JPS62502428A

JPS62502428A - アウトプット像サイズを変える方法を具体化した複数フォ−マットレ−ザプリント

Info

Publication number: JPS62502428A
Application number: JP61501774A
Authority: JP
Inventors: ミユカ，エドワード; チヤンドラー，ジヤスパー・エス; ケスラー，デービツド; ハーデイー，ジエームス・アラン
Original assignee: イ−ストマン・コダック・カンパニ−
Priority date: 1985-04-02
Filing date: 1986-03-21
Publication date: 1987-09-17
Also published as: US4651169A

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】アウトプット像サイズを変える方法を具体化した複数フォーマットレーザプリンタ技術分野本発明は多面回転ポリゴンを使用するレーザプリンタにおいてアウトプット像サイズを変えるための方法並びに装置に関する。

従来技術多くの光学式プリンタがレーザ走査法を使用している。二次元の感光面上に集中されるレーザ光線の強さはその光線が前記感光面に相対的に移動されるとき変調されて像ゾーンに二次元のアウトプット像を作り出す。一つの普通のシステムでは回転式多面ポリゴンを使用してレーザから出るライトビーム（光線）を像ゾーンの感光部材上にライン走査させている。音響光学的モジュレータがフレームスドアメモリに保持されているディジタル像の画素のグレーまたは輝度のレベルに感応してビーム強度を変調する。該回転ポリゴンは高生成率性と高解像度と比較的保守点検が少ない点に利点がある。

ミラー面は組立てられると通常バンディング（ｂａｎｄｉｎｇ　）として昶られているアーティファクト（ａｒｔｉｆａｃｔｓ　）を記録像に発生する。これらのアーティファクトは前記面の中の傾倒エラー又はピラミダル（ｐｉｒａｍｉｄａｌ　）エラーによって発生されると言われている。高級のレーザプリンタは通常これらのビラミダルエラーを修正するための光学的修正システムを包含している。

１９７７年８月に登録された米国特許第４，０４０，０９６号（Ｓｔａｒｋｗｅａｔｈｅｒ　）に記載のプリンタに修正用円筒レンズが使用されている。ポリゴンと感光部材の間に介在される前記レンズは一方向（ページ走査）のみにパワー（ｐｏｗｅｒ）を有し、垂直方向（ライン走査）にはパワーが無い。１９８１年１月登録された米国特許第４，２４７，１６０号（Ｂｒｕｅｇｇｅｍａｎｎ　）　ハビラミダルエラーを修正するためにポリピンと感光部材との間にポジチプ円筒鏡を介在させたレーザホリゴンプリンタについて記載している。

これら両刃のレーザプリンタは１個のアウトプット像サイズのみをプリントする。レーザカラー印刷の業者の最近の動向は回転を続けるポリゴン走査機を使用することである。これは一定のライン長を走査し且つ一定数の画素を使用している。またイージ長も一定である。別のプリンタでは、プリンタの光学部品を何等調節することな（、またはポリゴンの角速度を変更することなく、レーザビームのイン７オーメイシヨン損失のタイミング（ｔｌｍｌｎｇ　）を変化させることによってライン走査長を調節する。は−ジ走査ディメンションは感光部材の速度を調節することによって変えられる。別の例ではサンプリング時間を変更することなくライン走査長を半分に減少するため、フレームスドアメモリの中のラインの一つおきのディジタル像の画素の数値をビームのイン７オーメイシヨン損失に使用してきた。ディジタル画素の半分だけが使用されるので、この方法はアウトプット像に大なるイン７オーメイシヨン損失をもたらした。このことはカラープリントを作る場合特に望ましくない。ライン走査長を変えるために光学装置を使用する場合、この光学装置に大きな変更を行わねばならない。また違ったアウトプット像すイズについてビラミダルエラーの修正を行うだめの設備が必要となる。

本発明の目的は、ポリゴンレーザプリンタで作られるアウトプット像にインフォーメイションの損失を生ずることなく、一方ではなおビラミグルエラーの１ω正を保持しつつ、光学装置によってライン走査長を変えることである。

発明の開示前記目的は、像ゾーンにアウトプットｓを作るため該像ゾーンを横切ってライトビームをライン走置させるためのミラー面を持った回転＋ｌ　リボンと、作用中の前記ミラー面と前記像ゾーンとを光学的に結合させてビラミグルエラーを修正するため前記ポリゴンと前記像ゾーンとの間に設けた光学装置と、前記像ゾーンにおけるライン走査長を変えるため且つ前記ポリゴン面と前記像ゾーンとの間の４−ジ走査方向における光学的結合を維持することによって異なったライン走査長でビラミダルエラーを修正するよう前記光学装置を修正するための装置と、を包含する複数像フォーマットレーザプリンタによって達成される。

前記光学装置はビラミダルエラーの修正をするためは−ジ走査方向に作用ホリゴン面を像ゾーンと光学的に結合させるように配置した円筒鏡を包含している。アウトプット像サイズはアウトプット像のライン走査方向とは−ジ走査方向のディメンションを変えることによって調整される。ライン走査長は、円筒鏡を新しい光学通路上のポジションに移動させるか又は別の円筒鏡を新しい光学通路位置に挿入することによって、ポリゴンと感光部材との間の光学的距離を変えることによって変更される。ページ走査ディメンションは感光部材の速度を変えることによって調節される。新しいアウトプット像サイズの゛ピラミダルエラーを修正するため、新しい光学通路位置に移動させられた円筒鏡は、°その傾倒角を変えられるか又はその光学通路から取り除かれて別の円筒鏡が光学通路に入れられる。

何れの場合にも作用ポリゴン面と像ゾーンはページ走査方向において光学的結合が維持されている。このようにしてビラミダルエラーの修正が新しいアウトプット像サイズに行われる。

円筒鏡が移動させられる度ごとにポリゴンの前のアナモルフィックビーム整形用光学手段に変更が行われ、ライン走査方向像ゾーンに近い走査方向においてビームウェストを形成する。

本発明の別の実施例は実際に円筒鏡又は円筒レンズを動かすことな（、しかしなおビラミダルエラーの修正を保持しつつ像フォーマットサイズを変えることを目的としている。この実施例のプリンタは異なったライン走査長を感光部材上に形成するため、レーザビームの光学通路に挿入されたときそれぞれ作用する第１と第２の光学システムを包含している。ビーム整形用光学システムの中の一つをビームの光学通路に選択的に入れるだめの手段が設けられている。

本発明のなお別の実施例は像フォーマットサイズを変える度毎にビームスポットサイズを変えな（てもよいようなフォーマットサイズの変更法を目的としている。

また本発明は、像ゾーンにおけるライン走査長を変える段階と、ライン走査とライン走査との間の間隔を調節する段階と、新しいフォーマットサイズにおいてビラミダルエラーを修正する段階とを包含することを特徴とする、像ゾーンを越えてポリゴンによってライン走査される変調ガウスレーザ光線により作り出されたアウトプット像のフォーマットサイズを変更する方法を提供する。

図面の簡単な説明第」図はアウトプット像フォーマットサイズを変えるための装置を具体化したレーザプリンタの１部をブロックで１部を略図で示した図；第２図は第１図のレーザプリンタの側面斜視図；第３図はアウトプット像サイズを変えるための本発明の装置を実施したレーザプリンタの一部の側面斜視図；第４図は１個の鏡を配置することによってビーム通路の中に選択的て挿入される２個の別個の光学システムを包含した本発明のレーザプリンタの別の実施例のブロック線図；第５図は第４図に示したレーザプリンタの光学システムの詳ツク線図に一部を略図にした図；第７図は第６図のレーザプリンタの一部の斜視図である。

発明の実施態様ここで使用さｎる用語「アナモルフィックＪ　（ａｎａｍｏｒｐｈｉｃ　）と「アスティグマティックＪ　（ａｓｔｉｇｍａｔｉｃ　）はどちらを使用しても同様のものである。これらの用語は垂直方向に対するある〒つの方向に沿って圧縮または膨張させられるガウスレーザ光線（Ｇａｕｓｓｉａｎ　１ａｓｅｒ　ｌｉｇｈｔ　ｂｅａｍ）のことを言う。像サイズ（ｉｘａｇｅ　５ｉｚｓ　）と言う言葉は像ゾーン（ｉｍａｇｅ　ｚｏｎｅ）における二次元のアウトプット像（ｏｕｔｐｕｔ　ｉｍａｇｅ）の領域を言う。

第１図にはガウスレーザ光線を発する少くとも１個のレーザ１１とモジュレータ１２とを包含するレーザプリンタ１０が図示されている。先ず前記レーザプリンタ１０の全般的構成について説明する。レーザ光線は（例えば単一光線の音響光学的モジュレータである）、モジュレータ１２によって輝度を変調又は分離されたインフオーメイションである。モジュレータ１２は音響光学的材料、例えばガラスやＴｅＯ□クリスタルで作った透明なセルと、該セルに接着された圧電気トランスデユーサとを包含するものがある。無線周波数（Ｒ／Ｆ　）シグナルがＲ／Ｆ発信器１６から発せられる。このシグナルは一定周波数、通常は４０−４０ −３Ｏ０の範囲にある周波数においてパワーアンブリファイヤ１７ａによって前記トランスデユーサ（で与えられる。

前記パワーアンブリ７アイヤは前記Ｒ／Ｆシグナルの振幅を変える。前記トランスデユーサは前記セルに音響波を送り出し、この音響波が回折波格子を作り出す圧縮音波を発生する。

この回折格子は前記セルを通過するインプットレーザ光線の一部分をその原通路から回折させる。前記パワーアンブリファイヤ１７ａによるＲ／Ｆシグナルの振幅の変化シま回折光＠（−次ビーム）と非回折光線（ゼロ次ビーム）を強度変調させる。変調した回折光線の強さはＲ／Ｆシグナルの振幅に応じて変化する。非回折光線よりは回折光線の方が利用される。例えば回折光線はライン走査（１ｉｎｅ　５ｃａｎ）に転換するポリゴン（ｐ０１７ｇｏｎ　）であるデフレクタ（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ　）に加えられる。この点についてあとで説明する。

クロック１７が発するクロックシグナルに応じてマイクロプロセッサ（ＵＰ）１３がフレームスドアメモリ（ｆｒａｍｅ　ｓｔｏｒｅｍｅｍｏｒｙ）　１４にシグナルを送る。該シグナルフレームスドアメモリ１４に貯えられたディジタル像（ｃｌｉｇｉｔａ’ｌ　ｉｍａｇｅ）の画素のグレイ（ｇｒａｙ）又は輝度のディジタル像はル（ｄｉｇｉｔａｌｌｅｖｅｌ　）をＤ／Ａコンバータ１８に周期的に作用させる。コンバータ１８はコントロールシグナルをパワーアンブリ７アイヤ１７ａに与える。前記パワーアンブリファイヤ１７ａはＤ／Ａコンバータ１８によって発生される画素の輝度を示すアノナログシグナルに応じてＲ／Ｆシグナルの振幅レベルを調節する。Ｄ／Ａコ／バータ１８の作動タイミングはクロック１７から出るクロックシグナルによって得られる。このような構成によって変調された円形対称のガウスレーザ光線をポジション１５に発生する。例えばネガ（ｎｅｇａｔｉｖｅ　）を通して光線をフォトデテクタ上に走査させるような多（の方法によってディジタル像を得ることができる。前記フォトデテクタが像の画素のグレイ又は輝度のレベルを表示するアウトプットを発生する。これらのレベルはディジット化されてフレームスドアメモリ１４に貯えられる。

走査用ポリゴン（ｓｃａｎｎｉｎｇｐｏｌ、ｒｇｏｎ　）　３０は複数個のミラー面を持っている。作用中のミラー面は前述の変調された光線を偏向させ且つこの光線を像ゾーンに在る感光部材ＰＭを横切ってライン走査させる。前記ポリゴン３０はモータ３０ａによって一定角速度で駆動される様にするのが望ましい。

前記ポリゴン３０はエヤスピンドル（ａ　ｉ　ｒ　５ｐｉｎｄ’ｌｅ　）に取付けることができる。前記ポリゴン３０は（図示していない）シャ７トエンコダ（ θｈａｆｔ　ｅｎｃｏｄｅｒ）を駆動する。このシャ７トエン、コダはライン走査のビームポジションを表示するインプットシグナルをクロック１７に送る。このインプットシグナルとマイクロプロセッサ１３によって発生されるシグナルとに応じて前記クロック１７は希望するライン走査長の函数として始動又は停止させられる。ライン走査長はオペレータによって選択され且つセレクタジク（θθ １ｅＣｔＯｒ　ｌｏｇｉｃ）　３６にインプットとして与えられる。前記クロックシグナルの周期性はライン走査長の函数として調整される。例えば短いライン走査長の場合には、クロックシグナルの周波数はライン当りの画素と同数を持つように増大させられる。

前記ポリゴン３０の鏡面の中の一つによってビーム（光線）がライン走査されたときこのビームは感光部材ＰＭにアウトプット像を形成する。用語「感光部材」は光源に感応して目に見えるアウトプット像を作り出す装置に使用される写真フィルムや写真に一パーや複写機の光導電体、その他の手段を含むものである。このアウトプット像のエレメントもまた画素と称される。前記感光部材ＰＭは可変速ＤＯモータ３１によってページ走査（ｐａｇｅ　５ｃａｎ）方向に連続駆動させられる。ビーム（光線）は前記感光部材の速度より遥かに速くライン走査される。またその代りとして感光部材ＰＭをライン走査中に静止させておき、ライン走査とライン走査の間においてページ走査方向に段階的に進めることもできる。

ビームは単色である必要は々く、若しカラープリントを作り出す装置であれば多色とすることができる。ポリゴンやレーザや光学的手段（ｏｐｔｉｃ　）や変調器の作動について当業者は理解している。これらの作動について更に詳しい説明は（１９８２年６月）ＩＥＥＥの会報″Ｌａ５ｅｒ　Ｓｃａｎｎｉｎｇｆｏｒ　Ｅｌｅｃｔｏｎｉｃ、　Ｐｒｉｎｔｌｎｇ”（Ｕｒｂａｃｈ等）を参照せられたい。

作動時にライン走査の長さを変えるため円筒鏡が折位置に移動させられ、又その傾倒角を変え、ビラミダルエラー（ｐｙｒａｍｉｄａｌｅｒｒｏｒ　）の修正を行う。ページ走査の寸度は前記感光部材ＰＭの速度を調節することによって変えられる。ポリゴン３００角速度について変更はなされない。ポリゴンの前に在るアナモルクイックビーム整形用光学手段は円筒鏡が動かされる毎に調節されて、実質的に円形の対称的なビームを像ゾーンに提供する。

レーザプリンタ１０において、ポジション１５とポリゴ／３０の間に２個のアナモルフィック光線整形用ズームレンズシステム３２．３４が存在する。これ等のズームレンズシステムはそれぞれ２個の円筒レンズを備えている。ズームレンズシステム３２は円筒レンズ３２ａ、３２ｂを備えている。ズームレンズシステム３４は円筒レンズ３４ａ、３４ｂを備えている。ライン走査ズームレンズシステム３４はすべての像フォーマットサイズにおいて前記円形対称ビーム（ポジション１５において）を、ライン走査方向におけるビームのウェスト（ｗａｉｓｔ）が常に像ゾーンに接近するように整形する。ページ走査ズームレンズシステム３２はすべての像フォーマットサイズにおいてページ走査方向におけるビームのウェストが作用ポリゴン面に近く形成される様にビームを整形する。前記ポリゴン又は円筒鏡４４の反射鏡面と前記感光部材ＰＭとの間においてライン走査方向に光学的拡大性能が存在しないので、像ゾーンにおけるライン走査方向におけるビームサイズ（スポットサイズ）はズームレンズシステム３４によってのみ調節できる。レンズシステム３２は円筒状面面鏡４４と協同して像ゾーンのページ走査方向においてビームサイズ（スポットサイズ）を調節して、前記感光部材ＰＭに投射する光のビームスポットが実質的に円形対称となるようにする。許容し得る程度の品質の像を得るためには正確な円形対称は必要でない。

前記円筒鏡４４はまたあとから述べるようにビラミダルエラーの修正を行う。ビームのスポットサイズはアウトプット像サイズ毎に調節される。任意のアウトプット像サイズにおいて、像ゾーンでライン走査されるときビームスポットサイズを充分一定に保つことが、シャープなプリントを得るための高度のモジュレーショントランスファー作用（ＭＴＦ）を得るために、望ましいことである。このことはライン走査方向において、若しビームのウェストが像ゾーンの近（に保持されていれば問題ケ生じない。走査ライン長約１００順に約１５００スポツトまでを使用した上記型式のレーザプリンタにおいて、−たびズームレンズシステム３２が配置されると、像ゾーンにおけるライン走査の長さ方向においてビームのスポットサイズの変化は非常に僅かである。スポットサイズ変化がおきてもライン走査のＭＴＦを顕著に変えない。

アウトプット像サイズを変えるためオペレータは７オーマントセレクタロジツク（ｆｏｒｍａｔ　５ｅ１ｅｃｔｏｒ　１ｏｇｉｃ）　３６にインプットを与える。ロジック３６はディジタルインプットをマイクロプロセッサ１３に与え、該マイクロプロセッサ１３はコントロールシグナルをフレームスドア（ｆｒａｍｅ　５ｔｏｒθ）１４とクロック１７とコントローラ４０ａ、４０ｂ、４０Ｃに与える。三ントローラ４０ａ、４０ｂは、それぞれズームサーボメカニズム４２゜４３を使用しているズームレンズシステム３２．３４を制御する。

コントローラ４０ｃは鏡通過位置及び傾倒角コントロール機構４１ａとモータ速度コントローラ４１ｂとを制御する。コントロール機構４１ａは円筒鏡４４の通路位置と傾倒角を制御する。

コントローラ４１ｂは感光部材ＰＭを移動させるページ走査駆動機構を制御する。

前記両機構４２．４３は２個の別々の調節装置を有するものとしておく。第１の調節装置は両方の円筒レンズを一体的に光学通路上の新しいポジションに移動させ、第２の調節装置はレンズ間の間隔を制御する。例えば前述のように、ズームレンズシステム３４は機構４２によって調節さ九て、それぞれ異なったアウトプット像フォーマットサイズについて感光部材ＰＭに近くライン走査方向にビームウェストを得るようにビームを整形する。例えばポリゴン３０と感光部材ＰＭとの間の光学的距離が、ポジションＡ１からポジションＡ２またはポジションＡ３に（第２図参照）境４４が移動することによって増大されると、コントローラ４０ｂがインプットシグナルを機構４３に与え、該機構４３が両レンズ３４ａ、　３４ｂをポジション１５に近い新しい位置に移動させ、ついでこれ等のレンズ間の間隔を調節する。

その折位置においてズームレンズシステム３４はライン走査方向のビームスポットサイズを変更する。新通路位置における鏡４４が像ゾーンにおいてページ走査方向におけるビームスポットサイズを変える。ページ走査スポットサイズを整形するためコントローラ４０ａがズームレンズシステム３２を再配置して、概ね円形対称のビームスポットが像ゾーンに得られるようにビームを整形する。一般にアウトプット像サイズが大きければ大きい程希望するスポットサイズも大きくなる。

ページ走査長を変えるために、コントローラ４０Ｇはまたマイクロプロセッサ１３からのシグナルに応じてコントロールシグナルをモータスピードコントローラ４１ｂに与える。コントローラ４１ｂが可変速モータ３１の速度を調節し、かくしてアウトプット＠に一ジ走査の寸度を変える。鏡４４が第２図に示すように、ポジションＡ１にあるときライン走査長Ｓ１を持っている。前記部材ＰＭはレーザビームがポリゴン３０によってライン走査されるときモータ３１によって、与えられた電圧に比例した一定速度でに一ジ走査方向に連続的に駆動される。

鏡４４が例えば、＋？ジションＡ１からポジションＡ２に移動すると（ライン走査長はＳ２で示されており、この場合８２はＳｌより長い）、コントローラ４１ｂがより高い電圧をモータ３１に刃口える。モータ３１の速度が増大される。同じようにポジションＡ３（ライン走査の最大長が８３にある）において最高電圧がモータ３１に与えられる。モータ３１は感光部材ＰＭをその最高速度で動かす。

ポリゴン３０の部分鏡面はそれぞれ完全に組立てられていない場合傾倒角誤差又は９ピラミダルアングルエラーを有する。このエラーはに一ジ走査方向における画素ポジションエラーを像ゾーンにおいてビームの中に発生させる。ビラミダルエラーの結果として像の中に生じたアーティファクトシマバンディングとして知られている（ページ走査方向のみに）ミラーを持っている）。

円筒鏡４４はポリゴンの作用面と像ゾーンとを光学的に結合させる。換言すれば鏡４４は像ゾーンにおいてページ走査方向にポリゴン３００作用面の像を形成する。この結合作用がビラミダルエラーを修正する。

４＋）ゴンピラミダルエラーとその修正理論を更に詳しく知りたいならば上述のＵｒｂａｃｈ氏等のＩＥＥＥ会誌の記事を参照されたい。

多色ビームを使用する場合円筒鏡が円筒レンズよりも望ましい。その理由は鏡は作用中のＩＦリゴン鏡面のビームの像を、あらゆるライン走査角度において且つ複数波長において光学的に部材ＰＭへ中継し、なお屈折エラーを生じないためである。

像ゾーンからポリゴンまでの距離はライン走歪の長さに関連する。この距離は下記の式（１）Ｋ基づいて円筒鏡４４を配置することによって容易に変更できる。

更に詳しくはポリゴンから部材ＰＭが存在する像ゾーンまでの距離（Ｌ、　十Ｌ２　）が次式によＬｌ・・・・・・ポリゴン３０と鏡４４との間の光軸の中心ａｒｃ沿った距離ＩＪ２・・・・・・鏡４４と感光部材ＰＭとの間の光軸の中心線に沿った距離Ｓ・・・・・・像ゾーンにおける走査線の長さα・・・・・・ポリゴンデユーティサイクルによって定められるハーフフィールドアングル（ｈａｌｆ　ｆｉｅ’ ｌｄ　ａｎｇｌｅ）鏡４４がう１ン走査を変更するため−たび移動されると、ビラミダルエラーを修正するために少くとも１個のミラーパラメータ（ｍｉｒｒｏｒ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　）について変更を行わねばならない。

更にポリゴン３０の作用面と像ゾーンは再び結合されねばならない。次の式はこの結合を生み出す関係の数式である。

Ｒ・・・・・・鏡４４の曲率半径工・・・・・・鏡４４の傾倒角であり、光線の中心線が鏡面と接触する場合と垂直線がこのような接触点において鏡面と係合する場合の角度ＬｌとＬ２・・・・・・上述の通りである。

上述のように一定のＭＴＦ配慮についてズームレンズシステム３４はライン走査ビームのウェストを像ゾーンの近くになるようにして結像させることが望ましい。第１図と第２図に示す実施例において半径Ｒは一定であるので傾倒角工のみ調節できる。第２図に示すように円筒鏡４４の傾倒角工を減少させることによって、式（１）の関係は長い距離（Ｌ、　＋Ｌ２）において満足させられる。マイクロプロセッサ１３がコントローラ４０ｃに適当なコントロールシグナルを与え、式（１）を満足するように鏡を位置決めし且つその傾・到角を調節する。上述のように、大型のアウトプット像サイズの場合はラインｊ走査の長さが長いので、部材ＰＭの速度を像走査方向に増大しなければならない。

この調節はモータスピードコントローラ４１ｂによって行セれる。

作用ポリゴン鏡面（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｐｏｌｙｇｏｎ　ｍ１ｒｒｏｒ　ｆａｃｅｔ、）は像ゾーンと光学的に結合していなければならないが、光学的拡大（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ　）即ち光学的ノミラーが一致する必要はない。換言すれば鏡面上のビームのスポットサイズは感光部材上のビームのスポットサイズより大きくてもよい。実際上は光学的拡大を単位以下にしてポリピン鈍の表面欠陥がビームに影響するのを極減させることが望ましい。

ライン走査長は、円筒鏡を新しい光学通路ポジションに移動させてポリゴンと感光部材ＰＭとの間の光学距離を変えることにより変更できる。また傾倒素工を式（２）を満足するように適当に選ぶことにより、円筒鏡４４はページ走査方向においてポリイン面と像ゾーンとを光学的に結合し且つビラミダルエラーを修正する。ズームレンズシステム３２．３４とポリゴン３０と円筒鏡４４との組合せ（・てよってビームを像ゾーンにおいて適当なサイズを持つように整形する。このような方法によって像ゾーンをポジション１５と光学的に結合させる。

次の説明は二つの像フォーマット、即ち一つは走査長が４インチ（１０１，６ｙ＋ｏｎ）で、他の一つは走査長が５インチ（１２７ｒｒｒｍ　）である像フォーマットを持った特定例である。図面の中でレンズ３２ａ、　３２’ｂとレンズ３４ａ、３４ｂの位置は寸法通りになっていないことに注意すべきである。円筒鏡４４の半径Ｒは９２．２順である。走査ライン方向においてビームのウェストは０．０４冗と０．０５　ｒｒａｎ半径（ｅ−２）であり、それらは感光部材ＰＭの中に２−と２，５暉入っている。ポジション１５においてビームの半径は０．０５ｆＩＩ＋である。波長はｏ、６３３ミクロンである。前記走査方向ビーム整形器部ちズームンステムは２個の円筒レンズを持っている。焦点距離が−６２，７ｖａｎのレンズ３４ａと焦点距離が１７５欄のレンズ３４１）とである。２個のフォーマット（ｆｏｒｍａｔｓ）のためのポジション１５からレンズ３４ａまでの距離は３１．５５１と６０．８１　ｒｒａｎであり、２個のフォーマットのためのレンズ３４ａからレンズ３４ｂまでの距離は２９６．６Ｍと２３１．８咽であり、レンズ３４ｂと像ドラムからの距離は３８９．ＥＬｍと５２４．２　＋ｒ、ｍである。

ページ方向には焦点距離５０場の円筒レンズ３２ａと焦点距離順と４３．４７閣であり、レンズ３２ａとレンズ３２ｂとの間は４４．７５−と４３．４７ｍｍであり、レンズ３２ｂとポリゴン３０との間の距離は２９９．４　’ｒｓと３６０．７ｒｔｓである。ポリゴン３０から円筒鏡４４までの距離は１５９．６間と１８２．２ｍｍであり、前記円筒鏡の傾倒素工は４６．２５°と３３．９４°である。円筒鏡４４からドラムまでの距離は３９．９ｍと３３．９４ｒｏｍである。

この実施例において感光部材はドラムの形状であった。ドラムの半径は５３．７＋ｍであり、前記ドラムへのビームの入射角はページ方向において９０°である。前記ドラムにおいてページ方向のビーム半径はそれぞれ０、０５９　ｒｕｍと０．０７４　ｒｓである。２個又はそれ以上のフォーマットについて前記ライン方向ズームレンズシステムは３個のレンズで構成することができる。

第３図は第１図及び第２図の実施例に類似の実施例を示しているが、円筒鏡４４ａ、４４１）、４４ｃがレーザビームの光学通路に選択的に出入する点が違っている。作動時にソレノイド４４ａ’。

４４ｂ’、４４Ｃ’の中の１個がコントローラ４０Ｃによって付勢されてその鏡４４を光学通路に入れる。この時に他のソレノイドはコントローラ４００によって反対の向きに付勢されてそれらの鏡を光学通路から引込める。ビラミダルコレクションを行う許りでなく、像ゾーンにおいてＲ−ジ走査方向の望ましい拡大を行うように式（２）を満足させるべくパラメータＲと工を注意深く選択することによって、は−ジ走査ズームレンズの必要性は無くなる。３個の別々の鏡４４ａ、４４ｂ、４４ｃの中の１個を使用して異ったアウトプット像サイズを提供する。前記円筒鏡はそれぞれ違った半径Ｒと違った傾倒素工とを持っている。

第３図の実施例についても前述の実施例と同じインプット条件とアウトプット条件を使用する。また同じレンズ３４が使用され且つレンズ３２の位置は４インチフォーマットについてそれぞれの位置に固定されている。半径８３．１　ｒｔａｎと半径１１７．５　ｍｍを持った２個の別々の鏡４４が使用される。ポリゴン３０から鏡４４までの距離：まそれぞれ１５８．：Ｃｏｎと２２６．１＋ｍであり、これらの境の傾倒素工はそれぞれ４０．３４°と２３．６２°である。鏡４４から感光部材までの距離はそれぞれ３９．６　ｒｍと７０．６　ｒｘｒｎである。

この実施例において３光部材ＰＭはドラムの形状であった。このドラムの半径は５０８票であり、該ドラムへのビームの入射角はば一ジ方向において９０°である。該ドラムのページ走査方向のビーム半径はそれぞれ０．０５９　ｗと０．０７４ｍである。

前述のシステムは単−長さの走査ラインのみをプリントすることができる。寸度の異なった多量の像をプリントするためには上述の単一フォーマットの光学システムを改造して各種のフォーマットに適用できるようにする必要がある。機械的なフォーマットの変更を組入れることによってシステム全体の融通性と生産性を向上させる。

第１図と第２図に示した実施例を振り返って見ると、そのシステムは多数の比較的複雑な可動部品とそれに伴って制御機構を必要とすることが判る。サーボ機構４２．４３をそれぞれ備えたズームレンズシステム４０ａ、４０ｂを動かすために必要な正確なコントロールは製造費と組立費を加算することになる。また円筒鏡４・１の通路位置と傾倒角を制御する制御機構４１ａが必要となる。フォーマットのサイズを変えるためて必要な多数の部品を動かすためには、正確なコントロールとそれに要する正確な公差によって部品の初期経費を増大し、システム全体の信頼性を低下し、現場サービス費用を増大することになること第４図と第５図に示す本発明の実施例は可動部品の数を更に減少して、製造費と組立費を経減し且つ信頼性を向上したものである。

第４図を参照すれば、本発明のレーザプリンタ１０′のブロックダイヤグラムが図示されている。プリンタ１０′は少（とも１個のレーザ１ｘ、モジユレータ１２、フレームスドアメモリ１４、マイクロプロセッサ１３を包含し、これらの部品はポジション１５に円形対称ビームスポットを形成する。プリンタ１０′はまた、Ｒ／Ｆゼネレータ１６と・ξツーアンプリファイヤ１フａとＤ／Ａコンバータ１８とクロック１７とフォーマントセレクタロジック３６とを包含している。

鏡７０はドライバ４０Ｑの制御によって２ポジシヨンの間をソレノイド７１によって移動できる。第１のポジション（実線で示す）において、鏡７０はレーザビームをさえぎらずビーム（末アナモルフィックビーム整形システム７２ａと固定の円筒鏡７４ａとを備えた第１光学システムに入射する。前記円筒鏡７４　ａはポリゴンと像ゾーンとを結合して、弐（ＩＸ２）の状態に応じてビラミダルエラーを修正する。ビームはポリゴン３０によって、連続移動中の感光部材ＰＭ上にライン定食される。

特定例として、前記固定式円筒１７４ａは半径１２０．１４２ｍで入射角が４０．１３６°であり、且つポリゴンから１３１．４７９Ｆｌ＋＋の位置で感光部材から７０．６２１ｎｍの位置に在る。前記感光部材は半径７６．２ｍｍのトリムに巻かれている。走査ラインは凡そ１００圏の長さである。

第２の光学システムを選ぶために鏡７０はその第２ポジシヨンに移動され、この位置においてビームをさえぎり、このビームをビーム整形システム７２ｂに反射し且つ数個の鏡によってポリゴンスキャナ３０に反射する。円筒鏡７４ｂがポリゴンと像シー／とを結合して、式（１）（２）に基づいて新しいライン走査長においてビラミグルエシ−を修正する。第２光学システムはシステム７２ｂと境７４ｂとを包含している。

特殊な例として、固定式円筒鏡７４　ｂは１３１．４７９ｍｍの半径と２７、７４６°の入射角を有し、Ｈぞリボンから２０２．６５９園に、且つ感光部材から９３．３４１ｗに在る。作られる走査ラインは長さカニ凡そ１５０圏である。

レーザプリンタ１０′を一層詳細に示す第５図を参照すれば、ビーム整形システム７２ａは固定式のライン走査ビーム整形レンズエレメントとページ走査ビーム整形レンズエレメントを包含している。特に、円筒レンズエレメント３２ａ’、３２ｂ’はライン走歪方向にビームを整形し、また一方しｙ、′：エレメント３４ａ’、３４ｂ’は啄−ジ走査方向にビームを整形する。ビーム整形システム７２ｂはまた固定式のラインとページ走査ビームレンズエレメントを包含している。特に円筒レンズ３２　ａ　／／。

３２ｂ“は、ビームウェストが像ゾーンの近くになるよ５にライン走査方向のビームを整形し、−万レンズエレメント３４　ａ／／。

３４１）“はページ走査方向にビームを整形する。

整形器を離間させた円筒光学システムとして設計することが当業者に知られている。しかしながら、従来の球状光学手段を備え、これに続いてビームを再整形してポリゴンにページ方向ビームサイズを提供する円筒光学システムを備えたライン方向ビーム整形光学手段を設計するのが一層経済的であるかもしれない。これは整形器に必要な円筒光学手段を半分だけ減少させ且つ製造性を向上させる。

上述の如く光学システムを１′キ正すべき場合に、光学システム７２ａの２個の円筒レンズ３２ａ’、　３２ｂ’の代りに３個の球状レンズを使用する。第１の球状レンズは焦点距離が＋６０霧であり、且つポジション１５（第２図と第３図に示す基準点）から３７．２０１ｍｍに配置する。ポジション１５におけるビームウェストは５５．４５ミクロンの半径と６３３ｎｍの波長を持つ。第２の球状レンズは焦点距離が一２０ｍｍで、第１のレンズから１５４．４５２鳩に配置される。第３の球状レンズは焦点距離が＋１６０ｗ１で、第２レンズから１７６．８４７闇に配置される。２個の円筒レンズの中の第１のものは焦点距離が１１８゜０５２−で、　３番目の球状レンズから１３１．９２２ｍに配置される。第２の最終円筒レンズは第１の円筒レンズから１２８．３４３ｇ＋に配置され、焦点距離は２４．７６７ｍである。第２の円筒レンズからホＩＪゴンまでの距離は４２１．２３５咽である。鏡８１，８２．８３はビームをポリゴン３０の作用面に向けるため続けて使用する。

光学システム？２ｂは上述の光学システム７２ａについての修正型と同数のレンズを持っている。従って、３個の前記球状レンズは次の仕様を有する。第１の球形レンズはポジション１５から４４．４９８ｍｍに在って、焦点距離は＋５０咽である。第２のレンズは第ルンズから８９．６７２＋ｒｍに在って、焦点距離は −２０−である。第３のレンズは第２のレンズから２７１．５９０ｍにあって、焦点距離は＋２２５Ｂである。第１の円筒レンズエレメントは第３の球状レンズから１１５．５３２ｍｍにあって、焦点距離は１９０．４０３崩である。第２で最後の円筒レンズは第１円筒レンズから１７８．７６０謳に在り、焦点距離は２１，０９１．＋＋＋ｍである。

この最後の円筒レンズはポリゴンから４０３．９４８ｍに在り、且つビームが前記修正型光学システム７２ｂを通過してのちポリゴンに達するよう鏡８６，８２．８３を使用する（註：前述の実施例に於ける十進法による位置は計算値であって、部品や組立品の製造に必要な公差を意味するものでない）。

第１光学システムが通路内に置かれると、ビーム１′！、鏡７０によって妨げられず、且つビームはビーム整形される。ビームを、ｄ　リボン３００作用面に入射するよう指向するため鏡８１．８２゜８３を設けている。ビームはこのポリゴンの面力ｊら固定式円筒鏡７４を離れる様に反射されて感光部材ＰＭＫ入射する。

鏡７０が光学通路に入れられると、ビーム整形システム７２ｂがビームに作用する。また鏡８５，８６，８２．８］まビームを１貨向させてポリゴンの作用面に入射させるが、最初のビームカニポリゴンの作用ファシット面に当った点から）１離されている。整形器７２ａ、７２ｂから出るビームをポリゴンのｆ「川面で分離することは、整形器から出るビームを円筒プリント鏡７４ａの下に通過させ、その代り円筒プリン）ｆｉ７４ｂｉｃよって反射させるために適している。円筒プリント鏡７４１）から反射されるビームは次に感光部材ＰＭに向けられる。

該感光部材ＰＭ＆ま移動速度を調節するためコントローラ４１ｂによって作動するモータ３１によって送られる。第１の光学システムがビームの通路に入れられたときは、第２の光学システムがビームの通路に入れられたときよりライン走査が長くなり、感光部材ＰＭの速度を増大しなければならない。

以上の説明によって第４図と第５図に示す実施例のフォーマット変更システムは先に説明したフォーマット変更ズームシステムよりコストの低域に犬なる効果をもたらすことカニ伯」明する。

部品を移動させ且つ適正な運動を確実に行わせるためのコントロール＠構は５個か５１個に減少し、残余コントロール機構は単一の部品を正確に位置決めするためのコントロールｈａｙ−要レンズマウントもまたシステムの価格に影響する。

移動する機構の数が５個から１個に減少するのでフォーマット変更操作の信頼性 ’ｔｔ約５゛の係数で向上する。ズームシステムにおいて整形器マウントは厚い円筒光学手段を位置させるため必要な場所に５個の点を再現させねばならず、またミラーマウントは簡単な円筒を配置するに必要な場所に４個の点を再現させる必要がある。以上の説明によって、ズームシステムの場所に全部で２４個の限局された点が必要なことと第４図及び第５図の実施例においてビーム偏向装置として使用されている平面鏡によって３個の点が再現される必要があること、とは対照的であることが判ろう。

例えビーム整形器の光学部品の数が少くとも５個から凡そ１０個に増大するとしても、これら部品の許容誤差は減少する。その理由はズーム部品に対する必要性によって設計が束縛されないためである。しかしながら光学部品のコストはおそらく２倍弱増加しよう。光学部品について見ると、取付台すなわちマウン）　（ｍｏｕｎｔ）の数も増加するが、これらは殆んど同一だから全体のコストはそれに比例して増加しない。更にマウントの複雑性は８分の１に減少した。

第６図と第７図を参照すれば、像フォーマットサイズを変更する度毎にビームスポットサイズを変更しなくても良いように改良した本発明の別の実施例が示されている。実際問題として像ゾーンにおけるシャープなインフォーカス（ｉｎ　− ｆｏｃｕθ）ビームスポットはライン走査長の範囲にわたって焦点に存在することが判明した。

第６図と第７図において、第１図において図示説明した部品と同じ部品については同一の番号を使用している。従って、第６図と第７図の実施例の説明はすでに説明しなかった部品の説明と、この実施例の特有の効果に限ることにする。

円筒鏡４４もまたビラミダルエラーの修正ができる。ビームスポットサイズは鏡４４の２個のポジションＡ１Ａ２（第７図）について調節される。与えられた任意のアウトプット像サイズにおいて次のことが非常に望ましい。すなわちビームスポットサイズを像ゾーンでライン走査されるときに充分に一定に保持して、シャープなプリントを得るための高度のＭＴＦを提供することが望ましい。

このことは若しビームウェストが像ゾーンの近くに保持されておればライン走査において問題を生じない。約１００＋ｍｎのライン走査長に１５００スポット以上を使用した従来型式のレーザプリンタにおいて、−たびズームレンズシステム３４が位置決めされると、像ゾーンにおけるライン走査長に沿ったビームのスポットサイズの変化は非常に少ない。スポットサイズの変化はライン走査のＭＴＦを大きく変えない。システムＭＴＦと鮮明度の解析からプリンタのスポットサイズは小範囲のライン走査長におけるカラープリントの鮮明度に関し重要な因子でないことが判る。故に８２．５５間（３，にインチ）、８８．９箇（３％インチ）、１０１．６ｍ＋ｎ（４インチ）幅（ライン走査長）のプリントを作りたい場合に、本発明の装置は例えば８８．９１ｒａｎ（３％インチ）の走査長または８２．５５ｍｍ（３３（インチ）の走査長についてさえも、像ゾーンの焦点にスポットサイズを持った１０１．６ｍ（４イリゴン３０が一定速度で回転し続ければ鏡４４は同一ポジションＡ１（第７図）にとどまり、ライン走査長を変えるためにクロック１７の周波数のみを変える必要がある。若しライン走査長の範囲が小間隔内に保たれるならば、スポットサイズは像ゾーンの焦点にとどまるであろう。換言すれば像ゾーンの感光部材上にシャープな像が形成される。

コントローラ４０Ｃはマイクロプロセッサ１３から出る信号に応じてコントロール信号をモータスピードコントローラ４１ｂに送る。コントローラ４１ｂは可変速モータ３１の速度を調節しアウトプット像をページ走査方向即ち寸度変更する。鏡４４がポジションＡ１にあればコントローラ４１ｂはスイッチ５０ａを閉じスイッチ５０ｂを開く。バッテリＶとして図示されているＤＣ電圧源はモータ３１に電圧を供給する。供給電圧は調整レジスタ５１によって変えられ、該レジスタの抵抗は必要なべ走査は予定のスポットサイズに対し長さＳ４を持っている。

特定例トしてこのスポットサイズはライン走査長８８．９ｍｍ（３％インチ）に対するものである。例えば若しライン走査長８２５５１（３にインチ）のプリントが必要な場合スポットサイズは変えられないがクロック１７０周波数は増大される。ライン走査長１０１．’６　ｒａ　（４インチ）に対しクロックの周波数は減少される。

ライン走査長が最初の範囲内で作られるべきであるとき（像ゾーンの焦点に留まっている最初のスポットサイズを使用して）、コントローラ４１ｂがスイッチ５０ｂを開きスイッチ５０ａ、を閉じる。また該コントローラはアウトプット像のページ走査長を変えるためレジスタ５１の値を調整する。

鏡４４が例えばポジションＡ１からポジションＡ２に動かされると（ライン走査長は予定の長さＳ２であり、Ｓ２はＳｌより長い）、コントロー、７４１ｂがより高い電圧をモータ３１に送る。

レジスタ５２はレジスタ５１より低い抵抗値を有する。ライン走査長Ｓ２で作動するためコントローラ４１ｂはスイッチ５０ａを開き、スイッチ５０ｂを閉じる。モータ３ｆの速度は増加される。鏡４４がポジションＡ２に在るとき、１個のライン走査長のみの可能性を示した。若しスポットサイズが準ゾーンの焦点　。

に留まっていれば、クロック１７の周波数を調節することによって小範囲のライン走査も使用されることが理解できる。

本発明のフォーマット変更システムは、多面回転ポリゴンの代りにライン走査作業のために回転式ガルバノメータ像スキャナーを使用しているレーザプリンタに、使用できることが理解できる。

効果と工業上の利用性アウトプット像にインフオーメイションの損失を生ずることな（像フォーマットサイズを変更する装置は、例えばレーザビームをライン走査するため鏡面を持った回転ポリゴンによって感光部材を走査するガウスレーザ光線を使用してネガのプリントを作り出すプリンタのアウトプットにおける製品として有益である。このような装置は安価に高解像度プリントを作り出す効果がある。

国際調査報告ｌ肖１＋１・す１＾１ｕｌｌｌｅｍ６＾Ｎ−、ＰＣＴ／ＵＳ　８６１００５６３Ａ！’ｉＮＥＸＴｏＴｈｇＩＮＴＥＲ，ＮＡＴＩＯＦｉ、’＋ＬＳＥＡＲＣＨＲＥＰ’０ＲＴＯＮＩＮＴＥＲ）ＩＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＩ−ＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、　：’ＣＴ／υＳ　Ｂ６１００５６３　（ＳＡ　１２６４７）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）像ゾーンにアウトプット像を整形するため該像ゾーンを横切って低ビームをライン走査する鏡面を備えた回転ポリゴンを有する複数像フォーマットレーザプリンタにおいて、作用中の前記鏡面と前記像ゾーンとをページ走査方向において光学的に結合させてピラミダルエラーを修正するため前記ポリゴンと前記像ゾーンとの間に介在した光学手段と；前記像ゾーンにおけるライン走査長を変えるため及びページ走査方向において前記作用ポリゴン面と前記像ゾーンとの光学的結合を保持することによって異なつたライン走査長におけるピラミダルエラーを修正するため前記光学手段を変更する手段と；を特徴とする複数像フォーマットレーザプリンタ。
（２）特許請求の範囲第１項記載のレーザプリンタにおいて、前記光学手段がページ走査方向に光学的パワーを持った円筒鏡を備え、前記変更手段が前記円筒鏡を光学通路に沿って新しい通路ポジションに移動させる手段とピラミダルエラーの修正を続けるため前記新通路ポジションにおける前記円筒鏡の傾倒角を変える手段とを含んでいるレーザプリンタ。
（３）特許請求の範囲第１項記載のレーザプリンタにおいて、前記光学手段が異立った曲率半径及び傾倒角を持った少くとも２個の円筒鏡を備え、前記変更手段が前記円筒鏡の中の特定の１個のみをビームの光学通路に選択的に挿入する手段を有するレーザプリンタ。
（４）特許請求の範囲第１項記載のレーザプリンタにおいて、前記光学手段が（ａ）ビームの光学通路が貫通したときに像ゾーンに異つたライン走査長をそれぞれが形成できる第１、第２の光学システムを含み、前記光学システムの各々が前記ポリゴンと前記像ゾーンとの間に介在した円筒鏡を備え、該円筒鏡は前記作用ポリゴン面と前記像ゾーンとをページ走査方向に光学的に結合させることによつてピラミダルエラーの修正を行うものであり、（ｂ）前記第１、第２の光学システムをビームの光学通路内に選択的に挿入するため第１の位置と第２の位置との間を移動可能な鏡を有し、前記光学手段の変更手段が前記鏡をその第１の位置と第２の位置との間に移動させる手段を包含するレーザプリンタ。
（５）特許請求の範囲第１項乃至第４項の中の何れか１項に記載のレーザプリンタにおいて、新しいフォーマットサイズにおいてライン走査方向にビームウェストを形成し且つ該ビームクエストを前記像ゾーンの近くに配置するためのビーム整形手段を前記ポリゴンの前に備えるレーザプリンタ。
（６）特許請求の範囲第５項記載のレーザプリンタにおいて、前記ビーム整形装置がライン走査方向のみにパワーを有する２個の円筒レンズを持ったズームレンズシステムを包含するレーザプリンタ。
（７）特許請求の範囲第１項記載のレーザプリンタにおいて、前記光学手段が円筒鏡手段を含み、該円筒鏡手段が第１の状態においてライン走査長のある範囲において第１のビームスポットサイズを前記像ゾーンの焦点に作り出し、第２の状態においては前記範囲で左い少くとも一つの予め定めたライン走査長において第２のビームスポットサイズを前記像ゾーンの焦点に作り出すレーテプリンタ。
（８）特許請求の範囲第１項乃至第７項の中の何れか１項に記載のレーザプリンタにおいて、アウトプット像サイズが変えられるときに前記像ゾーンにある感光部材の速度を変えるための手段を包含するレーザプリンタ。
（９）特許請求の範囲第３項又は第４項記載のレーザプリンタにおいて、前記円筒鏡が異左つた曲率半径と傾倒角を有し、それぞれのピラミダルエラーと結合とを修正するレーザプリンタ。
（１０）輝度レベルを表示する画素からなるディジタル像を貯えるためのメモリーを有する特許請求の範囲第１項乃至第８項の中の何れか１項に記載のレーザプリンタにおいて、貯えた画素の輝度レベルに応じてビームを周期的に張度変調させる調節手段を包含し、前記変調の周期が像ゾーンにおけるライン走査長の函数であることを特徴とするレーザプリンタ。
（１１）特許請求の範囲第１項記載のレーザプリンタにおいて、前記回転ポリゴンが回転式ガルバノメータによって駆動される鏡に置換されたレーザプリンタ。
（１２）ポリゴンによって像ゾーンを横切ってライン走査される変調ガウスレーザ光線で作り出されるアウトプット像のフォーマットサイズを変える方法において、ａ）像ゾーンにおけるライン走査長を変える段階；ｂ）ライン走査とライン走査との間の間隔を調節する段階；ｃ）新フオーマツトサイズにおけるピラミダルエラーを修正する段階；を包含することを特徴とするアウトプット像のフォーマツトサイズを変える方法。
（１３）特許請求の範囲第１２項記載の方法において、ライン走査方向においてビームサイズとウエスト位置を調節する段階と、ページ走査方向におけるビームサイズを調節する段階と、を包含することを特徴とするアウトプット像のフォーマットサイズを変える方法。
（１４）特許請求の範囲第１３項記載の方法において、ポリゴンより前にビームをアナモルフイツクに整形して、異なつた像フオーマツトにおいてビームウエストをライン走査方向の像ゾーンの近くに形成する段階を包含する方法。