DE69415889T2

DE69415889T2 - Abtastgerät mit Resonanzlichtablenker

Info

Publication number: DE69415889T2
Application number: DE69415889T
Authority: DE
Inventors: Takeshi C/O Fuji Photo Film Co. Ltd. Ashigarakami-Gun Kanagawa-Ken 258 Fujii; Kaoru C/O Fuji Photo Film Co. Ltd Ashigarakami-Gun Kanagawa-Ken 258 Ohno
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: US5424765A; DE69415889D1; EP0637885A1; JPH0743631A; EP0637885B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abtastvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beschreibung des Standes der Technik

Eine Abtastvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus US 4926263 bekannt.
Laserstrahldrucker zur Aufzeichnung eines Bildes oder von Ähnlichem durch Ablenkung eines Laserstrahls mit hoher Geschwindigkeit auf einem abgetasteten Medium, wie einem photographischen Film, werden bei verschiedenen Anwendungen verwendet. Der Laserstrahl kann mit einer hohen Geschwindigkeit durch eine Resonanzlichtablenkeinrichtung abgelenkt werden, die einen reflektierenden Spiegel umfaßt, der von einem elastischen Element gehalten und bei seiner natürlichen Frequenz in Schwingung versetzt wird. Ein Drucker dieser Art ist in US 4992655 geoffenbart.
Da sich die natürliche Frequenz des elastischen Elements mit der Temperatur ändert, hat die Resonanzlichtablenkeinrichtung eine Resonanzfrequenz, wie sie in Fig. 2 der beigefügten Zeichnungen gezeigt ist. Die Temperatur der Resonanzlichtablenkeinrichtung ändert sich mit der Umgebungstemperatur und aufgrund der durch sie erzeugten Wärme. Die Resonanzfrequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung kann nicht eingestellt werden, da ihr die natürliche Frequenz des elastischen Elements zugrunde liegt.
Es ist eine Abtastvorrichtung bekannt, in der ein Bild auf einem abgetasteten Medium, wie einem photographischen Film, unter Verwendung einer solchen Resonanzlichtab lenkeinrichtung aufgezeichnet wird. Wenn ein abgetastetes Medium in einer Nebenabtastrichtung mit konstanter Geschwindigkeit in einer solchen Abtastvorrichtung zugeführt wird, ändert sich der Abtastschritt in der Nebenabtastrichtung durch eine Änderung der Frequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung, wodurch sich Ungleichmäßigkeiten bei dem aufgezeichneten Bild ergeben. Um einen solchen Nachteil zu mildem, ist vorgeschlagen worden, die Resonanzlichtabienkeinrichtung während einer gewissen Zeitperiode, ohne irgendein Bild aufzuzeichnen, in Schwingung zu versetzen, nachdem die Abtastvorrichtung gestartet worden ist, oder die Resonanzlichtablenkeinrichtung vorzuheizen, bis sie eine konstante Temperatur angenommen hat, um dadurch die Resonanzfrequenz zu stabilisieren.
Jedoch machen diese Vorschläge die Abtastvorrichtung ineffizient, da kein Aufzeichnungsvorgang ausgeführt werden kann, bis die Resonanzfrequenz stabilisiert ist. Des weiteren haben die Versuche fehlgeschlagen, Ungleichmäßigkeiten zu vermeiden, die in dem aufgezeichneten Bild aufgrund von Temperaturänderungen erzeugt werden, während die Abtastvorrichtung bei einem Aufzeichnungsvorgang ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine Abtastvorrichtung zu schaffen, die eine stabile Abtastung eines abgetasteten Mediums ohne Störung des Abtastschritts eines Lichtstrahls vornehmen kann, selbst wenn die Abtastgeschwindigkeit der Lichtablenkeinrichtung schwankt, und einen erwünschten Abtastvorgang unmittelbar beginnen kann, nachdem die Abtastvorrichtung gestartet ist, um dadurch der Abtastvorrichtung zu ermöglichen, äußerst effizient zu arbeiten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch eine Abtastvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Bezugssignalerzeugungseinrichtung kann eine Phasenregelungsschleife umfassen, um das Bezugssignal in Reaktion auf das Schwingungszustandssignal zu erzeugen.
Die Erfassungseinrichtung kann eine Einrichtung umfassen, um das Schwingungszustandssignal auf der Grundlage eines Rückkopplungssignals von der Resonanzlichtablenkeinrichtung zu erzeugen.
In der Abtastvorrichtung der obigen Ausgestaltung wird ein Schwingungszustand des Reflexionsspiegels der Resonanzlichtablenkeinrichtung durch die Erfassungseinrichtung erfaßt, und die Bezugssignalerzeugungseinrichtung erzeugt ein Bezugssignal synchron zu oder proportional zu dem Schwingungszustandssignal. Die Zuführsteuereinrichtung steuert die Geschwindigkeit, mit der das abgetastete Medium in der Nebenabtastrichtung zugeführt wird, synchron mit oder proportional zu dem Bezugssignal. Zur gleichen Zeit wird das abgetastete Medium in der Hauptabtastrichtung mit dem Lichtstrahl durch die Resonanzlichtablenkeinrichtung zum Aufzeichnen eines Bildes auf dem oder zum Lesen eines Bildes von dem abgetasteten Medium abgetastet. Da die Geschwindigkeit, mit der das abgetastete Medium in der Nebenabtastrichtung zugeführt wird, eingestellt wird, wenn sich die Resonanzfrequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung ändert, kann das Bild mit konstantem Abtastschritt auf dem abgetasteten Medium aufgezeichnet oder von ihm gelesen werden.
Insofern, wie keine spezielle Einrichtung zur Stabilisierung der Resonanzfrequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung verlangt wird, hat die Abtastvorrichtung eine relativ einfache Struktur.
Da es möglich ist, das Abtasten des Lichtstrahls zu starten, unmittelbar nachdem die Resonzlichtablenkeinrichtung gerade betätigt worden ist, ist die Abtastvorrichtung relativ effizient zum Aufzeichnen oder Lesen von Bildern.
Die obigen und andere Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin·dung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in beispielhafter Weise darstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, teilweise in Blockform, einer Bildaufzeichnungsvorrichtung, die eine Abtastvorrichtung mit einer Resonanzlichtablenkeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einschließt; und
Fig. 2 ist ein beispielhaftes Schema, wie sich die Resonanzfrequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung mit der Zeit ändert.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform im einzelnen

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, zeichnet eine Bildaufzeichnungsvorrichtung 10 ein Bild auf einen photographischen Film F auf, indem ein Laserstrahl L auf den Film F in einer Hauptabtastrichtung angewendet wird, die durch den Pfeil X angegeben ist, während der Film F in einer Nebenabtastrichtung zugeführt wird, die mit dem Pfeil Y angegeben ist und die im wesentlichen senkrecht zu der Hauptabtastrichtung X ist. Die Bildaufzeichnungsvorrichtung 10 weist einen Laseroszillator 12 (Lichtstrahlerzeugungseinrichtung) zur Ausgabe des Laserstrahls L auf, einen akustooptischen Modulator (AOM) 14 zum Modulieren des Laserstrahls L mit einem Modulationssignal auf der Grundlage von Bildinformationen, eine Resonanzlichtablenkeinrichtung 18 zum Ablenken des Laserstrahls L in der Hauptabtastrichtung X mit einem Reflexionsspiegel 16, der bei seiner natürlichen Frequenz in Schwingung versetzt wird, und einen Zuführmechanismus 22 (Zuführeinrichtung) zum Zuführen des Films F in der Nebenabtastrichtung Y.. Der Zuführmechanismus 22 umfaßt eine Walze 24 und ein Paar Klemmwalzen 26a, 26b zum Erfassen des Films F dazwischen, einen Nebenabtastzuführmotor 28 zur Drehung der Walze 24, um den Film F in der Nebenabtastrichtung Y zuzuführen, und ein Paar Seilscheiben 30a, 30b und einen Riemen 32, der dort herumgelegt ist, um Antriebskräfte von dem Nebenabtastzuführmotor 28 an die Walze 24 zu übertragen.
Die Resonanzlichtablenkeinrichtung 18 umfaßt einen Reflexionsspiegel 16, der durch die Antriebskräfte einer Betätigungsspule (nicht gezeigt) auf der Grundlage eines Treibersignals in Schwingung versetzt wird, das von einer Ablenktreiberschaltung 34 zugeführt wird. Ein Rückkopplungssignal, das ein Treibersignal darstellt, das der Betätigungsspule zugeführt wird, wird von der Ablenktreiberschaltung 34 einer Schwingungs erfassungsschaltung 36 zugeführt. Die Schwingungserfassungsschaltung 36 erzeugt ein Signal, das den Schwingungszustand des Reflexionsspiegels 16 angibt, und führt das erzeugte Signal einem Bezugssignalgenerator 38 zu
(Bezugssignalerzeugungseinrichtung), der ein Bezugssignal erzeugt. Das Bezugssignal wird einer Motordrehzahlsteuerung 40 zugeführt, die den Nebenabtastzuführmotor 28 auf der Grundlage des zugeführten Bezugssignals steuert. Der Bezugssignalgenerator 38 umfaßt eine Phasenregelschleife (PLL), die aus einem Phasenvergleicher 42, einem Tiefpaßfilter 44, einem spannungsgesteuerten Oszillator 46 und einem Frequenzteiler 48 aufgebaut ist.
Die Arbeitsweise der Bildaufzeichnungsvorrichtung 10 wird unten beschrieben.
Wenn ein Sinuswellenantriebsstrom der Betätigungsspule der Ablenkireiberschaltung 34 zugeführt wird, erzeugt die Betätigungsspule ein Magnetfeld, das beginnt, den Reflexionsspiegel 16 in Schwingung zu versetzen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ablenktreiberschaltung 34 durch eine Rückkopplungsschleife gesteuert, um den Reflexionsspiegel 16 in Resonanz mit der natürlichen Frequenz eines elastischen Halteteils (nicht gezeigt) in Schwingung zu versetzen, das den Reflexionsspiegel 16 trägt.
Ein Rückkopplungssignal von der Ablenktreiberschaltung 34 wird auf die Schwingungserfassungsschaltung 36 angewendet. Die Schwingungserfassungsschaltung 36 erzeugt ein Schwingungszustandssignal von dem Rückkopplungssignal, das eine Sinuswelle ist, mit einem gewissen Abschneidepegel und wendet das Schwingungszustandssignal auf den Phasenvergleicher 42 des Bezugssignalgenerators 38 an. Der Phasenvergleicher 42 vergleicht die Phase des Schwingungszustandssignals und die Phase eines Ausgangssignals von dem spannungsgesteuerten Oszillator 46, dessen Frequenz zu 1/N durch den Frequenzteiler 48 geteilt worden ist. Der Phasenvergleicher 42 legt ein Spannungssignal, das die Phasendifferenz zwischen dem Schwingungszustandssignal und dem Ausgangssignal von dem spannungsgesteuerten Oszillator 46 angibt, an das Tiefpaßfilter 44. Das Tiefpaßfilter 44 glättet das Spannungssignal und legt das geglättete Spannungssignal als eine Steuerspannung an den spannungsgesteuerten Oszillator 46 an.
Der spannungsgesteuerte Oszillator 46 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Motordrehzahlsteuerung 40 als ein Bezugssignal zugeführt wird, das mit der durchschnittlichen Frequenz des Schwingungszustandssignals synchron ist, das von der Schwingungserfassungserfassungsschaltung 36 dem Bezugssignalgenerator 38 zugeführt wird. Der spannungsgesteuerte Oszillator 46 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Motordrehzahlsteuerung 40 als ein Bezugssignal von ihm zugeführt wird. Das Ausgangssignal von dem spannungsgesteuerten Oszillator 46 ist synchron zu und eine N-Multiplikation der durchschnittlichen Frequenz des Schwingungszustandssignals, das an den Bezugssignalgenerator 38 von der Schwingungserfassungsschaltung 36 angelegt wird.
Die Motordrehzahlsteuerung 40 führt dem Nebenabtastzuführmotor 28 ein Antriebssignal synchron zu oder proportional zu dem Bezugssignal zu, wodurch der Nebenabtastzuführmotor 28 erregt wird. Die von dem Nebenabtastzuführmotor 28 erzeugten Antriebskräfte werden über die Seilscheibe 30a, den Riemen 32 und die Seilscheibe 30e an die Walze 24 übertragen, die dann um ihre eigene Achse gedreht wird. Der Film F, der zwischen der Walze 24 und den Klemmwalzen 26a, 26b eingefügt ist, wird nun in der Nebenabtastrichtung Y in Abhängigkeit von dem Schwingungszustand des Reflexionsspiegels 16 zugeführt.
Der von dem Laseroszillator 12 ausgesandte Laserstrahl L wird durch den akustooptischen Modulator 14 auf der Grundlage der erwünschten Bildinformationen intensitätsmoduliert. Der modulierte Laserstrahl L wird dann durch den Reflexionsspiegel 16 der Resonanzlichtablenkeinrichtung 18 abgelenkt und durch eine fe Linse 20 auf einen Abschnitt des Film F zwischen den Klemmwalzen 26a, 26b angewendet, während der Film F in der Hauptabtastung X abgetastet wird. Als Ergebnis wird ein zweidimensionales Bild auf dem Film F durch den Laserstrahl L aufgezeichnet, der auf der Grundlage der Bildinformationen moduliert worden ist.
Die Resonanzlichtablenkeinrichtung 18 wird erwärmt, nachdem der Reflexionsspiegel 16 begonnen hat, zu schwingen. Deshalb ändert sich die natürliche Frequenz des elastischen Halteteils, das den Reflexionsspiegel 16 hält, und die Resonanzfrequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung 18 ändert sich mit der Zeit, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die Resonanzfrequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung 18 wird auch durch eine Änderung der Umgebungstemperatur der Bildaufzeichnungsvorrichtung 10 geändert. Wenn sich die Resonanzfrequenz der Resonanzlichtablenkeinrichtung 18 ändert, ändert sich das Rückkopplungssignal ebenfalls, das von der Ablenktreiberschaltung 34 der Schwingungserfassungsschaltung 36 zugeführt wird.
Der Bezugssignalgenerator 38 erzeugt ein Bezugssignal auf der Grundlage eines Schwingungszustandssignals, das durch die Schwingungserfassungsschaltung 36 auf der Grundlage des Rückkopplungssignals erzeugt wird, und führt das erzeugte Bezugssignal der Motordrehzahlsteuerung 40 zu, um dadurch die Drehzahl des Nebenabtastzuführmotors 28 zu steuern. Deshalb ändert sich die Drehzahl des Nebenabtastzuführmotors 28, wenn sich die Resonanzfrequenz des Reflexionsspiegels 16 ändert. Genauer gesagt, nimmt, wenn die Resonanzfrequenz des Reflexionsspiegels 16 zunimmt, die Frequenz des Schwingungszustandssignals zu, das von der Schwingungserfassungsschaltung 36 dem Bezugssignalgenerator 38 zugeführt wird. Deshalb nimmt die Frequenz des Bezugssignals zu, so daß die Drehzahl des Nebenabtastzuführmotors 26 erhöht wird, so daß die Geschwindigkeit zunimmt, mit der der Film F zugeführt wird. Wenn die Resonanzfrequenz des Reflexionsspiegels 16 abnimmt, nimmt auch die Geschwindigkeit entsprechend ab, mit der Film F zugeführt wird. Als Ergebnis wird unabhängig von Änderungen der Resonanzfrequenz des Reflexionsspiegels 16 der Abtastschritt des Laserstrahls L auf dem Film F in der Nebenabtastrichtung Y die gesamte Zeit konstant gehalten, wodurch ein Bild äußerst genau auf dem Film F aufgezeichnet werden kann. Insoweit, als der Film F in der Nebenabtastrichtung Y mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die der Resonanzfrequenz des Reflexionsspiegels 16 entspricht, ist es möglich, die Aufzeichnung eines erwünschten Bildes auf dem Film F zu starten, unmittelbar nachdem der Reflexionsspiegel 16 begonnen hat, zu schwingen. Die verfügbare Abtastzeit der Bildaufzeichnungsvorrichtung 10 kann deshalb wirksam genutzt werden, wodurch die Bildaufzeichnungsvorrichtung 10 für Aufzeichnungsbilder wirkungsvoll gemacht wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Schwingungszustandssignal, das den Schwingungszustand des Reflexionsspiegels 16 angibt, auf der Grundlage des Treiberstroms erzeugt, der der Betätigungsspule der Ablenktreiberschaltung 34 zugeführt wird. Jedoch kann ein gewisser Fleck, mit dem der Laserstrahl L abtastet und durch die fθ Linse hindurchgegangen ist, durch eine Lichterfassungseinrichtung erfaßt werden, ein Schwingungszustandssignal, das einen Schwingungszustand des Reflexionsspiegels 16 angibt, kann von einem erfaßten Signal der Lichterfassungseinrichtung erzeugt werden, und das erzeugte Schwingungszustandssignal kann auf den Phasenvergleicher 42 zur Erzeugung eines Bezugssignals angewendet werden.
Die Abtastvorrichtung mit der Resonanzlichtablenkeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in eine Bildaufzeichnungsvorrichtung eingegliedert werden, wie einen Laserstrahldrucker, eine Kurvenaufzeichnungsvorrichtung, ein Kopiergerät oder Ähnliches, und kann auch in eine Bildlesevorrichtung eingeschlossen werden, die einen Lichtstrahl verwendet.
Obgleich eine bestimmte, bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im einzelnen gezeigt und beschrieben worden ist, versteht es sich, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen daran gemacht werden können, ohne von dem Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Eine Abtastvorrichtung, die umfaßt:

eine Lichtbündelerzeugungseinrichtung (12) zur Erzeugung eines Lichtbündels (L) ;

eine Lichtablenkeinrichtung (18), die einen Reflexionsspiegel (16) zur Reflexion und Ablenkung des Lichtbündels (L) aufweist, das von der genannten Lichtbündelerzeugungseinrichtung (12) erzeugt worden ist, um ein abgetastetes Medium (F) in einer Hauptabtastrichtung abzutasten;

eine Zuführvorrichtung (28, 32, 30a, 30b) zum Zuführen des genannten abgetasteten Mediums (F) in einer Nebenabtastrichtung (y) quer zu der genannten Hauptabtastrichtung;

eine Bezugssignalerzeugungseinrichtung (38) zur Erzeugung eines Bezugssignals; und

eine Zuführsteuereinrichtung (40) zur Steuerung der genannten Zuführvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lichtablenkeinrichtung (18) eine Resonanzlichtablenkeinrichtung ist, die den genannten Reflexionsspiegel (16) aufweist, der von einem elastischen Element gehalten ist und eine natürliche Resonanzschwingungsfrequenz aufweist,

eine Erfassungseinrichtung (34) vorgesehen ist, um einen Schwingungszustand des genannten Reflexionsspiegels (16) zu erfassen und ein Schwingungszustandssignal zu erzeugen, das den erfaßten Schwingungszustand angibt;

die genannte Bezugssignalerzeugungseinrichtung geeignet ist, ein Bezugssignal synchron zu oder proportional zu der Frequenz des Schwingungszustandssignals von der genannten Erfassungseinrichtung zu erzeugen, und

die genannte Zuführsteuereinrichtung fähig ist, die Geschwindigkeit, mit der das abgetastete Medium in der genannten Nebenabtastrichtung zugeführt wird, synchron zu oder proportional zu dem genannten Bezugssignal zu steuern und einzustellen.

2. Eine Abtastvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die genannte Bezugssignalerzeugungseinrichtung eine Phasenregelschleife zur Erzeugung des genannten Bezugssignals in Reaktion auf das genannte Schwingungszustandssignal umfaßt.

3. Eine Abtastvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die genannte Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung des genannten Schwingungszustandssignals auf der Grundlage eines Rückkopplungssignals von der genannten Resonanzlichtablenkeinrichtung umfaßt, die den Antriebszustand der genannten Resonanzlichtablenkeinrichtung darstellt.