JP2003276234A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2003276234A
JP2003276234A JP2002078925A JP2002078925A JP2003276234A JP 2003276234 A JP2003276234 A JP 2003276234A JP 2002078925 A JP2002078925 A JP 2002078925A JP 2002078925 A JP2002078925 A JP 2002078925A JP 2003276234 A JP2003276234 A JP 2003276234A
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light
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light source
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Atsushi Kamei
淳 亀井
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の光源による光ビームの各々を用いて画
像を形成するときに、容易に画像の書き込みタイミング
を調整する。 【解決手段】 レーザ光源はビーム間隔がYに設定され
(A)、所定角度回転調整され(B)、主走査方向の光
ビーム軌跡が副走査方向に重ならないように配置されか
つ感光体上での光ビームによる走査線の間隔(ドット間
ピッチ)が副走査方向の光学倍率Yopt2と間隔Y2
積で1dotに設定され、主走査方向の走査線間隔(ド
ット間ピッチ)は、主走査方向の光学倍率Xopt2
レーザ光源の間隔X2の積でndot(解像度に応じた
ドット間隔の整数倍)に設定される(C)。これによ
り、一方のビームを基準にしたビデオクロックカウント
数をnカウント変更することで、副走査方向について同
一の主走査の位置から画像を書き出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置にか
かり、特に、副走査方向に複数の発光部を有した光源手
段から射出された光ビームを走査して画像を形成する画
像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のレーザビームプリンタをはじめと
する画像形成装置は、感光材料や感光体上などに光ビー
ムを走査させて画像信号の記録を行う方式が広く知られ
ている。画像形成装置を高速化や高画質化する要求は高
く、高速化の実現手段としては光源であるレーザをマル
チビーム化する方法が有効である。
【0003】画像形成装置を高画質化するためには、感
光体上に形成する光スポットを高精度に露光する必要が
ある。特に光源としてマルチビームレーザを使用する画
像形成装置では、マルチビームレーザから射出される複
数の光ビームの感光体上での露光位置を高精度に調整す
る必要がある。
【0004】図19には、一般的な複数光源を有する光
走査装置を示した。レーザ光源1より出射した2本のレ
ーザビームはコリメータレンズ2により平行光線にした
のち、ポリゴシミラー3で走査し、fθレンズ4を透過
して走査速度補正を行い、感光体5の表面を走査され、
画像信号に応じた潜像が形成される。また、感光体5上
での主走査方向の画像信号書き込みタイミング信号(S
OS信号)を検出するために感光体5の領域外のレーザ
ビーム走査領域に位置検出センサ6が設けられている。
【0005】図18には、一般的な画像形成装置を示し
た。図19の光走査装置により、感光体5上に形成され
た潜像は、その後、現像されてトナー像として転写ドラ
ム8上の紙に転写される。トナー像が転写された紙は、
最終的には、定着器(図示省略)により、定着され、画
像形成装置外に出力される。また、図20には、中間転
写体9を用いた画像形成装置の一例を示した。
【0006】図17には、画像形成装置における複数の
光ビームの挙動を示した。図17(A)には2本ビーム
の光源のレイアウトを示し、図17(B)には(A)の
レイアウトから光源の光軸を回転調整した後の光源のレ
イアウトを示し、図17(C)には調整後の光源で感光
体上を走査したときのビーム位置関係を示した。通常、
画像形成装置に含まれる複数の光源を使用した光走査装
置を設計する場合、複数の光源の副走査方向のビーム位
置関係が、解像度に伴った位置関係になるように光学設
計する、または解像度に伴った位置関係になるように調
整する。
【0007】図17の例では、図17(A)に示す2本
の光源を、図17(B)に示すように回転調整すること
で、図17(C)に示すように副走査の解像度(例え
ば、600dpi)に伴った位置関係になるように設計
する。その場合、主走査方向については、光源の回転に
よる位置ズレによってビーム位置関係が不定になるた
め、夫々で違うタイミング信号を使用し、画像を形成す
る方法が一般的である。
【0008】このタイミングを調整する技術として、特
開昭63−20955号公報には、複数のビーム夫々に
SOS信号を検知し、同一の発振器からの信号で複数の
ビームの夫々に対してビデオクロックを生成し、夫々の
ビデオクロックを基準に夫々の画像データを出力する事
で複数ビームの主走査方向の書き出し位置のずれを防止
する技術が記載されている。
【0009】また、特開平1−127354号公報に
は、SOS信号に基づいて、基準クロックを発生させる
技術が提案されている。この技術では、複数のビームの
夫々に対してこの基準クロックを計数し、その計数値が
予め設定した計数値に達したら、画像信号を出力するビ
デオクロックを発生することで複数ビームの主走査方向
の書き出し位置のずれを防止する技術が記載されてい
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術にように、ビーム毎にビデオクロックを生成してタ
イミングを調整することでは、それぞれの光源から射出
されるビーム毎に別々のビデオクロックを必要とするた
め、多数のビームを射出する光源(例えば面発光レー
ザ)を採用した場合、その駆動回路は複雑かつ膨大な数
の回路になる。また、複雑かつ膨大な数の回路となる駆
動回路では、EMIノイズ対策も膨大な規模で考慮しな
ければならない。
【0011】本発明は、上記事実を考慮して、複数の光
源による光ビームの各々を用いて画像を形成するとき
に、容易に画像の書き込みタイミングを調整することが
可能な画像形成装置を得ることが目的である。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、主走査方向及び副走査方向
に複数の発光部を有すると共に、副走査方向に隣り合う
発光部の位置が主走査方向に所定距離だけ離れた位置に
ある光源手段と、前記光源手段から射出された光ビーム
を所定倍率で主走査方向及び副走査方向に照射し主走査
方向に走査すると共に、走査された光ビームを感光体上
に光スポットとして結像する走査光学系と、所定周期の
画像クロックを生成する生成手段と、前記光源手段の発
光部の各々について、前記画像クロックに同期した感光
体に形成すべき画像情報のドット単位の画像信号を生成
する画像信号生成手段と、を備えた画像形成装置におい
て、前記画像信号により感光体上に結像された副走査方
向に隣り合う光スポットの主走査方向の間隔が、前記画
像クロックにより生成される隣り合うドット単位の画像
情報による画像信号で形成される距離基準の略整数倍に
設定したことを特徴とする。
【0013】本発明の画像形成装置は、光源手段、走査
光学系、生成手段及び画像信号生成手段を備えている。
光源手段は、主走査方向及び副走査方向に複数の発光部
を有すると共に、副走査方向に隣り合う発光部の位置が
主走査方向に所定距離だけ離れた位置にある。走査光学
系は、光源手段から射出された光ビームを所定倍率で主
走査方向及び副走査方向に照射し主走査方向に走査する
と共に、走査された光ビームを感光体上に光スポットと
して結像する。生成手段は所定周期の画像クロックを生
成し、画像信号生成手段は光源手段の発光部について画
像クロックに同期した感光体に形成すべき画像情報のド
ット単位の画像信号を生成する。
【0014】この画像形成装置では、画像信号により感
光体上に結像された副走査方向に隣り合う光スポットの
主走査方向の間隔を、前記画像クロックにより生成され
る隣り合うドット単位の画像情報による画像信号で形成
される距離基準の略整数倍に設定する。これによって、
複数の光源手段の感光体上の主走査方向の位置ずれが、
ビデオクロックなどの画像クロックにおける間隔基準の
略整数倍になる。従って、生成手段によって生成された
単一の画像クロックで、光源の各々の画像書き込みタイ
ミングを作成することができるため、回路の規模を小さ
くすることが可能となる。これによって、EMIノイズ
に対しても有利となる。
【0015】前記光源手段には、複数の発光部を有する
マルチビームレーザを採用することができる。
【0016】前記画像形成装置では、間隔の略整数倍に
するために、請求項2に記載したように、前記光源手段
における副走査方向に隣り合う発光部の位置について主
走査方向の所定距離及び前記走査光学系の主走査方向の
所定倍率の積を、前記略整数倍に設定したことができ
る。
【0017】光源手段における前記主走査方向の所定距
離は、走査光学系の主走査方向の倍率により感光体上に
おける距離が変動する。そこで、所定距離及び走査光学
系の所定倍率の積を、略整数倍に設定することで、感光
体上の主走査方向の位置ずれを、画像クロックによる間
隔基準の略整数倍に、容易に設定することができる。
【0018】前記略整数倍は、請求項3にも記載したよ
うに、2の倍数を採用することができる。
【0019】また、請求項4に記載の発明の画像形成装
置は、前記走査光学系で走査された光ビームの主走査方
向の走査線上の1点を検出する同期検出手段をさらに備
える。この同期検出手段の検出信号に同期して、前記生
成手段は、画像クロックを生成する。そして、生成した
画像クロックに基づき前記光源手段の少なくとも1つの
発光部の点灯タイミングを決定しかつ他の発光部の点灯
タイミングを画像クロックの計数値を変更することで決
定して前記光源手段の複数の発光部の点灯を制御する制
御手段をさらに備える。
【0020】このようにすることで、前記複数の光源を
共通の画像クロックで駆動すると共に、主走査方向の書
き出し位置のずれを画像クロックを基準として補正する
ことができる。
【0021】請求項5の発明は、主走査方向及び副走査
方向に複数の発光部を有すると共に、副走査方向に隣り
合う発光部の位置が主走査方向に所定距離だけ離れた位
置にある光源手段と、前記光源手段から射出された光ビ
ームを所定倍率で主走査方向及び副走査方向に照射し主
走査方向に走査すると共に、走査された光ビームを感光
体上に光スポットとして結像する走査光学系と、所定周
期の画像クロックを生成する生成手段と、前記光源手段
の発光部の各々について、前記画像クロックに同期した
感光体に形成すべき画像情報のドット単位の画像信号を
生成する画像信号生成手段と、複数の発光部の光スポッ
トの位置が主走査方向に一致するように、前記画像クロ
ックに基づき前記光源手段の少なくとも1つの発光部の
点灯タイミングを決定しかつ他の発光部の点灯タイミン
グを画像クロックの計数値を変更することで決定して前
記光源手段の複数の発光部の点灯を制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする。
【0022】請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5
の何れか1項に記載の画像形成装置を、複数の色毎に備
えてカラー画像を形成する画像形成装置において、前記
生成手段を、異なる複数色について共通に用いることを
特徴とする。
【0023】なお、前記画像形成装置では、解像度24
00dpi相当に対応する副走査方向に複数の光源手段
を有し、前記複数の光源手段を走査し、感光体上に画像
を形成する光走査手段を備え、前記複数の光源を共通の
画像クロックで駆動し、主走査方向の書き出し位置のず
れを画像クロック基準で補正するようにしてもよい。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。本実施の形態は光走
査装置に本発明を適用したものである。
【0025】図1に示すように、本発明の第1実施の形
態にかかる光走査装置は、略ガウシアン分布の光ビーム
を複数発光するレーザ光源(本実施の形態では2つの光
ビームを射出するレーザ光源、例えば面発光レーザ)1
0、このレーザ光源10から射出した光ビームを略平行
光とする作用を有するコリメータレンズ20、光ビーム
整形用のスリット21、入射した光ビームを回転多面鏡
の偏向面近傍に副走査方向に収束させるシリンドリカル
レンズ22が配置されている。このレーザ光源10のフ
ァーフィールドパターン(FFP)は、主走査方向と副
走査方向にほぼ均等な拡がり角を持つ。また、コリメー
タレンズ20は、レーザ光源10との間隔がコリメータ
レンズ20の焦点距離と合致するよう配置されており、
この配置により、レーザ光源10から出射してコリメー
タレンズ20を透過した光ビームは、略平行光となる。
【0026】シリンドリカルレンズ22の光ビーム射出
側には、光ビームを所定比率で反射するハーフミラー3
0が配置されている。ハーフミラー30の反射面の裏面
は、主走査方向のみに曲率を持つシリンドリカルレンズ
形状となっており、ハーフミラー30を透過した光ビー
ムは、主走査方向はハーフミラー裏面のシリンドリカル
面により、副走査方向はシリンドリカルレンズ21によ
り、検出器であるMPD(Monior Photo Diode)31上
に光スポットとして集光される。ハーフミラー30の反
射側には、複数の同一面幅の偏向面(鏡面)を側面部に
有する例えば正多角位形状をなすと共に、中心軸の回り
に図示しない駆動手段により矢印方向に等角速度で回転
する回転多面鏡40が配置されている。
【0027】シリンドリカルレンズ22は、ハーフミラ
ー30により反射された平行光を、回転多面鏡40の反
射面上に主走査方向に細長い線像として収束させる。
【0028】回転多面鏡40近傍には、二枚組のレンズ
51、52からなる走査光学系としてのfθレンズ50
が配置されている。
【0029】fθレンズ50は、回転多面鏡40により
反射偏向された光ビームを後述する感光体100上に光
スポットとして主走査方向に結像させると共に、該光ス
ポットを感光体100上で主走査方向に略等速度で移動
させる機能を有する。
【0030】fθレンズ50を透過した光ビームは、第
1のシリンドリカルミラー60と平面ミラー70とによ
って光路がコの字状に曲げられ、さらに第2のシリンド
リカルミラー80で反射された後、ウインドウ110を
透過して下部に配置された感光体100上に至る。第1
のシリンドリカルミラー60と第2のシリンドリカルミ
ラー80は、副走査方向に光ビームを収束させるパワー
を持ち、回転多面鏡40の反射面と感光体100とを略
共役関係にとすることで、回転多面鏡40の偏向面のば
らつきにより生じる感光体100上での副走査方向の位
置ずれ(面倒れ)を補正する機能を持つ。また、コリメ
ータレンズ10、シリンドリカルレンズ22、第1のシ
リンドリカルミラー60、第2のシリンドリカルミラー
80の副走査方向曲率は、感光体100上での副走査方
向のビーム間隔と感光体100から数ミリ離れた位置で
のビームの間隔が等しいテレセントリックな関係となる
ように設定している。
【0031】感光体100は、光ビームに感応する感光
材料がその表面に塗布された細長い円柱状の形状を有し
ており、主走査方向が、この感光体の長手方向に一致す
るように配置されている。すなわち、回転多面鏡40の
回転方向と共に感光体100上に収束された光スポット
は、主走査方向に沿って感光体100上を移動し、走査
線での画像記録が可能となる。
【0032】また、感光体100は、その回転軸を中心
として図示しない駆動手段によりー定の回転速度で回転
し、感光体100上での走査線を副走査方向に順次移動
させる。
【0033】さらに、これらの走査線における画像記録
が行われる書き込み位置を設定するために、平面ミラー
70により反射された光路上に、光ビームの一部を折り
返す平面ミラー90、副走査方向にビームを結像させる
シリンドリカルレンズ91、および同期センサ92が配
置されている。
【0034】なお、レーザ光源10は、レーザ制御部3
2(図2)が接続されており、このレーザ制御部32
は、画像情報に基づいてレーザ光源10の光ビーム出力
を変調制御する。
【0035】図2には、レーザ制御部32の概略構成を
ブロック図で示した。レーザ制御部32は、ビデオコン
トローラ34,レーザアレイ制御手段36,及びレーザ
アレイ駆動手段38を備えている。レーザ制御部32の
入力側には、同期センサ92が接続されており、出力側
は、レーザアレイ制御手段36を介してレーザアレイ駆
動手段38に接続されている。このレーザアレイ制御手
段36には、MPD31からの信号入力がなされるよう
にも接続されている。レーザアレイ駆動手段38の出力
側は、レーザ光源10に接続されている。
【0036】ビデオコントローラ34は、図示しない画
像入力装置、画像処理装置、ネットワークなどから画像
データを受信し、同期センサ92の出力信号(SOS信
号)を基準として所定のタイミングで画像信号(vid
eo信号)およびAPC(Auto PowerContrd)信号をレ
ーザアレイ制御手段36へ出力する。レーザアレイ制御
手段36は、MPD31で受光した光ビームが設定光量
となるようにレーザアレイ駆動手段38への光量設定信
号を制御する。レーザアレイ駆動手段38は、設定光量
に基づきレーザ光源10により画像信号を光出力として
変換する。
【0037】レーザアレイ制御手段36はAPC信号に
より光量制御の開始要求を受けると、レーザ光源10の
各発光部に対し、時分割で光量制御を開始する。すなわ
ち、MPD31で受光した光ビームが所定の光量となる
ように、レーザアレイ駆動手段38への光量設定信号を
制御する。
【0038】同期センサ92は、ビデオコントローラ3
4に接続されている。ビデオコントローラ34は同期セ
ンサ92の出力信号による検出信号に基づき信号の位相
を調整し、画像信号の変調を開始する(詳細は後述)。
すなわち、同期センサ92の検出結果に基づき、レーザ
光源10の各発光点に対応したレーザアレイ制御手段3
6への画像同期信号の位相を調整し、光ビームの露光位
置ずれ量を補正している。
【0039】図3には、ビデオコントローラ34の信号
同期部分の要部を示した。ビデオコントローラ34は、
本実施の形態にかかる光走査装置で用いられる基準クロ
ック(画像クロック)を生成する画像クロック生成部9
4を含んでいる。画像クロック生成部94は、計数部4
2に接続されており、この計数部42の入力側は、同期
センサ92も接続されている。また、計数部42の設定
側は設定値記憶部44に接続されている。計数部42の
出力側は、レーザ光源10の複数の発光部それぞれにつ
いて設けられ(本実施の形態では2つ)、同期信号生成
部46に接続されている。なお、これらの各部は、図示
しないコントローラでコントロールすることができる。
【0040】計数部42は、画像クロック生成部94か
ら画像クロックとして出力されたビデオクロックをカウ
ントするための計数回路であり、レーザ光源10の複数
の発光部それぞれについての計数結果について対応する
信号を出力する。すなわち、この計数部42には、同期
センサ92からの同期信号(SOS信号)が入力される
ように接続されかつ、レーザ光源10の各発光部(本実
施の形態では2つ)それぞれの設定値(カウント値)が
入力されるように設定値記憶部44が接続されている。
【0041】これは、感光体100上においての光ビー
ムの露光位置ずれ量を補正するために、同期センサ92
の検出時点から設定値記憶部44に記憶されたカウント
値の計数に応じて、同期信号を出力することによって、
画像同期信号の位相を調整するためである。従って、設
定値記憶部44に記憶されたカウント値は、レーザ光源
10の各発光部(本実施の形態では2つ)それぞれの画
像同期信号の位相を調整するときのカウント閾値であ
る。
【0042】同期信号生成部46は、計数部42からの
信号により同期信号を生成する回路である。
【0043】次に、本実施の形態において、画像同期信
号の位相を調整することで、感光体100上においての
光ビームの露光位置ずれ量を補正することの詳細を説明
する。本実施の形態のレーザ光源10は、2つの発光部
すなわち2本の光ビームを射出する発光部が形成されて
いる。各発光部は、その主走査方向への軌跡が副走査方
向に重ならないように配置され、感光体上での各発光部
による走査線の間隔が、光走査装置の副走査方向の解像
度となる。
【0044】図5には、本実施の形態におけるレーザ光
源10の位置関係を示した。図5(A)には2本の光ビ
ームを射出するレーザ光源10のレイアウトを示し、図
5(B)にはレーザ光源10の光軸回転調整後のレイア
ウトを示し、図5(C)には調整後にレーザ光源10に
よって射出された光ビームが感光体を走査する時のビー
ム位置関係を示した。図6には、本実施の形態の光走査
装置による画像書き出しタイミングを示した。
【0045】図5(A)に示すように、レーザ光源10
はビーム間隔がY[μm]に設定されており、調整後に
は、図5(B)に示すように、所定角度回転調整され
る。調整後の主走査方向の間隔はX2であり、調整後の
副走査方向の間隔はY2である(Y2=X2 2+Y2 2)。
【0046】このとき、上記構成の光学倍率について、
主走査方向の光学倍率をXopt2、副走査方向の光学
倍率をYopt2とすると、レーザ光源10の各発光部
からの光ビームによる主走査方向への軌跡が副走査方向
に重ならないように配置されかつ感光体上での光ビーム
による走査線の間隔が、副走査方向の解像度に設定する
ため、副走査方向の走査線間隔(ドット間ピッチ)は、
副走査方向の光学倍率Yopt2と調整後の副走査方向
のレーザ光源の間隔Y2の積が、1dot(例えば、6
00dpiの場合、約42.3μm)になる。
【0047】一方、主走査方向の走査線間隔(ドット間
ピッチ)は、主走査方向の光学倍率Xopt2と調整後
の主走査方向のレーザ光源の間隔X2の積であり、nd
ot(600dpiの場合、約42.3μm×n)にな
るように、設計されている。すなわち、感光体上の主走
査の位置関係は、解像度に応じたドット間隔の整数倍に
なっている。
【0048】従って、2本の光ビームのうち一方を基準
ビーム(Beam1)として、他方を調整ビーム(Be
am2)とすると、計数部42では、基準ビームで同期
センサ92から出力される信号を検出信号(SOS信
号)とし、この検知時点を基準として、設定値記憶部4
4に記憶されたカウント値の後にビデオクロックを発生
させる。そして、調整ビーム(Beam2)について
は、基準ビーム(Beam1)によるSOS信号を基準
として、定値記憶部44に記憶されたカウント値の後に
ビデオクロックを発生させる。
【0049】ここで、感光体上の主走査の位置関係は、
解像度に応じたドット間隔の整数倍になっているため、
図6に示すように、基準ビーム(Beam1)で検知し
たSOS信号の検知タイミングでビデオクロックを発生
させると共に、ビデオクロックを任意の数カウントし、
このタイミングで基準ビーム(Beam1)の画像を書
き出す。また、調整ビーム(Beam2)について、ビ
デオクロックの立上がり基準で調整するとすると(Be
am2a)、基準ビーム(Beam1)を基準に、ビデ
オクロックカウント数をnカウント変更することで、副
走査方向について同一の主走査の位置から画像を書き出
すことができる。
【0050】また、調整ビーム(Beam2)につい
て、基準ビーム(Beam1)のビデオクロックの立ち
下り基準で調整するとすると(Beam2b)、1つの
ビデオクロックで0.5dot単位によって書き出しタ
イミングを設定することが可能になる。すなわち、ビデ
オクロックの立ち上がりと立下りを使い分けることで、
1個のビデオクロックによって0.5dot単位で書き
出しタイミングを設定することができ、感光体上の主走
査の位置関係を0.5dotの整数倍にすることで、1
つのビデオクロックを用いてさらに微調整可能に同一の
主走査の位置から画像を書き出すことができる。
【0051】このように、本実施の形態では、感光体上
における主走査方向の位置ずれが、ビデオクロックなど
の画像クロックにおける間隔の略整数倍に設定している
ので、単一の画像クロックによって、画像書き込みタイ
ミングを作成及び調整することが可能となり、簡単な回
路構成にすることができる。また、簡単な回路構成のた
め、EMIノイズに対しても有効に機能する。
【0052】なお、本実施の形態のビデオコントローラ
34は本発明の生成手段及び画像信号生成手段の一部に
相当し、光走査装置は本発明の走査光学系に相当し、レ
ーザ光源10は本発明の光学手段に相当する。また、同
期センサ92は本発明の同期検出手段に相当し、ビデオ
コントローラ34は本発明の制御手段に相当する。
【0053】上記実施の形態では、計数部42を用いて
ビデオクロックをカウントしたが、本発明は、これに限
定されるものではなく、遅延時間を設定可能な遅延回路
などの設定手段を用いて、書き出しタイミングを設定す
ることができる。
【0054】図4には、この遅延時間を設定可能な遅延
回路などの設定手段を用いた一例を示した。この例で
は、計数部42に代えて光ビームの数(本実施の形態で
は2つ)に対応した遅延回路42A,42Bを備える。
【0055】遅延回路42Aは、基準ビーム(Beam
1)側の回路であり、基準ビーム(Beam1)で検知
したSOS信号の検知タイミングでビデオクロックを発
生させるときに、ビデオクロックの任意数のカウント値
に相当する時間だけ遅延させたタイミングで基準ビーム
(Beam1)の画像を書き出す信号を出力する。ま
た、遅延回路42Bは、調整ビーム(Beam2)につ
いて、ビデオクロックの立上がり(または立ち下がり)
基準で調整するため、遅延回路42Aからの信号を受け
取って基準ビーム(Beam1)を基準に、ビデオクロ
ックカウント数をnカウント変更したに相当する時間だ
け遅延させたタイミングで調整ビーム(Beam2)の
画像を書き出す信号を出力する。これにより、副走査方
向について同一の主走査の位置から画像を書き出すこと
ができる。
【0056】次に、本発明の第2実施の形態を説明す
る。本実施の形態の構成は、上記実施の形態の構成とほ
ぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付して詳細
な説明を省略する。本実施の形態は、レーザ光源10と
して4×4の面発光レーザに本発明を適用したものであ
る。
【0057】図7には、本実施の形態におけるビデオコ
ントローラ34の信号同期部分の要部を示した。ビデオ
コントローラ34は、画像クロック生成部94、計数部
42及び同期センサ92に接続された計数部43を備え
ており、計数部42の設定側は設定値記憶部45に接続
されている。計数部43の出力側は、レーザ光源10の
複数の発光部それぞれについて設けられ(本実施の形態
では16)、同期信号生成部47に接続されている。
【0058】計数部43は、後述する4つの光ビームに
ついて画像クロック生成部94から画像クロックとして
出力されたビデオクロックをカウントするための計数回
路であり、レーザ光源10の4つの発光部それぞれにつ
いての計数結果について対応する信号を出力する。すな
わち、この計数部43には、同期センサ92からの同期
信号(SOS信号)が入力されるように接続されかつ、
レーザ光源10の所定発光部(本実施の形態では4つ)
それぞれの設定値(カウント値)が入力されるように設
定値記憶部45が接続されている。
【0059】これは、感光体100上においての光ビー
ムの露光位置ずれ量を補正するために、4つの光ビーム
を1単位として他の3組の同期信号を出力することによ
って、画像同期信号の位相を調整するためである。
【0060】次に、本実施の形態において、画像同期信
号の位相を調整することで、感光体100上においての
光ビームの露光位置ずれ量を補正することの詳細を説明
する。本実施の形態のレーザ光源10は、16個の発光
部すなわち16本の光ビームを射出する発光部が形成さ
れている。各発光部は、その主走査方向への軌跡が副走
査方向に重ならないように配置され、感光体上での各発
光部による走査線の間隔が、光走査装置の副走査方向の
解像度となる。
【0061】図8には、本実施の形態におけるレーザ光
源10の位置関係を示した。図8(A)には4×4の面
発光レーザとして16本の光ビームを射出するレーザ光
源10のレイアウトを示し、図8(B)にはレーザ光源
10の光軸回転調整後にレーザ光源10によって射出さ
れた光ビームが感光体を走査する時のビーム位置関係を
示した。図9には、本実施の形態の光走査装置による画
像書き出しタイミングを示した。
【0062】図8(A)に示すように、面発光レーザで
あるレーザ光源10は、4×4の発光部が平行四辺形状
に並んでおり、4本の光ビームが副走査方向に並ぶよう
に配置したときに、主走査方向の間隔はX16であり、副
走査方向の間隔はY16となるように設計されている。図
8(B)には光ビームが感光体を走査する時のビーム位
置関係を示した。
【0063】このとき、上記構成の光学倍率について、
主走査方向の光学倍率をXopt2、副走査方向の光学
倍率をYopt16とすると、レーザ光源10の各発光部
からの光ビームによる主走査方向への軌跡が副走査方向
に重ならないように配置されかつ感光体上での光ビーム
による走査線の間隔が、副走査方向の解像度に設定する
ため、副走査方向の走査線間隔(ドット間ピッチ)は、
副走査方向の光学倍率Yopt16と調整後の副走査方向
のレーザ光源の間隔Y16の積が、1dot(例えば、6
00dpiの場合、約42.3μm)になる。
【0064】一方、主走査方向の走査線間隔(ドット間
ピッチ)は、主走査方向の光学倍率Xopt16と調整後
の主走査方向のレーザ光源の間隔X16の積であり、md
ot(600dpiの場合、約42.3μm×m)にな
るように、設計されている。すなわち、感光体上の主走
査の位置関係は、解像度に応じたドット間隔の整数倍に
なっている。
【0065】従って、16本の光ビームのうち任意の列
の光ビームを基準ビーム(Beam1)として、主走査
方向の他の3つの光ビームを順次調整ビーム(Beam
2,Beam3,Beam4)とすると、計数部43で
は、基準ビーム(Beam1)で同期センサ92から出
力される信号を検出信号(SOS信号)とし、この検知
時点を基準として、設定値記憶部45に記憶されたカウ
ント値の後にビデオクロックを発生させる。そして、調
整ビーム(Beam2〜Beam4)については、基準
ビーム(Beam1)によるSOS信号を基準として、
順次、設定値記憶部45に記憶されたカウント値の後に
ビデオクロックを発生させる。副走査方向に隣り合う光
ビームについては、上記発生されたタイミングを用い
る。
【0066】ここで、感光体上の主走査の位置関係は、
解像度に応じたドット間隔の整数倍になっているため、
図9に示すように、副走査方向に隣り合う4本の光ビー
ムについては、基準ビーム(Beam1)で検知したS
OS信号の検知タイミングでビデオクロックを発生させ
ると共に、ビデオクロックを任意の数カウントし、この
タイミングで4本の基準ビーム(Beam1)の画像を
書き出す。また、4本の調整ビーム(Beam2)につ
いて、基準ビーム(Beam1)を基準に、ビデオクロ
ックカウント数をmカウント変更することで、副走査方
向について同一の主走査の位置から画像を書き出すこと
ができる。他の4本づつの調整ビーム(Beam3,B
eam4)についても同様に、基準ビーム(Beam
1)を基準に、ビデオクロックカウント数を変更する これによって、副走査方向に並んでいる任意の列の4ビ
ームを基準として、SOS信号を検知し、この検知タイ
ミングでビデオクロックを発生させ、このビデオクロッ
クを任意の数カウントし、この4ビームは同じタイミン
グで画像を書き出す。また、残りの12ビームについて
は、前記任意の4ビームを基準に、ビデオクロックカウ
ント数をmカウントずつ変更し、4ビームずつ同じタイ
ミングで画像を書き出すことで、16ビームを同じ主走
査の位置から画像書き出しができる。
【0067】このように、本実施の形態では、感光体上
における主走査方向の位置ずれが、ビデオクロックなど
の画像クロックにおける間隔の略整数倍に設定している
ので、1つの光ビームのSOS信号を検出したことによ
り生成されたビデオクロックで、総計16本の光ビーム
の位相を調整することができ、単一の画像クロックによ
って、画像書き込みタイミングを作成及び調整すること
が可能となる。
【0068】また、上記の設定値mを2の倍数に設定す
ることで、8bit単位や、16bit単位など、2の
倍数単位で処理を行うFIFO、カウンタ、メモリ等の
電気回路を有効に使用することができる。
【0069】次に、請求項4に示す本発明の第3実施の
形態を説明する。本実施の形態の構成は、上記実施の形
態の構成とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号
を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態は、解像
度を考慮したレーザ光源10(面発光レーザ)に本発明
を適用したものである。
【0070】上記実施の形態では、基準のビームに対す
るSOS信号の検知タイミングで発生したビデオクロッ
クで全ビームの画像書き込みタイミングを生成している
が、本実施の形態では、全ての光ビームの位置関係がば
らばらであっても、1つのビデオクロックを基準にし
て、ビデオクロックカウント数を変更することで各ビー
ム毎に画像を書き出すことを可能とするものでる。
【0071】図10には、図8と同様の本実施の形態に
おけるレーザ光源10の位置関係を示した。また、図9
には、本実施の形態の光走査装置による画像書き出しタ
イミングを示した。本実施の形態では、1ドットによる
解像度2400dpi対応の場合を想定している。
【0072】ここで、本発明者は光ビームを走査して画
像を形成する画像形成装置で形成される画像は、解像度
が高い程、ドット単位のズレの影響が少ないという知見
を得ている。すなわち、図12に示すように、画像形成
装置で形成する画像として最も解像度の影響を受ける画
像は、曲線や直線で主走査方向と副走査方向がほど一致
するベクトル方向の線分部分を有する画像(例えば、図
12の左側に示した斜め線)である。図から理解される
ように、その線分部分の画像(図12では斜め線)は、
解像度1200dpi(図12の中側に拡大図を示し
た)以上から線分のギザツキが見えづらくなり、240
0dpi(図12の右側に拡大図を示した)以上では目
視観察によるギザツキが判別できない程度であることが
わかっている。そのため、解像度を2400dpiに設
定すると、書き出しタイミングが、1ビデオクロック内
でずれる分には画質にまったく影響がない。
【0073】そこで、本実施の形態では、光ビームのズ
レ量を1ドット単位で行うべく調整する。
【0074】すなわち、本実施の形態では、1列目に対
して、2列目が、43.7dpi分ずれていた場合は、
四捨五入や切り捨て処理でカウント数を44ドット分変
更する。また、3列目は、87.4ドットに対して、カ
ウント数を87ドット分変更することで、画質に影響し
ない形で画像を形成することができる。また、1200
dpiの場合でも、クロックの立ち上がりエッジと立下
りエッジを使用することで、上述のように、0.5ドッ
ト単位の調整が可能となるため、2400dpi本相当
の位置ずれ精度を確保できる。
【0075】次に、請求項5に示す本発明の第4実施の
形態を説明する。本実施の形態の構成は、上記実施の形
態の構成とほぼ同様であるため、同一部分には同一符号
を付して詳細な説明を省略する。
【0076】上記第3実施の形態では、図9に示すよう
にSOS同期回路を使用した画像書き出しタイミングを
採用しているが、本実施の形態では、図11に示す画像
書き出しタイミングを採用したものである。
【0077】本実施の形態では、SOS同期回路を有す
ることなく、SOS信号の次のクロックタイミングから
ビデオクロックのカウントを有効とする回路を採用して
いる。
【0078】本実施の形態を採用することで、さらに回
路を簡略化した形態をとることができる。
【0079】図21に、本実施の形態の他の形態とし
て、複数のSOS信号を発生する場合の画像書き出しタ
イミング信号を示している。本実施の形態では、4本の
光ビーム毎にSOS信号を発生しており、共通のビデオ
クロックを使用し、各々のSOS信号に対して次のクロ
ックタイミングから各々のビデオクロックのカウントを
有効とする方法を採用している。
【0080】次に、本発明の第5実施の形態を説明す
る。本実施の形態の構成は、上記実施の形態の構成とほ
ぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付して詳細
な説明を省略する。本実施の形態は、YMCKの4色か
らなるカラー画像を形成する画像形成装置に本発明を適
用したものである。
【0081】図13には、本実施の形態の画像形成装置
の概略構成を示した。YMCKの4色からなるカラー画
像を形成するため、感光体として、Y色の感光体100
Y,M色の感光体100M,C色の感光体100C,及
びK色の感光体100Kを備えている。各々の感光体1
00には、単一の光走査装置における回転多面鏡40を
用いてから4本の光ビームを走査露光する。
【0082】本実施の形態における光走査装置では、4
本の光ビームを走査露光するために、回転多面鏡40の
対面方向の反射鏡で2本の光ビームを走査する構成とし
ている。このため、回転多面鏡40の反射側以降の光学
系は、ほぼ同一の構成となる(例えば、fθレンズ50
A,50B)。従って、一方の組の光ビーム(Y色とM
色)について、レーザアレイ制御手段36及びレーザア
レイ駆動手段38からなるLD駆動回路37Bと、ビデ
オコントローラ34に相当するビデオコントローラ34
Bが担当するように構成される。同様に、他方の組の光
ビーム(C色とK色)について、LD駆動回路37A
と、ビデオコントローラ34Aが担当するように構成さ
れる。
【0083】このように構成することで、本実施の形態
のように2色ずつ主走査のスキャン方向が違う場合など
では、2色で1個の同期センサ92を有し、その検知タ
イミングで発生したビデオクロックをビデオコントロー
ラ34A、34Bに夫々生成し、そのビデオクロックを
2色で共通に使用することで少ない回路構成で画像を出
力することができる。
【0084】なお、本実施御形態では、4色のカラー画
像を形成する画像形成装置に本発明を適用した場合を説
明したが、3色以上の複数の色や線幅などが異なる状態
にする異なる複数の露光状態にも適用が可能である。
【0085】次に、本発明の第6実施の形態を説明す
る。本実施の形態の構成は、上記実施の形態の構成とほ
ぼ同様であるため、同一部分には同一符号を付して詳細
な説明を省略する。
【0086】上記実施の形態では、単一の光走査装置に
おける回転多面鏡40を用いてから4本の光ビームを走
査露光する場合を説明したが、本実施の形態では各色で
独立した光学系で画像形成装置を構成した場合に本発明
に適用したものである。また、本実施の形態では、1つ
の同期センサ92で検知した検知タイミングにより発生
したビデオクロックを生成するビデオコントローラ34
で、そのビデオクロックを4色で共通に使用する。
【0087】図14には、本実施の形態の画像形成装置
の概略構成を示した。YMCKの4色からなるカラー画
像を独立して形成するため、感光体として、Y色の感光
体100Y,M色の感光体100M,C色の感光体10
0C,及びK色の感光体100Kを備えている。各々の
感光体100YMCKには、光走査装置12Y,12
M,12C,12Kが各色に対応されて構成される。
【0088】本実施の形態における光走査装置では、ビ
デオコントローラ34に相当し、4本の光ビームに対す
る処理を実施するビデオコントローラ34を含んで構成
される。本実施の形態における光走査装置では、各色夫
々に同期センサ92を有し、各色夫々のSOS信号の検
知タイミングからビデオコントローラ34で生成される
ビデオクロックをカウントし、各ビームの書き出しタイ
ミングを決定する。
【0089】このように構成することで、4色ずつ独立
した構成の画像形成装置へも容易に適用することができ
る。また、ビデオクロックを共通に使用することで少な
い回路構成で画像を出力することができる。
【0090】なお、図14の例では、各色毎に光走査装
置を独立して構成した場合を説明したが、複数色の走査
を行う光走査装置を複数有する画像形成装置にも容易に
適用することができる。その一例を図15に示した。
【0091】図15に示すように、YMCKの4色から
なるカラー画像を独立して形成するため、感光体として
はY色の感光体100Y,M色の感光体100M,C色
の感光体100C,及びK色の感光体100Kを独立し
て備えるが、光走査装置は、YM色とCK色の2色毎に
対応した光走査装置14B,14Aが対応されて構成さ
れる。
【0092】図15の装置では、2色ごとにSOS信号
を検知する同期センサ92を有し、2色共通のSOS信
号の検知タイミングからビデオクロックをカウントし、
2色夫々における各ビームの書き出しタイミングを決定
する。
【0093】なお、上記実施の形態では、複数の光ビー
ムを主走査方向及び副走査方向の各方向について傾きを
有する場合を説明したが、図16示すように主走査方向
及び副走査方向の各方向について傾きを有しない、正方
形または長方形に配列された発光部を有する面発光レー
ザなどのレーザ光源10へも容易に適用することができ
る。また、中間転写体を用いた画像形成装置(図20参
照)においても、本発明が適用可能であることは勿論で
ある。
【0094】また、上記実施御形態では、複数の光ビー
ムを、隣り合わせに露光する隣接露光方式による画像形
成装置について説明したが、飛び越し走査による露光方
式や、光ビームを重ねて露光する露光方式へも容易に適
用することができる。
【0095】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像信号により感光体上に結像された副走査方向に隣り合
う光スポットの主走査方向の間隔を、前記画像クロック
により生成される隣り合うドット単位の画像情報による
画像信号で形成される距離の略整数倍に設定するので、
複数の光源手段の感光体上の主走査方向の位置ずれが、
ビデオクロックなどの画像クロックにおける間隔の略整
数倍になり、生成手段によって生成された単一の画像ク
ロックで、光源の各々の画像書き込みタイミングを作成
することができるため、回路の規模を小さくすることが
できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施の形態に係る光走査装置の
斜視図である。
【図2】 本発明の第1実施の形態に係る光走査装置の
レーザ制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図3】 本発明の第1実施の形態に係る光走査装置の
ビデオコントローラの概略構成を示すブロック図であ
る。
【図4】 ビデオコントローラの他の概略構成を示すブ
ロック図である。
【図5】 本発明の第1実施の形態におけるレーザ光源
の位置関係を示すイメージ図であり、(A)は2本の光
ビームを射出するレーザ光源の光軸回転調整前のレイア
ウト、(B)は光軸回転調整後のレイアウト、(C)は
調整後の光ビームが感光体を走査する時のビーム位置関
係を示す。
【図6】 本発明の第1実施の形態にかかる光走査装置
による画像書き出しタイミングを示したイメージ図であ
る。
【図7】 第2実施の形態に係る光走査装置のビデオコ
ントローラの概略構成を示すブロック図である。
【図8】 第2実施の形態における4×4の面発光レー
ザであるレーザ光源の位置関係を示すイメージ図であ
り、(A)は16本の光ビームを射出するレーザ光源の
レイアウト、(B)は光ビームが感光体を走査する時の
ビーム位置関係を示す。
【図9】 第2実施の形態及び第3実施の形態にかかる
光走査装置による画像書き出しタイミングを示したイメ
ージ図である。
【図10】 第3実施の形態における4×4の面発光レ
ーザであるレーザ光源の位置関係を示すイメージ図であ
り、(A)は16本の光ビームを射出するレーザ光源の
レイアウト、(B)は光ビームが感光体を走査する時の
ビーム位置関係を示す。
【図11】 第4実施の形態にかかる光走査装置による
画像書き出しタイミングを示したイメージ図である。
【図12】 画像形成装置で形成する画像として最も解
像度の影響を受ける画像の説明図である。
【図13】 第5実施の形態にかかる複数光源を有する
カラー画像形成装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図14】 第6実施の形態にかかる複数光源を有する
カラー画像形成装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図15】 第6実施の形態の他の画像形成装置の一例
を示すブロック図である。
【図16】 光ビームが主走査方向及び副走査方向に傾
きを有しない場合の説明図であり、(A)は光源のレイ
アウト、(B)は光軸回転調整後の光源のレイアウト、
(C)は調整後の光ビームが感光体を走査する時のビー
ム位置関係を示す。
【図17】 従来の画像形成装置の説明図であり、
(A)は2ビームレーザの光源部のレイアウト、(B)
は光源部の光軸回転調整後のレイアウト、(C)は調整
後の光源で感光体を走査する時のビーム位置関係を示
す。
【図18】 一般的な画像形成装置を示す概念図であ
る。
【図19】 一般的な複数光源を有する光走査装置を示
す概念図である。
【図20】 中間転写体を用いた画像形成装置を示す概
念図である。
【図21】 第4実施の形態における他の実施の形態に
かかる光走査装置による画像書き出しタイミングを示し
たイメージ図である。
【符号の説明】
10…レーザ光源 32…レーザ制御部 34…ビデオコントローラ 36…レーザアレイ制御手段 38…レーザアレイ駆動手段 40…回転多面鏡 42…計数部 44…設定値記憶部 46…同期信号生成部 92…同期センサ 94…画像クロック生成部 100…感光体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/04 111 H04N 1/036 Z 5C072 H04N 1/036 B41J 3/00 D 1/113 H04N 1/04 104A Fターム(参考) 2C362 AA07 AA14 BA04 BA48 BA51 BA69 BA70 BA89 2H045 AA01 BA22 BA33 CA88 CA99 DA02 2H076 AB06 AB12 AB18 AB22 AB33 AB67 AB68 EA01 2H300 EB04 EB07 EB12 EC05 ED11 ED13 EF03 EG02 EH16 EH29 EH34 EH35 EH38 EH40 EJ09 EJ48 GG02 GG13 HH40 QQ10 QQ12 QQ26 RR17 RR19 RR50 5C051 AA02 CA07 DB22 DB24 DB30 DE07 EA01 5C072 AA03 DA02 DA04 HA02 HA06 HA09 HA13 HB08 XA05

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主走査方向及び副走査方向に複数の発光
    部を有すると共に、副走査方向に隣り合う発光部の位置
    が主走査方向に所定距離だけ離れた位置にある光源手段
    と、 前記光源手段から射出された光ビームを所定倍率で主走
    査方向及び副走査方向に照射し主走査方向に走査すると
    共に、走査された光ビームを感光体上に光スポットとし
    て結像する走査光学系と、 所定周期の画像クロックを生成する生成手段と、 前記光源手段の発光部の各々について、前記画像クロッ
    クに同期した感光体に形成すべき画像情報のドット単位
    の画像信号を生成する画像信号生成手段と、 を備えた画像形成装置において、 前記画像信号により感光体上に結像された副走査方向に
    隣り合う光スポットの主走査方向の間隔が、前記画像ク
    ロックにより生成される隣り合うドット単位の画像情報
    による画像信号で形成される距離基準の略整数倍に設定
    したことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記光源手段における副走査方向に隣り
    合う発光部の位置について主走査方向の所定距離及び前
    記走査光学系の主走査方向の所定倍率の積を、前記略整
    数倍に設定した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】 前記略整数倍は、2の倍数であることを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装
    置。
  4. 【請求項4】 主走査方向及び副走査方向に複数の発光
    部を有すると共に、副走査方向に隣り合う発光部の位置
    が主走査方向に所定距離だけ離れた位置にある光源手段
    と、 前記光源手段から射出された光ビームを所定倍率で主走
    査方向及び副走査方向に照射し主走査方向に走査すると
    共に、走査された光ビームを感光体上に光スポットとし
    て結像する走査光学系と、 所定周期の画像クロックを生成する生成手段と、 前記光源手段の発光部の各々について、前記画像クロッ
    クに同期した感光体に形成すべき画像情報のドット単位
    の画像信号を生成する画像信号生成手段と、 前記走査光学系で走査された光ビームの主走査方向の走
    査線上の1点を検出する同期検出手段と、 を備えた画像形成装置において、 前記生成手段は、同期検出手段の検出信号に同期して画
    像クロックを生成し、生成した画像クロックに基づき前
    記光源手段の少なくとも1つの発光部の点灯タイミング
    を決定しかつ他の発光部の点灯タイミングを画像クロッ
    クの計数値を変更することで決定して前記光源手段の複
    数の発光部の点灯を制御する制御手段をさらに備えたこ
    とを特徴とする画像形成装置。
  5. 【請求項5】 主走査方向及び副走査方向に複数の発光
    部を有すると共に、副走査方向に隣り合う発光部の位置
    が主走査方向に所定距離だけ離れた位置にある光源手段
    と、 前記光源手段から射出された光ビームを所定倍率で主走
    査方向及び副走査方向に照射し主走査方向に走査すると
    共に、走査された光ビームを感光体上に光スポットとし
    て結像する走査光学系と、 所定周期の画像クロックを生成する生成手段と、 前記光源手段の発光部の各々について、前記画像クロッ
    クに同期した感光体に形成すべき画像情報のドット単位
    の画像信号を生成する画像信号生成手段と、 複数の発光部の光スポットの位置が主走査方向に一致す
    るように、前記画像クロックに基づき前記光源手段の少
    なくとも1つの発光部の点灯タイミングを決定しかつ他
    の発光部の点灯タイミングを画像クロックの計数値を変
    更することで決定して前記光源手段の複数の発光部の点
    灯を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5の何れか1項に記
    載の画像形成装置を、複数の色毎に備えてカラー画像を
    形成する画像形成装置において、 前記生成手段を、異なる複数色について共通に用いるこ
    とを特徴とする画像形成装置。
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