に構成している。これにより1つのアドレ
スの上位及び下位に夫々一印字ドットづつの補正データ
が格納される事になるために、ROM21のメモリ容量
の省メモリ化と、1のアクセスで2つの補正データが掃
き出し可能であるために、その分ROM21のアクセス
速度を遅くさせる事が出来るという効果を有す。
【0018】さて前記補正ROM21を装着した後、水
平同期信号LsyncとVCLKに基づいて補正回路タイミ
ングジェネレータ22より分割露光ラインの転送速度で
あるTCLKの1/2のクロックICLKをアドレスカ
ウンタ23に入力させる事により、該カウンタ23によ
り指定された光量補正ROM21内の所定アドレスに対
応する上位及び下位一対の印字ドットの8ビット補正デ
ータがラッチ&データセレクタ24に転送され且つラッ
チされる。そして該セレクタ24内で前記ジェネレータ
22より出力されるセレクト信号SELによって上位4
ビット及び下位4ビットの補正データ(レジスト選択デ
ータ)を順次選択し、TCLKの転送速度と同期させて
発光パターンレジスタ25に入力させる。発光パターン
レジスタ25は前記4ビットのレジスタ選択信号によっ
て16種類のレジスタを選択でき、選択されたレジスタ
25の内容をパターンセレクタ26にパラレル出力す
る。
【0019】パラレル出力された16ビットのレジスタ
データは、分割露光ラインの走査順番を示す4ビットバ
イナリカウンタ27よりの出力信号により順次分割露光
線に対応した一ビットデータをセレクトする。即ち、4
ビットバイナリカウンタ27は分割露光同期信号SLsy
ncが入力される毎に1ビットづつカウントされ、該SL
syncを16回カウントした時点で、リセットするように
構成している。従って前記シリアル画像データと同期し
てアンドゲート17に入力される補正シリアルデータ
は、先ず前記バイナリカウンタ27により第1分割露光
ライン上におけるレジストデータ(1ビット)が1走査
ライン分アンドゲート側にシリアル出力され、次に分割
露光同期信号SLsyncが入力された時点でバイナリカウ
ンタ27がカウントアップし、次に第2分割露光ライン
上におけるレジストデータ(1ビット)が1走査ライン
分アンドゲート17側にシリアル出力され、以下前記動
作を繰り返す。尚、発光パターンレジスタ25の基準レ
ジスタは必ずしも16/16に選択する必要がなく、M
PUBUS及びMPUI/F回路28を介して得られる
印字濃度制御信号に基づいて例えば15/16を基準レ
ジスタになるように選択してもよい。
【0020】又、29はLEDヘッドストローブ発生回
路で、前記したように最小光量値(0.8)のLED素
子を分割露光回数(8若しくは16)繰り返し点灯させ
た場合の感光体上に形成し得る潜像ドット径が正規解像
度のドット径になるように露光時間を設定する為のスト
ローブ時間設定レジスタ29aを内蔵しており、該レジ
スタの値は前記MPUI/F回路28を介して得られる
印字濃度制御信号に基づいて調整可能に構成されてい
る。。
【0021】図5(A)はLEDヘッド回路の構成を示
し、前記コントローラのアンドゲート17より転送させ
たシリアル補正画像データDATA32ビットはシフト
レジスタ31及び31に32ビットシリアル転送毎に、
(B)に示すように、クロックタイミングCLK0〜C
LK1をずらして32×2ラッチ回路32に転送ラッチ
され、該ラッチ回路32に32×2ビットラッチされる
毎に該ラッチデータに基づいてコモンドライバ回路33
を駆動させ前記ストローブ時間に基づいて対応するLE
Dチップ30Aの各LED素子30aを点灯させる。
【0022】そして32ビット×2データをラッチ回路
32にラッチ毎にブロック指定回路34よりの切換え信
号に基づいて、前記コモンドライバ回路33の接続を次
位のLEDチップ30Bに切換え、LEDチップ30B
の各LED素子30aを点灯制御し、以下同様な動作を
40回続けて行い、1分割露光ライン分の補正画像デー
タの出力を行う。更に同様な方法で次位の分割露光ライ
ン、次々位の分割露光ラインの点灯制御を行うことによ
り16ラインの分割露光ラインのLED素子の点灯制御
がなされる。この結果、図4に示すように光量0.8の
LED素子の場合は、例えば16/16回、該光量0.
9のLED素子の場合は、例えば14/16回と光量の
バラツキに対応して反比例的に分割露光される事とな
り、感光体ドラム上に形成される露光ドット径の均一化
が図れる。
【0023】
【効果】以上記載のごとく本発明によれば前記駆動IC
とチップ内のLED素子間のバラツキを含めたLED素
子の光出力と露光時間の積により定まる感光体上の露光
量の一定化を図り、これにより感光体上のドット印字濃
度を均一濃度に設定し得る。又本発明は分割露光方式に
おいて分割露光用の画像データとLED素子間の光量の
バラツキに基づく補正レジストデータとアンドを取るだ
けでと光量のバラツキに対応して反比例的に分割露光さ
れる事となり、感光体ドラム上に形成される露光ドット
径の均一化を容易に達成し得る。又本発明は露光時間を
分割制御するものではなく、露光回数を制御するもので
あるために、時分割方式にも容易に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す作用図で、(A)はレ
ジスタデータと画像データとのアンドを取りながら形成
される点灯パターン。(B)は分離露光方式と従来のデ
ータ転送方式を示す
【図2】本発明の作用を示し、(A)はLED素子間の
光量分布図、(B)は分割点灯数を導く為の補正式を示
す表図、(C)は点灯パターンレジスタデータとその点
灯パターンの種類を示す。
【図3】本発明の実施例に係るコントローラの全体回路
図である。
【図4】図3のデータの流れと作用を示すタイムチャー
ト図である。
【図5】本実施例に用いられるLEDヘッド回路図であ
る。
【符号の説明】
12 8ビットシリアル/パラレル変換回路 15 メモリコントロール回路 14 バッファメモリ 49 データラッチ&シフト回路 17 アンドゲート 30 LEDヘッド 21 光量補正ROM 22 補正回路タイミングジェネレータ 25 発光パターンレジスタ 29 LEDヘッドストローブ発生回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ライン状に配列したLED素子を一走査
    ライン毎に副走査方向に適宜複数回点灯しながら感光体
    上にドット潜像を形成するとともに、前記LED素子間
    の光量のバラツキに対応した補正値に基づいて前記副走
    査方向の点灯回数を制御する事を特徴とするLEDプリ
    ンタにおける印字濃度補正方法
  2. 【請求項2】 ライン状に配列したLED素子を画素情
    報に基づいて点灯制御しながら感光体上にドット潜像を
    形成可能に構成したLEDプリンタにおいて、各LED
    素子間の光量のバラツキを測定し、該バラツキに対応し
    た補正データが書込まれた記憶手段と、該記憶手段より
    読み出された補正データに基づいて選択される点灯パタ
    ーンとを具え、該点灯パターン情報に基づいて一走査ラ
    イン毎にLED素子を副走査方向に適宜複数回点灯しな
    がら感光体上にドット潜像を形成する事を特徴とするL
    EDプリンタ
  3. 【請求項3】 LED素子の画素情報と、該LED素子
    と対応する前記点灯パターン情報との両ビット情報につ
    いて論理積を取りながら生成されるビデオデータに基づ
    いて前記LED素子を副走査方向に適宜複数回点灯制御
    を行う事を特徴とする請求項2記載のLEDプリンタ
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