JP2009514015A - 光源の配列を使用して光を走査する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

光源の２次元配列（４０）と、光源（４０）から発せられた光（１４）を媒体（１０）上において走査して、媒体（１０）上に複数の走査線（５２）を生成するようになっている走査装置（２６）とを備える装置であって、光源（２４）及び走査装置（２６）は、複数の光源（２４）を使用して複数の走査線（５２）の各走査線（５２）を生成することができるようになっている、装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光源の配列を使用して光を走査する装置及び方法に関する。

レーザプリンタ、デジタル印刷機、コピー機、ファックス機、プレートセッタ、フィルムダイレクトレーザプリンタ、レーザ走査ディスプレイ、他の印刷及び表示の装置、並びに電子回路の製造に使用されるいくつかのシステムは、複数の光源を使用して媒体を横切り、走査のための光を発する。光は、多数の、照射されてできる走査線を媒体上に生成するが、媒体は光によって潜像を形成するように変更されている。走査線は、例えば光学系の歪み等の収差によって多数の誤差を受け得る。この誤差は、感光媒体上において走査線を生成するために使用される光学系に起因する場合がある。

プリンタのほんの数例として、乾式トナーレーザプリンタ、液体電子写真（ＬＥＰ）レーザプリンタ、及びＬＥＤプリンタを上げることができるが、これらのプリンタは、一般に、光を使用して感光体上の電荷を選択的に放電させて、静電潜像を形成する放電領域現像（discharge area development;ＤＡＤ）電子写真プロセスを使用する。次に、帯電したトナー又はインクが感光体に塗布され、感光体の露光領域が放電すると電荷が付着するが、放電されていない非露光画像領域には電荷が付着しない。次に、付着したトナー又はインクは、紙等の印刷媒体に転写され定着させられる。感光体上に生成される走査線の誤差は、印刷媒体上の印刷画像に目に見えるアーチファクトを発生させる恐れがあり望ましくない。電子写真式装置によっては、充電領域現像（charge area development；ＣＡＤ）を使用するものもあり、例えば、多くのフォトコピー機はＣＡＤを使用している。

電子写真式プリンタの場合、例えばμＪ／ｃｍ²単位で測定される特定の露光エネルギー密度が、感光体上の電荷を適宜放電させるために必要である。感光体の特定の領域の露光エネルギー密度は、感光体への光入射の出力密度（通常、ｍＷ／ｃｍ²単位で測定される）と、感光体がその領域において光によって感光体を照射する時間との積とみなすことができる。プリンタのプロセス速度は、少なくとも部分的に、感光体上の電荷を適宜放電させるために必要な照射時間によって制限される。

電気回路の製造に使用されるシステムによっては、光を基板上において走査させ、光化学反応によって基板上において走査線を生成するものがある。回路を適宜製造できるようにするには、基板上に最小露光エネルギー密度の光入射が必要となる場合がある。走査線誤差に起因するアーチファクトは、生成される電気回路の性能にとって有害である。

本発明は上記課題の少なくともいくつかを解決することを課題とする。

本発明の態様及び実施形態を添付の特許請求の範囲に記載する。

本発明のいくつかの実施形態及び態様の各種特徴を本発明の他の実施形態及び態様の他の特徴と組み合わせ可能なことが理解されよう。同様に、装置の特徴として表現される本発明の実施形態及び態様は、方法の特徴として表現することができ、またこの逆も同様である。特徴のあらゆる数でのすべての組み合わせが考案されて開示される。同様に、方法ステップとして表現される本発明の実施形態及び態様は、プロセッサにおいて動作する場合、それら方法ステップを実行するように構成されるソフトウェアとして表現することも可能である。

本発明の一実施形態は、光源の２次元（２Ｄ）配列と、光源から発せられる光を感光面上において走査して、感光面上に複数の走査線を生成するようになっている走査装置とを備えるプリンタであって、光源及び走査装置が複数の光源を使用して、複数の走査線の各走査線を生成することができるようになっているプリンタを提供する。

感光面は感光体を含むことができる。

本発明の一実施形態は、２Ｄ配列の光ビームを発する発光手段と、発光手段から発せられた光を媒体上において走査して、媒体上に複数の走査線を生成する走査手段とを備える装置であって、発光手段及び走査手段が複数の光ビームを使用して、複数の走査線の各走査線を生成することができるようになっている装置を提供する。

本発明の一実施形態は、
２次元配列の垂直キャビティ面発光レーザと、
垂直キャビティ面発光レーザからの光を受け取ると共に感光面上に光スポットの配列を形成する光学手段と、
光スポット配列を感光面上において走査して、感光面上に複数の走査線を生成するようになっているポリゴンミラーと、
垂直キャビティ面発光レーザによって生成される光の光学的出力を制御するコントローラと
を備えるプリンタであって、
垂直キャビティ面発光レーザ及びポリゴンミラーは、複数の垂直キャビティ面発光レーザを使用して複数の走査線の各走査線を生成することができるように構成され、コントローラは、上記複数の垂直キャビティ面発光レーザのうちの少なくとも２つのそれぞれに制御信号を供給するように構成され、制御信号は、時間シフトされる互いに等価なものであり、その結果、走査線が複数の垂直キャビティ面発光レーザのうちの少なくとも２つを使用して媒体の同じ領域を照射することによって生成される、プリンタを提供する。

本発明の一実施形態は、
２Ｄ配列の垂直キャビティ面発光レーザと、
垂直キャビティ面発光レーザからの光を受け取ると共に感光面上に光スポットの配列を形成する光学手段と、
光スポットの配列を感光面上において走査して、感光面上に複数の走査線を生成するようになっているポリゴンミラーと、
垂直キャビティ面発光レーザによって生成される光の光学的出力を制御するコントローラと
を備えるプリンタであって、
２Ｄ配列の垂直キャビティ面発光レーザ及びポリゴンミラーは、複数の垂直キャビティ面発光レーザを使用して複数の走査線の各走査線を生成することができるように構成され、走査線は、１つ又は複数の光スポットが感光面を照射して潜像のピクセル行を形成する、走査方向に位置合わせされる概して線形の照射領域であり、２Ｄ配列の垂直キャビティ面発光レーザは、媒体上への走査線の生成に使用できる複数の垂直キャビティ面発光レーザのそれぞれを使用して、走査線の方向を横断する方向（プロセス方向又は副走査（cross-scan）方向とも呼ばれる）において互いに異なる位置を有する光スポットを感光面上に生成するように構成され、
コントローラは、媒体に入射する走査線の生成に使用される複数の光源のそれぞれからの光の量を制御して、プロセス方向において走査線の位置を制御するようになっている、プリンタを提供する。

本発明の一実施形態では、コントローラは、走査方向における上記各光源の各光スポットの感光面上の位置に従って、複数の光源のそれぞれから発せられる光の光学的出力を変更するようになっている。このようにして、走査方向における位置に応じてプロセス方向における走査線の位置を制御し、それによって、走査線の湾曲を制御するようにコントローラを構成することができる。

コントローラは、常に複数の光源のうちの１つのみが光を発しているように、走査線の生成に使用される複数の光源を制御するように構成することができる。

本発明の一実施形態は、
光源配列と、
光源配列から光を受け取ると共に感光媒体上に光スポットの配列を形成する光学手段と、
感光媒体を横切って光スポットの配列を走査して、感光媒体上に複数の走査線を生成するようになっている走査装置と
を備える、プリンタであって、
光源配列は、光源のうちの１つ又は複数をそれぞれ含む複数の行を含み、配列は、各行からの光を使用して複数の走査線のそれぞれ１つを生成することができるように構成され、プリンタは、
光源の複数の行からの光出力を制御する複数のデータ信号を生成するコントローラであって、複数のデータ信号はそれぞれ異なるデータ内容を有することができ、（ｉ）行数に等しい数及び（ｉｉ）行数未満の数のうちの一方になるように、異なるデータ内容を有するデータ信号の数を制御するようになっているコントローラと
を備えるプリンタを提供する。

本発明の一実施形態は、光源の２Ｄ配列からの光を、媒体を横切って走査することであって、媒体上に複数の走査線を生成する、走査することを含む方法であって、２Ｄ配列は、２Ｄ配列内の光源のうちの２つ以上からの光を使用して複数の走査線のそれぞれを生成するようになっている、方法を提供する。

本発明の一実施形態は、光源の２Ｄ配列、及び光源から発せられる光を感光面上において走査して、感光面上に複数の走査線を生成するようになっている走査装置を備えるプリンタにおいて走査湾曲を補正する方法であって、光源及び走査装置は、複数の光源を使用して複数の走査線の各走査線を生成することができるようになっている、方法を提供し、複数の光源はプロセス方向においてオフセットされる光スポットを生成し、この方法は、フォーマットの位置とも呼ばれる走査方向における位置に応じて、感光面に印加される副走査の照射量の分布を調整することによって、複数の走査線のうちの少なくとも１つの副走査位置を走査中に動的に制御することを含む。照射量の分布の調整は、複数の光源のそれぞれによって生成される光学的出力を制御することによって実現することができる。

本発明の一実施形態は、プリンタによって生成される走査線のスワス間の走査線間隔誤差に起因する印刷アーチファクトを低減する方法であって、プリンタは、光源の２Ｄ配列及び光源から発せられた光を感光面上において走査して、感光面上に複数の走査線を生成するようになっている走査装置を備え、光源及び走査装置は、複数の光源を使用して複数の走査線の各走査線を生成することができるようになっている、方法を提供し、複数の光源はプロセス方向においてオフセットされる光スポットを生成し、この方法は、感光面に印加される副走査の照射量の分布を調整することによって、走査中に複数の走査線のうちの少なくとも１つの副走査位置を制御することを含む。このようにして、走査線はプロセス方向においてシフトさせることができる。

本発明の一実施形態は、プロセッサにおいて動作すると、プリンタ内の感光面に入射する光を制御するように構成されるソフトウェアを含み、プリンタは、光源の２Ｄ配列及び光源から発せられる光を、感光面を横切って走査するようになっている走査装置を備え、ソフトウェアは、プロセッサにおいて動作すると、複数の光源からの光を使用して感光面上において走査線を生成するように光源及び走査装置を制御するようになっている。

本発明の一実施形態は、使用に際して、走査装置内で走査線のスワスを生成するようになっている光スポット配列を生成する光源の配列を提供し、光スポット配列は、少なくとも第１の距離だけ行の方向において離間されると共において走査方向に対して或る角度で傾いている光スポットの行を含み、それによって、上記第１の距離よりも小さい走査方向を横断する間隔を有する走査線のスワスを生成し、光源配列は、走査方向に対して斜めになった複数の光源行を有し、光スポットは、同じ走査線上にある少なくとも第１の光源行及び第２の光源行からの光源によって生成され、それによって、使用に際して、２つ以上の光源行からの光源からの光によって上記同じ走査線が走査される。

本発明の一実施形態では、各走査線は、同じ所定数の専用の光源を有し、光源配列の最長寸法は、仮に各光源行がスワスの各走査線の光源を含む場合よりも短く、それに代えて、配列は、スワス内の走査線よりも少数の光源を有する少なくとも２つのより短い光源行を有し、１走査線当たりの光源よりも多くの光源行がある。

本発明の一実施形態では、光源配列は、概して矩形の周囲エンベロープと、スワス内の各走査線に１個又は略その数の光源を有する少なくとも１つの長い光源行と、１スワス当たりの走査線の数よりも少ない数の光源を有すると共に上記概して矩形の配列の角領域に配置される少なくとも１つの短い光源行とを有している。

本発明の一実施形態では、上記長い光源行は、概して、矩形エンベロープの１つの角領域からエンベロープの対角線上にあって対向する角領域まで延在しており、短い光源行は、エンベロープのその他の２つの対角線上で対向する角領域に配置される。

本発明の一態様は、光源配列と、光源配列から光を受け取ると共に感光面上に光スポットの配列を形成する光学手段と、光源配列からの光を反射すると共に光スポット配列を、感光基板を横切って走査するようになっている走査ミラーとを備える、走査アセンブリを提供する。

本発明の一実施形態では、光源の配列は、走査線のスワスを生成するように構成され、配列は、光源の複数の行を含み、行内の各光源は、走査線のスワス内の異なる走査線を生成するように構成され、複数の行のうちの最初の行は、スワスを形成する走査線の第１の部分集合を生成するようになっている光源を含み、複数の行内の最後の行は、第１の部分集合と相互に排他的なスワスを形成する走査線のうちの第２の部分集合を生成するようになっている光源を含む。

本発明の一実施形態では、２Ｄ配列は囲まれた矩形配列内に収まり、矩形の高さは副走査方向における最も外側の光源によって決められ、配列の幅は走査方向における最も外側の光源によって決められ、光源は、隣接する走査線を生成するようになっている光源間の指定された間隔に対して最大の空間密度を有するようになっている。

本発明の一実施形態では、２Ｄ配列内の光源は、所望の形状を有する基板上に構成され、光源は、（隣接する走査線を生成するようになっている）光源間の指定された間隔に対してその形状内で最大の空間密度を有するようになっている。

本発明の一実施形態では、光源の２Ｄ配列はＫ本の走査線のスワスを生成するように構成され、配列は複数の平行な行になった光源を含み、行中の各光源は、走査線のスワス内の異なる走査線を生成するように構成され、複数の行のうちの最初の行は、スワスのＱ本の走査線のうちの第１の部分集合を生成するように構成されるＱ個の光源から成り、複数の行のうちの最後の行は、第１の部分集合と相互に排他的なスワスのＫ本〜Ｑ本の走査線のうちの第２の部分集合を生成するように構成されるＫ個〜Ｑ個の光源から成る。

本発明の一実施形態では、光源の２Ｄ配列は、当該光源が光源間の設定間隔に対して基板上に最大空間密度を有するように所望の形状を有する基板上に構成され、光源は複数の行として構成され、基板の片側にある第１の行は、複数の走査線の第１の部分集合を生成するようになっている光源を含み、基板の他方の側にある第２の行は、複数の走査線の走査線の第２の部分集合を生成するようになっている光源を含む。

これより、添付図面を参照して本発明の実施形態を例としてのみ説明する。

図１を参照すると、プリンタは、回転可能な円筒形ドラムの外表面を概して形成する感光体１０を備える。プリントプロセス中、感光体１０の表面は、例えば、コロナ放電１２によって均一に静電気帯電する。感光体１０の一部は、光源の配列４０（図２及び図３に示す）からの光１４によって照射される。ドラムは回転して、その結果、プリントすべき像が感光体１０上に形成される。光１４は、ドラムの照射領域上の電荷を放電させ、帯電した潜像を残す。次に、潜像が、（例えば、ＬＥＰプリントの場合でのように）液体インクトナー又は着色乾式粉体トナー等のトナー１６を感光体１０の表面に塗布することによって現像される。トナー１６は感光体１０の放電領域に付着し、それによって、潜像が可視になる。次に、トナー１６は感光体１０から枚葉紙１８又は印刷像をサポートする他の何等かの媒体に転写される。定着器２０を使用して、熱及び圧力又は圧力のみを紙１８上のトナー１６に適用することによって、像を紙１８に定着させることができる。図１に示す紙に直接転写するシステムは、電子写真式プリンタのサブセットを代表するにすぎない。多くの電子写真式プリンタは、中間転写ドラム又はベルトを使用して、感光体からトナー像を受け取って印刷媒体に適用する。プリンタによっては、別個の定着器を有しないものがあり、定着プロセスは、中間転写ドラムから紙への転写中に行われる。

図２及び図３を参照すると、プリンタの一部として使用することができる光学系は、光源の配列４０、光源配列から光を受け取ると共に感光面１０上に光スポット５０の配列を形成する光学部品２５と、感光面１０を横切って光スポット５０の配列を偏向させる走査装置とを備える。図２は光学系の平面図を示すのに対して、図３は光学系の斜視図を示す。走査装置は、例えば、ポリゴンミラー２６の形態をとることができる。図２は、走査装置を六角形ミラー２６として示すが、辺の数がより多い若しくはより少ないミラーを使用することもでき、又は屈折光学要素若しくは回折光学要素を使用することもできる。ミラー２６の回転によって、光源の配列４０からの光はミラーの面のうちの１つで偏向され、それによって、光スポット５０を感光面１０の片側から他方の側において走査して走査線から成るスワス５４を生成する。すなわち、円筒形感光面の場合、光は円筒体の縦軸に平行する方向において走査される。ミラー２６がさらに回転するにつれて、レーザ光はミラーの異なる面に入射するようになり、感光面１０を横切る新たな走査が開始される。このようにして、潜像が、感光面１０上に１本又は複数本の走査線をそれぞれ含む一連のスワスとして感光面１０上に作られる。

図３に示す例では、４本の走査線から成るスワス５２が、光源の配列４０内の８個の光源２４から出力される光を同時に走査することによって生成される。明確にするために、８個の光源２４のうちの４個のみの光線を示し、ポリゴンミラー２６のアクティブ面のみを示す。図３は純粋に概略的なものであり、光線のジオメトリは正確であることを意図しないことを理解されたい。一連のスワス５４として、像が感光体１０上に生成される。スワス５４は、配列４０からの光が感光体１０上を走査するときに同時に生成される１群の走査線５２を含む。図２及び図３に示す光学系では、ポリゴンミラー２６の回転によって、ポリゴンの連続した各面に連続したスワス５４が生成する。図示の例では、スワス５４は４本で１群の走査線５２を含む。一般に、スワス５４内の走査線５２の数は、プロセス速度及びプリンタのアドレス指定能力によって決まり、４より多くても少なくともよい。隣接するスワス５４間の間隔は、例示のために図３では強調されているが、一般には、スワス５４内の隣接する走査線５２間の間隔と同じであるか又はおおよそ同じである。

光学系は、特に、光源の配列４０からの光をコリメートするレンズ、光がプリンタを通って所望のルートを辿るように光を導くミラー、及びポリゴンミラー２６からの反射光を感光体１０上に合焦する走査レンズ等の他の光学部品２５を備えてもよい。

光を感光体１０上において走査するために他の構成を使用することができることに留意されたい。いくつかの構成では、固定位置にある光源の配列４０からのビームを得ると共に感光体１０を移動させることによって、光を感光体１０上において走査することができ、それによって、感光体１０上において走査線を生成することができる。他の構成では、感光体１０及び光源の配列４０の両方及び／又は他の光学要素を移動させて、感光体１０上において走査線を作成してもよい。

光源の配列４０からの光１４のビームは、感光体１０の適当な部分が照射されて、感光体１０上に所望の潜像が得られるように、コントローラ３０によって変調される。コントローラ３０は、電気信号を光源の配列４０に送信して、配列４０内の各光源２４によって生成される光学的出力を制御することによって機能することができる。

図４は、光源の配列４０の一例の概略図である。配列４０は、光源２４のｎ個の行５６を含む２次元（２Ｄ）配列であり、各行５６はｍ個の光源を含む。図４に示す例では、配列４０は、２４個の光源２４を含み、当該光源２４は、８個の光源２４から成る３つの行５６として構成される。この場合、３個の光源２４を使用して、８本の各走査線５２を生成することができる。光源２４は、このように行に構成される必要はなく、他のジオメトリも可能である。例えば、走査線に使用されるエミッタ間の間隔は、各走査線で異なることができる。

光源２４はレーザを含んでよいが、必要な露光エネルギー密度を生成することができる他の光源を使用することができる。本発明の実施形態では、光源２４は垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含む。レーザの間隔が狭いＶＣＳＥＬ配列を単一ウェハ上に製造することができる。例えば、レーザの間隔は、配列の両座標方向で概ね３０μｍとすることができる。実際の最小間隔を上回る任意のレーザ間隔を有するＶＣＳＥＬ配列を製造することができる。現在、最小間隔は約３０μｍであるが、これは、製造技術が向上するにつれてより狭くなり得る。通常、端面発光レーザ配列よりもはるかに低コストでＶＣＳＥＬ配列を生成することができる。

光源４０の２Ｄ配列は、感光体１０を走査する光スポット５０の配列を形成する光１４の複数のビームを生成することができる。図５を参照すると、ビーム１４は、光源の配列４０の像である光スポット５０の配列を感光体１０上に形成する。光スポット５０は、感光体１０上に複数の走査線５２を同時に照射する。図５は、感光体１０上に合焦される２４個の光スポット５０と、光スポット５０によって生成される８本の走査線５２のスワス５４との構成を示す。光源の配列４０は、１つのスワス５４によって多数又はより少数の走査線５２があるようによって大きくても小さくてもよく、例えば、光源の配列４０を使用して、１つのスワス５４に１２本、１８本、又は２４本の走査線５２を生成してもよい。スワス５４の各走査線５２に、それぞれの別個のデータ内容を符号化することができる。光スポット５０は丸い点として示されるが、好ましくは、光スポット５０は、照射像内に所望のピクセル形状を実現するために楕円形又は他の非円形であってもよい。合焦される点の形状は、光学系の開口絞りの形状、走査方向及び副走査方向におけるビームの開口数、並びに当該技術分野において既知の他の光学手段によって制御することができる。光スポット５０の形状は、光学系によって生み出される回折及び収差によっても影響を受ける。

２つの方向を光スポット５０の配列に関連して定義することができる。一方の方向は走査方向又はフォーマット方向Ｘであり、これは、スポット５０が走査されて走査線５２が生成される方向であり、他方の方向はプロセス方向Ｙ（「副走査方向」又は「走査方向を横断する方向」とも呼ばれる）であり、これはフォーマット方向に略直交する。プロセス方向は、感光体１０又は他の感光媒体の表面が光スポット５０に相対して移動して、走査線５２から像が生成される方向である。図１に示すプリンタの場合、プロセス方向は、感光ドラム１０の回転方向で定義される。

一般に、光１４のビームは、走査レンズを使用して合焦されて、感光体１０上に配列４０の拡大された像を生成する。光源２２の行５６中の光源２４間の間隔がＥであり、行間隔がＦである場合、感光体１０上の光スポット５０の対応する間隔はそれぞれ、例えば、ＭｘＥ及びＭｘＦである。ここで、Ｍは光学系の倍率である。より一般には、光学系の倍率Ｍは走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙで異なり、感光体上の点を隔てる距離を求める際に走査方向倍率Ｍｘ及び副走査倍率Ｍｙを使用する必要がある。

感光体１０に所望の十分に小さな間隔Ｓの走査線５３を実現するためには、プロセス方向Ｙに対して、大きな角度α分、光スポット５０の配列を回転させる必要があり得る。配列４０内の光源２４の間隔が走査線間隔Ｓと比較して大きく、光学系の倍率Ｍが合焦点の隔たりをさらに広げることから、この回転が必要である。図６を参照すると、例示のために、所望の走査線間隔が、例えば３１．２５μｍ（８１３ドット／インチ（ＤＰＩ）プリンタの場合）である１次元配列の光スポットを考えることができる。光源の間隔が、例えば、端面発光レーザ配列を使用して通常実現することができる１００μｍであり、光学系の倍率が、例えば６Ｘであり、Ｘ及びＹの両方向で等しいとき、配列がプロセス方向Ｐに揃えられる場合、その結果として感光体１０上に生成されることになる走査線の間隔は約１９．２倍になり、これは広すぎる。この例を使用すると、所望の間隔Ｓを実現するために、光源の配列を８７度（逆正接１９．２）の角度分、回転させる必要がある。この例で使用される走査線が８本のスワスの場合、光源間の間隔が１００μｍであり、倍率が６Ｘであると、４．１９ｍｍの走査方向幅及び光源回転の１度当たり１０．４５μｍの走査線間隔感度を有する光スポットの配列が生成される。

光源間隔が、例えば（２Ｄ配列のＶＣＳＥＬを使用して実現されるような）３０μｍである、図４に示すように２行のエミッタを有する光源の２次元配列の場合、配列の長軸とプロセス方向Ｐとの間の角度αを８１．８度に低減することができ、配列の走査方向幅を０．７８６ｍｍに低減することができる。ここで、この配列ジオメトリの場合の走査線間隔感度は、光源回転の１度当たり３．９１μｍになる。

光源の間隔の低減及び対応するレーザ配列回転角度に対する走査線間隔感度の低減によって、プリンタ製造中のレーザ配列の位置合わせが容易になり、バンディングアーチファクトを生み出す位置合わせ誤差が低減され、且つ必要とされる寸法が最小になる。

説明したように、図４に示す光源の配列は図５の合焦点のジオメトリに対応する。例示のために、光学系の倍率は走査方向及び副走査方向で同じである。しかし、光学系の走査倍率及び副走査倍率は異なってもよい。

コントローラ３０は、光源２４が発する光を制御するデータ信号を生成する。一実施形態では、特定の走査線を照射するすべての光源２４は、各光源２４に印加されるデータ信号が、走査線に沿った対応する光スポットの隔たりを補償するために時間シフトされることを除き、共通のデータ信号を使用して駆動される。各光源２４に送られる各制御信号は、感光体１０の同じ部分が各光源２４によって照射されるように略同じデータ内容を有する。したがって、共通の制御信号が、図４において２４_1,A、２４_1,B、２４_1,Cと記される光源に送られて、図５において５２₁と記される走査線が生成される（そして、一般に、共通の制御信号が光源２４_m,A、２４_m,B、２４_m,Cに送られて、走査線５２_mが生成される）。所与の走査線５２に沿った光源２４のデータ信号間の時間遅延は、連続した光スポット５０の間隔を点速度で割ったものであり、ここでは、両数量とも感光体１０の表面において走査方向Ｘで測定される。このようにしてデータ信号を時間シフトさせることによって、照射される各ピクセルは、所与の走査線５２を生成するように照射している複数の各光源２４から同じ公称照射量の光を受ける。例えば、３個の点５０が各走査線５２を生成するように照射をするのに使用され、感光体上の走査点５０の速度は２０００ｍ／秒であり、走査線５２に沿った隣接する光スポット５０の間隔は１８０μｍであると仮定する。第１のデータ信号と第２のデータ信号との間で求められる時間シフトは９０ナノ秒であり、第１のデータ信号と第３のデータ信号との間の時間シフトは１８０ナノ秒であり、ピクセルが受ける総照射量（露光量）はこれら個々の照射量の合計である。

光源２４に送られるデータ信号間の時間遅延は、送られるデータ信号間に要求される時間遅延があるようにデータ信号を生成して送信するプロセッサ（信号発生器）によって実現することができる。別の構成では、プロセッサはデータ信号をバッファに送り、バッファがデータ信号に時間遅延を導入してから、適当な光源２４にデータ信号を送信する。バッファが使用される場合、プロセッサは、特定の走査線５２のすべてのデータ信号を略同時に生成することができ、次に、バッファが要求される略すべての時間遅延を生成するか、又はプロセッサが要求される遅延の一部を生成し、バッファが遅延の残りの部分を生成する。

一実施態様では、走査線データはメモリロケーションに記憶され、走査開始前にＮ個の別個のバッファ（１走査線当たりＮ個の光スポットがあるシステムでは）に読み込まれる。各バッファは、光学的に生成される走査開始信号に対して一定の時間遅延を有するクロックパルスに応答して、自身のデータを各レーザ変調器に出力する。これら一定の時間遅延は、プレス較正中に求められ、プレスの動作パラメータとして記憶される。

光源配列４０を２次元に拡張して、各走査線５２に複数の光スポット５０を提供することで、各走査線５２の生成に使用される光スポット５０の数に比例して有効照射量が増大する。速度増大に対して他の障害を有しないレーザプリンタでは、この有効レーザ出力の増大を利用して、それに比例したプリント速度の増大を実現することができる。

本発明の別の実施形態では、特定の走査線５２を生成するように照射する複数の光源２４を駆動するために使用される信号は、もはや同じデータ信号を時間シフトしてコピーしたものではない。それに代えて、各信号は、所与のピクセルに複合照射で適用される照射量レベル数が、光源５０のいずれか１つによって生成される照射量のレベル数を超えられるようにするアルゴリズムに従って決定される。例えば、３個の各光源５０のそれぞれに、８つの照射レベルＬ＝０，１，２，・・・，７を利用できると考える。さらに、各光源２４が別個のデータ信号によって駆動され、ピクセルに適用される複合照射レベルが、３個の構成要素である照射レベルの合計であると考える。ここで、利用可能な複合照射レベルはＬｃ＝０，１，２，・・・，２１である。例えば、複合照射レベル１は、単一の光源を照射レベル１でアクティブ化させることによって実現され、複合照射レベル２１は、３個すべての光源２４を照射レベル７でアクティブ化させることによって実現される。中間レベルも同様にして実現される。したがって、１ピクセル当たりで利用可能な複合照射レベルの数はＬｃ＝Ｎ（Ｌ−１）＋１であり、ここでＮは１走査線５２当たりの光源２４の数であり、Ｌは１光源２４当たりの照射レベル数である。これと同等に、Ｉで単一の光源２４によって生成される連続した照射レベル間の照射量増分を表すと、この例での３個の各光源の寄与分を合算した後の特定のピクセルについての全体照射量増分は、すべての光源２４が同じ信号で駆動される場合には３Ｉであるが、各光源２４が上述したように別個の信号で駆動される場合にはＩである。照射量増分を３ＩからＩに低減することによって、プリンタシステムが利用できる照射レベル数が略３倍になり、光源２４に印加される信号のデータレートを増大することなく像ビット深度を高めることができる。

本発明の別の実施形態では、特定の走査線５２を生成するように照射する複数の光源２４の駆動に使用される信号は、相補データ信号を使用して駆動される。相補データ信号は、特定の走査線に所望の総照射量が送られることになるデータ信号の任意の組み合わせとして定義される。

走査システムの歪み又は他の光学的に理想的ではない性質は、走査線５２に湾曲を生じさせる恐れがある。この湾曲は「走査湾曲」と呼ばれ、印刷された像に可視のアーチファクトを生じさせる恐れがある。走査湾曲は様々な形をとり、例えば、図７に示すように、湾曲はスワス５４内のすべての走査線５２に略等しく影響するものがあり、これは「共通モード走査湾曲（common mode scan bow）」と呼ばれる。別の形では、図８、図９、及び図１０に示すように湾曲は印刷スワス５４内で変化し、これは「差を有する走査湾曲（differential scan bow）」と呼ばれる。本発明の実施形態は、走査中のフォーマットの位置Ｘに応じて各走査線５２の副走査位置Ｙを動的に調整することによって差を有する走査湾曲を補正する。共通モード湾曲もこの方法で補正することができる。この補正は走査線湾曲を除去し、フォーマット幅を横切るあらゆる位置で各走査線５２を所望の副走査位置に戻すことができる。

走査湾曲補正は以下のように実施することができる。２次元光源配列４０が，上述したように構築されて構成され、複数の光源２４で各走査線５２を生成するように照射することができるようにする。次に、システム軸を中心とした光源配列４０の回転位置が、小さな角度増分によって設定又は調整され、それによって、各走査線５２を生成する複数の光スポット５０の軌跡に増分の副走査間隔を導入する。光源回転位置は、プリンタの設計、製造、及び位置合わせにおいて設定することができる。

図１１は、１走査線５２当たり３個の光源２４を有する一例のシステムの光スポットのジオメトリを示す。例えば、図４において２４_1,A、２４_1,B、２４_1,Cと記される光源はそれぞれ、光スポット配列の軸がシステム軸を中心として小角度・だけ回転した場合、図１１において５０_1,A、５０_1,B、５０_1,Cと記される光スポットを生成することができる。例示のために、図１１には角度・を大幅に強調して示している。光源２４_1,A、２４_1,B、２４_1,Cによって生成することができる各光スポット５０_1,A、５０_1,B、５０_1,Cは、異なる軌跡Ａ、Ｂ、Ｃを有する。補正すべき走査湾曲誤差は走査線間隔Ｓと比較して小さいため、所与の走査線５２の複数の軌跡Ａ、Ｂ及びＣ間の間隔も、公称走査線間隔と比較して狭いように選択される。複数の軌跡間の間隔Ｔは、一般に、光スポットの直径Ｄよりも小さい。

一般において走査湾曲誤差はフォーマット幅と比較して非常に小さく、図１１の縮尺は、補正方法をよりよく示すためにプロセス方向において大きく誇張されている。図１１に示すように、感光体１０上に合焦された光スポット５０は、光学系に存在する走査湾曲に従って走査方向（フォーマット方向）において湾曲した軌跡を辿る。図示の例では、光源配列４０の回転変位又は位置合わせが、副走査方向ＹにおいてＡ、Ｂ、及びＣと記される合焦された３つの点軌跡を隔てる。

照射による走査線５２₁に望ましい軌跡は直線５５で示される。軌跡Ａ、Ｂ、及びＣの隔たりは、光源配列４０のジオメトリ及び位置合わせ並びに光学系の結像特性によって決まり、所望の走査線位置５５が全体的に、最も外側の点軌跡ＡとＣとの間にあるように選択される。図１１は図の左側にフォーマット（走査）の中心を示し、フォーマット（走査）のエッジは右側にある。フォーマットの中心において、所望の走査線位置５５は軌跡Ａと軌跡Ｂとの間にあるが、フォーマットのエッジでは、所望の走査線位置５５は基線Ｂと軌跡Ｃとの間にある。走査線の位置は、フォーマットの位置に応じて、すなわちフォーマット方向Ｘでの位置に応じて３個の走査光スポット間の照射量の分布を調整することによって、走査中に動的に制御される。したがって、例えば、光源Ａを使用して必要とされる照射の６０％を提供し、光源Ｂを使用して照射の４０％を提供し、光源Ｃを使用して照射の０％を提供することによって、フォーマットの中心において所望の走査線位置が実現される。フォーマットの中心とエッジとの間のフォーマットの位置では、光源Ａが必要とされる照射の２５％を提供し、光源Ｂが照射の５０％を提供し、光源Ｃが照射の２５％を提供する。この例を続けると、フォーマットのエッジでは、光源Ａは必要とされる照射の０％を提供し、光源Ｂは照射の４０％を提供し、光源Ｃは照射の６０％を提供する。したがって、３個の光源間の照射量の分布は、フォーマットの位置に応じて常に変化し、それによって、走査湾曲による走査線湾曲を補正するために必要であるようにプロセス方向Ｙでの照射による走査線の中心をシフトさせる。共通モード走査湾曲を補正する場合、フォーマットの位置Ｘに応じての複数の光源２４間の照射出力の分布は、スワス５４内の各走査線５２に対して同様であることができる。しかし、差を有する走査湾曲の補正では、一般に、フォーマットの位置Ｘに応じての複数の光源間の照射量の分布は、スワス５４内の各走査線５２に対して異なる必要がある。

光源配列内の光源２４は、光スポットが軌跡Ａ、Ｂ、Ｃに沿って移行する際に、結果として生成される光スポット５０によって照射される感光体の領域が副走査方向Ｙにおいて重複するように構成することができる。感光体１０の照射領域は、その領域が受け取った光エネルギーの合計に応答して、そのエネルギーが１回の照射として受け取られるか、又は或る時間期間にわたって複数回の照射として受け取られるかにかかわらず放電する。したがって、感光体１０の領域は、個々の光スポットによってその領域に送られた露光エネルギーの合計に応じて放電し、感光体１０の照射領域は事実上、３個の個々の光スポットの複合している点による照射を受ける。複合点を形成する光エネルギー分布の中心の副走査位置、すなわち複合照射の中心の副走査位置は、個々の３点間の光出力分布を変更することによって移動させることができ、それによって、照射による走査線の中心を走査線に沿った全点で所望の位置５５に移動させることができる。

この例では例示のために１走査線５２当たり３個の光源２４が使用されるが、１走査線５４当たりより多数又は少数の光源２４を使用することができ、いくつかの実施形態では、走査線位置の補正を可能にするために、１走査線５４当たり２個の光源２４が最小数である。一般に、１走査線５４当たりの光源２４の数が大きくなると、結果として生成される位置補正後の走査線５４の位置精度及び平滑さが増大する。

別の実施形態では、光スポットのジオメトリは、光スポット５０間の光の分布が連続的にではなく断続的に行われることを除き、上述したものと同様である。極端な場合、照射量の全てが、光スポット５０が所望の走査線位置５５に最も近い光源２４によって提供される。したがって、走査湾曲による走査線位置誤差は、光源間の照射の連続した再分布ではなく離散ステップで補正され、結果として生じる照射による走査線は、自身の長さに沿って複数の微小な位置オフセットを有し得る。

光源２４によって走査線５２に送られる照射は、出力変調システムにおいて光源２４によって生成される光出力量を変化させることによって、パルス幅変調照射システムでは光源によって生成される光のパルスの時間幅を変化させることによって、出力変調とパルス幅変調とを組み合わせることによって、又は他の何等かの方法で制御することができる。この制御は、発光器（レーザ等）によって生成される光の量を制御することによって、又は光源２４の一部を形成し得る別の光学要素、例えば光学スイッチ若しくは光変調器等を制御することによって実現することができる。

差を有する走査湾曲は、図８に示すように、フォーマットの中心からの距離に応じてスワス５４内の走査線５２の間隔を増大させる正の（「針山形」）歪みから発生することもあれば、図９に示すように、フォーマットの中心からの距離が増大するにつれて走査線５２の間隔を低減させる負の（「樽形」）歪みから発生することもある。これら両形状の縦軸は、誤差の性質をよりよく示すために誇張されている。より一般的には、差を有する走査湾曲は、光学系の設計での歪みの部分的な補正に起因する残留未補正誤差であり得る。例えば、或るサイン（sign）の３次歪みは他のサインの５次歪みで補償することができ、フォーマットの位置へのより複雑な関数依存を有する差を有する走査湾曲に繋がる。この一例を図１０に示す。

電子写真式プリンタ、例えばレーザプリンタ等の作製中では、残留走査線配置誤差に起因する可視のアーチファクトがないように十分に正確にマルチビームプリンタでの走査線間隔Ｓを調整することが難しいことが多い。図１２を参照すると、１２ビームプリンタで生成され得るような２つの隣接するスワスが示される。５４ａ及び５４ｂと記される２つのスワスは、フォーマット方向で互いにずれて示されるが、これは、２つのスワス５４ａ、５４ｂを互いに区別できるように単なる例示を目的としており、このようなずれは実際には存在しない。スワス５４内の意図する走査線間隔Ｓは、例えば、３１．２５μｍであることができ、第１のスワス５４ａの１２番目の走査線と第２のスワス５４ｂの１番目の走査線との間の意図する間隔も３１．２５μｍであり、その結果、印刷像の生成に使用されるすべての走査線は同じ間隔を有することになる。

走査線間隔の例えば２％の誤差γ、すなわち意図する走査線間隔Ｓ３１．２５μｍの場合では０．６２５μｍの誤差γの影響は、図１２において５４’ａ及び５４’ｂと記されるスワス内に示される。このような誤差は、ここでは３１．８７５μｍ（Ｓ＋γ）だけ離れた走査線を印刷スワス内に生成させ、スワス内の１番目の走査線と１２番目の走査線との間隔が、意図する３４３．７５μｍではなく３５０．６２５μｍである。その結果として、第１のスワス５４’ａの１１番目及び１２番目の走査線は３１．８７５μｍだけ離れるが、第１のスワス５４’ａの１２番目の走査線と第２のスワス５４’ｂの１番目の走査線との間の間隔はわずか２４．３７５μｍ（Ｓ−１１γ）である。スワス間の境界にある隣接する走査線の隔たりのこの７．５μｍの低減は、走査線間隔Ｓの周期的な２３．５％の誤差に等しい。このような誤差は、はっきりと目に見える印刷アーチファクトに繋がる。この例で説明した類のこのような走査線配置誤差及び他の原因による反復する走査線配置誤差は、本発明の実施形態によって補正することができる。

走査湾曲の補正について上述した方法と殆ど同じように、副走査（すなわちプロセス）方向Ｙにおいて増分的に変位される複数の光源２４によって各走査線５２を生成することができる。一実施形態では、照射量の分布は、副走査方向における補正走査線の中心を変位するために必要なように光源２４間で調整される。より多くの光源２４を使用してもよいが、２個の光源２４を有する例でシステム及び方法を説明する。２個の光源２４が、感光体１０上のそれぞれの結果として生成される合焦点５０が、予想最大位置誤差の場合に意図する走査線位置５５の両側に配置されるように位置決めされる。走査線配置誤差γがない場合、各光源２４は走査線５２を照射するのに必要な光の５０％を提供し、印刷される走査線の中心は、感光体１０上の光源の像間の中間（すなわち、対応する光スポット５０の中心間の中間）にあり、所望の位置にある。走査線配置誤差γがある場合、各光源によって生成される照射は、所望走査線位置と感光体上の光源の像の位置との間の距離に従って調整される。したがって、感光体１０上の像が意図する走査線位置５５に最も近い光源２４が、走査線５２を照射するのに必要な光の大きな割合を供給し、感光体上の像が意図する走査線位置５５からより離れている光源２４は、照射に必要な光の小さな割合を提供する。この方法によって、補正走査線の中心の位置を感光体１０上の２個の光源の像間で常時調整することが可能である。走査湾曲補正の場合と同様に、各光源５０によって提供される照射は、例えば、出力変調、パルス幅変調、又はこれら２つの組み合わせによって制御することができる。

さらなる一実施形態では、感光体１０上の各光源２４の像は、代替のあり得る走査線位置としてみなすことができ、走査線５２は全体的に、位置が走査線５２の意図する位置に最もよく整合する光源によって書かれる。較正手続きでは、光源２４が走査線５２に対応する複数の光源２４から選択され、選択された光源５０は、走査線配置誤差γを最小にするように選択される。この実施形態では、小さな残留誤差が通常存在するが、この残留誤差は、特定の走査線５２を専用とする複数の光源２４によって生成される複数の光スポット５０間の副走査間隔の半分よりも小さくなる。これはここでも、上述した連続可変「複合点」補正手法と比較して離散、すなわち「階段的」補正手法と見ることができる。

本発明の一実施形態は、プロセス方向におけるプリンタのアドレス指定能力をジョブ毎に、又は単一のプリントジョブ内で動的且つ選択的に調整できるようにする。通常、プリンタのアドレス指定能力は、印刷像の１インチ当たりのピクセル数又は一般に同等に使用される「１インチ当たりのドット数」すなわちＤＰＩで測定される。各走査線は１ピクセル行を照射し、隣接する走査線の間隔は隣接するプリンタピクセルのＹ方向間隔に等しいため、ＤＰＩで測定されるプリンタのプロセス方向アドレス指定能力は、１インチ当たりの走査線数に等しい。光源の２Ｄ配列を使用して媒体上に生成される２次元像の場合、プロセス方向Ｙでのアドレス指定能力は、走査線間隔Ｓで決まるのに対して、走査方向Ｘでのアドレス指定能力は、フォーマット方向Ｘでの照射ピクセルの間隔を制御する光源の強度変調で決まる。それが行えるプリンタは、例えば、１インチ当たりの走査線６００本、８００本、１２００本及び２４００本というアドレス指定能力で選択的に印刷することができ、アドレス指定能力設定を容易に切り替えることができる。

プリンタによって生成される１インチ当たりの走査線数として定義される走査線アドレス指定能力は、従来技術によるレーザプリンタでは固定された特徴であった。アドレス指定能力が高いほど、より平滑なエッジ及びより微細な細部を再現することができると共に、照射データ変調の所与の１ピクセル当たりのビット数に対して密度レベル数を増大させることができる。アドレス指定能力の増大による恩恵には、一般に、ファイルサイズ及びファイル処理時間の増大が付随する。画像ファイルは、特定のアドレス指定能力を有するＲＩＰ（ラスタ画像プロセッサ）フォーマットで記憶されている場合、他のアドレス指定能力に変換することは難しい。したがって、特定のプリントジョブに最適なアドレス指定能力を判断するという競合する検討材料がある。本発明の実施形態は、ジョブの特徴及びユーザの指示に応じてジョブ毎に、又は単一のジョブ内（ページの異なる部分を異なるアドレス指定能力で印刷することができる）でレーザプリンタの走査線アドレス指定能力（ＤＰＩ）を調整するシステム及び方法を含む。

走査線アドレス指定能力制御は、光源の配列４０を使用して実現される。配列は、各光源群を使用して各走査線５２を生成することができるような１つ又は複数の光源５０の群を含む。各光源群によって生成される光スポットは、プロセス方向Ｙにおいて、プリンタの最高走査線アドレス指定能力に対応する公称中心間距離Ｓを有する。

説明のために、各光源群が、本明細書では「トライアッド」６０とも呼ばれる（例えば、図１３に示される）３個の光源２４から成る一例を用いる。すでに説明したように、照射増強、走査湾曲補正、走査線配置補正等のために、３つの光ビームが各トライアッド６０によって発せられ、走査線５２に沿って感光体１０上に光スポット５０を形成する。例えば、プリンタの最高アドレス指定能力が１インチ当たり走査線２４００本である場合、配列内の光源トライアッド６０は、感光体１０上に結像される光スポット５０が１／２４００インチ、すなわち約１０．６μｍのプロセス方向間隔Ｓを有するようになっている。

本発明の一実施形態による、アドレス指定能力を制御する第１の技法を図１３〜図１６に示す。この例で生成される最高アドレス指定力である２４００ＤＰＩで印刷する場合、図１２に示すように、すべての光源トライアッド６０がアクティブである。図１３〜図１６では、アクティブなトライアッド６０は、対応する合焦点位置を通過する感光体１０上の照射による走査線５２を表す水平線で示される。非アクティブ光源トライアッド６０は、このような線がないことで示される。図１３では、１２個のすべてのトライアッド６０がアクティブであり、１２本の走査線５２が各印刷スワス５４内において２４００ＤＰＩで照射される。

図１４に示すように、１２００ＤＰＩで印刷する場合、１つ置きの光源トライアッド６０がアクティブであり、隣接する走査線の間隔は２１．２μｍである。図１４は、６つのアクティブ光源トライアッド６０によって１２００ＤＰＩで照射される６本の走査線５２を示す。１インチ当たり走査線８００本のアドレス指定能力で印刷する場合、図１５に示すように、２つ置きの光源トライアッド６０がアクティブであり、各スワス５４内に４本の走査線が３１．８μｍ間隔で生成される。最後に、１インチ当たり走査線６００本で印刷する場合、図１６に示すように、配列内の３つ置きの光源トライアッド６０がアクティブであり、各スワス５４内に３本の走査線が４２．４μｍ間隔で生成される。

本発明の一実施形態による、アドレス指定能力を制御する第２の技法を図１７〜図２０に示す。この技法では、すべての光源２６がすべてのアドレス指定能力でアクティブである。第１の技法を示すために使用した配列例と同じ配列を使用すると、２４００ＤＰＩのアドレス指定能力は、図１７に示すように、各光源トライアッド６０がアクティブであり、独立したデータ信号によって独立した１２本の走査線５２を照射させるように駆動される場合に生成される。図１８に示すように、共通のデータ信号を使用して隣接する光源トライアッド６０の対を駆動することで、１２００ＤＰＩのアドレス指定能力が生成される。このようにして共通のデータ信号を使用して１０．６μｍ離れた隣接する走査線対を照射することによって、独立したデータ信号を使用して２１．２μｍ離れた単一走査線を生成するように照射するのと同じアドレス指定能力が生成され、１２００ＤＰＩのアドレス指定能力が生成される。図１８〜図２０の例では、共通のデータ信号で駆動される隣接する光源群は、共通の線種を使用して走査線位置を表すことで示される。したがって、図１８〜図２０において実線で表される一対の隣接走査線は共通のデータ信号を共有し、点線で表される隣接する走査線対は別のデータ信号を共有する。共通の線種で表される１群の隣接走査線が、同じ線種を有する別の群の走査線と共通データ信号を共有しないことに留意されたい。例えば、図１７では、２つの線種（実線及び点線）しか図面に使用されていないが、１２の光源トライアッド６０の駆動に６個の独立したデータ信号が使用される。

図１９を参照すると、１インチ当たり走査線８００本というアドレス指定能力が、共通のデータ信号を使用して３つの隣接する光源トライアッド６０の各群を駆動して、有効な走査線間隔３１．８μｍを実現することによって生成される。同様に、図２０に示すように、共通のデータ信号を使用して４つの隣接する光源トライアッド６０の各群を駆動して、４２．４μｍ間隔の複合走査線を生成することによって、６００ＤＰＩが実現される。すべてのアドレス指定能力で印刷する場合、レーザ配列内のすべての光源を使用することによって。この技法は、すべてのアドレス指定能力で感光体１０に対して実現可能な最大照射量が得られると共に選択されるアドレス指定能力にかかわらず、感光体１０上の単位面積当たりの略一定の照射量を維持するという利点を有する。

各群に３個よりも多数又は少数の光源５０があってもよいことに留意されたい。例えば、アドレス指定能力は、光源の１次元配列、又は各走査線が単一の光源５０を使用して生成される、１走査線につき１個の光源を有する２次元配列を使用して制御してもよい。

本発明の別の実施形態は、光源２４のコンパクトな格子の構成を有する。光源配列の製造の設計基準によって決まる許容可能な最小光源間隔がある。例えば、ＶＣＳＥＬ等のレーザをウェハ上に製造する場合の設計基準は、そのレーザ配列の許容可能な最小光源間隔を確立する。感光体１０上の光スポット５０の間隔は、多くの場合、光を光源２４から感光体１０上に結像する光学系の倍率によってさらに増大する。その結果、通常、感光体１０上の隣接する点５０間の間隔は、所望の走査線間隔Ｓと比較して大きい。したがって、光源配列４０を、システム光学軸を中心として大きな角度分回転させて、所望の走査線間隔Ｓを生成するのに十分なように、隣接する光源２４の副走査間隔を低減することが必要である。複数の光源５０を有する走査システムでは、走査方向Ｘでの点配列４０の長さが大きくなり得る。

図２１は、１走査線５２につき３個の光源を使用して１８本の走査線５２を生成するように照射する、平行した３行に構成された２４個の光源２４を有する配列４０によって生成される点５０の格子ジオメトリを示す。この例では、点配列の主走査（in-scan）長５７は、走査中のスワスの副走査幅と比較して大きい。

図２２は、図２３に示すよりコンパクトな格子を生成するように、図２１に示す配列／格子を再構成する方法を示す。図２２において２００と記される点線輪郭線内の合焦点に対応する光源は、光源配列４０上で再配置され、それによって、これら光スポット５０を２０１と記される点線輪郭線内に示される位置に再配置する。同様に、２０２と記される点線輪郭線内の光スポット５０に対応する光源２４も再配置され、それによって、これら光スポット５０を点線輪郭線２０３内に示される位置に再配置する。この例では、光源２４を平行した３行ではなく平行した５行に構成することによって、走査方向Ｘでの光源配列４０の全体長がより小さな寸法５８に低減される。より一般的には、光源配列４０の中心から離れた光源２４を、配列の中心によって近い配列の反対側の空き位置に再配置するこの方法によって、副走査／プロセス方向Ｙでの配列の幅を増大させることなく、光源配列４０及び結像点配列の両方の全体長が低減される。

その結果生成される図２３の好ましいコンパクト格子は、外接する矩形によって決まる光源配列の面積を大幅に低減し、それによって、単一のウェハから製造できるレーザ配列数を増大させると共に、各レーザ配列を製造するコストを低減することができる。コンパクト光源格子はまた、物体フィールドと、走査システムが十分に補正された像を生成することが要求される像フィールドとの主走査方向幅を低減する。図２３において、１走査線当たり３つのビームを提供するコンパクトシステムの例で像フィールドの幅が、従来の１次元光源配列を使用する１走査線当たり１つのビームを提供する同様のシステムでの像フィールドの幅よりもわずかに大きいだけであることが明らかである。

本発明のこの実施形態を、１走査線５２当たり複数の光源を有する光源配列４０を有する走査システムの例を使用して説明したが、この実施形態は、１走査線当たり単一の光源があるレーザ配列を有する走査システムにも等しく適用される。

本発明のこのようなシステムへの適用は、１次元光源配列を２次元光源配列に変形し得る。

図２４は、３０μｍ辺の単位セルを有する正方形の格子を有する５４個の要素の光源（エミッタ）配列によって生成される合焦点配列を示す。この合焦点ジオメトリは、各印刷ピクセルを３個の光源２４で照射しながら、１スワス５４当たり１８本の走査線５２を印刷する。最も外側のエミッタ行の端は「折り返され」てよりコンパクトなエミッタ配列が作られ、走査レンズの視野の必要とされる主走査幅を低減することに留意されたい。

図２５は、エミッタ格子の単位セルが３０μｍ辺の等辺三角形である合焦点のコンパクト配列を示す。図２４と同様に、最も外側のエミッタ行の端は折り返されて、全体配列の寸法及び走査レンズの必要とされる視野を低減する。

上述した本発明のすべての実施形態は、単一プリンタ／印刷器において一緒に実現可能なことを理解されたい。本発明の実施形態は、コピー機、ファックス機、デジタル印刷機、オフセット印刷のプレートセッタ、フィルムダイレクトレーザスキャナ、レーザ走査ディスプレイ、並びに他の印刷及び表示の装置に適用することが可能である。

本発明の実施形態は印刷に有用であるが、本発明者等は、本発明の他の実施形態が、媒体を横切って光を走査する他の技術分野に有用であることを見越して認識した。このような技術分野は電子回路の製造である。電気回路又は半導体素子の製造に使用されるいくつかのシステムは、フォトレジストが塗布された基板上に光を走査して、基板上に照射による走査線を生成し、それから化学反応、エッチング又は堆積プロセスによって基板を処理する（例えば、フォトリソグラフィ処理）。回路を適宜製造できるように、最小露光エネルギー密度が基板上の光に要求され得る。光源の配列４０を使用して、基板上において走査線を生成することによって、個々の光源のパワー出力を増大する必要なく、走査線を生成することができる速度を増大させることができる。

基板上に生成すべき各走査線に複数の光源を利用できるようにすることで、走査線のジオメトリ、ひいては結果生成される回路のジオメトリを制御することができる。この制御は、プリンタに関連して上述した方法と同じように又は同様に行うことができる。すなわち、基板上への走査線の生成に使用できる複数の光源によって生成される光学的出力を制御することによって、走査線ジオメトリを制御することができる。プリンタに関連して考察した走査湾曲等のアーチファクトも、電気回路の基板上において走査線を生成する場合に発生する恐れがあり、このようなアーチファクトも同じ又は同様の方法で補正することができる。

プリント回路又はいくつかの種類の半導体構造を（例えば、フォトリソグラフィによって）製造することは、印刷の一形態とみなすことができる。

本発明の実施形態が有用な別の技術分野は、光を、媒体を横切って走査するディスプレイの分野、通常はラスタ走査光ビームを使用して情報及び画像を表示する反射型ディスプレイスクリーン、透過型ディスプレイスクリーン、又は燐光ディスプレイスクリーン（phosphorescent display screen）の分野である。レーザプリンタについて上述した方法と殆ど同じようにして、このようなディスプレイスクリーンは、表示画面を横切って光スポットを走査し、表示画像を生成する走査線を形成することが多い。本発明の一実施形態では、光源の２Ｄ配列からの光が、Ｘ方向及びＹ方向における反射型又は透過型表示画面を走査し、それによって、情報を表示するラスタ画像を形成するようになっている。

本発明の一実施形態によるプリンタを概略的に示す図である。 図１のプリンタと併せて使用される、本発明の一実施形態による光学系を概略的に示す図である。 図２の光学系の概略斜視図である。 本発明の一実施形態による光源の２次元配列を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、８本の走査線を生成するように照射する３行になった２４個の光スポットの配列を概略的に示す図である。 ８本の走査線を生成するように照射する８つの光スポットの従来技術による１次元配列を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によって補正することができる共通モード走査湾曲を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によって補正することができる正の歪みによる差を有する走査湾曲を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によって補正することができる負の歪みによる差を有する走査湾曲を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によって補正することができる部分的に補正された歪みによる差を有する走査湾曲を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による走査湾曲の補正に使用することができる３つの光スポットの軌跡を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によって補正することができる走査線の隣接するスワス間の走査線間隔の誤差を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、すべての光源がアクティブな状態で１インチ当たり２４００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、１８個の光源がアクティブな状態で１インチ当たり１２００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、１２個の光源がアクティブな状態で１インチ当たり８００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、９個の光源がアクティブな状態で１インチ当たり６００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、すべての光源がアクティブな状態で１インチ当たり２４００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、すべての光源がアクティブな状態で１インチ当たり１２００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、すべての光源がアクティブな状態で１インチ当たり８００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、すべての光源がアクティブな状態で１インチ当たり６００本の走査線を生成するように照射される３６個の光源の格子を概略的に示す図である。 １走査線当たり３個の光源がある状態で３行になった、本発明の一実施形態による５４個の光源の格子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による、図２０に示す格子の再構成を概略的に示す図である。 １走査線当たり３個の光源がある状態で５行になった、本発明の一実施形態による５４個の光源の格子を概略的に示す図である。 １走査線当たり３個の光源がある状態で１８本の走査線を生成するように照射される、本発明の一実施形態による５４個の光源の格子を概略的に示す図であり、光源は正方形の単位セルを使用して構成される。 １走査線当たり３個の光源がある状態で１８本の走査線を生成するように照射される、本発明の一実施形態による５４個の光源の格子を概略的に示す図であり、光源は三角形の単位セルを使用して構成される。

Claims (30)

1. 光源の２次元配列と、該光源から発せられる光を媒体上において走査して、該媒体上に複数の走査線を生成するように構成される走査装置とを備える装置であって、前記光源及び前記走査装置は、複数の光源を使用して前記複数の走査線の各走査線を生成できるようになっている、装置。
2. 各走査線は複数のピクセルで構成され、前記複数の光源のそれぞれを使用して、前記各走査線の各ピクセルを生成することができる、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置はプリンタであり、前記走査線が生成される前記媒体は感光面を含む、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記光源の２次元配列は２次元配列の垂直キャビティ面発光レーザを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記光源によって生成される光の光学的出力を制御するコントローラを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記コントローラは、使用に際して、前記複数の走査線のそれぞれの生成に使用できる前記複数の光源のうちの少なくとも２つが、前記複数の走査線の前記それぞれの生成に使用されるように前記光源を制御するようになっている、請求項５に記載の装置。
7. 前記コントローラは、前記複数の光源のうちの前記少なくとも２つのそれぞれに制御信号を供給するように構成され、該制御信号は略同じデータ内容を有し、互いに時間シフトされる、請求項６に記載の装置。
8. 前記光源の２次元配列は、前記媒体上への走査線の生成に使用できる前記複数の光源のそれぞれを使用して、前記走査方向を横断する方向において互いに異なる位置を有するように各光スポットを前記媒体上に生成することができるように、前記走査方向を横断する方向に延在するようになっている、請求項５に記載の装置。
9. 前記コントローラは、前記媒体に入射する前記走査線を生成するのに使用される前記複数の光源のそれぞれからの光の量を制御して、（ｉ）前記走査方向を横断する方向における走査線の位置及び（ｉｉ）前記走査線の湾曲のうちの一方を制御するようになっている、請求項７に記載の装置。
10. 前記コントローラは、前記複数の光源のうちの１つのみが１度に光を発しているように、前記走査線の生成に使用される前記複数の光源を制御するように構成され、発している前記光源は、所望の前記走査線位置に最も近い光スポットを生成する前記複数の光源のうちの光源である、請求項９に記載の装置。
11. 前記光源及び走査装置は、前記光源のうちの１つ又は複数のものによって構成される複数の群を使用して、前記媒体上に複数の各走査線を生成することができるように構成され、前記コントローラは、（ｉ）アクティブな光源の群の数を制御することによって、生成される走査線の数を制御すること、及び（ｉｉ）データ信号を光源群に送って走査線を生成することのうちの一方を行うように構成され、前記データ信号は、前記複数の走査線の別の線を生成する別の光源群に送られるデータ信号と略同じデータ内容を有し、それによって、前記プリンタが印刷可能なアドレス指定能力よりも低いアドレス指定能力で印刷する、請求項５に記載の装置。
12. アクティブな光源の数を制御することによって、生成される走査線の数を制御することを含む、請求項１１に記載の装置。
13. 走査線の生成に使用される１つ又は複数の光源にデータパケットを送ることによって、前記プリンタの印刷解像度を低減することを含み、前記データパケットは、前記複数の走査線の別の走査線の生成に使用される１つ又は複数の他の光源に送られるデータパケットと同じデータ内容を有する、請求項１１に記載の装置。
14. 前記配列は１次元配列である、請求項１０に記載の装置。
15. 光源の２次元配列と、該光源から発せられる光を感光面上において走査するようになっている走査装置とを備えるプリンタにおいて印刷する方法であって、前記光源及び前記走査装置は、複数の光源を使用して走査線を生成することができるように構成され、該方法は、前記光源の２次元配列からの光を、前記感光面を横切って走査することであって、該感光面上に複数の走査線を生成する、走査することを含む、方法。
16. 前記複数の走査線の前記それぞれを照射するのに使用することができる前記複数の光源のうちの少なくとも２つを使用して、前記複数の走査線のそれぞれを照射すること、及び前記複数の光源のうちの前記少なくとも２つのそれぞれが制御信号を受け取ることを含み、該制御信号は略同じデータ内容を有し、互いに時間シフトされる、請求項１５に記載の方法。
17. 制御信号を前記複数の光源に送ることであって、該複数の光源によって生成される前記走査線の領域の照射量を制御する、送ることを含む、請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 前記制御信号は、前記複数の光源のそれぞれを、（ｉ）オフ、（ｉｉ）最大光学パワー出力、及び（ｉｉｉ）オフと最大光学パワー出力との間の中間にある少なくとも１つの光学パワーレベルの１つのうちの１つにさせる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記光源の２次元配列は、前記媒体上への走査線の生成に使用できる前記複数の光源のそれぞれを使用して、前記走査方向を横断する方向において互いに異なる位置を有するように各光スポットを前記感光面上に生成するようになっている、請求項１５に記載の方法。
20. 前記感光面に入射する前記走査線の生成に使用される前記複数の光源のそれぞれからの光の量を制御することによって、前記走査方向を横断する方向において走査線の位置を制御することを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記走査線に沿った前記光源の前記各光スポットの位置に応じて、前記複数の光源のそれぞれから発せられる光の光学的出力を変更することによって、前記走査線の湾曲を制御することを含む、請求項１９に記載の方法。
22. 前記プリンタの走査湾曲（scan bow）を補正することを含み、前記プリンタの前記光源及び前記走査装置は、走査線の生成に使用される前記複数の光源が、前記プロセス方向においてオフセットされる光スポットを生成するように構成され、前記方法は、フォーマットの位置に応じて前記プロセス方向における前記感光面の照射量の分布を調整することによって、前記複数の走査線のうちの少なくとも１つの位置を走査中に動的に制御することを含む、請求項１５に記載の方法。
23. 前記プリンタによって生成される走査線（５４）のスワス間の印刷アーチファクトを低減することを含み、前記プロセス方向における前記感光面（１０）の照射量の分布を調整することによって、走査中に前記複数の走査線（５４）のうちの少なくとも１つの位置を制御することを含む、請求項１５に記載の方法。
24. プリンタの前記印刷アドレス指定能力を制御する方法であって、前記プリンタは、光源の配列と、該光源から発せられる光を感光面上において走査するようになっている走査装置とを有し、前記光源及び前記走査装置は、該光源のうちの１つ又は複数から成る複数の群を使用して、前記感光面上に複数の走査線をそれぞれ生成できるように構成され、該方法は、異なるデータ信号を前記複数の光源群のそれぞれに送らないことであって、印刷像を生成し、それによって、前記プリンタが印刷可能なアドレス指定能力よりも低いアドレス指定能力で印刷する、送らないことを含む、方法。
25. アクティブな光源の数を制御することによって、生成される走査線の数を制御することを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 走査線の生成に使用される１つ又は複数の光源にデータ信号を送ることによって、前記プリンタの印刷アドレス指定能力を低減することを含み、前記データ信号は、前記複数の走査線の別の走査線の生成に使用される１つ又は複数の他の光源に送られるデータ信号と同じデータ内容を有する、請求項２４又は２５に記載の方法。
27. 走査線のスワスを生成するようになっている光源の配列であって、使用に際して、走査装置において、
    前記配列は光源のラインを備え、該光源のラインは、該ラインの方向において少なくとも第１の距離だけ離れた光スポットの対応するラインを生成するように構成され、前記光源のラインは、前記第１の距離よりも小さい走査方向を横断する間隔で走査線のスワスを生成するように前記走査方向に対して斜めであり、該配列は、前記走査方向において斜めになった複数の光源ラインを有し、光源は、使用の際に、２つ以上の光源ラインからの光源からの光によって同じ走査線が走査されるように、該同じ走査線上にある少なくとも第１の光源ライン及び第２の光源ラインからのものであり、各走査線は専用の同数の光源を有し、該配列の長手方向長さは、仮にあらゆる光源ラインが前記スワスの各走査線の光源を有する場合よりも短く、該配列はそれに代えて、走査線の数よりも少数の光源を有する少なくとも２つのより短い光源ラインを有し、１走査線当たりの光源の数よりも多数の光源ラインがある、配列。
28. 前記配列は、概して矩形の周囲エンベロープを有し、各走査線に１個又は略その数の光源を有する少なくとも１つの長い光源ラインと、少なくともいくつかの短い光源ラインとが、前記概して矩形の配列の角領域に配置され、
    前記長い光源ラインは、概して前記矩形エンベロープの１つの角領域から前記エンベロープの対角線上に対向する角領域に延在し、前記短い光源ラインは、前記エンベロープのその他の２つの対角線上に対向する角領域に配置される、請求項２７に記載の配列。
29. 前記配列は、Ｙ本の走査線のスワスを生成するようになっている光源の２次元配列であり、光源の複数の平行した行を含み、該行内の各光源は前記走査線のスワス内の異なる走査線を生成するように構成され、前記複数の行の第１の行は、前記スワスのｎ本の走査線の第１の部分集合を生成するようになっているｎ個の光源を含み、前記複数の行の別の行は、前記第１の部分集合と相互に排他的な前記スワスのＹ本〜ｎ本の走査線の第２の部分集合を生成するようになっているＹ個〜ｎ個の光源を含む、請求項２７に記載の配列。
30. ２次元配列の垂直キャビティ面発光レーザと、
    前記垂直キャビティ面発光レーザから光を受け取ると共に、感光面上に光スポットの配列を形成する光学手段と、
    前記光スポットの配列を、前記感光面を横切って走査して、該感光面上に複数の走査線を生成するようになっているポリゴンミラーと
    前記垂直キャビティ面発光レーザによって生成される光の光学的出力を制御するコントローラと
    を備える、プリンタであって、
    前記垂直キャビティ面発光レーザ及び前記ポリゴンミラーは、複数の垂直キャビティ面発光レーザを使用して、前記複数の走査線の各走査線を生成することができるように構成され、前記コントローラは、前記複数の垂直キャビティ面発光レーザのうちの少なくとも２つのそれぞれに制御信号を供給するように構成され、該制御信号は、前記複数の垂直キャビティ面発光レーザのうちの前記少なくとも２つを使用して前記媒体の同じ部分を照射することによって、前記走査線が生成されるように、互いに時間シフトされた等価なものである、プリンタ。

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