JP4015732B2 - ラスタ出力スキャナ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ラスタ出力スキャナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式マーキング法は、一様に帯電した感光体を原文書の光像にさらし、感光体を放電させて感光体の表面に原文書の静電潜像を生成し、潜像にトナーを選択的に付着させ、得られたトナーパターンを感光体からコピー用紙などの像支持体へ直接に、または中間転写工程のあと像支持体へ間接的に転写することによって、文書を複写または印刷する周知の方法である。転写後、トナー粉末像は熱および（または）圧力を用いて像支持体へ定着させ、像を永久的に固着させる。最後に、感光体の表面から残留トナーを除去した後、別の像を生成する準備として感光体を再び帯電させる。
【０００３】
電子写真式マーキング法に使用する幾つかの露光装置が開発されたが、広く使用されている露光装置はラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）である。ラスタ出力スキャナは、レーザービーム発生源、レーザービームが像情報を含むようにレーザービームを変調する手段（レーザーダイオードの場合のように、発生源自体をオンオフさせる動作でもよい）、１つまたはそれ以上の鏡面をもつ回転ポリゴンミラー、レーザービームを平行光線にする前置ポリゴンレンズ、レーザービームを合焦して感光体表面上に明確な輪郭のスポットを生成し、かつポリゴン動揺として知られる機械的誤差を補償する後置ポリゴンレンズ、およびスキャナハウジング全体の物理的サイズを減らすための１個またはそれ以上の折返しミラー、から成っている。レーザービーム発生源、変調器、および前置ポリゴンレンズはポリゴン鏡面へ向ける平行レーザービームを生成する。ポリゴンが回転すると、ポリゴン鏡面で反射されたビームは後置ポリゴンレンズを通過し、折返しミラーによって向きが変えられ、帯電した感光体の表面に沿って掃引する合焦スポットを生成する。感光体は走査線に直角な方向に移動するので、スポットは感光体表面をラスターパターンで掃引する。スポットの位置に従ってレーザービームを適当に変調することによって、所望の潜像を感光体上に生成することができる。
【０００４】
ラスタ出力スキャナの中には１つ以上のレーザービームを使用するものがある。複数レーザービーム方式は、もし個々のレーザービームがラスタ走査線を平行に一定の解像度で露光すれば、より高い全処理速度を得ることができるし、あるいはもし個々のレーザービームが複数のラスタ走査線を同一処理速度で露光すれば、より高い解像度を得ることができるので有利である。複数のレーザービームは、１つのビームを複数の通路に光学的に分割し、各成分を個々に変調することによって生成することもできるし、あるいは複数の独立したレーザービーム発生源を装備することによって生成することもできる。一般に、複数のレーザービーム発生源を使用するラスタ出力スキャナは狭い間隔のビームをもつ平行経路構造を有する。平行な、狭い間隔のレーザービームは、同一ポリゴン面、同一後置ポリゴンレンズ、および同一ミラー装置を共用するように配列することができるので有利である。これは、光学部品の製造差によって生じる相対的ミスアライメント誤差を最小にする傾向がある。
【０００５】
本発明の理解を助けるために、幾つかの追加要因を理解すべきである。最初に、電子写真式印刷法には、走査線ジッターとして知られる現象が存在する。走査線ジッターとは、連続するラスタ走査線内の画素が相互に正確に整列していないことをいう。走査線ジッターを減らす一助として、潜像領域のすぐ前の走査線経路内に光検出器を配置して、連続する走査について正確なデータクロック位相整合を達成するのが一般的である。これは一般に走査開始検出と呼ばれる手法である。レーザービームが光検出器を横切ると、高速走査開始遷移が生成される。この走査開始遷移はレーザービームを変調するデータストリームの位相を制御する画素クロックを初期化するのに使用される。第２に、高品質の複数レーザービーム像形成装置においては、得られた潜像が一様に露光されるように、個々のレーザービームが同じ光束を感光体に送ることが重要である。各装置は同じ動作電流でも若干異なる特性（たとえばレージングしきい値や効率）を有するので、独立したレーザービーム発生源を用いて一様な露光を達成することは難しい。それに加えて、異なる動作温度での挙動や、異なるレーザービーム発生源に対するエージングの効果がまったく違うことがある。従って、個々のレーザービームによって与えられる有効露光を動的に調節できることが重要なことがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ほとんどの従来の走査開始検出器は、感光体の平面から短い距離をおいて上流に配置されたスプリット光検出器を使用する差動検出を用いている。たとえ走査線がこの位置で少し焦点が合っていなくても、差動スプリット光検出器構成は同相分排除を使用して全ビーム強度の変動を補償することにより、タイミングの正確さを維持する。しかし、要求された高い応答速度のために、差動スプリット光検出器構成は、通常、他の電子サブシステムからかなり離して配置したローカル電子回路部品を組み入れている。その結果、走査開始検出器の電子部品のために特殊な電気ハードウェアハーネス、コネクタ、および特殊な取付け構造が必要になることが多い。これらの多くの困難を避ける１つの代案は、低コストのプラスチック製光パイプまたはマルチモード光ファイバーを使用して、光を感光体の近くから関連光検出回路にとって望ましい場所へ送ることである。この代案においても、依然としてビーム強度の変動に敏感でない検出方法が必要である。さらに、マルチモード光パイプは像面内の典型的なスポットより断面がかなり大きいので（５００〜７００μｍ対４３μｍ以下）、光束が光検出器に達する時間によって、光はかなり拡散する。
【０００７】
走査開始信号の生成と複数のレーザービームの強度の調整は、それぞれに別個の光検出器と別個のプリアンプを用いて独立に行うことができるが、このやり方では、システム全体の信頼性が低下するほか、コスト、製造および組立の費用がかなり増加する。従って、単一光検出器を使用して走査開始検出と複数レーザービーム装置の動的ビーム強度調整を行う手法は有利であろう。さらに、光ファイバと一緒に使用することができる上記の手法はより一層有利であろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の原理は、単一光検出器システムを使用して走査開始検出と、複数レーザービームの動的ビーム調整の両方を行う。本発明の原理に従ったラスタ出力スキャナは複数のレーザービームを発生する複数のレーザービーム発生源、走査経路に沿ってレーザービームを掃引する１個またはそれ以上の反射鏡面をもつ回転ポリゴン、および複数のレーザービームから光束を受け取り、光束をビーム依存電流に変換する光検出器を備えている。ラスタ出力スキャナは、さらに、ビーム依存電流から走査開始信号を生成するビーム強度回路と、少なくとも２つのレーザービームの露光パワーの差の測度である電気出力信号を生成するビーム強度回路を備えている。本発明の原理に従ったラスタ出力スキャナは、掃引中のレーザービームの光束の一部を集めるため走査経路内の所定の場所に置かれた受光端と、レーザービームの光束を光検出器に向ける光出口端をもつ光ファイバーを備えていることが好ましい。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を参照して発明を詳しく説明するが、諸図面において類似した構成要素は同じ参照番号で示してある。また本文は図面に対する方向の記号（右、左、上、下など）を含んでいるが、これらの方向の記号は本発明の理解を助けるためであり、発明を限定しない。
【００１０】
図１は、原始ドキュメントを生成するように設計された電子写真式プリンタ８を示す。本発明の原理は上記プリンタにおいて使用する場合にうまく適合するが、他の装置において使用する場合にもうまく適合する。従って、本発明は図１に示した特定の実施例または図示した特定の応用に限定されないことを理解されたい。
【００１１】
プリンタ８は矢印１２の方向に進行するアクティブマトリックス（ＡＭＡＴと略す）感光体１０の形をした、光導電性表面をもつ電荷保持部材を備えている。感光体１０は駆動ローラー１４とテンションローラー１６，１８に掛け渡されており、駆動ローラー１４は駆動モーター２０によって回転される。
【００１２】
感光体１０が進行すると、その各部分は以下に説明する処理部を通過する。便宜上、像領域と呼ばれる感光体の単一区間を同一として扱う。像領域は種々の処理部によって処理され、トナー層を生成する感光体の一部分である。感光体１０は多くの像領域をもつことがあるが、各像領域は同じやり方で処理される。従って、１つの像領域の処理について説明すれば、プリンタ８の作用は十分に明らかになるであろう。
【００１３】
感光体１０が進行すると、像領域が帯電部Ａを通過する。帯電部Ａでは、コロナ発生スコロトロン２２が像領域を比較的高いほぼ一様な電位（たとえば−５００ボルト）に帯電させる。像領域を負に帯電させるとして説明するが、プリンタの他の関連区間の電圧レベルと極性を適切に再修正することにより、像領域を正に帯電させることもできる。スコロトロン２２と他の構成要素には正常な動作に必要な電力が供給されることを理解されたい。
【００１４】
帯電部Ａを通過した後、感光体１０は露光部Ｂへ進む。露光部Ｂでは、帯電した像領域がデュアルレーザーダイオード式ラスタ出力スキャナ２４によって露光される。ラスタ出力スキャナ２４は複数（２）のレーザービームで像領域をラスタ走査し、第１カラー（たとえば黒）の静電潜像を形成する。図１および図２のレーザーダイオード１５０，１５１は個別に変調され、独立した別個の走査線をラスタ状に生成する。次にラスタ出力スキャナ２４の種々の特徴をより詳細に説明するが、ラスタ出力スキャナ２４は、どちらかの発生源から集めた光束が光ファイバー１０２でセンサネットワーク１０６へ案内されるようにレーザービーム１０３，１０４の経路に計画的に配置された光ファイバー１０２を備えていることを理解されたい。センサネットワーク１０６は検出した光束から次に説明するやり方で走査開始信号１０８とビーム強度差信号１１０を発生する。センサネットワーク１０６は、さらに、ダイオード選択信号１１２を発生する。センサネットワーク１０６とイメージデータソースからの信号がレーザー駆動回路１５２を制御する。レーザー駆動回路１５２は望ましい像を表現する調時されたデータストリームを、レーザーダイオード１５０，１５１を励起する電流の形で与える。
【００１５】
露光部Ｂを通過した後、露光された像領域は搬送されて第１「放電領域現像」部Ｃを通過する。ここで、黒トナー粒子から成る負に帯電した現像剤２６が像領域の上に運ばれる。現像剤は像領域のより低い負の放電した部分へ吸引され、より高い負の非露光部分によって反発される。その結果、像領域上に、第１静電潜像に相当する第１トナー層が生じる。この分野の専門家は、本発明が「帯電領域現像」のケースにも応用できること、そして図１にＣ，Ｆ，Ｇ，Ｈの符号で示した現像装置が溶液中に懸濁したトナー粒子を感光体１０の表面へ運ぶように設計されていることを理解されるであろう。しかし、本発明は図示した特定の実施例に限定されないことをはっきり理解されたい。
【００１６】
第１現像部Ｃを通過した後、像領域は転写定着モジュールＤへ進む。転写定着モジュールＤは、感光体の表面と共に第１転写ニップ２９を形成する正に帯電した転写定着部材２８（図１に示すようにベルトでもよいし、ドラムでもよい）を有している。第１転写ニップ２９は感光体１０と転写定着部材２８の表面との間の第１加圧領域に特徴がある。感光体上の負に帯電したトナー層は転写定着部材２８の正電位によって吸引される。
【００１７】
第１トナー像が転写定着部材２８へ転写された後、像領域は清掃部Ｅへ進む。清掃部Ｅはハウジング３２の中にある１個またはそれ以上の清掃ブラシを使用して感光体１０の表面から残留現像剤や他の残留物を除去する。
【００１８】
次に第２カラー（例えば、イエロー）の現像剤について、像領域は、帯電、露光、現像、転写、および清掃の順序で再び処理される。帯電部Ａは像領域を再帯電させ、露光部Ｂは再帯電された像領域を第２カラー（イエロー）の複合像の光学的ラスタ表現で照明し、第２の静電潜像を形成する。次に像領域は第２現像部Ｆへ進み、そこでイエロートナー粒子からなる負に帯電した現像剤３４が像領域の上に第２静電潜像に相当するパターンで付着される。像領域と付着したトナーパターンは転写定着モジュールＤへ進み、そこで第２カラーのトナーが第１トナー層に重ねられ、整合された状態で転写定着部材２８へ転写される。
【００１９】
像領域は再び清掃部Ｅによって清掃される。続いて、第３カラーの現像剤３６（たとえばマゼンタ）については現像装置Ｇを使用し、第４カラーの現像剤３８（シアン）については現像装置Ｈを使用して、帯電、露光、現像、転写、清掃の順序で再び処理が繰り返される。
【００２０】
転写定着部材２８は転写定着ローラー４０と転写ローラー４４の間に掛け渡されている。転写定着ローラー４０はモーター（図示せず）によって一定速度で駆動されるので、転写定着部材２８は矢印４６の方向に感光体１０と同じ速度で進む。機械的同期を維持し、かつ種々のトナー像を転写定着部材２８へ正しく整合し、転写するために、連続する像領域間の間隔が転写定着部材２８の周辺長さとマッチするように調節される。
【００２１】
図１の説明を続けると、転写定着モジュールＤは矢印５８の方向に回転するバックアップローラー５６を有する。転写定着ローラー４０に向かい合ったバックアップローラー５６は、転写定着部材２８と共に第２ニップすなわち転写定着区域を形成している。コピー用紙などの像支持体６０が転写定着ゾーンを通過するとき、転写定着部材２８上の複合トナー層は、転写定着ローラー４０から直接伝わる熱のほかに、輻射予備ヒーター６１または伝導予備ヒーター６２からの蓄積熱エネルギーによって加熱される。ニップ内の加熱と加圧との組合せによって、複合トナー層が像支持体に定着され、永久的なカラー像ができる。
【００２２】
本発明はラスタ出力スキャナ２４と最も密接な関係がある。図２に示すように、レーザービーム１０３，１０４を発生するラスタ出力スキャナ２４のレーザーダイオード１５０，１５１は、それぞれ、データソース・レーザードライバ１５２（レーザー出力スキャナ２４から物理的に遠隔にあってもよい）からのイメージデータに従って変調される。データソース・レーザードライバ１５２からのイメージデータは、入力スキャナ、コンピュータ、ファクシミリ装置、記憶装置、あるいは多くの他のイメージデータソースのどれが源であってもよい。データソース・レーザードライバ１５２の目的は、望ましい静電潜像が感光体上に一様な露光で正確に整合して組み合わされるように、変調された駆動電流でレーザーダイオード１５０，１５１を励起することである。レーザーダイオード１５０，１５１からの出力光束は光学素子１５４によって平行光線にされ、折返しミラー１５６によって反射され、円筒形ミラー１６０によって回転ポリゴン１５８の鏡面１５７の上に合焦される。回転ポリゴン１５８の鏡面はビームを反射し、反射されたビームは走査レンズ素子１６２，１６４によって合焦され、感光体１０の表面（図１参照）上で明確な輪郭のスポットになる。
【００２３】
ポリゴン１５８が回転すると、合焦スポットは感光体１０の表面に平行なラスタ走査線を描く。走査の開始時にレーザービーム１０３，１０４からの光束を集めるため、光ファイバ１０２の入力端１６６が走査経路内に置かれている。光ファイバ１０２はインターセプトした光束をセンサネットワーク１０６へ伝送する。レーザービーム１０３，１０４によって形成された走査線は十分に近接していること、そして光ファイバ１０２の幾何学的サイズおよび形状に比べて十分に小さい合焦スポットは一緒に入力端１６６で捕捉されることに注目されたい。
【００２４】
図３は、センサネットワーク１０６の機能要素を示すブロック図である。光ファイバ１０２の出力端から出てきた光束は高速光検出器１７０に向けられることを理解されたい。光検出器１７０は入射した光束を光電流に変換し、光電流は増幅器１７２によって増幅され、バッファされる。増幅器１７２の出力は、サンプル・ホールド回路１７４と走査開始検出器回路１７６へ加えられる。センサネットワーク１０６はさらにダイオード選択ネットワーク１７８、ポリゴン位置シーケンシャル回路１８０、およびＡＣ増幅器１８２を有している。
【００２５】
この時点で、種々の設計要因によっては、本発明の原理は多くのやり方で具体化できることに注目されたい。走査開始のタイミング差が存在しないように、レーザービームは大きさが決められ、整列されており、そして光ファイバ１０２の入力端１６６のジオメトリの形状が決められていることは当然のことと仮定する。すなわち、測定可能な走査線を動かさずに、どちらかのレーザービームを使用して走査開始信号を生成することができるであろう。さらに、ポリゴン鏡面の数は既知であり、ポリゴンの回転に同期したワンスアラウンドパルスの形をした同期化信号はポリゴン位置シーケンシャル回路によって得られ、そして入力端１６６と交差する連続する走査間の概略の遅延時間は既知であると仮定する。これらの仮定により、走査順序の適当な時間に、ダイオード選択ネットワーク１７８は、走査開始信号を生成するのに必要な光束を提供するために一方のレーザービーム（たとえばビーム１０３）を使用可能にする。ダイオード選択ネットワーク１７８は、レーザー駆動回路１５２にレーザーダイオード１５０を励起するため（しかしレーザーダイオード１５１を励起させない）ライン１１２上にダイオード選択レベルを送る。レーザービーム１０３の光束が光ファイバ１０２の入力端１６６によって捕捉されると、光検出器１７０は光電流応答を生成し、その光電流は増幅器１７２によって増幅され、バッファされる。サンプル・ホールド回路１７４は、ポリゴン位置シーケンシャル回路１８０の次のサイクルによって更新されるまで、増幅器１７２のピーク電圧振幅を最小限度のドループで一時的に格納するように構成されている。サンプル・ホールド回路１７４の出力電圧の小さい周期的なシフトはＡＣ増幅器１８２によって増幅される。
【００２６】
この同じ時間間隔の間、走査開始検出器回路は増幅器１７２の出力波形に応答する。光ファイバ１０２の入力端１６６は走査スポットに比べてかなり大きいので、時間に関してプロットした増幅器１７２からの出力電圧波形はかなり幅が広い。図４に、増幅器１７２からの信号の代表的なプロットを示す。図４において、実線のトレース１９０の電圧プロフィールはレーザービーム１０３に応じた増幅器１７２の信号出力を表しており、点線のトレース１９４によって示された電圧プロフィールはレーザービーム１０４に対する応答であると仮定する。走査開始信号を生成する好ましい状態は、電圧波形の後縁がしきい値基準電圧すなわちトリップ点１９２を横切るときである。
【００２７】
好ましい実施例において、タイミングの不確実さを最小限度にするために、図４に示した電圧波形の後縁の最も急な部分と一致するように基準電圧が選定される。この分野の専門家は基準電圧の選定に幾つかの要因が関係していることを理解されるであろう。最初に、電圧波形の前縁と後縁の勾配はラスタ像形成面に対する光ファイバ１０２の入力端１６６の相対的位置によって著しく影響される。前に言及したように典型的なＲＯＳ像形成装置において、大部分の従来の走査開始検出器は、たとえ走査線がこの点で焦点が合っていなくても、感光体の平面から上流に短い距離をおいて配置されたスリット光検出器を使用する差動検出を用いている。従って、もし光ファイバ１０２の入力端１６６がスリット光検出器の場所に置かれれば、焦点が合っていない状態は図４に示した電圧波形の前縁と後縁の勾配を減らす。従って、従来の方法と同様に、検出孔がスキャナの標準焦点深度限界の外にあると、タイミングの不確実さは増大する。
【００２８】
合焦スポットが対称ガウスプロフィールをもつとみなすことができる高品質走査装置の場合、図４の電圧の前縁および後縁対時間波形は、理論上、ガウスの一次微係数（最も急な勾配が波形の５０％レベルに一致する）をもつと見なされることは理解されるであろう。これは、必ずしもスポットが固有の波面誤差すなわち歪みによって捩じられたとき、すなわちスポットが光学的干渉による複雑な内部構造を含んでいる時のケースとは限らない。また、入力ビームの不規則部分が遮られたとき（すなわちビームが差動的に遮られたとき）、あるいたは光ファイバ１０２の入力端１６６が過度な汚染または物理的な損傷のせいで光束を入射させる鋭い（直線が好ましい）境界を与えないとき、本発明の精度が低下することは理解されるであろう。図７および図８に、光ファイバ１０２の入力端１６６に明確な輪郭の直線境界を与える方法を示す。図７では、外部不透明光遮蔽板１７７が明確な輪郭の直線境界を生成するが、図８では、光ファイバ自体に設けられた不透明領域１７９が明確な輪郭の直線境界を生成する。
【００２９】
光ファイバ内で失われる光束は無視でき、かつ光検出器は捕捉した光束に比例して迅速に応答すると仮定すると、前縁および後縁の最も急な部分は波形の公称５０％レベルの所に生じるであろう。理論上、光ファイバ１０２の入力端１６６は走査システムの公称焦点深度の範囲内に置かれており、また集光孔は十分に広いので、図４に示した波形の上昇縁と下降縁は約１画素の時間間隔を表し、波形の上部は１〜１０画素の期間の間比較的平らである。
【００３０】
第２に、周囲温度、差動エージング速度、鏡面の損傷、光学面の汚染など、多くの要因がレーザービームの平均光パワーの変化に関わっているので、デュティサイクル加熱やその他の感知できる相互作用に関連する動的変化も存在する。従って、不確実な振幅の同様な電圧波形に関する走査開始タイミングの不確実さを最小限度にするために、基準電圧を、連続する各波形の実際の振幅に比例して動的に調整しなければならない。従来のスリット光検出器システムは、この手法（第１チャンネルを使用して第２チャンネルのための動的基準レベルを設定することにより、入射ビームパワーの変動によるタイミングの不確実さを最小にする）のバージョンと解釈することができる。
【００３１】
好ましい実施例の場合、各走査サイクルのための基準電圧は、リセット可能なパルスストレッチング回路または独立したサンプル・ホールド回路によって順次捕捉される波形のピーク振幅の割合として望ましい基準を設定する受動ネットワークによって、波形の振幅から導出される。理論上、基準値はピーク値の５０％に比例しているはずであるが、通常は種々の回路電圧オフセットやバイアスを補償する準備をしなければならないことは理解されるであろう。図３に戻って、走査開始状態に達し、電圧波形の後縁がしきい値基準値に等しくなると、走査開始検出器はライン１０８上に高速走査開始論理遷移を発生する。その遷移はポリゴン位置シーケンシャル回路１８０へ送られる。ポリゴン位置シーケンシャル回路１８０の１つの機能は決められた走査において使用する特定のポリゴン鏡面を識別することである。たとえば、もしポリゴンが図２に示すように８個の鏡面をもっていて、強度測定用の標準鏡面として鏡面番号１を選定したならば、ポリゴン位置シーケンシャル回路１８０は、鏡面順序を追跡し、ダイオード選択ネットワーク１７８を制御する論理を使用可能にし、増幅器１７２によって送られた関連出力波形ピークを捕捉するサンプル・ホールドシーケンスを開始する。
【００３２】
ポリゴン位置シーケンシャル回路１８０の出力に応答して、ダイオード選択ネットワーク１７８はレーザー駆動回路１５２にレーザーダイオード１５１（レーザーダイオード１５０でない）を励起させるように、ライン１１２上の選択指令を切り換える。従って、増幅器１７２からの次の応答は、標準鏡面番号１から反射されたレーザービーム１０４からの光束によって生じるであろう。サンプル・ホールド回路は、次に、レーザービーム１０４によって生じたピーク応答を抽出し、格納する。その結果、サンプル・ホールド回路の出力は、同一ポリゴン鏡面によって反射されたビーム１０３と１０４に対するピーク電圧応答の間で連続的に切り換わる。
【００３３】
もう一度図４に戻って、トレース１９０，１９４はそれぞれレーザービーム１０３，１０４に関連する波形を表す。図５に示すように、トレース１９４のピークはトレース１９０のピークより少し小さいので、ＡＣ増幅器１８２への入力は、ポリゴンの回転周期の２倍の周期と、レーザービーム１０３と１０４間の露光パワーの差に依存する位相と振幅をもつ低レベルの方形波である。その方形波はＡＣ増幅器１８２によって増幅され、増幅された方形波形がライン１１０上に出力される。ライン１１０上の信号のＡＣ成分が最小になるように、かつ平均ピーク電圧によって表される平均振幅が所定の校正されたレベルラインに維持されるように、周知の回路を使用して、ライン１１０上の信号を用いてレーザーダイオード１５０，１５１を励起する駆動電流の一方または両方を動的に制御することができる。都合のよいことに、受け取った光束の強度を表す直流信号がライン１１３上に出力される。その信号を用いて、レーザーダイオードの光束を所定の校正されたレベルラインに維持することができる。意義深いことに、方形波を生成するため共通の鏡面、光検出器、サンプル・ホールド増幅器、およびＡＣ増幅器を使用しているので、共通モード測定誤差の最も重要な発生源が最小限度になる。電子技術分野の専門家は、発生源を波形ピークに近い高速度で切り換えて、応答の位相と振幅に着目することによって、複数ビームに対する相対的応答を比較することもできることを理解されるであろう。しかし、これは、ビームの厳格な接線方向アライメント（ある種のスキャナ設計においては可能でないかも知れない）を仮定している。ライン１１０上に現れている方形波が制御回路の作用によって最小限度になったならば、トレース１９０，１９４を交互に使用して走査開始しきい値基準電圧を得ることができることは認められるであろう。
【００３４】
以上、相対的タイミング差が存在しないように、すなわち測定可能な走査線を動かさずに、どちらかのビームを使用して走査開始信号を生成することができるように、レーザービーム１０３，１０４はサイズが決められ、整列されていると仮定して、走査開始と複数のレーザービームのビーム強度差の両方を検出する装置および方法について説明した。しかし、本発明は上記の制約によって制限されない。たとえば、もし走査タイミング差が存在するほどレーザービームがオフセットしていれば、データストリームを全画素の適当な数だけシフトさせることによって補償し、そして残留タイミングオフセットを零にするため、どちらかのデータ経路に調節可能なハードウェアタイミング遅れを含めることができるであろう。
【００３５】
しかし、もしビームが適度にうまく整列していれば、代わりの解決策は両レーザーダイオードを励起させて走査開始状態を感知することである。その理由は、両ビームを同時に励起させた場合のしきい値基準値は、いったん同等化されたあとは、どちらかのビーム単独のピーク値にほぼ等しいからである。図６は、増幅器１７２の出力波形のグラフで、レーザービームが接線方向にオフセットしているとき、どのように本発明の原理を使用することができるかを説明するのに役に立つものである。レーザービーム１０３，１０４の接線方向のオフセットがかなり大きい場合には、得られた２つのビームの応答が時間的に十分に離れているので、各ビームを他のビームから妨げられずに処理することができるであろう。本発明のこの実施例においては、レーザーダイオードソースが励起され、連続する走査においてそれらの関連する波形振幅が捕捉される。より遅い応答をもつレーザーソースの場合、波形振幅が捕捉され、検出した波形の後縁に、少し後に走査開始遷移が発生する。より早い応答をもつレーザーソースの場合は、波形振幅が捕捉され、レーザーソースがクエンチされ（quench) 、より遅い応答に関連するダイオードが励起される。その結果、走査開始状態は常により遅いダイオードに対する応答を使用して生成される。
【００３６】
図６（トレース１９０がトレース１９４の前に生じる）に示すように、接線方向オフセットが部分的な波形の重複を生じさせる場合は、従来の走査開始方式は、走査開始出力をトレース１９４の後縁に、またはトレース１９０と１９４間の中間極小点１９６の領域に生成することがあるであろう。中間極小点に近いどの点でも波形の勾配は必ず減少しており、この領域はタイミング基準点としてまずい選択であることを理解されるであろう。従来の方式の場合、最悪のケースは基準しきい値がトレース１９０と１９４の間の極小くぼみとほぼ一致するときであるから、走査開始状態は後縁と中間極小点１９６の間で任意に切り換わる。
【００３７】
本発明の一実施例は、幅の広い極大をもつ波形応答を与える光ファイバ１０２を使用することによってこれらの不確実さを避け、レーザーダイオードソースの高速応答を利用する。より早い応答をもつレーザーソースのクエンチング（quenching ) と、より遅い応答をもつレーザーソースの励起は、ライン１１２上の選択指令によって制御されるので、あるソースの励起から次のソースの励起への遷移の間、走査開始検出器１７６の出力を使用不能にすることによって、交換によって生じた一時的な波形不安定に対し間違って応答するのを避けることは簡単である。たとえば、間違った走査開始状態に対する応答は、交換後にあるデータクロックへ交換を開始する直前から抑制することができる。これは電圧の「突然の異常」や同様な乱れによって生じた論理エラーを無くすため状態マシンの設計において用いられる周知の方法であることを電子技術分野の専門家はすぐわかるであろう。上記の遷移の例は、図４の波形の右側部分（トレース１９０がトレース１９４の後縁１９２へ遷移する）に示してある。幅の広い波形は、ピーク値を捕捉し、間違った応答を抑制しながら、交互の走査においてあるデバイスから次のデバイスへ励起を切り換える十分な時間を提供する。本発明は、レーザーダイオードが励起の変更に対し迅速に応答すると仮定しているが、この分野に精通している者ならば知っているように、これは既にラスタ出力装置における像形成のためのレーザー要求事項である。従って、狭い時間窓の間だけ走査開始回路を使用可能にする簡単なタイミング回路を用いることができるが、本発明の好ましい方法は、正確なタイミング回路を必要とせず、簡単なやり方で複数ビームラスタ出力スキャナ装置へ拡張することができる、より頑丈な解決策を提供する。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を組み入れた電子写真式プリンタの略図である。
【図２】図１の静電写真式プリンタに使用されているラスタ出力スキャナの上面図である。
【図３】図１の静電写真式プリンタに使用する走査開始信号とビーム強度制御信号を生成するセンサネットワークのブロック図である。
【図４】図３のセンサネットワークの動作の説明を助ける電圧遷移を示す図である。
【図５】図３のセンサネットワークからのビーム強度信号を示す図である。
【図６】接線方向オフセットラスタスキャナ装置の応答波形を示す図である。
【図７】光ファイバの入力端に明確な輪郭の直線境界を与える方法を示す斜視図である。
【図８】光ファイバの入力端に明確な輪郭の直線境界を与える別の方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 帯電部
Ｂ 露光部
Ｃ，Ｆ，Ｇ，Ｈ 現像装置
Ｄ 転写定着モジュール
Ｅ 清掃部
８ 電子写真式プリンタ
１０ 感光体
１２ 移動方向
１４ 駆動ローラー
１６，１８ テンションローラー
２０ モータ
２２ スコロトロン
２４ デュアルレーザーダイオード式ラスタ出力スキャナ
２６ 負に帯電した現像剤
２８ 正に帯電した転写定着部材
２９ 第１転写ニップ
３２ 清掃装置ハウジング
３４ 負に帯電した現像剤
３６ 第３カラーの現像剤
３８ 第４カラーの現像剤
４０ 転写定着ローラー
４４ 転写ローラー
４６ 移動方向
５６ バックアップローラー
５８ 回転方向
６０ 用紙
６１ 輻射式予備ヒーター
６２ 伝導式ヒーター
１０２ 光ファイバー
１０３，１０４ レーザービーム
１０６ センサネットワーク
１０８ 走査開始信号
１１０ 差動ビーム強度信号
１１２ ダイオード選択信号
１１３ ライン
１５０，１５１ レーザーダイオード
１５２ データソース・レーザー駆動回路
１５４ 光学素子
１５６ 折返しミラー
１５７ 鏡面
１５８ 回転ポリゴン
１６２，１６４ 走査レンズ素子
１６６ 光ファイバの入力端
１７０ 高速光検出器
１７２ 増幅器
１７４ サンプル・ホールド回路
１７６ 走査開始検出器回路
１７７ 外部不透明光遮断板
１７８ ダイオード選択ネットワーク
１７９ 不透明領域
１８０ ポリゴン位置シーケンシャル回路
１８２ ＡＣ増幅器
１９０ トレース
１９２ トレース１９４の後縁
１９４ トレース
１９６ 極小点
２００ 同期化入力

Claims (3)

1. 第１レーザービームと第２レーザービームとを発生するレーザービーム発生源と、
   少なくとも第１鏡面を有し、前記第１レーザービームと第２レーザービームを走査経路に沿って掃引する回転ポリゴンと、
   前記掃引した第１レーザービームと第２レーザービームから光束を受け取って該光束の強度に依存する電気信号に変換する、単一の光検出器と、
   前記光検出器からの前記電気信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅した電気信号から走査開始信号を生成する走査検出回路と、
   前記増幅した電気信号から、前記第１レーザービームと前記第２レーザービームの強度の差を表す差信号を生成するビーム強度差検出ネットワークと、を備え、
   前記ビーム強度差検出ネットワークは、
   第１期間には前記第１レーザービームを発生し、第２期間には前記第２レーザービームを発生するように、前記レーザービーム発生源の駆動を選択する、単一の選択回路と、
   前記増幅器に接続されて、前記第１期間において前記電気信号をサンプリングして前記第１レーザービームの強度を示す大きさを持つ第１ホールド信号を生成し、前記第２期間において前記電気信号をサンプリングして前記第２レーザービームの強度を示す大きさを持つ第２ホールド信号を生成する、単一のサンプル・ホールド回路とを備え、
   前記サンプル・ホールド回路は、前記第１期間において前記第１ホールド信号を出力し前記第２期間において前記第２ホールド信号を出力するように、該第１期間と第２期間とで切換わる出力信号を生成し、該出力信号は、その交流成分が前記第１レーザービームの強度と前記第２レーザービームの強度との差を表しており、該記出力信号の交流成分を最小にすることによって前記第１レーザービームの強度と前記第２レーザービームの強度との差を最小にでき、
   前記第１鏡面が、前記レーザービームの強度測定の標準鏡面として選定されている、
   ことを特徴とするラスタ出力スキャナ。
2. 請求項１に記載のラスタ出力スキャナにおいて、さらに、前記掃引第１レーザービームと前記掃引第２レーザービームとを遮るように走査経路内に置かれた受光端をもつ光ファイバーを備え、該光ファイバーの光出口端は光束を前記光検出器上に向けるように置かれていることを特徴とするラスタ出力スキャナ。
3. 第１レーザービームを発生する第１レーザーダイオードと、
   第２レーザービームを発生する第２レーザーダイオードと、
   複数の鏡面を有し、前記第１レーザービームと前記第２レーザービームを走査経路に沿って掃引する回転ポリゴンと、
   光束を受け取り、該光束の強度に依存する電気信号に変換する、単一の光検出器と、
   前記掃引第１レーザービームと前記掃引第２レーザービームを遮るように走査経路内に置かれた受光端及び光束を前記感光体上に向けるように置かれた光出口端をもつ光ファイバーと、
   前記光検出器からの前記電気信号を増幅する増幅器と、
   前記増幅された電気信号から走査開始信号を生成する走査検出回路と、
   前記増幅された電気信号から、前記第１レーザービームと前記第２レーザービームの強度の差を表す差信号を生成するビーム強度差検出ネットワークと、を備え、
   前記ビーム強度差検出ネットワークは、
   第１期間には前記第１レーザービームを発生するように前記第１レーザーダイオードを駆動し、第２期間には前記第２レーザービームを発生するように前記第２レーザーダイオードを駆動する、前記第１ダイオードレーザーと前記第２ダイオードレーザーとの駆動を選択する、単一のダイオード選択回路と、
   前記増幅器に接続されて、前記第１期間において前記電気信号をサンプリングして前記第１レーザービームの強度を示す大きさを持つ第１ホールド信号を生成し、前記第２期間において前記電気信号をサンプリングして前記第２レーザービームの強度を示す大きさを持つ第２ホールド信号を生成する、単一のサンプル・ホールド回路とを備え、
   前記サンプル・ホールド回路は、前記第１期間において前記第１ホールド信号を出力し前記第２期間において前記第２ホールド信号を出力するように、該第１期間と第２期間とで切換わる出力信号を生成し、該出力信号は、その交流成分が前記第１レーザービームの強度と前記第２レーザービームの強度との差を表しており、該出力信号の交流成分を最小にすることによって前記第１レーザービームの強度と前記第２レーザービームの強度との差を最小にでき、
   前記複数の鏡面の１つが、前記レーザービームの強度測定の標準鏡面として選定されている、
   ことを特徴とするプリンタ。

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