JPH04255874A - ラスタ出力スキャナ強度制御の手段及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）
電子写真式プリンター、さらに特定すれば、プロセス制
御エレクトロニクス系統の変更によって書込みビーム強
度の変化を修正して出力するＲＯＳに関するものである
。

【０００２】従来技術によるラスタ出力スキャナ（ＲＯ
Ｓ）を用いるプリンタも、普通、多面体の回転軸と平行
な平坦な反射面すなわちカット面を有する回転多面体を
使用している。一本のビーム（又は、マルチプルダイオ
ードを用いているときは、複数のビーム）を、ヘリウム
・ネオンレーザ又はダイオードレーザのような光源から
放射する。光は、多面体前の調整光学系を通って、入力
電気信号に従って変調され、回転多面体のカット面表面
に至る。ビームは反射され、多面体後の調整レンズ系を
通り、感光性画像面の全処理幅にわたって走る。このよ
うな既知のＲＯＳシステムでは、多面体前の調整光学系
は、それぞれの多面体カット面に当る光のビームがカッ
ト面の一部だけを照射するカット面アンダー照射型設計
か、光のビームがそれぞれのカット面の全面と隣接カッ
ト面の一部を照射するカット面オーバー照射型設計のい
ずれかを取入れている。この二つの設計を比較すると、
オーバー型設計では、画像面上に所定の大きさのスポッ
トを生ずるのに必要なカット面の寸法を大幅に小さくす
ることができ、同じ直径の多面体にずっと多くのカット
面を備えることが可能になる。これは、ひいては、走査
系を比較的低速で作動させることを可能にし、低出力の
（従って、安価な）多面体モータ駆動装置が使えること
になる。この利点があっても、これまで、総出力効率が
低いことと多面体カット面の照射が不均一なことの二つ
のマイナス要因の方が大きかった。効率が低くても（通
常１０〜１５％）よいためには、高出力レーザダイオー
ドが必要となる。不均一性の問題は、走査ビームが、レ
ーザ源から離れるにつれ、回転多面体の一つ以上のカッ
ト面を照射するように拡がるために、スポットがガウス
分布の形となることからくる。拡がったビームは、固有
のビーム強度変化特性を有しており、走査の両端で照射
強度が低くなる形（一般に「フラウン（ｆｒｏｗｎ）　
」という）を示す。スポットが画像面を横切って走査す
るよう多面体が回転すると、媒体に向けて反射される光
の強度も対応して変化し、画像の品質が若干低下する。

【０００３】本発明によれば、ＲＯＭに複数のスマイル
修正を記憶しておく。周期的にテストモードを発動して
、濃度の異なる複数の番号付けした帯状部分から成るテ
ストパターンプリントを作成する。それぞれの番号付け
した帯状部分は、ＲＯＭに記憶した修正曲線の一つと関
連付けしてある。操作者あるいはサービスエンジニアは
、テストパターンプリント上の最適濃度レベルを有する
とみられる番号付けした帯状部分を肉眼で判定する。 操作者あるいはサービスエンジニアは、次に、テストパ
ターンの判定した番号の帯状部分に対応する修正信号曲
線を選定する。選定した帯状部分が前回に選定した帯状
部分と異なるならば、新しい修正信号をレーザに送って
、その出力ビーム強度を新しいレベルに変更する。さら
に詳述すれば、本発明は、入力ビデオ画像信号に対応し
て変調した高強度の出力放射ビームを発生するレーザ源
、前記ビームで感光体を走査して前記感光体を露光し、
その上に静電潜像を生成する手段、前記露光した潜像を
現像し、前記現像した画像を出力媒体上に転写する手段
に加えて、複数のビーム強度修正信号に係わるデータを
記憶するメモリ手段で、それぞれの記憶信号が異なる強
度変化特性のビームで感光体を露光させるもの、及び、
前記レーザ源に周期的にテストパターンビデオ信号を与
えて、テストパターン出力プリントを形成させる手段で
あって、前記テストパターンテスト信号が複数の別々の
区画部分を有し、それぞれの区画部分は前記ビーム強度
修正信号のうちの一つに対応する強度変化特性をもって
露光されるものとの組合わせから成る、ラスタ出力スキ
ャナに係わるものである。

【０００４】図１は、オーバー照射型多面体カット面設
計により作動中の既知のＲＯＳ走査システムの概略立面
図である。

【０００５】図２は、図１の感光体の表面を横切る走査
線に沿って走査ビームの照射レベルをプロットして、複
数のフラウン修正曲線を示す図である。

【０００６】図３は、テストパターンの生成を発動する
制御回路とビーム強度修正回路を含む電子的サブシステ
ム（ＥＳＳ）の概略図である。

【０００７】図４は、複数のビーム強度修正曲線に対応
する異なる濃度の複数の帯状部分を有するテストパター
ン出力プリントを示す図である。

【０００８】図１を参照すると、オーバー照射型多面体
カット面設計の既知のＲＯＳシステム１０を示してある
。図示のように、望ましい実施例ではレーザダイオード
１２などである光源１２を、コヒーレントな高強度放射
の光源として用いる。ダイオードは、自己変調型で、光
の変調出力ビームは、ＥＳＳ１３の画像処理機構から送
られるバイナリデータ画像信号の有する情報に合致して
いる。画像信号は、メモリディスク、ラスタ入力スキャ
ナ（ＲＩＳ）などから発してもよい。また、ＥＳＳは、
クロッキング信号と、レーザの光出力レベルを制御する
ビーム強度信号をも発生する。光源レーザ１２の変調出
力ビームを、二つのレンズ型ビーム拡張系１４、１６に
よって拡張し、その後、拡張された光のビーム１８は、
開口プレート２０で形成した線状の開口部すなわちスリ
ット２０’を通過する。ビーム１８は、多面体前のレン
ズ系２２を通過する。レンズ系２２は、ビーム１８を収
束してエネルギー分布を調整したビーム２４とし、これ
を回転多面体スキャナ３２の鏡面状のカット面３０で反
射する。

【０００９】多面体３２が矢印の方向に回転すると、光
のビーム３６は照射されたおのおののカット面で反射さ
れて、多面体の後の一連のレンズ系（図示しないが、既
知のもの）を通過し，こうして帯電感光体３８の全幅に
わたってビーム３６で像を描く（走査する）。ここには
その一部のみを図示する。ビーム３６が感光体の表面に
入射する強度がもし修正されなければ、走査の両端にお
いてラスタスポット強度が低くなる（フラウン誤差）。 図２にプロットＡとして示すこの誤差は、この例でいえ
ば、走査ビームの照射レベルで約１０％の変調を生ずる
。このフラウン誤差は、既知のように、フラウン曲線の
逆のスマイル修正信号をＥＳＳ１３内で生成させ、この
信号を光源１２に送ってレーザの出力強度を変化させて
、走査の始めと終りの部分で照射レベルを必要なだけ上
げ、中央部の照射レベルを下げることによって修正でき
る（図２のプロットＢ参照）。誤差と修正を合せた結果
、感光体表面における走査ビームの照射レベルは均一に
なる。それから、既知の技術によって感光体上の潜像を
現像し、出力媒体上に転写する。

【００１０】スマイル修正信号が少なくとも最初の段階
ではフラウンを修正するのに満足できるものであったと
しても、この修正は、時間が経っても画像面上での走査
ビームの強度を均一に維持するのには十分ではない。こ
れは、上記の背景説明の部分で述べた他の要因、特にゼ
ログラフィ処理システムにおける帯電と現像の変動によ
って、この均一性が損なわれ始めるからである。本発明
によれば、多数の、番号識別可能な一群のビーム強度修
正信号で、各信号が対応するフラウン条件に対し明確な
スマイル修正を行うものをＥＳＳに組込んで、ＥＳＳを
図１の実施例に関して記述した既知のものから変更する
。複数の水平な帯状部分から成るテストパターン出力プ
リントを生成するための回路を追加する。それぞれの帯
状部分をビーム強度修正信号の一つに対応するビーム強
度で走査して、感光体を露光する。従って、それぞれの
ビームがその長さ方向にわたって、独特の強度変化パタ
ーンを有することになる。それから、操作者あるいはサ
ービスエンジニアは、どの帯状部分が所望の最適濃度レ
ベルを与えるとみられるかを判定し、新しい修正曲線を
「ダイヤルイン」する。図３は、図１の回路の変更点を
示すもので、ＥＳＳ１３’は、画像処理部（ＩＰＳ）４
０、テストパターン生成回路４２及びビーム強度制御回
路４４を有する。テストパターン回路４２は、テストパ
ターンを電子的に記憶し、これを感光体３８上に画像化
し、現像して出力媒体上に転写すると図４に示すように
プリント５２上に水平な帯状部分５として現れる。それ
ぞれの帯状部分は、画像の一部として形成される番号で
判別できる。この例では、１０本の水平な帯状部分を選
び、最初に最適であった修正曲線（帯状部分５）並びに
二つの極端な修正例１と１０示す。以下に述べるように
、帯状部分の選び方を変えてもよい。

【００１１】さて、システムが暫く作動してから、操作
者あるいはサービスエンジニアが出力コピー品質にある
程度の低下を認めたとすると、動作をテストモードとし
て修正動作を開始させる。本発明のさらに別の特長とし
て、プリンタは、装置の制御機構４６を介してプリンタ
から回路４２、４４を作動させられるように変更してあ
る。操作者あるいはサービスエンジニアは、適当なテス
トパターン信号を生成して、これをテストパターン生成
回路４２に送る。回路４２の出力は先にロードしたテス
トパターン情報のデータビットの流れであり、これをイ
ンタフェースボード４５を経てレーザ駆動回路１２Ａに
送る。レーザ１２Ｂからの変調出力ビームが感光体３８
の表面を初期ビーム強度レベルで走査して画像を生成す
るので、これを処理し出力プリントパターン５０を形成
する（図４）。操作者あるいはサービスエンジニアは、
プリントを検査して、最適濃度を示しているとみられる
帯状部分を選定する。恐らく、中央の帯状部分５はもは
や最適ではなく、選定される番号はこれと異なるもので
あろう。ついで、制御パネルで、その特定の番号の帯状
部分と関係付けされている強度信号を選定する。例えば
、いま、帯状部分６（図示せず）が最適とみられたとす
れば、この帯状部分に対応する修正曲線を作動させるべ
きであることを示している。制御機構４６から回路４４
に信号を送って、それまでのビーム強度制御回路を作動
停止し、テストパターン比較との関係付けで決定した修
正曲線で置換える。システムは、それから、さらに修正
する必要があることが明らかになるまで、この修正ビー
ム強度信号を採用して作動する。

【００１２】望ましい実施例においては、ビーム強度制
御回路４４は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）で、複数
のスマイル修正曲線を記憶、保持している。スマイル修
正はＲＯＳシステムの最初のセットアップのときに生成
、記憶させる。図２を参照すると、プロットＡ、Ｂは、
それぞれ感光体３８の実際の走査線に沿ったフラウンと
スマイルの強度レベルを表すものである。この例では、
走査線は１３．６５インチ（３４３ｍｍ）の長さにわた
り、３２バイトに分割してある。各バイトは、非連続の
電圧変化（０〜１０Ｖの範囲で十分と分かっている）を
示す。全体としての電圧変化を、フィルタに通して滑ら
かな出力電圧とする。スマイル修正曲線Ｂを表すアナロ
グ出力電圧は、すなわち、ディジタル化してＲＯＭ回路
４４に記憶した修正曲線のうちの一つである。プロット
Ｃ、Ｄで表すその他の複数の修正曲線も、同様の方法で
生成、記憶する。プロットＣは線の左側（走査の開始側
）での極端な照射強度低下の修正を、プロットＤは線の
右側（走査の終端側）での極端な低下の修正を示すもの
である。プロットＡに類する幾つものフラウンの型を計
算することができ、特定のフラウンの逆の状態にある対
応するスマイル修正を算出し、プロットし、スマイル修
正信号として回路４４に記憶することもできる。修正曲
線の数は、回路４４のＲＯＭの容量で制約されるが、数
千の数にはなる。しかし、たいていのシステムでは実際
的な理由から、ずっと少ない数、例えば１０でよいであ
ろう。選定したビーム出力レベルを表す回路４４の出力
をアナログ信号に変換し、平滑化し、レーザ駆動回路１
２Ａに送る。所望の数の修正電圧をＲＯＭに記憶したら
、テストパターンプリント生成回路４２を、それぞれの
帯状部分が記憶修正信号のうちの一つと相関した強度レ
ベルで形成された複数の水平な帯状部分を有するテスト
プリントを生成するように、プログラムすることができ
る。選定した１０個の修正信号に対応した強度において
ＲＯＳシステムによって感光体上に１０本の帯状部分を
逐次露光する画像データ情報を包含したデータビットの
流れである出力を生成するように、回路４２を調整する
。図２、４を参照すると、このようにして、プリント５
２の帯状部分５を、修正曲線Ｂで与えられるビーム強度
レベルで露光し、帯状部分１をプロットＣで、帯状部分
１０をプロットＤで露光する。その他の帯状部分（図示
せず）は、プロットＣとＤの中間の修正曲線を表すよう
に選定する。

【００１３】処理方向への多面体の回転と感光体３８の
移動のために、走査の開始（ＳＯＳ）と終了を検出する
タイミング・クロック回路は、既知のように従来のＩＯ
Ｔ制御ソフトウェアで制御する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　オーバー照射型多面体カット面設計により
作動中の既知のＲＯＳ走システムの概略立面図である。

【図２】　　図１の感光体の表面を横切る走査線に沿っ
て走査ビームの照射レベルをプロットして、複数のフラ
ウン修正曲線を示す図である。

【図３】　　テストパターンの生成を発動する制御回路
とビーム強度修正回路を含む電子的サブシステム（ＥＳ
Ｓ）の概略図である。

【図４】　　複数のビーム強度修正曲線に対応する異な
る濃度の複数の帯状部分を有するテストパターン出力プ
リントを示す図である。

【符号の説明】

１０　　ＲＯＳシステム、１２　　光源、１２Ａ　　レ
ーザ駆動回路、１２Ｂ　　レーザ、１３，１３’　　Ｅ
ＳＳ、１４，１６　　ビーム拡張系、１８　　ビーム、
２０開口プレート、２２　　レンズ系、２４　　ビーム
、３０　　カット面、３２　　回転多面体スキャナ、３
６　　ビーム、３８　　帯電感光体、４０　　ＩＰＳ、
４２　　テストパターン生成回路、４４　　ビーム強度
制御回路、４５　　インタフェースボード、４６制御機
構、５０　　プリントパターン、５２　　プリント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ラスタ出力スキャナにおける、入力ビ
   デオ画像信号に対応して変調した高強度の出力放射ビー
   ムを発生するレーザ源、前記ビームで感光体を走査して
   前記感光体を露光し、その上に静電潜像を生成する手段
   、前記露光した潜像を現像し、前記現像した画像を出力
   媒体上に転写する手段の組合わせにおいて下記の組合わ
   せを含むもの：複数のビーム強度修正信号に係わるデー
   タを記憶するメモリ手段で、それぞれの記憶信号が異な
   る強度変化特性のビームで感光体を露光させるもの、及
   び、前記レーザ源に周期的にテストパターンビデオ信号
   を与えて、テストパターン出力プリントを形成させる手
   段であって、前記テストパターンテスト信号が複数の別
   々の区画部分を有し、それぞれの区画部分は前記ビーム
   強度修正信号のうちの一つに対応する強度変化特性をも
   って露光されるもの。
2. 【請求項２】　　前記テストパターン出力プリントが濃
   度の異なる複数の水平な帯状部分から成り、それぞれの
   帯状部分は走査につれて前記ビーム修正信号のうちの一
   つに関係付けされたものに合致して変化するビーム強度
   を持つ走査ビームによって生成されるものであり、前記
   帯状部分のうち一つは全般に均一な濃度を有する請求項
   １記載のラスタ出力スキャナ。