JP5746512B2 - 感光性表面に画像を形成する装置 - Google Patents

Description

本開示は画像化システムに関するものである。より詳細には、マルチビームレーザ光源及び、該レーザ光源を採用する、プリンタ、コピー機、ファクシミリ機などで用いられる画像化システムに関する。

現在、画像化（例えば印刷及びコピー）装置には幾つかの種類があり、典型的には画像を生成するために用いられるシステム（すなわち画像化エンジン）の種類によって分類される。一例として、多くの現在のプリンタ、コピー機、ファクシミリ機、他の類似する装置用の画像化エンジンを形成する、電子写真マーキングシステムがある。

典型的な電子写真マーキングシステムでは、レーザのような光源を操作して例えば荷電感光体のような感光性表面を露光させることにより、所望の画像が描出される。感光体は露光された箇所が放電され、該感光体の表面に静電潜像を生成する。

次いで露光された箇所の（またはその代わりに露光されていない箇所の）感光性表面にトナー粒子が選択的に塗布され、潜在（トナー）像を形成する。この像はその後、一枚の紙のような基材上に移送される。

次いで、移送されたトナーは通常、熱及び圧力の一方または両方によって基材に融着され、これによって基材上に永久的な印刷画像が生成される。感光体の表面からは残ったトナーが除かれ、次の画像形成に備えて再び帯電させられる。

上記はモノクロ（白黒）の電子写真マーキングシステムについての大まかな説明である。電子写真マーキングはまた、多色性（カラー）画像を幾つかの異なる方法で生成することも可能である。

例えば、複合カラー画像を生成するために用いられるトナーの各色に関して一回ずつ上記プロセスを繰り返すという方法がある。ＲＥＡＤ ＩＯＩ（再荷電、露光、現像、イメージオンイメージ：Ｒｅｃｈａｒｇｅ， Ｅｘｐｏｓｅ， ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐ， Ｉｍａｇｅ Ｏｎ Ｉｍａｇｅ）と呼ばれるカラープロセスの一例では、荷電した感光性表面が、例えばシアンといった第一色を表す光画像に曝される。結果として得られる静電潜像は次いでシアントナーで現像され、シアントナー画像を生成する。この荷電、露光、現像プロセスが、同一の感光体を用いて、例えば黄色の第二色に関して繰り返され、次いで例えばマゼンタの第三色について、そして最後に例えば黒の第四色について繰り返される。種々の潜像及びカラートナーは、所望の複合カラー画像が生成されるように、多層位置合わせによって配置される。その複合カラー画像は次いで基材上に移送されて融着される。

別の方法として、各トナーの色に関して別々の荷電、露光、及び現像ステーションを必要とする複合露光ステーションシステムを使用することができる。

上述したようなシステムにおいて感光体を露光させる一つの方法は、レーザアレイ光源サブシステム及びラスタ出力スキャナ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ： ＲＯＳ）サブシステムを使用することである。レーザアレイ光源サブシステムは、典型的には、多重光源レーザアレイと、そのアレイによって出力されるレーザビームを平行にしたり、その焦点を合わせたりすること等のための関連した光学要素と、を含む。

ＲＯＳサブシステムは、典型的には、複数の鏡面と多面体後置き光学系とを有する回転多面体を含む。動作を単純化して説明すると、平行化したレーザビームが該多面体の面から反射されて画像化要素を通過させられ、画像化要素はレーザビームを感光体の表面において精巧に集束したスポットへ投影する。多面体が回転すると、光源ビームは走査線と呼ばれる、感光性表面上の経路をなぞる。感光体の動作と多面体の回転とを同期させることによって、スポットラスタが、感光体の表面を（行ごとに）スキャンする。レーザビームを画像情報に合わせて調節することにより、所望の潜像が感光体上に生成される。走査するビームの方向はスキャン方向と呼ばれ、感光体の動作方向に垂直な方向は、一般に処理方向と呼ばれる。

印刷システムの質の一尺度はそのスキャン解像度である。スキャン解像度は本質的には、ある印刷システムによって印刷されるピクセルの個々のパターンがどれほど細かに配置され得るかという尺度である。現在の印刷システムは２４００ドットパーインチ（ｄｐｉ）という細かさのスキャン解像度にまで達する。これによって非常に円滑な曲線、安定した色ブロック、円滑な色移行、などが得られる。実際にこの解像度を達成するためには、ＲＯＳシステムとともに用いられる光源は、複数の、個々にアドレス可能な、間隔の開いた光ビームを同時に生成可能な集積アレイである。現在の最先端の印刷システムでは、ＲＯＳ印刷のために３２ものレーザ光源の集積アレイを用いている。共振器面発光レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ： ＶＣＳＥＬ）二次元アレイはＲＯＳ型電子写真マーキングシステムにおいて用いられる典型的な統合光源である。

典型的な８行４列の集積アレイは、各光源がスキャン方向において３０〜４０ミクロンだけ互いに離れたレーザアレイにおいて複数列の光源を提供するが、各列における光源は２０〜３０ミクロンだけ分離されており、各列は処理方向に前の列から下向きに５〜１０ミクロンだけずれている。

典型的なＲＯＳシステムにおいて採用されているこのような集積アレイは、感光体上に、各スポットがスキャン方向に４５０〜５５０ミクロンだけ離れており、スポットからスポットの処理方向の間隔は４２．３３３ミクロンの間隔があり、スポットの各列は処理方向に前の列から下向きに１０．５８３ミクロンだけずれているようなスポットパターンを生成する。

図１は、３２の個別にアドレス可能な、互いに離れた光ビーム１２を同時に生成する既知のアレイに係る集積マルチビーム光源の出口面の平面図として示されたビームレイアウト１０である。図２は、３２のレーザのそれぞれがスポット１６を生成する従来技術に係る感光性表面（画像面）において図１の（光学要素の後段の）アレイによって生成されたスポットパターン１４である。

図３は、例えばプリンタ、コピー機などの、典型的な従来技術の画像装置２０である。簡単に言うと、典型的な装置２０はラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）サブシステム２２と、アレイ光源サブシステム２４と、回転多角形ミラー及びレンズアッセンブリ２６と、これらの要素を、回転する感光体３０の感光性表面上に投射される一又は複数の光ビーム“ｂ”を生成するように管理するコントローラ２８と、を含む。トナーはビームｂによって露光された箇所において感光体３０によって選択的にピックアップされて潜像を形成し、潜像は次いで紙の基材３２に転送されて融着する。感光体は洗浄されて再荷電され、そしてプロセスが繰り返される。

図４に、本技術分野において知られた種類のラスタ出力ビームアレイスキャニングサブシステム２２が示されている。既に述べたように、スキャニングサブシステム２２は典型的には多角形ミラー及びレンズアッセンブリサブシステム２６を含んでおり、このシステム２２はそれ自身が回転多角形ミラー３４と、とりわけ、アレイ光源サブシステム２４の集積マルチビームレーザ光源２５によって生成された一又は複数のビームに関して小型の光路及び光学ビームの調節及び補正を提供する働きをする多数の光学要素３６とを含む。アレイ光源サブシステム２４は、共にビームアレイ３８を形成する一又は複数の光ビームを生成する。光学要素はビームアレイ３８の焦点を合わせ、また平行にする。アパーチャである穴４０はアレイからの平行にされたビームの幅を決定する。

ビームスプリッタ４２はビームアレイ３８の光路中に配置してもよい。ビームスプリッタ４２はビームアレイ３８の少量の光エネルギーをその内部に通過させ、多角形ミラー３４、光学要素３６、及び最終的に感光体３０へと進行させる。ビームスプリッタ４２は残りの光エネルギーをフォトダイオード光学出力モニタのようなビームモニタ４４へ向ける。このようにしてビームアレイを分割する理由は、出力、時間パルスシーケンス、ビーム位置、及びアレイ光源サブシステム２４やビームアレイ３８の生成プロセスの他の属性を調節するのに用いることができるビームアレイを観測できるようにすることにある。このモニタリングは、最良の出力特性を得るために、高解像度のマルチビームシステムにおいてとりわけ重要である。

米国特許第７２３６２８０号明細書 米国特許第７４６６３３１号明細書

しかしながら、画像品質を改良したいという要求が現在ずっと存在する。電子写真マーキングシステムは多数の光学要素を含む。これらの光学要素の形状及び取付けの一方または両方における不可避な不正確性、摩耗、環境の変化等により、否応なくフォトレセプタ上の走査線の品質に異常が生じ、画像化の品質が低下することになる。

このような異常の一つは、感光体上の走査線間隔の僅かなばらつきである。そういった間隔のばらつきは、たとえ僅かであっても、印刷画像の走査線方向において知覚できるほどの色調のばらつきをもたらしかねず、これは通常はバンディングアーチファクトと呼ばれる。図５は印刷された画像におけるバンディングアーチファクトが現れた画像１８における明暗縞を示している。さらに、色混合により、及び人の目がカラーグラデーションにおいて或る非線形性を正確に検知する能力を有していることにより、このようなバンディングはより知覚されやすくなる。別の一般的な画像化品質の問題は、曲線を印刷しようとする際に生成される階段状のパターンであり、これは一般に“ジャギー”として知られている。

電子写真マーキングシステムの画像品質を向上させる一つの方法は、集積アレイを形成するレーザ光源の数を単に増やすことによってスキャン解像度を上げることである。

しかし、３２の個々の光源を有する集積アレイが現在、手頃な値段の標準的ですぐに入手できる装置である一方で、光源が３２よりも多い集積レーザアレイはそうではない。従って、３２よりも多い光源を有する集積アレイを内蔵するいかなるシステムも、特別に設計作製されたレーザアレイとしての増加コストを負担しなければならない。

さらに、アレイに光源を追加すると、光源の間隔が縮小してアレイの製造がより難しく費用のかかるものとなるか、またはより小さな光学倍率が必要となるため、光学システムのアパーチャがレーザの出力ビーム発散に対して小さくなり、従ってレーザごとの出力を増加しなければならなくなる。より出力の大きなレーザは駆動時により熱くなり、寿命がより短く、そしてこの場合も標準的ではない。さらに、集積アレイに各光源を追加するごとに、装置に欠陥が生じ、集積アレイ装置全体が使えなくなるリスクが伴って大きくなる。

仮に、単に二以上の集積レーザアレイを隣接させ、それらが生成するビームをスキャン用のスキャニングサブシステムの単一のスポットに向けるとすると、例えば前述した米国特許第７２３６２８０号明細書（特許文献１）に開示されているように、各アレイからのビームは異なる光路を進む。温度変化といった動作上の固有の変動によって、異なる光路に関して異なる変位が生じ、結果として最終的な印刷画像において目に見える印刷アーチファクトが生じることになる。

従って、単に集積アレイの光源の数を増やすことも、また、単に二つの集積アレイを共に隣接させて両者の出力をスキャニングサブシステムに向けることも、より高い解像度への要求に対する現実的な対応とはならないという、多くのやむを得ない理由が存在している。

よって本開示は、複数の集積光源を再設計することも、またそれらの出力を増大させたりする必要もないマーキングシステムによって生成される画質を改良する装置に関する。多数の集積偏光マルチビーム光源と、偏光ビームスプリッタとを組み合わせて用いることにより、より多くのビームとスポットを生成し、それによって印刷解像度を向上させ、印刷アーチファクトを減少させることを可能にする。

本発明に係る感光性表面に画像を形成する装置は、ｓ−偏光である第一偏光を有するｓ−偏光光ビームである複数の第一光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第一集積マルチビーム光源であって、該複数の第一光ビームは実質的に平行な光路を通るとともにさらに前記感光性表面上において第一光スポットのアレイに入射し、隣接する第一光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第一集積マルチビーム光源と、前記第一光ビームとは異なる位置で発生してｓ−偏光である第二偏光を有するｓ−偏光光ビームであり、実質的に平行な光路を通る複数の第二光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第二集積マルチビーム光源であって、前記第二集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路は、前記第一集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路と非平行であり、前記複数の第二光ビームは前記感光性表面上において第二光スポットのアレイに入射し、隣接する第二光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第二集積マルチビーム光源と、前記複数の第一及び第二光ビームの両方の光路上に、前記複数の第一光ビームの光路及び前記複数の第二光ビームの光路を互いに実質的に平行とするように配置され、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性であり、画像経路に前記複数の第一及び第二光ビームの光エネルギーの一部を含む画像ビームアレイを出力する第一偏光光学ビームスプリッタと、前記複数の第一光ビームの光路上で、前記第一集積マルチビーム光源と前記複数の第一光ビームの偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと切り替える前記第一偏光光学ビームスプリッタとの間に設置された二分の一波長板と、を備え、前記第一偏光光学ビームスプリッタは、第一及び第二非偏光ビームスプリッタ層と、前記第一及び第二非偏光ビームスプリッタ層の間に配置される第一偏光光学ビームスプリッタ層とを含み、さらに、第一ビーム受光表面を有する第一ビームモニタであって、前記複数の第一光ビームのそれぞれの一部が前記第一非偏光ビームスプリッタ層によって前記第一ビーム受光表面への経路へ反射され、前記複数の第一光ビームのそれぞれの残りが前記第一非偏光ビームスプリッタ層によって前記第一偏光光学ビームスプリッタ層への経路に透過されるように位置して設けられた第一ビームモニタと、第二ビーム受光表面を有する第二ビームモニタであって、前記複数の第二光ビームのそれぞれの一部が前記第二非偏光ビームスプリッタ層によって前記第二ビーム受光表面への経路へ反射され、前記複数の第二光ビームのそれぞれの残りが前記第二非偏光ビームスプリッタ層によって前記第一偏光光学ビームスプリッタ層への経路に透過されるように位置して設けられた第二ビームモニタと、を備え、前記第一集積マルチビーム光源及び前記第二集積マルチビーム光源が、前記感光性表面において前記第二光スポットが前記第一光スポットに対して位置的にずれるように配置され、さらに、前記第一光ビームの光エネルギーの一部が第一ビームモニタへ向けられるとともに、前記複数の第二光ビームの光エネルギーの一部が第二ビームモニタへ向けられており、前記第二光スポットは、前記第一光スポットに対し前記処理方向間隔の１／２ずれており、さらに、前記第一光スポットに対し前記スキャン方向間隔の１／２ずれていることを特徴とする装置である。
また、本発明に係る感光性表面に画像を形成する装置は、ｓ−偏光である第一偏光を有するｓ−偏光光ビームである複数の第一光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第一集積マルチビーム光源であって、該複数の第一光ビームは実質的に平行な光路を通るとともにさらに前記感光性表面上において第一光スポットのアレイに入射し、隣接する第一光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第一集積マルチビーム光源と、前記第一光ビームとは異なる位置で発生してｓ−偏光である第二偏光を有するｓ−偏光光ビームであり、実質的に平行な光路を通る複数の第二光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第二集積マルチビーム光源であって、前記第二集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路は、前記第一集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路と非平行であり、前記複数の第二光ビームは前記感光性表面上において第二光スポットのアレイに入射し、隣接する第二光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第二集積マルチビーム光源と、前記複数の第一及び第二光ビームの両方の光路上に、前記複数の第一光ビームの光路及び前記複数の第二光ビームの光路を互いに実質的に平行とするように配置され、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性であり、画像経路に前記複数の第一及び第二光ビームの光エネルギーの一部を含む画像ビームアレイを出力する第一偏光光学ビームスプリッタと、前記複数の第一光ビームの光路上で、前記第一集積マルチビーム光源と前記複数の第一光ビームの偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと切り替える前記第一偏光光学ビームスプリッタとの間に設置された二分の一波長板と、を備え、前記第一偏光光学ビームスプリッタは、前記複数の第一光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって透過し、前記複数の第一光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって組み合わされたビームモニタ経路に向かって反射するように、第一偏光の一部を透過させ、第一偏光の別の一部を反射させ、さらに、前記複数の第二光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって反射し、前記複数の第二光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって前記組み合わされたビームモニタ経路に向かって透過するように、第二偏光の一部を反射させ、第二偏光の別の一部を透過させ、さらに、前記組み合わされたビームモニタ経路に配置される第二偏光光学ビームスプリッタであって、前記第一偏光の前記組み合わされたビームモニタ経路における光が、前記第二偏光光学ビームスプリッタによって第一ビームモニタ経路に向かって透過し、前記第二偏光の前記組み合わされたビームモニタ経路における光が、前記第二偏光光学ビームスプリッタによって第二ビームモニタ経路に向かって反射するように、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性である第二偏光光学ビームスプリッタと、前記第一ビームモニタ経路に配置され、前記第一ビームモニタ経路のビームを受光する第一ビーム受光表面を有する第一ビームモニタであって、前記第一ビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定する第一ビームモニタと、前記第二ビームモニタ経路に配置され、前記第二ビームモニタ経路のビームを受光する第二ビーム受光表面を有する第二ビームモニタであって、前記第二ビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定する第二ビームモニタとを備え、前記第一集積マルチビーム光源及び前記第二集積マルチビーム光源が、前記感光性表面において前記第二光スポットが前記第一光スポットに対して位置的にずれるように配置され、さらに、前記第一光ビームの光エネルギーの一部が前記第一ビームモニタへ向けられるとともに、前記複数の第二光ビームの光エネルギーの一部が前記第二ビームモニタへ向けられており、前記第二光スポットは、前記第一光スポットに対し前記処理方向間隔の１／２ずれており、さらに、前記第一光スポットに対し前記スキャン方向間隔の１／２ずれていることを特徴とする装置である。
また、本発明に係る感光性表面に画像を形成する装置は、ｓ−偏光である第一偏光を有するｓ−偏光光ビームである複数の第一光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第一集積マルチビーム光源であって、該複数の第一光ビームは実質的に平行な光路を通るとともにさらに前記感光性表面上において第一光スポットのアレイに入射し、隣接する第一光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第一集積マルチビーム光源と、前記第一光ビームとは異なる位置で発生してｓ−偏光である第二偏光を有するｓ−偏光光ビームであり、実質的に平行な光路を通る複数の第二光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第二集積マルチビーム光源であって、前記第二集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路は、前記第一集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路と非平行であり、前記複数の第二光ビームは前記感光性表面上において第二光スポットのアレイに入射し、隣接する第二光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第二集積マルチビーム光源と、前記複数の第一及び第二光ビームの両方の光路上に、前記複数の第一光ビームの光路及び前記複数の第二光ビームの光路を互いに実質的に平行とするように配置され、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性であり、画像経路に前記複数の第一及び第二光ビームの光エネルギーの一部を含む画像ビームアレイを出力する第一偏光光学ビームスプリッタと、前記複数の第一光ビームの光路上で、前記第一集積マルチビーム光源と前記複数の第一光ビームの偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと切り替える前記第一偏光光学ビームスプリッタとの間に設置された二分の一波長板と、を備え、前記第一偏光光学ビームスプリッタは、前記複数の第一光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって透過し、前記複数の第一光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって組み合わされたビームモニタ経路に向かって反射するように、第一偏光の一部を透過させ、第一偏光の別の一部を反射させ、さらに、前記複数の第二光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって反射し、前記複数の第二光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって前記組み合わされたビームモニタ経路に向かって透過するように、第二偏光の一部を反射させ、第二偏光の別の一部を透過させ、さらに、前記第一及び第二集積マルチビーム光源を駆動する駆動部であって、１つの時点で前記第一及び第二集積マルチビーム光源の一方のみがビームを発生するように互いに時間決めする駆動部と、前記組み合わされたビームモニタ経路に配置され、前記組み合わされたビームモニタ経路のビームを受光するビーム受光表面を有するビームモニタであって、前記第一及び第二集積マルチビーム光源の前記時間決めされた駆動と同期して、前記組み合わされたビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定し、前記組み合わされた光学ビームモニタ経路を前記第一集積マルチビーム光源からのビームと、前記第二集積マルチビーム光源からのビームとに分割するように、前記組み合わされたビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定するビームモニタとを備え、前記第一集積マルチビーム光源及び前記第二集積マルチビーム光源が、前記感光性表面において前記第二光スポットが前記第一光スポットに対して位置的にずれるように配置され、さらに、前記第一光ビームの光エネルギーの一部が前記第一ビームモニタへ向けられるとともに、前記複数の第二光ビームの光エネルギーの一部が前記第二ビームモニタへ向けられており、前記第二光スポットは、前記第一光スポットに対し前記処理方向間隔の１／２ずれており、さらに、前記第一光スポットに対し前記スキャン方向間隔の１／２ずれていることを特徴とする装置である。

本開示の一形態によれば、個々にアドレス可能な光エミッタを含む二つのｓ−偏光集積マルチビーム光源が、それぞれが互いに略垂直に光を発射するように位置して配置される。スプリッタは、前記第一レーザビームの光路と前記第二レーザビームの光路とが概して互いに略平行であるようにし得る種類のものであり、さらに、そのスプリッタによって第一偏光は通過させられ、第二偏光は反射される。さらに、スプリッタは、光学システムのアパーチャの二つの集積マルチビーム光源に対するスループットが大まかに、単一の集積マルチビーム光源に対するものと同一であるような種類のものである。

一つの実施形態によれば、光学スプリッタはｐ−偏光を通過させ、ｓ−偏光を反射する偏光ビームスプリッタである。第一集積光源の光路中の光は、少なくともそこからの光ビームエネルギーの一部がスプリッタを通過して画像経路（すなわち、感光性表面への経路）へと進むようにｐ−偏光している。第二集積光源の光路からの光は、少なくともそこからの光ビームエネルギーの一部がスプリッタによって画像経路へ反射されるようにｓ−偏光している。

この実施形態の１例の場合においては、第一及び第二集積光源の両方がｓ−偏光を生じる。二分の一波長板が第一集積光源の光路中に、第一集積光源及び偏光スプリッタの間に配置される。偏光スプリッタは光の偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと回転させる。偏光スプリッタはｐ−偏光を画像経路へと通過させる。第二集積光源からのｓ−偏光は、偏光スプリッタによって同様に画像経路へと反射される。従って、第一及び第二集積アレイからの光は画像経路においてほぼ平行とされる。

別の実施形態によれば、非偏光ビームスプリッタが第一及び第二集積光源の光路中に位置するように設けられる。各光路の光の一部はそれによって、前記経路から外れた光学センサに向けられる。

この実施形態においては、光学センサは、第一及び第二集積マルチビーム光源によって生成された光ビームの光強度又は他の属性を光源ごとに計測するために用いることができる。

さらなる実施形態によれば、光学スプリッタは「漏洩」偏光ビームスプリッタであり、例えばそれに入射した光の５％を反射（ｐ−偏光）させ、又は通過（ｓ−偏光）させる。第一集積光源の光路は、それからの光の一部がスプリッタを通過して画像経路（すなわち、感光性表面への経路）へと進む一方で、残りの光（「漏洩した」光）がスプリッタによって反射されるようなものである。第二集積光源の光路は、それからの光がスプリッタによって画像経路へと反射される一方で、残りの光（「漏洩した」光）がスプリッタを通過するようなものである。

さらに、光学センサがスプリッタから光を受けるように位置して設けられる。第一集積アレイの光路はスプリッタによって反射された漏洩光が光学センサに向けられるようなものである。第二集積アレイの光路はスプリッタを通過する漏洩光が光学センサに向けられるようなものである。第一及び第二アレイからのビームは、検出されるビームの光源が例えば時分割多重化によって決定され得るように、光学センサによる検出のタイミングと連動して時間調節される。この実施形態では、光学センサは、第一及び第二集積マルチビーム光源によって生成された光ビームの光強度又は他の属性を光源ごとに測定するために用いることができ、第一及び第二アレイそれぞれのための個々のスプリッタ及びセンサは削除される。

従来技術に係る、最大３２個の個別にアドレス可能な、隔てて配置された光ビームを同時に生成するレーザアレイのビームレイアウトの平面図である。 従来技術に係る、３２個の個別にアドレス可能な、隔てて配置された光ビームを生成するレーザアレイによる感光性表面に生成された３２スポットのパターンを示す図である。 従来技術において知られた種類のプリンタ、デジタルコピー機などにおいて、感光性表面上に像を形成するための装置を示す図である。 従来技術において知られた種類のプリンタ、デジタルコピー機などの、感光性表面上に像を形成するための装置の、アレイ光源、ラスタ出力スキャナ、及び光学部分を示す図である。 バンディングと呼ばれる効果を示す、従来技術の印刷装置によって印刷された種類の画像を示す図である。 本開示の一実施形態に係る、二つの集積マルチビーム光源及びスプリッタを含むアレイ光源サブシステムを示す図である。 本開示の一実施形態において採用され得る、例となる偏光ビームスプリッタに関する、ｐ−偏光及びｓ−偏光の両方についての光波長に対する透過パーセントのグラフである。 本開示の一実施形態に係る、図６に示された種類のアレイ光源サブシステムを含む、ビームアレイスキャニングシステムを示す図である。 本開示の一実施形態に係る、二つの独立した集積マルチビーム光源からのビームが感光性表面に入射し得るスポットを示した、代表的なスポットアレイパターンを示す図である。 本開示の別の一実施形態に係る、二つの独立した集積マルチビーム光源からのビームが感光性表面に入射し得るスポットを示した、別の代表的なスポットアレイパターンを示す図である。 本開示の一実施形態に係る、感光性表面におけるｐ−偏光およびｓ−偏光に関する、スキャン位置に対する相対透過率のグラフである。 本開示の一実施形態に係る、集積偏光及び非偏光スプリッタと二つのマルチビーム光源とを含むアレイ光源サブシステムを示す図である。 本開示の別の実施形態に係る、二つの偏光スプリッタと二つのマルチビーム光源とを含むアレイ光源サブシステムを示す図である。 本開示のさらに別の実施形態に係る、単一の偏光スプリッタと二つのマルチビーム光源とを含むアレイ光源サブシステムを示す図である。 本開示の別の実施形態に係る、集積偏光及び非偏光プレート型スプリッタ及び二つのマルチビーム光源を含むアレイ光源サブシステムを示す図である。 本開示の実施形態に係る、プリンタ、デジタルコピー機などの、感光性表面に像を形成する装置を示す図である。

図６は、本開示の一形態に係る、本明細書中でアレイ光源サブシステム５０というシステムを示す。アレイ光源サブシステム５０は、第一集積マルチビーム光源５２と第二集積マルチビーム光源５４とを含み、それぞれが複数の個々に制御可能なレーザビームを同時に生成する複数のレーザエミッタ（個々のエミッタは非図示）を含む。まず、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４は、第一集積マルチビーム光源５２によって発せられたビームの光路が、第二集積マルチビーム光源５４によって発せられた光ビームと非平行となるような位置に設けられる。後に詳述するが、ある実施形態においては、第一集積マルチビーム光源５２によって発せられたビームは第二集積マルチビーム光源５４によって発せられた光ビームにほぼ垂直とすることができる。

一例では、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４は複数のエミッタが二次元アレイとして配列された垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含む。ＶＣＳＥＬは、単独の構造が、その中に、たいていは単一の基板又はダイの上に形成された、複数の個別に制御可能な発光装置を有するように一体化されている。ＶＣＳＥＬは単に一例であって、例えば集積端発光装置などの他の構造も採用することができる。レーザが本実施形態の一部を形成するように説明されるが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの他の多くの形態の非偏光光源が、説明されるレーザ光源の代わりに、適切な偏光フィルタを追加することで同等に置換できることが理解されるであろう。集積マルチビーム光源ごとの、個別に制御可能なエミッタ、すなわちビームの数は設計上の選択事項である。本明細書において開示される概念は、各集積マルチビーム光源において、より少ない又はより多い数のエミッタに直ちに拡張可能であるが、図示上の理由により、光源は３２個の個別に制御可能なエミッタを有すると考える。

第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４によって生成される光は偏光される。この偏光は好適には、光源５２、５４によって発せられたままの光の属性であるが、十分に理解されるように、別個の二分の一波長板など（非図示）のような光源５２、５４に関連した光学要素によって偏光が与えられてもよい。一実施形態では、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４は垂直共振器面発光固体レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。このＶＣＳＥＬからの偏光した出力は、まとめられた装置におけるＶＣＳＥＬの回転位置とＶＣＳＥＬの出力の性質に依存している。このＶＣＳＥＬはわずかに長円形形状を有するように作製され、及び、またはその代わりに意図的にずれた方向を向いた基板を用いることで、偏光を制御するための十分な非対称性を生成することができる。ＶＣＳＥＬはｓ及びｐ偏光を決定するために下流の光学システム（すなわち、ビームスプリッタ、多角形面など）における光学表面に関連して、その向きが決められる。

光学要素５６、５８は第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４の個々のエミッタによって生成されたビームを平行にして、それぞれをビームアレイ６０、６２に向ける。アパーチャ（または孔形成部材）６４、６６はそれぞれ第一及び第二ビームアレイのビーム幅を限定する。

光源５２によって発せられたビームの光路には、二分の一波長板６８が配置される。本実施形態では、光源５２によって発せられた光は好適にはｓ−偏光している。二分の一波長板６８はこの光路中のビームの偏光をｐ−偏光に回転させる。他の代わりとなる実施形態では、光源５２はｐ−偏光光源であり、光源５４はｓ−偏光光源である。従って、二分の一波長板６８が不要となる。

光源５２によって発せられたビームの光路にはまた、第一ビームスプリッタ７０が配置される。加えて、光源５４によって発せられたビームの光路には、第二ビームスプリッタ７４が配置される。ビームスプリッタ７０、７４は部分的に金属化されたコーティング、又は非偏光多層誘電体コーティングを有する装置とすることができる。さらに、ペリクルである薄膜、板形、又は立方体形のビームスプリッタを用いることができる。本実施形態によれば、第一ビームアレイ６０はスプリッタ７０に入り、半反射表面７２上に入射し、第二ビームアレイ６２はスプリッタ７４に入り、半反射表面７６に入射する。本実施形態の一具体例では、半反射表面７２、７６は大まかに９５パーセントの入射光エネルギーを透過させ、残りの約５パーセントの光エネルギーを入射角に対して９０°で反射する。とはいえ、透過光に対する反射光の割合が他の特定の値となることがあり得る。

アレイ光源サブシステム５０はまた、第一ビームモニタ７８と、第一ビームアレイ６０用の関連した収束光学要素８０と、第二ビームモニタ８２と、第二ビームアレイ６２用の関連した収束光学要素８４と、を含む。ビームモニタ７８、８２は例えば、フォトダイオード光学出力モニタを含むものとすることができる。フォトダイオード光学出力モニタの役割については既に述べたものであり、本開示の範囲にとどまるものではない。ビームモニタ７８の出力は駆動システム８６によって、第一集積マルチビーム光源５２によって生成されるビームのビーム出力、位置、他の属性を制御して補正するために分析して用いることができる。同様に、ビームモニタ８２の出力は駆動システム８８によって、第二集積マルチビーム光源５４によって生成されるビームのビーム出力、位置、他の属性を制御して補正するために分析して用いることができる。

アレイ光源サブシステム５０はさらに、第一及び第二ビームアレイ６０、６２の光路に配置された偏光ビームスプリッタ９０を含む。一実施形態では、スプリッタ９０は偏光ビームスプリッタであるが、他の種類の素子もまた、本実施形態におけるスプリッタ９０の機能的役割を果たすことができる。本実施形態によれば、第一ビームアレイ６０はスプリッタ９０に入るが、そこでは主にｐ−偏光が透過される。このようにして、第一ビームアレイ６０のｐ−偏光は画像経路（すなわち、詳細は後述するＲＯＳサブシステムの方向）に送信される。第一ビームアレイ６０のいかなる「漏洩」ｓ−偏光も、効果的にスプリッタ９０によって画像経路の外に反射される。同様に、第二ビームアレイ６２のｓ−偏光はスプリッタ９０に入るが、そこでは主にｓ−偏光が反射される。これにより、第二ビームアレイ６２のｓ−偏光は、スプリッタ９０によって透過された第一ビームアレイ６０の光の経路に対して通常は垂直に、画像経路へと反射される。第二ビームアレイ６２のいかなる「漏洩」ｐ−偏光も、効果的にスプリッタ９０によって画像経路の外に透過される。位置制御光学要素（非図示）が、第一ビームアレイ６０の透過部分と第二ビームアレイ６２の反射部分とが、スプリッタ９０の後の画像経路において平行となるよう確保する必要があり得る。それには、例えば、スプリッタ９０を通過する第一ビームアレイ６０の反射角、スプリッタ９０の表面からの第二ビームアレイ６２の反射角、ブリュースタ角などを考慮する。

図７は、例えば偏光ビームスプリッタ９０に関して、ｐ−偏光及びｓ−偏光の両方に関する光波長に対する透過パーセントのグラフである。一実施形態においては、第一及び第二光源５２、５４は７８０ｎｍの光を発する。従って、このような例となる偏光ビームスプリッタ９０は第一ビームアレイ６０のｐ−偏光を効果的に透過させ、第二ビームアレイ６２のｓ−偏光を効果的に反射するであろう。

ビームアレイ６０、６２はそれぞれが、複数の個々に空間的に分離したレーザビームを含む。アレイ光源サブシステム５０の構成要素がさらに、画像経路（ＲＯＳサブシステムの方向）においてスプリッタ９０から出射した個々が空間的に分離されたレーザビームが、複数の、ｐ−偏光とｓ−偏光の両方の個々が空間的に分離されたレーザビームを含む画像ビームアレイ９２を形成するような位置に設けられる。これらのビームの間隔については後で詳述するが、この経路において第一集積マルチビーム光源５２からのビーム及び第二集積マルチビーム光源５４からのビームは通常は平行であるか、又は小さな角度範囲内に分布し、互いに関して様々な量が空間的に重複することに注意する必要がある。

上述した実施形態によって、感光性表面に書き込みを行うために使用できるビームの数、したがって、スポットの数が効果的に二倍になる。既に触れたように、典型的な高性能のマーキングシステムは、個別に制御可能な３２ものビームの集積マルチビーム光源を採用する。従って、上記の実施形態は個別に制御可能な６４ものビームの集積マルチビーム光源を提供する。重要な点として、画像ビームアレイ９２の個々のビームの数は効果的に二倍にされるが、光学アパーチャのスループットは従来のシステムよりも増加しない。すなわち、レーザの処理方向のビーム間隔に対する、感光性表面における処理方向のビーム間隔の比率は変化しない。このため、上述の実施形態によれば、個々のレーザエミッタの出力を増加させる必要がない。第一及び第二ビームアレイ６０、６２を監視するためのビームスプリッタ７０、７４とともに二分の一波長板６８を使用することで、第一及び第二ビームアレイ６０、６２のそれぞれの光強度が若干減少することはない。しかしながら、感光性表面における全体の強度は、その感光性表面における個々のビームの光強度の合計である。上述した実施形態では、従来のシステムと比較して二倍の数のビームが存在しているため、スプリッタ７０、７４におけるビーム強度の損失は個々のビームの数の二倍によって相殺されるものを上回る。それで、ビーム毎に要求されるレーザ強度はかなり減少する。さらに、画像ビームアレイ９２の一部を形成しない光強度は、自動出力制御（ＡＰＣ）検知及び、集積マルチビーム光源５２、５４の出力を監視して制御する他の側面に用いられる。

次に図８を参照すると、本説明の他の実施形態に係る、この場合はＲＯＳサブシステムであるビームアレイスキャニングサブシステム１００に組み込まれたアレイ光源サブシステム５０が示されている。アレイ光源サブシステム５０は実質的には、上述し、図６に示したものである。画像ビームアレイ９６はアレイ光源サブシステム５０から出射する。本実施形態によれば、画像ビームアレイ９６は最大６４の個々に制御可能で空間的に分離した、感光性表面１０２上に所望のパターンを形成するようにそれぞれが変調されたレーザビームから成る。

多面鏡及びレンズアッセンブリ１０４は多数の光学要素１０６を含む。この多数の光学要素１０６は、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４によって生成されたビーム用の小型の光路とそれらのビームを調節して補正する役割を有するが、これらの説明は本明細書では割愛する。

画像ビームアレイ９６を構成するビームはスキャニング光学システムの大部分を通して同一の光路を共有するが、それによって、光学機械的及びビームの照準安定性が促進される。アレイ光源サブシステム５０を構成する要素は、（例えば感光体などの）感光性表面１０２において、それぞれの光源におけるビームの相対的間隔によってある程度決定される間隔で第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４によって生成されたビームを光学要素１０６及び回転多面鏡１０８がスキャンするように位置して設けられる。すなわち、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４における個々のエミッタの互いに対する位置によって、感光性表面上の各ピクセルのスポットの間隔がある程度決定される。

具体的には、本開示の一実施形態に係る感光性表面上のスポットの一つの典型的なアレイ１１０が図９（全ての図と同様に、縮尺通りに描かれてはいない）に示される。第一集積マルチビーム光源５２からのビームが表面１０２に投影されるスポット１１２は、第一集積マルチビーム光源５２を構成するエミッタの間隔に比例する量だけ互いに空間的に離れている。同様に、第二集積マルチビーム光源５４からのビームが表面１０２に投影されたスポット１１４は、第二集積マルチビーム光源５４を構成するエミッタの間隔に比例する量だけ互いに空間的に離れている。スポット１１２、１１４の互いに対する位置は、エミッタと感光性表面１０２との間にある光学要素だけでなく、とりわけ、（第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４の間の距離であるエミッタ間隔が同一であると仮定した場合に）第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４の互いに対する配置によって決定される量によって変わる。アレイはコリメータレンズ（非図示）の光軸に対し、かつ、このように互いに対して僅かに偏心し、感光性表面において所望の処理方向ビーム間隔を達成する。

一実施形態においては、スキャン方向間隔は、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４によって生成されたスポットがスキャン方向において２００〜３００ミクロンの範囲（図９に示される実施形態では約２４９ミクロン）となるように制御される。さらに、一実施形態では、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４によって生成されるスポットが処理方向において４〜６ミクロンの範囲（図９に示される実施形態では約５．２９２ミクロン（４８００ｓｐｉ））となる。第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４の個々のエミッタ間隔の一例が、図１を参照して与えられる。本明細書で論じられる配置や間隔は典型的な実施形態のためのものであり、本明細書で具体的に論じられている以外の間隔もあり得るし、本開示の範囲に含まれる。

図１０は本開示の別の実施形態に係る、感光性表面１０２上のスポット１１２、１１４の別の配置１１６を示している。本実施形態では、スポット１１２、１１４の列は互いにずれておらず、むしろ共同で段組となっている。しかし、スポットの行は、互いにずれている。例えば、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４によって生成されるスポットは処理方向において４〜６ミクロンの範囲にあり、図１０に示される実施形態ではやはり約５．２９２ミクロン（４８８０ｓｐｉ）離れている。このパターンは、特に各光源５２、５４が同一のエミッタ間隔を有している（例えば図１に関して図示され、説明されたように）場合に、第一及び第二集積マルチビーム光源５２、５４及び関連する光学要素の一方または両方の、相対位置を制御することによって生成することができる。これによって、他の多数のスポット間隔及びパターンが可能であり、考えられる。よって、スポット１１２、１１４の特定の間隔及びパターンは設計上の選択の問題であり、本開示の範囲を限定するものではないことが理解される。

図１１は感光性表面１０２におけるｐ−偏光及びｓ−偏光に関する、スキャン位置に対する相対透過率のグラフである。図からわかるように、透過率は位置に依存しており、ｐ−偏光及びｓ−偏光の両方に関して非線形である。しかし、位置の非線形依存性を最小にするために、例えば駆動システム８６、８８内で、又は制御可能な光学要素（非図示）を介して電子スキャン補正を適用することができる。

先の説明は、三つのビームスプリッタ（二つはビーム監視のための非偏光スプリッタ、一つはビームアレイ６０、６２を重ね合わせる偏光スプリッタ）を必須的に使用するシステムに関するものであった。しかし、本開示の概念を、より少ない数のスプリッタを用いたアレイ光源サブシステムを得るために用いることも可能である。例えば、図１２を参照すると、同時に複数の個別制御可能なレーザビームを生成する複数のレーザエミッタ（個々のエミッタは非図示）をそれぞれが含む第一及び第二集積マルチビーム光源１４２、１４４によって構成されたアレイ光源サブシステムが示されている。この場合も、光源１４２、１４４からの光出力は、例えばｓ−偏光に偏光したものとすることができ、または、別個の光学要素（非図示）を備えて光源の出力を最初に偏光させることもできる。光学要素１４６、１４８はそれぞれ第一及び第二集積マルチビーム光源１４２、１４４の個々のエミッタによって生成されたビームをビームアレイ１５０、１５２に方向付ける。アパーチャ（または孔形成部材）１５４、１５６はそれぞれ、第一及び第二ビームアレイ１５０、１５２のビーム幅を限定する。加えて、二分の一波長板１５７が第一ビームアレイ１５０の光路に配置され、第一ビームアレイ１５０のビームの偏光を上述したようにｓ−偏光からｐ−偏光に回転させる。

アレイ光源サブシステム１４０はさらに、第一及び第二集積マルチビーム光源１５０、１５２の光路に設けられた立方体形の光学ビームスプリッタ１５８から成る。スプリッタ１５８は、選択的に、例えばｐ−偏光である第一偏光の光を透過させ、例えばｓ−偏光である第二偏光の光を反射させる偏光スプリッタ部１６０を含む。こうして、スプリッタ１５８は第一ビームアレイ１５０のｐ−偏光ビームを画像経路へと透過させる。第二ビームアレイ１５２のｓ−偏光ビームは偏光スプリッタ部１６０上に入射し、通常は第一ビームアレイ１５０のビームの画像経路に平行に、画像経路へと反射させられる。画像経路（ＲＯＳサブシステムの方向）へスプリッタ１５８を出射した個々が空間的に分離されたビームは、個々が空間的に分離したｐ−偏光及びｓ−偏光の両方の複数のビームから成る画像ビームアレイ１６２を形成する。

スプリッタ１５８はさらに、例えば５％の反射性、９５％の透過性を有する、一部反射性である非偏光の表面１６４、１６６を含む。第一ビームアレイ１５０の光の一部は次いで表面１６４によって反射され、収束光学要素１６８を通って、ビームアレイ１５０を構成する光のビーム強度、質、位置などを評価する第一ビームモニタ１７０へと進む（これは、例えば所望のビーム出力を得るために光源１４２の駆動を調節するために用いることができる。）。同様に、第二ビームアレイ１５２の光の一部は表面１６６によって反射され、収束光学要素１７２を通って、第二ビームアレイ１５２を構成する光のビーム強度、質、位置などを評価する第二ビームモニタ１７４へと進む（これは、例えば所望のビーム出力を得るために光源１４４の駆動を調整するために用いることができる。）。

アレイ光源サブシステム１４０は、例えば、図８に関して示され、説明された種類のビームアレイスキャニングシステム１００におけるアレイ光源サブシステム５０の代わりをすることができる。アレイ光源サブシステム５０と同様に、アレイ光源サブシステム１４０は、感光性表面に書き込むことができるビームの、すなわちスポットの数を効果的に二倍にし、現在の最先端の３２個のエミッタアレイを用いるならば、６４もの個々の、個別に制御可能なビームの画像ビームアレイを提供する。（もちろん、より多い又は少ない数のエミッタを持った集積装置を用いてもよい。重ね合わされたビームアレイの最終的なビーム数はそれに応じて上下する。）感光体における光強度は基本的には、画像ビームアレイ１６２を構成するビームの出力の合計であるから、二分の一波長板１５７及び一部反射性表面１６４、１６６におけるビーム強度の損失は個々のビームの数が増えることで相殺される分を上回る。そのため、ビーム毎に要求されるレーザ強度はかなり減少する。さらに、画像ビームアレイ１６２の一部を形成しない光強度は、自動出力制御（ＡＰＣ）検知及び、集積マルチビーム光源１４２、１４４の出力を監視して制御する他の側面に用いられる。

上記の説明は、立方体形のビームスプリッタ１５８に関するものであったが、例えば図１５に示されたような、デュアルプレートビームスプリッタを用いた同様の実施形態も考えられる。ここでは、アレイ光源サブシステム１４０の立方体形ビームスプリッタ１５８が、アレイ光源サブシステム１４１のデュアルプレートビームスプリッタ１５９に置換されている。スプリッタ１５９はさらに、例えば５％の反射性、９５％の透過性を有する、一部反射性である非偏光の表面１６５、１６７を含む。第一ビームアレイ１５０の光の一部は次いで表面１６５によって反射され、収束光学要素１６８を通って、ビームアレイ１５０を構成する光のビーム強度、質、位置などを評価する第一ビームモニタ１７０へと進む（これは、例えば所望のビーム出力を得るために光源１４２の駆動を調節するために用いることができる。）。同様に、第二ビームアレイ１５２の光の一部は表面１６７によって反射され、収束光学要素１７２を通って、第二ビームアレイ１５２を構成する光のビーム強度、質、位置などを評価する第二ビームモニタ１７４へと進む（これは、例えば所望のビーム出力を得るために光源１４４の駆動を調整するために用いることができる。）。

ビームスプリッタの数がより少ないアレイ光源サブシステムの別の実施形態を図１３に示す。同時に複数の個別制御可能なレーザビームを生成する複数のレーザエミッタ（個々のエミッタは非図示）からそれぞれが成る第一及び第二集積マルチビーム光源１８２、１８４を含むアレイ光源サブシステム１８０が示されている。この場合も、光源１８２、１８４からの光出力は、例えばｓ−偏光に偏光したものとすることができ、または、別個の光学要素（非図示）を備えて光源の出力を偏光させることもできる。光学要素１８６、１８８はそれぞれ第一及び第二集積マルチビーム光源１８２、１８４の個々のエミッタによって生成されたビームをビームアレイ１９０、１９２に方向付ける。アパーチャ（または孔形成部材）１９４、１９６はそれぞれ、第一及び第二ビームアレイ１９０、１９２のビーム幅を限定する。加えて、二分の一波長板１９８が第一ビームアレイ１９０の光路に配置され、第一ビームアレイ１９０のビームの偏光を上述したようにｓ−偏光からｐ−偏光に回転させる。

アレイ光源サブシステム１８０はさらに、第一及び第二ビームアレイ１９０、１９２の光路に設けられた偏光スプリッタ２００を含む。偏光スプリッタ２００は、選択的に、例えばｐ−偏光である第一偏光の光を透過させ、例えばｓ−偏光である第二偏光の光を反射させる。本実施形態では、偏光スプリッタ２００はｐ−偏光の大部分を透過させ、その光の一部を反射させるとともに、ｓ−偏光の大部分を反射してその光の一部を透過させるという意味において「漏洩」する。一実施形態では、スプリッタ２００はｐ−偏光の約９５％を透過させ、そのｐ−偏光の約５％を反射させる。そして、ｓ−偏光の約９５％を反射させ、そのｓ−偏光の約５％を透過させる。ビームアレイ１９０、１９２からの個々が空間的に分離したビームの光強度の大部分はスプリッタ２００から画像経路（ＲＯＳサブシステムを向いて）へ出射し、個々が空間的に分離した、ｐ−偏光及びｓ−偏光の両方の複数のビームを含む画像ビームアレイ２０２を形成する。ビームアレイ１９０、１９２からの個々が空間的に分離したビームの光エネルギーの残りはスプリッタ２００から画像経路に対して大まかに垂直に出射し、これもまた、個々が空間的に分離した、ｐ−偏光及びｓ−偏光の両方の複数のビームから成る監視ビームアレイ２０４を形成する。

監視ビームアレイ２０４は偏光スプリッタ２０６へ向けられ、そこでビームアレイ２０４のｐ−偏光成分とｓ−偏光成分が分けられる。このｐ−偏光成分はスプリッタ２０６によってｐ−偏光監視ビームアレイ２０８として収束光学要素２１０に向けて透過され、そこではビームアレイ２０８を構成する光のビーム強度、質、位置などを評価する第一ビームモニタ２１２上にビームアレイ２０８を集中させる（これはまた、例えば、所望のビーム強度を達成するために光源１８２の駆動を修正するために使うこともできる。）。ビームアレイ２０４の光のｓ−偏光した部分は、ｓ−偏光監視ビームアレイ２１４としてスプリッタ２０６によって反射され、収束光学要素２１６を通って、ビームアレイ２１４を構成する光のビーム強度、質、位置などを評価する第二ビームモニタ２１８へ進む（これはまた、例えば、所望のビーム強度を達成するために光源１８４の駆動を修正するために使うこともできる。）。このビームアレイ２０４のｐ−偏光及びｓ−偏光成分を分けることにより、光源１８２、１８４を個別に操作することを二つのスプリッタのみによって実現でき、アレイ光源サブシステムにおける光学的損失が減少する。

アレイ光源サブシステム１８０は、図８に関して示され、説明された種類のビームアレイスキャニングシステム１００におけるアレイ光源サブシステム５０の代わりをすることもできる。感光性表面に書き込むことができるビームの数、すなわちスポットの数はこの場合も効果的に二倍にされ、現在の最先端の３２個のエミッタアレイを用いるならば、６４もの個々の、個別に制御可能なビームの画像ビームアレイを提供できる。（もちろん、より多い又は少ない数のエミッタを持った集積装置を用いてもよい。重ね合わされたビームアレイの最終的なビーム数はそれに応じて上下する。）感光性表面に向けられない他の光強度の大部分は、自動出力制御（ＡＰＣ）検知及び、集積マルチビーム光源１８２、１８４の出力を監視して制御する他の側面に用いられる。

ただ一つだけのスプリッタが必要なアレイ光源サブシステム２２０の実施形態を図１４に示す。アレイ光源サブシステム２２０は、複数の個別に制御可能なレーザビームを同時に生成する複数のレーザエミッタ（個々のエミッタは非図示）をそれぞれが含む第一及び第二集積マルチビーム光源２２２、２２４を含む。光源２２２、２２４からの光出力は例えばｓ−偏光に偏光されていても良いし、又は別途の光学要素（非図示）が設けられて光源２２２、２２４の出力を偏光してもよい。光学要素２２６、２２８は光源２２２、２２４の個々のエミッタによって生成されたビームをそれぞれビームアレイ２３０、２３２に向ける。アパーチャ（または孔形成部材）２３４、２３６は第一及び第二ビームアレイ２３０、２３２のビーム幅を制限する。加えて、第一ビームアレイ２３０の光路には二分の一波長板２３８が配置され、上述したように第一ビームアレイ２３０のビームの偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと回転させる。

アレイ光源サブシステム２２０はさらに、第一及び第二ビームアレイ２３０、２３２の光路に設けられた偏光スプリッタ２４０を含む。偏光スプリッタ２４０は選択的に、例えばｐ−偏光である第一偏光の光を透過させ、例えばｓ−偏光である第二偏光の光を反射させる。本実施形態においてもまた、偏光スプリッタ２４０はｐ−偏光の大部分を透過させるがその光の一部を反射させ、また、同様にｓ−偏光の大部分を反射させるがその光の一部を透過させるという意味において「漏洩」する。一実施形態では、スプリッタ２４０はｐ−偏光の約９５％を透過させ、そのｐ−偏光の約５％を反射させる。そして、ｓ−偏光の約９５％を反射させ、そのｓ−偏光の約５％を透過させる。ビームアレイ２３０、２３２からの個々が角度的に分離したビームの光エネルギーの大部分はスプリッタ２４０から画像経路（ＲＯＳサブシステムを向いて）へ出射し、個々が空間的に分離した、ｐ−偏光及びｓ−偏光の両方の複数のビームを含む画像ビームアレイ２４２を形成する。ビームアレイ２３０、２３２からの個々が角度的に分離したビームの光エネルギーの残りはスプリッタ２４０から画像経路に対して大まかに垂直に出射し、これもまた、個々が空間的に分離した、ｐ−偏光及びｓ−偏光の両方の複数のビームを含む監視ビームアレイ２４４を形成する。

監視ビームアレイ２４４は収束光学要素２４６に向けられて、収束光学要素２４６はビームアレイ２４４を、ビームアレイ２４４を構成する光のビーム強度、質、位置などを評価するビームモニタ２４８上に収束させる。本実施形態では、光源２２２と２２４が同調して駆動され、それらの駆動は、ビームモニタ２４８によって検知されたビームの光源が第一集積マルチビーム光源２２２及び第二集積マルチビーム光源２２４のいずれかとして決定されるように、監視ビームアレイ２４４の検知のタイミングと協調している。検知した光の光源を決定する一つの方法として、時分割多重化を利用することができる。ビームモニタ２４８からのデータは、感光性表面での所望のビーム特性を得るために、光源２２２、２２４を個別に駆動するように適切な駆動装置２５０によって用いることができる。時間領域においてビームアレイ２０４のｐ−偏光及びs-偏光成分を分割することによって、ただ一つだけの光学スプリッタによって、光源２２２、２２４を操作することができ、アレイ光源サブシステムにおける光学的損失がさらに減少する。

アレイ光源サブシステム２２０は、図８に関して示され、説明された種類のビームアレイスキャニングシステム１００におけるアレイ光源サブシステム５０の代わりをすることもできる。感光性表面に書き込むことができるビームの数、すなわちスポットの数はこの場合も効果的に二倍にされ、現在の最先端の３２個のエミッタアレイを用いるならば、６４もの個々の、個別に制御可能なビームの画像ビームアレイを提供できる（もちろん、より多い又は少ない数のエミッタを持った集積装置を用いてもよい。重ね合わされたビームアレイの最終的なビーム数はそれに応じて上下する。）。感光性表面に向けられない他の光強度の大部分は、自動出力制御（ＡＰＣ）検知及び、集積マルチビーム光源２２２、２２４の出力を監視して制御する他の側面に用いられる。

最後に、図１６に示された本開示の他の形態として、コントローラ３０４の制御のもとで、ビームアレイスキャニングサブシステム３０８へ画像ビームアレイ３０６を出力する、少なくとも二つの集積マルチビーム光源（非図示）と少なくとも一つのスプリッタ（非図示）のアレイ光源サブシステム３０２とを含む画像化システム３００が提供される。そして、ビームアレイスキャニングサブシステム３０８は、画像ビームアレイ３０６を、各種のシステム光学要素（非図示）を介して最終的に例えば感光体３１０の表面のような感光性表面へと向ける。パルス出力されてスキャンされる画像ビームアレイ３０６は次いで紙のような画像基材３１２へと移送可能な感光体３１０上で潜像を形成する。

本明細書では、集積アレイのレーザ光源の数を増加させる必要なくスキャン解像度を高めた電子写真マーキングシステムが開示されていることが十分に理解されるであろう。二つの光源からのビームを重ね合わせるために偏光及びビーム分割を用いて、ビーム監視をも行いつつ画像ビームアレイを得る、様々な実施形態が開示された。このような実施形態における構成要素は能動的に又は受動的に、１、２（または３）の自由度において、互いに整列させてもよい。さらに、これらの実施形態における多くの表面は実質上は平行又は垂直であり、それによってアレイ光源サブシステムの製造を簡単にしている。ビーム重ね合わせアッセンブリは、角度間隔においてビーム間隔を実質的に変えず、また、位置間隔においてもビーム間隔を実質的に変えることはない（例えば、複合的な効果が平行板と等しいような屈折素子をビームは通過する。）。さらに、上述した実施形態の二つの入力区間は、偏光分割層によって形成される対称面に関して互いが実質的に対称である。

１２ 光ビーム、１４ スポットパターン、１６ スポット、１８ 画像、２０ 画像装置、２２ ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）サブシステム、２４ アレイ光源サブシステム、２６ 回転多角形ミラー及びレンズアッセンブリ（サブシステム）、２８ コントローラ、３０ 感光体、３２ 基材、３４ 回転多角形ミラー、３６ 光学要素、３８ ビームアレイ、４０ アパーチャ、４２ ビームスプリッタ、 ４４ ビームモニタ、５０ アレイ光源サブシステム、５２ 第一集積マルチビーム光源、５４ 第二集積マルチビーム光源、５６、５８ 光学要素、６０、６２ ビームアレイ、６４、６６ アパーチャ、６８ 二分の一波長板、７０ 第一ビームスプリッタ、７２ 半反射表面、７４ 第二ビームスプリッタ、７６ 半反射表面、７８ 第一ビームモニタ、８０ 収束光学要素、８２ 第二ビームモニタ、８６、８８ 駆動システム、９０ 偏光ビームスプリッタ、９２、９６ 画像ビームアレイ、１００ ビームアレイスキャニングサブシステム、１０２ 感光性表面、１０４ 多角形ミラー及びレンズアッセンブリ、１０６ 光学要素、１０８ 回転多面鏡、１１０ アレイ、１１２、１１４ スポット、１１６ 配置、１４０ アレイ光源サブシステム、１４２ 第一集積マルチビーム光源、１４４ 第二集積マルチビーム光源、１４６、１６８ 光学要素、１５０、１５２ ビームアレイ、１５４、１５６ アパーチャ、１５７ 二分の一波長板、１５８ 光学ビームスプリッタ、１５９ デュアルプレートビームスプリッタ、１６０ 偏光スプリッタ部、１６２ 画像ビームアレイ、１６４、１６５、１６６、１６７ 表面、１６８、１７２ 収束光学要素、１７０ 第一ビームモニタ、１７４ 第二ビームモニタ、１８０ アレイ光源サブシステム、１８２ 第一集積マルチビーム光源、１８４ 第二集積マルチビーム光源、１８６、１８８ 光学要素、１９０、１９２ ビームアレイ、１９４、１９６ アパーチャ、２００ 偏光スプリッタ、２０２ 画像ビームアレイ、２０４ 監視ビームアレイ、２０６ スプリッタ、２０８、２１４ 監視ビームアレイ、２１０ 収束光学要素、２１２ 第一ビームモニタ、２１８ 第二ビームモニタ、２２０ アレイ光源サブシステム、２２２ 第一集積マルチビーム光源、２２４ 第二集積マルチビーム光源、２２６、２２８ 光学要素、２３０、２３２ ビームアレイ、２３４、２３６ アパーチャ、２４０ 偏光スプリッタ、２４２ 画像ビームアレイ、２４４ 監視ビームアレイ、２４６ 収束光学要素、２４８ ビームモニタ、２５０ 駆動装置、３００ 画像化システム、３０２ アレイ光源サブシステム、３０４ コントローラ、３０６ 画像ビームアレイ、３０８ ビームアレイスキャニングサブシステム、３１０ 感光体、３１２ 画像基材。

Claims (3)

1. 感光性表面に画像を形成する装置であって、
   ｓ−偏光である第一偏光を有するｓ−偏光光ビームである複数の第一光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第一集積マルチビーム光源であって、該複数の第一光ビームは実質的に平行な光路を通るとともにさらに前記感光性表面上において第一光スポットのアレイに入射し、隣接する第一光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第一集積マルチビーム光源と、
   前記第一光ビームとは異なる位置で発生してｓ−偏光である第二偏光を有するｓ−偏光光ビームであり、実質的に平行な光路を通る複数の第二光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第二集積マルチビーム光源であって、前記第二集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路は、前記第一集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路と非平行であり、前記複数の第二光ビームは前記感光性表面上において第二光スポットのアレイに入射し、隣接する第二光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第二集積マルチビーム光源と、
   前記複数の第一及び第二光ビームの両方の光路上に、前記複数の第一光ビームの光路及び前記複数の第二光ビームの光路を互いに実質的に平行とするように配置され、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性であり、画像経路に前記複数の第一及び第二光ビームの光エネルギーの一部を含む画像ビームアレイを出力する第一偏光光学ビームスプリッタと、
   前記複数の第一光ビームの光路上で、前記第一集積マルチビーム光源と前記複数の第一光ビームの偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと切り替える前記第一偏光光学ビームスプリッタとの間に設置された二分の一波長板と、を備え、
   前記第一偏光光学ビームスプリッタは、
   第一及び第二非偏光ビームスプリッタ層と、
   前記第一及び第二非偏光ビームスプリッタ層の間に配置される第一偏光光学ビームスプリッタ層とを含み、
   さらに、第一ビーム受光表面を有する第一ビームモニタであって、前記複数の第一光ビームのそれぞれの一部が前記第一非偏光ビームスプリッタ層によって前記第一ビーム受光表面への経路へ反射され、前記複数の第一光ビームのそれぞれの残りが前記第一非偏光ビームスプリッタ層によって前記第一偏光光学ビームスプリッタ層への経路に透過されるように位置して設けられた第一ビームモニタと、
   第二ビーム受光表面を有する第二ビームモニタであって、前記複数の第二光ビームのそれぞれの一部が前記第二非偏光ビームスプリッタ層によって前記第二ビーム受光表面への経路へ反射され、前記複数の第二光ビームのそれぞれの残りが前記第二非偏光ビームスプリッタ層によって前記第一偏光光学ビームスプリッタ層への経路に透過されるように位置して設けられた第二ビームモニタと、を備え、
   前記第一集積マルチビーム光源及び前記第二集積マルチビーム光源が、前記感光性表面において前記第二光スポットが前記第一光スポットに対して位置的にずれるように配置され、さらに、前記第一光ビームの光エネルギーの一部が第一ビームモニタへ向けられるとともに、前記複数の第二光ビームの光エネルギーの一部が第二ビームモニタへ向けられており、
   前記第二光スポットは、前記第一光スポットに対し前記処理方向間隔の１／２ずれており、さらに、前記第一光スポットに対し前記スキャン方向間隔の１／２ずれていることを特徴とする装置。
2. 感光性表面に画像を形成する装置であって、
   ｓ−偏光である第一偏光を有するｓ−偏光光ビームである複数の第一光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第一集積マルチビーム光源であって、該複数の第一光ビームは実質的に平行な光路を通るとともにさらに前記感光性表面上において第一光スポットのアレイに入射し、隣接する第一光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第一集積マルチビーム光源と、
   前記第一光ビームとは異なる位置で発生してｓ−偏光である第二偏光を有するｓ−偏光光ビームであり、実質的に平行な光路を通る複数の第二光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第二集積マルチビーム光源であって、前記第二集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路は、前記第一集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路と非平行であり、前記複数の第二光ビームは前記感光性表面上において第二光スポットのアレイに入射し、隣接する第二光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第二集積マルチビーム光源と、
   前記複数の第一及び第二光ビームの両方の光路上に、前記複数の第一光ビームの光路及び前記複数の第二光ビームの光路を互いに実質的に平行とするように配置され、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性であり、画像経路に前記複数の第一及び第二光ビームの光エネルギーの一部を含む画像ビームアレイを出力する第一偏光光学ビームスプリッタと、
   前記複数の第一光ビームの光路上で、前記第一集積マルチビーム光源と前記複数の第一光ビームの偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと切り替える前記第一偏光光学ビームスプリッタとの間に設置された二分の一波長板と、を備え、
   前記第一偏光光学ビームスプリッタは、
   前記複数の第一光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって透過し、前記複数の第一光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって組み合わされたビームモニタ経路に向かって反射するように、第一偏光の一部を透過させ、第一偏光の別の一部を反射させ、
   さらに、前記複数の第二光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって反射し、前記複数の第二光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって前記組み合わされたビームモニタ経路に向かって透過するように、第二偏光の一部を反射させ、第二偏光の別の一部を透過させ、
   さらに、前記組み合わされたビームモニタ経路に配置される第二偏光光学ビームスプリッタであって、前記第一偏光の前記組み合わされたビームモニタ経路における光が、前記第二偏光光学ビームスプリッタによって第一ビームモニタ経路に向かって透過し、前記第二偏光の前記組み合わされたビームモニタ経路における光が、前記第二偏光光学ビームスプリッタによって第二ビームモニタ経路に向かって反射するように、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性である第二偏光光学ビームスプリッタと、
   前記第一ビームモニタ経路に配置され、前記第一ビームモニタ経路のビームを受光する第一ビーム受光表面を有する第一ビームモニタであって、前記第一ビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定する第一ビームモニタと、
   前記第二ビームモニタ経路に配置され、前記第二ビームモニタ経路のビームを受光する第二ビーム受光表面を有する第二ビームモニタであって、前記第二ビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定する第二ビームモニタとを備え、
   前記第一集積マルチビーム光源及び前記第二集積マルチビーム光源が、前記感光性表面において前記第二光スポットが前記第一光スポットに対して位置的にずれるように配置され、さらに、前記第一光ビームの光エネルギーの一部が前記第一ビームモニタへ向けられるとともに、前記複数の第二光ビームの光エネルギーの一部が前記第二ビームモニタへ向けられており、
   前記第二光スポットは、前記第一光スポットに対し前記処理方向間隔の１／２ずれており、さらに、前記第一光スポットに対し前記スキャン方向間隔の１／２ずれていることを特徴とする装置。
3. 感光性表面に画像を形成する装置であって、
   ｓ−偏光である第一偏光を有するｓ−偏光光ビームである複数の第一光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第一集積マルチビーム光源であって、該複数の第一光ビームは実質的に平行な光路を通るとともにさらに前記感光性表面上において第一光スポットのアレイに入射し、隣接する第一光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第一集積マルチビーム光源と、
   前記第一光ビームとは異なる位置で発生してｓ−偏光である第二偏光を有するｓ−偏光光ビームであり、実質的に平行な光路を通る複数の第二光ビームを同時に生成するように配置された複数の光エミッタと、光学要素とを含む第二集積マルチビーム光源であって、前記第二集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路は、前記第一集積マルチビーム光源によって生成された前記光ビームの光路と非平行であり、前記複数の第二光ビームは前記感光性表面上において第二光スポットのアレイに入射し、隣接する第二光スポットは実質的に均一な処理方向間隔と実質的に均一なスキャン方向間隔とによって隔たれているような第二集積マルチビーム光源と、
   前記複数の第一及び第二光ビームの両方の光路上に、前記複数の第一光ビームの光路及び前記複数の第二光ビームの光路を互いに実質的に平行とするように配置され、前記第一偏光の光に対して少なくとも一部が透過性であって前記第二偏光の光に対して少なくとも一部が反射性であり、画像経路に前記複数の第一及び第二光ビームの光エネルギーの一部を含む画像ビームアレイを出力する第一偏光光学ビームスプリッタと、
   前記複数の第一光ビームの光路上で、前記第一集積マルチビーム光源と前記複数の第一光ビームの偏光をｓ−偏光からｐ−偏光へと切り替える前記第一偏光光学ビームスプリッタとの間に設置された二分の一波長板と、を備え、
   前記第一偏光光学ビームスプリッタは、
   前記複数の第一光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって透過し、前記複数の第一光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって組み合わされたビームモニタ経路に向かって反射するように、第一偏光の一部を透過させ、第一偏光の別の一部を反射させ、
   さらに、前記複数の第二光ビームの大部分が前記第一偏光ビームスプリッタによって前記画像経路に向かって反射し、前記複数の第二光ビームの残りが前記第一偏光光学ビームスプリッタによって前記組み合わされたビームモニタ経路に向かって透過するように、第二偏光の一部を反射させ、第二偏光の別の一部を透過させ、
   さらに、
   前記第一及び第二集積マルチビーム光源を駆動する駆動部であって、１つの時点で前記第一及び第二集積マルチビーム光源の一方のみがビームを発生するように互いに時間決めする駆動部と、
   前記組み合わされたビームモニタ経路に配置され、前記組み合わされたビームモニタ経路のビームを受光するビーム受光表面を有するビームモニタであって、前記第一及び第二集積マルチビーム光源の前記時間決めされた駆動と同期して、前記組み合わされたビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定し、前記組み合わされた光学ビームモニタ経路を前記第一集積マルチビーム光源からのビームと、前記第二集積マルチビーム光源からのビームとに分割するように、前記組み合わされたビームモニタ経路の前記ビームの光学特性を決定するビームモニタとを備え、
   前記第一集積マルチビーム光源及び前記第二集積マルチビーム光源が、前記感光性表面において前記第二光スポットが前記第一光スポットに対して位置的にずれるように配置され、さらに、前記第一光ビームの光エネルギーの一部が前記第一ビームモニタへ向けられるとともに、前記複数の第二光ビームの光エネルギーの一部が前記第二ビームモニタへ向けられており、
   前記第二光スポットは、前記第一光スポットに対し前記処理方向間隔の１／２ずれており、さらに、前記第一光スポットに対し前記スキャン方向間隔の１／２ずれていることを特徴とする装置。