DE19749926A1 - Aufzeichnungsvorrichtung mit Laserabtastung - Google Patents
Aufzeichnungsvorrichtung mit LaserabtastungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsvorrichtung mit La
serabtastung für Laserdrucker u.ä., in denen Laserlicht die
lichtempfindliche Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers mit
tels eines rotierenden Polygonspiegels abtastet, um Informa
tionen aufzuzeichnen. Die Erfindung betrifft insbesondere ei
ne Vorrichtung zum Einstellen der Intensität des auf die
lichtempfindliche Oberfläche einwirkenden Laserlichtes.
Aufzeichnungsgeräte mit Laserabtastung, die bei der Erfindung
in Betracht kommen, arbeiten derart, daß das Licht einer La
serlichtquelle auf eine Reflexionsfläche eines sich drehenden
Polygonspiegels gerichtet wird und dabei die Richtung des re
flektierten Lichtes so geändert wird, daß es die lichtemp
findliche Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers längs einer
Zeile abtastet, wodurch ein Bild zeilenweise aufgebaut wird.
Um eine gleichmäßige Bilddichte zu erreichen, muß die Inten
sität des Laserlichtes (im folgenden auch als Laserleistung
bezeichnet) auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden.
Hierzu wird die Intensität des Laserlichtes erfaßt und die
Laserleistung abhängig von dem erfaßten Wert gesteuert. Die
ses Verfahren wird allgemein mit APC (automatische Leistungs
steuerung) bezeichnet und ist im Prinzip in Fig. 5 darge
stellt. Die Intensität des von einer Laserdiode LD in einer
Laserlichtquelle 1 abgegebenen Laserlichts wird mit einer
Fotodiode PD erfaßt, und der sich ergebende Erfassungsstrom
Im wird in einem I/V-Umsetzer 11 in eine Spannung umgesetzt,
die in einem Vergleicher 13 mit einer Referenzspannung Vref
verglichen wird. Das daraus sich ergebende Vergleichssignal
Vo wird in einer Tastspeicherschaltung 14 gehalten und dann
einer Lasertreiberschaltung 15 zugeführt, die eine V/I-Um
setzung durchführen kann. In der Lasertreiberschaltung 15
wird der Strom zur Steuerung der Laserdiode LD so gesteuert,
daß die Laserleistung auf einem vorgegebenen Wert gehalten
wird.
Ein Problem bei dieser Art der Steuerung der Laserleistung
besteht darin, daß bei einer Änderung der Intensität des La
serlichts durch verschiedene Faktoren in der optischen Weg
strecke von der Laserlichtquelle zur lichtempfindlichen Flä
che das Einhalten der gewünschten gleichmäßigen Bilddichte
schwierig ist. Ein derartiger Faktor ist die Änderung des Re
flexionsgrades der jeweiligen Reflexionsfläche des Poly
gonspiegels. Wenn verschiedene Reflexionsflächen unter
schiedliche Reflexionsgrade für das Laserlicht haben, so än
dert sich auch die Intensität des jeweils reflektierten La
serlichts, wodurch eine unterschiedliche Dichte der Abtast
zeilen durch das Laserlicht nach Reflexion an den nacheinan
der wirksamen Reflexionsflächen erzeugt wird. Die Reflexions
flächen des Polygonspiegels sind zunächst so ausgebildet, daß
sie das einfallende Licht mit ein und demselben Reflexi
onsgrad reflektieren. Dreht sich der Polygonspiegel jedoch
sehr schnell, so treffen Staub oder andere Teilchen aus der
Luft auf die Reflexionsflächen und erzeugen feine Spuren.
Deshalb und aus anderen Gründen kann sich der Reflexionsgrad
für Laserlicht an jeder Reflexionsfläche mit der Zeit um etwa
3 bis 4% ändern. Solche Änderungen des Reflexionsgrades sind
bei einer Aufzeichnung mit Binärwerten kein größeres Problem,
da hierbei ein Bild durch Ein- und Ausschalten des Laser
lichts erzeugt wird. Bei Farbdruckern o. ä., bei denen ein
Halbtonbild erzeugt wird, ist jedoch eine Dichtesteuerung er
forderlich, die mindestens 256 Kontrastwerte erzeugt, und
hierzu sollte eine Änderung des Reflexionsgrades nicht über
1% liegen.
Um das Problem der Änderung des Reflexionsgrades für Laser
licht an der jeweiligen Reflexionsfläche des Polygonspiegels
zu lösen, kann die Intensität des Laserlichts bei der automa
tischen Leistungssteuerung an einer Stelle hinter dem Poly
gonspiegel erfaßt werden, vorzugsweise im Bereich der licht
empfindlichen Oberfläche des Aufzeichnungsträgers. Auf diese
Weise wird die Intensität des tatsächlich an dem Polygonspie
gel reflektierten Lichtes erfaßt, und durch Steuern der La
serleistung abhängig von dem Erfassungssignal kann Gleich
mäßigkeit des Verlaufs der Laserlichtintensität an der licht
empfindlichen Oberfläche gewährleistet werden. Beispielsweise
zeigen die Japanischen Offenlegungsschriften 37029/1988 und
162013/1992 eine Aufzeichnungsvorrichtung, bei der die Inten
sität des Laserlichtes kurz vor dem Auftreffen auf eine
lichtempfindliche Trommelfläche erfaßt und die Laserleistung
abhängig von der erfaßten Intensität gesteuert wird. Hierzu
dient ein Fotosensor nahe der lichtempfindlichen Trommel,
dessen Spitzensignal auf eine automatische Lei
stungssteuerschaltung zurückgeführt wird, wo es einen Laser
lichtmodulator sowie einen Halbleiterlaser als Laserlicht
quelle steuert.
Die Laserleistungssteuerung erfolgt also von der Laserlicht
intensität kurz vor der lichtempfindlichen Trommel, wodurch
aber das folgende Problem entsteht. Vor der Projektion des
Laserlichtes auf den Fotosensor beim Einschalten oder wenn
das Laserlicht den Fotosensor beispielsweise durch eine ver
tikale Versetzung der Laserabtastung verfehlt, ist das Aus
gangssignal des Fotosensors nahe Null, so daß die automati
sche Leistungssteuerschaltung die Laserleistung auf einen Ma
ximalwert steuert. Dadurch arbeiten die Laserlichtquelle und
der optische Modulator mit maximaler Laserleistung. Wird die
Laserlichtquelle dauernd mit maximaler Leistung betrieben, so
kann der Halbleiterlaser möglicherweise zerstört werden. Im
anderen Fall wird die Änderung der Laserleistung vom Maxi
malwert zu einem vorgegebenen Wert wiederholt, so daß eventu
ell die Lebensdauer des Halbleiterlasers verkürzt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Aufzeichnungs
vorrichtung mit Laserabtastung anzugeben, die nicht nur gegen
eine Änderung der Aufzeichnungsdichte durch Änderung des Re
flexionsgrades der Reflexionsflächen des Polygonspiegels,
sondern auch gegen Übersteuerung der Laserlichtquelle und
Änderungen der Laserleistung geschützt ist, so daß sich ein
beständiger und sehr zuverlässiger Betrieb ergibt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Pa
tentanspruchs 1, 5 oder 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
Gegenstand von Unteransprüchen.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung arbeitet derart, daß die
Intensität des von einer Laserlichtquelle abgegebenen Laser
lichts, welches an einer der Reflexionsflächen eines drehba
ren Polygonspiegels reflektiert wird, zum Bestimmen des Re
flexionsgrades gemessen wird, um eine Referenzspannung zu er
zeugen. Diese dient zur Steuerung der Laserleistung, wenn die
jeweilige Reflexionsfläche eine Abtastbewegung erzeugt. Hier
durch kann die Intensität des an der jeweiligen Reflexions
fläche des Polygonspiegels reflektierten Laserlichtes auf
einen vorgegebenen Wert gesteuert werden, und eine Änderung
der Intensität über mehrere Abtastzeilen auf dem Aufzeich
nungsträger wird dadurch wirksam eliminiert, wodurch sich ei
ne gleichmäßige Dichte und hohe Qualität der Aufzeichnung
ergibt. Außerdem erfolgt die automatische Leistungssteuerung
nicht durch Erfassen des Ausgangssignals des Fotosensors, der
das abtastende Laserlicht auswertet, so daß die Laserleistung
zu jedem Zeitpunkt automatisch gesteuert wird und eine Über
steuerung der Laserdiode verhindert, diese gegen Schäden
geschützt und eine beständige und sehr zuverlässige Laserlei
stungssteuerung gewährleistet wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher
erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 den Aufbau einer Aufzeichnungsvorrichtung als Aus
führungsbeispiel,
Fig. 2 die Schaltung für die Steuerung der Laserleistung
in der Aufzeichnungsvorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 das Zeitdiagramm der Arbeitsweise der automatischen
Leistungssteuerung,
Fig. 4 ein Beispiel einer Schaltung zur automatischen Lei
stungssteuerung, und
Fig. 5 das Zeitdiagramm der Arbeitsweise der in Fig. 4 ge
zeigten Schaltung.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Aufzeichnungsvorrichtung mit
Laserabtastung. Ein Halbleiterlaser 1 als Laserlichtquelle
gibt Laserlicht ab, und eine Sammellinse 2 erzeugt daraus pa
ralleles Licht, das auf eine zylindrische Linse 3 fällt, die
den Laserstrahl formt. Dieser Laserstrahl wird dann auf einen
Polygonspiegel 4 projiziert. Dieser ist als Sechseckprisma
aufgebaut und hat sechs reflektierende Seitenflächen. Der Po
lygonspiegel 4 wird, wie dargestellt, im Gegenuhrzeigersinn
um seine Achse gedreht. Das an dem Polygonspiegel 4 reflek
tierte Laserlicht wird über eine fθ-Linse 5 geleitet, wobei
sich die Reflexionsrichtung synchron mit der Drehung des Po
lygonspiegels 4 ändert. Das Licht wird dann an einem Spiegel
6 reflektiert und auf die lichtempfindliche Oberfläche einer
Aufzeichnungstrommel 7 reflektiert, auf der es eine Abtastbe
wegung in Hauptabtastrichtung (Zeilenrichtung) durchführt.
Die Winkelgeschwindigkeit der Ablenkung des reflektierten
Laserlichtes wird mit der fθ-Linse 5 so korrigiert, daß sich
auf der Trommel 7 eine gleichmäßige Abtastgeschwindigkeit
ergibt. Die Trommel 7 wird um ihre eigene Achse gedreht, wo
durch eine Abtastbewegung senkrecht zur Zeilenrichtung
(Hilfsabtastung) erzeugt wird. Ferner ist außerhalb des Auf
zeichnungsbereichs der Trommel 7 nahe dem Ende, wo die jewei
lige Abtastbewegung beginnt, ein Spiegel 8 angeordnet. Ein
Fotosensor 9 zum Erfassen des an dem Spiegel 8 reflektierten
Laserlichts und zum Erzeugen eines Abtast-Zeitsignals ist in
axialer Richtung der Trommel 7 dem Spiegel 8 gegenüberliegend
angeordnet.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die Laserlichtquelle eine integrale An
ordnung einer Laserdiode LD und einer Fotodiode PD und so
aufgebaut, daß die Intensität des von der Laserdiode LD ab
gegebenen Laserlichts mit der Fotodiode PD erfaßt wird, und
abhängig von einem daraus abgeleiteten Erfassungssignal
steuert eine Steuerschaltung 10 die von der Laserdiode LD ab
gegebene Leistung. Allgemein ist die Fotodiode PD hinter der
Laserdiode LD angeordnet, d. h. an einer Stelle, die dem Po
lygonspiegel 4 bezüglich der Laserdiode LD abgewandt ist, so
daß das Rücklicht von der Laserdiode LD empfangen wird.
Außerdem ist, wie Fig. 1 zeigt, ein Referenzspannungsgenera
tor 20 für diejenige Reflexionsfläche des Polygonspiegels 4
vorgesehen, die der Reflexionsfläche diametral gegenüber
liegt, an der das Laserlicht zum jeweiligen Abtastvorgang
reflektiert wird. Der Referenzspannungsgenerator 20 mißt den
Reflexionsgrad der diametral gegenüberliegenden Reflexions
fläche und erzeugt eine Referenzspannung für die Steuer
schaltung 10 abhängig von dem gemessenen Reflexionsgrad. Für
den Referenzspannungsgenerator 20 sind eine Meß-Laserdiode
MLD zum Projizieren von Licht (Laserlicht zum Messen in die
ser Einrichtung) auf eine der Reflexionsflächen des Poly
gonspiegels 4 und eine Meß-Fotodiode MPD zur Aufnahme des an
der genannten Reflexionsfläche reflektierten Lichts vorgese
hen.
Der Referenzspannungsgenerator 20 enthält eine Konstant
stromquelle 21 zum Speisen der Meß-Laserdiode MLD mit Kon
stantstrom, so daß sie Laserlicht einer vorgegebenen Inten
sität abgibt, einen I/V-Umsetzer 22 zum Umsetzen des Erfas
sungsstroms, der die Intensität des mit der Meß-Fotodiode MPD
erfaßten Meß-Laserlichts angibt, eine Spitzenhalteschaltung
23 zum Halten der Spitze der Spannung aus dem I/V-Umsetzer 22
und eine Vergleichs-Rechenschaltung 24 zum Vergleichen der
gehaltenen Spannung mit einer voreingestellten Konstantspan
nung und zum Berechnen des Reflexionsgrades für Laserlicht an
der jeweils relevanten Reflexionsfläche. Der Referenz
spannungsgenerator 20 enthält auch einen A/D-Umsetzer 25, in
dem der mit der Schaltung 24 berechnete Reflexionsgrad in di
gitale Daten einer vorbestimmten Bitzahl (in dieser Einrich
tung 8 Bit) umgesetzt wird, eine Halteschaltung 26 für die
digitalen Daten des A/D-Umsetzers 25, einen FIFO-Speicher 27
zum Speichern der digitalen Daten in vorgegebener Reihenfolge
und einen D/A-Umsetzer 28, mit dem die aus dem FIFO-Speicher
27 in vorgegebener Reihenfolge gelesenen Daten in ein Ana
logsignal umgesetzt werden. Die resultierende Spannung wird
als Analogsignal der Steuerschaltung 10 als Referenzspannung
Vref zugeführt. Der Fotosensor 9 erfaßt ein Abtast-Zeitsignal
TS, das der Spitzenhalteschaltung 23 zugeführt und als
Zeitsignal für diesen Haltevorgang benutzt wird. Das Abtast-
Zeitsignal TS wird auch einem Schieberegister 30 zugeführt,
wo es um eine vorbestimmte Stufenzahl verzögert wird und dann
dem D/A-Umsetzer 28 in dem Referenzspannungsgenerator 20 zur
Ausgabesteuerung zugeführt wird.
In Fig. 2 sind Einzelheiten der Steuerschaltung 10 darge
stellt. Sie enthält einen I/V-Umsetzer 11, der den Erfas
sungsstrom für die Intensität des Laserlichts aus der Laser
diode LD umsetzt, der von der Überwachungs-Fotodiode PD abge
geben wird, einen Inverter 14 zum Invertieren der Polarität
der Spannung aus dem I/V-Umsetzer 11, einen Vergleicher 13
zum Vergleichen der invertierten Spannung mit einer Referenz
spannung Vref, die von dem Referenzspannungsgenerator 20
eingegeben wird, eine Tastspeicherschaltung 14, in der eine
Vergleichsspannung Vo als Ausgangssignal des Vergleichers 13
abhängig von einem APC-Zeitsignal abgetastet und gehalten
wird, und eine Lasertreiberschaltung 15 mit einer V/I-Umset
zung, die einen Treiberstrom für die Laserdiode LD abhängig
von der gehaltenen Vergleichsspannung liefert. Die Laser
treiberschaltung 15 enthält einen V/I-Umsetzer 16 für die
oben beschriebene V/I-Umsetzung und einen Treiberschalter 17
zum Ein- und Ausschalten des Treiberstroms für die Laserdiode
LD abhängig von entsprechenden Ein-/Ausschaltsignalen. Das
APC-Zeitsignal und die Signale zum Ein- und Ausschalten der
Laserdiode LD werden von einer nicht dargestellten zentralen
Verarbeitungseinheit (CPU) synchron mit der Drehung des Poly
gonspiegels 4 abgegeben. Die Tastspeicherschaltung 14 enthält
einen Abtastschalter 18 und einen Haltekondensator 19.
Es wird nun die automatische Leistungssteuerung in der Auf
zeichnungsvorrichtung beschrieben. Die nicht dargestellte
zentrale Verarbeitungseinheit gibt ein APC-Zeitsignal und
Ein/Aussignale synchron mit dem Drehzyklus des Polygonspie
gels 4 ab. Abhängig von diesen Signalen schaltet die Steuer
schaltung 10 den Treiberschalter 17, so daß die Lasertreiber
schaltung 15 einen Treiberstrom Io für die Laserdiode LD lie
fert, welche dadurch Laserlicht abgibt. Das abgegebene Laser
licht wird von der Fotodiode PD erfaßt, und der die Intensi
tät des Laserlichts angebende Erfassungsstrom wird in dem
I/V-Umsetzer 11 in eine Spannung umgesetzt, deren Polarität
in dem Inverter 12 umgekehrt und sie dann mit der Referenz-
Spannung Vref in dem Vergleicher 13 verglichen. Daraus ergibt
sich eine Vergleichsspannung Vo, die dem Unterschied der
beiden eingegebenen Spannungen entspricht. Abhängig von dem
APC-Zeitsignal wird die Vergleichsspannung Vo in der
Tastspeicherschaltung 14 mit dem APC-Zeitsignal abgetastet
und gehalten, und die so gehaltene Vergleichsspannung wird
der Lasertreiberschaltung 15 zugeführt, wo sie in einen Strom
umgesetzt und dieser dann als Treiberstrom Io abgegeben wird.
Auf diese Weise wird der Treiberstrom der Lasertreiberschal
tung 14 mit dem Erfassungsstrom der Fotodiode PD so gesteu
ert, daß die Lichtabgabe mit der Laserdiode LD eine optische
Dichte entsprechend der Referenzspannung Vref erzeugt.
Das so mit der Laserdiode LD gesteuert abgegebene Licht wird
auf eine Reflexionsfläche R1 in Abtastposition reflektiert,
der so gedreht wird, daß das Laserlicht der Laserdiode LD
aufgenommen und das reflektierte Licht über die fθ-Linse 5
geleitet wird, um die lichtempfindliche Trommel 7 über den
Spiegel 6 abzutasten, wie vorstehend beschrieben wurde. Ande
rerseits wird mit einer Zeitsteuerung vor jeder Abtastung der
lichtempfindlichen Trommel 7 der an der Reflexionsfläche R1
des Polygonspiegels 4 reflektierte Laserlichtstrahl an dem
Spiegel 8 reflektiert und mit dem Fotosensor 9 aufgenommen,
der wiederum ein Abtast-Zeitsignal TS abgibt. Somit kann die
Drehposition des Polygonspiegels aus diesem Abtast-Zeitsignal
TS abgeleitet werden. Dieses dient als Synchronisationssignal
der Hauptabtastrichtung und als Referenz für die verschiede
nen Zeitsignale aus der zentralen Verarbeitungseinheit.
In dem Referenzspannungsgenerator 20 aktiviert die Konstant
stromquelle 21 synchron mit der Drehung des Polygonspiegels
4, jedoch um mindestens eine der Drehung einer Reflexions
fläche entsprechende Periode (d. h. 60°) vor der Abgabe von
Laserlicht aus der Laserdiode LD die Meß-Laserdiode MLD zur
Abgabe von Laserlicht auf eine der Reflexionsflächen, die
nicht in Abtastposition ist und im folgenden auch als in Meß
position befindliche Reflexionsfläche bezeichnet wird. Das
von der Meß-Laserdiode MLD abgegebene Laserlicht wird auf die
Reflexionsfläche R2 diametral gegenüber der Reflexionsfläche
R1 bzw. der Abtastposition projiziert. Da der Polygonspiegel
4 sechs Reflexionsflächen hat, wird die Abtastzeit der Refle
xionsfläche R2 in Meßposition gegenüber der Reflexionsfläche
R1 in Abtastposition um drei Abtastzyklen oder drei Abtast-
Zeitsignale TS verzögert. Das auf die Reflexionsfläche R2 in
Meßposition projizierte Laserlicht wird an dieser Fläche re
flektiert und von der Meß-Fotodiode MPD empfangen und dem
I/V-Umsetzer 22 zugeführt, der das Laserlicht als Spannung
erfaßt. Die Erfassungsspannung VA wird in der Spitzenhalte
schaltung 23 mit einer durch das Abtast-Zeitsignal bestimmten
Zeitsteuerung gehalten. Die gehaltene Spannung VA wird mit
einer Konstantspannung VB in der Vergleichs- und Rechen
schaltung 24 verglichen. Die Konstantspannung VB ist so ein
gestellt, daß bei einem vorbestimmten Reflexionsgrad der Re
flexionsfläche R2 in Meßposition der Wert C, der sich durch
Division der Konstantspannung VB durch die Spannung VA ent
sprechend dem reflektierten Meß-Laserlicht ergibt, gleich ei
nem vorbestimmten Wert CO ist. Wenn die Reflexionsfläche R2
in Meßposition einen Reflexionsgrad über einem vorbestimmten
Wert hat, ist der berechnete Wert C kleiner als der voreinge
stellte Wert CO. Ist der Reflexionsgrad der Reflexionsfläche
R2 in Meßposition kleiner als der vorbestimmte Wert, so ist C
größer als CO. In jedem Fall würde der berechnete Wert C dem
A/D-Umsetzer 25 zugeführt.
In dem A/D-Umsetzer 25 wird der berechnete Wert C in digitale
Daten einer Länge von 8 Bit umgesetzt, die in dem FIFO-Spei
cher 27 über die Halteschaltung 26 gespeichert werden. Das
vorstehend beschriebene Verfahren wird synchron mit der Dre
hung des Polygonspiegels 4 wiederholt, wobei der FIFO-Spei
cher 27 ähnlich in vorgegebener Reihenfolge mit berechneten
Werten C geladen wird, die jeweils einer der Reflexionsflä
chen des Polygonspiegels 4 zugeordnet sind, die nacheinander
an die Meßposition kommen, während sich der Polygonspiegel 4
dreht. Zusätzlich werden die Abtast-Zeitsignale bei der Dre
hung des Polygonspiegels 4 durch Zählen im Schieberegister 30
verzögert, wonach das Abtast-Zeitsignal, welches um drei Ab
tastzyklen verzögert ist (siehe oben), in den D/A-Umsetzer 28
eingegeben wird. Gleichzeitig werden die digitalen Daten im
FIFO-Speicher 27 als Spannung gelesen, die den berechneten
Wert C angibt. Hierbei wird die in Meßposition befindliche
Reflexionsfläche R2 in die Abtastposition gedreht, wo das von
der Laserdiode LD kommende Laserlicht zum Abtasten re
flektiert wird, d. h. in die Position der in Abtastposition
befindlichen Reflexionsfläche R1.
Die Ausgangsspannung des D/A-Umsetzers 28 wird als Referenz
spannung Vref dem Vergleicher 13 in der Steuerschaltung 10
zugeführt und mit der Erfassungsspannung der überwachenden
Fotodiode PD verglichen. Es sei eine konstante Erfassungs
spannung aus der Überwachungs-Fotodiode PD vorausgesetzt. Hat
die Reflexionsfläche R2 in Meßposition einen hohen Reflexi
onsgrad, so ist der berechnete Wert C kleiner als der einge
stellte Wert CO, so daß die Referenzspannung zu kleineren
Werten verschoben wird. Wird zum Zeitpunkt der Bewegung der
Reflexionsfläche R2 in die Abtastposition ein Vergleich
durchgeführt, so wird die Vergleichsspannung aus dem Ver
gleicher 13 verringert, so daß bei Abtasten und Halten und
nachfolgender Eingabe in die Lasertreiberschaltung 15 der
Treiberstrom für die Laserdiode LD auf einen kleineren Wert
korrigiert wird. Dies bedeutet, daß bei einem vergleichsweise
hohen Reflexionsgrad der Reflexionsfläche in Meßposition, die
sich gerade in Abtastposition befindet, die Intensität des
von der Laserdiode abgegebenen Laserlichts verringert und
damit die Intensität des an der Reflexionsfläche reflektier
ten Laserlichts auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
Hat die Reflexionsfläche R2 in Meßposition andererseits einen
vergleichsweise geringen Reflexionsgrad, so ist der berech
nete Wert C größer als der eingestellte Wert CO, so daß die
von dem berechneten Wert C abgeleitete Referenzspannung ent
sprechend groß ist, und die Vergleichsspannung aus dem Ver
gleicher 13 erhöht und der Treiberstrom für die Laserdiode LD
aus der Lasertreiberschaltung 15 auf einen größeren Wert kor
rigiert wird. Dies bedeutet, daß die Intensität des Laser
lichts aus der Laserdiode LD zur Reflexionsfläche in Abtast
position erhöht wird und die Intensität des an der Reflexi
onsfläche reflektierten Laserlichts auf einem vorbestimmten
Wert gehalten wird.
Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm der vorstehend erläuterten APC-
Funktion. Wird eine Abtastung mit der Reflexionsfläche n-3
des Polygonspiegels 4 zum Zeitpunkt t1 durchgeführt, so wird
gleichzeitig eine Reflexionsmessung an der Reflexionsfläche n
durchgeführt, die der Reflexionsfläche n-3 gegenüberliegt.
Wenn dann zum Zeitpunkt t2 der Polygonspiegel 4 so gedreht
ist, daß die Reflexionsfläche n in Abtastposition kommt, wird
die Lichtabgabe der Laserdiode LD abhängig von dem zuvor ge
messenen Reflexionsgrad gesteuert und dieses so gesteuerte
Licht an der Reflexionsfläche n für die Abtastung reflek
tiert.
Fig. 3 zeigt den Fall, daß vier einander benachbarte Reflexi
onsflächen des Polygonspiegels 4, nämlich die Reflexionsflä
chen n, n-1, n-2 und n-3, die Reflexionsgrade R(n), R(n-1),
R(n-2) und R(n-3) haben, die der Gleichung R(n-2)<R(n) = R(n-3)<R(n-1)
genügen. Verglichen mit der Lichtabgabe der Abta
stung mit der Reflexionsfläche n wird die Laserleistung der
Laserdiode LD während der Abtastung mit der Reflexionsfläche
n-2 erhöht, bei der Abtastung mit der Reflexionsfläche n-1
verringert und ist gleichbleibend bei der Abtastung mit der
Reflexionsfläche n-3. Die Intensität des an der jeweiligen
Reflexionsfläche reflektierten Laserlichts wird also auf dem
vorbestimmten Wert gehalten.
Somit wird die Referenzspannung Vref abhängig von dem Refle
xionsgrad einer jeden Reflexionsfläche des Polygonspiegels 4
durch Messen mit dem Referenzspannungsgenerator 20 synchron
mit der Zeitsteuerung erzeugt, mit der die Reflexionsfläche,
für die die Reflexionsmessung erfolgte, in die Abtastposition
gedreht wird. Dabei erfolgt die Laserleistungssteuerung auf
der Basis der erzeugten Referenzspannung Vref. Dies ge
währleistet, daß die Intensität des an dem Polygonspiegel 4
reflektierten Laserlichts auf einen vorbestimmten Wert ge
steuert wird, so daß unabhängig von einer Änderung des Refle
xionsgrades an der jeweiligen Reflexionsfläche des Poly
gonspiegels die Intensität des Laserlichts über jede Abtast
zeile auf der lichtempfindlichen Trommel gleichmäßig ist, wo
durch gleichmäßige Bilddichte in jeder Abtastzeile erzeugt
und ein Bild hoher Qualität aufgezeichnet wird. In diesem Zu
sammenhang ist Fig. 5 interessant, die das Zeitdiagramm der
Steuerung der Laserleistung durch die in Fig. 4 gezeigte APC-
Schaltung zeigt. Die Laserleistung der Laserdiode kann
natürlich konstant gesteuert werden. Durch die Änderung des
Reflexionsgrades einer jeden Reflexionsfläche des Poly
gonspiegels tritt jedoch eine entsprechende Änderung der
Intensität des Laserlichts auf, mit dem die Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel abgetastet wird, und die dadurch
sich ergebene Dichteänderung zwischen den einzelnen Abtast
zeilen macht eine gleichmäßige Dichte der Aufzeichnungen
schwierig.
In der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist die Reflexi
onsfläche des Polygonspiegels, für die der Reflexionsgrad des
Laserlichts zu messen ist, diametral gegenüber der Reflexi
onsfläche angeordnet, mit der das Abtastlicht reflektiert
wird. Die Reflexionsgradmessung kann aber auch mit einer Re
flexionsfläche in einer anderen Drehposition durchgeführt
werden, beispielsweise für die der abtastenden Reflexionsflä
che unmittelbar vorhergehende. In diesem Fall kann die Laser
leistungssteuerung des nächsten Abtastvorgangs abhängig von
dem Wert des Reflexionsgrades der Reflexionsfläche durchge
führt werden, die der abtastenden Reflexionsfläche unmittel
bar vorausgeht. Somit kann die Lasersteuerung unter Nutzung
des Abtast-Zeitsignals selbst durchgeführt werden, und das
Schieberegister, der FIFO-Speicher und ähnliche in der vor
stehend beschriebenen Einrichtung vorgesehen Einheiten können
entfallen, wodurch sich eine insgesamt einfachere Schaltung
ergibt. Es sei jedoch bemerkt, daß bei einer Reflexionsgrad
messung für die der abtastenden Reflexionsfläche unmittelbar
vorausgehende Reflexionsfläche der Raum zum Einbau der Meß-
Laserdiode und der Fotodiode begrenzt ist, und zur freizügi
geren Anordnung dieser Dioden ist die jeweils zu messende Re
flexionsfläche vorzugsweise entweder gegenüber oder nahe der
Meß-Laserdiode angeordnet, wie es bei der oben beschriebenen
Einrichtung der Fall ist.
Die Meß-Laserdiode MLD erhält einen Konstantstrom, so daß die
Intensität des von ihr abgegebenen Laserlichts konstant ist,
und der Reflexionsgrad einer der Reflexionsflächen des Poly
gonspiegels wird mit dem Erfassungsstrom der Meß-Fotodiode
MPD gemessen. Muß eine Änderung der Lichtabgabe der Meß-La
serdiode MLD kompensiert werden, so kann der Strom aus der
Konstantstromschaltung 21 erfaßt werden, so daß der Erfas
sungsstrom der Meß-Fotodiode mit dem erfaßten Strom zur nach
folgenden Berechnung in der Vergleichs-Rechenschaltung 24
korrigiert wird. Dies verbessert die Genauigkeit der Messung
des Reflexionsgrades bzw. der Referenzspannung.
In der vorstehend beschriebenen Einrichtung kann die Intensi
tät des auf die Reflexionsfläche gerichteten Laserstrahls mit
der Steuerschaltung 10 gesteuert werden, bevor die Refle
xionsgradmessung für diese Reflexionsfläche erfolgt, insbe
sondere beim Einschalten der Aufzeichnungsvorrichtung. Hierzu
kann der Referenzspannungsgenerator 20 so getroffen sein, daß
er an den Vergleicher 13 eine allgemeine Referenzspannung
abgibt, die als Referenzwert für alle Reflexionsflächen des
Polygonspiegels 4 gemeinsam verwendet wird, wenn der Refe
renzspannungsgenerator 20 keine Referenzspannung Vref abgeben
kann, die sich durch aktuelle Reflexionsgradmessung mit der
Meß-Laserdiode MLD und der Meß-Fotodiode MPD ergibt.
Claims (14)
1. Aufzeichnungsvorrichtung mit Laserabtastung, bei der das
von einer Laserlichtquelle abgegebene Laserlicht an einem
Polygonspiegel zum Abtasten eines lichtempfindlichen Auf
zeichnungsträgers reflektiert wird, gekennzeichnet durch
eine Vorrichtung zum Messen des Reflexionsgrades einer
jeden Reflexionsfläche des Polygonspiegels und zum Erzeu
gen einer dem gemessenen Reflexionsgrad entsprechenden
Referenzspannung, und
eine Steuerschaltung zum Steuern der Lichtabgabe der La serlichtquelle abhängig von der erzeugten. Referenzspan nung, wenn Laserlicht an der Reflexionsfläche zum Abta sten reflektiert wird, für die der Reflexionsgrad gemes sen wurde.
eine Steuerschaltung zum Steuern der Lichtabgabe der La serlichtquelle abhängig von der erzeugten. Referenzspan nung, wenn Laserlicht an der Reflexionsfläche zum Abta sten reflektiert wird, für die der Reflexionsgrad gemes sen wurde.
2. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuerschaltung eine Überwachungs-Fo
todiode zum Erfassen der Intensität des von der Laser
lichtquelle zu einer der Reflexionsflächen abgegebenen
Laserlichts enthält, und daß die Vorrichtung zur Messung
des Reflexionsgrades eine Meß-Laserdiode zum Projizieren
von Licht auf eine weitere Reflexionsfläche sowie eine
Meß-Fotodiode zur Aufnahme des an dieser weiteren Refle
xionsfläche reflektierten Laserlichts enthält.
3. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn
zeichnet durch eine Zeitsteuerung zum Aktivieren der Meß
vorrichtung und der Steuerschaltung derart, daß die Meß
vorrichtung den Reflexionsgrad einer der Reflexionsflä
chen mißt, wenn die Steuerschaltung die Abgabe von La
serlicht aus der Laserlichtquelle auf eine weitere Refle
xionsfläche steuert.
4. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zeitsteuerung einen Fotosensor zum Er
fassen des an dem Polygonspiegel vor der Abtastung des
Aufzeichnungsträgers reflektierten Laserlichts und zum
Erzeugen eines Abtast-Zeitsignals enthält.
5. Aufzeichnungsvorrichtung mit Laserabtastung, mit einer
Laserdiode, einem drehangetriebenen Polygonspiegel mit
mehreren Reflexionsflächen zur Reflexion des von der La
serdiode abgegebenen Laserlichts auf einen Aufzeichnungs
träger in einer Abtastbewegung, einem Lichtsender zum
Projizieren von Meßlicht auf eine der Reflexionsflächen,
einen Lichtempfänger zum Erfassen des an dieser Reflexi
onsfläche reflektierten Meßlichts, einem Generator zum
Erzeugen einer Referenzspannung entsprechend dem Reflexi
onsgrad der mit dem Meßlicht bestrahlten Reflexionsflä
che, und einer Steuerschaltung zum Steuern der Licht
abgabe mit der Laserdiode abhängig von der erzeugten Re
ferenzspannung, wenn an der genannten Reflexionsfläche
reflektiertes Laserlicht eine Abtastung erzeugt.
6. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuerschaltung eine Fotodiode zum Er
fassen der Intensität des von der Laserdiode abgegebenen
Laserlichts, einen Fehlervergleicher zum Vergleichen des
Erfassungssignals der Fotodiode mit der Referenzspannung
zur Abgabe einer Fehlerspannung und eine Lasertreiber
schaltung zum Steuern des der Laserdiode zugeführten
Treiberstroms abhängig von der Fehlerspannung enthält.
7. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Referenzspannungsgenerator eine
Schaltung zum Vergleichen des Erfassungssignals des
Lichtempfängers mit einem Referenzwert und zum Durchfüh
ren einer vorbestimmten Rechnung, eine Vorrichtung zum
Speichern eines durch diese Rechnung erhaltenen Wertes
und eine Vorrichtung zum Lesen des gespeicherten Wertes
synchron mit der Drehung des Polygonspiegels sowie zur
Ausgabe als Referenzspannung enthält.
8. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Reflexionsgrad des Laser
lichts für eine Reflexionsfläche gemessen wird, die in
Drehrichtung gegenüber einer in Abtastposition befindli
chen Reflexionsfläche um mindestens eine Reflexionsfläche
vorher angeordnet ist, daß ferner eine Vorrichtung zur
Ausgabe eines Abtast-Zeitsignals für das Laserlicht vor
gesehen ist, und daß der Referenzspannungsgenerator die
Referenzspannung an die Steuerschaltung mit einer solchen
Zeitsteuerung abgibt, daß die Reflexionsfläche, für die
der Reflexionsgrad abhängig von dem Abtast-Zeitsignal
gemessen wurde, in die Abtastposition gedreht wird.
9. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorrichtung zur Abgabe des Abtast-Zeit
signals für das Laserlicht einen Fotosensor zum Erfassen
des Laserlichts bei der Abtastreflexion an dem Poly
gonspiegel enthält.
10. Verfahren zum Einstellen der Intensität eines von einer
Laserlichtquelle auf einen Aufzeichnungsträger abzugeben
den Laserstrahls, der an einer Reflexionsfläche n eines
rotierenden Polygonspiegels zum Erzeugen eines Bildes auf
dem Aufzeichnungsträger reflektiert wird, mit folgenden
Schritten:
- a) Erfassen des Reflexionsgrades der Reflexionsfläche n, wenn kein Laserstrahl von der Laserlichtquelle auf die Reflexionsfläche n abgegeben wird, und Erzeugen eines den Reflexionsgrad angebenden Erfassungssi gnals,
- b) Erzeugen eines dem Erfassungssignal entsprechenden Referenzwertes,
- c) Ausgabe des Laserstrahls von der Laserlichtquelle auf die Reflexionsfläche n,
- d) Erfassen des auf die Reflexionsfläche n gerichteten Laserstrahls mit einem ersten Fotodetektor, und
- e) Durchführen einer Regelung durch Vergleichen des Si gnals des ersten Fotodetektors mit dem Referenzwert.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
in Schritt a) Laserlicht von einer Meß-Laserdiode auf die
Reflexionsfläche n abgegeben und das an ihr reflektierte
Laserlicht mit einem zweiten Fotodetektor erfaßt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen den Schritten b) und c) der Referenz
wert in einen Speicher eingegeben und aus diesem gelesen
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Laserstrahl auf einen Aufzeichnungsbe
reich des Aufzeichnungsträgers gerichtet wird, während
die Intensität des Laserstrahls gesteuert und bei der Re
gelung gemäß Schritt e) eingestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß Schritt a) durchgeführt wird, wenn der
Laserstrahl von der Laserlichtquelle auf eine Reflexions
fläche des Polygonspiegels abgegeben wird, die von der
Reflexionsfläche n verschieden ist.
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