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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung,
die einen Laser verwendet, und ein Verfahren zum Kalibrieren eines
Lasers in einer solchen Bilderzeugungsvorrichtung.
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Eine
elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung, die einen Laser
enthält,
wie z. B. ein Laserdrucker, verwendet ein optisches System, um den
Laserstrahlausgang aus dem Laser auf eine fotoleitende (PC) Oberfläche, wie
z. B. eine PC-Trommel, zu lenken. Das optische System umfasst typischerweise
eine Mehrzahl von separaten optischen Vorrichtungen, wie z. B. Planspiegel,
Linsen und einen rotierenden Polygonspiegel. Der Laserstrahlausgang
aus dem Laser wird mit einer festen Orientierung auf das optische
System projiziert, das dann den Laserstrahl umlenkt und bewegt,
um zu bewirken, dass der Laserstrahl über die PC-Trommel scannt.
Spezieller wird der Polygonspiegel durch einen zugeordneten Motor
mit einer bekannten Drehgeschwindigkeit gedreht. Der Laserstrahlausgang
aus dem Laser wird auf eine Oberfläche des Polygonspiegels gelenkt,
der wiederum den Laserstrahl durch geeignete Linsen und Spiegel
auf die PC-Trommel umlenkt. Wenn der Polygonspiegel rotiert, ändert sich
der Winkel einer Projektion zwischen dem Laserstrahl, der darauf auftrifft,
und dem Laserstrahl, der davon projiziert wird, wodurch bewirkt
wird, dass der Laserstrahl über
die Oberfläche
der PC-Trommel scannt. Wenn sich der Laserstrahl von einer Oberfläche oder
Facette des Polygonspiegels zu einer benachbarten Oberfläche oder
Facette des Polygonspiegels bewegt, bewegt sich der Laserstrahl
von einem Ende einer speziellen Scanlinie zu einem Anfang einer
nächsten
Scanlinie.
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Wenn
Auflösungen
und Druckgeschwindigkeiten der Laserdrucker ansteigen, muss die
Drehgeschwindigkeit des Polygonspiegels im Druckkopf auch zunehmen.
Da der Polygonspiegel und zugeordnete Motor eine endliche Masse
aufweisen, erhöht
die Zunahme in der Drehgeschwindigkeit des Polygonspiegels desgleichen
die Zeit, die der Polygonspiegel und zugeordnete Motor brauchen,
um von einer Drehgeschwindigkeit Null auf eine bekannte Betriebsdrehgeschwindigkeit
hochzufahren. Bis der Polygonspiegel und Motor die konstante Betriebsdrehgeschwindigkeit
erreichen, wird ein Druck des Druckbilds auf dem Druckmedium nicht
durchgeführt.
Die Zeitspanne zwischen Betätigung
des Motors, der den Polygonspiegel antreibt, und dem tatsächlichen
Druck des Druckbilds auf dem Druckmedium, bekannt als die "Erstkopiezeit", erhöht sich,
wenn die Betriebsdrehgeschwindigkeit des Polygonspiegels zunimmt.
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Ein
anderer Faktor, der die Erstkopiezeit des Laserdruckers auch beeinflusst,
ist die Kalibrierung des Lasers, die notwendigerweise vor dem Druck
des Druckbilds auf dem Druckmedium erfolgt. Die elektrische Schaltungsanordnung,
die dem Laser zugeordnet ist, ist typischerweise so konfiguriert,
dass ein Signal geliefert wird, das für die absolute Leistung des
Lasers bezeichnend ist, wenn der Laser aktiviert ist.
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In
einem herkömmlichen
Laserdrucker wird der Motor, der den Polygonspiegel antreibt, nach
anfänglichem
Aufstarten für
eine vorbestimmte Zeitspanne betrieben, was ermöglicht, dass die Betriebsdrehgeschwindigkeit
des Polygonspiegels verhältnismäßig konstant
wird. Danach wird der Laser für
eine Zeitspanne aktiviert, die ausreicht, um seine Kalibrierung
zu ermöglichen.
Ein Druck auf dem Druckmedium erfolgt, nachdem der Laser kalibriert
ist. Ein Problem bei dieser Technik besteht darin, dass die Laserkalibrierung
nach der Hochfahrperiode erfolgt, die der Drehgeschwindigkeit des
Polygonspiegels zugeordnet ist. Die "Erstkopiezeit" steigt deshalb infolge der Zeit an,
die für
beides, Hochfahren des Polygonspiegels und Kalibrierung des Lasers, erforderlich
ist.
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Ein
anderes Problem besteht darin, dass die Kalibrierung des Lasers
typischerweise durch Aktivierung des Lasers unter Außerachtlassung
der speziellen Stelle des Laserstrahls während eines Scans des Laserstrahls über die
PC-Trommel ausgeführt
worden ist. Die PC-Trommel wird an den Stellen, die durch den Laserstrahl
berührt
werden, entladen. Infolgedessen können die geladenen Tonerpartikeln
zur PC-Trommel angezogen werden und müssen anschließend vor
einem Druck auf dem Druckmedium von der PC-Trommel entfernt werden.
Außerdem
können
einige von den Tonerpartikeln auf der PC-Trommel zur Übertragungswalze benachbart
zur PC-Trommel angezogen werden. Wenn die Übertragungswalze nicht vor
einem Druck des Druckbilds auf dem Druckmedium gereinigt wird, können die
Tonerpartikeln auf der Übertragungswalze
auf die Rückseite
des Druckmediums übertragen
werden und dadurch das Druckmedium verunreinigen.
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Die
EP-A-0505741 beschreibt eine elektrofotografische Druckvorrichtung
mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.
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Die
US-5 550 573 beschreibt ein Verfahren zum Verringern der Erstkopiezeit
des Laserdruckers, indem die Laserlichtmenge eingestellt wird, bevor
das optische System die gewünschte
Scangeschwindigkeit erreicht.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Drucken unter Verwendung
eines Laserdruckers bereit, bei dem die "Erstkopiezeit" verringert wird, indem eine Scanliniensynchronisiersignalerzeugung
initiiert wird und/oder der Laser gleichzeitig mit einer Hochfahrperiode
eines rotierenden optischen Spiegels kalibriert wird.
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Die
Erfindung umfasst in einer Form derselben ein Verfahren zum Kalibrieren
eines Lasers in einer elektrofotografischen Bilderzeugungsvorrichtung,
die zur Erzeugung eines Druckbilds auf einem Druckmedium verwendet
wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Bereitstellen
eines Lasers mit einem selektiv aktivierbaren Laserstrahlausgang;
Drehen
einer optischen Vorrichtung, wobei sich die optische Vorrichtung
und der Laser miteinander verbinden, um eine bewegbare Projektionsbahn
des Laserstrahlausgangs zu definieren, wobei die Drehung der optischen Vorrichtung
zu der Bewegung der Projektionsbahn über eine Scanlinie führt, die
eine fotoleitende Oberfläche überlagert,
wobei der Drehschritt nach einer Anfangsdrehung der optischen Vorrichtung
eine Hochfahrperiode umfasst, während
welcher eine Drehgeschwindigkeit der optischen Vorrichtung ansteigt;
und
Erstellen eines sicheren Bereichs in einem Teil der Scanlinie,
der einen Bildbereich auf der fotoleitenden Oberfläche nicht überlagert;
dadurch
gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter den Schritt umfasst: Aktivieren
und Kalibrieren des Lasers, wenn die Projektionsbahn in dem sicheren
Bereich positioniert ist, indem der Leistungsausgang des Lasers
bestimmt und eingestellt wird, wobei der Aktivierungs- und Kalibrierungsschritt
während
der Hochfahrperiode des Drehschritts durchgeführt wird.
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Die
Erfindung umfasst auch eine elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtung
zur Erzeugung eines Druckbilds auf einem Druckmedium, umfassend:
einen
Laser mit einem selektiv aktivierbaren Laserstrahlausgang; und
eine
drehbare optische Vorrichtung, wobei sich die optische Vorrichtung
und der Laser miteinander verbinden, um eine bewegbare Projektionsbahn
des Laserstrahlausgangs zu definieren, wobei eine Drehung der optischen
Vorrichtung zu einer Bewegung der Projektionsbahn über eine
Scanlinie, die eine fotoleitende Oberfläche überlagert, führt und
wobei ein Teil der Scanlinie einen sicheren Bereich aufweist, der
keinen Bildbereich auf der fotoleitenden Oberfläche überlagert;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung weiter Einrichtungen zur Aktivierung und Kalibrierung
des Lasers umfasst, wenn die Projektionsbahn während einer Hochfahrperiode
von einer Anfangsdrehung der optischen Vorrichtung in dem sicheren
Bereich positioniert ist.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Laser
gleichzeitig mit der Hochfahrperiode der rotierenden optische Vorrichtung
kalibriert wird, wodurch die Erstkopiezeit des Laserdruckers verringert
wird.
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Die
vorstehend erwähnten
und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung und die Weise
sie zu erreichen, werden durch Bezug auf die folgende Beschreibung
einer Ausführungsform
der Erfindung, die nur als Beispiel gegeben wird, in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen ersichtlicher und die Erfindung wird dadurch besser
verstanden.
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1 ist
eine grafische Veranschaulichung einer Hochfahrperiode eines Spiegelmotors,
der eine rotierende optische Vorrichtung während eines Anfangbetriebs
antreibt, im Vergleich zu Scanzeiten, die mit der optischen Vorrichtung
während
der Hochfahrperiode verbunden sind;
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2 ist
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Druckkopf
in einem Laserdrucker, der mit dem Laserkalibrierungsverfahren der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die aufeinanderfolgende Scans des Druckkopfs
in Bezug zu einer PC-Trommel veranschaulicht, wenn der Laser gemäß einer
Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kalibriert wird; und
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4 ist
eine grafische Veranschaulichung von Abständen, die mit verschiedenen
mechanischen Komponenten in dem Laserdrucker verbunden sind, in
Bezug zu Scanabständen,
die mit einem speziellen Scan des Druckkopfs während einer Kalibrierung des
Lasers verbunden sind.
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Entsprechende
Bezugszeichen zeigen überall
in den mehreren Ansichten entsprechende Teile an.
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Mit
Bezug nun auf die Zeichnungen und spezieller auf 1 ist
dort eine grafische Veranschaulichung einer Hochfahrperiode eines
Spiegelmotors dargestellt, der eine rotierende optische Vorrichtung
in der Form eines Polygonspiegels während eines Anfangbetriebs
antreibt, verglichen mit Scanzeiten, die mit dem Polygonspiegel
während
der Hochfahrperiode verbunden sind. Die linke vertikale Achse stellt
die Drehgeschwindigkeit des Motors, der den Polygonspiegel antreibt,
in Umdrehungen pro Minute dar. Die rechte vertikale Achse stellt
die Scanzeit, die mit dem angetriebenen Polygonspiegel verbunden
ist, in Mikrosekunden dar. In der in 1 dargestellten
Ausführungsform
wird angenommen, dass der Polygonspiegel eine hexagonale Form mit
sechs Facetten oder reflektierenden Oberflächen zum Reflektieren des Laserstrahlausgangs
aus dem Laser aufweist. Nach Anfangsbetätigung des den Polygonspiegel
antreibenden Motors (Zeit gleich Null) weist der Motor eine Drehgeschwindigkeit
Null und eine Hochfahrgeschwindigkeit mit einer verhältnismäßig steilen
Steigung auf. Nach etwa acht Sekunden vom Zeitpunkt einer Anfangsbetätigung des
Motors beginnt die Drehgeschwindigkeit des Motors, sich auf ein
Plateau zu begeben oder sich abzuflachen.
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Gleichzeitig
mit der zunehmenden Drehgeschwindigkeit des Motors nimmt die Drehgeschwindigkeit des
Polygonspiegels, der durch den Motor angetrieben wird, auch zu.
Dies bedeutet, dass sich die Facetten oder reflektierenden Oberflächen am
Laserstrahlausgang auch mit einer rapide zunehmenden Rate oder Geschwindigkeit
vorbeibewegen. Dies bedeutet umgekehrt, dass die Scanzeiten, die
mit jeder der sechs Facetten, die sich am Laserstrahlausgang vorbeibewegen,
verbunden sind, abnehmen. Bei einer verstrichenen Zeit von etwa
0,1 Sekunden von einer Anfangsbetätigung des Spiegelmotors beträgt die mit
einer beliebigen speziellen Facette des Polygonspiegels verbundene
Scanzeit etwa 6000 Mikrosekunden. Die Scanzeit nimmt anschließend ab,
wie in 1 angezeigt. Die Steigung der Scanzeit ist verhältnismäßig steil,
eine negative Steigung nach Anfangsbetätigung des Spiegelmotors, und
beginnt ungefähr
zwei Sekungen nach Anfangsbetätigung
des Spiegelmotors auf ein Plateau anzukommen oder sich abzuflachen.
Bei etwa acht Sekunden nach Anfangsbetätigung des Spiegelmotors beträgt die Scanzeit,
die mit einer beliebigen speziellen Facette auf dem Polygonspiegel
verbunden ist, etwa 330 Mikrosekunden.
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2 ist
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Druckkopfs 10 in
einem Laserdrucker, der bei dem Laserkalibrierungsverfahren der
vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die verschiedenen Komponenten
in 2 sind auf eine vereinfachte schematische Weise
dargestellt, da die einzelnen Komponenten von herkömmlicher
Konstruktion sind. Der Druckkopf 10 umfasst im Allgemeinen
einen Laser 12, einen HSYNC-Spiegel 14, einen HSYNC-Detektor 16 und
ein optisches System, das umfasst: einen Spiegel 18, einen
rotierenden Polygonspiegel 20, eine F-Theta-Linse 22,
eine Linse 24 und einen Faltspiegel 26.
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Der
Laser 12 liefert einen selektiv aktivierbaren Laserstrahlausgang
mit einer festen Orientierung. Der Laserstrahl wird von dem Spiegel 18 zu
einer von sechs reflektierenden Oberflächen oder Facetten 28 des
Polygonspiegels 20 reflektiert. Der Polygonspiegel 20 wird
in eine Drehrichtung (angezeigt durch einen Pfeil 30) durch
einen Motor angetrieben, der schematisch durch eine gestrichelte
Linie 32 dargestellt ist. Wenn sich der Polygonspiegel 20 dreht, ändert sich
die Winkelposition der Facette 28 in Bezug zum Laserstrahl,
der von dem Spiegel 18 reflektiert wird. Die Änderung
in der Winkelposition der Facette 28 bewirkt wiederum,
dass die Projektionsbahn des Laserstrahls über den Faltspiegel 26 scannt.
Ein Laserstrahl, der von der Facette 28 in der Nähe einer
Vorderkante 28A reflektiert wird, entspricht einer Projektionsbahn 34A am
Anfang einer Scanlinie, und ein Laserstrahl, der von der Facette 28 in
der Nähe
einer Hinterkante 28B reflektiert wird, entspricht einer Projektionsbahn 34B an
einem Ende einer Scanlinie. Die F-Theta-Linse 22 und die
Linse 24 sind Linsen vom Brechtyp, die die Lichteigenschaften
des Laserstrahls auf eine bekannte Weise umlenken und/oder ändern. Der
Faltspiegel 26 faltet den Laserstrahl, der darauf reflektiert
wird, unter im Wesentlichen einem rechten Winkel in Bezug zur Zeichenseite
von 2 und auf eine PC-Trommel (in 2 nicht
dargestellt). Die Breite der Scanlinie, die durch den Faltspiegel 26 projiziert
wird, ist breiter als die Breite der PC-Trommel, wie in größerer Einzelheit
nachstehend beschrieben wird.
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Zwecks
Veranschaulichung und Beschreibung wird angenommen, dass die Projektionsbahnen
des vom Laser 12 ausgesandten Laserstrahls, ungeachtet
ob der Laserstrahl tatsächlich
vom Laser 12 ausgesandt wird, vorhanden sind. D. h., der
Laser 12 ist selektiv aktivierbar, um einen intermittierenden
Laserstrahlausgang zu erzeugen, wie vorstehend angegeben. Der Laserstrahl
wird nur an einer Mehrzahl von Stellen innerhalb einer speziellen
Scanlinie, entsprechend Stellen auf der PC-Trommel, die zu entladen
sind, um die geladenen Tonerpartikeln anzuziehen, betätigt. Die
Projektionsbahn des Laserstrahlausgangs aus dem Laser 12 wird
an einem beliebigen speziellen Punkt über die Scanlinie folglich
als eine theoretische Projektionsbahn des Laserstrahls definiert,
abhängig
von der Orientierung der reflektierenden Facette 28, ungeachtet,
ob der Laserstrahlausgang tatsächlich
vom Laser 12 ausgesandt wird.
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Der
HSYNC-Spiegel 14 reflektiert den Laserstrahl vom Laser 12,
wenn der Laserstrahl auf die Facette 28 an der Vorderkante 28A auftrifft.
Der vom HSYNC-Spiegel 14 reflektierte Laserstrahl trifft
auf einen HSYNC-Detektor 16 auf, der ein Ausgangs-HSYNC-Signal
liefert, das anzeigt, dass der Anfang einer nächsten Scanlinie eingetreten
ist. Das Ausgangssignal vom HSYNC-Detektor 16 wird für eine richtige
Ausrichtung der Druckdaten über
die spezielle Scanlinie zur horizontalen Synchronisation durch den
Laserdrucker verwendet. Wenn der Polygonspiegel 20 rotiert,
reflektiert die Vorderkante von jeder Facette 28 einen
Laserstrahl zum HSYNC-Spiegel 14, um den Anfang einer zugeordneten
nächsten
Scanlinie anzuzeigen.
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Bei
herkömmlichen
Laserdruckern wird der Spiegelmotor 32 betätigt, um
den Polygonspiegel 20 drehbar anzutreiben. Der Motor 32 wird
für eine
vorbestimmte Zeitspanne betrieben, wobei ermöglicht wird, dass seine Drehgeschwindigkeit
hochfährt
und bei einer gewünschten
Betriebsgeschwindigkeit abflacht. Danach wird der Laser 12 für eine spezielle
Zeit aktiviert, wobei eine Kalibrierung desselben durch Messung
des Leistungsausgangs aus demselben ermöglicht wird. Wenn der Laser 12 aktiviert
ist, wird der Projektionsbahn 34A–34B des Laserstrahlausgangs
keine Beachtung geschenkt. Der Laserstrahlausgang wird folglich
von dem Faltspiegel 26 reflektiert und trifft auf die PC-Trommel
auf. Dies bewirkt, dass die PC-Trommel an den Auftreffstellen des
Laserstrahls entladen wird, was wiederum geladene Tonerpartikeln
zur PC-Trommel anziehen kann. Diese Tonerpartikeln können wiederum
zu einer benachbarten Übertragungswalze übertragen
werden. Es ist folglich notwendig, sowohl die PC-Trommel als auch
die Übertragungswalze
zu reinigen, bevor auf einem Druckmedium gedruckt wird, um die Bildung
von Geisterbildern auf dem Druckmedium zu vermeiden. Dieses unnötige Entladen
der PC-Trommel erfordert zusätzliche
Zeit zum Reinigen der PC-Trommel und/oder Übertragungswalze und kann zur
Bildung von unerwünschten
Bildern auf dem Druckmedium führen.
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Indem
nun auf die 3 und 4 Bezug
genommen wird, wird eine Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Kalibrieren des Lasers
und Verringern der Erstkopiezeit des Laserdruckers in größerer Einzelheit
beschrieben. 3 ist eine schematische Ansicht,
die aufeinanderfolgende Scans des Druckkopfs 10 in Bezug
zu einer PC-Trommel 38 veranschaulicht, wenn der Laser 12 gemäß einer
Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kalibriert wird. Eine
Scanlinie 40 entspricht einem speziellen Scan des Laserstrahlausgangs
aus dem Laser 12 über
die Mehrzahl von Projektionsbahnen, die von der Anfangsprojektionsbahn 34A zur
Endprojektionsbahn 34B reicht (2), ungeachtet
ob der Laser 12 tatsächlich
aktiviert ist, um den Laserstrahlausgang zur Verfügung zu
stellen. Am Anfang der Scanlinie 40 liefert der HSYNC-Detektor 16 ein
HSYNC-Signal 42, das zur horizontalen Synchronisation der
Druckdaten in Bezug zum zu druckenden Druckbild verwendet wird.
Der Laserstrahlausgang aus dem Laser 12 muss zur Detektion
durch den HSYNC-Detektor 16 EIN sein. Der Laserstrahlausgang
aus dem Laser 12 wird danach vorzugsweise deaktiviert,
wenn der Scan in einer Scanrichtung 44 voranschreitet,
bis die Projektionsbahn des Laserstrahls in einem sicheren Bereich 46 außerhalb
eines Bildbereichs 48 ist. Der Laserstrahlausgang aus dem Laser 12 wird
im sicheren Bereich 46 aktiviert und bleibt EIN, bis er
durch den HSYNC-Detektor 16 am
Anfang einer nächsten
Scanlinie 50 detektiert wird, an welchem Punkt ein HSYNC-Signal 42 durch
den HSYNC-Detektor 16 geliefert
wird und der Laserstrahlausgang aus dem Laser 12 wieder
AUSgeschaltet wird. Nachdem der Laser 12 EINgeschaltet
ist, wenn die Projektionsbahn im sicheren Bereich 46 ist,
wird der Laser 12 kalibriert, indem der Leistungsausgang
aus demselben gemessen wird. Dieses Verfahren zum Aktivieren des
Lasers 12, wenn sich die Projektionsbahn im sicheren Bereich 46 befindet,
Kalibrieren des Lasers 12, während er aktiviert ist, und
Deaktivieren des Lasers 12 bei Detektion durch den HSYNC-Detektor 16 tritt
wiederholt auf, bis die Drehgeschwindigkeit des Polygonspiegels 20 bis
zu einer im Wesentlichen konstanten Betriebsgeschwindigkeit nach
anfänglichem
Aufstarten hochgefahren ist, und setzt sich während des Druckbetriebs fort.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, wird der Laser 12 nicht
aktiviert, wenn die Projektionsbahn des Laserstrahlausgangs den
Bildbereich 48 überlagert.
Folglich werden keine unerwünschten
Bilder auf dem Druckmedium gebildet, da die PC-Trommel 38 durch
das vordere Ende der Laserkalibrierungssequenz während des früheren Teils
des Druckzyklus entladen wird, wo sich der EP-Prozess schon in einem
Reinigungsmodus befindet.
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Eine
Aufladewalze 52 ist benachbart zur PC-Trommel 38 angeordnet
und lädt
die Oberfläche
der PC-Trommel 38 auf, um anschließend durch den Laserstrahlausgang
aus dem Laser 12 entladen zu werden. Die Aufladewalze 52 ist
breiter als der Bildbereich 48, aber schmaler als die PC-Trommel 38.
Der Teil der PC-Trommel 38, der breiter als die Aufladewalze 52 ist,
wird nicht durch die Aufladewalze 52 aufgeladen und wird
folglich nicht durch das Auftreffen des Laserstrahlausgangs darauf
beeinträchtigt.
Demgemäß ist es
vorzuziehen, dass der sichere Bereich 46 so innerhalb der
Mehrzahl von Scanlinien positioniert ist, wie z. B. die Scanlinien 40 und 50,
dass der sichere Bereich 46 außerhalb der Breite der Aufladewalze 52 positioniert
ist. Die sicheren Bereiche 46 können auch so positioniert sein,
dass sie die PC-Trommel 38 nicht überlagern, wie in 3 dargestellt.
Jedoch kann jeglicher Teil der Scanlinie außerhalb des Bildbereichs 48 als
ein sicherer Bereich betrachtet werden.
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Mit
Bezug nun auf 4 werden die räumlichen
Beziehungen zwischen verschiedenen körperlichen Komponenten des
Laserdruckers und eine Kalibrierung des Lasers in größerer Einzelheit
beschrieben.
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Die
Breite von verschiedenen Komponenten im Laserdrucker sind am unteren
Ende von 4 in proportionalem Verhältnis zueinander
dargestellt. Die Entwicklerwalze und die Aufladewalze weisen eine
Breite auf, die untereinander etwa gleich ist. Die PC-Trommel weist
eine Breite auf, die größer als
die Breite von sowohl der Entwicklerwalze als auch der Aufladewalze
ist. Der tatsächliche
Bildbereich auf der PC-Trommel ist schmaler als die Aufladewalze
und entspricht im Allgemeinen der Breite des Papiers oder anderen
Druckmediums. Die Druckkopfbreite entspricht der Gesamtbreite der
durch den Druckkopf 10 erzeugten Scanlinie, die sich im
Allgemeinen von einer Anfangsprojektionsbahn 34A zu einer
Endprojektionsbahn 34B erstreckt, dargestellt in 2.
Die Druckkopfbreite ist eine Funktion des Abstands über jeder
Facette 28 des Polygonspiegels 20 von einer Vorderkante 28A zu
einer Hinterkante 28B sowie der Ablenkwinkel der verschiedenen
Projektionsbahnen des Laserstrahls durch die Linsen 22 und 24.
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Wie
durch die Linie, die mit "LASER
EIN" bezeichnet
ist, angezeigt, wird der Laser 12 an einem Teil der Scanlinie
aktiviert, der mit dem sicheren Bereich 46 übereinstimmt.
In der dargestellten Ausführungsform wird
der Laser 12 an etwa der Mitte des sicheren Bereichs 46 aktiviert,
wodurch eine Fehlertoleranzgrenze in jeder Richtung ermöglicht wird.
Der sichere Bereich 46 ist am Ende einer Scanlinie und
außerhalb
der Breite der Aufladewalze angeordnet, wie vorstehend beschrieben
und in 4 angezeigt. Der sichere Bereich 46 ist weit
genug weg vom Ende der Scanlinie positioniert, so dass der Laser
für eine
ausreichende Zeit aktiviert werden kann, wobei ermöglicht wird,
dass der Leistungsausgang bestimmt und kalibriert wird. Nachdem
der Laser 12 für
eine ausreichende Zeit aktiviert worden ist, wobei ermöglicht wird,
dass der Leistungsausgang bestimmt wird, wird der Laser 12 kalibriert,
indem der Leistungsausgang eingestellt wird, wie durch die Linie
angezeigt, die mit "EINSTELLEN" bezeichnet ist.
Der Laserstrahlausgang aus dem Laser 12 bleibt aktiviert,
bis der HSYNC-Detektor 16 den Anfang einer nächsten Scanlinie
detektiert und ein entsprechendes HSYNC-Signal 42 liefert.
Unmittelbar danach wird der Laserstrahlausgang deaktiviert, bevor
die Projektionsbahn der nächsten Scanlinie
auf den Bildbereich auf der PC-Trommel auftrifft. Der Laserstrahlausgang
wird vorzugsweise möglichst
nahe am HSYNC-Signal 42 deaktiviert.
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Das
Verfahren zum Aktivieren des Laserstrahlausgangs aus dem Laser 12 im
sicheren Bereich 46 wird nun in größerer Einzelheit beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, verringert sich die Scanzeit des
Druckkopfs 10 während
der Hochfahrperiode nach Anfangsbetätigung des Spiegelmotors 32 rapide.
Der sichere Bereich 46 ist innerhalb der Scanlinie und
außerhalb
der Aufladewalzenbreite positioniert, wie in 4 angezeigt.
Die Mitte des sicheren Bereichs 46 befindet sich folglich
in einem vorbestimmten Abstand vom Anfang einer speziellen Scanlinie.
Desgleichen kann die Mitte des sicheren Bereichs 46 in
einer speziellen Scanlinie durch das Verhältnis des Abstands vom Anfang
der Scanlinie zur Mitte des sicheren Bereichs 46, geteilt
durch die Gesamtdruckkopfbreite, dargestellt werden. Wenn die Drehgeschwindigkeit
des Polygonspiegels 20 nach Anfangsbetätigung des Spiegelmotors 32 hochfährt, kann
die Scanzeit für
eine spezielle Scanlinie bestimmt werden, indem die Zeitdauer zwischen
den HSYNC-Signalen 42, die durch den HSYNC-Detektor 16 geliefert
werden, erfasst wird. Der Laserdrucker enthält einen leiterplattenintegrierten
Taktgeber oder Zeitgeber (nicht dargestellt), der zur Bestimmung
der Zeit zwischen den HSYNC-Signalen 42 verwendet werden
kann. Als eine Annäherung
der Scanzeit für
eine spezielle Scanlinie kann die Zeit zwischen den HSYNC-Signalen
für eine spezielle
Anzahl von vorherigen Scanlinien verwendet werden. Z. B. ist es
möglich,
die Scanzeiten für
die vorherigen zwei (oder mehr) Scanlinien zusammen als eine Veranschlagung
der Scanzeit für
eine nächste
Scanlinie nach Empfang des HSYNC-Signals 42 entsprechend
der nächsten
Scanlinie zu mitteln. Die veranschlagte Scanzeit kann dann mit dem
Verhältnis
oder Gewichtungsfaktor multipliziert werden, der durch den Quotienten des
Abstands vom Anfang der Scanlinie zur Mitte des sicheren Bereichs 46 und
der Gesamtbreite der nächsten
Scanlinie, d. h. Druckkopfbreite, dargestellt wird. Nachdem eine
Zeitspanne von Detektion des HSYNC-Signals 42 entsprechend
dieser gewichteten Scanzeit verstrichen ist, wird der Laser 12 aktiviert,
um den Laserstrahlausgang an etwa der Mitte des sicheren Bereichs 46 zu
erzeugen. Der Laser 12 bleibt dann aktiviert, bis der HSYNC-Detektor 16 den
Anfang einer nächsten
Scanlinie erfasst und ein HSYNC-Signal 42 liefert.
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Nach
Anfangsbetätigung
des Spiegelmotors 32 ist es für den Laser 12 notwendig,
aktiviert zu werden und in einem aktivierten Zustand zu bleiben,
bis der HSYNC-Detektor 16 mindestens zwei HSYNC-Signale
geliefert hat. Dies ermöglicht,
dass die Position der Projektionsbahn vom Laser 12 bestimmt
wird.
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In
einer Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird die Zeit vom Anfang
einer Scanlinie, bis der Laser an der Mitte des sicheren Bereichs 46 aktiviert
wird, unter Verwendung der folgenden Formel berechnet:
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Wobei,
Einfangzeit
= Gesamtzeit über
die Anzahl von HSYNCS, die zu mitteln sind;
eingefangene #
HSYNCS = Anzahl von HSYNCS, die während der Einfangzeit erfasst
werden (in dieser Ausführungsform
auf 2 eingestellt);
HSYNC bis zur Mitte von sicherem Bereich
= Abstand vom Anfang einer Scanlinie bis zur Mitte des sicheren Bereichs 46;
und
Druckkopfbreite = Gesamtbreite einer beliebigen der Scanlinien.
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Diese
mathematische Formel kann weiter manipuliert werden, abhängig von
der speziellen elektrischen Hardware, die verwendet wird, um die
Berechnung durchzuführen.
Z. B., wenn der Mikrokontroller in der Form einer anwendungsspezifischen
integrierten Schaltung (ASIC) vorliegt, können die ASIC-Register PEL-basiert
sein. Die Einfangzeit kann in PELS umgewandelt werden, indem die
Anzahl von Slices pro PEL und die Zeit pro Slice korreliert werden.
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In
der Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, das vorstehend beschrieben
ist, wird die Scanzeit für eine
spezielle Scanlinie unter Verwendung einer Durchschnittsscanzeit
für eine
vorbestimmte Anzahl von vorherigen Scanlinien veranschlagt. Jedoch
ist es auch möglich,
eine veranschlagte Scanzeit auf Grundlage von vorhergehenden Scanzeiten
zu extrapolieren. Z. B. können
die HSYNC-Signale, die durch den HSYNC-Detektor 16 bereitgestellt
werden, verwendet werden, um die Beschleunigung des Polygonspiegels 20,
der durch den Spiegelmotor 32 angetrieben wird, zu bestimmen.
Eine extrapolierte Scanzeit für eine
nächste
Scanlinie kann unter Verwendung eines linearen Algorithmus der kleinsten
Quadrate oder eines anderen bekannten Datenanpassungsalgorithmus
berechnet werden. Außerdem
kann, da der Polygonspiegel 20 eine vorbestimmte Anzahl
von Facetten umfasst, die Beschleunigung des Polygonspiegels 20 verwendet werden,
um die Position einer projizierten Bahn des Laserstrahls auf eine
Facette 28 unter Verwendung von Integrationstechniken zu
bestimmen.
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Die
vorstehend dargelegte Berechnung kann entweder in Echtzeit ausgeführt werden
oder vorberechnet und in eine Nachschlagtabelle umgewandelt werden,
die durch die gemessene HSYNC-Zeit indiziert sein kann.
