DE19703692C2 - Abtastvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtastvorrichtung, insbesondere in einem Laserstrahldrucker. Die Erfindung be­ trifft insbesondere eine Abtastvorrichtung, in der ein Poly­ gonspiegel als Ablenkeinheit vorgesehen ist.

Eine Abtastvorrichtung enthält eine Laserquelle, z. B. einen Halbleiterlaser, einen Polygonspiegel zum Ablenken eines von der Laserquelle ausgesandten Laserstrahls und ein fθ-Linsen­ system, das den Laserstrahl auf eine Bildfläche, z. B. eine Fotoleitertrommel bündelt und Abtastzeilen erzeugt.

Die einzelnen reflektierenden Flächen eines metallischen Po­ lygonspiegels werden einzeln poliert. So kann jede der re­ flektierenden Flächen mit einem individuellen Kippfehler be­ haftet sein, mit dem die reflektierende Fläche gegenüber ei­ ner Rotationsachse des Polygonspiegels verkippt ist.

Aufgrund des Kippfehlers variiert der Abstand zwischen den Abtastzeilen. In bekannten optischen Abtastvorrichtungen wird der Kippfehler durch eine Kombination einer Zylinderlinse, die ein lineares Bild auf der reflektierenden Fläche erzeugt, und ein entzerrendes fθ-Linsensystem ausgeglichen.

In optischen Abtastvorrichtungen hoher Auflösung müssen je­ doch die leichten Abweichungen des Abstandes zwischen den Ab­ tastzeilen ausgeglichen werden, die nicht durch eine Kombina­ tion der Zylinderlinse und des entzerrenden fθ-Linsensystems korrigiert werden.

Aus der DE 39 39 838 A1 ist eine Abtastvorrichtung bekannt, die eine Laserquelle und einen Polygonspiegel mit mehreren reflektierenden Flächen umfaßt, die einen von der Laserquelle ausgesandten Laserstrahl so ablenken, daß ein Abtastpunkt in einer Hauptabtastrichtung über eine Bildfläche bewegt wird. Diese Abtastvorrichtung hat ferner eine Erkennungseinheit, die diejenige reflektierende Fläche erkennt, auf die der La­ serstrahl augenblicklich trifft, sowie einen Speicher, in dem Daten gehalten sind, die Kippfehlern der reflektierenden Flä­ chen entsprechen. Ferner ist eine Korrektureinheit vorgese­ hen, welche die Position des Laserstrahls bei einer durch Kippfehler der reflektierenden Flächen verursachten Abwei­ chung des Abtastpunktes in einer Nebenabtastrichtung quer zur Hauptabtastrichtung korrigiert. Die Korrektureinheit wird durch eine Steuerung mit Ausgangssignalen der Erkennungsein­ heit und mit aus dem Speicher eingelesenen Daten gesteuert.

In der US 5 208 456 A ist eine Abtastvorrichtung offenbart, die eine Laserquelle, einen Polygonspiegel mit mehreren reflek­ tierenden Flächen und eine rotierende Fotoleitertrommel als Bildfläche umfaßt. Diese Abtastvorrichtung hat ferner eine Korrektureinheit zum Korrigieren der Position des Laser­ strahls und eine Steuerung, welche die Korrektureinheit mit Ausgangssignalen einer Erkennungseinheit und mit aus einem Speicher eingelesenen Daten steuert. Die Korrektureinheit gleicht eine Abweichung eines Abtastpunktes auf der Fotolei­ tertrommel aus, die durch Schwankungen der Rotationsgeschwin­ digkeit der Fotoleitertrommel verursacht ist, indem ihr diese schwankende Rotationsgeschwindigkeit als Information zuge­ führt wird.

Aus der DE 40 00 166 A1 ist eine Abtastvorrichtung bekannt, die eine Laserdiode als Laserquelle und einen Polygonspiegel mit mehreren reflektierenden Flächen zum Ablenken eines von der Laserquelle ausgesandten Laserstrahls auf einer Bildflä­ che umfaßt. Vor dem Betrieb der Abtastvorrichtung werden für jede reflektierende Fläche des Polygonspiegels Positionsfeh­ ler des Laserstrahls in Hauptabtastrichtung und quer dazu ge­ messen. Für jede reflektierende Fläche wird mindestens ein auf die Hauptabtastrichtung bezogener Korrekturwert und ein auf die Richtung quer dazu bezogener Korrekturwert erzeugt. Die Laserquelle wird in Abhängigkeit dieser Korrekturwerte derart verschoben, daß die Positionsfehler des Laserstrahls auf der Bildfläche kompensiert sind.

Aus der US 4 600 837 ist eine Abtastvorrichtung bekannt, bei der ein lichtempfindlicher Sensor die Abweichung der tatsäch­ lichen Abtastposition auf einer Bildfläche gegenüber der ge­ wünschten Abtastposition über den Abtastweg hinweg erfaßt. Über die erfaßte Abweichung wird dann die Abtastposition kor­ rigiert.

Schließlich wird auf die US 5 245 181 A verwiesen, die eine Abtastvorrichtung offenbart, bei der ebenfalls ein lichtemp­ findlicher Sensor die Abweichung von der gewünschten Abtast­ position auf einer Bildfläche erfaßt und die Abtastposition dann entsprechend korrigiert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine optische Abtastvorrichtung anzugeben, welche die Einflüsse der Formfehler, z. B. des Kippfehlers einer jeden individuellen, reflektierenden Fläche des Polygonspiegels ausgleicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Abtastvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiter­ bildungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen.

Die optische Abtastvorrichtung enthält eine Korrektureinheit mit einem dynamischen Prisma. Dieses ist zwischen der Licht­ quelle und dem Polygonspiegel angeordnet. Ein Antriebsmecha­ nismus dreht das dynamische Prisma und ändert so dessen Win­ kel. Das dynamische Prisma kann in einem afokalen optischen Weg angeordnet sein.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen er­ läutert. Darin zeigen

Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer Abtastvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Abtastvorrichtung nach Fig. 1 in der Hauptabtastrichtung,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Abtastvorrichtung nach Fig. 1 in der Nebenabtastrichtung,

Fig. 4 den optischen Aufbau der Abtastvorrichtung nach Fig. 4 in der Hauptabtastrichtung, und

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Teils des Steuersystems der optischen Abtastvorrichtung.

Unter dem Begriff "Licht" ist im folgenden ein Strahlungs­ spektrum zu verstehen, das im sichtbaren und im unsichtbaren Bereich liegt.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, enthält die Abtastvorrich­ tung eine Lichtübertragungseinheit 100, einen Polygonspiegel 180 und ein fθ-Linsensystem 190 (Abtastoptik). Im Betrieb werden acht Laserstrahlen von der Lichtübertragungseinheit 100 abgestrahlt, vom Polygonspiegel abgelenkt (abtastend) und durch das fθ-Linsensystem 190 geleitet, um acht Abtastzeilen auf einer fotoleitenden Oberfläche zu erzeugen, zum Beispiel auf einer Fotoleitertrommel 210.

In dieser Beschreibung ist eine "Hauptabtastrichtung" als ei­ ne Richtung definiert, in welcher ein Laserstrahl eine Ab­ tastbewegung über die Oberfläche eines fotoleitenden Elements ausführt, und eine "Nebenabtastrichtung" ist eine Richtung, in welcher das fotoleitende Element bewegt oder gedreht wird, um es für eine folgende Hauptabtastbewegung zu positionieren. Die Hauptabtastrichtung und die Nebenabtastrichtung sind senkrecht zueinander, und beide sind senkrecht zur optischen Achse der die Laserstrahlen übertragenden Linsen. Da ein La­ serstrahl gewöhnlich mehrere Male bei der Übertragung von der Lichtquelle zu einem fotoleitenden Element reflektiert oder "gefaltet" wird, sind die Hauptabtastrichtung und die Neben­ abtastrichtung nicht absolut, sondern bezogen auf die opti­ sche Achse an einem speziellen Punkt des optischen Weges.

In dieser Beschreibung ist in der Fig. 1 bis 4 ein XYZ-Koor­ dinatensystem definiert. Die X-Achse ist eine Achse parallel zur optischen Achse des fθ-Linsensystem 190, und die Y- und die Z-Achsen liegen rechtwinklig zueinander in der Ebene senkrecht zur X-Achse. Die Y-Achse liegt parallel zur Hauptabtastrichtung, und die Z-Achse liegt parallel zur Ne­ benabtastrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die Abtastvorrichtung weiter­ hin ein offenes Gehäuse 1. Im Betriebszustand ist die obere Öffnung des Gehäuses 1 durch einen Gehäusedeckel 2 verschlos­ sen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, enthält die Lichtübertragungseinheit 100 acht Halbleiterlaser 101 bis 108, acht Laserblöcke 310a bis 310h (jeder auf einem Träger 300 befestigt), die jeweils einem der Laser 101 bis 108 zugeordnet sind, acht optische Lichtwellenleiter (z. B. Lichtleitfaserbündel) 121 bis 128 aus Hartglas (Silikaglas), die jeweils einem der Laser 101 bis 108 zugeordnet sind, und einen Lichtwellenleiter-Ausricht­ block 130. Jeder Laser 101 bis 108 ist in dem zugehörigen La­ serblock 310a bis 310h so befestigt, daß sein Laserstrahl in den jeweils zugehörigen Lichtwellenleiter 121 bis 138 ein­ tritt. Außerdem werden die Eintrittsendabschnitte der opti­ schen Lichtwellenleiter 121 bis 128 von Lichtwellenleiter- Halteelementen 319a bis 319h an den jeweiligen Laserblöcken 310a bis 310h festgehalten. Der Lichtwellenleiter-Ausricht­ block 130 hält die Austrittsendabschnitte der optischen Lichtwellenleiter 121 bis 128 zum Ausrichten derart, daß acht Punktlichtquellen auf einer Geraden erzeugt werden.

Ein vom Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 abgestrahltes di­ vergierendes Lichtbündel wird mit Hilfe einer Sammellinse 140 gebündelt, die durch einen zylindrischen Sammellinsentubus 340 gehalten wird, und durch eine Blende 142 hindurchgerich­ tet. Die Blende 142 hat eine rechteckige Durchtrittsöffnung, die in der Hauptabtastrichtung länger ist und in der Hauptab­ tastrichtung und der Nebenabtastrichtung das aus der Sammel­ linse 140 austretende Lichtbündel begrenzt.

Das durch die Blende 142 hindurchtretende Lichtbündel wird auf einen Strahlteiler 144 gerichtet. Der Strahlteiler 144 teilt die Strahlung in einen Steuerstrahl und in einen Haupt­ strahl, der reflektiert wird. Die Durchlässigkeit des Strahl­ teilers 144 (d. h. die Menge des als Steuerstrahl hindurchge­ lassenen Lichtes) beträgt zum Beispiel zwischen 5 und 10 Pro­ zent als Mittelwert des S-polarisierten Lichtes und des P-po­ larisierten Lichtes.

Der Steuerstrahl wird in ein automatisches Leistungssteue­ rungs-Sensorsystem (ALS-Sensorsystem) 150 gerichtet. Dieses enthält eine Sammellinse 151 zum Bündeln des Steuerstrahls, einen Polarisationsstrahlteiler 153, der den Steuerstrahl in zwei linear polarisierte Komponenten aufteilt, die ortogonal zueinander sind, einen ersten ALS-Lichtsensor 155 und einen zweiten ALS-Lichtsensor 157.

Der erste und der zweite ALS-Lichtsensor 155 und 157 erfassen die Lichtenergie der entsprechenden linearen Polarisations­ komponente, und die Ausgangssignale der Lichtsensoren 155 und 157 werden für eine Regelung der Ausgangsleistung der Halb­ leiterlaser 101 bis 108 genutzt.

Der am Strahlteiler 144 reflektierte Hauptstrahl tritt durch ein dynamisches Prisma 160 hindurch. Das dynamische Prisma 160 ist in Richtung einer zur optischen Achse rechtwinkligen Achse drehbar gelagert, um die Lage des Auftreffpunktes in der Nebenabtastrichtung auf der Bildebene zu steuern. Das dy­ namische Prisma 160 ist vorzugsweise ein Keilprisma, das um die Hauptabtastrichtung drehbar gelagert ist, um den Haupt­ strahl in Richtung der Nebenabtastrichtung abzulenken. Das dynamische Prisma 160 berichtigt Änderungen der Lage der Bildpunkte (in der Nebenabtastrichtung) auf der Abtastebene, welche durch Neigungsfehler der reflektierenden Flächen des Polygonspiegels 180 und/oder durch eine ungleichmäßige Dre­ hung der Fotoleitertrommel 210 entstehen (vgl. Fig. 3 und die später folgenden Erläuterungen).

Der durch das dynamische Prisma 160 hindurchtretende Haupt­ strahl bildet mit Hilfe einer Zylinderlinse 170 ein lineares Bild in der Umgebung der Spiegeloberfläche des Polygonspiege­ ls 180. Die Zylinderlinse 170 hat nur in der Nebenabtastrich­ tung eine positive Brechkraft. Wie in den Fig. 1 und 2 ge­ zeigt, wird die Zylinderlinse 170 durch einen zylindrischen Linsentubus 361 gehalten und besteht aus zwei Linsen 171, 173 mit positiver bzw. negativer Brechkraft in der Nebenabta­ strichtung.

Der Polygonspiegel 180 wird, wie in Fig. 3 gezeigt, durch ei­ nen Spiegelmotor 371 angetrieben (befestigt im Gehäuse 1) und rotiert im Uhrzeigersinn in der Darstellung der Fig. 2 (dargestellt durch einen Pfeil). Außerdem ist der Poly­ gonspiegel 180, wie in Fig. 1 gezeigt, von der Umgebung durch eine haubenartige Polygonabdeckung 373 getrennt, um Drehge­ räusche zu dämpfen und um Beschädigungen der Spiegeloberflä­ che durch Staub oder Schmutz in der Luft zu vermeiden.

Eine Lichtweg-Durchtrittsöffnung 373e befindet sich an der Seite der Polygonabdeckung 373, und ein Abdeckglas 375 ist in die Lichtweg-Durchtrittsöffnung 373e eingepaßt. Der durch die Zylinderlinse 170 hindurchtretende Hauptstrahl tritt in die Polygonabdeckung 373 durch das Abdeckglas 375 ein, wird durch den Polygonspiegel 180 abgelenkt und nach außen gerichtet, wobei er wieder durch das Abdeckglas 375 hindurchtritt. Auf der Oberseite des Polygonspiegels 180 ist weiterhin ein Kenn­ zeichen M befestigt oder einmarkiert, und ein Sensorblock 376 an der Oberseite der Polygonabdeckung 373 enthält einen Sen­ sor zum Erfassen des Kennzeichens M.

Ein Polygonspiegel kann Flächenfehler (Formfehler) auf den reflektierenden Flächen haben, die während der Herstellung entstanden sind. Diese Herstellungsfehler sind meist für die verschiedenen reflektierenden Flächen unterschiedlich (d. h. für die Seiten des Polygonspiegels). Um diese Flächenfehler auszugleichen, kann der Fehlerbetrag jeder Fläche des Polygo­ nspiegels 180 gemessen und in einem Speicher (nicht darge­ stellt) während der Herstellung der Abtastvorrichtung gespei­ chert werden. Durch Unterscheiden, welche Reflexionsfläche des Polygonspiegels 180 gerade für die Abtastbewegung verwen­ det wird, zum Beispiel mit dem Ausgangssignal des Sensors im Sensorblock 376, kann zumindest die Strahlposition und die Strahlintensität abhängig von dem Fehlerbetrag korrigiert werden, welcher jeder reflektierenden Fläche des Polygonspie­ gels 180 eigen ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, tritt der am den Polygonspiegel 180 reflektierte Hauptstrahl durch das fθ-Linsensystem 190 hin­ durch (ein optisches System zur Bilderzeugung) und wird an einem Faltungsspiegel 200 zur Fotoleitertrommel 210 reflek­ tiert, wobei acht Strahlpunkte entstehen. Die Strahlpunkte führen eine Abtastbewegung gemäß der Drehung des Polygonspie­ gel 180 aus, wobei acht Abtastzeilen pro Abtastbewegung auf der Fotoleitertrommel 210 entstehen. Die Fotoleitertrommel 210 wird angetrieben und rotiert in der Richtung eines Pfei­ les R synchron mit der Abtastbewegung der Strahlpunkte, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der Fotoleitertrommel 210 zu erzeugen. Das latente Bild wird dann mit Hilfe eines bekannten elektrofotographischen Verfahrens entwickelt und auf ein Papierblatt (nicht dargestellt) übertragen.

Das fθ-Linsensystem 190 enthält eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Linse 191, 193, 194, 197, die in die­ ser Reihenfolge von der dem Polygonspiegel 180 zugewandten Seite zu der dem Faltungsspiegel 200 zugewandten Seite nega­ tive, positive, positive und negative Brechkraft sowohl in der Hauptabtastrichtung als auch in der Nebenabtastrichtung haben. Sie sind auf einem Linsenträger 380 angeordnet. Ihre Kombination in dem fθ-Linsensystem 190 bewirkt, daß der Lichtstrahl, der als Bild eine lineare Form in der Nebenabta­ strichtung auf dem Polygonspiegel 180 hatte, auf der Fotolei­ tertrommel 210 als Bild eine elliptische Form hat.

Die erste Linse 191 des fθ-Linsensystem 190 ist eine negative Linse mit einer konkaven sphärischen Oberfläche auf der dem Polygonspiegel 180 zugewandten Seite und einer zylindrischen Oberfläche mit negativer Brechkraft nur in der Nebenabta­ strichtung auf der dem Faltungsspiegel 200 zugewandten Seite. Die Oberflächen der Linse sind so entworfen, daß die erste Linse 191 eine vergleichsweise große negative (d. h. größere negative) Brechkraft in der Nebenabtastrichtung und eine ver­ gleichsweise geringe negative Brechkraft in der Hauptabta­ strichtung hat.

Die zweite Linse 193 des fθ-Linsensystem 190 ist eine menis­ kusförmige torische Linse mit einer konvexen sphärischen Oberfläche auf der dem Polygonspiegel 180 zugewandten Seite und einer konvexen torischen Oberfläche auf der dem Faltungs­ spiegel 200 zugewandten Seite. Die Oberflächen der Linse sind so gestaltet, daß die zweite Linse 193 eine vergleichsweise große positive (d. h. größere positive) Brechkraft in der Ne­ benabtastrichtung und eine vergleichsweise kleine positive Brechkraft in der Hauptabtastrichtung hat.

Die dritte Linse 195 ist eine positive Meniskuslinse mit zwei sphärischen Oberflächen.

Die vierte Linse 197 ist eine negative Meniskuslinse mit zwei sphärischen Oberflächen.

Der durch das fθ-Linsensystem 190 übertragene Hauptlichtfluß wird durch ein Synchronisations-Sensorsystem 220 bei jeder Abtastbewegung erfaßt (d. h. für jede Fläche des Polygonspieg­ els 180). Das Synchronisations-Sensorsystem 220 ist im optischen Weg zwischen der vierten Linse 197 des fθ-Linsensystems 190 und dem Faltungsspiegel 200 angeordnet. Das Synchronisa­ tions-Sensorsystem 220 enthält einen ersten, einen zweiten und einen dritten Spiegel 221, 223, 225 und einen Synchroni­ sations-Lichtsensor 230, der die an den Spiegeln 221, 223, 225 reflektierte Strahlen empfängt. Der erste Spiegel 221 ist im optischen Weg vom Polygonspiegel 180 zum Faltungsspiegel 200 an einem Rand des Hauptabtastbereichs angeordnet, jedoch außerhalb des vorgegebenen Bilderzeugungsbereichs (nicht dar­ gestellt). Der zweite und der dritte Spiegel 223 und 225 sind außerhalb des optischen Weges auf der dem ersten Spiegel 221 abgewandten Seite angeordnet. Der Synchronisations-Lichtsen­ sor 230 ist in einer Position angeordnet, die der Position auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel 210 optisch äquiva­ lent ist, auf der die Abtastung erfolgt. Somit werden die acht Lichtstrahlen bei jeder Hauptabtastbewegung nacheinander am ersten, zweiten und dritten Spiegel 221, 223, 225 reflek­ tiert und treffen auf den Synchronisations-Lichtsensor 230. Ein Ausgangssignal oder Ausgangssignale des Synchronisations- Lichtsensors 230 werden dann zur Synchronisation der Übertra­ gung der Bilddaten für eine Abtastbewegung von einer Steuer­ schaltung (nicht dargestellt) zum Ansteuern der Halbleiterla­ ser 101 bis 108 mit den Bilddaten verwendet.

Eine Abbildungsöffnung 11 im Gehäuse 1 ermöglicht, den am Faltungsspiegel 200 reflektierten Hauptstrahl (einschließlich der acht einzelnen Lichtstrahlen) zur Fotoleitertrommel 210 zu übertragen. Ein Abdeckglas 201 ist an der Abbildungsöff­ nung 11 befestigt.

Eine Inspektionsöffnung 12 ist hinter dem Faltungsspiegel 200 angeordnet. Diese wird beim Einstellen der optischen Elemente verwendet, nachdem (ausschließlich des Faltungsspiegels 200) sie montiert sind. Wie in Fig. 3 gezeigt ist die Inspektions­ öffnung 12 durch eine Abdeckplatte 13 beim normalen Gebrauch abgedeckt.

Die Steuerung des dynamischen Prismas 160 wird im folgenden an Hand von Fig. 5 beschrieben.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm, in dem verschiedene Teile ei­ nes Steuersystems für eine Abtastvorrichtung dargestellt sind. Der Steuerkreis steuert das dynamische Prisma 160, so daß die Position des Strahlpunktes auf der Fotoleitertrommel 210 in Nebenabtastrichtung bewegt wird, um die Verschiebung des Strahlpunktes auszugleichen. Diese Verschiebung kann so­ wohl durch Kippfehler der reflektierenden Flächen des Polygo­ nspiegels 180 verursacht sein, die periodisch auftreten und deren Größe im voraus bekannt ist, als auch durch Kippfehler, die wegen der ungleichmäßigen Rotation der Fotoleitertrommel 210 zufällig beim Antrieb der Fotoleitertrommel 210 auftre­ ten.

Eine Recheneinheit 461 für die Flächenfehlerverschiebung stellt über das von dem Polygonsensor (optischer Sensor) 374 ausgegebene Indexsignal und das von dem Synchronisations- Lichtsensor 230 ausgegebene Synchronisationssignal fest, auf welche der reflektierenden Flächen augenblicklich der Laser­ strahl trifft, und sie gibt die Größe der durch den Kippfeh­ ler verursachten Verschiebung des Strahlpunktes an, die von einem Speicher 401 eingelesen wird.

Wie oben beschrieben, kann der Polygonsensor 374 beispiels­ weise mit einer Leuchtdiode, die Licht auf den Polygonspiegel 180 richtet, und mit einem Lichtempfänger, der das von dem Polygonspiegel 180 reflektierte Licht empfängt, ausgestattet sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kennzeichen M aus einer schwarzen Tinte (Ölbasis) hergestellt, welche die Re­ flektivität des gekennzeichneten Bereichs gegenüber anderen Bereichen so verringert, daß das Ausgangssignal des Lichtemp­ fängers jedesmal abnimmt, wenn das Kennzeichen M unter dem Polygonsensor 374 durchläuft. Der Polygonsensor 374 gibt ein Indexsignal zu dem Zeitpunkt aus, in dem das Kennzeichen M unter dem Polygonsensor 374 durchläuft.

Über die Signale des Polygonsensors 374 und Horizontal-Syn­ chronisationspulse (HS), die bei jeder Abtastbewegung durch Erfassen eines von dem Synchronisations-Lichtsensor 230 aus­ gegebenen Signals erzeugt werden, stellt die Recheneinheit 461 für die Flächenfehlerverschiebung fest, auf welche re­ flektierende Fläche des Polygonspiegels gerade der Laser­ strahl trifft. Da ein einzelnes Kennzeichen M auf dem Poly­ gonspiegel 180 angebracht ist, wird in diesem Fall zuerst durch Erfassen des Kennzeichens M eine dem Kennzeichen M ent­ sprechende reflektierende Fläche identifiziert. Daraufhin werden die reflektierenden Flächen durch zyklisches Zählen der Anzahl der Horizontal-Synchronisationspulse identifi­ ziert, die in der Zeit empfangen werden, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Erfassungsvorgängen des Kennzeichens M abläuft.

Alternativ könnte die Zentralsteuerung 400 die reflektierende Fläche, auf die der Lichtstrahl augenblicklich trifft, da­ durch identifizieren, daß sie die zwischen den Indexsignalen verstreichende Zeit durch die Anzahl der reflektierenden Flä­ chen teilt.

Die Größe der auf dem Kippfehler einer jeden reflektierenden Fläche des Polygonspiegels 180 beruhenden Verschiebung eines Strahlpunktes auf der Fotoleitertrommel kann durch Berechnung bestimmt werden, nachdem entweder der Kippwinkel einer jeden reflektierenden Fläche unabhängig von den anderen Flächen ge­ messen wird oder nachdem tatsächlich die Unterschiede der je­ weiligen reflektierenden Flächen für einen Strahlpunkt an ei­ ner vorgegebenen Stelle auf der Fotoleitertrommel 110 oder einer optisch gleichwertigen Fläche gemessen werden. Die er­ haltenen Korrekturdaten werden dem Speicher 401 durch die Re­ cheneinheit 461 zugeführt, die eine Korrektureingabe 460 ver­ wendet. Die Korrektureingabe 460 wird während der Einstellung gebraucht und kann entfernt werden, nachdem die Korrekturda­ ten dem Speicher 401 zugeführt worden sind.

Da im Gegensatz dazu eine ungleichmäßige Rotation der Foto­ leitertrommel 210 keinen periodischen, sondern einen zufälli­ gen Fehler erzeugt, berechnet eine Recheneinheit 463 für die Drehungsverschiebung mit den Ausgangssignalen eines Trommel­ sensors 213 und einer Druckersteuerung 465 die durch die un­ gleichmäßige Rotation erzeugte Verschiebung des Strahlpunk­ tes. Die Kompensation der Abweichung des Strahlpunktes, die durch die ungleichmäßige Rotation der Fotoleitertrommel 210 zustande kommt, ist effektiv, wenn die mittlere Rotationsge­ schwindigkeit konstant ist. Ist die Rotationsgeschwindigkeit während einer vorgegebenen Periode kleiner als eine Referenz­ geschwindigkeit, so muß sie während einer anderen Periode größer als diese sein. Die Forderung einer mittleren Rotati­ onsgeschwindigkeit ist notwendig, da der Einstellbereich des dynamischen Prismas einen vorgegebenen Wert nicht überschrei­ ten darf und bei einer Akkumulierung der Abweichung ab einem gewissen Punkt die Abweichung durch Einstellen des dynami­ schen Prismas 160 nicht mehr ausgeglichen werden kann.

Da zwischen dem Einstellwinkel des dynamischen Prismas 160 und der Bewegung des Strahlpunktes eine nicht lineare Bezie­ hung besteht, ist es nicht möglich, unabhängig voneinander einen ersten Einstellwinkel zum Korrigieren der von dem Flä­ chenfehler verursachten Verschiebung und einen zweiten Ein­ stellwinkel zum Korrigieren der von der ungleichen Rotation verursachten Verschiebung. Deshalb erzeugt ein Addierer 467 einen Wert für die Verschiebung des Strahlpunktes, indem er den Wert der Verschiebung des Strahlpunktes, die durch Fehler der entsprechenden reflektierenden Fläche zustande kommt, und den Wert der Verschiebung des Strahlpunktes, die durch die ungleichmäßige Rotation bedingt ist, zusammenzählt. Der Ad­ dierer 467 gibt den Einstellwinkel des dynamischen Prismas 160 aus, um den erzeugten Wert der Verschiebung des Strahl­ punktes auszugleichen, und die Prismasteuerung 469 steuert die Drehung des dynamischen Prismas 160, um den erzeugten Wert der Verschiebung auszugleichen. Der Rotationswinkel des dynamischen Prismas 160 wird durch den Prismensensor 359 er­ faßt, um eine Rückkopplung für die Regelsteuerung durch die Prismensteuerung 469 bereitzustellen. Der Prismensensor 359 enthält beispielsweise eine Leuchtdiode (nicht dargestellt), die einen Erfassungsstrahl an einen an dem dynamischen Prisma 160 ausgebildeten verspiegelten Bereich sendet, und einen Lichtempfänger (nicht dargestellt), der die Position des an dem verspiegelten Bereich reflektierten Erfassungsstrahls be­ stimmt.

Wenn auch die Position der Abtastzeilen in der Nebenabta­ strichtung nicht vollständig durch eine Kombination der Zy­ linderlinse 170 und des fθ-Linsensystems 190 (Abtastlinsensystem) korrigiert werden kann, ermöglicht es die oben genannte Steuerung sogar bei ungleichmäßiger Rotati­ on der Fotoleitertrommel 210, die Position der Abtastzeilen in der Nebenabtastrichtung genau zu steuern. Die oben genann­ te Korrektur ist möglich, wenn das von der Zylinderlinse 170 erzeugte lineare Bild abseits der reflektierenden Fläche des Polygonspiegels 180 gebildet wird, um den Einfluß von Flecken oder Staub auf der reflektierenden Fläche des Polygonspiegels 180 zu vermeiden.

Das dynamische Prisma 160 wird von der Prismensteuerung 469 zwischen dem Ende einer vorhergehenden Abtastbewegung und dem Beginn der Bilderzeugung gedreht. Um die zum Steuern dieser Drehung benötigte Zeit bereitzustellen, wird die Abtasteffi­ zienz, d. h. das Verhältnis der Zeit zum Ausbilden des Bildes und die Zeit zum Umschalten der reflektierenden Flächen auf einen geeigneten Wert gesetzt.

Claims (6)

1. Abtastvorrichtung mit mindestens einer Laserquelle (101 bis 108), einem Polygonspiegel (180) mit mehreren reflektierenden Flächen zum Ablenken eines von der Laserquelle (101 bis 108) ausgesandten Laserstrahls, um ei­ nen Abtastpunkt in einer Hauptabtastrichtung über eine rotierende Fotoleiter­ trommel (210) zu bewegen, einer Erkennungseinheit (374, 461) zum Erken­ nen derjenigen reflektierenden Fläche, auf die der Laserstrahl augenblicklich trifft, einem Speicher (401) zum Speichern von Daten, die Formfehlern der reflektierenden Flächen entsprechen, und einer Korrektureinheit zum Korri­ gieren der Position des Laserstrahls bei einer durch Formfehler der reflektie­ renden Flächen verursachten Abweichung des Abtastpunktes in einer Ne­ benabtastrichtung quer zur Hauptabtastrichtung, und einer Steuerung (469), welche die Korrektureinheit mit Ausgangssignalen der Erkennungseinheit (374, 461) und mit aus dem Speicher (401) eingelesenen Daten steuert, wo­ bei die Korrektureinheit zusätzlich eine Abweichung des Abtastpunktes aus­ gleicht, die durch Schwankung der Rotationsgeschwindigkeit der Fotoleiter­ trommel (210) verursacht ist, indem ihr die Summe dieser Abweichung und der durch Formfehler verursachten Abweichung zugeführt wird, und die Kor­ rektureinheit ein zwischen der Laserquelle (101 bis 108) und dem Polygon­ spiegel (180) angeordnetes Drehprisma (160) und einen Drehmechanismus enthält, der das Drehprisma (160) um eine Achse parallel zur Hauptabtast­ richtung dreht und dessen Drehwinkel entsprechend der Abweichungssum­ me einstellt.

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein In­ dexsignal-Generator der Erkennungseinheit (374, 461) einen optischen Sen­ sor (374) enthält, der ein an dem Polygonspiegel (180) ausgebildetes, aus dessen Rotationsachse verlagertes Kennzeichen (M) erfaßt.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prismensensor (359) vorgesehen ist, der den Drehwinkel des Prismas (160) erfaßt und ein entsprechendes Regelsignal an die Steuerung (469) abgibt.

4. Abtastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prismensensor (359) den Drehwinkel durch Abgabe eines Erfassungsstrahls an das Drehprisma (160) und Aufnahme des an dem Drehprisma (160) re­ flektierten Erfassungsstrahls erfaßt.

5. Abtastvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehprisma (160) zwischen aufeinander folgenden Ablenkbewegungen des Laserstrahls eingestellt wird.

6. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laserquelle (101 bis 108) mehrere unabhängig von­ einander angesteuerte Laserelemente enthält, die mehrere Abtastzeilen pro Abtastbewegung erzeugen.