DE2927101A1

DE2927101A1 - Vorrichtung und verfahren zur fehlerkorrektur bei einem zur laserabtastung benutzten polygon

Info

Publication number: DE2927101A1
Application number: DE19792927101
Authority: DE
Inventors: Jun Frank Thomas Check; Ronald Philip Sansone
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1978-07-07
Filing date: 1979-07-04
Publication date: 1980-01-17
Also published as: DE2927101C2; GB2027950B; DE2954203C2; CA1145170A; FR2438315B1; GB2027950A; JPS5515197A; US4214157A; FR2438315A1

Description

29271

PITEEY-BOWES, INC.
Stamford, Conn. USA

abtastung benutzten Polygon

ZZ ZZZZ ZZ ΐΐΐ ZjSZZ. ZZZZ —*tZZ ZZZZ, ZZ ZZZZ ZZZZ -Mi-ZZ; ZZ.!Ζ? ZZ ZZZZ ZZ. !Ζΐ

Üe Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fehlerkorrektur bei einem zur Laserabtastung benutzten Polygon und insbesondere auf ein L ase rpunk tab ta st sy stern zur Informationsübertragung auf ein abgetastetes Medium sowie speziell auf ein Abtastsystem, das mit dem von einem rotierenden Polygon mit einer Vielzahl von Facetten reflektierten Licht arbeitet.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Punktabtastsystem, das sich auf akustisch-optische und elek troop ti sehe Mittel und Lethoden stützt, um Mangel in der wechselseitigen Anordnung der Facetten zueinander und Fehler in der Anordnung der ^'acette zur Achse auszugleichen.

Bei Abtastersystemen stellt sich immer wieder das Problem, wie der Fehler verringert oder beseitigt werden kann, der infolge immanenter Mangel im Aufbau rotierender Polygonspiegel auftritt. SoI-

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ehe Fehler ergeben sich für gewöhnlich in der Winkelstellung zwischen benachbarten Facetten (im folgenden kurz Facette gegen Facette) sowie zwischen den Facettenebenen und der Polygondrehachse (im folgenden kurz Facette gegen Achse). Eine typische Lösung besteht in der Verwendung einer asphärisehen Optik zur Teilkorrektur der Auswirkungen von Facettenwinkelfehlern, wie dies bei dem in der TJS-Patentschrift 4 002 830 beschriebenen Gerät der Fall ist. Eine andere Sachlage zeichnet sich ab in der Verwendung reflektierender oder brechender optischer Elemente, die im Strahlungsgang unter Zuhilfenahme elektromechanischer Vorrichtungen schwenkbar gelagert sind, welche durch zeitlich entsprechend abgestimmte elektrische Signale erregt werden, so daß das Brechungselement zur Korrektur der durch Winkelfehler des Drehspiegels bedingten Abtastfehler verschwenkt wird. Die Steuerung der elektromechanischen Vorrichtungen ist zur Ausführung der entsprechenden Stelleingriffe programmiert und die Herstellung dieser optischen Systeme ist somit aufwendig, wie übrigens auch ihre Abgleichung.

Im Gegensatz zu den Systemen, bei denen zur Fehlerkorrektur Kodierer und Logik vorgesehen sind und die rückführungslos arbeiten, indem ein vorgegebener Korrekturfaktor in Anwendung kommt, bedient sich das erfi η dungs ge mäße System zur Korrektur der Easterabtastzeilen einer Abfühloptik und einer Bäckführ schleife.

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisch.es Lichtabtastsystem, das mit modulierter Laserausleuchtung arbeitet, und sie eignet sich besonders für anschlagfreien Druck und für Faksimiledruck. Die Lichtquelle, etwa ein Laserstrahl, wird entsprechend den gewählten Eingabedaten akustisch-optisch moduliert. Der so modulierte Laserstrahl wird auf ein mit konstanter Winkelgeschwindigkeit angetriebenes Polygon mit einer Vielzahl von Facetten gerichtet. Bei der Ausleuchtung der aufeinanderfolgenden Spiegelfacetten des Polygons erzeugt das reflektierte Licht eine Vielzahl von Abtastzeilen, die durch die hinte reinanderge reihten Flecke oder Punkte gebildet werden, die über einen sich bewegenden Photorezeptor hinwegwandern und die moduliert sind, um auf diese Weise also Zeichen zu erzeugen oder eine Aufzeichnung eines Originalbildes vorzunehmen.

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Zur möglichst weitgehenden Vermeidung von Abtastzeilenauslenkfehlern und ferner auch zur Festlegung eines räumlichen Bezuges für die Synchronisierung der Schreiblogik mit der Lage des Laserstrahls dienen im Rahmen der Erfindung eine Abfühloptik und eine Regelelektronik für den Korrekturausgleich.

Insbesondere wird der Polygonfehler Facette gegen Achse durch einen Punktlage sensor festgestellt, beispielsweise durch einen innerhalb der Abtastformatebene oder ihres optischen Äquivalents und innerhalb des Abtastweges angeordneten Spaltdetektor. Bevor das reflektierte Licht den Photorezeptor überstreicht, wird seine Weglängsachse durch einen Punktlage sensor festgestellt, der eine Teilung parallel zur Abtastrichtung aufweist. Es wird ein Signal erzeugt, das dann verarbeitet wird und das dazu dient, eine Frequenzmodulationskorrektur auf den akustisch-op ti sehen Modulator zu geben, um den Laserstrahl zur gewünschten Lage abzulenken, bevor die Abtastzeile auf dem Photorezeptor begonnen wird.

Dem Polygonfehler Facette gegen Facette wird durch einen optischen Randstartdetektor entgegengewirkt, beispielsweise durch eine geteilte Photozelle, die im Abtastweg angeordnet ist und eine Teilung senkrecht zur Richtung der Abtastzeilen aufweist. Der Randdetektor spricht auf das Auslaufen einer jeden Abtastzeile an und legt eine räumliche Bezugsposition für den Beginn einer jeden Abtastung fest, die unabhängig ist von einem etwaigen Fehler Facette gegen Facette. Die Lasermodulation für den Ein-Ausschaltanschnitt oder Zweipunktanschnitt und die Digitaleingabe aus den Pufferspeichern können so zum Schreiben auf dem Photorezeptor synchronisiert werden.

Ein Randabschlußdetektor, der dem Randanfangsdetektor ähnlich ist, ist an einem Endpunkt abseits des Photorezeptors angeordnet. Durch iaessung der zeit, die der Abtastlichtfleck zum Durchwandern der Strecke vom Randanfags- zum Randabschlußdetektor benötigt, kann also die Hinlaufzeit des Abtastlichtflecks ermittelt werden. Diese Information kann elektronisch ausgewertet werden und kann über eine Rückführschleife zur Steuerung der Antriebsmotorschaltung für das Polygon und zur Beibehaltung einer konstanten Geschwindigkeit

dienen

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die nen.

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Die Erfindung vermittelt also gegenüber den nach dem Stand der Technik bekannten Systemen zur Polygonkodierung u.a. den Vorteil, daß sich die einzelnen Facetten des Polygons nicht durch die Vorprogrammierung von Korrekturabgleichen auszuzeichnen brauchen. Die Genauigkeit ist stets auf den Banddetektor rückbezogen» der Frequenzmodulator braucht folglich keine Langzeitstabilität aufzuweisen. Die Drift nie auch die Langzeitwirkungen können aus den Überlegungen ausgeschaltet bleiben, sofern sie sich im Eegelbereich des Systems halten.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Hauptteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur optischen Abtastung, wobei der fieflexLonswinkel des Strahls aus Gründen der übersichtlichen Darstellung verzerrt ist;

Fig. 2 eine schema ti sehe Darstellung der Längsbewegung eines modulierten Laserstrahls, der sich einem Lichtfleckdetektor und einem Photorezeptor nähert und den Detektor durchläuft;

Fig. 5 ein Prinzip schaltbild einer Punktkorrekturlogik; und

Fig. 4 eine schema ti sehe Darstellung der Punktauslenkung bei der Korrekturmodulation.

Ss sei nun auf die Zeichnung Bezug genommen, in der die Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Abtastsystems zeigt. DLe Lichtquelle, beispielsweise ein Laser 10, bei dem es sich um einen 3-Mff-Helium-lfeon-Laser handeln kann, erzeugt ein Parallel strahlenbündel 12 von monochromatischem Licht, das zur Beeinflussung der Lichtintensität durch ein Heutralfilter 14 geleitet wird. Das Parallel strahlenbündel 12 durchläuft dann einen Modulator l6, beispielsweise einen akustisch-optischen Modulator. Als nächstes tritt das Parallel strahlenbündel 12 durch eine erste Linse 20 hindurch und

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wird von einer Schneidkante 22 angeschnitten, die am Brennpunkt der ersten Linse 20 angeordnet ist- He Schneidkante 22 dient zum Abfangen des Braggschen Strahls nullter Ordnung·. Der Strahl erster Ordnung wird mithin abgetrennt und passiert die Schneidkante 22 ungeschwächt. Als Beispiel eines handelsüblichen akustisch-optischen Modulators sei das Modell 1209 der I some t Corporation in Springfield, Virginia genannt, bei dem ein eingebauter Bragg-Winkelabgleich vorgesehen ist. Der Modulator l6 kann im typischen Fall durch einen Digitaltreiber wie etwa das von der Isomet Corporation erhältliche Modell Nr. 220 betrieben werden, bei dem ein HP-Schalter durch eine mit einer Transistor-Transistorlogik kompatible Digitaleingabe zum Zweipunktanschnitt des Modulators 16 gesteuert wird. Ein weiterer akustisch-optischer IJodulator ist das Modell 304» hergestellt von Coherent Associates, Danbury, Connecticut.

Es ist erwünscht, zur Erzeugung des Lichtflecks den Strahl erster Ordnung zu benutzen, da der Lichtfleck in seiner Lage entsprechen der auf den Modulator gegebenen Frequenzmodulation verschoben werden kann, wodurch das Parallel strahlenbündel 12 selektiv in einer gewünschten Eiehtung· abgelenkt wird, wie dies durch die beiden Pfeile a und b angedeutet ist. Der Strahl erster Ordnung in Form des Parallel strahlenbündel s 12 wird dann einer zweiten Linse 24 zugeleitet, die ein konvergierendes Strahlenbündel auf eine reflektierende Fläche oder Facette 26 eines Polygondrehspiegels richtet, im folgenden kurz als Polygon 28 bezeichnet. Das Polygon 28 wird ständig· von einem Motorantrieb 30 angetrieben und vorzugsweise auf einer konstanten Umlaufgeschwindigkeit gehalten. Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist das Polygon 28 dreißig Facetten 26 auf und die Auslegung ist eine solche, daß pro Sekunde ungefähr 240 Abtastzeilen erzeugt werden. Für die Ausbildung des Schaltungsaufbaus für die Lichtfleckerfassung· und die Vornähme der Korrektur in der Eegelschleife wird eine mäßige Lichtfleckgeschwindigkeit bevorzugt.

Das Parallel strahlenbündel 12 wird also fortlaufend von jeder der Facetten 26 des rotierenden Polygons 28 zurückgeworfen und auf einen Photorezeptor 32 reflektiert. Die Darstellung der Be flexion des Parallel strahlenbündel s 12 an dem Polygon 28 ist aus Gründen tfer

Verdeutlichung

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"Verdeutlichung verzerrt, da e s sich von selbst versteht, daß der Sinfallsstrahl und der reflektierte Strahl in der gleichen Ebene liegen und nicht einen Winkel miteinander bilden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das modulierte Parallel strahlenbündel 12 kann als eine Folge von Lichtflecken 34 erscheinen, wodurch eine Abtastzeile erzeugt wird, so daß auf dem bewegten Photorezeptor 3² ein Raster gebildet wird. Der Photorezeptor 32 kann in einer beliebigen Abbildungsebene liegen und kann von einer Drehtrommel getragen werden, wie man sie für ein elektrophotographisches Kopiergerät benutzt.

Ks liegt demnach auf der Hand, daß dö s erfindungsgemäße Lichtabtast sy stem ohne weiteres einem elektropho to graphischen Kopiergerät mit panchromatischen Photorezeptoren angegliedert werden kann, so daß es auch als anschlagfreier Drucker oder Kopierer von hoher Güte fungieren kann.

üs ist bekannt, daß die handelsüblichen UmI auf poly gone hinsichtlich ihrer geometrischen Originaltreue mit Fehlern verschiedener Art behaftet sein können. Insbesondere wird durch Abweichungen in der Parallelität einer jeden Facette relativ zur Drehachse ein Fehler Facette gegen Achse hervorgebracht, und die dann resultierenden Abtastzeilen enthalten demgemäß entsprechende Ungenauigkeiten, die sich als Fluchtabweichungen von einer erwünschten Abtastzeilenlaufachse äußern, d.h. Zeilenabstandsschwankungen. Die Erfindung sieht zur optischen Feststellung und zur Korrektur dieser Fehler Facette gegen Achse eine Punktkorrekturanordnung 36 vor. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die punktkorrekturanordnung 36 mit einem optischen Detektor in Form eines Spaltdetektors 38 ausgestattet, der optisch in der Abtastformatebene angeordnet und in Hälften aufgeteilt ist, so daß zwei Zellen A und B mit einer gemeinsamen Elektrode gebildet werden. Eine zwischen den beiden Zellen A und B gebildete Teilung C deckt sich mit der gewünschten Abtastwegachse und weist eine Abmessung auf, die wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Lichtflecks 34· Es wird mithin von einer der Zellen A und B oder aber von beiden Zellen ein Signal erzeugt, wenn, der Lichtfleck 34 den Spaltdetektor 38 durchläuft. Da die Ausrichtung der Teilung C parallel zur Abtastrichtung verläuft, liefert die Teilung C einen Bezug, der erkennen läßt, wenn der Lichtfleck 34 von der gewünschten Lauf-

aohse

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/IS-

achse auf dem photo re zep tor 32 abweichen sollte.

In Verbindung mit der Darstellung der Fig. 2 ist zu bemerken, daß ein maximal zulässiger unkorrigierter Winkelfehler Facette gegen Achse bewirken kann, daß der Lichtfleck 34 irgendwo in eine Querzone D innerhalb des lichtempfindlichen Bereichs des Spaltdetektors 38 fällt. Die aufeinanderfolgenden Abtastungen, wie sie sich aufgrund der Drehbewegung des Polygons 28 ergeben, liegen in einer Distanz D, die mindestens um die Größtabweichung Facette gegen Facette größer ist als die Weite D¹ der Strecke vom Außenrand 33 des Photorezeptors 32 zum Außenrand 39 des Spaltdetektors 38. Demnach dürfte klar sein, daß die Korrektur eines jeden der hi η te rei nande rge reih te η Lichtflecke 34 während einer "Totzeit" ausgeführt wird, d.h. während der Bewegungsdauer vor dem Überstreichen des Photorezeptors 32.

In Fig. 3 ist eine zur Verkörperung der Erfindung geeignete typische Logik schaltung zur Steuerung eines akustisch-optischen Ablenkers zur Herbeiführung einer kompensierenden Ablenkung des Laserstrahls in dem Sinne gezeigt, daß der Lichtfleck 34 den Spaltdetektor 38 in Deckungsgleichheit mit der !Teilung C zwischen den beiden Zellen A und B verläßt. T/enn ein unkorrigierter Lichtfleck 34 des Laserstrahls in den Spaltdetektor 38 eintritt, vergleicht ein Vergleicher 40 das an einer der beiden Photozellen A oder B erzeugte Signal mit einer Bezugs spannung V und gibt ein niederes Ausgangssignal auf einen Inverter 42, so daß an einem UND-Tor 44 ein hohes Freigabe signal erzeugt wird. Ein Systemtaktgeber 45 gibt Korrekturzählimpulse als einen zweiten Eingang auf das UND-Tor 44· Das Vorhandensein des Lichtflecks 34 an einem der beiden Zellensegmente A oder B bewirkt also, daß an dem UND-Tor 44 ein hohes Signal erscheint, so daß das UND-Tor 44 zum Durchlassen der Taktimpulse freigegeben wird, die in einem Zähler 46 registriert werden. Durch den Augenblickszählwert des Zählers 46 wird ein Digital-Analog-Umsetzer 48 angesteuert, der seinerseits über einen spannungsgesteuerten Oszillator 50, einen Amplitudenregler 51 und einen Verstärker 52 ein Analogkorrektur signal auf einen akusti sch-opti sehen Ablenker 54 gibt, der in den Modulator 16 eingegliedert ist. Das Parallel strahlenbündel 12 wird somit in der entsprechenden Bichtung a oder b ausgelenkt. Der Amplitudenregler

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ler 51 ist mit einem Summierer 53 verbunden, der die auf die Zellen A und B des Spaltdetektors 38 fallende Lichtmenge mißt, damit der dem akustisch-op ti sehen Ablenker 54 zugehende Lichtausgang konstant gehalten wird.

Ss ist zu bemerken, daß die Zählrichtung des Zählers 46 die Richtung der von dem akustisch-op ti sehen Ablenker 54 gegebenen Korrekturablenkung bestimmt. Zur überwachung der Zählrichtung wird der Ausgang der Zelle A von einem zweiten Yergleicher 56 zum Ausgang der Zelle B in Beziehung gesetzt. Falls der endsei ti ge Lichtfleck 34 des Laserstrahls in die Zelle A eintritt, wird der Ausgang der Zelle A größer als jener der Zelle B und der Vergleicher 56 liefert einen niederen Ausgang. Birch den niederen Ausgang des Vergleichers 56 wird die Zählrichtung des Zählers 46 bestimmt. Beim Anbringen der Ablenkkorrektur schreitet der Lichtfleck 34 dann im Durchlaufen des Spaltdetektors 38 zur Zelle B fort. Sobald der Lichtfleck 34 in die Zelle B übergeht, nimmt das Signal der Zelle B einen höheren Wert an als das Signal der Zelle A, was ein Umsteuern des Vergleichers 56 auf den hohen Ausgang zur Folge hat. Durch den hohen Ausgang des Vergleichers 56 kehrt sich die Zählrichtung des Zählers 46 um und es wird mithin eine gegensinnige Korrekturablenkung des Laserstrahls bewirkt, so daß der Laserstrahl nun in Richtung der Zelle A fortschreitet. Der Lichtfleck 34 folgt also der Teilung G, bis er aus dem Spaltdetektor J>Q austritt, wobei der Systemtaktgeber 45 zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet und der Korrekturwert für die jeweilige Facette 26 bis zum Eintritt des nächsten unkorrigierten Lichtflecks in den Spaltdetektor digital in dem Zähler 46 gespeichert wird.

Der Steuervorgang ist in Fig. 4 weiter detailliert. Der Darstellung ist zu entnehmen, daß der Lichtfleck 34 hier an der Zelle A in den Spaltdetektor 38 eintritt. Die aus einer schrittweisen Änderung in dem Zähler resultierende Versetzung des Lichtflecks 34 kommt durch den Steuerschaltaufbau mit Rückführschleife in einer Ablenkung in einer der beiden Richtungen a oder b zum Ausdruck. Die durch die Si gnal digi tali sie rung bedingte Unbestimmtheit der Lage des Austrittspunkts für den Lichtfleck 34 ist +D . Der Wert D verbleibt unter dem zulässigen Fehl erbe trag. Für einen gegebenen spannungsgesteuerten Oszillator und akustisch-optischen Modulator kann D verän-

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-nk-

dert werden, indem man den Haß stab sfak tor des Digital-Analog-Umsetzers ändert. Da der extremste Fehler dem Wert tj- entspräche, beläuft sich die Zahl der Korrektur schritte , die nötig sind, um den Lichtfleck 34 zur Teilung C zu bringen, maximal auf n="ö^ · Geht man davon aus, daß die Ausführung eines Korrekturschritts eine gegebene Zeitspanne (t ) dauert, so ist die Gesamtzeit (n)(t ) = -z——. Falls die Lichtfleckgeschwindigkeit T ist, beläuft sich die erforderliche Min-

destlänge der Photozelle auf

D₁ t

Ein typischer Y/ert für V wäre 55 »88 m/sec.

Als weitere Möglichkeit zur Vornahme einer Regelung mit Rückführschleife kommt u.a. eine sukzessive liäherungsmethode in Betracht, die rascher konvergiert als das obenbeschriebene Zählersystem.

Eine andere Methode, die ein rascheres Konvergieren ermöglicht, besteht darin, daß ein P räzi si ο nsab fühl detektor wie etwa der United Detector Technology PIMT-SC/lOO vorgesehen wird, der auf den Flächenmittelpunkt eines Lichtflecks anspricht und einen der Punktlage proportionalen Analogausgang liefert. Diese Ausgänge können direkt digitalisiert und ohne zwischengeschaltete Umwandlung einem spannungsgesteuerten Oszillator zugeleitet werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 soll nun die Abtastzeilenpunk te rf as sung erörtert werden. Da der Modulator 16 durch eine interne Logik steuerbar ist, welche die Belichtung auf dem Abtastformat des Photorezeptors 32 bestimmt, ist ein Randdetektor 58 nahe der Torderkante eines Belichtungsschlitzes 60 angeordnet, der in einer opaken Abschirmung 6l ausgebildet ist, damit angezeigt wird, wenn sich der Lichtfleck 34 genau an der richtigen Stelle befindet. Der Randdetektor 58 und eine Logik schaltung können so als Hilfsmittel zum Synchronisieren der internen Logik mit dem Ort der Abtastzeile dienen. Es dürfte demnach klar sein, daß jeder Abtastzeilendurchlauf gesondert rückbezogen wird, so daß jeglicher Polygonfehler Facette gegen Facette aufgehoben wird, der sich als Zittern in den Zeitfolgeabtastungen über einen geometrischen Bezugspunkt äußert.

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Als Randdetektor 58 der bevorzugten Ausführungsform ist eine geteilte Photozelle von ähnlichem Aufbau wie der Spaltdetektor 38 vorgesehen, wobei die Teilung allerdings senkrecht zum Abtastweg ausgerichtet ist. Jede Hälfte der den Randdetektor 58 bildenden geteilten Photozelle gleicht im wesentlichen der anderen hinsichtlich Flächengröße, Lage, Material und Temperatur. Die Verwendung einer geteilten Photozelle vermittelt gegenüber einem Randdetektor mit einer einzigen Zelle also insofern Vorteile, als damit eine relative Unempfindlichkeit gegen Intensitätsänderungen des Laserlichts, gegen Temperaturänderungen und Umlicht gegeben ist.

Ein zweiter Randdetektor 62 von ähnlichem Aufbau wie der Randdetektor 58 ist an einem hinteren Rand des BeIichtungsSchlitzes 6o angeordnet. Der Randdetektor 62 zeigt an, wenn der Lichtfleck 34 einen festen Endpunkt abseits des Abtastweges passiert hat. Der zwischen dem ersten Randdetektor 58 und dem zweiten Randdetektor 62 festgestellte Zeitunterschied kann durch einen Logik schal tauf bau in dem Sinne ausgewertet werden, daß die für den Lichtfleck 34 zum Zurücklegen eines Abtastweges von fester Länge erforderliche Laufzeit angegeben werden kann. Es kann also die Geschwindigkeit des Lichtflecks errechnet werden. Man kann so Geschwindigkeitsschwankungen für verschiedene Abtastzeilen feststellen und eine Rückführschleife kann dann zur Geschwindigkeitsregelung des Motorantriebs 30 dienen.

In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, daß sich der Wirkungsgrad ändert, wenn ein Parallel strahlenbündel 12 vom Braggschen Winkel abgelenkt oder verstimmt wird. Das erfindungsgemäße Abtastsystem kann indes so aufgebaut sein, daß ein Intensitätsmodulator 64 vorgesehen ist, um ein amplitudenmoduliertes Korrektur signal auszugeben, damit die Laserausleuchtung auf einem konstenten Pegel gehalten wird. Der Intensitätsmodulator 64 kann auch dazu dienen, die ileckgröße durch Änderung der Intensität zu steuern. Die Verwendung unterschiedlicher ileckgrößen ist zweckdienlich, wenn Buchstaben oder Zahlen erzeugt werden sollen, damit grobe Ränder vermieden werden und damit die Zeichenbildung verbessert wird. Bei dem erfindungsgemäßen System können auch zwei Leistungsquellen mit Anwendung paralleler Laserstrahlen vorgesehen sein, wobei die Strahlenbündel einen unter-

schiedlichen

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schiedlichen Durchmesser und eine dement sprechende I'leckgröße aufweisen können. Man erhält darm eine Matrix von Punkten unterschiedlicher Größe zur Bildung ein und desselben erzeugten Zeichens. Die Lichtpunkte von unterschiedlicher Größe verschachteln sich, so daß Buchstaben und Zahlzeichen mit gefälligerem Erscheinungsbild entstehen.

Aus der Beschreibung der Erfindung geht hervor, daß mithin ein Laserabtastsystem geschaffen wird, das in jeder Weise der Aufgabenstellung der Erfindung entspricht und den Erfordernissen des praktischen Gebrauchs gerecht wird.

An diesem System, wie es vorstehend beschrieben wurde, können Abänderungen verschiedener Art vorgenommen werden, die in den Rahmen der Erfindung fallen, und die beschriebenen oder zeichnerisch dargestellten Einzelheiten sollen daher lediglich der Yeranschaulichung dienen und sind nicht in einem die Erfindung einschränkenden Sinn aufzufassen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

ί !."^Vorrichtung zur Fehlerkorrektur bei einem zur Laserabtastung be-— nutzten Polygon in einem Lieh tab tastgerät, umfassend Mittel zur Erzeugung eines Laserstrahls, Mittel zum Modulieren der Amplitude des Laserstrahls, ein im Strahlenweg angeordnetes reflektierendes Polygon mit einer Vielzahl Ton Facetten, Mittel zum Antreiben des Polygons zu einer Drehbewegung, wobei der Strahl von den hintereinandergereihten Facetten des Polygons spiegelbar ist und im Sinne der Bildung aufeinanderfolgender Easterzeilen einen Abtastweg überstreicht, und einen im Sinne des Hinwegerstreckens der Rasterzeilen über seine Oberfläche angeordneten Pho tore zep tor, gekennzeichnet durch ein Strahlablenksystem, umfassend ein elektrooptisches Fühlmittel in Form eines Spaltdetektors (38) , wobei das Fühlmittel entlang des Abtastweges vor dem Photorezeptor (32) angeordnet ist und wobei das elektrooptische Fühlmittel zum Wahrnehmen des Strahls und im Ansprechen darauf zum Erzeugen mindestens eines das Vorhandensein des Strahls in bezug auf die Abtastweglängsachse anzeigenden Signals betätigbar ist, und ein Mittel in Form eines Modulators (l6)_s dem das das Vorhandensein des Strahls anzeigende Signal zuleitbar ist und das im Ansprechen darauf zum Ablenken des Strahls in Sichtung der Abtastwegachse betätigbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Strahl modulierende Mttel in Form des Modulators (l6) einen akustisch-optischen Ablenker (54) einbegreift.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrooptische Fühlmittel in Form des Spaltdetektors (38) zwei nebeneinanderge setzte pho to detektoren umfaßt, wobei die Pho to detektoren entlang einer Achse in Deckungsgleichheit mit der Abtastweglängsachss nebeneinandergesetzt sind und wobei das das Vorhandensein des Strahls anzeigende Signal ein von mindestens einem der Photodetaktoren erzeugtes Signal einbegreift.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlablenkaystem ein Mittel in Form eines Sy stem taktgebe rs (45) zum Erzeugen eines eine Taktimpuls as rie umfasse ndea Signals, einen Zähler (46) sonie eine Tor schal tang in Form eines U^D-itors (44)

einbegreift

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einbegreift, wobei der Torschaltung das das Vorhandensein des Strahls anzeigende Signal zuleitbar ist und die Torschaltung im Ansprechen darauf zum Übertragen des Taktimpuls signals zu dem Zähler (46) betätigbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Strahl ablenk sy s tem Mittel in Form von Vergleichern (40, 56) einbegreift, wobei jeder der Photo detektoren mit den Vergleichern (40, 56) elektrisch verbunden ist, wobei die Vergleicher (40, 56) beim primären Vorhandensein des Strahls in einem der Photo detektoren zum Erzeugen eines ersten Signals betätigbar sind und beim primären Vorhandensein des Strahls in dem anderen Pho to de tek to r zum Erzeugen eines zweiten Signals, wobei der Zähler (46) ein Umschaltmittel zur Festlegung der Zählrichtung einbegreift, wobei das erste Signal und das zweite Signal dem Umschaltmittel zuleitbar sind, wobei das Umschaltmittel den Zählwert der Taktimpulse im Ansprechen auf das Erscheinen des ersten Signals schrittweise erhöht und im Ansprechen auf das Erscheinen des zweiten Signals schrittweise verringert und wobei der Zähler (46) zum Erzeugen eines die erforderliche Strahlablenkung ausdrückenden digitalen Zählsignals betätigbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlablenksystem einen akustisch-op ti sehen Ablenker (54) und einen Digital-Analog-Umsetzer (48) einbegreift, wobei dem Digital-Analog-Umsetzer (48) das Zähl signal zuleitbar ist und der Digital-Analog-Umsetzer (48) im Ansprechen darauf zum Erzeugen eines entsprechenden Analogsignals betätigbar ist und wobei dem akustischoptischen Ablenker (54) das Analogsignal zuleitbar ist und der akustisch-op ti sehe Ablenker (54) im Ansprechen darauf zum Ablenken des reflektierten Strahls in Richtung der Abtastwegachse betätigbar ist.
7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Summierer (53) zur Messung der auf das e Ie k troop ti sehe Fühlmittel in Form des Spaltdetektors (38) auf treffenden Lichtmenge und ein zwischen den akustisch-optischen Ablenker (54) und den Digital-Analog-Umsetzer (48) gelegter Amplitudenregler (51) vorgesehen »ind, wobei.

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bei dem Amplitudenregler (51) ein aus dem Summierer (53) herrührendes Signal zur Konstanthaltung des Lichtausgangs des akustischoptischen Ablenkers (54) zuleitbar ist.
8. Vorrichtung zur Fehlerkorrektur bei einem zur Laserabtastung benutzten Polygon in einem Lichtabtastgerät, umfassend Mittel zur Erzeugung eines Laserstrahls, Mittel zum Modulieren der Amplitude des Laserstrahls, ein im Strahlenweg angeordnetes reflektierendes Polygon mit einer Vielzahl von Facetten, Mittel zum Antreiben des Polygons zu einer Drehbewegung, wobei der Strahl von den hintereinandergereihten Facetten des Polygons spiegelbar ist und im Sinne der Bildung aufeinanderfolgender Rasterzeilen einen Abtastweg überstreicht, und einen im Sinne des Hinwegerstreckens der Rasterzeilen über seine Oberfläche angeordneten Photorezeptor, gekennzeichnet durch Lagebezugsmittel zum Synchronisieren der Amplitudenmodulation des Strahls für jeden der aufeinanderfolgenden Rasterzeilendurchläufe, wobei die Lagebezugsmittel ein elektrooptisches Fühlmittel in Form eines Randdetektors (58) einbegreifen, wobei das Fühlmittel entlang des Abtastweges vor dem photorezeptor (32) angeordnet ist, wobei das Fühlmittel zwei nebeneinandergesetzte photo detektoren umfaßt, wobei die Photo detektoren entlang einer Achse senkrecht zur Abtastweglängsachse nebeneinandergesetzt sind und wobei jeder der Photo detektoren zum Erzeugen eines das Vorhandensein des Strahls anzeigenden Signals betätigbar ist, und Mittel, denen das das Vorhandensein des Strahls anzeigende Signal zuleitbar ist, wobei die das Signal empfangenden Mittel zum Vergleichen des Signals des einen der Photo detektoren mit dem Signal des anderen Photo de tektors und zum Erzeugen eines Anzeige signals beim Hinwegschreiten des Strahls über die Achse der Ke be neinanderstellung betätigbar sind und wobei die Lage des Strahls zur Bezugsangabe genau festlegbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlmittel in Form des Randdetektors (58) einen geteilten Photodetektor umfaßt.
10. Vorrichtung zur Fehlerkorrektur bei einem zur Laserabtastung benutzten Polygon in einem Lichtabtastgerät, umfassend Mittel zur

Erzeugung

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Erzeugung eines Laserstrahls, Lattel zum Llodulieren der Amplitude des Laserstrahls entsprechend einem Schreibprogramm, ein im Strahlenweg angeordnetes reflektierendes Polygon mit einer Vielzahl von Facetten, Mittel zum Antreiben des Polygons zu einer Drehbewegung, wobei der Strahl von den hintereinandergereihten Facetten des Polygons spiegelbar ist und im Sinne der Bildung aufeinanderfolgender Rasterzeilen einen Abtastweg überstreicht, und einen im Sinne des Hinwegerstreckens der Kasterzeilen über seine Oberfläche angeordne ten Photorezeptor, gekennzeichnet durch Mittel zur Steuerung der Umlaufgeschwindigkeit des Polygons (28), wobei die zur Steuerung dienenden lüittel Mittel zur Messung der Hinlauf geschwindigkeit einbegreifen, wobei die zur Messung der Hinlauf ge sch windigkeit dienenden Mittel zwei elektroopti sehe Fühlmittel in Form zweier Randdetektoren (58, 62) umfassen, wobei das eine dieser Fühlmittel entlang des Abtastweges an einem festen Bezugspunkt vor dem Abtastformat angeordnet ist, während das andere Fühlmittel entlang des Abtastweges hinter dem Photorezeptor (32) angeordnet ist, und wobei jedes der Fühlmittel mindestens einen Photodetektor und Mittel zum Erzeugen eines das Vorhandensein des Strahls anzeigenden Signals umfaßt, und Mittel, denen die Signale eines jeden der Fühlmittel zuleitbar sind und die im Ansprechen darauf zum Erzeugen eines Steuersignals zur Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des Polygons (28) betätigbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Fühlmittel in Form der Randdetektoren (58, 62) zwei photodetektoren umfaßt, die entlang einer Achse senkrecht zur Abtastwegachse nebeneinandergesetzt sind.
12. Verfahren zur Korrektur eines Fehlers der Facettenebene zur Drehachse bei einem Polygon in einem Lichtabtastgerät, umfassend Mittel zur Erzeugung eines Laserstrahls, Kittel zum Modulieren der Amplitude des Laserstrahls entsprechend einem Schreibprogramm, ein im Strahlenweg angeordnetes reflektierendes Polygon mit einer Vielzahl von Facetten, Mittel zum Antreiben des Polygons zu einer Drehbewegung, wobei der Strahl von den hintereinandergereihten Facetten des Polygons spiegelbar ist und im Sinne der Bildung aufeinanderfolgender Rasterzeilen einen Abtastweg überstreicht, und einen

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im Sinne des Hinwegerstreckens der Kasterzeilen über seine Oberfläche angeordneten Photorezeptor, gekennzeichnet durch die Verfahrens schritte [a] der Feststellung des Vorhandenseins des Strahls in. bezug auf die Abtastweglängsachse in einem Bereich Tor dem Photorezeptor (52), [b] der Erzeugung eines Signals zur Eichtungsangabe für die Korrekturauslenkung des Strahls und [cj der akustisch-op ti sehen Ablenkung des Strahls im Ansprechen auf das Si gnal.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Eichtungsangabe für die Korrekturauslenkung des Strahls ein erstes Signal umfaßt, wenn der Strahl in bezug auf die Abtastweglängsachse in der einen Richtung liegt, und ein zweites Signal, wenn der Strahl auf der entgegengesetzten Seite der Abtastweglängsachse liegt.

14· Verfahren zur fehlerkorrektur bei einem zur Laserabtastung benutzten Polygon, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte des Antreibens eines Polygons (28) zu Drehbewegungen, der Hinlenkung eines Lichtstrahls auf das Polygon (28) zur Erzeugung eines Lichtabtastweges, der Anordnung eines Photorezeptors (32) in einem Teil des Abtastweges, der Anordnung eines Detektors in Form eines Spaltdetektors (38) in einem anderen Teil des Abtastweges, der Unterteilung des Detektors entlang einer Linie parallel zum Abtastweg in einen ersten Halbbersich und einen zweiten Halbbereich, der Feststellung der Lage des Strahls beim Einfall in den Detektor und der Ablenkung des Abtaststrahls in Bichtung des zweiten Halbbereichs beim Einfallen des Abtaststrahls in den ersten Halbbereich sowie der Ablenkung des Abtaststrahls in Sichtung des ersten Halbbereichs beim Einfallen des Abtaststrahls in den zweiten Halbbereich.

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