JP4398028B2 - インターレーススキャンライン用のレーザダイオードラスター出力スキャナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真マーキング機に関する。より具体的には、この発明は、複数のマルチレーザビームラスター出力スキャナを有して、これらのビームがインターレーススキャンラインを形成するマーキング機に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真マーキングは、文書のコピー或いは印刷方法として、公知で一般に使用されている。電子写真マーキングは、実質的に一様に帯電された光受容体を、所望の文書の光イメージ表示に露光することで、実行される。その光イメージに応答して光受容体が電荷を放出し、所望の文書の静電的な潜像を光受容体の表面に生成する。その後に、その潜像の上にトナー粒子が堆積されて、トナー像を形成する。そのトナー像が、その後に、光受容体から紙シートのようなコピー基材の上に転写される。転写されたトナー像は、通常は熱及び/或いは圧力を使用して、コピー基材に融着される。光受容体の表面は、その後に次のイメージの生成の準備として、残存する現像材料が除去されて再帯電される。
【0003】
光受容体を露光する一つの方法として、ラスター出力スキャナ(ROS)の使用が挙げられる。ROSは、典型的には、レーザ光源(単数或いは複数)と、複数の鏡面ファセットを有する回転ポリゴンとから構成される。光源は、レーザビームをポリゴンファセットの上に照射する。ファセット(面要素、以下同じ)はビームを光受容体の上に反射して、光スポットを生成する。ポリゴンが回転するにつれて、スポットが光受容体の上の複数のラインをトレースする。これらのラインを、スキャンラインと呼ぶ。スポットがスキャンラインを高速スキャン方向にトレースするにつれて、光受容体をプロセス方向に移動させることによって、光受容体の表面がスポットによってラスタースキャンされる。スキャン中に、レーザビームはイメージ情報によって変調されて、光受容体の上に所定の潜像を生成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ラスター出力スキャナは非常に上手く動作するが、非常に高速での印刷時には、顕著な問題点を克服しなければならない。例えば、毎分120ページの印刷を行う電子写真マーキング機を考えると、この場合には、毎秒約22インチ(約55.88cm)の紙に印刷する必要がある。様々な理由(コスト、騒音、信頼性)から、ポリゴンの回転は、毎分約2万回転以下に制限されることが望ましい。毎分約19800回転する20ファセットのポリゴンを有し、一度に600スポット/インチ(約236スポット/cm)で2本のスキャンラインを生成するデュアルレーザダイオードROSであれば、この印刷速度の要件を満足する。しかし、そのようなROSは問題点を有している。第1に、ファセット数が多いために、ROS自身が非常に大きく、スキャンレンズ焦点距離が比較的長い。これらの特性は、コンパクトで小さいフットプリント(デスクトップ)プリンタには適合しない。加えて、そのような大きなマルチファセットポリゴンは、かなり高価である。
【0005】
従って、非常に高速で印刷できて、且つコンパクトなプリンタに適合する新しいラスター出力スキャナアセンブリは、非常に有益である。さらに有益であるのは、非常に高速で印刷できて、且つ低コストでコンパクトなプリンタにおける使用に適した、新しいラスター出力スキャナアセンブリである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の原理は、非常に高速で印刷できて、且つコンパクトなプリンタに適合する新しいラスター出力スキャナアセンブリ、及びラスター出力スキャナを使用するプリンタを提供する。本発明の原理に従ったラスター出力スキャナアセンブリは、第1のレーザビーム及び第2のレーザビームを生成する第1のデュアルレーザ源と、第3のレーザビーム及び第4のレーザビームを生成する第2のデュアルレーザ源とを含む。第1及び第2のレーザビームは、複数の反射ファセットを有する第1の回転ポリゴンに向かい、第3及び第4のレーザビームは、複数の反射ファセットを有する第2の回転ポリゴンに向かう。第1のポリゴンは、第1及び第2のレーザビームを移動している光受容体の上に反射し、第2のポリゴンも、第3及び第4のレーザビームをその光受容体の上に反射する。これら様々なレーザビームによって生成されたスポットはインターレースされて、第3のレーザビームによって生成されたスキャンラインが、第1及び第2のレーザビームによって生成されたスキャンラインの間に位置し、第2のレーザビームによって生成されたスキャンラインが、第3及び第4のレーザビームによって生成されたスキャンラインの間に位置する。
【0007】
本発明の他の特徴は、図面を参照しながら以下の説明が進むにつれて、明らかになるであろう。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明をその好適な実施形態に関連して説明するが、本発明がその実施形態に限定されるものではないことは理解されるであろう。逆に、4重レーザダイオードの使用のように、添付の請求の範囲に規定される本発明の思想及び範囲内に含まれ得る全ての置換、改変、及び等価物がカバーされる。
【0009】
電子写真印刷の技術は公知であるので、図1に描かれている電子写真印刷機4にて使用されている様々な処理ステーションは、以下では模式的にのみ示され、それらの動作は簡単にのみ説明される。再生器は、光導電性表面21を有するベルトの形態の光受容体20を備えている。光受容体は、モータ27によって、ローラ24、25及び26により規定されるパスに沿って駆動され、移動方向は矢印23によって示されるように反時計回りである。
【0010】
はじめに、光受容体20の一部が帯電ステーションAAを通過し、そこでは、コロナ生成器28が、光導電性表面21を比較的高電位に実質的に均一に帯電させる。高電圧電源29が、コロナ生成器28のための電気的バイアスを供給する。
【0011】
次に、光導電性表面21の帯電された部分は、露光ステーションBBを通過する。露光ステーションBBでは、ROSアセンブリ36が4本のレーザビーム、ビームA、B、C、及びDを生成して、これらが光導電性表面をラスタースキャンする。レーザビームは光導電性表面を露光し、光導電性表面が電荷を放出して、所望の最終イメージの静電的な潜像を生成する。本発明の原理は直接的にROSアセンブリ36を使用するので、このアセンブリは後により詳細に説明される。
【0012】
静電的潜像が記録された後に、潜像は現像ステーションCCに進む。そこでは、現像器38が、光導電性表面上の潜像をトナーで現像する。
【0013】
静電的潜像が現像された後に、光受容体20は回転を続けて、現在は現像されたイメージを転写ステーションDDに進ませる。転写ステーションでは、ローラ52及びガイド56が、コピーシート54を現像されたイメージに接触させる。コロナ生成器58は、コピーシートの裏面にイオンをスプレーして、トナー像を光受容体からシートの上に引きつける。光受容体の移動が続くと、ローラ24でその方向が変わる。そこでは、トナー像が付着したコピーシートが光受容体から分離される。
【0014】
コピーシートはその後、コンベヤ(図示せず)を介して融着ステーションEEに進む。融着ステーションEEは、加熱された融着ローラ64とバックアップローラ66とを含む。トナー像が付着したコピーシートは融着ローラ64とバックアップローラ66との間の隙間を進んで、トナー像が融着ローラ64に接触する。熱及び圧力が、トナーをコピーシートに永久的に融着させる。融着後に、コピーシートはシュート70を通ってキャッチトレー72に進み、その後にオペレータによって取り除かれる。
【0015】
コピーシートが光受容体から分離した後、光導電性表面21に付着している残存トナー粒子及び他の堆積物は、クリーニングステーションFFで除去される。クリーニングステーションは回転ファイバーブラシ74を使用して、これが光導電性表面21に接触する。クリーニング後に、放電ランプ75が光導電性表面21を光で照射して、残存している静電電荷を消散させる。その後に光受容体は帯電ステーションAAに進み、次の印刷サイクルが開始される。
【0016】
電子写真印刷機4は電子サブシステム(ESS)80も含んでおり、これは、電子写真印刷機の様々なコンポーネント及び動作サブシステムを制御する。特に、電子サブシステム80は、専用のミニコンピュータを含むことができて、ROSアセンブリ36にマークされるべき情報を供給する。電子写真印刷機は、説明された印刷プロセスを実行するために必要な様々な電源、センサ、機械コンポーネント、及びユーザインターフェースも含むことが、理解されるであろう。
【0017】
次に図2を参照すると、そこにはラスター出力スキャナアセンブリ36及びESS80(図1参照)のデータ出力部が描かれている。ラスター出力スキャナアセンブリ36は、複数のタンデムラスター出力スキャナを備えている。ラスター出力スキャナの一つはデュアルレーザドライバ102を含み、これがESS80からビデオデータ情報を受け取る。レーザドライバ102は、次にデュアルレーザダイオード104を駆動し、レーザダイオードが2本のレーザビーム、ビームA及びBを出力する。これらのビームは、ビデオデータ情報に従って変調される。デュアルレーザダイオード104は、好ましくは、接近しながら隔てられたレーザビームを出力する2つの当接したレーザダイオードチップを備えている。両レーザビームは、ラスター出力スキャナで一般に使用されているタイプのプレスキャン光学システム106を通過する。デュアルレーザビームは、方向112に回転するポリゴン110のファセット108で反射する。反射したレーザビームは、ラスター出力スキャナで一般に使用されているタイプのポストスキャン光学システム114を通過する。レーザビームA及びBは、それから光受容体20の上のスキャンラインをトレースする。
【0018】
第2のラスター出力スキャナは、本質的に第1のものと同一である。デュアルレーザドライバ202が、ESS80からビデオデータ情報を受け取る。そのレーザドライバは、次にデュアルレーザダイオード204を駆動し、レーザダイオードが2本のレーザビーム、ビームC及びDを出力する。これらのビームも、ビデオデータ情報に従って変調される。デュアルレーザダイオード204は、好ましくはデュアルレーザダイオード104と同一である。レーザビームC及びDは、プレスキャン光学システム206を通過し、方向112に回転するポリゴン210のファセット208で反射する。反射したレーザビームは、その後にポストスキャン光学システム214を通過し、光受容体20の上のスキャンラインをトレースする。
【0019】
レーザビームA及びB(第1のラスター出力スキャナから)とレーザビームC及びD(第2のラスター出力スキャナから)とは、接近しているが隔てられているスキャンラインをトレースする。例えば、図2に示されているように、スキャンラインの順番はA、C、B、Dである。すなわち、レーザビームAによって生成されたスキャンラインは、レーザビームCによって生成されたスキャンラインの隣にある。レーザビームCによって生成されたスキャンラインは、レーザビームA及びBによって生成されたスキャンラインの間にある。レーザビームBによって生成されたスキャンラインは、レーザビームC及びDによって生成されたスキャンラインの間にある。ここで、光受容体の回転によって、上述の4本のスキャンラインが撮像される時点までに光受容体20が方向23に進んで、レーザビームAによって生成される次のスキャンラインが、レーザビームDによって先に生成されたスキャンラインに隣接し且つ適切に隔てられるようになる。ポリゴン110及び210が方向112に回転を続けて且つ光受容体が方向23に進み続けると、所望の像が光受容体20の上に生成される。
【0020】
ラスター出力スキャナアセンブリ36は、一つのデュアルレーザダイオードラスター出力スキャナを使用するシステムに比べて、タンデムラスター出力スキャナでは、より小さなポリゴン、より少ないファセット、及びより遅い回転速度が可能になるという点で、効果的である。複数のレーザビームを見当合わせする(レジスタリング、目標合わせ;registering)という問題はあるが、見当合わせの問題を低減するために様々な技術が利用可能である。例えば、両ポリゴンを単一のモータのシャフトに搭載することによって、スピードスキャンライン速度の問題を低減或いは除くことができる。更に、ポリゴンを「マッチさせる」ことによって、すなわち、複数のポリゴンが一緒になって見当合わせの問題を比較的軽微なものにするようなポリゴンを選択するか、或いはポリゴン210からのファセットに位置的に整合するポリゴン110からのファセットをマッチさせることによって、見当合わせ誤差を低減することができる。最後に、タンデムデュアルレーザダイオードラスター出力スキャナアセンブリのカラー印刷での使用は効果的であるが、白黒印刷時には、レーザビーム間での見当合わせ誤差は、それほど重要ではなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理に従った印刷装置の模式図である。
【図2】 タンデムデュアルレーザダイオードラスター出力スキャナを有し且つ本発明の原理に従ったラスター出力アセンブリの模式図である。
【符号の説明】
20 光受容体、21 光導電性表面、36 ラスター出力スキャナ(ROS)アセンブリ、80 電子サブシステム(ESS)、102 デュアルレーザドライバ、104 デュアルレーザダイオード、106 プレスキャン光学システム、108 ファセット、110 ポリゴン、114 ポストスキャン光学システム、202 デュアルレーザドライバ、204 デュアルレーザダイオード、206 プレスキャン光学システム、208 ファセット、210 ポリゴン、214 ポストスキャン光学システム。
Claims (2)
- 印刷装置のためのラスター出力スキャナアセンブリであって、
第1のレーザビーム及び第2のレーザビームを生成する第1のレーザ源と、複数の反射ファセットを有し、前記第1のレーザビーム及び前記第2のレーザビームを移動している光受容性表面の上に反射して第1のスキャンライン及び第2のスキャンラインを生成する、第1の回転ポリゴンと、
第3のレーザビーム及び第4のレーザビームを生成する第2のレーザ源と、
複数の反射ファセットを有し、前記第3のレーザビーム及び前記第4のレーザビームを前記移動している光受容性表面の上に反射して第3のスキャンライン及び第4のスキャンラインを生成する、第2の回転ポリゴンと、
を含み、
前記第3のスキャンラインを前記第1のスキャンライン及び前記第2のスキャンラインの間に生成し、且つ、前記第2のスキャンラインを前記第3のスキャンライン及び前記第4のスキャンラインの間に生成し、前記第1のスキャンラインおよび第2のスキャンラインは前記第1のレーザビームおよび第2のレーザビームが前記光受容性表面上で同一方向に走査されて生成され、前記第3のスキャンラインおよび第4のスキャンラインは前記第3のレーザビームおよび第4のレーザビームが前記光受容性表面上で同一方向に走査されて生成される、
ラスター出力スキャナアセンブリ。 - プロセス方向に移動する帯電した光受容体と、ラスター出力スキャナアセンブリと、を有する印刷機であって、
前記ラスター出力スキャナアセンブリが、
第1のレーザビーム及び第2のレーザビームを生成する第1のレーザ源と、
複数の反射ファセットを有し、前記第1のレーザビーム及び前記第2のレーザビームを前記帯電した光受容体の上に反射して、お互いに実質的に平行で且つ前記プロセス方向に実質的に垂直な第1のスキャンライン及び第2のスキャンラインを生成する、第1の回転ポリゴンと、
第3のレーザビーム及び第4のレーザビームを生成する第2のレーザ源と、
複数の反射ファセットを有し、前記第3のレーザビーム及び前記第4のレーザビームを前記帯電した光受容体の上に反射して、お互いに実質的に平行で且つ前記第1のスキャンラインに実質的に平行な第3のスキャンライン及び第4のスキャンラインを生成する、第2の回転ポリゴンと、
を有しており、
前記第3のスキャンラインを前記第1のスキャンライン及び前記第2のスキャンラインの間に生成し、且つ、前記第2のスキャンラインが前記第3のスキャンライン及び前記第4のスキャンラインの間に生成し、前記第1のスキャンラインおよび第2のスキャンラインは前記第1のレーザビームおよび第2のレーザビームが前記光受容性表面上で同一方向に走査されて生成され、前記第3のスキャンラインおよび第4のスキャンラインは前記第3のレーザビームおよび第4のレーザビームが前記光受容性表面上で同一方向に走査されて生成される、
印刷機。
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