JPH0689838A - 光学出力装置における個々のスポット露光のダイナミック制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】走査光学出力システムにおける像平面上に個別
スポットを形成するために使われる光エネルギーを正確
に制御する新規な方法を提供する。 【構成】データ信号に従って光源をドライブするための
手段（１１４）と、光源によって放射された光の少なく
とも一部分を光電流に変換するための光検出器（１０
６）と、光電流の時間積分を決定するための積分器（１
０８）と、閾値記憶装置（１２２）と、光電流の時間積
分と閾値記憶装置の内容とを比較するための比較器（１
１０）を含み、比較器（１１０）では、光電流の時間積
分値と閾値とが比較され、光電流の時間積分が閾値装置
の内容の値に少なくとも等しくなった時に光源に光の放
射を中止させる、光出力装置における個々のスポットの
露光をダイナミック制御するための方法及び装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の背景〕本発明は、概略的には、ラ
スタ出力走査システムにおいて感光性要素に放射された
光エネルギーを正確に制御するための方法および装置に
関する。

【０００２】ラスタ出力走査（ＲＯＳ）は、変調された
光情報をプリンタの感光体上に分与するための一般的な
方法になった。周知のように、回転する多角形を強度変
調されたレーザ光線によって照射しながら、多面多角鏡
を軸のまわりに回転させることにより容易に走査を実施
することができる。光線は、１つの面によって反射さ
れ、感光性記録媒体上の「スポット」に集束される。多
角形が回転することにより、スポットは高速走査（即
ち、行走査）方向に感光性媒体を横断して走査する。一
方、感光性媒体は、高速走査方向に直角な低速走査方向
に低速で前進する。光線は、潜像を形成するために、デ
ータストリームによって表された像を構成する個々の画
素（“ピクセル”）が、感光性媒体上において露光され
るようにデータストリームに従って強度変調され、形成
された潜像は、例えば１枚の紙のような適当な受像媒体
に移される。

【０００３】露光された各スポットの大きさ及び形状
は、パルスに含まれる光エネルギー、及び、結像された
スポットの大きさ及び形状に依存する。ピクセル１つ当
たりに放射されたエネルギーに対してこのような依存性
を持つことは、スポットが露光される以前に感光表面に
放射されていなければならないエネルギーの閾量が存在
することに起因する。感光表面に放射されたエネルギー
は、光パルスの時間積分出力に等しい。従って、各スポ
ットの大きさ（サイズ）は、光パルスの継続期間並びに
その振幅に依存する。感光表面に放射されたエネルギー
の量は、とりわけ、スポットのサイズ、スポットのプロ
ファイル等を規制するので、露光されたスポットのサイ
ズを変化させることは、パルス幅を一定に維持して光線
の振幅を変えるか、又は、振幅を一定に維持してパルス
幅を変えることによって達成可能である。

【０００４】感光体上に再生可能なスポットを露光する
ためには、各パルスの形で放射される光エネルギーを正
確に制御しなければならない。ハーフトーンのセルの中
の露光スポットの個数を変えることによって形成された
灰色レベルを印刷する場合、或いは、縁部分の形成を制
御するために非常に小さな間隔で密接して配置されたス
ポットを露光する場合には、正確な制御が特に重要であ
る。スポットを形成するために用いられた全エネルギー
の僅かに１％に相当する量だけ光エネルギーが変化する
と、その影響が、中間調または連続調の像に現れる。こ
のことは、各スポットに放射される光エネルギーの精度
および再生可能性が高くなければならないことを意味す
る。

【０００５】スポット１つ当たりの光エネルギーの変化
は、レーザ源によって放射された光出力の振幅又はパル
ス幅いずれかの変動に起因する。レーザ出力の振幅変動
は、例えば周囲の熱変動、ドライブ電流の変動、及び／
又は、前回の変調パターンを含む多くの源から生じる可
能性がある。パルス幅の変動は、例えばドライブ用電子
装置、トリガー信号、レーザの入り切り回数、及び／又
は、前回の変調パターンを含む多くの源から生じる可能
性がある。

【０００６】熱変動は、パルス当たりの光エネルギーを
一定に維持することにとって特に有害である。例えば、
供給されているレーザ電流がパルスの開始に際して突然
増大すると、レーザチップが加熱されることは避け難
い。一般に、温度が上昇するにつれてレーザの出力は減
少するので、この時間依存性または過渡的加熱は、通
常、パルス継続期間中の出力低下または「垂下(droop)
」の原因となる。更に、一連のパルス期間中における
過渡的な加熱は、温度に対して累積的な影響を及ぼし、
パルスの個数および頻度に依存する。例えば、連続する
パルスの間の時間が大きい場合には、装置には充分な冷
却時間が与えられ、従って、ドライブ電流を供給する
と、次のパルスに際して、大きい温度効果、即ち、垂下
を生じる。パルスの間の時間が短ければ短い程、パルス
と次のパルスとの間の冷却時間が短くなり、レーザの温
度は継続的に増加する傾向を持つ。このような継続的な
温度上昇は、入力電流の振幅が一定である場合の出力パ
ルスの振幅を更に減少させ、各光パルスのエネルギーが
更に変化する傾向を生じる。

【０００７】小さい間隔を持って密接に配列された複数
個のダイオードレーザを有する一体構造光源を使用する
多重ビームＲＯＳにおいては、パルス１つ当たりの光エ
ネルギーに対して更に有害な影響を及ぼす。この種の単
一構造的なレーザ源においては、１つのレーザを変調す
ると、電気的、光学的、或いは、熱的結合のいずれかに
よって、他のレーザが放射する出力の変化を誘発する。
結合作用（カップリング）は、各レーザの自己加熱と相
互作用し、各レーザの出力に不安定かつ予測不可能な変
動を生じる。

【０００８】レーザ源の出力変動は、その予測、その制
御、及び／又は、その排除が非常に困難であるので、通
常は、補償対象とされない。ただし、この種の変動は、
印刷された頁上に望ましくない結果をもたらすので、ラ
スタ走査光学システムにおいてこの種の変動が生じるこ
とは望ましくない。従って、各スポットに放射された光
エネルギーを正確に制御する装置及び方法が必要であ
る。

【０００９】〔発明の要約〕本発明は、走査光学出力シ
ステムにおける像平面上に個別スポットを形成するため
に使われる光エネルギーを正確に制御する新規な方法を
提供する。各スポットは、光放射源の光出力を変調する
ことによって得られる光エネルギーのパルスによって形
成される。概して、各パルスのエネルギーの制御は、時
間に関してパルスの振幅を積分した値に基づいてパルス
の継続期間を制御することによって達成される。従っ
て、感光体上に形成されたスポットのサイズを制御する
ために、パルスの継続期間を用いることが可能である。
本発明によれば、前記の積分値は、その電気出力（「光
電流(photocurrent)」）を時間に関して積分した光検出
要素を用いて光源の光出力の一部分を電気信号に変換す
ることによって表わされる。光電流は、レーザによって
放射された瞬間的な光出力の既知又は測定された関数で
あり、従って、任意の期間に亙って積分された値は、当
該期間中に放射された光エネルギーの直接的な測定値で
ある。従って、積分された光電流が、スポット用として
必要な光エネルギーを表す設定された閾レベルに達する
と、光パルスは終了させられる。閾レベルを一定値に保
持して一定サイズのスポットを形成させるか、或は、ス
ポットごとに閾レベルを変えることにより、感光体表面
上のスポットサイズを所要の方法（例えば、３００ｓｐ
ｉから６００ｓｐｉまでの範囲内の出力解像度を容易に
可変にする）において変化させることが可能である。い
ずれの場合にも、光源によって放射された光強度が制御
不能かつ予測不能に変動するにも拘わらず、各スポット
に対して放射されたエネルギーは、スポットごとに正確
に制御される。

【００１０】本発明の方法によって光エネルギーを制御
することにより、像平面上の露光の面積的な大きさ、及
び／又は、その照明レベルを、未知であって予測不可能
な振幅変動から、或は、光源によって放射された光出力
をオンオフする回数から独立させることができる。この
ような独立性は、小さい間隔を以て密接に配置されたエ
ミッタで構成される一体構造の光源を用いた多重光線Ｒ
ＯＳ装置において特に重要である。この場合には、１つ
のエミッタを変調すると、他のエミッタの出力に予測不
能な変動が誘発される。更に、長期使用中に起きるレー
ザ閾値および効率の変化を正確に測定および調節する必
要性を軽減する。

【００１１】〔図面の簡単な説明〕図１は、本発明の１
つの実施例に基づいた装置の全般的な光学的構成の側面
ないし立面図であり、一般的なＲＯＳシステム用の光源
として用いられる１つの単一ダイオードレーザを示す。

【００１２】図２は、本発明のゼログラフィック印刷用
として一般的に使用可能な図１の装置の像平面に配置さ
れた感光ドラムを示す。

【００１３】図３は、図１の装置の全般的な光学的構成
の上面ないし平面図であり、一般的なＲＯＳシステム用
光源として用いられる１つの単一ダイオードレーザを示
す。

【００１４】図４は、本発明の他の実施例に基づいた装
置の全般的な光学的構成の側面ないし立面図であり、一
般的なＲＯＳシステム用光源として用いられるダイオー
ドレーザの線形アレイ、及び、１つの単一走査期間中、
感光表面上に結像する２つの放射レーザスポットの位置
を示す。

【００１５】図５は、時間的に変化するレーザ出力を監
視するための光検出器に組み込まれた１つの単一ダイオ
ードレーザの実施例を示す。

【００１６】図６は、時間的に変化するレーザ出力を監
視するための１個の光検出器と共に用いられる１つの単
一ダイオードレーザの実施例の側面ないし立面図であ
る。

【００１７】図７は、本発明の目的のためにレーザによ
って放射された１つの単一光パルスのエネルギー含有量
を制御するために用いられる電気装置の１つの実施例の
機能図である。

【００１８】図８は、本発明の目的のためにレーザによ
って放射された１つの単一光パルスのエネルギー含有量
を制御するために用いられる電気装置の２番目の実施例
の機能図である。

【００１９】図９は、本発明の目的のためにレーザによ
って放射された１つの単一光パルスのエネルギー含有量
を制御するために用いられる電気装置の３番目の実施例
の機能図である。

【００２０】図１０は、図９に示す機能図の異なる諸点
における典型的な波形を示す。

【００２１】図１１は、本発明に係る露光を制御する方
法および装置を使用した完全なゼログラフィック印刷エ
ンジンに関する概略図である。

【００２２】前記図面においては、全図面を通じて、類
似要素には類似した参照番号を付記するものとする。

【００２３】〔詳細な説明〕本発明の第１の実施例につ
いて、それぞれ走査装置１０の低速走査平面図および高
速走査平面図を示す図１及び３を参照しながら詳しく説
明することとする。装置１０は、例えば図２に示すよう
に、ゼログラフィ式印刷過程で使用される感光ドラム１
２に、走査された変調光信号を出力するためのラスタ出
力走査装置である。その代りに、装置１０は、ディスプ
レイ装置、写真装置、或いは、走査された変調光信号を
用いる応用装置に対してこの種の走査された変調光信号
を出力する装置であっても差し支えない。

【００２４】装置１０は、例えば発散するコヒーレント
光線１６を発生するソリッドステートレーザ又はこの種
のレーザのアレイなどのような光源１４を含む。光線１
６の通路には、第１球面レンズ１８、低速平面において
のみ倍率を持つ円筒面レンズ２０、少なくとも１つの反
射小面(facet) ２６を持つ回転する多角形として示され
る走査装置２４（ただし、回転するホログラム、回転す
る回折格子等であっても差し支えない）、第２球面レン
ズ２８、及び、トロイダルレンズ３０が配置される。光
線１６の通路は、像平面３２において終結する。この場
合の像平面は、前記の回転する感光ドラム１２（図
２）、すりガラス面その他のタイプのディスプレイ用ス
クリーン、感光フィルム等であっても差し支えない。

【００２５】球面レンズ１８は、発散光線を準視するた
めに役立つ。円筒形レンズ２０は、低速走査平面内にお
いて光線１６を走査装置２４の小面２６上に集束させる
ために役立つ。光線１６は高速走査平面内における小面
２６上には集束されないので、光線は、小面２６の幅の
少なくとも一部を横切って伸延する１本の線として現れ
る。

【００２６】光線１６は、複合球面レンズ２８を通過す
るように小面２６によって反射される。光線は小面２６
上に収斂するので、ここ寝反射されると発散する。従っ
て、イメージ像平面３２上において円形または楕円形を
形成するように光線を再集束し、走査の非直線性を修正
（ｆ‐シータ補正）するためにレンズ２８及び３０が用
いられる。当該技術分野において既知である動揺（走査
運動または小面誤差）を更に修正するために、トロイダ
ルレンズ３０又はその均等物（例えば、円筒鏡）が用い
られる。

【００２７】従って、図３の矢印Ａによって示すように
走査装置２４が右回り方向に回転する場合には、その移
動する小面の１つによって反射された光線は、矢印Ｂに
よって示すように、像平面３２を横断して走査する。光
線の変調、例えば、当該技術分野において既知であるよ
うに、レーザ発光(lasing)の閾値の下から上に向かって
レーザ自体に供給される電流を変調することにより、一
般的に使用される、走査されて変調された単一光線が得
られる。像平面３２が図２に示す回転感光ドラム１２上
における行（ライン）を含み、ドラム１２の回転と光線
の変調および走査が適切に協調された場合には、ＲＯＳ
印刷装置が実現する。

【００２８】変調および走査を、複数のスポットに対し
て同時に実施することのできる本発明の実施例を図４に
示す。図４において、装置４０は、例えば、それぞれコ
ヒーレント光線６２ａ、６２ｂを発生する独立したソリ
ッドステートレーザ又はモノリッシク多重光線ソリッド
ステートレーザのエミッタのような多重光源５４ａ、５
４ｂを含む。図４の低速走査平面に示すように、光線６
２ａ及び６２ｂは、高速および低速走査平面内において
光線をコリメートするための球面レンズ１８を通過す
る。次に、コリメートされた光線は円筒形レンズ２０を
通過し、走査装置２４の小面２６を照射する。低速走査
方向にのみ倍率をもつ円筒形レンズ２０は、光線６２ａ
及び６２ｂを小面２６上に集束し、各光線は低速方向に
のみ面上で集束されるので、各光線は小面２６上におい
て集束されて線を形成する。小面２６は、光線が分散す
る点において各光線をレンズ２８に向けて反射する。レ
ンズ２８及び３０は、光線を像平面３２上に集束し、走
査の非直線性を修正する。レンズ３０は、円錐曲線回転
体(torodal) の修正(wobble)要素である。既に述べたよ
うに、像平面は、すりガラス、表示用スクリーン、感光
材料（フィルム、静電式感光体等）、又は、他の像平面
の表示用または受光用媒質であっても差し支えない。光
線の変調は、当該技術分野において既知であるように、
レーザ発光の閾値の下から上に向かってレーザ自体に供
給される電流を変調することにより、各光源の出力を直
接調節することによって都合よく達成できる。

【００２９】図１から図４までに示す実施例は、構造お
よび動作の面において類似しているので、これらの実施
例に関する以下の説明は、明解さと簡潔さの観点から、
１つの単一光線の場合の実施例（図１及び３に示す）を
対象とする。ただし、当業者であれば理解可能であるよ
うに、以下の説明は、多重光線の場合の装置にも同様に
適用可能である。他の適当な光学システムも、当業者に
とっては同様に良く知られているシステムである。更
に、完全なＲＯＳシステムのレンズ及び他の光学的およ
び機械的な構成部品については当該技術分野において周
知であるので、それらの詳細については、言及しないこ
ととする。

【００３０】本発明によれば、図１及び３における光源
１４は、一般に、埋め込み式ヘテロ構造(heterostructu
re) タイプ、又は、当業者にとって周知の他の構造タイ
プのダイオードレーザであるものとする。光源１４の１
つの実施例は、図５に示す埋め込み式ヘテロ構造レーザ
装置である。レーザ装置７８は、ダイオードレーザ作用
を提供するための全体的に参照番号８４で示される複数
の半導体層をエピタキシアル的に溶着した基体８２から
成る。個々のダイオードレーザは、例えば、米国特許第
４，８７０，６５２号に開示済みの不純物によって誘発
される無秩序化(disordering) プロセス、或いは、当業
者にとっては周知の前記以外の技法により、エピタキシ
ャル層内に形成される。各ダイオードレーザは、例え
ば、図５に示すようにレーザチップ上に一体構造的に形
成されるか、或いは、図６に示すようにレーザとは個別
にパッケージされた関連検出器９０を有する。検出器
は、一体構造的に形成されさえすれば、米国同時係属特
許出願第０７／５００，８１４号、及び、第０７／７１
４，２８７号において開示され、本明細書に参考資料と
して組み込まれている多数の異なるタイプ、或いは、当
業者には周知の他のタイプの検出器のうちの１つであっ
ても差し支えない。検出器は、レーザの時間従属の光学
出力を表すか又はこの出力に比例する出力信号を獲得可
能にするために、一体構造型検出器である場合にはレー
ザ空洞内の光出力、又は、非一体構造型検出器である場
合にはレーザが放射する光出力のいずれかを直接的にサ
ンプリングする。

【００３１】出力スキャナの各走査ライン中は、レーザ
に電流が供給される。電流ドライブ信号は、データを表
すパルス変調された信号であり、当該データに基づいて
変調された出力光線を供給するためにレーザをドライブ
する。一体構造または非一体構造いずれの場合にも、光
検出器の出力信号は電気信号である。この信号は、必ず
しもその必要はないが、殆どの場合、各パルス期間中に
おける出力光線の振幅変動に比例する。この出力信号
は、更に、以下に説明するように、光源の変調を制御す
るために使用される。

【００３２】図７は、光学出力システム１００において
光源の変調を制御するために用いられる装置の第１の実
施例を示す概略図である。図７において、装置１０２
は、例えばレーザ１０４及び光検出器１０６のような光
源と共に用いられる。装置１０２は、積分器回路１０
８、及び、比較器１１０を含む。調節されたピクセルデ
ータが感光媒体に記入しようとする変調されたピクセル
データを表わすレーザドライバー１１４からのレーザド
ライブ信号１１２は比較測定器１１０に入力される。積
分器回路１０８は、検出器１０６から出力光電流１１６
を受け取り、出力信号１１８として、光電流の時間積分
値を生成する。レーザ１０４からの出力光線の時間的に
変化する振幅を表す電気信号である光電流は、当業者に
良く知られている多数の方法のうちの任意の１つによ
り、積分器回路１０８によって時間積分される。積分器
回路の出力信号は、パルス開始時からその時までレーザ
１０４によって放射された全エネルギーＥ（ｔ）に比例
し、次式で表される。

【数１】 ここに、Ｐ（ｔ’）は時間ｔ’においてレーザによって
放射された出力であり、Ｋは比例定数である。出力信号
１１８は、比較器回路１１０に対する入力である。

【００３３】閾値１２０は、閾値回路１２２から比較器
回路１１０へ追加的に入力される。閾値は、積分器出力
信号が感光媒体上に所要のスポットを最適に(optimall
y) 形成するために必要な光エネルギーの値を表す電圧
レベルにシステムが初期設定されるように、選定される
ものとする。従って、閾値は、レーザ出力の変動、感光
体感度の製造上のばらつき、光収集効率、等々を配慮し
て選定することができる。

【００３４】積分器出力信号１１８の電圧が閾値１２０
未満である場合には、レーザドライブ信号１１２によっ
てレーザ１０４をドライブすることが可能であるが、積
分器信号１１８の電圧が閾値１２０に等しいか又は超過
した場合には、レーザドライブ信号１１２はレーザ１０
４への供給が遮断され、これによって、感光媒体上にス
ポットを形成するエネルギーを制限するように比較器回
路１１０が作動する。従って、図７に示す装置１０２
は、レーザ源１０４及び検出器１０６と共に、レーザ源
１０４によって放射された光パルスの継続期間を制御
し、ひいては、例えば、感光媒体上に形成されるスポッ
トの大きさを制御することができる。

【００３５】タイミング回路１２４は、積分器１０８及
びレーザドライバー１１４に入力されるタイミング信号
１２６及び１２８を作る。タイミング信号は、積分器１
０８が、リセット回路１３０により、例えば、積分器を
接地短絡することにより、比較器回路１１０によって行
われる比較作用を妨害することなしに、リセットされる
ことが可能であるように、レーザドライバー１１４を順
番付ける。

【００３６】図８は、図７に示す実施例の変種であり、
ここでは、閾値回路１２２は、例えば複数のサイズのス
ポットが用いられる場合に、変調されたピクセルデータ
と協調作動するように、接続される。この実施例におい
て、ピクセルデータはレーザドライバー回路１１４を制
御するばかりでなく、閾値回路１２２内の様々な閾値の
中から選択するためにもピクセルデータが用いられる。
サイズの異なる多数のスポットが必要とされる場合に
は、対応するスポットのサイズに対して閾値を決定する
動作は、必要な各サイズごとに繰り返される。特定のス
ポットサイズが必要とされる場合には適切な閾値が迅速
に決定可能であるように、一般に、閾値は、対応するス
ポットサイズと共にルックアップテーブルに記憶され
る。代案として、特定のスポットサイズが必要とされる
場合にはそれを獲得するために必要とされる閾値が決定
可能であるように閾値とスポットサイズとの間に経験に
よる関係式を確立しても差し支えない。

【００３７】図９に示す本発明の他の実施例２００によ
れば、光源の変調制御は、積分器回路２０４、比較器回
路２０６、トリガー回路２０８、及び、レーザドライブ
回路２１０から成る電気装置２０２と共にレーザを操作
することによって行われる。既に述べたように、集積化
回路２０４は電気出力信号を生成し、この信号は、当該
技術分野において既知の方法により、検出器１０６から
の光電流２１２を時間に関して積分したものである。こ
の実施例において、積分器２０４からの積分値としての
電気出力信号２１４は比較器回路２０６に入力される。
比較器回路は、閾値回路２１８からの閾値２１６と出力
信号２１４を比較する。電気出力信号２１４が閾値２１
６より小さい場合には、比較器回路２０６は第１の値の
電気出力信号を生成し、そうでない場合には、第２の値
の電気出力が生成される。比較器回路２０６からの電気
出力信号２２０はトリガー回路２０８に入力され、この
トリガー回路は、電気入力信号２２０の第１の値に応答
して、自身の電気出力信号２２２のレベルを、例えば、
低い値から高い値に切り替え、その電気出力信号２２２
のレベルを、電気入力信号２２０の第２の値に応答し
て、例えば、高い値から低い値に切り替える。トリガー
回路２０８からの出力信号２２２はレーザドライブ回路
２１０に入力され、このレーザドライブ回路は、レーザ
ドライブ電流２２４を、電気入力信号２２０のレベルの
関数としてダイオードレーザ１０４へ供給する。例え
ば、第１の入力信号値は、ドライブ回路２１０に、レー
ザ閾値よりも低いレベルにおいてドライブ電流２２４を
供給させる。一方、第２の入力信号レベルは、ドライブ
回路２１０に、レーザの所要作動電力に相当するレベル
においてドライブ電流２２４を供給させる。

【００３８】積分器出力信号２１４の値が閾値２１６よ
り小さい場合には、レーザドライブ信号２２４は、所要
の作動電力においてレーザ１０４をドライブすることが
可能になるが、積分器出力信号２１４の値が閾値２１６
以上である場合には、レーザドライブ信号２２４は、レ
ーザ閾値未満に引き下げられ、これによって、感光媒体
上にスポットを形成するエネルギーを制限する。従っ
て、図９に示す装置２０２は、レーザ源１０４及び検出
器１０６と共に、レーザ源１０４によって放射された光
パルスの継続期間を制御し、ひいては、例えば、感光媒
体上に形成されたスポットのサイズを制御する。

【００３９】タイミング回路２２６はタイミング信号２
２８及び２３０を生成し、これらの信号は、積分器回路
２０４及びトリガー回路２０８に入力される。タイミン
グ信号は、比較器回路２０６によって行われる比較動作
を妨害することなく、積分器２０４がリセット回路２３
２によって、例えば、積分器回路２０４を接地短絡する
ことによってリセット可能になるように、トリガー回路
２０８を順番付ける。

【００４０】図９に示す装置２０２の同じでない諸点に
おける出力信号の波形を図１０ＡからＤまでに示す。図
１０Ａは光検出器９０からの光電流２１２を示し、この
光電流は、時間的に変動する３つのタイプのパルスに対
するレーザ７８の光出力を電気的に表わしたものであ
る。パルス３０２ａは、第１のタイプのパルスを示し、
パルスの継続期間中、振幅は減少し続ける（正の垂
下）。パルス３０２ｂは、第２のタイプのパルスを示
し、パルスの継続期間中、振幅は一定である（垂下な
し）。パルス３０２ｃは、第３のタイプのパルスを示
し、パルスの継続期間中、振幅は増大し続ける（負の垂
下）。図１０Ｂは、図１０Ａに示すそれぞれのタイプの
パルスに対応する積分された検出器の出力を示す。この
場合、パルスの形状は、対応する光電流２１２の性質に
依存する。即ち、パルス３０４ａは超線形増加、パルス
３０４ｂは線形増加、及び、パルス３０４ｃは亜線形増
加を示す。図１０Ｃに示す波形は、波形３０４ａ、３０
４ｂ、３０４ｃが閾値３０６に到達するまで継続する新
しい電流パルスが変調されたピクセルデータによって開
始される場合に生成されるトリガー信号である。図１０
Ｃに示す波形は、図１０Ａ及び１０Ｂにおける各波形に
対応するトリガー回路２０８の出力を表す。図１０Ｄに
示す波形は、レーザドライブ電流２２４の振幅であり、
各波形は、トリガー信号２２２がローからハイに切り替
えられることによって開始し、続いて、トリガー信号２
２２がハイからローに切り替えられた場合に終結する。

【００４１】比較器に入力される閾信号２１６は、パル
スの形で感光体に配分されるエネルギーの量を決定し、
印刷するために情報データによって設定される。パルス
としてのエネルギー量が像の露光レベル、例えば、ゼロ
グラフィック感光体上における露光の面積的なサイズを
決定するので、パルスからパルスまで閾値を一定に保持
することは、レーザ温度その他のレーザの出力強度に影
響する変数の変動に起因するレーザの出力強度の時間的
変化に応答して、走査期間中、一定の露光条件を正確に
維持することを意味する。代案として、各パルスのエネ
ルギー含有量、ひいては、静電像の場合における露光レ
ベルは、温度変動、ドアイブ電流パルス幅の変化等に起
因するレーザ出力の変化にも拘わらず、パルスからパル
スまでの閾値を変えることにより、正確に変化させるこ
とができる。感光体の露光レベルをこのように変化させ
ることは、長期使用に起因する感光体の感度低下を補償
し、或いは、所要の出力効果を作るために利用可能であ
る。

【００４２】電気装置１０２又は２０２は、１つの単一
レーザ源又は一体的に配列されたレーザエミッタと共に
使用される個別の電気部品であっても差し支えない。例
えば、当該技術分野において周知されているように、レ
ーザに接続されたシリコン又はＧａＡｓ集積回路として
作成しても差し支えない。光源１４が１つの単一レーザ
である場合には、検出器９０は、集積回路の一部である
こともあり得る。光源１４（図１）が小間隔をもって配
列されたレーザのアレイである場合には、記述の同時係
属出願第７／５００，８１４号、及び、第０７／７１
４，２８７号に開示されているように、好ましい実施例
においては、検出器及びレーザが一体構造の装置として
統合される。その代わりに、装置１０２又は２０２は、
１つの単一レーザ源又はレーザの一体構造アレイのいず
れかと共に一体構造的に統合しても差し支えない。

【００４３】光エネルギー制御は、本発明を具現する光
出力装置の作動パラメータに応じて、スポット１つずつ
方式（spot-by-spot basis）で達成可能であることは明
白である。例えば、出力が１分間当たり６０ページ、解
像度が１インチ（２．５４ｃｍ）当たり６００×６００
スポット、走査が１４インチ（３５．６ｃｍ）であるよ
うな一般的な作動パラメータによって作動する比較的高
性能なゼログラフィック印刷装置について考察すること
とする。この装置にとって、一般的なスポット露光時間
は１４ナノセカンドのオーダである。電気回路を適切に
選択および設計し、本発明の電気装置用に相互接続する
ことにより、１ナノセカンド以上の切り替え速度が達成
可能であり、従って、光エネルギーのスポットツースポ
ット(spot-to-spot)制御が容易になる。

【００４４】図１１において、前述の露光制御技法と、
例えば、感光体ベルト又はドラム４００、感光体４０２
を動かすための手段、感光体４０４に電荷を供給するた
めの手段、感光体４０６上に潜像を形成するための手
段、潜像を用紙４０８に転写するための手段、感光体か
ら潜像を消去して感光体４１０を清掃するための手段、
用紙移送手段４１２、及び、像を用紙４１４上に定着す
るための手段を含むゼログラフィック印刷用の適当な装
置とを組み合わせることにより、完全なゼログラフィッ
ク印刷エンジン４１６を作成することができる。一般的
な印刷装置の構造および動作の詳細については、本開示
の対象範囲を越えるが、当業者にとっては周知の事柄で
ある。しかし、印刷プロセスの一部としてＲＯＳを用い
た印刷分野におけるこれらの応用、或は、印刷分野にお
ける他の応用に含ませて使用するために本発明が特に適
切であることが、前述の説明から理解されるはずであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１つの実施例に基づいた装置の全般
的な光学的構成の側面図である。

【図２】 本発明のゼログラフィック印刷用として一般
的に使用可能な図１の装置の像平面に配置された感光ド
ラムの側面図である。

【図３】 図１の装置の全般的な光学的構成の平面図で
ある。

【図４】 本発明の他の実施例に基づいた装置の全般的
な光学的構成の側面図である。

【図５】 時間的に変化するレーザ出力を監視するため
の光検出器に組み込まれた１つの単一ダイオードレーザ
の実施例を示す斜視図である。

【図６】 時間的に変化するレーザ出力を監視するため
の１個の光検出器と共に用いられる１つの単一ダイオー
ドレーザの実施例の側面図である。

【図７】 本発明の目的のためにレーザによって放射さ
れた１つの単一光パルスのエネルギー含有量を制御する
ために用いられる電気装置の１つの実施例の機能図であ
る。

【図８】 本発明の目的のためにレーザによって放射さ
れた１つの単一光パルスのエネルギー含有量を制御する
ために用いられる電気装置の２番目の実施例の機能図で
ある。

【図９】 本発明の目的のためにレーザによって放射さ
れた１つの単一光パルスのエネルギー含有量を制御する
ために用いられる電気装置の３番目の実施例の機能図で
ある。

【図１０】 図９に示す機能図の異なる諸点における典
型的な波形を示す波形図である。

【図１１】 本発明に係る露光を制御する方法および装
置を使用した完全なゼログラフィック印刷エンジンに関
する概略図である。

【符号の説明】

１０ 走査装置、１２ 感光ドラム、１４ 光源、１６
コヒーレント光線、１８ 第１球面レンズ、２０ 円
筒面レンズ、２４ 走査装置、２６ 反射小面、２８
第２球面レンズ、３０ トロイダルレンズ、３２ 像平
面、５２ 光源、９０ 光検出器、１００ 光学出力シ
ステム、１０２ 装置、１０４ レーザ、１０６ 光検
出器、１０８ 積分器回路、１１０ 比較器回路、１１
２ レーザドライブ信号、１１４ レーザドライバー、
１１６ 出力光電流、１１８ 出力信号、１２０ 閾
値、１２２ 閾値回路、１２６，１２８ タイミング信
号、２０２ 電気装置、２０４ 積分回路、２０６ 比
較器回路、２０８ トリガー回路、２１０ レーザドラ
イブ回路、２１２ 光電流、２１４ 出力信号、２１６
閾値、２１８ 閾値回路、２２０ 電気入力信号、２２
２ 電気出力信号、２２４ ドライブ電流、２２６ タ
イミング回路、２２８，２３０ タイミング信号、２３
２ リセット回路、４００ 感光体ベルト又はドラム、
４０２，４０４，４０６，４１０ 感光体、４０８ 用
紙、４１２ 用紙移送手段、４１４ 用紙、４１６ ゼ
ログラフィック印刷エンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 27/72 Ｚ 8507−2Ｋ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、データ信号に従って光源をドラ
   イブするための手段と、光源によって放射された光の少
   なくとも一部分を光電流に変換するための光検出器と、
   光電流の時間積分を決定するための積分器と、閾値記憶
   装置と、光電流の時間積分と閾値記憶装置の内容とを比
   較するための比較器とを有する光出力装置における個々
   のスポット露光をダイナミック制御するための、次のス
   テップを含む方法：光源に光を放射させるためにデータ
   信号に従って光源をドライブする；光源によって放射さ
   れた光の少なくとも一部分を検出する；検出された光を
   光電流に変換する；光電流の時間積分を計算する；光電
   流の時間積分と閾値記憶装置の内容とを比較する；そし
   て光電流の時間積分が閾値記憶装置の内容の値に少なく
   とも等しくなった時に光源に光の放射を中止させる。
2. 【請求項２】光源；データ信号に従って光源をドライブ
   するための手段；光源によって放射された光の少なくと
   も一部分を光電流に変換するための光検出器；光電流の
   時間積分を決定するための積分器；閾値記憶装置；及び
   光電流の時間積分と閾値記憶装置の内容とを比較するた
   めの比較器；を含み、 光源に光を放射させるためにデータ信号に従って光源が
   ドライブされ、放射された光の少なくとも一部分が光検
   出器によって検出され、検出された光が光電流に変換さ
   れ、光電流の時間積分が算定され、光電流の時間積分と
   閾値記憶装置の内容とが比較され、光電流の時間積分が
   閾値装置の内容の値に少なくとも等しくなった時に光源
   に光の放射を中止させる、光出力装置における個々のス
   ポットの露光をダイナミック制御するための装置。