(57)【要約】【課題】  レーザプリンタ等の画像形成装置において、主走査ドット位置ずれを高精度に補正する。【課題手段】  画像形成装置の画像書込用光源は画素クロックに同期して駆動される。その画素クロックを生成するための装置において、２以上の水平同期信号間の時間間隔を検出部３が検出され、その時間間隔と目標値との差が比較部４で求められる。位相シフトデータ生成部５は、位相シフトデータ・パターンを記憶したＬＵＴを内蔵し、上記差に応じた位相シフトデータをＬＵＴより読み出し出力する。画素クロック生成部６は、高周波クロック生成部２で発生した高周波クロックを分周し、位相シフトデータに従って位相が制御された画素クロックを生成する。【選択図】    図１
2005053095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの水平同期信号間の時間間隔を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された時間間隔と、その目標値とを比較し、その差を出力する比較手段と、
画素クロックの位相シフト量を制御するための位相シフトデータのパターンを記憶した１以上のルックアップテーブルを持ち、前記比較手段より出力される差に基づいて前記ルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出して出力する位相シフトデータ生成手段と、
高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、
前記高周波クロック生成手段により生成される高周波クロックに基づいて、前記位相シフトデータ生成手段より出力される位相シフトデータに従って位相が制御された画素クロックを生成する画素クロック生成手段と、
を有することを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項２】
３以上の水平同期信号のうちの時間的に隣接した各２水平同期信号間の時間間隔をそれぞれ検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された各時間間隔とその目標値とを比較し、それぞれの差を出力する比較手段と、
画素クロックの位相シフト量を制御するための位相シフトデータのパターンを記憶した１以上のルックアップテーブルを持ち、前記比較手段より出力される、それぞれの差に基づいて前記ルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出して出力する位相シフトデータ生成手段と、
高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、
前記高周波クロック生成手段により生成される高周波クロックに基づいて、前記位相シフトデータ生成手段より出力される位相シフトデータに従って位相が制御された画素クロックを生成する画素クロック生成手段と、
を有することを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画素クロック生成装置において、
連続した複数の画素クロックを１データ領域として、各データ領域単位で画素クロックの位相制御が行われることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載の画素クロック生成装置において、
前記位相シフトデータ生成手段は、複数のルックアップテーブルを持ち、１走査期間内で位相シフトデータを読み出すルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項５】
請求項１，２又は３記載の画素クロック生成装置において、
位相シフトさせる画素クロックの間隔を略均等にすることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項６】
請求項１，２又は３記載の画素クロック生成装置において、
位相シフトさせる画素クロックの間隔を不均等にすることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載の画素クロック生成装置において、
主走査ドット位置ずれの変化量が大きい像高区間においては、主走査ドット位置ずれの変化量が小さい像高区間に比べ、位相シフトさせる画素クロックの間隔を小さくすることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項８】
請求項５記載の画素クロック生成装置において、
前記位相シフトデータ生成手段は、位相シフトさせる画素クロックの間隔を、その基準値に解像度に応じた補正倍率を乗じた値に設定する手段を含むことを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項９】
請求項１、２又は３記載の画素クロック生成装置において、
前記位相シフトデータ生成手段は、１走査ライン毎に位相シフトデータを読み出すルックアップテーブルを切り替えることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項１０】
請求項１，２又は３記載の画素クロック生成装置において、
前記位相シフトデータ生成手段は、同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインが連続する場合に、位相シフトデータのパターンを変更することを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項１１】
請求項１，２又は３記載の画素クロック生成装置において、
前記位相シフトデータ生成手段は、同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインが連続する場合に、ルックアップテーブルを切り替えることにより位相シフトデータのパターンを変更することを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画素クロック生成装置において、
ルックアップテーブルの切り替え後の位相シフトデータ・パターンは、ルックアップテーブルの切り替え前の位相シフトデータ・パターンにおいて位相シフトされる画素クロックの略中間位置の画素クロックを位相シフトさせるものであることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の画素クロック生成装置において、
ルックアップテーブルの切り替え後の位相シフトデータ・パターンは、ルックアップテーブルの切り替え前の位相シフトデータ・パターンにおいて位相シフトされる画素クロックより、一定クロック数だけ移動した位置の画素クロックを位相シフトさせるものであることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の画素クロック生成装置において、
前記位相シフトデータ生成手段は、同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインがＮ本（ただしＮ≧２）連続する場合に、次の走査ラインでルックアップテーブルを切り替えることにより位相シフトデータのパターンを変更することを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項１５】
請求項１１，１２，１３又は１４記載の画素クロック生成装置において、
同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインが連続する場合のルックアップテーブルの切り替えは、走査ライン中の画像形成が行われる有効走査領域でのみ行われることを特徴とする画素クロック生成装置。
【請求項１６】
２つの水平同期信号間の時間間隔を検出し、検出した時間間隔とその目標値との差に基づいてルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出し、該位相シフトデータに従って画素クロックの位相を制御することを特徴とする画素クロック生成方法。
【請求項１７】
３以上の水平同期信号のうちの時間的に隣接した各２水平同期信号間の時間間隔をそれぞれ検出し、検出した各時間間隔とその目標値との各差に基づいてルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出し、該位相シフトデータに従って画素クロックの位相を制御することを特徴とする画素クロック生成方法。
【請求項１８】
１以上の光源より出力される１以上の光ビームを偏向手段に入射し、該偏向手段により偏向された光ビームにより被走査媒体を走査することによって該被走査媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１乃至１５のいずれか１項記載の画素クロック生成装置と、
前記画素クロック生成装置に供給される２以上の水平走査信号を生成するために、前記光ビームによる２以上の特定の水平走査位置の走査タイミングを検知する水平同期検知手段とを有し、
前記画素クロック生成装置により生成される画素クロックに同期して前記光源が駆動されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の画像形成装置において、
前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された光ビームの一部を分離する手段と、該手段により分離された光ビームを受光する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応した位置にそれぞれ設けられた２以上の光検知手段とからなる、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の画像形成装置において、
前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された光ビームの一部を分離する手段と、該手段により分離された光ビームが入射する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置に設けられた２以上の反射部材と、該全ての反射部材により反射された光ビームを受光する１つの光検知手段とからなる、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１８記載の画像形成装置において、
前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された光ビームの一部を分離する手段と、該手段により分離された光ビームが入射する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置にそれぞれ設けられた２以上の反射部材又は反射／透過部材と、該全ての反射部材又は反射／透過部材により反射された光ビームを受光する１つの光検知手段とからなる、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
参照用光源をさらに有し、
該参照用光源より出力される参照用光ビームは前記偏向手段に入射し、該偏向手段により偏向された参照用光ビームは前記被走査媒体の外部を走査し、
前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された参照用光ビームを受光する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置にそれぞれ設けられた２以上の光検知手段からなる、ことを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。
【請求項２３】
参照用光源をさらに有し、
該参照用光源より出力される参照用光ビームは前記偏向手段に入射し、該偏向手段により偏向された参照用光ビームは前記被走査媒体の外部を走査し、
前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された参照用光ビームが入射する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置にそれぞれ設けられた２以上の反射部材と、該全ての反射部材により反射された参照用光ビームを受光する１つの光検知手段とからなる、ことを特徴とする請求項１８記載の画像形成装置。
【請求項２４】
タンデム方式の画像形成装置において、
各色のステーション毎に、請求項１乃至１５のいずれか１項記載の画素クロック生成装置、及び、該画素クロック生成装置に供給される２以上の水平同期信号を生成するための水平同期検知手段を有し、
各色のステーションの画像書込用光源は、該ステーションに対応した前記画素クロック生成装置により生成される画素クロックに同期して駆動されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、その他の画像形成装置に係り、特に、これらの画像形成装置で使用される画素クロックを生成する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置の一般的構成を図４０に示す。
【０００３】
図４０において、半導体レーザユニット３００９より出力されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー３００３によりスキャンされ、走査レンズ３００２を介して被走査媒体である感光体３００１上に光スポットを形成し、該感光体３００１を露光して静電潜像を形成する。このとき、１ライン毎に、フォトディテクタ３００４が走査ビームを検出する。位相同期回路３００６は、クロック生成回路３００５からのクロックを入力し、フォトディテクタ３００４の出力信号に基づいて、1ライン毎に、位相同期のとれた画像クロック（画素クロック）を生成して画像処理ユニット３００７とレーザ駆動回路３００８へ供給する。
【０００４】
このようにして、レーザ駆動回路３００８は、画像処理ユニット３００７により生成された画像データと位相同期回路３００６により１ライン毎に位相が設定された画像クロックに従い、半導体レーザユニット３００９の発光時間をコントロールすることにより、感光体３００１上の静電潜像の形成をコントロールする。
【０００５】
このような走査光学系において、ポリゴンミラー等の偏向器の偏向反射面の回転軸からの距離のばらつきは、被走査面上を走査する光スポット（走査ビーム）の走査速度むらを発生させる。この走査速度むらは画像の揺らぎとなり、画像品質の劣化の原因となる。高品位の画質を要求する場合は、走査むらの補正を行う必要がある。
【０００６】
さらに、複数の光ビームを用いて同時に走査するマルチビーム光学系においては、各発光源の発振波長に差があると、走査レンズの色収差が補正されていない光学系の場合には露光位置ずれが発生し、各発光源に対応する光スポットが被走査媒体上を走査する時の走査幅に発光源毎に差が生じてしまい、画像品質の劣化の要因となってしまうため、走査幅の補正を行う必要がある。
【０００７】
従来、走査むら等の補正を行う技術としては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載のように、基本的に画素クロックの周波数を変化させて、走査線に沿った光スポット位置を制御する方法が知られている。
【０００８】
また、感光体の両端に設置された２つのフォトディテクタを走査ビームが通過する期間のクロック数を計数することにより走査速度を検出し、その結果に応じてポリゴンミラーの回転速度を制御する方法も知られている。
【０００９】
図４１はこの従来方法の例を示しており、３１１５は感光体、３１１７，３１１８は感光体３１１５の両端に設置されたフォトディテクタ、３１１１はフォトディテクタ３１１７，３１１８による検出信号間のクロック数を計数して走査速度を検出し、補正信号を出力する走査速度検出部、３１１２はその補正信号に応じてポリゴンミラー３１１４の駆動モータ（不図示）の回転速度を制御するポリゴンモータ制御部である。また、３１２１は半導体レーザ、３１２２はコリメータレンズ、３１２３はシリンダーレンズ、３１１６はｆ−θレンズ、３１２０はトロイダルレンズ、３１１９はミラーである。
【００１０】
【特許文献１】特開平11−167081号公報
【特許文献２】特開2001−228415号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、画素クロックの周波数を変化させる従来方式（周波数変調方式）は、一般に画素クロック制御部の構成が複雑であり、かつ、その複雑さは周波数変調幅が微小になるにつれて増大するため、きめ細かな制御の実現が容易でないという問題がある。また、同一の偏向反射面によって偏向された光ビームであっても、偏向器の回転ジッタや温度変化による走査レンズの伸縮などにより走査速度むらが発生するという問題がある。また、偏向器の回転モータを制御する方法では制御精度に限界がある。
【００１２】
さて、一部繰り返しになるが、画像形成装置においては、実際の主走査ドット位置と理想的な主走査ドット位置とのずれが生じる。その原因として、
（１）走査レンズのｆθ特性が十分に補正されていない。
（２）光走査光学系の光学部品の加工精度や取付精度の劣化。
（３）装置内の温度、湿度などの環境変化による光学部品の変形や屈折率変動により走査光学系の焦点距離が変化し、ｆθ特性が劣化する。
等々が挙げられる。
【００１３】
特に、環境変動による主走査ドット位置ずれは、装置の出荷時に光学調整や電気的補正を実施したとしても避けることはできない。例えば、ファーストプリント時には問題がなくとも、連続してプリント出力した場合に装置内の温度が上昇し、１枚目のプリントの色合いと、複数枚プリントした後の色合いが変わってしまうような不都合が起きることがある。
【００１４】
よって、本発明の主要な目的は、画像形成装置において、そのような環境変動による主走査ドット位置ずれをも高精度に補正すること、並びに、かかる補正を可能とする画素クロック生成装置及び方法を提供することにある。
【００１５】
本発明のもう１つの主要な目的は、画像形成装置における走査光学系の特性の違いに容易かつ柔軟に対応し、主走査ドット位置ずれの高精度の補正を可能とする画素クロック生成装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明にあっては、走査光学系の理想像高に対する実像高のドット位置ずれの関係の特性値を、予備実験またはシミュレーションなどで予め把握しておき、その特性値からルックアップテーブルを作成する。そして、水平同期信号間の時間変動に応じた位相シフトデータをルックアップテーブルより読み出し、その位相シフトデータに従って画素クロックの位相を制御することにより、主走査ドット位置ずれを高精度に補正しようとするものである。
【００１７】
すなわち、請求項１の発明は、２つの水平同期信号間の時間間隔を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された時間間隔と、その目標値とを比較し、その差を出力する比較手段と、画素クロックの位相シフト量を制御するための位相シフトデータのパターンを記憶した１以上のルックアップテーブルを持ち、前記比較手段より出力される差に基づいて前記ルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出して出力する位相シフトデータ生成手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段により生成される高周波クロックに基づいて、前記位相シフトデータ生成手段より出力される位相シフトデータに従って位相が制御された画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを有することを特徴とする画素クロック生成装置である。
【００１８】
請求項２の発明は、３以上の水平同期信号のうちの時間的に隣接した各２水平同期信号間の時間間隔をそれぞれ検出する検出手段と、前記検出手段により検出された各時間間隔とその目標値とを比較し、それぞれの差を出力する比較手段と、画素クロックの位相シフト量を制御するための位相シフトデータのパターンを記憶した１以上のルックアップテーブルを持ち、前記比較手段より出力される、それぞれの差に基づいて前記ルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出して出力する位相シフトデータ生成手段と、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段により生成される高周波クロックに基づいて、前記位相シフトデータ生成手段より出力される位相シフトデータに従って位相が制御された画素クロックを生成する画素クロック生成手段とを有することを特徴とする画素クロック生成装置である。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の画素クロック生成装置において、連続した複数の画素クロックを１データ領域として、各データ領域単位で画素クロックの位相制御が行われることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１，２又は３の発明の画素クロック生成装置において、前記位相シフトデータ生成手段は、複数のルックアップテーブルを持ち、１走査期間内で位相シフトデータを読み出すルックアップテーブルを切り替えることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１，２又は３の発明の画素クロック生成装置において、位相シフトさせる画素クロックの間隔を略均等にすることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１，２又は３の発明の画素クロック生成装置において、位相シフトさせる画素クロックの間隔を不均等にすることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１又は２の発明の画素クロック生成装置において、主走査ドット位置ずれの変化量が大きい像高区間においては、主走査ドット位置ずれの変化量が小さい像高区間に比べ、位相シフトさせる画素クロックの間隔を小さくすることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項５の発明の画素クロック生成装置において、前記位相シフトデータ生成手段は、位相シフトさせる画素クロックの間隔を、その基準値に解像度に応じた補正倍率を乗じた値に設定する手段を含むことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項１、２又は３の発明の画素クロック生成装置において、前記位相シフトデータ生成手段は、１走査ライン毎に位相シフトデータを読み出すルックアップテーブルを切り替えることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項１，２又は３の発明の画素クロック生成装置において、前記位相シフトデータ生成手段は、同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインが連続する場合に、位相シフトデータのパターンを変更することを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項１，２又は３の発明の画素クロック生成装置において、前記位相シフトデータ生成手段は、同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインが連続する場合に、ルックアップテーブルを切り替えることにより位相シフトデータのパターンを変更することを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明の画素クロック生成装置において、ルックアップテーブルの切り替え後の位相シフトデータ・パターンは、ルックアップテーブルの切り替え前の位相シフトデータ・パターンにおいて位相シフトされる画素クロックの略中間位置の画素クロックを位相シフトさせるものであることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項１３の発明は、請求項１１の発明の画素クロック生成装置において、ルックアップテーブルの切り替え後の位相シフトデータ・パターンは、ルックアップテーブルの切り替え前の位相シフトデータ・パターンにおいて位相シフトされる画素クロックより、一定クロック数だけ移動した位置の画素クロックを位相シフトさせるものであることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１４の発明は、請求項１１の発明の画素クロック生成装置において、前記位相シフトデータ生成手段は、同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインがＮ本（ただしＮ≧２）連続する場合に、次の走査ラインでルックアップテーブルを切り替えることにより位相シフトデータのパターンを変更することを特徴とするものである。
【００３１】
請求項１５の発明は、請求項１１，１２，１３又は１４の発明の画素クロック生成装置において、同じ位相シフトデータのパターンが出力される走査ラインが連続する場合のルックアップテーブルの切り替えは、走査ライン中の画像形成が行われる有効走査領域でのみ行われることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項１６の発明は、２つの水平同期信号間の時間間隔を検出し、検出した時間間隔とその目標値との差に基づいてルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出し、該位相シフトデータに従って画素クロックの位相を制御することを特徴とする画素クロック生成方法である。
【００３３】
請求項１７の発明は、３以上の水平同期信号のうちの時間的に隣接した各２水平同期信号間の時間間隔をそれぞれ検出し、検出した各時間間隔とその目標値との各差に基づいてルックアップテーブルより位相シフトデータを読み出し、該位相シフトデータに従って画素クロックの位相を制御することを特徴とする画素クロック生成方法である。
【００３４】
請求項１８の発明は、１以上の光源より出力される１以上の光ビームを偏向手段に入射し、該偏向手段により偏向された光ビームにより被走査媒体を走査することによって該被走査媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、請求項１乃至１５のいずれか１項の発明の画素クロック生成装置と、前記画素クロック生成装置に供給される２以上の水平走査信号を生成するために、前記光ビームによる２以上の特定の水平走査位置の走査タイミングを検知する水平同期検知手段とを有し、前記画素クロック生成装置により生成される画素クロックに同期して前記光源が駆動されることを特徴とする画像形成装置である。
【００３５】
請求項１９の発明は、請求項１８の発明の画像形成装置において、前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された光ビームの一部を分離する手段と、該手段により分離された光ビームを受光する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応した位置にそれぞれ設けられた２以上の光検知手段とからなる、ことを特徴とするものである。
【００３６】
請求項２０の発明は、請求項１８の発明の画像形成装置において、前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された光ビームの一部を分離する手段と、該手段により分離された光ビームが入射する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置に設けられた２以上の反射部材と、該全ての反射部材により反射された光ビームを受光する１つの光検知手段とからなる、ことを特徴とするものである。
【００３７】
請求項２１の発明は、請求項１８の発明の画像形成装置において、前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された光ビームの一部を分離する手段と、該手段により分離された光ビームが入射する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置にそれぞれ設けられた２以上の反射部材又は反射／透過部材と、該全ての反射部材又は反射／透過部材により反射された光ビームを受光する１つの光検知手段とからなる、ことを特徴とするものである。
【００３８】
請求項２２の発明は、請求項１８の発明の画像形成装置であって、参照用光源をさらに有し、該参照用光源より出力される参照用光ビームは前記偏向手段に入射し、該偏向手段により偏向された参照用光ビームは前記被走査媒体の外部を走査し、前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された参照用光ビームを受光する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置にそれぞれ設けられた２以上の光検知手段からなる、ことを特徴とするものである。
【００３９】
請求項２３の発明は、請求項１８の発明の画像形成装置であって、参照用光源をさらに有し、該参照用光源より出力される参照用光ビームは前記偏向手段に入射し、該偏向手段により偏向された参照用光ビームは前記被走査媒体の外部を走査し、前記水平同期検知手段は、前記偏向手段により偏向された参照用光ビームが入射する、前記２以上の特定の水平走査位置に対応する位置にそれぞれ設けられた２以上の反射部材と、該全ての反射部材により反射された参照用光ビームを受光する１つの光検知手段とからなる、ことを特徴とするものである。
【００４０】
請求項２４の発明は、タンデム方式の画像形成装置において、各色のステーション毎に、請求項１乃至１５のいずれか１項記載の画素クロック生成装置、及び、該画素クロック生成装置に供給される２以上の水平同期信号を生成するための水平同期検知手段を有し、各色のステーションの画像書込用光源は、該ステーションに対応した前記画素クロック生成装置により生成される画素クロックに同期して駆動されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４１】
（１）請求項１乃至２４の発明によれば、画像形成装置における走査光学系の特性や環境変動などによる主走査ドット位置ずれを高精度に補正することができ、したがって高画質の画像形成が可能できる。また、走査光学系の特性の違いなどにルックアップテーブルの変更のみで容易に対応できる。さらに、画素クロック生成のための高周波クロックの周波数を、画素クロック周波数に比べそれほど高い周波数にする必要がなく、これは画素クロック生成装置を実現する上で技術的かつコスト的に大きな利点である。
【００４２】
（２）請求項２，１７の発明によれば、走査時間の変動を走査ラインの２又は３以上の区間に分けて検出し、各区間の走査時間変動に応じた画素クロックの位相制御を行うことができるため、走査ライン全体の走査時間の変動に応じて画素クロックの位相制御を行う場合に比べ、より高精度の主走査ドット位置ずれ補正が可能になる。
【００４３】
（３）請求項３の発明によれば、画素クロックの位相シフトデータを記憶するたためのルックアップテーブルのサイズ（データ量）を削減できる。
【００４４】
（４）請求項４の発明によれば、走査領域によって主走査ドット位置ずれ特性の違いが大きな場合でも、それぞれの領域に適したルックアップテーブルを選択して使用することにより、主走査ドット位置ずれの高精度補正が可能である。
【００４５】
（５）請求項５の発明によれば、走査ライン上の連続したドットの位置補正による視覚上の画像むらが発生しにくくなる。
【００４６】
（６）請求項６の発明によれば、一定間隔でドットの位置を補正する場合に比べ、周期的な走査むらが発生しない。
【００４７】
（７）請求項７の発明によれば、主走査ドット位置ずれの変化量が大きい像高から、その変化量が小さい像高まで高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能である。
【００４８】
（８）請求項８の発明によれば、解像度に関わらず一定の割合でのドット位置補正を行うことができる。
【００４９】
（９）請求項９乃至１５の発明によれば、連続した走査ラインに同じ位相シフトデータ・パターンに従ったドット位置補正が行われる場合に目立ちやすい縦筋状ノイズなどの発生を防止することができる。また、請求項１５の発明によれば、画像の品質に直接影響のある有効走査領域に関してのみ複数のルックアップテーブルを用意すればよいため、ルックアップテーブルの数及び全体サイズを減らすことができる。
【００５０】
（１０）請求項２０，２１，２３の発明によれば、水平同期検知のための光検知手段が１個のみでよいため、特に多数の水平同期信号を必要とする場合にコスト的に有利である。
【００５１】
（１１）請求項２２の発明によれば、画像データにより変調されない参照用光ビームによって水平同期を検知するため、画像記録中の走査ラインにおいても３以上の水平同期信号を確実に発生することができる。したがって、３以上の水平同期信号間の走査時間変動に応じた”リアルタイム”の画素クロック位相制御が可能になる。
【００５２】
（１２）請求項２４の発明によれば、各色について水平ドット位置ずれを高精度に補正することができ、したがって色ずれをも効果的に補正することができるため、色再現性の良好な高画質のカラー画像の形成が可能である。
等々の効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
【００５４】
《画素クロック生成装置の基本構成》
本発明の画素クロック生成装置の基本構成について説明する。この画素クロック生成装置は、画像形成装置の画素タイミングを決定する画素クロックPCLKを出力するものであが、後述するように、画像形成装置の走査ビームをフォトディテクタで検知することにより生成される２本以上の水平同期信号sync１〜n（ｎ≧１）が入力される。
【００５５】
この画素クロック生成装置は、図１に示すように、高周波クロック生成部２、検出部３、比較部４、位相シフトデータ生成部５及び画素クロック生成部６からなる。
【００５６】
高周波クロック生成部２は、画素クロックPCLKの基準となる高周波クロックVCLKを生成する手段である。
【００５７】
検出回路３は、２つの水平同期信号間の時間間隔を検出するための手段であり、２つの水平同期信号間に発生した高周波クロックVCLKをカウントし、そのカウント値を出力する。
【００５８】
比較部４は、検出部３により検出された時間間隔（高周波クロック・カウント値）と予め設定された目標値（具体的には高周波クロックのカウント値で表された時間間隔）とを比較し、その差（水平走査時間もしくは速度のずれ量）を出力する手段である。
【００５９】
位相シフトデータ生成部５は、比較部４により求められた差（水平走査時間もしくは速度のずれ量）を補正するために画素クロックの位相シフト量を制御するための位相シフトデータを生成する手段である。後述のように、位相シフトデータ生成部５は、位相シフトデータのパターンを記憶した１以上のルックアップテーブル（ＬＵＴ）を内蔵し、このＬＵＴより位相シフトデータを読み出して出力する。
【００６０】
画素クロック生成部６は、高周波クロックVCLKに基づいて、位相データシフトに従って位相制御された画素クロックPCLKを生成する手段である。
【００６１】
図２に画素クロック生成部６の内部構成の一例を示す。図２において、画素クロック生成部６はカウンタ２１、比較回路２２及び画素クロック制御回路２３からなる。
【００６２】
カウンタ２１は、高周波クロックVCLKの立上がりで動作して同クロックをカウントする。比較回路２２は、カウンタ２１のカウント値と、あらかじめ設定された値（例えば３）及び位相シフトデータ生成部５（図１）より与えられる位相シフトデータ（画素クロックの遷移タイミングを決定するための位相シフト量を指示するデータ）とを比較し、その比較結果に基づき制御信号ａ，ｂを出力する。画素クロック制御回路２３は、制御信号ａ及び制御信号ｂに基づき画素クロックPCLKの遷移タイミングを制御する。
【００６３】
このような画素クロック生成部６の動作について、図３乃至図５のタイミング図を用いて説明する。ここでは、画素クロックPCLKは高周波クロックVCLKの８分周とし、標準ではデューティ比５０％とする。図３は高周波クロックVCLKの８分周に相当するデューティ比５０％の標準の画素クロックPCLKを生成する様子を、図４は高周波クロックVCLKの８分周クロックに対して１／８クロック分だけ位相を遅らせた画素クロックPCLKを生成する様子を、図５は高周波クロックVCLKの８分周クロックに対して１／８クロック分だけ位相を進ませた画素クロックPCLKを生成する様子を、それぞれ示している。
【００６４】
まず、図３について説明する。ここでは位相シフトデータとして「7」の値が与えられている。なお、比較回路２２に予め設定された値は「３」とする。カウンタ２１は高周波クロックVCLKの立上がりで動作しカウントを行う。
【００６５】
比較回路２２では、まずカウンタ２１の値が予め設定された値「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路２３は、制御信号ａが”Ｈ”になったことから図中アで示す高周波クロックVCLKの立ち上がりタイミングで画素クロックPCLKを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。
【００６６】
次に、比較回路２２では、与えられた位相データの値とカウント値を比較し、一致したときに制御信号ｂを出力する。図３では、カウンタ２１の値が「７」になったところで、比較回路２２は制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路２３は、制御信号ｂが”Ｈ”になったことから図中イで示す高周波クロックVCLKの立ち上がりタイミングで画素クロックPCLKを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。この時、比較回路２２では同時にカウンタ２１をリセットし、０からカウントを再開させる。
【００６７】
これにより、図３に示すように、高周波クロックVCLKの８分周に相当するデューティ比５０％の画素クロックPCLKが生成される。なお、比較回路２２に予め設定される値を変えれば、画素クロックPCLKのデューティ比が変化する。
【００６８】
次に、図４について説明する。ここでは位相シフトデータとして「８」の値が与えられている。カウンタ２１は高周波クロックVCLKのカウントを行う。
【００６９】
比較回路２２では、まずカウンタ２１の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路２３は、制御信号ａが”Ｈ”になったことから、図中アで示す高周波クロックVCLKの立ち上がりタイミングで画素クロックPCLKを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。
【００７０】
次に、比較回路２２では、カウンタ２１の値が与えられた位相シフトデータの値(ここでは「８」)と一致したら制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路２３は、制御信号ｂが”Ｈ”になったことから、図中イで示す高周波クロックVCLKの立ち上がりタイミングで画素クロックPCLKを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。同時に、比較回路２２はカウンタ２１をリセットし、０からカウントを再開させる。
【００７１】
これにより、図４に示すように、高周波クロックVCLKの８分周クロックに対して、１／８クロック分だけ位相を遅らせた画素クロックPCLKが生成される。
【００７２】
次に、図５について説明する。ここでは位相シフトデータとして「６」の値が与えられている。カウンタ２１は高周波クロックVCLKのカウントを行う。
【００７３】
比較回路２２では、まずカウンタ２１の値が「３」になったところで制御信号ａを出力する。画素クロック制御回路２３は、制御信号ａが”Ｈ”になったことから図中アで示す高周波クロックの立ち上がりタイミングで画素クロックPCLKを”Ｈ”から”Ｌ”に遷移させる。
【００７４】
次に比較回路２２では、カウンタ２１の値が与えられた位相シフトデータの値(ここでは「６」)と一致したときに制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路２３は、制御信号ｂが”Ｈ”になったことからイで示す高周波クロックの立ち上がりタイミングで画素クロックPCLKを”Ｌ”から”Ｈ”に遷移させる。同時に、比較回路２２カウンタ２１をリセットし、０からカウントを再開させる。
【００７５】
これにより、図５に示すように、高周波クロックVCLKの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を進ませた画素クロックPCLKが生成される。
【００７６】
図６に、高周波クロック、位相シフトデータ、画素クロックのタイミング関係を示す。
【００７７】
図７に位相シフトデータ生成部５の内部構成の一例を示す。図７において、位相シフトデータ生成部５は補正回路３０、データ生成回路３４及び制御回路３５からなる。
【００７８】
本発明においては、後述するように、画像形成装置における各ページの記録期間中の各走査ラインでの比較部４による比較結果が利用される場合や、ページ間余白期間の１走査ライン又は数走査ラインでの比較部４による比較結果が利用される場合がある。
【００７９】
補正回路３０は、比較部４の今回の比較結果とそれ以前の比較結果を平均化した補正信号ｅを生成する手段である。より具体的には、補正回路３０は比較回路３２、積分器３３及びデータ保持回路３１からなる。比較回路３２は比較部４の比較結果とデータ保持回路３１に保持されている補正信号とを比較し、その偏差信号を出力する。積分器３３は、この偏差信号を積分した補正信号ｅを出力する。この補正信号はデータ保持回路３１に保持され、これは比較回路３２で次回の比較結果と比較される。補正回路３０をこのような構成とすることにより、画像形成装置の走査系の経時変化や温度変化などに対応した安定な位相シフトデータの生成が可能となる。
【００８０】
データ生成回路３４は、位相シフトデータ・パターンを記憶している１つ以上のルックアップテーブル（ＬＵＴ）３７を格納するためのＬＵＴ記憶部３６、いずれかのＬＵＴ３７に記憶されている位相シフトデータ・パターンを読み出すためのアドレスを生成するテーブルアドレス生成回路３８、読み出された位相シフトデータ・パターンを保持し、画素クロックＰＣＬＫと同期して位相シフトデータを順に出力するためのシフトレジスタ回路３９からなる。
【００８１】
制御回路３５は、読み出されるＬＵＴの選択、テーブルアドレス生成回路３８、シフトレジスタ回路３９及び補正回路３０の動作制御を行う。この制御回路３５には、その動作のために必要な画素クロックや水平同期信号などが入力するが、図示されていない。なお、ＬＵＴ記憶部３６に記憶されるＬＵＴのデータ構造によっては、シフトレジスタ回路３９を省略するか、単なるラッチ回路で置き換えることも可能である。
【００８２】
さて、既に述べたように、画像形成装置における主走査ドット位置とのずれが生じる原因としては、
（１）走査レンズのｆθ特性が十分に補正されていない。
（２）光走査光学系の光学部品の加工精度や取付精度の劣化。
（３）装置内の温度、湿度などの環境変化による光学部品の変形や屈折率変動により走査光学系の焦点距離が変化し、ｆθ特性が劣化する。
等々が挙げられる。
【００８３】
特に、環境変動による主走査ドット位置ずれは、装置の出荷時に光学調整や電気的補正を実施したとしても避けることはできない。例えば、ファーストプリント時には問題がなくとも、連続してプリント出力した場合に装置内の温度が上昇し、１枚目のプリントの色合いと、複数枚プリントした後の色合いが変わってしまうような不都合が起きることがある。
【００８４】
そこで、本発明にあっては、走査光学系の理想像高に対する実像高のドット位置ずれの関係の特性値を、予備実験またはシミュレーションなどで予め把握しておき、その特性値からルックアップテーブルを作成する。そして、このルックアップテーブルを位相シフトデータ生成部５に持たせ、水平同期信号間の時間変動に応じた位相シフトデータ・パターンをルックアップテーブルより読み出し、その位相シフトデータに従って画素クロックの位相を制御することにより、ドット位置ずれを高精度に補正しようとするものである。また、ルックアップテーブルの変更のみによって、画像形成装置における走査光学系の特性の違いに容易かつ柔軟に対応し、主走査ドット位置ずれの高精度の補正を可能としようとするものである。
【００８５】
次に、データ生成回路３４により生成される位相シフトデータ・パターンの例を図８により説明する。ここでは、画素クロックPCLKは高周波クロックVCLKの8分周とする。データ生成回路３４に与えられる補正信号ｅの値が「０」の時には、１ラインの全ての画素クロックPCLKの区間で「７」の位相シフトデータが生成される。補正信号ｅの値が正の時には、１ライン期間に、ｅ個の略等間隔の画素クロックPCLK区間で「８」の位相シフトデータが生成され、それ以外の画素クロックPCLK区間では「７」の位相シフトデータが生成される。補正信号ｅの値が負の時、１ライン期間に、|ｅ|個の略等間隔の画素クロックPCLK区間で「６」の位相シフトデータが生成され、それ以外の画素クロックPCLK区間では「７」の位相シフトデータが生成される。ＬＵＴ３７には、この例に示すような位相シフトデータのパターンが補正信号ｅの値と対応付けられらたアドレスに記憶されているわけである。
【００８６】
この画素クロック生成装置が用いられる画像形成装置の走査光学系が理想的なリニアリティ特性を持つ場合には、このような位相シフトデータに従って画素クロックの位相制御を行えば、位相がシフトされる画素クロックが略均等に分散することになるため、画像への影響を少なくしながら、各ラインの走査幅のむらを補正することができる。
【００８７】
しかし、実際の走査光学系のリニアリティ特性は理想的な特性からは外れているため、後述のように、走査光学系のリニアリティ特性を考慮した位相シフトデータ・パターンのＬＵＴが用意される。また、偏向器として複数の反射面を持つポリゴンミラーが用いられる場合に、各反射面のばらつきを高精度に補正するためには、各反射面毎に位相シフトデータ・パターンのＬＵＴが用意され、反射面の切り替わりに対応して使用されるＬＵＴが選択される。
【００８８】
本発明の画素クロック生成装置においては、画素クロックの位相シフト制御に関して様々な態様をとり得る。これについて後に詳細に説明する。
【００８９】
以下、本発明の画素クロック生成装置及びそれが用いられた本発明の画像形成装置の様々な実施例について説明する。
【実施例１】
【００９０】
図９は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は電子写真方式のものであり、半導体レーザ１００より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ１０１、シリンダーレンズ１０２を通して偏光器としてのポリゴンミラー１０３に入射する。ポリゴンミラー１０３により偏向されたレーザ光ビームは、走査レンズであるｆ−θレンズ１０４を通り、ハーフミラー１０５で反射され（一部透過）、被走査媒体である感光体１０６の表面（被走査面）上に光ビームスポットを形成し、画像（静電潜像）を形成する。
【００９１】
ハーフミラー１０５を透過したレーザ光ビームにより走査される、被走査面と時間的相関性を持つ被検出面の両端位置に、水平同期信号１，２を発生するためのフォトディテクタ（光検知手段）A１０７とフォトディテクタB１０８が配置される。
【００９２】
すなわち、本実施例における水平同期検知手段は、ポリゴンミラー１０３により偏向されたレーザ光ビームの一部をハーフミラー１０５により分離し、分離されたレーザ光ビームを、特定の２つの水平走査位置に対応した位置に配置されたフォトディテクタ１０７，１０８で受光する構成である。
【００９３】
なお、感光体１０６の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体１０６に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置として一般的な手段も存在するが、それらの手段は煩雑を避けるため図示されていない。
【００９４】
１１０は先に述べたような本発明による画素クロック生成装置、１１１は画像処理装置、１１２はレーザ駆動データ生成装置、１１３はレーザ駆動装置である。フォトディテクタＡ１０７とフォトディテクタＢ１０８の検出信号は、水平同期信号１，２（ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２）として画素クロック生成装置１，２に入力され、また、水平同期信号１はライン同期信号として画像処理装置１１１にも入力される。なお、各フォトディテクタの検出信号をそのまま水平同期信号として用いる代わりに、それら信号の反転信号を水平同期信号として用いてもよい（図１０参照）。
【００９５】
画素クロック生成装置１１０により生成される画素クロックＰＣＬＫは画像処理装置１１１及びレーザ駆動データ生成装置１１２に入力される。画像処理装置１１１は、ライン同期信号（水平同期信号１）に同期して、各ラインの画像データを生成し、それを画素クロックＰＣＬＫとタイミングを合わせて出力する。レーザ駆動データ生成装置は、この画像データに対応したレーザ駆動データ（変調データ）を画素クロックとタイミングを合わせて出力する。レーザ駆動装置１１３は、このレーザ駆動データに従って半導体レーザ１００を駆動（変調）する。
【００９６】
図１０は説明のための模式図である。（ａ）は走査光学系のリニアリティ特性であり、縦軸は主走査方向のドット位置ずれを、横軸は像高比を示す。（ｂ）は有効書込領域とフォトディテクタＡ，Ｂの関係を示す。（ｃ）はフォトディテクタＡ，Ｂの検出信号を１本の信号として示している。（ｄ）は水平同期信号１，２（ｓｙｎｃ１，２）であるが、ここではフォトディテクタＡ，Ｂの検出信号を反転した１本の信号として示されている。
【００９７】
温度変化や経年変化、電源電圧の変動などによって、ポリゴンミラーの回転速度が変動すると、水平同期信号１，２の時間間隔が変化する。本発明の画素クロック生成装置においては、水平同期信号１，２の時間間隔と目標値とのずれ量に応じた位相シフトデータ・パターンが記録されたＬＵＴを位相シフトデータ生成部５のＬＵＴ記憶部３６（図６）に格納しておくことにより、水平同期信号１，２間の時間間隔が変動しても適切に画素クロックの位相が制御され、走査幅及び主走査方向のドット位置ずれは高精度に補正される。また、ポリゴンミラーの反射面の加工精度のばらつきなどによって、反射面毎に位相シフトデータ・パターンを用意する必要がある場合には、各反射面に対応したＬＵＴをＬＵＴ記憶部３６に格納しておき、反射面の切り替わりに応じて利用するＬＵＴを切り替えることにより、どの反射面により走査されるラインでも走査幅及び主走査方向のドット位置ずれが高精度に補正される。
【００９８】
１つのページの記録中においても温度上昇などによる走査速度の変動が無視できない場合がある。画素クロック生成装置の検出部３及び比較部４を各ライン毎に動作させることにより、そのようなページ内の変動についても高精度に補正可能であることは明らかである。
【００９９】
ここで、リニアリティ特性と位相シフトデータ・パターンについて、図１１により説明する。（ａ）は走査光学系のリニアリティ特性の一例を示し、（ｂ）はリアリティ特性のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ各領域に対応した位相シフトデータ・パターンの例を示す。
【０１００】
領域Ａや領域Ｃのようにリニアリティ曲線の傾きが正の領域では、主走査方向のドット間隔が理想的な場合より広がってしまうので、画素クロックPCLKの位相を進めるために「5」や「6」の位相シフトデータを与える。そして、リニアリティ曲線の傾きが大きい所に「5」の位相シフトデータを与えるようにする。領域Ｂや領域Ｄのようにリニアリティ曲線の傾きが負の領域では、ドット間隔が理想的な場合より狭くなってしまうので、画素クロックPCLKの位相を遅らせるために「9」や「8」の位相シフトデータを与える。そして、リニアリティ曲線の傾きが大きい所に「9」の位相シフトデータを与えるようにする。また、リニアリティ曲線の傾きが０の所はドット間隔に変化はないので、位相シフトデータとして「7」を与えるようにする。
【０１０１】
この様なリニアリティ特性に応じた位相シフトデータを生成するためのＬＵＴを予め用意しておくことにより、１ライン全体として画素クロックPCLKの位相シフト量が、図７のデータ生成回路３４に与えられる補正信号ｅの値と等しくなるようにする。つまり、補正信号ｅが０の場合に、１ライン画素数をNpとして、１ラインの位相シフトデータの合計値が「7×Np」と等しくなるように位相シフトデータを生成する。また、補正信号ｅが正の場合、１ラインの位相シフトデータの合計値が「7×Np+ｅ」と等しくなるように位相シフトデータを生成する。また、補正信号ｅが負の場合、１ラインの位相シフトデータの合計値が「7×Np−|e|」と等しくなるように位相シフトデータを生成する。このようにすることにより、ライン毎の走査幅を揃え、かつ、走査光学系のリニアリティ特性による主走査のドット位置ずれを補正して画素間隔を均等にすることができる。
【０１０２】
なお、各ラインの画像書込開始位置を精密に揃えるために、図１２に示すように、画素クロック生成部６にカウンタ２４と比較回路２５を追加することが好ましい。カウンタ２４は、高周波クロックVCLKの立上がりで動作して同クロックをカウントするもので、水平同期信号１が入力するとリセットされ、０からカウントを再開する。比較回路２５はカウンタ２４の値と設定値を比較し、カウント値が設定値以上になると制御信号ｃを有効にする。画素クロック制御回路２３は、制御信号ｃに従って画素クロックPCLKの書き出しタイミングを制御する。したがって、比較回路２５に対する設定値を、水平同期信号１と画像書込開始位置との時間的間隔に応じて決めることにより、各ラインの画像の書込開始位置を揃えることができる。
【０１０３】
画素クロックの位相シフトによる主走査ドット位置補正の詳細について、図１３により説明する。
【０１０４】
図１３中の「理想状態」は、走査速度むらや露光ずれが全く発生しない理想状態でのドット位置を示している。ここでは1200dpi、ドット径約21.2μmとしている。
【０１０５】
図１３の「補正前」は、最初のドットの位置は一致しているが、走査速度むらや露光ずれによるドット位置ずれが生じた状態であり、６ドット目では理想状態に対して1200dpiの1/2ドット相当の10.6μmの位置ずれが生じている。この状態において１ドット書込みに要する時間は１画素クロック相当＝1PCLKであるので、画素クロックの位相シフトの分解能が1/8PCLKの場合は、ドット位置を1/8ドット精度で補正できるのと同義である。
【０１０６】
図１３の「補正後」は、位相シフトの分解能が1/8ドットすなわち1/8PCLKのとき、理想状態から1/2ドット位置ずれを生じた「補正前」の状態から-1/8PCLKの位相シフトをデータ領域内で４回行った場合のドット位置を示している。理論上は、６ドット目のドット位置を-1/8PCLK×4=-1/2PCLKだけシフトすることができ、「理想状態」に対して、1/8PCLKの精度でドット位置を補正することができる。
【０１０７】
このように、画素クロック生成装置で、画素クロックの位相を各クロック毎にクロックの数分の１ドット刻みでシフトし、各画素の主走査位置を±「数分の１ドット」単位でシフトできるため、原理的には±1/8ドットシフトの場合には、リニアリティの補正量は0%から12.5%まで調整可能となる。また、1200dpi書込の場合、有効書込幅内の主走査位置ずれは、2.6μｍ（21.2μｍ/8）にまで低減される。
【０１０８】
そして、このような高精度の主走査ドット位置ずれ補正を実現するために必要な高周波クロックVCLKの周波数は、画素クロックPCLKの基本周波数の８倍でよいのである。この程度の周波数の高周波クロックを用いるのであれば、画素クロック生成装置の実現はさほどの困難はなく、これも本発明の効果の一つである。
【実施例２】
【０１０９】
図１４は、本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、画像書込用光源としての半導体レーザ２００と別に、水平同期検知のための参照用光源としての半導体レーザ２０１を備える。
【０１１０】
画像書込用半導体レーザ２００より出力されたレーザ光ビームは、コリメータレンズ２０２、アパーチャ２０４のスリット、シリンダーレンズ２０５を通してポリゴンミラー２０６に入射する。ポリゴンミラー２０６で偏向されたレーザ光ビームはｆ−θレンズ２０７、透明部材２０８を介して感光体２０９の表面（被走査面）上に光ビームスポットを形成し、静電潜像を形成する。
【０１１１】
参照用光源としての半導体レーザ２０１より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ２０３、アパーチャ２０４のスリット、シリンダーレンズ２０５を介してポリゴンミラー２０６に入射する。参照用半導体レーザ２０１のレーザ光ビームと画像書込用半導体レーザ２００のレーザ光ビームは、ポリゴンミラー２０６の同一反射面に入射する。参照用レーザ光ビームと画像書込用レーザ光ビームは、主走査方向については同じ位置に入射するが、副走査方向については、ある間隔だけずれた位置に入射する。その結果、ポリゴンミラー２０６で偏向された参照用レーザ光ビームは、ｆ−θレンズ２０８、透明部材２０８を通過するが、感光体２０９には入射しない。したがって、参照用光源としての半導体レーザ２０１は、画像データと無関係に発光させることができる。
【０１１２】
画像書込用レーザ光ビームにより走査される感光体２０９の被走査面と等価位置である、感光体２０９から外れた被検出面が、参照用レーザ光ビームにより走査されるが、この被検出面上に配置されたフォトディテクタ２１０，２１１により参照用レーザ光を検出することにより水平同期信号１，２（sync1,2）が得られる。
【０１１３】
すなわち、本実施例における水平同期検知手段は、ポリゴンミラー２０６で偏向された参照用レーザ光ビームを、特定の２つの水平走査位置に対応した位置に配置したフォトディテクタ２１０，２１１で受光する構成である。
【０１１４】
参照用半導体レーザ２０１から出力されたレーザ光の各フォトディテクタ２１０，２１１に至るまでの各光路長Ｌ１’，Ｌ２’と、それに対応した感光体２０９上の位置までの書込用半導体レーザ４００の出力レーザ光の光路長Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ略同一となるように位置関係が決められている。したがって、光路長差の影響のない水平同期信号を得られる。
【０１１５】
図１４において、２２０は本発明の画素クロック生成装置、２２１は画像処理装置、２２２はレーザ駆動データ生成装置、２２３はレーザ駆動装置であり、これらは前記実施例１（図９）の対応した部分と同一の装置である。なお、レーザ駆動装置２２３は、画像書込用半導体レーザ２００を画像データに基づいて駆動するが、さらに水平同期検知のための参照用半導体レーザ２０１も駆動する。
【０１１６】
本実施例の画像形成装置においては、記録される各ページ内の各ラインで水平同期信号間の時間間隔を計測し、その目標値からのずれを次ラインの画素クロックの位相制御に反映させる、リアルタイムな制御が可能である。このような制御によれば、ページ内での温度上昇の影響などを無視できない場合においても、ページ内の各ラインの走査幅やドット位置ずれを高精度に補正することができる。
【０１１７】
なお、前記実施例１においても同様のリアルタイム制御は可能であるが、それを行うためには水平同期検知位置と画像書込開始／終了位置との間に十分な間隔をあける必要がある。本実施例の場合には、その間隔を小さくすることが可能である。画像の有効書込領域から離れるほど走査光学系のリニアリティが悪くなるため、水平同期検知位置と画像書込開始／終了位置とを接近できることは、画素クロックの位相制御の精度向上に一般に有利である。
【０１１８】
なお、感光体２０９の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体２０９に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが図中省略されている。
【実施例３】
【０１１９】
図１５は、本発明の実施例３に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置において、半導体レーザ３００より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ３０１、シリンダーレンズ３０２を通してポリゴンミラー３０３に入射する。ポリゴンミラー３０３により偏向されたレーザ光ビームは、ｆ−θレンズ３０４を通り、ハーフミラー３０５で反射され（一部透過）、トロイダルレンズ３１４を介して被走査媒体である感光体３０６の表面（被走査面）上に光ビームスポットを形成し、画像（静電潜像）を形成する。
【０１２０】
ハーフミラー３０５を透過したレーザ光により走査される被検出面の両端位置と中央位置に、水平同期検知のためのフォトディテクタＡ３０７、フォトディテクタＢ３０８、フォトディテクタＣ３０９が配置されている。すなわち、本実施例の水平同期検知手段は、ハーフミラー３０５で分離されたレーザ光ビームを、特定の３つの水平走査位置に対応した位置に配置された３つのフォトディテクタ３０７，３０８，３０９で受光する構成である。
【０１２１】
３１０は本発明による画素クロック生成装置、３１１は画像処理装置、３１２はレーザ駆動データ生成装置、３１３はレーザ駆動装置であり、これらは前記実施例１の対応部分と同様の装置である。画素クロック生成装置３１０の動作は前記実施例１の画素クロック生成装置１１０の動作と一部相違するが、これについては後述する。
【０１２２】
フォトディテクタＡ３０７、フォトディテクタＣ３０９，フォトディテクタＢ３０８の検出信号は、水平同期信号１，２，３（ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２，ｓｙｎｃ３）として画素クロック生成装置３１０に入力され、また、水平同期信号１はライン同期信号として画像処理装置３１１にも入力される。なお、各フォトディテクタの検出信号をそのまま水平同期信号として用いる代わりに、それら信号の反転信号を水平同期信号として用いてもよい。
【０１２３】
なお、感光体３０６の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体３０６に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが図中省略されている。
【０１２４】
図１６は説明のための模式図である。（ａ）は走査光学系のリニアリティ特性であり、縦軸は主走査方向のドット位置ずれを、横軸は像高比を示す。（ｂ）は有効書込領域とフォトディテクタＡ，Ｂ，Ｃの関係を示す。（ｃ）はフォトディテクタＡ，Ｂ，Ｃの検出信号を１本の信号として示している。（ｄ）は水平同期信号１，２，３（ｓｙｎｃ１，２．３）であるが、ここではフォトディテクタＡ，Ｂ，Ｃの検出信号を反転した１本の信号として示されている。
【０１２５】
画素クロック生成装置３１０の検出部３（図１）は、水平同期信号１，２間の間隔時間と、水平同期信号２，３間の間隔時間をそれぞれ検出し、その２つの間隔時間（高周波クロック・カウント値）を出力する。画素クロック生成装置３１０の比較部４（図１）は、その各時間間隔と、予め設定された目標値とを比較し、その差を出力する。このような水平同期信号間の時間間隔の計測と、その目標値との差の検出は、画像形成装置が画像記録を行っていない期間、例えば、ページ間の余白部分などで行われる。その理由は、図１６から明らかなように、フォトディテクタＣに入射するレーザ光は、画像記録期間においては画像データにより変調されており、その検出信号のタイミングの正確さが保証されないためである。水平同期信号１，３は画像記録期間においても発生する。
【０１２６】
画素クロック生成装置３１０の位相シフトデータ生成部５（図７）において、補正回路３０は水平同期信号１，２間の時間差、水平同期信号２，３間の時間差のそれぞれに対応した２つの補正信号ｅ１，ｅ２を生成する。データ生成回路３４のＬＵＴ記憶部３６には、水平同期信号１，２間（ラインの前半分）に適用される位相シフトデータ・パターンのＬＵＴと、水平同期信号２，３間（ラインの後半分）に適用される位相シフトデータ・パターンのＬＵＴが格納されている。制御回路３５は、各ラインの前半では、テーブルアドレス生成回路３８で補正信号ｅ１に従ったテーブルアドレスを生成させるととも、ラインの前半分に適用するためのＬＵＴを選択する。制御回路３５は、水平同期信号１の発生した時点から内部のカウンタで画素クロックＰＣＬＫをカウントし、そのカウント値から、走査ドット位置が有効書込領域の中間位置（水平同期信号２のタイミングに対応した位置）に達したと判断すると、テーブルアドレス生成回路３８で補正信号ｅ２に従ったテーブルアドレスを生成させるとともに、ライン後半分に適用するためのＬＵＴを選択する。
【０１２７】
走査光学系のリニアリティ特性は、ラインの前半分と後半分が必ずしも対称とは限らず、また、走査速度のゆらぎなども同様である。したがって、上に述べたように、ラインの前半分と後半分の走査時間誤差を計測し、それに基づいて、ラインの前半分、後半分について、対応した位相シフトデータ・パターンに従って画素クロックの位相制御を行うことにより、より高精度な走査幅及びドット位置の補正が可能である。
【実施例４】
【０１２８】
図１７は、本発明の実施例４に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、画像書込用光源としての半導体レーザ４００と別に、水平同期検知のための参照用光源としての半導体レーザ４０１を備える。
【０１２９】
画像書込用半導体レーザ４００より出力されたレーザ光ビームは、コリメータレンズ４０２、アパーチャ４０４のスリット、シリンダーレンズ４０５を通してポリゴンミラー４０６に入射する。ポリゴンミラー４０６で偏向されたレーザ光ビームは、ｆ−θレンズ４０７、透明部材４０８を介して感光体４０９に入射し、その表面（被走査面）に光ビームスポットを形成して静電潜像を形成する。
【０１３０】
参照用光源としての半導体レーザ４０１より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ４０３、アパーチャ４０４のスリット、シリンダーレンズ４０５を介してポリゴンミラー４０６に入射する。参照用半導体レーザ４０１のレーザ光ビームと画像書込用半導体レーザ４００のレーザ光ビームは、ポリゴンミラー４０６の同一反射面に入射する。参照用レーザ光ビームと画像書込用レーザ光ビームは、主走査方向については同じ位置に入射するが、副走査方向については、ある間隔だけずれた位置に入射する。その結果、ポリゴンミラー４０６で偏向された参照用レーザ光ビームは、ｆ−θレンズ４０７、透明部材４０８を通過するが、感光体４０９には入射しない。したがって、参照用光源としての半導体レーザ４０１は、画像データと無関係に発光させることができる。
【０１３１】
画像書込用レーザ光ビームにより走査される感光体４０９の被走査面と等価位置である、感光体４０９から外れた被検出面が、参照用レーザ光ビームにより走査されるが、この被検出面上に配置されたフォトディテクタ４１０，４１３，４１２で参照用レーザ光ビームを検知することにより、水平同期信号１，２，３（sync1,2,3）が得られる。すなわち、本実施例における水平同期検知手段は、ポリゴンミラー４０−６により偏向された参照用レーザ光ビームを、特定の３つの水平走査位置に対応した位置に配置された３つのフォトディテクタ４０９，４１２，４１３で受光する構成である。
【０１３２】
参照用半導体レーザ４０１から出力されたレーザ光の各フォトディテクタ４１０，４１２，４１３に至るまでの各光路長Ｌ１’，Ｌ２’，Ｌ３’と、それに対応した感光体４０９上の位置までの書込用半導体レーザ４００の出力レーザ光の光路長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３がそれぞれ略同一となるように位置関係が決められている。したがって、光路長差の影響のない水平同期信号を得られる。
【０１３３】
図１７において、４２０は本発明の画素クロック生成装置、４２１は画像処理装置、４２２はレーザ駆動データ生成装置、４２３はレーザ駆動装置であり、これらは前記実施例３（図１５）の対応した部分と同様の装置である。ただし、レーザ駆動装置４２３は、画像書込用半導体レーザ４００を画像データに基づいて駆動するとともに参照用半導体レーザ４０１を駆動する。
【０１３４】
画素クロック生成装置４２０は、前記実施例３における画素クロック生成装置４２０と全く同一の動作を行うことも可能である。しかし、本実施例においては、画像記録期間においても各ラインで３つの水平同期信号１，２，３を発生できるため、画素クロック生成装置４２０は、画像記録期間の各ラインで水平同期信号１，２間、水平同期信号２，３間の時間間隔を計測し、その目標値からのずれを次ラインの画素クロックの位相制御に反映させる、リアルタイムな制御も可能である。
【０１３５】
このリアルタイムな制御について、図７を参照してより詳しく説明する。各ラインにおいて検出された水平同期信号１，２間、水平同期信号２，３間の時間間隔と目標値との差に応じた補正信号ｅ１，ｅ２が補正回路３０により生成される。データ生成回路３４において、各ラインの前半分では補正信号ｅ１に対応したテーブルアドレスがテーブルアドレス生成回路３８で生成され、対応したＬＵＴが制御回路３５により選択される。ライン後半分では補正信号ｅ２に対応したテーブルアドレスがテーブルアドレス生成回路３８で生成され、また、対応したＬＵＴが制御回路３５により選択される。このような制御によれば、ページ内での温度上昇の影響などを無視できない場合においても、ページ内の各ラインの走査幅やドット位置ずれを、より高精度に補正することができる。
【０１３６】
なお、本実施例の画像形成装置は、感光体４０９の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体４０９に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが図１７には示されていない。
【０１３７】
《画素クロックの位相シフト制御の様々な態様》
画素クロックの位相シフト制御に関する様々な態様について以下に説明する。ここでは、前記実施例１，２のように２つの水平同期信号が検出されるものとして画素クロックの位相シフト制御について説明するが、前記実施例３，４のように３つ（又は４つ以上）の水平同期信号が検出される場合においても、同様の画素クロック位相シフト制御を適用可能であることは明らかである。
【０１３８】
本発明の画素クロック生成装置においては、連続した複数画素クロックを１データ領域と定義し、有効走査期間を複数のデータ領域に分割し、各データ領域毎に位相シフトデータを設定して画素クロックの位相シフト制御を行うことができる。この分割は均等に行うことも不均等に行うことも可能である。
【０１３９】
図１８は、このような画素クロックの位相シフト制御の説明図である。図１８において、（ａ）は水平同期信号１，２（ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２）を示し、（ｂ）は両水平同期信号間の有効走査期間を示し、（ｃ）は画素クロックを示す。（ｄ）は走査光学系のリニアリティ曲線であり、縦軸は主走ドット位置ずれを示す。横軸は像高比であり、有効走査期間の中央の像高比を０、水平同期信号１，２が発生する位置の像高比を１，−１と定義している。
【０１４０】
（ｅ），（ｆ），（ｇ）は有効走査期間をＮ個のデータ領域に分割し、各データ領域の中央で主走査ドット位置ずれ量を０にするように、データ領域毎に画素クロックの位相シフト制御を行った場合の主走査ドット位置ずれを示している。横軸の数字はデータ領域番号である。（ｅ）は分割数Ｎ＝１５の均等分割の場合であり、（ｆ）は分割数Ｎ＝３０の均等分割であり、（ｇ）は分割数Ｎ＝１８の不均等分割の場合である。
【０１４１】
（ｅ）乃至（ｇ）において、画素クロックの位相シフト後の主走査ドット位置ずれの振幅をＸ、データ領域間のドット位置ずれ量をＹとすると、Ｘは走査ライン上でのドット位置ずれの絶対値を示しており、その値が小さいほど良好な補正がかけられたといえる。データ領域間のドット位置ずれ量Ｙは、その値が大きいときにはデータ領域間でのドット位置が疎または密のいずれかの状態となるため、できうる限り小さい値を取るほうが良好な補正であるといえる。
【０１４２】
このようなデータ領域で分割して画素クロックの位相シフトを制御する方法によれば、画素クロック生成装置のデータ生成部５のＬＵＴ記憶部３６（図７）に、データ領域単位の位相シフトデータを記憶したＬＵＴを用意すればよいため、分割を行わず、各画素クロック毎の位相シフトデータを用意する場合に比べ、ＬＵＴのサイズ（データ量）を大幅に削減可能である。
【０１４３】
図１９は、データ領域内における画素クロックの位相シフトの例を示す。３０クロック（30PCLK）分を１データ領域とし、画素クロックの位相シフト分解能が±1/8PCLKの場合に、データ領域内で３つの画素クロックについて位相シフトを行うことにより、-3/8PCLK分のドット位置補正を行う例である。
【０１４４】
図１９において、（ａ）は位相シフトを行わない場合の画素クロック列を示し、（ｂ）はデータ領域の最初のクロックから１０クロック置きに-1/8PCLKの位相シフトを行ってドット位置補正を行った場合の画素クロック列を示す。（ｃ）はデータ領域の最初のクロックから数えて５番目のクロックから１０クロック置きに-1/8PCLKの位相シフトを行った場合の画素クロック列を示す。（ｂ）と（ｃ）において、位相シフトされたクロックに色付けされている。
【０１４５】
（ｂ）の位相シフト方法又は（ｃ）の位相シフト方法を連続したラインに適用すると、画像上に位相シフトされたドット位置に対応した縦縞が現れる可能性がある。このような縦縞を減らすためには、ライン毎に位相シフト方法を切り替えると有効である。このような位相シフト方法の切り替えは、例えば各方法に従った位相シフトデータ・パターンを記憶したＬＵＴをＬＵＴ記憶部３６（図７）に格納しておき、制御回路３５でライン毎に利用されるＬＵＴを切り替えることによって実現できる。または、各方法に従った位相シフトデータ・パターンを同じＬＵＴに記憶しておき、制御回路３５で、テーブルアドレス生成回路３８により生成されるテーブルアドレスの上位ビットの値をライン毎に変更することによっても、ライン毎に位相シフト制御方法を変換可能である。あるいは、ＬＵＴ記憶部３６からは同じ位相シフトデータ・パターンを読み出し、制御回路３４でシフトレジスタ回路３９からの位相シフトデータの出力方法を制御することによって、ライン毎に画素クロックの位相シフト方法を切り替えることも可能である。
【０１４６】
３０クロックを１データ領域として、各データ領域内の画素クロックの位相シフト制御に適用されるＬＵＴの例を図２０に示す。ここに示すＬＵＴ１，ＬＵＴ２，ＬＵＴ３は、補正信号ｅ（図７参照）が−５，０，＋５に対応した図示のような位相シフトデータ・パターンを記憶している。位相シフトデータの値は、画素クロックPCLKの位相を-1/16PCLKシフトさせる（進める）位相塗布とデータが「6」、画素クロックPCLKの位相を変化させない位相シフトデータが「7」、画素クロックPCLKの位相を+1/16PCLKシフトさせる（遅らせる）位相シフトデータが「8」と定義されている。
【０１４７】
各ＬＵＴにおいて、補正信号e=-5に対応した位相シフトデータ・パターンは、30クロック中の５カ所で-1/16PCLKの位相シフトを行わせるための位相シフトデータを含み、補正信号e=0に対応した位相シフトデータ・パターンは位相シフトのない位相データのみからなり、補正信号e=+5に対応した位相シフトデータ・パターンは30クロック中の５カ所で+1/16PCLKの位相シフトを行わせるための位相シフトデータを含む。図２０に見られるように、どのＬＵＴを用いて位相シフトデータを生成させるかによって、同じ補正信号ｅの時に位相シフトが行われるクロック位置が相違する。
【０１４８】
走査光学系が図１１に示したようなリニアリティ特性を持つ場合に、例えば、Ａ領域ではＬＵＴ１、Ｄ領域ではＬＵＴ２、Ｂ領域ではＬＵＴ３を使用して位相シフトデータを生成するならば、それぞれの領域におけるドット位置ずれ特性に適した画素クロックの位相シフト制御を行い、高精度な主走査ドット位置ずれ補正が可能となる。
【０１４９】
すでに説明したが、位相シフトさせるクロック位置を均等間隔に設定することも不均等間隔に設定することも可能である。図２１に、そのような位相シフト制御のための位相シフトデータ・パターンの例を、主走査ドット位置ずれ特性と一緒に示す。いずれも偏差信号ｅ＝−５に対応した３０クロック分のパターンである。
【０１５０】
図２１の（ａ）に示す位相シフトデータ・パターンは位相シフトさせるクロックを均等間隔に設定したものであり、（ｂ）に示す位相シフトデータ・パターンは位相シフトさせるクロックを不均等間隔に設定したものである。（ｃ）に示す位相シフトデータ・パターンは、位相シフトさせるクロックの間隔を像高に依存させたものである。
【０１５１】
（ａ）のような位相シフトデータ・パターンに従って画素クロックの位相シフト制御を行うと、位相がシフトされたクロックが連続することによる視覚上の画像むらの発生を防止することができる。言い換えれば、制御区間内でのドット位置補正の偏差が少なくなるともいえる。
【０１５２】
しかし、一定間隔で画素クロックの位相シフトを行う場合において、人間の視覚特性から例えば0.5mm〜1mm以上の連続したドットずれが目立つときに、その目立つ間隔と画素クロックの位相シフトの間隔とが近いと、縦筋などの目立つ画像となりやすい。図２１（ｂ）のような位相シフトデータ・パターンに従って不均等間隔で画素クロックの位相シフトを行わせるならば、そのような周期的な走査ムラの発生を防止することができる。
【０１５３】
図２１（ｃ）に示す位相シフトデータ・パターンは、主走査ドット位置ずれ量の変化量が大きい像高では位相シフトされるクロックの間隔が狭く、主走査ドット位置ずれ変化量の小さい像高では位相シフトされるクロックの間隔が広くなるように設定されている。このような位相シフトデータ・パターンに従って画素クロックの位相制御を行えば、どの像高においても無理なく高精度な主走査ドット位置ずれ補正を実現できる。
【０１５４】
本発明の画素クロック生成装置は、図２１（ａ）に示したような位相シフトクロックが等間隔に設定された位相シフトデータ・パターンに従って画素クロックの位相制御を行う場合には、画像書込解像度の変更に容易に対応可能である。
【０１５５】
例えば解像度1200dpiの場合を基準とし、そのときの位相シフトされるクロックの間隔をＮ0、ある解像度における位相シフトされるクロックの間隔をＮ、その解像度の基準解像度に対する倍率をＭとすると、
N=M×N0
により計算することができる。
【０１５６】
例えば、Ｎ0 ＝１２とし、このときの画素クロックPCLKの周期に対して±1/8PCLKで位相シフトが可能であるとすると、
1200dpiの場合：M=1.0  →  N=1.0×12=12
600dpiの場合：M=0.5  →  N=0.5×12=6
400dpiの場合：M=0.33 →  N=0.33×12=4
となる。
【０１５７】
このように、解像度に応じて位相シフトされるクロックの間隔を変更するならば、解像度に関わらず画像領域に対して一定の割合でのドット位置補正を行うことができる。
【０１５８】
上のような位相シフトされるクロックの間隔の変更を行うには、例えば、データ生成部５（図７）において、基準解像度用のＬＵＴのみ（又は、いくつかの解像度用のＬＵＴ）をＬＵＴ記憶部３６内に用意し、基準解像度のＬＵＴ（又は目的の解像度に近い解像度のＬＵＴ）を用いて生成した位相シフトデータ・パターンより、前記計算により求められるクロック間隔となるように、シフトレジスタ回路３９より位相シフトデータを間引いて出力すればよい。前記計算により求められるクロック間隔の様々な解像度用の位相シフトデータ・パターンのＬＵＴを用意し、目的の解像度用のＬＵＴを選択して使用してもよいが、ＬＵＴの全体サイズは増加する。
【０１５９】
同じ補正信号ｅ＝−５に対応して２種類以上の位相シフトデータ・パターンを用意し、それを選択的に利用することも可能である。その例を図２２に示す。
【０１６０】
図２２において、（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）の各位相シフトデータ・パターンは図２１の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各位相シフトデータ・パターンと同じものである。（ａ２），（ｂ２），（ｃ２）の位相シフトデータ・パターンは、それぞれ（ａ１），（ｂ１），（ｃ１）の位相シフトデータ・パターンと同種のパターンであるが、位相シフトさせるクロックの位置がずらされている。ここでも画素クロックPCLKの位相を-1/16PCLK進める位相シフトデータを「6」、画素クロックPCLKの位相を変化させない位相シフトデータを「7」と定義している。
【０１６１】
同じ位相シフトデータ・パターンが適用されるラインが連続すると、画像上に位相シフトされるクロック位置に対応した縦筋などの生じる可能性がある。このような不都合を避けるためには、例えば、（ａ１）の位相シフトデータ・パターンが記憶されたＬＵＴと、（ａ２）の位相シフトデータ・パターンが記憶されたＬＵＴを用意し、ｅ＝−５のラインが連続する場合には、１ライン毎又は数ライン毎にＬＵＴを切り替えて用いることが有効である。
【０１６２】
位相シフトデータ・パターンの切り替えの別の例を図２３により説明する。図２３の（ａ）と（ｂ）は、いずれも補正信号ｅ＝−３のラインが連続する場合に適用される位相シフトデータ・パターン（３０クロック分）を示している。
【０１６３】
（ａ）のように連続したラインに同じ位相シフトデータ・パターンを適用した場合、画像上に位相シフトされるクロック位置に対応した縦筋状のノイズが目立つ可能性がある。このような縦筋状のノイズを目立たなくするには、（ｂ）に示すように、あるラインに対して第１の位相シフトデータ・パターンを適用し、次のラインでは、第１の位相シフトデータ・パターンの位相シフトされるクロック間隔の中間位置のクロックを位相シフトさせる第２の位相シフトデータ・パターンを適用すると有効である。これは、第１の位相シフトデータ・パターンのＬＵＴと第２の位相シフトデータ・パターンのＬＵＴを用意し、各ＬＵＴをライン毎に切り替えて利用することにより可能である。
【０１６４】
位相シフトデータ・パターンの切り替えの他の例を図２４により説明する。図２４の（ａ）と（ｂ）は、いずれも補正信号ｅ＝−３のラインが連続する場合に適用される位相シフトデータ・パターン（３０クロック分）を示している。
【０１６５】
（ａ）のように連続したラインに同じ位相シフトデータ・パターンを適用した場合、画像上に位相シフトされるクロック位置に対応した縦筋状のノイズが目立つ可能性があることは既に述べた通りである。
【０１６６】
（ｂ）は、適用される位相シフトデータ・パターンを、ライン毎にＮ（ここでは２）の倍数クロック分ずつ順次シフトすることにより、位相シフトされるクロック位置を順次ずらし、（ａ）の場合のような縦縞状ノイズの発生を防止している。これは、複数種類のＬＵＴを用意し、それをライン毎に選択して利用することにより可能であるが、ＬＵＴの切り替えではなく、シフトレジスタ回路３９（図７）におけるシフト制御によっても可能である。
【０１６７】
前述のような同一クロック位置の位相シフトの影響を減らす考慮が必要とされるのは、ライン中の画像が実際に記録される範囲である。その範囲外では、同一の位相シフトデータ・パターンを連続したラインで繰り返しても格別の支障はない。このことを考慮した画素クロックの位相シフト制御の例について、図２５を参照して説明する。
【０１６８】
図２５に示すように、走査開始側の水平同期信号（ｓｙｎｃ１）の発生から２０００クロック期間を領域Ａ、走査終了側の水平同期信号（ｓｙｎｃ２）の発生前の２０００クロック期間を領域Ｃ、領域Ａの次クロック位置から領域Ｃの直前クロック位置までを画像が実際に記録される有効走査領域Ｂと定義する。
【０１６９】
画素クロック発生装置の位相シフトデータ生成部５（図７）の制御回路３５は、水平同期信号ｓｙｎｃ１の発生から画素クロックをカウントして、領域Ａ，Ｃ，Ｂのいずれを走査中か監視し、領域Ａの走査期間においては位相シフトデータ・パターンの切り替えのためのＬＵＴの選択は行わない。有効走査領域Ｂの走査期間においては、制御回路３５は前述のようなライン毎の位相シフトデータ・パターンの切り替えのためのＬＵＴの選択制御を行う。有効走査領域Ｂの走査を終わり、領域Ｃが走査される期間においては、領域Ａと同様に位相シフトデータ・パターンの切り替えのためのＬＵＴの選択は行わない。
【０１７０】
このように、画像の品質に直接影響のある領域Ｂでのみ縦筋などの発生を抑えるために位相シフトデータ・パターンの切り替えを行うが、画像の品質に直接的には影響のない領域Ａ，Ｃに関しては、その切り替えを行わないようにすると、必要なＬＵＴの数、全体サイズを減らすことができる。
【０１７１】
なお、図示しないが、データ生成回路３４（図７）に、シフトレジスタ回路３９に相当する２つのシフトレジスタ回路を設け、その出力側に加算回路（合成回路）を設け、第１のＬＵＴと第２のＬＵＴから第１と第２の位相シフトデータ・パターンを読み出して２つのシフトレジスタ回路にそれぞれ格納し、２つのシフトレジスタ回路より出力される２つの位相シフトデータを加算回路（合成回路）で加算（合成）することにより最終的な位相シフトデータを求めるような構成とすることも可能であり、かかる構成の画素クロック生成装置も本発明に包含される。このような構成において、例えば、走査光学系の特性により生じる走査むらを補正するような全ラインに適用される位相シフトデータ・パターンを第１の位相シフトデータ・パターンとし、ポリゴンミラーの回転むらのようなライン毎の変動分を補正するための位相シフトデータ・パターンを第２の位相シフトデータ・パターンとすることができる。
【０１７２】
上に説明したような位相シフトデータ・パターンの１ライン毎又は数ライン毎の切り替えを行う場合の制御回路３５（図７）の制御フローの例を、図２６乃至図２８を参照して説明する。ここでは、各ラインにおいて水平走査信号１，２間の時間間隔と目標値との差を検出し、それを次ラインにおける画素クロック位相シフト制御に反映させる、リアルタイム制御であるとする。また、説明を簡単にするため、各走査ラインは一定長のデータ領域に均等分割されるものとする。
【０１７３】
図２６は、２つのＬＵＴ１，ＬＵＴ２を１ライン毎に選択的に適用する場合の制御フローの一例を示す。
【０１７４】
まず、制御回路３５は、１ページの画像記録に先立って、制御のためのカウンタＭ，Ｎ及びフラグＮＤを初期設定する（ステップＳ１）。
【０１７５】
ステップＳ２からステップＳ８は、１つの走査ラインに関する制御プロセスである。
【０１７６】
補正回路３０より当該ラインに対する補正信号ｅをテーブルアドレス生成回路３８に取り込ませる（ステップＳ２）。フラグＮＤをチェックし（ステップＳ３）、ＮＤ＝１であるならば、ＬＵＴ１の選択信号をＬＵＴ記憶部３６に与え、同時にフラグＮＤを０に設定する（ステップＳ５）。テーブルアドレス生成回路３８でテーブルアドレスを生成させ、選択されたＬＵＴより位相シフトデータ・パターンを読み出させ、シフトレジスタ回路３９より画素クロックに同期させて出力させる制御を行う（ステップＳ６）。カウンタＭを１だけインクリメントさせ（ステップＳ７）、カウンタＭの値と所定値Ｐを比較することにより、１ラインが終了したか判定する（ステップＳ８）。１ラインの途中ならばステップＳ６〜Ｓ８が繰り返される。つまり、カウンタＭは、一定数の連続した画素クロックからなるデータ領域の数をカウントするものである。
【０１７７】
カウンタＭの値が所定値Ｐを越えると、１ラインの走査が終了したと判定し、カウンタＭを１に設定し、カウンタＮを１だけインクリメントする（ステップＳ９）。そして、カウンタＮの値と所定値Ｑを比較し１ページが終了したか判定する（ステップＳ１０）。ページの途中ならばステップＳ２に戻る。
【０１７８】
ステップＳ３でフラグＮＤが０と判定されたときには、ＬＵＴ２の選択信号をＬＵＴ記憶部３６に与え、またフラグＮＤに１を設定する（ステップＳ４）。したがって、当該ラインについてはＬＵＴ２に記憶されている位相シフトデータ・パターンが適用される。フラグＮＤが１に設定されてるので、次のラインでは再びＬＵＴ１の位相シフトデータ・パターンが適用される。
【０１７９】
なお、ステップＳ６について説明を補足する。ルックアップテーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２のそれぞれに、ライン上の各データ領域Ｍ（１，２，．．．，Ｐ））に対応した位相シフトデータ・パターンの系列が記憶されている。そして、ステップＳ６においては、テーブルアドレス生成回路３８により生成されるテーブルアドレスの下位ビットは、データ領域の番号（＝カウンタＭの値）に応じて設定される。したがって、データ領域に対応した位相シフトデータ・パターンが出力される。
【０１８０】
図２７は、補正信号ｅが同じラインが連続した場合に２つのＬＵＴ，ＬＵＴ２をライン毎に交互に適用する場合の制御フローの別の一例を示す。
【０１８１】
まず、制御回路３５は、１ページの画像記録に先立って、制御のためのカウンタＭ，Ｎ及びフラグＮＤを初期設定する（ステップＳ２１）。
【０１８２】
ステップＳ２２からステップＳ３２は、１つの走査ラインに関する制御ステップである。
【０１８３】
補正回路３０より当該ラインに対する補正信号ｅをテーブルアドレス生成回路３８に取り込ませ（ステップＳ２２）、その補正信号ｅの値と直前ラインで取り込んだ補正信号ｅの値との一致判定を行う（ステップＳ２３）。ページの先頭ラインでは常に不一致である。補正信号ｅが不一致ならば、フラグＮＤの値をチェックし（ステップＳ２５）、フラグＮＤの値が０ならばＬＵＴ２の選択信号を、フラグＮＤの値が１ならばＬＵＴ１の選択信号を、ＬＵＴ記憶部３６に与える（ステップＳ２８，Ｓ２９）。つまり、補正信号ｅの値が異なる連続したラインに対しては、ＬＵＴ１又はＬＵＴ２が連続して適用されることになる。
【０１８４】
当該ラインと前ラインの補正信号ｅの値が一致する場合には、フラグＮＤのチェック（ステップＳ２４）の結果に従って、ＬＵＴ１の選択信号を出してフラグＮＤを０に設定し（ステップＳ２７）、又は、ＬＵＴ２の選択信号を出してフラグＮＤを１に設定する（ステップＳ２６）。つまり、補正信号ｅが同じラインが連続した場合には、ライン毎にＬＵＴ１，ＬＵＴ２が交互に選択される。
【０１８５】
テーブルアドレス生成回路３８でテーブルアドレスを生成させて、選択したＬＵＴより位相シフトデータ・パターンを読み出させ、シフトレジスタ回路３９より位相データを画素クロックに同期させて出力させる制御を行う（ステップＳ３０）。カウンタＭを１だけインクリメントさせ（ステップＳ３１）、カウンタＭの値と所定値Ｐを比較し１ラインが終了したか判定する（ステップＳ３２）。１ラインの途中ならばステップＳ３０〜Ｓ３２が繰り返される。
【０１８６】
カウンタＭの値が所定値Ｐを越えると、１ラインの走査が終了したと判定し、カウンタＭを１に設定し、カウンタＮを１だけインクリメントする（ステップＳ３３）。そして、カウンタＮの値と所定値Ｑを比較し１ページが終了したか判定する（ステップＳ３４）。ページの途中ならばステップＳ２２に戻る。
【０１８７】
ステップＳ３でフラグＮＤが０と判定されたときには、ＬＵＴ２の選択信号をＬＵＴ記憶部３６に与え、またフラグＮＤに１を設定する（ステップＳ４）。したがって、当該ラインについてはＬＵＴ２に記憶されている位相シフトデータ・パターンが適用される。フラグＮＤが１に設定されているので、次のラインでは、再びＬＵＴ１の位相シフトデータ・パターンが適用される。
【０１８８】
このような制御により、同じ位相シフトデータ・パターンが出力される走査ラインが連続する場合に、ルックアップテーブルを切り替えることによって、連続した走査ラインに同じ位相シフトデータ・パターンが出力されることによる弊害、例えば、位相シフトされる画素クロック位置やデータ領域の境界位置に縦筋が生じるような不都合を回避することができる。
【０１８９】
ステップＳ３０について説明を補足する。ルックアップテーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２のそれぞれに、ライン上の各データ領域Ｍ（１，２，．．．，Ｐ））に対応した位相シフトデータ・パターンの系列が記憶されている。そして、ステップＳ３０においては、テーブルアドレス生成回路３８により生成されるテーブルアドレスの下位ビットは、データ領域の番号（＝カウンタＭの値）に応じて設定される。したがって、データ領域に対応した位相シフトデータ・パターンが出力される。
【０１９０】
図２８は、補正信号ｅの値が同じラインが所定数連続した場合に適用するＬＵＴを切り替える場合の制御フローを別の例を示す。
【０１９１】
まず、制御回路３５は、１ページの画像記録に先立って、制御のためのカウンタＭ，Ｎ，ＭＣ及びフラグＮＤを初期設定する（ステップＳ４１）。
【０１９２】
ステップＳ４２からステップＳ５５は、１つの走査ラインに関する制御ステップである。
【０１９３】
まず、補正回路３０より当該ラインに対する補正信号ｅをテーブルアドレス生成回路３８に取り込ませ（ステップＳ４２）、その補正信号ｅの値と直前ラインで取り込んだ補正信号ｅの値との一致判定を行う（ステップＳ４３）。ページの先頭ラインでは必ず不一致である。補正信号ｅの値が一致したならば、カウンタＭＣを１だけインクリメントする（ステップＳ４４）。
【０１９４】
カウンタＭＣの値が所定値Ｒを越えたか判定し（ステップＳ４５）、越えていないならばフラグＮＤの値をチェックし（ステップＳ４６）、フラグＮＤの値が１ならばＬＵＴ１の選択信号を、フラグＮＤの値が０ならばＬＵＴ２の選択信号を、ＬＵＴ記憶部３６に与える（ステップＳ４７，Ｓ４８）。
【０１９５】
カウンタＭＣの値が所定値Ｒを越えたときには、カウンタＭＣを１に設定し（ステップＳ４９）、フラグＮＤの値をチェックする（ステップＳ５０）。フラグＮＤの値が１ならば、ＬＵＴ１の選択信号を出し、フラグＮＤを０に設定する（ステップＳ５１）。フラグＮＤの値が０ならば、ＬＵＴ２の選択信号を出し、フラグＮＤを１に設定する（ステップＳ５２）。
【０１９６】
テーブルアドレス生成回路３８でテーブルアドレスを生成させ、選択したＬＵＴより位相シフトデータ・パターンを読み出させ、シフトレジスタ回路３９より位相データを画素クロックに同期させて出力させる（ステップＳ５３）。カウンタＭを１だけインクリメントさせ（ステップＳ５４）、カウンタＭの値と所定値Ｐを比較し１ラインが終了したか判定する（ステップＳ５５）。１ラインの途中ならばステップＳ５３〜Ｓ５５が繰り返される。
【０１９７】
このようにして各ラインの走査が終了し、カウンタＭの値が所定値Ｐを越えると、カウンタＭを１に設定し、カウンタＮを１だけインクリメントする（ステップＳ５６）。そして、カウンタＮの値と所定値Ｑを比較し１ページが終了したか判定する（ステップＳ５７）。ページの途中ならばステップＳ４２に戻る。
【０１９８】
ステップＳ５３について説明を補足する。ルックアップテーブルＬＵＴ１，ＬＵＴ２のそれぞれに、ライン上の各データ領域Ｍ（１，２，．．．，Ｐ））に対応した位相シフトデータ・パターンの系列が記憶されている。そして、ステップＳ５３においては、テーブルアドレス生成回路３８により生成されるテーブルアドレスの下位ビットは、データ領域の番号（＝カウンタＭの値）に応じて設定される。したがって、データ領域に対応した位相シフトデータ・パターンが出力される。
【０１９９】
以上の説明から理解されるように、例えばＲ＝２とすると、補正信号ｅの値が同一のラインが３ライン連続すると、３ライン目で、それまで使用されていたＬＵＴから別のＬＵＴに切り替えられる。したがって、人間の視覚特性から、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ以上の連続したドットずれが目立つとするとき、ドットの連続の長さがそれより短くなるように、ルックアップテーブルを切り替えるライン数（Ｒ）を設定するならば、画像上において、位相シフトされた画素クロックやデータ領域の境界などに対応した縦筋などの発生を抑制できる。
【０２００】
以上に説明した本発明の画素クロック装置が用いられた画像形成装置の他の実施例について、以下に説明する。
【実施例５】
【０２０１】
図２９は、本発明の実施例５に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置において、半導体レーザ５００より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ５０１、シリンダーレンズ５０２を通してポリゴンミラー５０３に入射する。ポリゴンミラー５０３により偏向されたレーザ光ビームは、ｆ−θレンズ５０４を通り、平板ガラス５０５を透過し（一部反射される）、被走査媒体である感光体５０６に入射し、その表面（被走査面）に光ビームスポットを形成して画像（静電潜像）を形成する。
【０２０２】
平板ガラス５０５の第１面で反射されたレーザ光ビームは、被検出面に配置されたフォトディテクタ５０８，５０９，５１０で検出することにより、３つの水平同期信号ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２，ｓｙｎｃ３を発生する。すなわち、本実施例における水平同期検知手段は、ポリゴンミラー５０３で偏向されたレーザ光ビームの一部を平板ガラス５０５により分離し、分離されたレーザ光ビームを、特定の３つの水平走査位置に対応した位置に配置された３つのフォトディテクタ５０８，５０９，５１０で受光する構成である。
【０２０３】
なお、ポリゴンミラー５０３で偏向されたレーザ光が各フォトディテクタ５０８，５０９，５１０に入射するまでの光路長が略同一となるように、フォトディテクタ５０８，５０９，５１０の位置関係が決められている。
【０２０４】
５２０は本発明による画素クロック生成装置、５２１は画像処理装置、５２２はレーザ駆動データ生成装置、５２３はレーザ駆動装置であり、これらは前記実施例３の対応部分と同様の装置である。水平同期信号ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２，ｓｙｎｃ３は画素クロック生成装置５２０に入力され、また、水平同期信号ｓｙｎｃ１はライン同期信号として画像処理装置５２１にも入力される。
【０２０５】
なお、感光体５０６の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体５０６に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが図中省略されている。
【実施例６】
【０２０６】
図３０は、本発明の実施例６に係る画像形成装置の概略構成図である。
【０２０７】
この画像形成装置において、半導体レーザ６００より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ６０１、シリンダーレンズ６０２を通してポリゴンミラー６０３に入射する。ポリゴンミラー６０３により偏向されたレーザ光ビームは、ｆ−θレンズ６０４を通り、平板ガラス６０５を透過し（一部反射される）、被走査媒体である感光体６０６に入射し、その表面（被走査面）に光ビームスポットを形成して画像（静電潜像）を形成する。
【０２０８】
平板ガラス６０５の第１面で反射されたレーザ光ビームを走査方向に配置された反射部材６０８，６０９，６１０により更に反射されてから１つのフォトディテクタ６１１で受光されることにより、書込開始位置側、書込終了位置側、書込領域内の３カ所に対応する３つの水平同期信号１，２，３（ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２，ｓｙｎｃ３）を発生する。
【０２０９】
ポリゴンミラー５０３で偏向されたレーザ光が反射部材６０８，６０９，６１０を経由してフォトディテクタ６１１に入射するまでの各光路長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が略同一となるように、反射部材６０８，６０９，６１０の位置関係が決められている。したがって、光路長の差による水平同期信号のタイミングずれを生じない。
【０２１０】
６２０は本発明による画素クロック生成装置、６２１は画像処理装置、６２２はレーザ駆動データ生成装置、６２３はレーザ駆動装置であり、これらは前記実施例３の対応部分と同様の装置である。水平同期信号ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２，ｓｙｎｃ３は画素クロック生成装置６２０に入力され、また、水平同期信号ｓｙｎｃ１はライン同期信号として画像処理装置６２１にも入力される。
【０２１１】
反射部材６０８，６０９，６１０としては、例えば、ガラス、プラスチックス等の透明部材の一面に反射膜を形成したものやミラーなどを用いることができる。このような反射部材はフォトディテクタに比べ低コストであるため、フォトディテクタを３個用いる構成に比べコスト的に有利である。同期信号を４カ所以上で検知する場合は、このコスト的な有利性はさらに顕著である。
【０２１２】
なお、感光体６０６の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体６０６に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが図中省略されている。
【実施例７】
【０２１３】
図３１は本発明の実施例７に係る画像形成装置の概略構成図であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は側面構成を示す。
【０２１４】
この画像形成装置において、半導体レーザ７００より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ７０１、アパーチャ７０２のスリット、シリンダーレンズ７０３を通してポリゴンミラー７０４に入射する。ポリゴンミラー７０４により偏向されたレーザ光ビームは、走査レンズ７０５，７０６、ビームスプリッタ７０７を介して被走査媒体である感光体７０８に入射し、その表面（被走査面）に光ビームスポットを形成して画像（静電潜像）を形成する。
【０２１５】
ビームスプリッタ７０７は、一対の直角三角形プリズムを接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ７０７に入射したレーザ光ビームの大部分はハーフミラー面を透過して感光体７０８へ向かい、画像形成に寄与するが、入射レーザ光ビームの一部はハーフミラー面で反射される。この反射された（分離された）レーザ光ビームを、ビームスプリッタ７０７の下方に配置したフォトディテクタ７０９，７１０，７１１で受光することにより、水平同期信号ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２，ｓｙｎｃ３を発生する。
【０２１６】
図３１には示されていないが、本実施例の画像形成装置も、前記実施例６と同様な画素クロック生成装置、画像処理装置、レーザ駆動データ生成装置、レーザ駆動装置を備えている。また、感光体７０８の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体７０８に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段を備えている。
【実施例８】
【０２１７】
図３２は、本発明の実施例８に係る画像形成装置の概略構成図であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は側面構成を示している。
【０２１８】
この画像形成装置において、半導体レーザ８００より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ８０１、アパーチャ８０２のスリット、シリンダーレンズ８０３を通してポリゴンミラー８０４に入射する。ポリゴンミラー８０４により偏向されたレーザ光ビームは、走査レンズ８０５，８０６、ビームスプリッタ８０７を介して被走査媒体である感光体８０８に入射し、その表面（被走査面）に光ビームスポットを形成して画像（静電潜像）を形成する。
【０２１９】
ビームスプリッタ８０７は、一対の直角三角形プリズムを接合したものであり、その接合面はハーフミラー面とされている。ビームスプリッタ８０７に入射したレーザ光ビームの大部分はハーフミラー面を透過して感光体８０８へ向かい画像形成に寄与するが、入射レーザ光ビームの一部はハーフミラー面で反射される。この反射された（分離された）レーザ光をフォトディテクタ８１４に導くための手段として、ビームスプリッタ８０７の下方に反射部材（又は反射／透過部材）８１０、反射／透過部材８１１，８１２，８１３，８１４が配置されている。反射部材（又は反射／透過部材）８１０、反射／透過部材８１１，８１２，８１３，８１４には、それぞれに対応した特定の水平走査位置の走査時に、ハーフミラー面で反射されたレーザ光ビームが入射する。反射部材（又は反射／透過部材）８１０により反射されたレーザ光ビームは、反射／透過部材８１１，８１２，８１３，８１４を順次透過してフォトディテクタ８１５で受光される。反射／透過部材８１１により反射されたレーザ光ビームは、反射／透過部材８１２，８１３，８１４を順次透過してフォトディテクタ８１５で受光される。反射／透過部材８１２により反射されたレーザ光ビームは、反射／透過部材８１３，８１４を順次透過してフォトディテクタ８１５で受光される。反射／透過部材８１３により反射されたレーザ光ビームは、反射／透過部材８１４を透過してフォトディテクタ８１５で受光される。反射／透過部材８１４により反射されたレーザ光ビームは直接的にフォトディテクタ８１５に受光される。したがって、フォトディテクタ８１５により５つの水平走査位置の走査タイミングでレーザ光を検知し、５つの水平同期信号を発生することができる。
【０２２０】
なお、この実施例で用いられる反射／透過部材は、光束の反射と透過の両方の機能を有するもので、例えば、ガラスやプラスチックス等の透明部材である。反射部材（又は反射／透明部材）８１０、反射／透明部材８１１，８１２，８１３，８１４の形状は、光束の反射／透過方向を容易に制御できる平行平板形とされているが、これに限定されることはない。このような反射・透過部材や反射部材はディテクタに比べ低コストであるため、フォトディテクタを５個用いる構成に比べコスト的に有利である。
【０２２１】
図３２には示されていないが、本実施例の画像形成装置も、前記実施例６と同様な画素クロック生成装置、画像処理装置、レーザ駆動データ生成装置、レーザ駆動装置を備えており、また、感光体８０８の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体８０８に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も備えている。
【実施例９】
【０２２２】
図３３は、本発明の実施例９に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、画像書込用光源としての半導体レーザ９００と別に、水平同期検知のための参照用光源としての半導体レーザ９０１を備える。
【０２２３】
画像書込用半導体レーザ９００より出力されたレーザ光ビームは、コリメータレンズ９０２、アパーチャ９０４のスリット、シリンダーレンズ９０５を通してポリゴンミラー９０６に入射する。ポリゴンミラー９０６で偏向されたレーザ光ビームは、ｆ−θレンズ９０７、透明部材９０８を介して感光体９０９に入射し、その表面（被走査面）に光ビームスポットを形成して静電潜像を形成する。
【０２２４】
参照用光源としての半導体レーザ９０１より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ９０３、アパーチャ９０４のスリット、シリンダーレンズ９０５を介してポリゴンミラー９０６に入射する。
【０２２５】
参照用半導体レーザ９０１からのレーザ光ビームと画像書込用半導体レーザ９００からのレーザ光ビームは、ポリゴンミラー９０６の同一反射面に入射する。参照用レーザ光ビームと画像書込用レーザ光ビームは、主走査方向については同じ位置に入射するが、副走査方向については、ある間隔だけずれた位置に入射する。その結果、ポリゴンミラー９０６で偏向された参照用レーザ光は、ｆ−θレンズ９０７、透明部材９０８を通過するが、感光体９０９には入射しない。したがって、参照用光源としての半導体レーザ９０１は、画像データと無関係に発光させることができる。
【０２２６】
画像書込用レーザ光ビームにより走査される感光体９０９の被走査面と等価位置である、感光体９０９から外れた被検出面が、参照用レーザ光ビームにより走査されるが、この被検出面上の、特定の３つの水平走査位置に対応した位置にある反射部材９１１，９１２，９１３により反射された参照用レーザ光ビームがフォトディテクタ９１４で受光されることにより、水平同期信号１，２，３（sync1,2,3）が得られる。
【０２２７】
参照用半導体レーザ９０１から出力されたレーザ光ビームが反射部材９１１，９１２，９１３を介してフォトディテクタ９１４に至るまでの各光路長Ｌ１’，Ｌ２’，Ｌ３’は、略同一となるように位置関係が決められている。
【０２２８】
図３３において、９２０は本発明の画素クロック生成装置、９２１は画像処理装置、９２２はレーザ駆動データ生成装置、９２３はレーザ駆動装置である。レーザ駆動装置９２３は、画像書込用半導体レーザ９００を画像データに基づいて駆動するとともに参照用半導体レーザ９０１を駆動する。
【０２２９】
画素クロック生成装置９２０は、画像記録期間においても各ラインで３つの水平同期信号１，２，３を発生するため、画像記録期間の各ラインで水平同期信号１，２間、水平同期信号２，３間の時間間隔を計測し、その目標値からのずれを次ラインの画素クロックの位相制御に反映させる、リアルタイムな制御も可能である。
【０２３０】
感光体９０９の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体９０９に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが図中省略されている。
【０２３１】
なお、半導体レーザ９００，９０１に代えて、図３４に示すような複数の画像書込用半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４と、それと間隔を空けた参照用半導体レーザＬＤ５からなる半導体レーザアレイを用いることもでき、かかる構成の画像形成装置も本発明に包含される。このような半導体レーザアレイを光源として用いれば、４本のレーザ光ビームによる４ライン同時書込みが可能である。各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ５の発光波長の差を容易に小さくすることができるため、光源毎の波長の違いにより生じる走査位置の誤差や変動を減らすことができる。
【実施例１０】
【０２３２】
図３５は、本発明の実施例１０に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置において、半導体レーザ１０００より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズ１００１、シリンダーレンズ１００２を通してポリゴンミラー１００３に入射する。ポリゴンミラー１００３により偏向されたレーザ光ビームは、ｆ−θレンズ１００４を通り、平板ガラス１００５を透過し（一部反射される）、被走査媒体である感光体１００６に入射し、その表面（被走査面）に光ビームスポットを形成して画像（静電潜像）を形成する。
【０２３３】
平板ガラス１００５の第１面で反射された（分離された）レーザ光ビームは、特定の３つの水平走査位置に対応した位置に設けられた反射部材（又は反射／透過部材）１００８，反射／透過部材１００９，１０１０に入射する。反射部材（又は反射／透過部材）１００８で反射されたレーザ光ビームは反射／透過部材１０１０，１００９を透過してフォトディテクタ１０１１で受光される。反射／透過部材１０１０により反射されたレーザ光ビームは反射／透過部材１００９を透過してフォトディテクタ１０１１で受光される。反射／透過部材１００９により反射されたレーザ光は直接的にフォトディテクタ１０１１で受光される。このように、水平走査方向の３カ所において平板ガラス１００５の第１面で反射されたレーザ光ビームをフォトディテクタ１０１１で受光することにより、水平同期信号ｓｙｎｃ１，ｓｙｎｃ２，ｓｙｎｃ３が発生する。このような水平同期検知手段は、反射部材がフォトディテクタに比べ低コストであるため、フォトディテクタを３個用いる構成に比べコスト的に有利である。同期信号を４カ所以上で検知する場合は、このコスト的な有利性はさらに顕著である。
【０２３４】
１０２０は本発明による画素クロック生成装置、１０２１は画像処理装置、１０２２はレーザ駆動データ生成装置、１０２３はレーザ駆動装置である。
【０２３５】
なお、感光体１００６の表面を帯電させるための帯電手段、静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体１００６に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが、図中省略されている。
【実施例１１】
【０２３６】
図３６は、本発明の実施例１１に係るマルチビーム走査型の画像形成装置の概略構成図である。ただし、画素クロック生成装置、画像処理装置、レーザ駆動データ生成装置、レーザ駆動装置は図示省略されている。また、感光体の表面を帯電させるための帯電手段、感光体上に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像手段、現像されたトナー像を用紙あるいは中間転写体に転写するための転写手段、感光体に残留したトナーを除去回収するクリーナー手段など、この種の画像形成装置に含まれる手段も存在するが図示省略されている。
【０２３７】
この画像形成装置は、４本のレーザ光ビームを射出する光源ユニット２３００を有する。この光源ユニット２３００は、２つの発光源を持つ半導体レーザアレイ２３０１とコリメータレンズ２３０３の組、２つの発光源を持つ半導体レーザアレイ２３０２とコリメータレンズ２３０４の組、及びアパーチャ２３０５からなる構成である。
【０２３８】
図３７に示すように、各半導体レーザアレイ２３０１，２３０２は、２個の発光源がds=25μmの間隔でモノリシックに形成されたものであり、それぞれコリメータレンズ２３０４，２３０５の光軸Ｃに対して対称に副走査方向に配置される。
【０２３９】
図３６において、半導体レーザアレイ２３０１，２３０２は、コリメータレンズ２３０３，２３０４と光軸を一致させ、主走査方向に対称に射出角度を持たせ、ポリゴンミラー２３０７の反射点で射出軸が交差するようレイアウトされている。各半導体レーザアレイ２３０１，２３０２より射出した複数のビームはシリンダレンズ２３０８を介してポリゴンミラー２３０７の同一反射面で偏向され、ｆ−θレンズ２３１０、ミラー２３１３、トロイダルレンズ２３１１を経由して感光体２３１２上にビームスポットを形成することにより、感光体２３１２上に静電潜像を形成する。半導体レーザアレイ２３０１，２３０２の合計４個の光源は、それぞれ１ラインの画像データに従って駆動されるため、４ライン同時に静電潜像の書込みが行われる。
【０２４０】
図３６において、２３１８，２３１９は水平同期信号sync1,sync2を発生するためのフォトディテクタである。生成された水平同期信号は不図示の画素クロック生成装置に入力され、走査開始側のフォトディテクタ２３１８により生成される水平同期信号は不図示の画像処理装置にライン同期信号として入力されることは、前記各実施例の場合と同様である。
【０２４１】
図３８は、光源ユニット２３００の具体的構造の一例を説明するための分解斜視図である。半導体レーザアレイ２３０１，２３０２は、それぞれ主走査方向に所定角度（本実施例では約１．５゜）傾斜したベース部材２４０５の裏側に形成された不図示の嵌合穴（２４０５-1、２４０５-2）に、それぞれの円筒状ヒートシンク部２４０３-1、２４０４-1が嵌合し、押え部材２４０６，２４０７の突起２４０６-1、２４０７-1を該ヒートシンク部の切り欠き部に合わせて発光源の配列方向を合わせ、背面側からネジ２４１２で固定される。また、コリメータレンズ２３０３，２３０４はそれぞれ、その外周をベース部材２４０５の半円状の取付ガイド面２４０５-4，２４０５-5に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光源から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着される。
【０２４２】
本実施例では、上記したように各々の半導体レーザアレイからの光ビームが主走査面内で交差するように設定するため、光ビームに沿って嵌合穴（２４０５-1，２４０５-2）および半円状の取付ガイド面２４０５-4，２４０５-5を傾けて形成している。ベース部材２４０５は、ホルダ部材２４１０に円筒状係合部２４０５-3を係合し、ネジ２４１３を貫通穴２４１０-2，２４１０-3を介してネジ穴２４０５-6，２４０５-7に螺合して固定される。
【０２４３】
この光源ユニットは、光学ハウジングの取付壁２４１１に設けた基準穴２４１１-1にホルダ部材２４１０の円筒部２４１０-1を嵌合し、表側よりスプリング２６１１を挿入してストッパ部材２６１２を円筒部突起２４１０-3に係合することで、ホルダ部材２４１０を取付壁２４１１の裏側に密着させた状態で保持される。この時に、スプリング２６１１の一端２６１１-2を突起２４１１-2に引っかけることで円筒部中心を回転軸とした回転力を発生し、この回転力を係止するように設けた調節ネジ２６１３により、光軸の周りθにユニット全体を回転し、各ビームスポット列を１ライン分ずらして交互に配列するように調節する。また、アパーチャ２３０５は、各半導体レーザアレイ２３０１，２３０２に対応したスリットが設けられたもので、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定する。
【実施例１２】
【０２４４】
図３９は、本発明の実施例１２に係る画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【０２４５】
この画像形成装置は、各色（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）の画像形成に別々の感光体２５０９ａ，２５０９ｂ，２５０９ｃ，２５０９ｄを用いるタンデム方式の装置である。
【０２４６】
このようなタンデム方式の画像形成装置においては、各色ステーションにおける感光体は別々の光路を経たレーザ光ビームにより走査されるため、感光体上で発生する主走査ドット位置ずれはステーション毎に異なる特性を有する。したがって、各色ステーション毎に主走査ドット位置補正を的確に行わないと、良好な画質、特に良好な色再現性を得ることができない。例えば、各色ステーション間のドット位置ずれが数１０μｍ程度発生している場合、主走査位置ずれ量が1/8ドットを越えた画素クロックに位相シフトをかけ主走査位置ずれの補正を行うことで、1200dpiで1/8ドット相当である約2.6μｍ（21.2μｍ/8）までドット位置ずれ量を減らすことができる。
【０２４７】
図３９において、２５０５はポリゴンミラーである。各色ステーション用の光源より出力されるレーザ光ビームは、コリメータレンズやシリンダーレンズなどの光学系を介してポリゴンミラー２５０５の異なった反射面に同時に入射される。
【０２４８】
感光体２５０９ａを含むステーションについて説明すると、ポリゴンミラー２５０５により偏向されたレーザ光ビームは、第１の走査レンズ２５０６ａ、ミラー２５１３ａ、第２の走査レンズ２５０７ａ、ミラー２５１４ａ，２５１５ａ、ビームスプリッタ２５０８ａを経由して感光体２５０９ａを走査し、静電潜像を形成する。ビームスプリッタ２５０８ａのハーフミラー面で反射された一部のレーザ光ビームは、水平同期検知用のフォトディテクタ２５１０ａで検出される。他の色のステーションの走査系も同様の構成であることは図面から明らかであるので、説明を繰り返さない。
【０２４９】
上に述べたような水平同期検知手段のほか、本発明の画素クロック生成装置、その他のレーザ光源の駆動に関わる手段が各ステーション毎に存在するが、水平同期検知手段以外は図示されていない。各ステーションのレーザ光源は、対応した画素クロック生成装置で生成される画素クロックに同期して駆動される。
【０２５０】
各ステーションの感光体２５０９ａ，２５０９ｂ，２５０９ｃ，２５０９ｄの周囲には、感光体表面を一様に帯電させるための手段、感光体上の静電潜像を対応した色のトナー像に現像する手段、現像されたトナー像を転写体２５１６に転写させる手段、感光体表面に転写されずに残留したトナーを除去回収する手段、転写体２５１６上の各色トナー像を重ね合わせて用紙に転写させる手段、用紙上のトナー像を定着させる手段などが存在するが、図示されていない。
【０２５１】
本実施例の画像形成装置は、各色ステーションにおける主走査ドット位置ずれが高精度に補正され、したがって色ずれも効果的に補正されるため、色再現性の良好な高画質のカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２５２】
【図１】本発明の画素クロック生成装置のブロック図である。
【図２】本発明の画素クロック生成装置における画素クロック生成部のブロック図である。
【図３】画素クロック生成部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】画素クロック生成部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】画素クロック生成部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】高周波クロック、画素クロック、位相シフトデータのタイミング関係を示すタイミングチャートである。
【図７】位相シフトデータ生成部のブロック図である。
【図８】位相シフトデータ・パターンの例を示す図である。
【図９】本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図１０】主走査ドット位置ずれとその補正の説明のための図である。
【図１１】走査光学系のリニアリティ特性と位相シフトデータ・パターンとを関連付けて説明するための図である。
【図１２】画素クロック生成部のブロック図である。
【図１３】画素クロックの位相シフトによる主走査ドット位置ずれの補正を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図１５】本発明の実施例３に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図１６】主走査ドット位置ずれとその補正の説明のための図である。
【図１７】本発明の実施例４に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図１８】データ領域の分割とデータ領域単位の画素クロックのシフト制御による主走査ドット位置ずれの補正を説明するための図である。
【図１９】データ領域内の画素クロック位相シフトの説明のための図である。
【図２０】ルックアップテーブルの説明のための図である。
【図２１】位相シフトデータ・パターンの説明のための図である。
【図２２】位相シフトデータ・パターンの説明のための図である。
【図２３】連続したラインに同一の位相シフトデータ・パターンが適用されることによる不都合と、その解消のための位相シフトデータ・パターンの切り替えを説明するための図である。
【図２４】連続したラインに同一の位相シフトデータ・パターンが適用されることによる不都合と、その解消のための位相シフトデータ・パターンの切り替えを説明する。
【図２５】走査ライン内の有効走査領域と、その領域外における画素クロックの位相シフト制御の説明のための図である。
【図２６】位相シフトデータ生成部の制御回路による制御フロー例を示すフローチャートである。
【図２７】位相シフトデータ生成部の制御回路による制御フロー例を示すフローチャートである。
【図２８】位相シフトデータ生成部の制御回路による制御フロー例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の実施例５に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３０】本発明の実施例６に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３１】本発明の実施例７に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３２】本発明の実施例８に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３３】本発明の実施例９に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３４】半導体レーザアレイの一例を示す概略図である。
【図３５】本発明の実施例１０に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３６】本発明の実施例１１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３７】図３６中の半導体レーザアレイに関する説明図である。
【図３８】図３６中の光源ユニットの具体的構造の一例を説明するための分解斜視図である。
【図３９】本発明の実施例１２に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図４０】従来の画像形成装置の概略構成図である。
【図４１】従来の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０２５３】
２  高周波クロック生成部
３  検出部
４  比較部
５  位相シフトデータ生成部
６  画素クロック生成部
３０  補正回路
３４  データ生成回路
３５  制御回路
３６  ＬＵＴ記憶部
３７  ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
３８  テーブルアドレス生成回路
３９  シフトレジスタ回路
１００  半導体レーザ
１０３  ポリゴンミラー
１０６  感光体
１０７，１０８  フォトディテクタ
１１０  画素クロック生成装置
２００  画像書込用半導体レーザ
２０１  参照用半導体レーザ
２０６  ポリゴンミラー
２０９  感光体
２１０，２１１  フォトディテクタ
２２０  画素クロック生成装置
３００  半導体レーザ
３０３  ポリゴンミラー
３０６  感光体
３０７，３０８，３０９  フォトディテクタ
３１０  画素クロック生成装置
４００  画像書込用半導体レーザ
４０１  参照用半導体レーザ
４０６  ポリゴンミラー
４０９  感光体
４１０，４１２，４１３  フォトディテクタ
４２０  画素クロック生成装置
５００  半導体レーザ
５０３  ポリゴンミラー
５０６  感光体
５０８，５０９，５１０  フォトディテクタ
５２０  画素クロック生成装置
６００  半導体レーザ
６０３  ポリゴンミラー
６０６  感光体
６０８，６０９，６１０  反射部材
６１１  フォトディテクタ
６２０  画素クロック生成装置
７００  半導体レーザ
７０４  ポリゴンミラー
７０８  感光体
７０９，７１０，７１１  フォトディテクタ
８００  半導体レーザ
８０４  ポリゴンミラー
８０８  感光体
８１０  反射部材又は反射／透過部材
８１１，８１２，８１３，８１４  反射／透過部材
８１５  フォトディテクタ
９００  画像書込用半導体レーザ
９０１  参照用半導体レーザ
９０６  ポリゴンミラー
９０９  感光体
９１１，９１２，９１３  反射部材
９１４  フォトディテクタ
９２０  画素クロック生成装置
１０００  半導体レーザ
１００３  ポリゴンミラー
１００６  感光体
１００８  反射部材又は反射／透過部材
１００９，１０１０  反射／透過部材
１０１１  フォトディテクタ
１０２０  画素クロック生成装置
２３００  光源ユニット
２３０７  ポリゴンミラー
２３１２  感光体
２３１８，２３１９  フォトディテクタ
２５０５  ポリゴンミラー
２５０６，２５０７  走査レンズ
２５１３，２５１４，２５１５  ミラー
２５０８  ビームスプリッタ
２５０９  感光体
２５１０  フォトディテクタ
２５１６  転写体
【図１】
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【図２】
2005053095.tif 000004
【図３】
2005053095.tif 000005
【図４】
2005053095.tif 000006
【図５】
2005053095.tif 000007
【図６】
2005053095.tif 000008
【図７】
2005053095.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2005053095.tif 000030
【図２９】
2005053095.tif 000031
【図３０】
2005053095.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
2005053095.tif 000036
【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2005053095.tif 000042
【図４１】
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