(57)【要約】【課題】光受容体画像形成装置内のバンディング欠陥を修正するための方法およびシステムを提供する。【解決手段】この方法または装置は、光受容体上の静電荷を変えるために、１つ以上のレーザビームを使用して１つ以上の画像を形成し、光受容体内における電界の減衰によって生じる１つ以上のセットの画像完全性の検査を１つ以上の画像に対して実施し、また、電界の減衰を補償することができる。この方法または装置は、さらに、補償された画像を形成することができる。【選択図】図２
2010179652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光受容体画像形成装置内のバンディング欠陥を修正するための方法であって、
１つ以上のレーザビームを使用して１つ以上の画像を形成するステップと、
前記光受容体内における電界の減衰によって生じる１組以上の画像完全性のために前記１つ以上の画像に対して検査を実施するステップと、
前記電界の減衰を補償するステップと、
補償された所望の画像を形成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
パワー分配プロファイルを生成し、光受容体画像形成装置内における電界の減衰を補償するように１つ以上のレーザビームを変調する方法であって、
前記１つ以上のレーザビームを使用して画像を形成するステップと、
静電荷の減衰によって生じる１組の画像不完全性のために前記画像に対して検査を実施するステップと、
前記１組の画像不完全性に基づいて、前記１つ以上のレーザビームに対するパワー分配プロファイルを生成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
静電荷を有する光受容体と、
前記静電荷を変えることができる１つ以上のレーザ光源と、
前記光受容体の静電荷に、前記静電荷に比例して引き付けられる画像形成材料と、
前記１つ以上のレーザ光源によって生成される複数のレーザビームの駆動電圧、強度および継続期間を個々に制御するレーザ制御ユニットと、
前記複数のレーザビームのうちの１つ以上を変調し、それにより電界の減衰を補償する変調ユニットと
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電子写真マーキングは、実質的に一様に帯電した光受容体を原始文書の光学光画像に露光し、光受容体の表面にオリジナル文書の静電潜像を生成するために光受容体を放電させ、潜像にトナーを選択的に付着させ、かつ、得られたトナーパターンを光受容体から１枚の紙などのマーキング基板に直接転写するか、あるいは中間転写ステップ後に間接的に転写するかのいずれかによって文書を複写し、あるいは印刷するための周知の方法である。転写されたトナー粉末画像は、画像を永久的なものにするために熱および／または圧力を使用してマーキング基板に融合される。最後に、光受容体の表面から残留現像材料が除去され、次の画像を生成するための準備の一環として再び帯電される。
【背景技術】
【０００２】
広く使用されているシステムは、レーザビーム源、およびレーザビームが画像情報を含むよう、レーザビームを変調させるための手段（これは、レーザダイオードの場合のように、レーザビーム源自体をターンオンおよびターンオフさせる作用であってもよい）からなるラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）である。レーザ源、変調器および前置ポリゴン光学によって、反射型ポリゴンファセットに当たるように導かれる平行レーザビームが生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，１１１，５９３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２８５，３８９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２８５，４６３号明細書
【特許文献４】米国特許第７，０５８，３２５号明細書
【特許文献５】米国特許第７，１２０，３６９号明細書
【特許文献６】米国特許第７，１９６，７１６号明細書
【特許文献７】米国特許第７，２８３，１４３号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００９／０００２７２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこのタイプの画像は、イメージングプロセスの間、バンディング欠陥に頻繁に遭遇する。バンディング欠陥は、複数の走査線が一様に印刷しない潜像中の欠陥である。このバンディング欠陥は、最終画像中のいくつかの走査線が理論的に等しい階調の他の線より明るく出現する視覚バンディング効果の原因になっている。
【０００５】
いくつかの共通のバンディング欠陥源は、イメージャによるものである。ポリゴンが１回転する毎に生じるＲＯＳのちらつき、ジッタおよびビーム間の相違はその例である。研究の多くは、バンディングの様々な機械的原因に的を絞り、また、インタレーシングスキームによっていかにしてこれらのバンディング源に対する感度を鈍くすることができるかに的を絞ってきた。知られている機械的バンディング源のいくつかには、倍率誤差、アレイの回転およびビームの非一様性がある。
【０００６】
しかしながら、すべてのバンディング欠陥源について完全に理解されておらず、また、バンディング欠陥の中には、予測努力および知られている機械的解決法を否定しているものもあるように思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
出願人らは、これらの解明されていないバンディング欠陥を調査し、光受容体内の量子準位レベル効果によってもこれらの欠陥が生じ得ることを発見した。詳細には、以下で完全に説明するように、レーザビームが特定の走査線に沿って放電される際に、これらのレーザビームによって生成される電界を画素の隣接するスワースが減衰させていた。現行の走査線のために意図された電荷が減衰によって破壊し、望ましくないバンディングがもたらされたため、光受容体内における電界のこの減衰は、バンディング欠陥源になることが分かった。
【０００８】
この研究に基づいて、この問題に対処するべく、光受容体画像形成装置内のバンディング欠陥を修正するための方法、１つ以上のレーザビームを変調し、それにより光受容体画像形成装置内における電界の減衰を補償するためのパワー分配プロファイルを生成する方法、およびこれらの方法を利用した画像形成装置が開発された。
【０００９】
様々な例示的実施形態では、本開示によるシステムおよび方法は、光受容体画像形成装置内のバンディング欠陥を修正するための方法を提供することができる。この方法には、光受容体上の静電荷を変えるための、１つ以上のレーザビームを使用して１つ以上の画像を形成するステップと、光受容体内における電界の減衰によって生じる１つ以上のセットの画像完全性の検査を１つ以上の画像に対して実施するステップと、電界の減衰を補償するステップとを含むことができる。最後に、この方法は、補償された所望の画像を形成することができる。
【００１０】
また、本開示は、１つ以上のレーザビームを変調し、それにより光受容体画像形成装置内における電界の減衰を補償するためのパワー分配プロファイルを生成する方法を提供することができる。この方法には、光受容体上の静電荷を変えるための、１つ以上のレーザビームを使用して画像を形成するステップと、静電荷の減衰によって生じる１つのセットの画像不完全性の検査を画像に対して実施するステップと、１つのセットの画像不完全性に基づいて、１つ以上のレーザビームに対するパワー分配プロファイルを生成するステップとを含むことができる。
【００１１】
また、本開示は、画像形成装置を提供することができる。この装置は、静電荷を有する光受容体と、静電荷を変えることができる１つ以上のレーザ光源と、光受容体の静電荷に、該静電荷に比例して引き付けられる画像形成材料とを有することができる。この装置は、さらに、１つ以上のレーザ光源によって生成される複数のレーザビームの駆動電圧、強度および継続期間を個々に制御するためのレーザ制御ユニットと、複数のレーザビームのうちの１つ以上を変調し、それにより電界の減衰を補償するための変調ユニットとを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本出願の装置の一部の一例示的モデルを示す平面図である。
【図２】本出願の装置の一部の一例示的モデルを示す上面図である。
【図３Ａ】画素を形成するための例証的インタレースパターンを示す図である。
【図３Ｂ】画素を形成するための例証的インタレースパターンを示す図である。
【図３Ｃ】画素を形成するための例証的インタレースパターンを示す図である。
【図４Ａ】図３Ａのインタレースパターンを使用して形成された潜像の模擬電圧プロファイルを示すグラフ図である。
【図４Ｂ】図３Ｂのインタレースパターンを使用して形成された潜像の模擬電圧プロファイルを示すグラフ図である。
【図４Ｃ】図３Ｃのインタレースパターンを使用して形成された潜像の模擬電圧プロファイルを示すグラフ図である。
【図５】露光対複数の画素スワースのための距離を示すグラフ図である。
【図６】電界対複数の画素スワースのための距離を示すグラフ図である。
【図７】収集効率対電界の強さを示すグラフ図である。
【図８】注入された電荷密度対距離を示すグラフ図である。
【図９】所与の露光に対する典型的な電圧プロファイルを示すグラフ図である。
【図１０】所与の露光に対する典型的な電圧変化を示すグラフ図である。
【図１１】２つの異なるパワー分配プロファイルを使用した複数のビームに対する相対ビームパワーを示すグラフ図である。
【図１２】２つの異なるパワー分配プロファイルに対する、電圧プロファイルの距離に対する効果を示すグラフ図である。
【図１３】バンディング欠陥を修正するための方法の第１の実施形態を示す流れ図である。
【図１４】バンディング欠陥を修正するための方法の第２の実施形態を示す流れ図である。
【図１５】バンディング欠陥を修正するための方法の第３の実施形態を示す流れ図である。
【図１６】バンディング欠陥を修正するための方法の第４の実施形態を示す流れ図である。
【図１７】装置の一部の一例示的モデルを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１および２は、光受容体１０の光受容表面１１をイメージングする走査光ビームを使用した例示的複写機／印刷機マシンを示したものである。この光受容体は、ドラム形であっても、あるいは当技術で知られている他の任意の形状であってもよい。光受容体１０の表面１１は、当技術で知られているように、コーティングが施された表面であっても、あるいは光受容体の上に形成されたシート材料の形態であってもよい。
【００１４】
図１および２に示されているように、レーザ１５０は、コヒーレント光ビーム１０４（レーザビームとも呼ばれている）を生成している。次に、１つ以上の前置ポリゴン光学１５４、１６０を介してビーム偏向器１５８に光ビーム１０４を投射してもよい。また、空間を節約するために、１つ以上の折返しミラー１５６で光ビーム１０４を反射させることも可能である。たとえば図２では、レーザ１５０からの光ビーム１０４は、光学エレメント１５４によって平行化され、折返しミラー１５６で反射した後、光学エレメント１６０によってビーム偏向器１５８の上に集束する。
【００１５】
ビーム偏向器１５８は、多くの平面（ｆａｃｅｔ）をその周囲に有する発振ミラーアセンブリまたは回転ミラーアセンブリを備えてもよい。図に示されている例では、ビーム偏向器１５８は、複数の反射型平面１５７を有する回転ポリゴンの形態を取っている。光ビーム１０４は反射型平面１５７で偏向され、１つ以上のイメージングレンズ１６２、１６４を介して光受容体１０の光受容表面１１に投射される。ビーム偏向器１５８によって光ビーム１０４が光受容体１０上を軸方向に走査され、光受容表面１１を横切る走査線７０が形成される。回転ポリゴンビーム偏向器１５８を使用する場合、回転ポリゴンの個々の平面１５７によって光ビーム１０４が偏向し、走査レンズエレメント１６２および１６４によって光受容体１０の表面の鮮明なスポットに集束する。
【００１６】
ビームスポット径は走査線７０の幅を画定している。走査線７０の幅は、場合によっては若干変化することがある。これらの変化は、提供されるレーザの変化または音響光学変調器の変化のため、あるいは距離許容差の変化、たとえばポリゴンレンズ１６２、１６４の後段から光受容体１０の表面１１までの距離の変化のため、マシンによって異なることがある。ビーム偏向器１５８が回転すると、レーザビーム１０４によって形成された、鮮明に集束したスポットが、走査線７０を画定している光受容体１０の表面の細い経路を追跡する。
【００１７】
光受容体１０の表面１１は、一般的には静電材料である光受容体を備えている。光受容体１０の表面の静電材料は、最初は何らかの事前設定レベルで一様に帯電している。静電材料に光ビーム１０４が入射すると、光ビーム中の光子によって電荷が変化する。個々の光ビーム１０４は、通常、単一の時間に単一のスポットで入射し、単一ポイントにおける光受容体の静電荷を変化させる。このポイントは画素２１２と呼ばれている。画像形成プロセスが進行すると、光受容体の上に複数の画素が形成され、それらが相俟って光受容体表面に「潜像」６７０が形成される。
【００１８】
引き続いて、トナーなどの印刷材料が静電表面１１の近傍に置かれる。図１７は、画像形成装置の一例示的書込みセクション６００を示したものである。印刷材料６７０は、任意のポイントにおける静電荷の量に比例して、光受容体上の潜像の静電荷に引き付けられる。次に、紙などの書込み基板６６０に印刷材料が転写され、かつ、熱または圧力のいずれかによってその紙に融合され、それにより「印刷画像」６８０が形成される。
【００１９】
高速マーキングアプリケーションの場合、ＶＣＳＥＬ  ＲＯＳなどの多重レーザビームイメージャがしばしば使用される。これらのイメージャの場合、画像は、光受容体の上に一列（ｓｗａｔｈ：スワース）２０２に書き込まれる。これらのスワースは、一連の画素２１２、２１４からなっている。個々のスワース中の個々の画素は、複数のレーザビームのうちの所与のレーザビームによって形成され、個々のスワースは、レーザビームの総数であるＮ個の画素を有している。
【００２０】
スワース２０２は、インタレーススキーム２１０、２２０、２３０の形態で配置される。図３Ａ〜図３Ｃは、このようなインタレーススキームのいくつかの異なる例を示したものである。これらのインタレーススキームは、重ね書きスキームおよび非重ね書きスキームに分割することができる。重ね書きスキームの場合、スワース２０２が重畳し、これらのスワース中の画素２２２、２２４が重ね書きされる。図３Ｂはこの概念を示したものである。図３Ａは非重ね書きインタレーススキーム２１０を示したもので、スワース２０２は重畳していない。図３Ｃは非重ね書きスキームを示したもので、スワース２０２は重畳しているが、画素２３２および画素２３４の千鳥形の位置で示されているように、画素は重ね書きされない。
【００２１】
個々のスワース２０２は、長さＮ*ｓの光受容体上の領域に露出している。ｓはレーザビーム間の間隔である。また、スワース中の個々のレーザビームは、イメージングシステムの光学に依存するプロファイルを有している。このプロファイルの半値全幅は、しばしばレーザスポットサイズと呼ばれている。単一のスワース中のレーザビームは光受容体を同時に露光するが、異なるスワースによる露光は、インタレーススキームによって定義される方法で、空間的および時間的に互い違いにずれて実施される。ビームスポットサイズ、ビームとビームの間の間隔およびインタレーススキームは、電界の減衰に影響を及ぼす。
【００２２】
初期の印刷機の場合、時折、潜像にバンディング欠陥が生じたものと思われる。バンディング欠陥は、所与の走査線のうちのいくつか、あるいはすべてが不適切な輝度レベル（Ｌ*）で印刷され、このパターンがプロセスの方向に周期的に繰り返される欠陥として定義されている。隣接する走査線にバンディング欠陥を有する印刷画像の場合、互いに対してより明るく、また、より暗く出現し、したがってバンディング効果をもたらすことになる。
【００２３】
図１および２に示されている印刷機と同様の印刷機内のいくつかの機械的欠陥は、潜像に生じるバンディング欠陥の原因になることが知られている。これらの欠陥には、たとえばポリゴンミラーのちらつきなどのポリゴン偏向器１５８によるものと見なされる欠陥がある。したがって、印刷機に生じたバンディング欠陥をポリゴンミラーのちらつきの周波数に整合させる場合、当業者は、通常、ポリゴン偏向器１５８の取替えによるバンディング欠陥問題の解決を試行した。
【００２４】
しかしながらこの解決法ではバンディング欠陥を解決することはできない。さらに、これらのしつこいバンディング欠陥は、予測または説明を拒絶する方法で矛盾して出現することがしばしばあり得る。出願人らが調査（以下で説明する「調査」）を開始する以前には、問題の原因に関する説明はなされておらず、あるいはこれらのタイプのバンディング欠陥を修正するための解決法は見出されていなかった。
【００２５】
光受容体電荷輸送モデルを使用して、潜像に対するインタレーシングの効果が模擬された。図４Ａ〜図４Ｃは、図３Ａ〜図３Ｃに示されている３つのインタレーススキームに対する、固体領域露光のための光受容体表面の模擬潜像電圧プロファイル（Ｖ）を示したものである。Ｘ軸は、プロセス方向に沿って測定したミクロン単位の距離である。Ｙ軸は、静電表面で測定した表面電圧である。
【００２６】
図４Ａ〜図４Ｃから分かるように、走査線に沿った電圧プロファイル（Ｖ）は、かなりの非一様性を示した。たとえば図４Ａでは、〜３００ミクロンおよび６５０ミクロンで表面電位にスパイクが発生した。これらの電圧非一様性は、視覚バンディングアーチファクトを生成するだけの十分な大きさであった。
【００２７】
表１は、様々なインタレーシングスキームに対する、２つの異なるプロセス速度における電圧非一様性ならびにそれらの周波数を要約したものである。
【表１】
2010179652.tif 000003
【００２８】
次に、これらの電圧不規則性の原因が決定された。図３Ｃのインタレース２非重ね書きパターンに対応する図４Ｃを考察する。この例の場合、露光エネルギーは２ｅｒｇｓ／ｃｍ2であった。この場合、３つのスワースが相互作用して、高いスポットおよび低いスポットが電圧プロファイルに生成される。これらのスワースを、ｉスワース、ｉ＋１スワースおよびｉ−１スワースと呼ぶ。
【００２９】
図５は、高いスポットおよび低いスポットの近傍のこれらのスワースの露光プロファイルを示したものである。電圧プロファイル上の高いスポットは、ｉ−１番目のスワースの末端の近くで発生し、一方、低いスポットは、ｉ＋１番目のスワースが始まる付近で発生していることが分かる。図６は、ｉ−１スワース、ｉスワースおよびｉ＋１スワースの間の発生器層における電界を示したものである。スワースｉ−１に対しては電界は一定であるが、スワースｉおよびｉ＋１に対しては電界が実質的に変化することが分かった。
【００３０】
スワースｉおよびｉ＋１に対しては、電界は、先行するスワースからの通過中に、電荷によって減衰していた。この概念を完全に理解するために、レーザビームが有している光受容体に対する効果を考察する。レーザビームは、光受容体の表面に衝突する複数の光子から構成されている。これらの光子によって光受容体の電荷発生器層中の材料が励起され、それにより電子−正孔対が生成される。正に帯電した正孔は、電界によって輸送層を介して輸送され、表面に露光画像を生成する。したがってプロセス全体を単純化するために、光子が電荷に変換され、光受容体の表面に静電潜像が生成される。
【００３１】
さらに、典型的な光受容体の場合、１つのポイントに生成される電荷Ｖの量は、変換される光子の数に直接関係している。この関係は、Ｖ（Ｖi、Ｘ）として定義され、光誘導放電曲線（ＰＩＤＣ）と呼ばれている。初期表面電圧Ｖiを有する光受容体は、露光Ｘで露光されると、最終電圧Ｖまで放電することになる。露光中に単位面積当たりに生成される電荷の量は（Ｖ−Ｖi）で与えられ、ＳV（Ｘ）は、露光Ｘにおける光誘導放電曲線（「ＰＩＤＣ」）の勾配である。したがって、
ＳV（Ｘ）＝ｄＶ／ｄＸ        （１）
であり、したがってＳ（Ｘ）は、露光Ｘの近辺の露光における所与の減衰に対して生成されることになる電荷Ｖの減衰を定義している。
【００３２】
さらに、所与の光受容体および画像形成装置の場合、生成される所与の量の電荷によって、印刷画像に所与の輝度値Ｌ*が得られる。したがって、所与の量の露光Ｘによって得られる輝度Ｌ*の大きさの関係を知ることがさらに可能である。この関係は、ＳL（Ｘ）として定義され、
ＳL（Ｘ）＝ｄ／Ｌ*／ｄＸ      （２）
である。
【００３３】
Ｖは、電圧または電圧プロファイルと呼ばれることもあることに留意されたい。電荷すなわち電圧Ｖは、レーザビームの駆動電圧とは異なっている。電荷は、所与のポイントにおける光受容体中の電荷に相当するボルト数を意味している。
【００３４】
要約すると、あらゆる所与の量の余分の露光ΔＸに対して、光受容体上の電荷の変化ΔＶが生じる。さらに、電荷のあらゆる変化ΔＶに対して、形成される最終画像の輝度がΔＬ*だけ変化する。輝度Ｌ*は、当然、画像形成技術の当業者には周知であるＬ*ａ*ｂ*値におけるＬ*である。さらに、上で説明したように、所与の量の露光ΔＸに対して電荷が変化する量ΔＶは、光受容体の収集効率で決まる。
【００３５】
しかしながら、光子が電子−正孔対に変換される効率である収集効率は、発生器層における電界で決まる。図７は、２００〜８００ボルトの範囲の駆動電圧を有するレーザビームで露光された光受容体表面の収集効率を示したものである。この収集効率は、Ｑｕａｄｒａｔｉｃ  Ｍｅｌｎｙｋ関数を実験ＰＩＤＣデータに当てはめることによって得られた。Ｘ軸は、発生器層上の所与のポイントにおける電界を表しており、また、Ｙ軸は収集効率を表している。図から分かるように、電界が２Ｖ／ミクロンから１０Ｖ／ミクロンになると、光受容体の収集効率がほぼ０から０．４に劇的に改善される。
【００３６】
したがって、光受容体表面１１の２つのポイントにおける電界が異なり、また、全く同じ光ビームがこれらの２つのポイントに衝突する場合、異なる量の電荷を有する２つの画素が生成されることになる。しかしながら、印刷の際の輝度レベル（Ｌ*）は、一定のレーザビームによって光受容体１０上に一定の電荷が生成される、という原理に基づいて計算される。したがって、光受容体１０の表面の電界が変化すると、潜像６７０中の画素の輝度に誤差が生じることになる。
【００３７】
光受容体１０上の位置における電界は、反復パターンが冒されていることが決定された。詳細には、ｉ−１スワースおよびｉ＋１スワースが重畳する領域は、均質でない電界に遭遇した。レーザビーム１０４は、それらが当たる発生器層のポイントで約１５〜２０Ｖ／ミクロンの電界に遭遇することが理想的である。しかしながら、図６に示されているように、ｉスワースおよびｉ＋１スワース中のいくつかのビームは、露光時に著しく弱い電界に遭遇したことが決定された。したがって非一様な電荷が観察された。図８は、スワースｉ−１、ｉおよびｉ＋１のための発生器層に生成された電荷（正孔）を示したものである。また、図８には、すべてのスワースから生成された総電荷がプロセス方向における位置の関数として示されている。電圧プロファイル中の高いスポットおよび低いスポットは、これらの位置で発生器層に生成された総電荷の高いレベルおよび低いレベルまで追跡することができる。
【００３８】
図９および１０は、露光を関数とした（つまりＰＩＤＣ全体の）電圧一様性を示したものである。詳細には、図９は、異なるレーザビーム駆動電圧に対する電圧プロファイル（Ｖ）を示したものである。図１０は、同じ駆動電圧セットに対する電気受容体上の電圧の一様性（ΔＶ）を示したものである。これらは、単に参考にすぎない。
【００３９】
バンディング欠陥を除去するためには、電界が減衰する原因を理解する必要があった。そのため、３つのインタレースパターン２１０、２２０、２３０中の画素パターンに対する模擬潜像の電界減衰が比較された。電界の減衰は、隣接する画素２１２、２２２、２３２間の距離およびスワース２０２間の距離の関数であることが決定された。レーザビームが所与の画素に当たると、ビーム中の光子が発生器層の表面で電子−正孔対に変換される。電子は接地平面までほぼ瞬時に移動するが、正孔は、１０ミリ秒の範囲内の短い時間期間の間、輸送層の両端間を移動し続ける。この期間の間に、第１の画素の一定の半径以内の領域に第２のレーザビームが当たると、これらの可動正孔は、発生器層上の近傍の領域の電界を減衰させることができる。
【００４０】
調査は、３つのインタレースパターン中で観察された異なるバンディング効果と、タイミングパターンおよび３つのインタレースパターン２１０、２２０、２３０中の画素間の距離とを比較することによって実施された。この調査の結果、知られているタイミングと画素距離値との間の関係を計算することができ、また、それらの関係によってもたらされる電界の減衰を計算することができた。これらの関係に基づいて、電界の減衰によって生じるバンディング欠陥を修正するための方法および装置が開発された。
【００４１】
この研究に基づいて、減衰した電界を補償するためにレーザビーム１０４を変調するステップを含む、バンディング欠陥を修正するためのいくつかの可能な方法が開発された。詳細には、これらの方法によれば、レーザビーム１０４の駆動電圧、タイミングまたは強度のうちの任意の１つが個別に変調される。最も好ましい実施形態では、変調ユニット１５２によってレーザビームの駆動電圧が変調される。レーザビームを変調することにより、これらの画素（これらの画素の中で電界が変化することが期待される）は、変化した電界の減衰効果を補償するための変調レーザビームを受け取る。
【００４２】
しかしながら、画像変調ユニット１５２によって個々のレーザビーム１０４を首尾よく変調するためには、画像形成装置は、減衰効果を補償するために個々のレーザビーム１０４をどの程度変調させる必要があるかを知らなければならない。様々な例示的実施形態では、パワー分配プロファイル（「ＰＤＰ」）を決定するいくつかの異なる方法が使用されている。ＰＤＰには、個々のレーザビームの駆動電圧に対する必要な変調量を決定するために必要な情報が含まれている。
【００４３】
第１の実施形態では、図１３に示されている方法を使用してバンディング欠陥が修正される。ステップＳ１０１で、所与のタイプの画像に生じることになるバンディング欠陥を決定するための実験データおよび／または理論データが取得される。この所与のタイプの画像は、画像中の画素のハーフトーン密度によって画定される。画像を印刷する場合、画素は、フルトーン、ハーフトーンなどのような階調を有することができる。他の要因は、画像が形成されることになるインタレースパターンのタイプである。所与のインタレースパターン２１０、２２０、２３０に対して、走査線内の個々の画素２１２は、スワース２０２中の特定のビームによって形成されることになる。典型的な画像形成プロセスでは、形成される所与のタイプの画像は、外部データ送信端末によって変調ユニット１５２に提供される。
【００４４】
ステップＳ１０１で、実験データおよび理論データに基づいて、所与の画像に対する期待欠陥が計算される。この欠陥は、光受容体上における、所望の電荷と、所与のタイプの画素の走査線内の画素ｉに出現することが期待される電荷との差ΔＶiの形態となる。
【００４５】
次に、ステップＳ１０３で、走査線内の個々の画素の欠陥を修正するために必要な露光変化ΔＸが計算される。つまり、ｉが走査線上の所与の画素であるΔＸiが計算される。ΔＸiは、ステップＳ１０１で決定されたΔＶiに基づいて、式（１）を使用して計算される。
【００４６】
走査線内の個々の画素に対する必要な露光変化ΔＸiが分かると、レーザビーム１０４の駆動電圧を変化させ、それにより所与のレーザによる変調露光量Δｐjを提供することによって欠陥を除去することができることが期待される。しかしながら、所与の画素位置に対するビーム露光の変化は、それがどのような変化であっても、その周囲の画素に対する脈動効果が余儀なくされることになる。したがって潜像６７０の電圧プロファイルＶ全体に対する総合効果を考慮しない限り、欠陥は除去されない。
【００４７】
したがって、ステップＳ１０５で、個々のレーザビームｊによる個々の露光変調Δｐjが有している他のすべての画素ｉに対する効果が考慮される。様々な例示的実施形態では、これらの相互減衰効果は、所与のタイプの画素に対してΔｐjが変化するため、式
【数１】
2010179652.tif 000004
を最小化することによって考慮されている。式（３）では、ΔＸiは、式
【数２】
2010179652.tif 000005
を使用して計算され、また、ΔＸi*は、式
【数３】
2010179652.tif 000006
を使用して計算される。
【００４８】
式（５）では、Ｎbはレーザビームの総数である。また、βijは、位置ｉにおけるレーザビームｊの露光寄与である。より詳細には、βijは、画像形成装置の固有の特性のうちのいくつかに基づく行列であり、この行列により、バンディング欠陥を修正する際に、すべての画素に対するすべてのレーザビームの効果を考慮することができる。
【００４９】
さらに説明すると、ΔＸi*は、Δｐjを掛け合わせたβij行列の合計であり、βijは、位置ｉにおけるレーザビームｊの露光寄与である。この調査により、いくつかの要因が所与の画素の期待電界減衰に影響を及ぼしていることが決定された。これらの要因のうちのいくつかは、形成される画像に依存しているが、他の要因は画像に無関係であり、ひとえに画像形成装置の「固有の特性」によるものである。
【００５０】
所与の画素の電界減衰に影響を及ぼす固有の特性には、レーザビームの数、レーザビームのタイプ、１つ以上のビームスポットサイズ、ビームとビームの間の間隔、光学エレメントおよび光受容体の静電材料などがある。所与の画素の電界減衰に影響を及ぼすいくつかの画像特化特性は、潜像が形成される速度、所望の画像の階調およびインタレースパターンである。βijは、印刷機ならびに複数の他のレーザビームの固有の特性の効果に基づいて、レーザビームｊが任意の所与の画素ｉで遭遇することになる減衰効果を定義している。
【００５１】
したがって、要約すると、ΔＸi*は、画素ｉで生じることになる、位置ｉにおけるビームｊの変調が有することになる周囲の画素およびレーザビームに対する減衰脈動効果、および周囲の画素およびレーザビームからの減衰脈動効果が考慮された後の実際の露光を定義している。
【００５２】
最後に、Δｐjは、ΔＸi*とΔＸiの間のギャップを架橋するのに必要な追加露光である。詳細には、Δｐjは、画素ｊが確実にその意図する電圧に到達するように、また、隣接する画素に対するその影響を考慮するために本出願人らが望んだ、画素ｊにおける光受容体に対する露光のための追加光子数である。
【００５３】
Δｐjが修正されるため、ΔＸi*とΔＸiの間の差を最小化することができる。したがってΔｐjを修正することによって式（３）を最小化することができる。様々な画素で修正されるＮj個のレーザビーム１０４間の様々な相互作用が総体的に考慮されるため、最適化プロセスが継続する。
【００５４】
最終的には、Δｐjは、所与のタイプの画素に対して、走査線内の画素ｉ毎に、レーザビームｊ毎に決定される。たとえば、画像形成装置が、重畳したインタレースパターン１中の、インタレースパターン中の第３の走査線内へのフルトーン画素の形成を意図する毎に、過剰（または過少）露光に相当するΔｐj’ｓを画素に入射させることによって適切な電荷を確実に配置する。
【００５５】
所与のタイプの画素毎にΔｐjが計算されると、ステップＳ１０７で、適切なΔｐj’ｓを提供するために必要なパワー分配プロファイルが計算される。パワー分配プロファイルは、通常、走査線に沿った画素位置ｉに印加される修正済み駆動電圧の収集を構成している。所与の露光変化を達成するための駆動電圧の変調を決定するために必要な計算は当技術では周知であり、ここではその説明は省略する。最後に、ステップＳ１０９で、それ以降、画像を形成する際にはパワー分配プロファイルが使用される。
【００５６】
想定されている第２の実施形態では、画像形成装置によって一様なハーフトーン密度の試験画像を形成することによってＰＤＰが決定される。この試験画像は、輝度Ｌ*の不完全性を検査される。見出されたすべての不完全性に基づいてパワー分配プロファイルが得られる。
【００５７】
図１４を参照してさらに詳しく説明すると、プロセスは、ステップＳ２０１で、画像形成装置を使用して画像を形成することによって開始される。ステップＳ２０３で、形成された画像が光学スキャナ６２０によって光学的に走査され、個々の走査線ｉの輝度値Ｌ*が決定される。光学スキャナ６２０は、画像形成装置の筐体内に配置しても、あるいは外部ユニットであってもよい。
【００５８】
次に、ステップＳ２０５で、輝度誤差検出ユニット６９０によって個々の走査線の輝度値と試験画像のハーフトーン密度に対する所定の期待値が比較される。この比較に基づいて輝度誤差値ΔＬi*のセットが展開される。これらの輝度誤差値ΔＬi*は、レーザ変調ユニット１５２に接続されているプロセッサ６９０に送られる。
【００５９】
ステップＳ２０７で、次の式（６）を使用して、所望のΔＬi*を生成するために必要な露光変化ΔＸiが走査線内の走査線ｉ内の走査線毎に計算される。
【数４】
2010179652.tif 000007
これらの輝度誤差値ΔＬi*は、走査線ｉにおける、修正しなければならない（上下のいずれかに）輝度値Ｌ*の量である。この式は、式（４）を厳密に反映している。しかしながら、式（６）では、位置ｉに必要な所望の量の電荷ΔＶiを取り扱う代わりに、所望の輝度変化ΔＬi*が使用されている。同様に、式（２）で定義されているＳL（Ｘ）を使用して、所望のΔＬi*を生成するために必要な露光変化ΔＸiが決定される。
【００６０】
この場合も、単一の画素のみが固定されているならば、その画素における露光を修正することによって輝度値を修正することは容易であろう。しかしながら、上で説明したように、複数の画素を有する任意の画像の場合、個々の修正が有することになる他のすべての修正に対する脈動効果を考慮する必要がある。
【００６１】
したがって、ステップＳ２０９で、すべての輝度誤差ΔＬi*を修正するために必要な、スワースのビームｊ毎の露光変調の量Δｐjが決定される。詳細には、式
【数５】
2010179652.tif 000008
を最小化することによって露光変調Δｐjが計算される。上で計算したように、
【数６】
2010179652.tif 000009
であり、また、
【数７】
2010179652.tif 000010
である。
【００６２】
Δｐjが修正されるため、ΔＸi*とΔＸiの間の差を最小化することができる。したがってΔｐjを修正することによって式（３）を最小化することができる。様々な走査線で修正されるスワース中のＮj個のレーザビーム間の様々な相互作用が総体的に考慮されるため、最適化プロセスが継続する。
【００６３】
最終的には、Δｐjは、試験画像の所与のハーフトーン密度に対して、走査線ｉ内の画素毎に、レーザビームｊ毎に決定される。たとえば、画像形成装置が、重ね書きインタレースパターン１において、インタレースパターン中の第３の走査線内への画素の形成を意図する毎に、過剰（または過少）露光に相当するΔｐj’ｓを画素に入射させることによって適切な電荷を確実に配置する。
【００６４】
Δｐjが計算されると、ステップＳ２１１で、適切なΔｐj’ｓを提供するために必要なパワー分配プロファイルが計算される。この場合も、ＰＤＰは、通常、走査線に沿った画素位置ｉにおける所与のタイプの画素に対して印加される修正済み駆動電圧の収集を構成している。
【００６５】
この時点で、この方法は、２つの他の可能性に沿って分岐してもよい。ステップＳ２０１で形成された画像が所望の最終画像である場合、ステップＳ２１３で、バンディング欠陥を修正するためにパワー分配プロファイルを使用してその画像を改良してもよい。
【００６６】
また、ステップＳ２１３で画像が改良された場合、ステップＳ２０３からＳ２１３を繰返し反復することにより、生成されたパワー分配プロファイルの精度をさらに修正し、改善してもよい。
【００６７】
ステップＳ２０１〜２１１で生成されたパワー分配プロファイルを使用して、形成される将来の画像を修正してもよい。この実施形態では、上で得られたＰＤＰプロファイルを使用して、画像形成装置によって形成されるすべての将来の画像に対して、すべてのスワース中のビームパワーが変調される。
【００６８】
想定されている第３の実施形態では、パワー分配プロファイルは、また、実施形態２の方法と同様の方法で、画像形成装置の設計段でも決定される。しかしながら、単一のハーフトーン画像を形成する代わりに、異なるハーフトーン値を個々に有する２つ以上の画像を形成することによってパワー分配プロファイルが展開される。この方法によれば、以下で説明するようにバンディング欠陥の修正をさらに改善してもよい。
【００６９】
図１４および１５を参照してさらに詳しく説明すると、プロセスは、ステップＳ２０１で、画像形成装置を使用して、第１のハーフトーン値を有する第１の画像を形成することによって開始される。ステップＳ２０３で、第１の画像が光学スキャナ６２０によって光学的に走査され、個々の画素ｉの輝度値Ｌ*が決定される。光学スキャナ６２０は、画像形成装置の筐体内に配置しても、あるいは外部ユニットであってもよい。
【００７０】
次に、ステップＳ２０５で、輝度誤差検出ユニット６９０によって個々の画素の輝度値と画素に対する所定の期待値が比較される。この比較に基づいて輝度誤差値ΔＬi*のセットが展開される。
【００７１】
ここで計算されるΔＬi*と第１の実施形態で計算されたΔＶi’ｓの間にはいくつかの変化が存在している。第１の実施形態では、所与のΔＶiは、所与のタイプの画素に対して、走査線内の画素ｉ毎に計算された。しかしながら、この実施形態では、所与のタイプの画素に関するこのような仮定は不要である。形成される画像には、個々のスワース２０２の個々の走査線７０の画素および場合によっては複数のハーフトーンの画素を含めてもよい。したがって、より高い精度でバンディング欠陥を修正することができる。
【００７２】
ステップＳ２０７で、次の式（６）を使用して、所望のΔＬi*を生成するために必要な露光変化ΔＸiが走査線内の画素ｉ毎に計算される。
【数８】
2010179652.tif 000011
これらの輝度誤差値ΔＬi*は、画素ｉにおける、修正しなければならない（上下のいずれかに）輝度値Ｌ*の量である。
【００７３】
次に、ステップＳ２０９で、すべての輝度誤差ΔＬi*を修正するために必要な露光変調の量Δｐjが一連の計算で決定される。詳細には、式
【数９】
2010179652.tif 000012
を最小化することによって露光変調Δｐjが計算される。上で計算したように、
【数１０】
2010179652.tif 000013
であり、また、
【数１１】
2010179652.tif 000014
である。
【００７４】
Δｐjが修正されるため、ΔＸi*とΔＸiの間の差を最小化することができる。したがってΔｐjを修正することによって式（３）を最小化することができる。様々な画素で修正されるＮj個のレーザ間の様々な相互作用が総体的に考慮されるため、最適化プロセスが継続する。
【００７５】
最終的には、Δｐjは、第１のハーフトーンレベルを有する走査線内の画素ｉ毎に、レーザビームｊ毎に決定される。ステップＳ２１１で、Δｐjを使用して、第１のハーフトーン値を有する画素に対するパワー分配プロファイルが生成される。
【００７６】
次に、ステップＳ２０１〜２１１が繰り返され、ステップＳ２０１で、第２のハーフトーンレベルを有する第２の画像が形成される。この方法で、第２のハーフトーン値に対する第２のパワー分配プロファイルが生成される。形成される多くの画像は、必要に応じてそれぞれ独自のハーフトーンレベルを有しているため、ステップＳ２０１〜Ｓ２１１は、必要に応じて何度も繰り返してもよい。この方法で、２つ以上のハーフトーン値に対する２つ以上のパワー分配プロファイルが生成される。
【００７７】
２つ以上のパワー分配プロファイルが生成されると、ステップＳ３０３で、形成すべき所望の画像が画像形成装置に入力される。画素およびハーフトーンレベル毎に画像形成装置に供給される。ステップＳ３０５で、形成すべき画素のハーフトーンレベルと２つ以上のパワー分配プロファイルのハーフトーンレベルが比較され、２つの最も近いハーフトーン値を有する２つのパワー分配プロファイルが決定される。ステップＳ３０７で、２つ以上のパワー分配プロファイル中の関連する駆動電圧からの補外または補間のいずれかによって、画素毎に、そのハーフトーン値に基づいて、所望の画像に対する独自のパワー分配プロファイルが決定される。この段階で、いくつかの可能な方法のうちの１つを使用して、すべての将来の画像に対する修正を適用してもよい。可能な方法の１つは、試験画像中の離散ハーフトーン値に対して得られたＰＤＰの補間を使用して、画像の平均ハーフトーン密度に基づく独自のＰＤＰを計算することである。第２の方法は、スワースおよび隣接するスワース中の画像画素の重み付き平均ハーフトーン密度に基づいて、スワース毎に独自のＰＤＰを計算することである。他の方法は、周囲の画素の重み付き平均ハーフトーン密度に基づいて、スワース中の個々の画素に対する独自のＰＤＰを計算することである。上記方法のそれぞれによれば、画像全体または画像の個々のスワースあるいはスワース中の個々の画素に独自のＰＤＰが適用されることになる。
【００７８】
最後に、ステップＳ３０９で、レーザビーム変調ユニット１５２によってレーザ１５０に変調駆動電圧が供給される。この方法によれば、より正確な駆動電圧修正を適用することができる。生成される追加パワー分配プロファイルが多いほど、バンディング欠陥除去における補間駆動電圧が正確になることが期待される。
【００７９】
想定されている他の実施形態では、画像形成プロセスの書込み段に先立って光受容体上の潜像が修正される。次に図１６を参照すると、ステップＳ４０１で光受容体１０の上に第１の潜像６７０が形成される。ステップＳ４０３で、簡単に説明されているいくつかの可能な方法のうちの１つを使用して第１の潜像の電圧プロファイルＶが決定される。
【００８０】
次に、ステップＳ４０５で、電圧プロファイルＶと期待電圧プロファイルが比較され、電圧誤差ΔＶiのセットが生成される。次に、ステップＳ４０７で、これらの電圧誤差ΔＶiを修正するために必要な露光変調ΔＸiが式（４）を使用して計算される。さらに、ステップＳ４０９で、個々の画素の変調による減衰脈動効果が式（３）を最小化することによって計算される。
【００８１】
ステップＳ４１１で、ステップＳ４０９で計算されたΔｐjに基づいて、潜像中のバンディング欠陥を固定するためのパワー分配プロファイルが生成される。次に、ステップＳ４１３で、このパワー分配プロファイルを使用して第２の潜像が形成される。最後に、ステップＳ４１５で、第２の潜像が画像形成装置の書込み段に送られる。この方法によれば、バンディング欠陥を修正するための動的方法が達成される。また、この可能実施形態の場合、補間または画素仮定を実施する必要がないため、バンディング欠陥がさらに低減されることが期待される。
【００８２】
もう一度ステップＳ４０３を参照すると、当技術で知られている、潜像の電圧プロファイルを決定するための任意の方法を使用してもよい。図１７を参照すると、想定されている実施形態の１つは、第１の潜像６７０の電圧プロファイルを光受容体１０から直接読み取ることができるセンサ６１０である。このようなシステムは、本願に引用して援用する米国特許第７１２０３６９号の中で説明されている。センサ６１０から読み取られたデータはプロセッサ６９０に送られ、そこで誤差値のセットが計算される。
【００８３】
代替実施形態では、潜像は、トナーまたは同様の書込み材料の近傍に置かれる。トナーを備えた光受容体１０がセンサ６１０によって走査され、トナー中に示されている潜像６７０に基づいて電圧プロファイルが決定される。次に、修正潜像の形成に先立って、光受容体１０からトナーが除去される。
【符号の説明】
【００８４】
１０  光受容体、１１  光受容表面（静電表面）、７０  走査線、１０４  コヒーレント光ビーム（レーザビーム）、１５０  レーザ、１５２  変調ユニット（レーザ変調ユニット、レーザビーム変調ユニット）、１５４，１６０  前置ポリゴン光学（光学エレメント）、１５６  折返しミラー、１５７  反射型ファセット、１５８  ビーム偏向器、１６２，１６４  イメージングレンズ（走査レンズエレメント、ポリゴンレンズ）、２０２  スワース、２１２，２１４，２２２，２２４，２３２，２３４  画素、２１０，２２０，２３０  インタレーススキーム、６００  書込みセクション、６１０  センサ、６２０  光学スキャナ、６６０  書込み基板、６７０  潜像（印刷材料、第１の潜像）、６８０  印刷画像、６９０  輝度誤差検出ユニット（プロセッサ）。
【図１】
2010179652.tif 000015
【図２】
2010179652.tif 000016
【図３Ａ】
2010179652.tif 000017
【図３Ｂ】
2010179652.tif 000018
【図３Ｃ】
2010179652.tif 000019
【図４Ａ】
2010179652.tif 000020
【図４Ｂ】
2010179652.tif 000021
【図４Ｃ】
2010179652.tif 000022
【図５】
2010179652.tif 000023
【図６】
2010179652.tif 000024
【図７】
2010179652.tif 000025
【図８】
2010179652.tif 000026
【図９】
2010179652.tif 000027
【図１０】
2010179652.tif 000028
【図１１】
2010179652.tif 000029
【図１２】
2010179652.tif 000030
【図１３】
2010179652.tif 000031
【図１４】
2010179652.tif 000032
【図１５】
2010179652.tif 000033
【図１６】
2010179652.tif 000034
【図１７】
2010179652.tif 000035