(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査システムは、
少なくとも二つのイメージャであって、各イメージャは速度Ｖｐ／ｒで進行方向に移動する表面上に一つのビームスポットを同時に形成することができ、前記ビームスポットは進行方向を横切る方向に移動しつつ、同時に位置合わせされて所定の長さの走査ラインを一度に一本形成するようにされたイメージャ、
前記少なくとも二つのイメージャに対応しかつ各ビームスポットが前記表面を覆って前記走査ラインを形成することのできる範囲で規定される少なくとも二つの書き込みフィールドであって、前記書き込みフィールドは互いに隣接し合って前記走査ラインの長さの分数で規定される長さをもつある所定の領域でオーバラップする書き込みフィールド、
および前記イメージャによって前記表面に形成されたシェブロンマークを検出する複数のセンサであって、各センサは、一対の書き込みフィールドがオーバラップする領域内の点に対して進行方向に整列したセンサ、を含み、
前記少なくとも二つのイメージャ中の二つのイメージャによって形成され、かつ前記少なくとも二つの書き込みフィールド中の二つの隣接したオーバラップフィールドに対応する二つのビームスポットは、前記進行方向に形成された軸に沿って整列した異なる種類のシェブロンマークを生成し、前記軸は前記書き込みフィールドの前記オーバラップ領域内の一点を中心とするシステムにおいて、前記異なる種類のシェブロンマークは、
第一のビームスポットによって形成される第一の種類のシェブロンマーク、
第二のビームスポットによって形成される第二の種類のシェブロンマーク、
および第一並びに第二のビームスポットによって形成される第三の種類のシェブロンマークであって、前記第三の種類のシェブロンマークは一方の前記ビームスポットによって形成される第一の脚、および他方の前記ビームスポットによって形成される第二の脚をもつ第三の種類のシェブロンマーク、を含む、ことを特徴とする走査システム。
【請求項２】
走査システムは、
進行方向に移動する表面を走査し、
少なくとも二つのイメージャを縫い合わせる手段、
前記少なくとも二つのイメージャに相当するイメージャ手段であって、前記進行方向を横切る走査ラインを一度に一本同時形成するイメージャ手段、
前記表面上にシェブロンマークを形成する手段、
および連続したシェブロンマークの変位を検出する検出手段、を含み、
前記シェブロンマークを形成する手段は、前記進行方向に形成された軸に沿って整列した異なる種類のシェブロンマークを生成し、前記軸は前記少なくとも二つのイメージャに対応する各書き込みフィールド中の隣接したオーバラップ領域内の一点を中心とするシステムにおいて、前記異なる種類のシェブロンマークは、
第一のビームスポットによって形成される第一の種類のシェブロンマーク、
第二のビームスポットによって形成される第二の種類のシェブロンマーク、
および第一並びに第二のビームスポットによって形成される第三の種類のシェブロンマークであって、前記第三の種類のシェブロンマークは一方の前記ビームスポットによって形成される第一の脚、および他方の前記ビームスポットによって形成される第二の脚をもつ第三の種類のシェブロンマーク、
を含むことを特徴とする走査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査システムに関し、特に電子写真画像を作成するイメージャの用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ走査ラインが感光面に照射される電子写真式プリンタは従来から周知のものである。レーザプリンタやファクシミリ機等においては、一般にラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）を信号源として用いて、あらかじめ帯電された感光体（感光板、感光ベルト、または感光ドラム）上に電子写真式印刷用の画像を形成する。ＲＯＳからレーザビームが供給され、このレーザビームは、感光体を横切って移動（すなわち走査）しながら、所望の印刷画像に付随したデジタル画像データにしたがって点灯および消灯される。一般に、感光体表面において、白く印刷される領域をレーザによって画像形態に選択除電して感光体上に所望の画像が形成されるようにする。ビームを変調して感光体上に所望の潜像を形成する操作は、デジタル電子データを用いてレーザ源に付随したモジュレータを制御することにより実行される。感光体表面でのビーム走査を行う方法として、一般に回転ポリゴン面が使用される（ポリゴン面は通常鏡面または他の反射面からなる）。ＲＯＳからのレーザビームがポリゴンファセットで反射されることにより、ビームの走査運動が生じて、感光体を横切る走査ラインが形成される。感光体表面で多数の走査ラインが合わさって、所望の潜像のラスタが形成される。周知の電子写真処理と同様に、感光体上に潜像が形成されると、この潜像はトナーによって現像され、現像された画像は複写シートに転写された後定着される。
【０００３】
図１に、例えば電子写真式プリンタまたはファクシミリ機で使用される、走査システム１００の基本構成を示す。レーザ源１０が、「書き込みビーム」とも呼ばれる、コリメートされたレーザビーム１２を生成し、このレーザビームは回転ポリゴン１４のファセットで反射される。各ポリゴン１４のファセットは、書き込みビーム１２を偏向させて感光体１８のあらかじめ帯電された面に照射ビームスポット１６を形成する。また、このシステムは集光レンズなどの付加的な光学部品を含む。所望の画像の画素（ピクセル）に対応する、感光体１８表面の特定位置でのビームスポット１６のエネルギによって、所望の画像中の白く印刷されるピクセルの面が除電される。黒く印刷されるピクセルの位置では、走査時に書き込みビーム１２が遮断されて、感光体１８表面上の当該位置が除電されないようにされる。前記遮断は、例えばモジュレータ１１を画像形態のデジタルデータによって制御することで行われる。典型的なグレイレベル画像は、点灯と消灯との中間の露光レベルを用いることにより、前述と同様の方法で形成されることは明らかである。したがって、レーザ源１０へのデジタルデータの入力は、静電潜像が感光体１８表面に線順次方式で形成されるように行われる。
【０００４】
ポリゴン１４の回転に基づいてビームスポット１６が感光体１８上を横切って動くと、選択的に除電される領域の走査ライン２０が感光体１８表面に生じる。図１では、感光体１８を回転ドラムとして示しているが、従来技術から明らかに、本発明の原理および趣旨は、感光体が平板、移動ベルト、または他のあらゆる形状である場合にも適用できる。感光体がベルトであるかドラムであるかに係わらず、感光体１８の表面は進行方向（ドラム１８側部の矢印で示す）に動き、各走査ライン２０中のスポット１６は進行方向を横切る方向（ドラム１８表面の走査ライン２０の下の矢印で示す）に動く。ビームスポット１６が、動いている感光体１８を周期的に横切って走査することによって、感光体１８表面に所望の印刷画像を形成するラスタ２２と呼ばれる走査ライン２０のアレーが形成される。従来技術から明らかに、通常、上記構成は個別設計に対応して適当な数のレンズやミラーを含んでいる。
【０００５】
回転ポリゴン式走査システムには、感光体表面に静電潜像を形成する上でのデジタル情報の処理速度に実際上の限界がある。システムの処理速度を制約する実際上の要因の一つにポリゴンの最大回転速度がある。明らかに、高品質を得るには、ラスタ走査ラインの精密な配置および正確なタイミングによって、各画素すなわちピクセルの位置を各走査ラインに沿って規定する必要がある。従来のポリゴンスキャナでは、ポリゴンの外寸およびポリゴンボディおよび駆動モータを支持する回転ベアリングの機械的公差を緊密に保持することで、この精密さを得ていた。経験上、約２０，０００ｒｐｍより早い回転速度になると、所望の嵌合精密さをもつ精密ボールベアリングの寿命に限界が生じて大半のスキャナ用途に対して実用不能になる。このため、時にエアベアリングなどの異種の代替品が使用されるが、それら代替品の使用は機構の複雑さおよび保守点検の頻度を増加させ、価格の高騰を招く。もう一つの制約要因はポリゴン自体の寸法であり、明らかに、高速回転に伴う負荷は回転物の径と共に増加する。特に、ベアリングの作用で抑止される貯蔵エネルギおよび回転力は径の二乗に比例して増加する。したがって、ポリゴンの寸法を制限することが賢明であり、それによってベアリング寿命が最大になるようにすると共に、高速でベアリングが損傷して機能不全に陥る可能性を低下させる。
【０００６】
さらに実際上の制約として、プリンタの速度は、その他の相反するプリンタへの要求特性と関連させて考えなければならない。純然たる光学用語上では、走査システムにおける速度と解像度とはトレードオフの関係にある。解像度が高くなると、すなわち所定の寸法の潜像を形成するように構成されたピクセルの数が増加すると、ピクセルを正確に規定するために必要な光学系の開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）は低下する。このトレードオフは、平均直径Ｄのポリゴンの角速度ωと所望のピクセル寸法（すなわち解像度の逆数）Δｘとについての下記関係を満たす導方程式によって表される。
【０００７】
Ｄω２＝［ＬλＰ２／Δｘ３］［（６０／π）２ｋ／２］［Ｅ／χ］
この方程式におけるその他の変数を以下に示す。Ｌは目的の走査経路の長さであり、この場合は感光体の幅であって、この幅で走査ラインが形成される。Ｐは、装置内で感光体が動いていく進行速度であり、インチ／秒で表される。ｋはビームの強度プロファイルに依存する定数である（例えばある従来例では、利用可能なピクセルの寸法は、ビームの全エネルギの８６％が所定寸法の円形領域内に集束した場合の集束濃度に依存する。）Ｅは、実際に走査用として使用できるポリゴンの外周の比（つまり、ある所定の解像度Δｘの開口度はポリゴンにおいてある一定のビーム幅を必要とするため、ビームは、ポリゴンファセットの端部近傍に集光される時間の範囲では有効に反射されない）に関する効率の係数である。ビーム幅に対するファセット長さの比が大きくなると、走査用として使用できるポリゴン回転数の比率が大きくなる。χは、回転走査角に対する反射走査角の比であり、この比は、ポリゴンのファセットがポリゴンの軸に対して平行であるか、または４５度傾斜しているか、に依存する。図の場合のようにファセットが平行であれば、χは２になる。設計構造によっては、ポリゴンのファセットを軸に対して４５度に設定して、ポリゴンが円錐台状の外観をもつようにしたものがある。その場合、ビーム源からのビームはポリゴンの軸に平行な方向でファセットに入射して、軸に垂直な方向に反射する。この位置関係では、χは１になる。
【０００８】
前述の方程式においてシステム設計上もっとも重要な変数は、走査長Ｌ、進行速度Ｐ、およびスポット径Δｘであり、明らかに、より長い走査長、より早い処理速度、およびより高画質（より小さいスポット径）等の要求はいずれも、方程式の右辺の値を増加させる。反対に、ポリゴンに対する要求を表す方程式の左辺の値はできるだけ小さく保つ必要がある。実際問題として、静電写真式プリンタの場合、価格と安全性の面から見てもっとも実用的なポリゴンは約５インチ径のものである。ただし、一般に約２インチ径のポリゴンが装置の簡素化の面から好まれる。また、システム価格と機構上の難しさは２０，０００ｒｐｍより早い回転速度で急速に増加する。留意すべきは、前述の方程式は、厳密に光学的法則に基づいて導かれたものであって、実際上の制約は考慮されていない。したがって、走査装置によって画像形成されるデジタルデータの処理速度を実質的に高める構成であって、前記方程式で規定される必要な関係を損なわないような種々の比率で、解像度を高め、走査長を伸張し、かつ処理速度を高める可能性が得られる構成であれば、明確な効果がもたらされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、イメージャの寸法または感光材からの距離を増加することなく、幅広の画像を高速に形成し得るシステムが要求される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、走査システムにおいて画像の「縫い合わせ(stitching)」（後に詳しく述べる）を行って広幅のシームレス画像を正確に形成し得るシステムと方法を提供することによって前述の要求を満たすことを目的とする。
【００１１】
特に、前述の要求を満たす走査システムが開示される。この走査システムは、進行方向に動く表面、少なくとも二つのイメージャを縫い合わせる手段、前記少なくとも二つのイメージャに相当するイメージャ手段であって、進行方向を横切る走査ラインを一回に一本同時形成するイメージャ手段、表面に位置合わせマークを形成する手段、および連続する位置合わせマークの変位を検出する検出手段、を含む。さらに前記検出された変位を用いてアクチュエータにより各イメージャを整列させる。
【００１２】
以上の概説および以下の詳細な説明はいずれもあくまでも例および説明のためのものであり、本発明の請求範囲を制限するものではない。
【００１３】
本明細書に包含されかつその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を図示すると共に、以下の説明と併せて本発明の効果および原理を説明するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を参照して説明を行う。それら実施形態の例は、添付図面に示すと共に、本発明の説明により明らかにされる。各図間での同一または類似の部材は可能な限り同じ参照番号で表される。
【００１５】
本発明に基づくシステムおよび方法により、走査システム内のイメージャを効率よく縫い合わせることができる。説明上以下では、本発明に基づくシステムおよび方法をＲＯＳイメージャおよびスプリット検出器に関してのみ説明するが、この説明は、他の種類のイメージャおよび検出器を用いた場合にも適用できることは明らかである。
【００１６】
図２に本発明による走査システム２００の好適な実施形態を示す。走査システム２００と図１の走査システム１００との主な違いは、システム２００は感光体２０の代わりに中間ベルト１９を含むこと、およびもっとも注目すべきは、システム２００は二つの追加ポリゴンを含むことである。図２に示した隣接ポリゴン数（三つすなわち１４ａ〜１４ｃ）すなわちＲＯＳの数は単なる例であり、本発明を制限するものではない。
【００１７】
図２では図面の煩雑さを減らすために、レーザ源１０およびモジュレータ１１を一つの回転ポリゴン１４ａ用として示しているが、レーザ１０およびモジュレータ１１は、走査システム２００で動作する各追加ポリゴン（例えば１４ｂおよび１４ｃ）に対しても必要なことは明らかである。
【００１８】
ポリゴン１４ａ〜１４ｃのファセット１３ａ〜１３ｃは、書き込みビーム１２ａ〜１２ｃを反射して中間ベルト（ＩＢ）１９上に照射ビームスポット１６ａ〜１６ｃを形成する。ＩＢ１９表面の特定位置における各ビームスポット１６ａ〜１６ｃのエネルギは、所望の画像内の一画素に対応する。このビームスポットは同時に生成されてＩＢ１９上に走査ライン２０を形成する。ポリゴン１４ａ〜１４ｃの位置は重要であって、その位置により、ポリゴンがビームスポット１６ａ〜１６ｃを同時に形成し得ると共に、ビームスポットが一回に一本の走査ラインを形成し得る長さで整列するようにする必要がある。本説明では上述のポリゴン配置を一括してＲＯＳの「縫い合わせ」と記す。同時形成されたスポットビーム１６ａ〜１６ｃの各々によって覆われる領域を書き込みフィールドと呼ぶ。三つのポリゴンを走査システム２００の一部として用いた場合は、三つの隣接した書き込みフィールドがＩＢ１９上に形成される。
【００１９】
本発明の開示による、隣接した書き込みフィールド構成の効果として、一つのＲＯＳで形成される走査ラインより長い走査ラインが形成されてより幅広の画像が得られること、イメージャ（ＲＯＳ）とベルト間の距離が減少することにより小形の走査システムが得られること、および（一つのＲＯＳでの走査時間に比べて）各ラインの走査時間が減少して、より短時間で画像形成を行えることがある。
【００２０】
一般に、「縫い合わせの問題」は、ダイレクトマーキング(direct marking)の先行技術において、複数印刷ヘッド（または複数パスを形成する単一ヘッド）の書き込みフィールドが互いに隣接して、印刷ヘッドの不整列や印刷ヘッド間の同期の不十分さなどの原因で正確な画像が形成されない場合に生じる。これは、例えばインクジェットプリンタで生じる課題である。この縫い合わせの問題をどれだけ解決できるか、が全体としての画質を直接的に決定する。
【００２１】
本発明により一般的な縫い合わせの問題は解決され、ＲＯＳは進行方向を横切る方向（と平行な方向）に正確に印刷を行うことができる。本発明は、隣接したフォトニックイメージャの書き込みフィールドの縫い合わせに関し、特に、限定はしないがモーターポリゴンアセンブリ（ＭＰＡ）ＲＯＳおよび垂直キャビティレーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）アレープリンタに関する。また、本発明では、ベルト上マーク（ＭＯＢ）センサを用いてＩＢ１９上のシェブロンパターンからなる階調付き画像を観察することにより、隣接したフィールドの変位を正確に測定する。隣接した書き込みフィールドの相対的位置を正確に知ることにより、電気機械的アクチュエータを用いて隣接した書き込みフィールドを位置決めすることで、「継ぎ目のない」潜像を形成する。電気機械的アクチュエータ手段以外のアクチュエータ手段を、本発明の方法によって決定される相対的位置情報の活用に適用することもできる。
【００２２】
図３に、縫い合わせの問題およびセンシングによる解決法を示す。矢印３０１はＩＢ１９の進行方向を示す。ＩＢ１９が速度ＶＩＢで進行方向に動くと、シェブロンパターン（例、３１２〜３１４および３２４〜３２６）がＩＢ１９上に形成される。二列のシェブロンパターンが隣接した書き込みフィールド３０２，３０４，および３０６によって形成される。各書き込みフィールドはそれぞれ異なるイメージャ（例、ＲＯＳ）に対応する。書き込みフィールド３０２，３０４、および３０６が曲線状の軌跡を示す理由は、軌跡を形成する相応のビームスポット１６ａ〜１６ｃは、書き込みフィールドの端部より中心部で密度の高い光強度を有して、ベルトに入射するためである。
【００２３】
シェブロンパターンを形成する上で留意すべきことは、書き込みフィールドをオーバラップさせなければならないことである。例えば、このオーバラップは４００のピクセルで構成される。左行のシェブロンパターン（３１２，３１３，３１４他）は、隣接した書き込みフィールド３０２および３０４のオーバラップにより形成される。左行の中心は、書き込みフィールド３０２および３０４の交差点３０３である。同様に、右行のシェブロンパターン（３２４〜３２６）は隣接したフィールド３０４および３０６のオーバラップによって形成され、中心はフィールド３０６および３０４の交差点３０５である。
【００２４】
一行毎にＩＢ上に形成されるシェブロンパターン（シェブロンエレメント）には三種類ある。左の列を例にとると、第一のシェブロンエレメント３１２は、全体が書き込みフィールド３０２に対応するビームスポットによって形成される。第二のシェブロンエレメント３１３は、隣接した書き込みフィールド３０２および３０４の両方によって形成される。（図中で）シェブロンエレメント３１２の真下に位置した、シェブロンエレメント３１３の左半分は書き込みフィールド３０２によって形成され、右半分は書き込みフィールド３０４によって形成される。第三のシェブロンエレメント３１４は全体が書き込みフィールド３０４によって形成される。
【００２５】
書き込みフィールド３０２，３０４の相対的変位および書き込みフィールド３０４，３０６の相対的変位を決定するために、二つのＭＯＢセンサ３１８が使用される。センサはＩＢ１９に近接して設置されてシェブロンエレメントの検出を行う。この検出は、ＩＢ１９の移動に伴ってシェブロンエレメントがセンサ３１８を通過する際に行われる。センサ３１８の動作については図５（ａ）を参照して後述し、ここでは、各シェブロンエレメントの相互の垂直および水平方向の変位は本発明の一部として開示されるアルゴリズムによって決定される、との記述に止める。このアルゴリズムは、前述の三つのシェブロンパターン（シェブロンエレメント）に対応する三つの連続したマーク間の相対的時間差を考慮に入れている。連続した三つのマークは総称して位置合わせマークパターンとも呼ばれる。三つのシェブロンエレメントからなるグループを何度も繰り返し形成して位置合わせマークパターンの行を形成する理由は、それにより時間差の平均が計算され、良好な信号／ノイズ比が得られるためである。本説明における「信号」とはＭＯＢセンサ３１８によって検出および生成される信号を指す。この信号はＲＯＳアクチュエータ（図示せず）によって活用される。一方、「ノイズ」とはＩＢ表面上の欠陥その他の要因に起因した標遊堆積物などのノイズ源を指す。このノイズは、ＭＯＢセンサ３１８によって生成される信号が、シェブロンエレメントがセンサ３１８を通過する時間を表す際の不正確さの原因になる。このため、信号／ノイズ比が十分に高くて印刷の正確さを向上させたシステムが望まれる。
【００２６】
走査システム２００の基本となる考え方は、隣接したイメージャフィールドの作用が数ミクロン以内の位置的正確さで相互に影響し合うようにして、印刷を行うことであるが、実際には、フィールドが十分にオーバラップしていて、あるイメージャフィールドの隣接したフィールドに対する相対的変位を測定できることが必要である。本発明の書き込みフィールドのオーバラップによって形成される位置合わせマークパターンは、本発明の譲受人に譲渡された、（Ｊｏｎｇ他による）米国特許第５，２８７，１６２号開示のパターンに類似している。これら二つの位置合わせマークパターン間の主な違いは、マークの形成方法である。特に、先行技術の例では、パターンは進行方向に整列した複数のプリンタによって形成され、書き込みフィールドをオーバラップさせる必要はないのに対し、本発明では、書き込みフィールドをオーバラップさせて平行方向（進行方向を横切る方向）にイメージャを縫い合わす必要がある。
【００２７】
図４に、三つのシェブロンエレメント３１２〜３１４で形成された位置合わせマークパターンの拡大図を示す。シェブロンエレメント３１２および３１４はそれぞれ書き込みフィールド３０２および３０４によって形成され（図２）、両者を比較することによって、水平方向の相対的変位を素早く認知することができる。垂直方向の変位は、第三のシェブロンエレメント３１３が二つの書き込みフィールド３０２および３０４によって形成されるまで認知されない。図４の位置合わせマークパターンは、書き込みフィールド３１２および３１４のオーバラップ機能に基づいて形成される。矢印４０２は水平方向の変位を示し、矢印４０４は垂直方向の変位を示す。また、図４に各シェブロンエレメント間の時間差Ｔ１〜Ｔ４を示す。時間Ｔ２はシェブロン３１３および３１４の左側の脚間の時間差に対応し、時間Ｔ１は右側の脚間の時間差に対応する。時間Ｔ４はシェブロン３１２および３１４の左側の脚間の時間差に対応し、時間Ｔ３は右側の脚間の時間差に対応する。時間Ｔ１〜Ｔ４に付随した矢印は、あるシェブロンエレメントの一端から別のシェブロンエレメントの第二の端までしか延びていないが、実際の時間Ｔ１〜Ｔ４はマークの図心の相対的位置で測定される。
【００２８】
時間差Ｔ１〜Ｔ４はタイマ（図示せず）により測定される。タイマは、マーク（特にその図心）がＭＯＢセンサを通過するとトリガーされる。本発明の好適な実施形態では、二つのスプリット検出器を用いてマークの位置が検出される。スプリットセル検出器の動作全般については図５（ａ）を参照して後述する。
【００２９】
時間差Ｔ１〜Ｔ４が記録されると、第一のＲＯＳの第二のＲＯＳに対する水平方向の変位４０２が決定されると共に、垂直方向の変位４０４が決定される。以下のアルゴリズムによってそれぞれの変位が計算される。
【００３０】
垂直方向変位＝ＶＩＢ＊（（Ｔ３＋２＊Ｔ１）−（Ｔ４＋２＊Ｔ２））／２
および、
水平方向変位＝ＶＩＢ＊（Ｔ３−Ｔ４）／２
式中、ＶＩＢはＩＢの想定速度である。
【００３１】
留意すべき重要なこととして、時間差Ｔ１〜Ｔ４は、一つの位置合わせマークパターン、あるいは前述の（信号／ノイズ比を高めるための）複数の位置合わせマークパターンの平均のいずれによっても計算することができる、ことがある。
【００３２】
図５（ａ）に、シェブロンエレメント３１４検出用のＭＯＢセンサ３１８として使用される二つのスプリット検出器５０１，５０５を示す。シェブロンエレメント３１４はＭＯＢセンサ３１８の側方に描かれているが、通常の検出動作ではエレメント３１４は矢印３０１に示す方向に移動して検出器５０１，５０５を通過しつつそれら検出器に重なり合う（遮蔽する）。検出器またはシェブロンエレメント３１４の寸法に依存して、シェブロンエレメント３１４の瞬間位置に応じて検出器５０１，５０５の一部もしくは全体が遮蔽される。
【００３３】
検出器５０１はシェブロンエレメント３１４の右側の「脚」を検出するように設置され、検出器５０５は左側の脚を検出するように設置される。各検出器は二つのセルに分割される。検出器５０５は、細線５０７で分離されたセルＢｒ（５０６）とＡｒ（５０８）とに分割され、検出器５０１は、細線５０３で分離されたセルＢｌ（５０２）とＡｌ（５０４）とに分割される。以下の説明は理想状態（必ずしも図に表していない）を仮定しており、各検出器は、対応するシェブロンエレメントの脚と同じ角度で設置されると共に、対応するエレメントとほぼ同じ幅を有する。ただし、本発明は上述の制約がなくとも成立する。上記制約は、あくまでもシェブロンエレメント３１４の検出をより効率よく行うためのものである。
【００３４】
一つの検出器（例えば５０１）に関連してセンサの動作を説明する。検出器５０１は、例えば電圧などの二つの電気信号を生成し、この信号は、各セル５０２，５０４中のマークによって遮蔽された領域に対応する。セル５０２によって生成される電気信号はセル５０４によって生成される電気信号から減算される。この減算は図に示していない電子的手段によって実行される。図５（ａ）では、いずれのセル（５０２および５０４）共最初はマークによって遮蔽されていないため、両方のセルが同じ振幅（および位相）の電気信号を生成し、減算の結果はゼロになる。
【００３５】
シェブロンエレメント３１４が進行方向３０１に移動すると、左の脚がセル５０２の遮蔽を開始する。その結果、セル５０２によって生成される信号の振幅はセル５０４によって生成される（遮蔽されていない部分の）信号の振幅より小さくなる。したがって、Ｖａ−ｂで表される信号の減算値は、シェブロン３１４の左の脚がセル５０４の遮蔽を開始するまで増加する。シェブロン３１４の左脚が移動してセル５０４を遮蔽すると、セル５０４によって生成される信号の値は減少し、その結果、得られる信号Ｖａ−ｂの値も減少し始める。
【００３６】
シェブロンの左脚の図心Ｃｌがセル５０２，５０４を分割する線５０３と交差する時、各セルの遮蔽領域はほぼ等しくなり（このことは、シェブロンがセルの全域を覆う場合、または一部のみを覆う場合のいずれでも成り立つ）、信号Ｖａ−ｂの値はゼロになる。左脚が移動を続けてセル５０２の領域を出てセル５０４の領域内に入ると、セル５０２によって生成される信号はセル５０４によって生成される信号より大きくなり、信号Ｖａ−ｂは負の値になる。最終的に、シェブロンの左脚がセル５０４，５０２のいずれをも遮蔽しなくなると、信号Ｖａ−ｂの値はゼロに戻る。
【００３７】
前述の操作により生成される信号Ｖａ−ｂを、図５（ｂ）に時間の関数のグラフで示す。点５１０は、先に説明したように、図心Ｃｌがライン５０３を交差する時間ｔｃを表す。時間ｔｃを記録することにより、検出器５０１を通過するシェブロンの左脚間の相対的時間差を決定する。例えば、Ｔ２は、シェブロン３１４およびシェブロン３１３の左脚についてそれぞれ記録された時間の差を表す。
【００３８】
留意すべき重要なこととして、シェブロンおよび検出器の左側のみについて説明したが、同様の説明は右側にも適用される、ことがある。さらに留意すべき重要なことは、スプリット検出器、および図心がセルを分割するラインと交差する時間を測定するための、検出器に接続された諸機構は、あくまでも本発明の好適な一実施形態であって発明を制限するものではない、ことである。
【００３９】
前述のアルゴリズムを用いて垂直および水平方向の変位が計算されると、これらの変位は、情報であって、例えば、第一のＲＯＳが最後の４００ピクセルを用いてシェブロンエレメント（またはその一部）を書き込んでいること、第二のＲＯＳが最初の４００ピクセルを用いてシェブロンエレメントを書き込んだこと、およびそれらの第一のＲＯＳの最後のピクセルと第二のＲＯＳの最初のピクセルとの相対的位置は簡単に計算されること、等の情報と組み合わせて使用される。一例として、相対的変位の測定結果の用法について以下のシナリオを考える。
Ａ）電気機械的アクチュエータを用いて各ＲＯＳを適切に移動させて、隣接するＲＯＳフィールドの垂直および水平方向の相対的変位が基本ピクセル間隔（インチ当たりのスポット数（ｓｐｉ）が６００の場合は１インチの１／６００）の整数倍になるようにする。
Ｂ）基本ピクセル変位の倍数として得られた相対的変位を用いて、（上りの）画像経路で画像を直進処理することが、イメージャフィールドを縫い合わせるために必要である。以下の方法により水平および垂直方向での画像の追跡が行われる。
１）水平方向では、第一のＲＯＳのピクセル２４５８が第二のＲＯＳのピクセル３１７に重畳していることを認識することによって、画像の第一のピクセルが第一のＲＯＳのピクセル４５８で始まっていれば、画像のピクセル２００１は第二の物理的イメージャのピクセル３１８に対応する、等を容易に確定することができる。
２）垂直方向では、十分な大きさのラインバッファが相対的な垂直方向オフセットを処理するために必要である。第二のＲＯＳが第一のＲＯＳに対してＩＢの進行方向に１／６００インチ垂直方向にずれている場合は、最初の２ラインの（８ビットの）ｐｗｍコマンドは、
012 010 046 128 148 173 182 212 172 165 123 098 083 074 063 053 025
013 011 048 117 137 179 185 217 175 159 124 092 088 080 059 060 029
から、
水平方向の交差が８番目と９番目のピクセルの間で生じると仮定すると、
000 000 000 000 000 000 000 000 172 165 123 098 083 074 063 053 025
012 010 046 128 148 173 182 212 175 159 124 092 088 080 059 060 029
になる。
【００４０】
留意すべきは、（総）ラインバッファ寸法はバッファ作動後の垂直方向の最大の相対的変位に依存する、すなわち、バッファ作動によって全イメージャが垂直方向に０．１５インチの範囲内に収まる場合は、必要なラインバッファ数は９０、ということである。
【００４１】
しかしながら、本方法の適用は、前記種類のアクチュエータ、あるいは全部の相対的変位が基本ピクセル間隔の倍数である必要の場合に限定されない。電子的位置合わせは、一つの（好適ともいえる）代替アクチュエータの実施形態である。重要な点は、本記載の検出手段は単独ではいかなるアクチュエータ方式とも連結しないことである。また、相対的変位はピクセル寸法の整数倍である必要はない。説明を目的とした以上の例に記載したように、このことは本画像処理工程の理解を容易にするためのものである。
【００４２】
また、以上提案の縫い合わせ方法によりＶＣＳＥＬアレーを効率よく縫い合わせる手段が提供される。この手段により、複数のＶＣＳＥＬ印刷バーの縫い合わせに対していくつかの効果が得られる。第一に、ＶＣＳＥＬアレーのダイ寸法はＧａＡｓのウェハー寸法によって制限され、そのために投射時に動作する一つのＶＣＳＥＬ印刷バーの幅の上限は約１４インチに設定される、ことに対応できる。第二に、より多くのイメージャを使用して、各イメージャの長さを短くすることにより、レーザダイはより小形になって歩留まりが向上すると共に、構造が簡単になり、さらに取り扱いが容易になる。第三に、光学系のフィールド角がほぼ固定されるため、一つのイメージャの代わりに複数のイメージャを用いることでトラック長さが短くなり、その結果印刷エンジンの総寸法が小さくなる。
【００４３】
さらにＶＣＳＥＬ印刷バーの縫い合わせに関連して、約４００の追加画素を加えて、ＭＯＢをオーバラップさせることにより、約１．２ｍｍの寸法がＧａＡｓダイの寸法に追加されて、既存のＭＯＢセンサおよび方式が使用できるようになる。ＭＯＢ寸法を縮小して追加画素数を相当程度減らすことも可能である。ＶＣＳＥＬバー用に提案されているＧａＡｓダイの長さは一般に４０ｍｍ以上であるとすると、画像を縫い合わせる手段をもつ２〜４のより小さいダイの使用によって、アレーセグメントは著しく短縮されると同時に必要な追加ピクセル数の割合がごくわずかになる。
【００４４】
要約すると、以上の二つの例は、本提案の検出方法によって電子写真画像をより幅広の構造に適用できるようにする方法、を示したものである。概括すると、複数のサブスキャナをもつ走査システムであって、各サブスキャナはオーバラップしているＭＯＢ上に情報を書き込む走査システムが開示される。ダイレクトマーキングシステムへの応用については先に述べたが、特にマークを感光体上でなく基板上に形成して検出することが必要になる。この概念はごく小形のサブスキャナにも適用される。
【００４５】
以上の本発明の好適な実施形態の説明は、発明の典型的な例および説明を提供するものであるが、本発明を網羅または開示された形式のみに限定するものではない。以上開示した内容から明らかに修正および変形は可能である。また、本発明を実行する過程で種々の修正および変形が起こり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  先行技術の走査システムを示す図である。
【図２】  本発明の走査システムの一実施形態を示す図である。
【図３】  本発明の走査システムの拡大概観図である。
【図４】  図３の検出システムに使用される位置合わせマークパターンの一例を示す図である。
【図５】  （ａ）は、図３の検出システムに使用されるセンサの好適な一実施形態を示す図であり、（ｂ）は、検出システム内の検出器によって生成される信号に対応する関数のグラフである。
【符号の説明】
１０  レーザ源、１４ａ〜１４ｃ  ポリゴン、１６ａ〜１６ｃ  ビームスポット、２０  走査ライン、２００  走査システム、３０２  書き込みフィールド、３０４  書き込みフィールド、３０６  書き込みフィールド、３１２  シェブロンパターン、３１３  シェブロンパターン、３１４  シェブロンパターン、３１８  ＭＯＢセンサ、５０１  検出器、５０５  検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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