DE69927068T2

DE69927068T2 - Lichtstrahlabtast- und Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69927068T2
Application number: DE69927068T
Authority: DE
Inventors: Koji 1-1 Shibaura 1-chome Tanimoto; Kenichi 1-1 Shibaura 1-chome Komiya; Naoaki 1-1 Shibaura 1-chome Ide; Jun 1-1 Shibaura 1-chome Sakakibara
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: EP0930773A3; DE69927068D1; US6469730B2; JP4308338B2; JPH11202229A; CN1158846C; US20010003463A1; EP0930773B1; US6208367B1; CN1238475A; EP0930773A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtstrahlabtastvorrichtung, um beispielsweise Laserstrahlen dazu zu bringen die Oberfläche einer fotoempfindlichen Trommel gleichzeitig abzutasten, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der fotoempfindlichen Trommel zu bilden, und eine Bilderzeugungsvorrichtung, beispielsweise eine digitale Kopiermaschine oder ein Laserdrucker, die die Lichtstrahlabtastvorrichtung verwendet.
In den vergangenen Jahren sind verschiedene digitale Kopiermaschinen entwickelt worden, die Bilder erzeugen, indem beispielsweise eine Laserstrahlabtastbelichtung und elektronische Fotografieverarbeitung verwendet werden.
Um die Bilderzeugungsgeschwindigkeit zu steigern, sind kürzlich digitale Mehrstrahlkopiermaschinen entwickelt worden. Bei diesem Typ von digitaler Kopiermaschine wird mehr als ein Laserstrahl erzeugt und dazu gebracht in Zeileneinheiten gleichzeitig abzutasten.
Die digitale Mehrstrahlkopiermaschine enthält Halbleiterlaseroszillatoren zum Erzeugen der Laserstrahlen, einen vielflächigen rotierenden Spiegel, beispielsweise einen Polygonspiegel, und eine optische Systemeinheit, die als eine Lichtstrahlabtastvorrichtung arbeitet. Der vielflächige rotierende Spiegel reflektiert die Laserstrahlen, die von den Laseroszillatoren ausgesendet werden, in Richtung auf eine fotoempfindliche Trommel, damit jeder Laserstrahl die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel abtastet. Die optische Systemeinheit besteht hauptsächlich aus einer Kollimatorlinse und einer f-θ Linse.
Ein Verfahren zum Steuern der Belichtungsposition genau in die Richtung, in der ein Laserstrahl abtastet (oder Hauptabtastrichtung) in einer digitalen Kopiermaschine vom Mehrstrahltyp ist offenbart in beispielsweise der japanischen Patentanmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 1-43294, der japanischen Patentanmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 3-57452, der japanischen Patentanmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 3-57453, der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 5-32824 oder der japanischen Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichungsnr. 56-104572.
Die japanische Patentanmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 1-43294 offenbart ein Verfahren zum Verwenden eines Lichtstrahlsensors, um die Zeitgebung, mit der Lichtstrahlen ankommen, zu erfassen. Bei diesem Verfahren ist die Reihenfolge, in der die Lichtstrahlen ankommen, unbekannt. Folglich ist das Verfahren nicht für ein optisches System geeignet, in welchem zwei oder mehr Lichtstrahlen gleichzeitig ankommen.
Die japanische Patentanmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 3-57452 offenbart ein Verfahren zum Bereitstellen von separaten Lichtempfangsabschnitten, um unabhängig Lichtstrahlen zu erfassen und jedem Lichtstrahl zu erlauben den entsprechenden Lichtempfangsabschnitt zu belichten und hindurch zu verlaufen. Basierend auf dem Signal von jedem Lichtempfangsabschnitt wird die Lichtaussendezeitgebung für das Drucken durch jeden Lichtstrahl (oder Aufzeichnen oder Bildbildung) erzeugt.
Wenn jedoch beispielsweise mehrere Aufzeichnungspunktabstände (Auflösungen), beispielsweise 300 dpi, 400 dpi und 600 dpi oder 16 Zeilen/mm und 15,4 Zeilen/mm benötigt werden, muss die Anzahl an Umdrehungen des Polygonspiegels oder die Frequenz des Bildtakts geändert werden. In diesem Fall ist es schwierig die Druckstartposition jedes Lichtstrahls auszurichten, aufgrund der folgenden Probleme: die Phase des Ausgangssignals von jedem Lichtempfangsabschnitt kann sich ändern bezüglich des entsprechenden Lichtstrahls, der Zeitgebung, mit der jeder Lichtstrahl an der Druckstartposition ankommt, und die Differenz der Ankunftszeitgebung zwischen den Lichtstrahlen kann nicht durch eine Periode des Bildtakts geteilt werden.
Das Verfahren, das in der japanischen Patentanmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 3-57453 offenbart ist, basiert auf der Annahme, dass der Hauptabtastbildbildungsbereich für jeden Lichtstrahl designed ist, um sich in der Hauptabtastrichtung zu verschieben. Folglich ist das Verfahren nicht für ein derartiges optisches System geeignet, wie in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Das Verfahren, das in der Gebrauchsmusteranmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 5-32824 offenbart ist, ist nicht für ein derartiges optisches System geeignet, wie in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gezeigt, wegen des selben Grunds, wie bei dem Verfahren in der japanischen Patentanmeldung KOKOKU Veröffentlichungsnr. 3-57452.
Das Verfahren, das in der japanischen Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichungsnr. 56-104572 offenbart ist, dient zur Erzeugung eines synchronisierenden Signals, indem einer von mehreren Lichtstrahlen verwendet wird, und zum Steuern der Lichtaussendezeitgebung für jeden Lichtstrahl basierend auf dem synchronisierenden Signal. Die Beziehung zwischen den Abtastpositionen der Lichtstrahlen muss vorher bekannt sein. Folglich ist das Verfahren nicht für ein derartiges optisches System geeignet, wie in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Die EP-A-0812101 offenbart eine andere bekannte Lichtstrahlabtastvorrichtung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lichtstrahlabtastvorrichtung und eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die für ein optisches System anwendbar sind, bei welchem die Reihenfolge, in der Lichtstrahlen veranlasst werden in der Hauptabtastrichtung abzutasten, unbekannt ist (sie können dazu gebracht werden gleichzeitig abzutasten), und die in der Lage sind die Belichtungspositionen der Hauptabtastrichtung mit einer Genauigkeit eines kleinen Bruchteils eines Pixels konstant zu steuern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Lichtstrahlabtastvorrichtung und einer Bilderzeugungsvorrichtung, die in der Lage sind mehr als eine Auflösung zu verwenden.
Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Lichtstrahlabtastvorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Entsprechend werden vier Strahlen, die zueinander in der Nebenabtastrichtung parallel sind, dazu gebracht eine Abtastoberfläche in der Hauptabtastrichtung abzutasten. Die Strahlen belichten den Zielbereich zwischen zwei optischen Erfassungsmitteln, nicht die Oberflächen des Bildhalteelements, um Korrekturdaten zu erzeugen, um Verschiebungen in den Belichtungspositionen der vier Strahlen in der Hauptabtastrichtung mit einer Genauigkeit von weniger als einem kleinen Bruchteil eines Pixels zu korrigieren. Auf der Basis der Korrekturdaten wird ein Bildbildungsbereich auf dem Bildhalteelement eingestellt.
Das Takterzeugungsmittel enthält: ein Taktmittel zum Erzeugen eines Taktsignals eine bestimmte Zeit nachdem der erste Strahl das erste Erfassungsmittel belichtet hat; ein Verzögerungsmittel, das das Taktsignal, das bei dem Taktmittel erzeugt wird, verzögert, die Verzögerung des Takts in einem Bereich von einem Takt oder weniger für jeden Strahl auswählt und ein verzögertes Taktsignal als Pixeltakt liefert, der zu verwenden ist, um einen Strahl zu erzeugen; und ein Takteinstellungsmittel, um für die entsprechenden Strahlen Belichtungspixeltaktbereiche einzustellen, die von dem Strahlerzeugungsmittel in den Pixeltakten verwendet werden, die durch das Verzögerungsmittel gegeben sind, und Belichtungspixeltakten zu liefern.
Das Verzögerungsmittel enthält eine Verzögerungszeile und Verzögerungstaktauswähler, wobei die Verzögerungszeile Taps aufweist, und jeder der Verzögerungstaktauswähler designed ist, um einen verzögerten Takt, der bei einem Tap erzeugt wird, auszuwählen und auszugeben, welches zu verwenden ist, um einen Strahl zu erzeugen.
Um die Bildbildungspositionen der vier Strahlen genau in der Hauptabtastrichtung auszurichten, ist speziell der Wert der Verzögerung durch das Taktsignal mit einer Genauigkeit von einem Zehntel eines Takts für jedes der Strahlerzeugungsmittel unabhängig gegeben.
Der Zielbereich zwischen dem ersten und zweiten Erfassungsmittel ist ein Bereich, der sich mit dem zweiten Erfassungsmittel überlappt, die Lichtstrahlabtastvorrichtung enthält ferner: einen Zähler zum Zählen der Anzahl an Zeitpunkten, zu denen die Strahlen das zweite Abtastmittel belichten; ein zweites Steuermittel zum Ansteuern von einem der Strahlerzeugungsmittel unter Verwendung des Belichtungspixeltakts, der von dem Takteinstellungsmittel erhalten wird, welches basierend auf den Steuerdaten gesteuert wird, und indem das Abtastmittel veranlasst wird die Abtastoberfläche eine bestimmte Anzahl an Zeiten oft abzutasten; ein Vergleichsmittel zum Lesen eines Werts in dem Zähler nachdem das zweite Steuermittel mit der bestimmte Anzahl an Zeitpunkten abgetastet hat, und Vergleichen des Werts mit einer vorbestimmten Anzahl; ein Mittel zum Auswählen des nächsten Taps, dessen Verzögerungswert größer ist als der des ausgewählten Taps, wenn das Ergebnis des Vergleichs in dem Vergleichsmittel gezeigt hat, dass der Wert in dem Zähler kleiner als der vorbestimmte Wert ist; und ein Betrags-Verzögerungs-Einstellungsmittel, wenn das Ergebnis des Vergleichs in dem Vergleichsmittel zeigt, dass der Wert in dem Zähler gleich der vorbestimmten Anzahl ist, um eine Verzögerung einzustellen, die zu diesem Zeitpunkt ausgewählt ist, als Wert der Verzögerung für einen der Strahlerzeugungsmittel.
Diese Zusammenfassung der Erfindung gibt nicht notwendiger Weise alle notwendigen Merkmale wieder, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
Die Erfindung kann durch die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden. Es zeigen:
1 schematisch den Aufbau einer digitalen Kopiermaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 den Aufbau einer optischen Systemeinheit, und den Ort einer fotoempfindlichen Trommel;
3 schematisch den Aufbau einer Lichtstrahlerfassungseinheit;
4 ein Blockdiagramm eines Steuersystems, um hauptsächlich das optische System zu steuern;
5 die Positionsbeziehung zwischen der Lichtstrahlerfassungseinheit und der fotoempfindlichen Trommel und dem Belichtungsbereich (Druckbereich) jedes Lichtstrahls durch einen Abtastzeitgeber, sowie die Positionsbeziehung zwischen den Licht aussendenden Bereichen durch Bilddaten zusammen mit einem Zeitdiagramm;
6 ein Blockdiagramm eines Aufbaus zum Einstellen eines Druckbereichs (Belichtungsbereich) in so kleinen Einheiten, wie ein Takt oder kleiner;
7 ein Diagramm, das dabei hilft den Betrieb einer Taktsynchronisierungsschaltung zu erklären;
8 ein Diagramm, um das Prinzip eines Verfahrens zum Erfassen von Information auf der Hauptabtaststrahlposition für jeden Lichtstrahl zu erklären;
9 ein Diagramm, das dabei hilft ein Verfahren des Abtastens der relativen Positionsbeziehung zwischen jedem Lichtstrahl und jeder Ausgabe der Lichtstrahlerfassungseinheit zu erklären;
10 ein Diagramm, das hilft den Betrieb der Hauptabtast-Lichtstrahlpositionserfassungsschaltung zu erklären;
11 ein Diagramm, das hilft den Betrieb der Hauptabtast-Lichtstrahlpositionserfassungsschaltung zu erklären;
12 ein Diagramm, das hilft den Betrieb der Hauptabtast-Lichtstrahlpositionserfassungsschaltung zu erklären;
13 schematisch Belichtungsbereiche, wenn die Lichtstrahlleistung unterschiedlich ist;
14 ein Blockdiagramm, das hilft die Verlaufspositionssteuerung der Lichtstrahlen und einen Offset-Erfassungs- und -Korrekturprozess zu erklären;
15 ein Flussdiagramm, das hilft einen allgemeinen Betrieb zum Zeitpunkt des Einschaltens der Energieversorgung des Druckerabschnitts zu erklären;
16 schematisch den Aufbau der Lichtstrahlerfassungseinheit, die zwei Auflösungen behandeln kann;
17 ein Flussdiagramm, das hilft ein erstes Beispiel einer Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine zu erklären;
18 ein Flussdiagramm, das hilft das erste Beispiel der Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine zu erklären;
19 ein Flussdiagramm, das hilft die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionssteuerungsroutine zu erklären;
20 ein Flussdiagramm, das hilft die Routine zum Erfassen von Information über die Hauptabtast-Lichtstrahlposition eines Lichtstrahls zu erklären;
21 ein Flussdiagramm, das hilft die Routine für das Erfassen von Information über die Hauptabtast-Lichtstrahlposition des Lichtstrahls zu erklären; und
22 ein Flussdiagramm, das hilft die Routine zum Erfassen von Information über die Hauptabtast-Lichtstrahlposition des Lichtstrahls zu erklären.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt.
1 zeigt den Aufbau einer digitalen Kopiermaschine, die eine Bildbildungsvorrichtung ist, für die eine Lichtstrahlabtastvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die digitale Kopiermaschine enthält eine Scannereinheit 1, die als ein Bildlesemittel arbeitet, und eine Druckereinheit 2, die als Bildbildungsmittel arbeitet. Die Scannereinheit 1 enthält einen ersten Schlitten 3 und einen zweiten Schlitten 4, die in Richtung des Pfeils bewegbar sind, eine Bildbildungslinse 5 und ein fotoelektrisches Wandlerelement 6.
In 1 ist ein Dokument O auf einem Dokumententisch 7 aus transparentem Glas platziert, mit der bedruckten Seite nach unten. Die Anordnungsreferenz des Dokuments ist vorne rechts auf der lateralen Seite entlang der Breite des Dokumententischs 7. Ein Dokumentenhalterabdeckung 8, der geöffnet und geschlossen werden kann, drückt das Dokument O gegen den Dokumententisch 7.
Eine Lichtquelle 9 beleuchtet das Dokument 9. Das von dem Dokument reflektiere Licht passiert Spiegel 10, 11, 12 und die Bildbildungslinse 5 und wird auf der Lichtempfangsoberfläche des fotoelektrischen Wandlerelements 6 gesammelt. Der erste Schlitten 3, auf welchem die Lichtquelle 9 und der Spiegel 10 montiert sind, und der zweite Schlitten 4, auf welchem die Spiegel 11, 12 montiert sind, bewegen sich mit einer relativen Geschwindigkeit im Verhältnis von 2:1, um die optische Weglänge konstant zu machen. Ein Schlittenantriebsmotor (nicht gezeigt) bewegt den ersten Schlitten 3 und den zweiten Schlitten 4 von rechts nach links in Synchronisation mit einem Lesetimingsignal.
In dieser Weise wird das Bild des Dokuments O auf dem Dokumententisch 7 Zeile für Zeile durch die Scannereinheit 1 gelesen. Die Ausgabe der Scannereinheit 1 wird durch eine Bildverarbeitungseinheit (nicht gezeigt) in ein 8-Bit digitales Signal umgewandelt, welches die Degradation des Bildes angibt.
Die Druckereinheit 2 ist gebildet aus einer optischen Systemeinheit 13 und einer Bildbildungseinheit 14, die ein elektronisches Fotografiesystem verwenden, das in der Lage ist ein Bild auf einem Blatt Papier P zu bilden, welches als ein Medium dient, auf dem ein Bild zu bilden ist. Speziell wird das Bildsignal, das von dem Dokument O durch die Scannereinheit 1 gelesen worden ist, in der Bildverarbeitungseinheit (nicht gezeigt) verarbeitet, und dann in Laserstrahlen (im Folgenden als Lichtstrahlen bezeichnet) von Halbleiteroszillatoren umgewandelt. Das optische System gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet ein optisches Mehrstrahlsystem, welches mehr als einen Halbleiterlaseroszillator verwendet.
Der Aufbau der optischen Systemeinheit 13 wird später im Einzelnen erklärt. Die Halbleiterlaseroszillatoren, die in der Einheit bereitgestellt sind, senden Licht gemäß dem Lasermodulationssignal, das von der Bildverarbeitungseinheit (nicht gezeigt) ausgegeben wird. Die Laserstrahlen von den Halbleiterlaseroszillatoren werden von einem Polygonspiegel reflektiert und aus der Einheit in Form von Abtastlicht ausgegeben.
Die Lichtstrahlen von der optischen Systemeinheit 13 bilden einen Punkt mit der notwendigen Auflösung an der Stelle X, der Belichtungsposition auf der fotoempfindlichen Trommel 15, die als ein Bildhalteelement dient. Der Punkt wird dazu gebracht die fotoempfindliche Trommel 15 zur Belichtung abzutasten. Dadurch wird auf der fotoempfindlichen Trommel 15 ein elektrostatisches latentes Bild entsprechend dem Bildsignal gebildet.
Um die fotoempfindliche Trommel 15 herum sind ein elektrifizierender Lader 16 zum Elektrifizieren der Oberfläche der Trommel, eine Entwicklungseinheit 17, ein Transferlader 18, ein Peelinglader 19 und ein Reiniger 20 bereitgestellt. Die fotoempfindliche Trommel 15 wird durch einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) mit einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit gedreht. Sie wird durch den elektrifizierenden Lader 16, der zu der Oberfläche der Trommel weist, elektrifiziert. Mehr als ein Lichtstrahl (oder Abtastlichtstrahl) bildet einen Punkt an der Stelle X, der Belichtungsposition auf der elektrifizierten fotoempfindlichen Trommel 15.
Das elektrostatische latente Bild, das auf der fotoempfindlichen Trommel 15 gebildet ist, wird mit Toner (oder Entwickler) von der Entwicklungseinheit 17 entwickelt. Das Tonerbild, das auf der fotoempfindlichen Trommel 15 gebildet wird, wird an die Transferposition auf das Blatt P übertragen, welches mit einer geeigneten Zeitgebung durch das Papierzuführungssystem zugeführt wird.
In dem Papierzuführungssystem werden Blätter von Papier P in einer Papierzuführungskassette 21 nacheinander durch eine Lieferrolle 22 und eine Separationsrolle 23 herausgenommen. Das Blatt P wird an eine Resistrolle 24 gesendet, die das Blatt an die Transferposition mit einer bestimmten Zeitgebung befördert. Auf der Stromabwärtsseite des Transferladers 18 sind ein Blatttransportmechanismus 25, eine Fixierungseinheit 26 und Lieferrollen 27 bereitgestellt, um das Blatt P, auf welchem ein Bild gebildet ist, auszugeben. Mit dieser Anordnung fixiert die Fixierungseinheit 26 das Tonerbild auf dem Blatt P, auf das das Tonerbild übertragen worden ist. Anschließend wird das Blatt über die Lieferrollen 27 in eine Ablage 28 für gelieferte Blätter ausgegeben.
Nachdem das Bild von der fotoempfindlichen Trommel 15 zu dem Blatt P transferiert worden ist, wird der verbleibende Toner auf der Oberfläche der Trommel durch den Reiniger 20 entfernt, der die Trommel in den Anfangszustand zurückbringt. In diesem Zustand wartet die Trommel auf das Bilden des nächsten Bildes.
Die Wiederholung der oben genannten Prozesse erlaubt eine kontinuierliche Durchführung des Betriebs zum Bilden von Bildern.
Wie oben beschrieben, wird das Dokument O auf dem Dokumententisch 7 durch die Scannereinheit 1 gelesen. Die gelesenen Daten werden einer Reihe von Prozessen in der Druckereinheit 2 unterworfen, und dann auf das Blatt P in Form eines Tonerbildes aufgezeichnet.
Das Folgende ist eine Erklärung der optischen Systemeinheit 13.
2 zeigt den Aufbau der optischen Systemeinheit 13, und den Ort der fotoempfindlichen Trommel 15. Die optische Systemeinheit 13 enthält beispielsweise Halbleiterlaseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d, die als vier Lichtstrahlerzeugungsmittel dienen. Die Halbleiterlaseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d scannen gleichzeitig Zeile für Zeile, wodurch es möglich ist ein Bild mit hoher Geschwindigkeit zu bilden, ohne die Umdrehungszahl des Polygonspiegels zu erhöhen.
Speziell wird der Laseroszillator 31a durch einen Lasertreiber 32a angetrieben. Der ausgegeben Lichtstrahl verläuft durch eine Kollimatorlinse (nicht gezeigt) und trifft auf einen Galvanospiegel 33a, der als ein Änderungsmittel für einen optischen Weg dient. Der Lichtstrahl, der von dem Galvanospiegel 33a reflektiert wird, verläuft durch einen Halbspiegel 34a und einen Halbspiegel 34b und trifft auf einen Polygonspiegel 35, der als multiplanarer Rotationsspiegel arbeitet.
Der Polygonspiegel 35 dreht mit einer konstanten Geschwindigkeit aufgrund eines Polygonmotors 36, der durch einen Polygonmotortreiber 27 angetrieben wird. Dies veranlasst das reflektierte Licht von dem Polygonspiegel 35 in einer konstanten Richtung mit einer Winkelgeschwindigkeit, die durch die Anzahl der Umdrehungen des Polygonmotors 36 bestimmt ist, zu scannen. Der Lichtstrahl, der durch den Polygonspiegel 35 vor und zurück bewegt wird, verläuft durch eine f-θ Linse (nicht gezeigt). Die f-θ Charakteristik der Linse erlaubt dem Lichtstrahl die Licht empfangende Oberfläche der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 und die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 15 mit konstanter Geschwindigkeit abzutasten. Die Strahlerfassungseinheit 38 dient als ein Lichtstrahldurchgangserfassungsmittel und Lichtstrahlpositionserfassungsmittel.
Der Laseroszillator 31b wird von einem Lasertreiber 32b angetrieben. Der ausgegebene Lichtstrahl verläuft durch eine Kollimatorlinse (nicht gezeigt) und wird von einem Galvanospiegel 33b und dann durch den Halbspiegel 34a reflektiert. Das reflektierte Licht von dem Halbspiegel 34a verläuft durch den Halbspiegel 34b und trifft auf den Polygonspiegel 35. Der optische Weg, durch welchen der Strahl nach dem Polygonspiegel 35 verläuft, ist der gleiche, wie für den Laseroszillator 31a. Der Lichtstrahl verläuft also durch die f-θ Linse (nicht gezeigt) und tastet die Licht empfangende Oberfläche der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 und die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 15 mit konstanter Geschwindigkeit ab.
Der Laseroszillator 31c wird von einem Lasertreiber 32c angetrieben. Der ausgegebene Lichtstrahl verläuft durch eine Kollimatorlinse (nicht gezeigt) und wird durch einen Galvanospiegel 33c reflektiert. Das reflektierte Licht verläuft durch einen Halbspiegel 34c, wird von dem Halbspiegel 34b reflektiert und trifft den Polygonspiegel 35. Der optische Weg, durch den der Strahl verläuft nach dem Polygonspiegel 35, ist der gleiche, wie der für den Laseroszillator 31a oder 31b. Der Lichtstrahl verläuft also durch die f-θ Linse (nicht gezeigt) und scannt die Licht aufnehmende Oberfläche der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 und die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 15 mit konstanter Geschwindigkeit.
Der Laseroszillator 31d wird von einem Lasertreiber 32d angetrieben. Der ausgegebene Lichtstrahl verläuft durch eine Kollimatorlinse (nicht gezeigt) und wird durch einen Galvanospiegel 33d reflektiert. Das reflektierte Licht wird weiter durch den Halbspiegel 34c und dann durch den Halbspiegel 34b reflektiert und trifft den Polygonspiegel 35. Der optische Weg, durch den der Strahl verläuft nach dem Polygonspiegel 35, ist der gleiche, wie für den Laseroszillator 31a, 31b oder 31c. Der Lichtstrahl verläuft also durch die f-θ Linse (nicht gezeigt) und tastet die Licht empfangende Oberfläche der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 und die Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 15 mit konstanter Geschwindigkeit ab.
Jeder Lasertreiber 32a und 32d enthält eine automatische Leistungssteuerungs(APC)-Schaltung. Die APC-Schaltungen veranlassen die Laseroszillatoren 31a bis 31d Licht mit dem Lichtaussendeleistungspegel konstant auszusenden, der durch eine Hauptsteuereinheit (CPU) 51 gesetzt wird, die später erklärt wird.
Die Lichtstrahlen von den separaten Laseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d werden an den Halbspiegeln 34a, 34b, 34c kombiniert, um vier Lichtstrahlen zu bilden, die in Richtung Polygonspiegel 35 verlaufen.
Dies erlaubt den vier Lichtstrahlen die fotoempfindliche Trommel 15 gleichzeitig abzutasten. Als ein Ergebnis, wenn die Anzahl der Umdrehungen des Polygonspiegels 35 gleich ist, ermöglicht die Verwendung der vier Lichtstrahlen ein aufzuzeichnendes Bild bei einer Geschwindigkeit vier Mal schneller als durch Verwendung eines einzelnen Lichtstrahls gemäß dem Stand der Technik erreicht werden kann.
Die Galvanospiegel 33a, 33b, 33c, 33d dienen zum Einstellen (oder Steuern) der Positionsbeziehung zwischen den Lichtstrahlen in der Nebenabtastrichtung (oder in der Richtung senkrecht zu der Hauptabtastrichtung). Galvanospiegel-Treiberschaltungen 39a, 39b, 39c, 39d sind mit den Galvanospiegeln 33a, 33b, 33c, 33d jeweils verbunden.
Die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 dient zum Erfassen der Verlaufsposition, Verlaufszeitgebung, und Leistung jedes der vier Lichtstrahlen. Sie ist nahe einem Ende der fotoempfindlichen Trommel 15 derart angeordnet, dass die Licht empfangende Oberfläche der Einheit 38 mit der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 15 fluchtet. Eine Steuerung der Galvanospiegel 33a, 33b, 33c, 33d entsprechend den jeweiligen Lichtstrahlen (oder Bildbildungspositionssteuerung in der Nebenabtastrichtung), eine Steuerung der Lichtemissionsleistung (oder Intensität) der Laseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d und eine Steuerung der Lichtemissionszeitgebung (oder Bildbildungspositionssteuerung in der Hauptabtastrichtung) werden basierend auf dem Erfassungssignal von der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 durchgeführt. Die Lichtstrahlsensor-Ausgabeverarbeitungsschaltung 40 ist mit der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 verbunden, um Signale zu erzeugen, um die obigen Steuerungen durchzuführen.
Das Folgende ist eine Erklärung der Lichtstrahlerfassungseinheit 38.
3 zeigt bildhaft, in welcher Beziehung die Struktur der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 zu der Richtung ist, in der die Lichtstrahlen scannen. Die vier Lichtstrahlen a–d von den vier Halbleiterlaseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d scannen, wenn der Polygonspiegel 35 rotiert, in einer derartigen Art und Weise, dass sie über die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 von links nach rechts queren.
Die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 enthält zwei längliche Sensormuster S1, S2, die als ein erster Lichterfassungsabschnitt dienen, sieben Sensormuster SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, die zwischen den zwei Sensormustern S1, S2 liegen und als ein zweiter und dritter Lichterfassungsabschnitt dienen, und eine Haltestruktur 38, die als ein Halteelement dient zum integralen Halten der Sensormuster S1, S2, SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG. Die Sensormuster S1, S2, SA bis SG enthalten beispielsweise Fotodioden.
Das Sensormuster S1 ist ein Muster, welches den Verlauf eines Lichtstrahls erfasst und ein Rücksetzsignal (oder ein Integrationsstartsignal) für einen später erklärten Integrator erzeugt. Das Sensormuster S2 ist ein Muster, welches den Verlauf eines Lichtstrahls erfasst und ein Umwandlungsstartsignal für einen später erklärten A/D-Wandler erzeugt. Die Sensormuster S1, S2 dienen als Referenzmuster in verschiedenen Steuervorgängen in der Hauptabtastrichtung. Jedes der Sensormuster SA bis SG ist ein Muster, welches den Verlauf eines Lichtstrahls erfasst.
Wie in 3 gezeigt, sind die Sensormuster S1, S2 länglich in der Richtung senkrecht zu der Richtung gebildet, in der die Lichtstrahlen abtasten, so dass die Lichtstrahlen a bis d, die von dem Polygonspiegel 35 abgelenkt werden, immer diese queren, unabhängig von der Position der Galvanospiegel 33a bis 33d. In dem Ausführungsbeispiel sind beispielsweise die Breite W1 des Musters S1 und die Breite W3 des Musters S2 in der Hauptabtastrichtung 200 μm, wohingegen die Länge L1 von diesen in Richtung senkrecht zu der Richtung, in der die Lichtstrahlen abtasten, 2000 μm ist.
Die Sensormuster SA bis SG sind derart angeordnet, dass sie auf einander gestapelt sind in der Richtung senkrecht zu der Lichtstrahlabtastrichtung zwischen den Sensormustern S1 und S2, wie in 3 gezeigt. Die Länge, entlang der sie angeordnet sind, beträgt L1, die gleiche Länge, wie die der Sensormuster S1, S2. Die Breite W2 jedes der Sensormuster SA bis SG in der Lichtstrahlabtastrichtung beträgt beispielsweise 600 μm.
Um die Leitung des Lichtstrahls auf die fotoempfindliche Trommel 15 zu erfassen wird die Durchgangsposition des Lichtstrahls gesteuert, so dass der Lichtstrahl über die Sensormuster SA oder SG verlaufen kann, wie durch den gestrichelten Pfeil Pa oder Pb in 3 gezeigt. Die Ausgabe des Sensormusters SA oder SG wird dann übernommen.
Das Folgende ist eine Erklärung des Steuersystems.
4 zeigt das Steuersystem, um hauptsächlich das optische Mehrstrahlsystem zu steuern. Das Bezugszeichen 51 kennzeichnet eine Hauptsteuereinheit 51, die beispielsweise eine CPU enthält und die Gesamtsteuerung überwacht. Mit der Hauptsteuereinheit 51 sind ein Speicher 52, eine Steuertafel 53, eine externe Kommunikationsschnittstelle (I/F) 54, Lasertreiber 32a, 32b, 32c, 32d, der Polygonspiegelmotortreiber 37, die Galvanospiegeltreiberschaltungen 39a, 39b, 39c, 39d, die Lichtstrahlsensorausgabeverarbeitungsschaltung 40, eine Synchronisierungsschaltung 55 und eine Bilddatenschnittstelle (I/F) 56 verbunden.
Die Bilddaten I/F 56 ist mit der synchronisierenden Schaltung 55 verbunden. Eine Bildverarbeitungseinheit 57 und ein Seitenspeicher 58 sind mit der Bilddaten-I/F 56 verbunden. Die Scannereinheit 1 ist mit der Bildverarbeitungseinheit 57 verbunden. Eine externe Schnittstelle (I/F) 59 ist mit dem Seitenspeicher 58 verbunden.
Der Fluss der Bilddaten bei der Bildung eines Bildes wird kurz beschrieben.
Wie bereits erklärt, wird in einem Kopierbetrieb das Bild des Dokuments O, das auf dem Dokumententisch 7 liegt, durch die Scannereinheit 1 gelesen, und das gelesene Signal wird an die Bildverarbeitungseinheit 57 gesendet. Die Bildverarbeitungseinheit 57 unterwirft das Bildsignal von der Scannereinheit 1 einer bekannten Schattierungskorrektur, verschiedenen Filtervorgängen, einer Graustufenverarbeitung und einer Gammakorrektur.
Die Bilddaten von der Bildverarbeitungseinheit 57 werden an die Bilddaten-I/F 56 gesendet. Die Bilddaten-I/F 56 verteilt die Bilddaten an die vier Lasertreiber 32a, 32b, 32c und 32d.
Die synchronisierende Schaltung 55 erzeugt eine Takt, der synchron ist zu der Zeitgebung, mit der jeder Lichtstrahl über die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 passiert, und sendet die Bilddaten von der Bilddaten-I/F 56 an die Lasertreiber 32a, 32b, 32c und 32d als ein Lasermodulationssignal in Synchronisation mit dem Takt.
Das Übertragen der Bilddaten in Synchronisation mit dem Abtasten jedes Lichtstrahls erlaubt das synchrone Bilden eines Bildes (an der entsprechenden Position) in der Hauptabtastrichtung.
Die synchronisierende Schaltung 55 enthält einen Abtastzeitgeber und einen Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber. Der Abtastzeitgeber zwingt die Laseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d Licht an nicht Bildbereiche zu senden und steuert die Energie jedes Lichtstrahls. Der Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber verhindert, dass die erzwungene Lichtemission durch die Hauptsteuereinheit 51 die fotoempfindliche Trommel 15 belichtet, bei der Durchführung der Steuerung der Lichtstrahlverlaufs(oder Abtast)-Position oder Steuerung der Energie der individuellen Lichtstrahlen, wie später erklärt wird.
Das Steuerfeld 53 ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Starten eines Kopierbetriebs oder zum Einstellen der Anzahl an Blättern von Papier.
Die digitale Kopiermaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel kann nicht nur Kopien herstellen, sondern auch Bilder von den Bilddaten bilden, die von außen über die externe I/F 59 geliefert werden, die mit dem Seitenspeicher 58 verbunden ist. Diese Bilddaten, die von der ex ternen I/F 59 geliefert werden, werden temporär in dem Seitenspeicher 58 gespeichert und dann an die Synchronisierungsschaltung 55 über die Bilddaten-I/F 56 gesendet.
Wenn die digitale Kopiermaschine von außen über ein Netz gesteuert wird, dient die externe Kommunikations-I/F 54 als das Steuerfeld 53.
Die Galvanospiegeltreiberschaltungen 39a, 39b, 39c und 39d sind Schaltungen zum Treiben der Galvanospiegel 33a, 33b, 33d und 33d gemäß den spezifizierten Werten von der Hauptsteuereinheit 51. Folglich kann die Hauptsteuereinheit 51 die Winkel der Galvanospiegel 33a, 33b, 33d und 33d frei über die Galvanospiegeltreiberschaltungen 39a, 39b, 39c und 39d steuern.
Der Polygonmotortreiber 37 ist ein Treiber zum Antreiben des Polygonmotors 36, um den Polygonspiegel 35 zu rotieren, der die vier Lichtstrahlen ablenkt. Die Hauptsteuereinheit 51 weist den Polygonmotortreiber 37 an, die Rotation zu starten oder zu stoppen oder die Anzahl an Umdrehungen zu ändern. Eine Änderung der Anzahl der Umdrehungen wird erreicht, wenn der Aufzeichnungsabstand (oder die Auflösung) geändert wird.
Die Lasertreiber 32a, 32b, 32c, 32d haben nicht nur die Funktion Laserlicht gemäß dem Lasermodulationssignal in Synchronisation mit dem Abtasten des Zeilenstrahls von der synchronisierenden Schaltung 55 auszusenden, sondern auch die Laseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d zu zwingen Licht gemäß dem erzwungenen Lichtemissionssignal von der Hauptsteuereinheit 51 auszusenden, unabhängig von den Bilddaten.
Die Funktion wird verwendet, wenn die Laseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d gezwungen werden, Licht bei der Durchführung der Steuerung der Lichtstrahlverlaufs(oder Abtast)-Position oder der Steuerung der Leistungen der individuellen Lichtstrahlen auszusenden. Wie vorher erklärt, verhindert jedoch der Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber in der Synchronisierungsschaltung 55 die erzwungene Lichtemission über der fotoempfindlichen Trommel 15.
Die Hauptsteuereinheit 51 stellt die Leistung ein, die durch jeden der Laseroszillatoren 31a, 31b, 31c, 31d in den jeweiligen Lasertreibern 32a, 32b, 32c, 32d erzeugt wird. Die Einstel lung der Lichtemissionsenergie wird gemäß den Änderungen in Verarbeitungsbedingungen oder dem Erfassen der Verlaufsposition des Lichtstrahls geändert.
Der Speicher 52 dient zum Speichern der notwendigen Daten zur Steuerung. Er speichert beispielsweise die gesteuerten Variablen für die Galvanospiegel 33a, 33b, 33c, 33d, die Eigenschaft einer Schaltung zum Erfassen der Verlaufsposition eines Lichtstrahls (oder des Offset-Werts eines Verstärkers), und den Druckbereich entsprechend jedes Lichtstrahls. Dies ermöglicht der optischen Systemeinheit 13 in einen Bildbildungsmodus gebracht zu werden, unmittelbar nach dem Einschalten der Energieversorgung.
Im Folgenden wird die Lichtstrahlpositionssteuerung (oder Druckbereichseinstellung) in der Hauptabtastrichtung im Einzelnen erklärt.
5 zeigt die Positionsbeziehung zwischen den Sensormustern S1, S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 und der fotoempfindlichen Trommel 15, sowie den Belichtungsbereich (Druckbereich) der Lichtstrahlen a bis d durch einen Abtastzeitgeber, der später erklärt wird, und die lichtemittierenden Bereiche basierend auf den Bilddaten. 5 zeigt auch die Positionsbeziehung mit der Ausgabe des Trommelbelichtungsverhinderungszeitgebers zusammen mit einem Zeitdiagramm. Die Schaltungskonfiguration, um den Betrieb zu realisieren, wird unter Bezugnahme auf 6 im Einzelnen erklärt.
Wie in 5 gezeigt, setzt das Ausgangssignal des Sensormusters S1 in der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 den Abtastzeitgeber zurück (zum Zeitpunkt ± 0), der dann damit beginnt den Takt (nicht gezeigt) von 0 an zu zählen. Wenn der Zählwert des Abtastzeitgebers einen bestimmten Wert erreicht hat, ist der Ausgang des Abtastzeitgebers high, wie zum Zeitpunkt t2 gezeigt, was die vier Laseroszillatoren 31a bis 31d zwingt Licht auszusenden. Der Wert, der in dem Abtastzeitgeber eingestellt ist, ist normalerweise ein derartiger Wert, der die Lichtstrahlen a bis d, veranlasst ausgesendet zu werden, bevor die nächste Polygonspiegeloberfläche diese ablenkt, nachdem sie die fotoempfindliche Trommel 15 passiert haben, wie in 5 gezeigt.
Wenn die nächste Polygonspiegeloberfläche damit begonnen hat die Lichtstrahlen a bis d abzulenken, und der erste Lichtstrahl das Sensormuster S1 erreicht hat (zum Zeitpunkt t3), wird der Abtastzeitgeber zurückgesetzt, und die oben beschriebene Operation wiederholt. Speziell werden die Laseroszillatoren 31a bis 31d gezwungen Licht Zeile für Zeile in den Bereich auszusenden, der für die Bildbildung irrelevant ist, in regulären Zeitintervallen (vom Zeitpunkt t2 bis t3). Während der erzwungenen Lichtemission wird die automatische Energiesteuerung (APC) für jeden der Laseroszillatoren 31a bis 31d durchgeführt, um die Lichtemissionsleistung eines Laserstrahls auf einem bestimmten Wert zu halten.
Das Folgende ist eine Erklärung des Trommelbelichtungsverhinderungszeitgebers. Die erzwungene Lichtemission enthält nicht nur eine Lichtemission durch die Ausgabe der Abtastzeitgebung, sondern auch die oben genannte Lichtemission, die die Hauptsteuereinheit 51 direkt die Lasertreiber 32a bis 32d veranlasst zu wirken. In der erzwungenen Lichtemission veranlasst die Hauptsteuereinheit 51 jeden der Laseroszillatoren 31a bis 31d Licht auszusenden und das Licht über die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 zu scannen. Beim Scannen werden eine Lichtstrahlverlaufs(Abtast)-Positionssteuerung und eine Lichtstrahlenergiesteuerung der Strahlen durchgeführt.
Wenn die Laseroszillatoren 31a bis 31d gezwungen werden aufeinanderfolgend Licht auszusenden, wird die fotoempfindliche Trommel 15 kontinuierlich belichtet, was zu folgenden Problemen führt.
Wenn die fotoempfindliche Trommel 15 angehalten ist, belichten die Strahlen einen bestimmten Bereich der fotoempfindlichen Trommel 15 sehr intensiv, was zu einer lokalen Verschlechterung der fotoempfindlichen Trommel 15 führen kann. Wenn die fotoempfindliche Trommel 15 dreht, kann viel Toner haften bleiben (oder verbracht werden) oder der Träger kann an der Trommel kleben bleiben.
Der Belichtungsverhinderungszeitgeber verhindert diese Probleme. Wenn der Zeitgeber in Betrieb ist, verhindert er, dass die Hauptsteuereinheit 51 eine erzwungene Lichtemission in dem Bereich bewirkt (vom Zeitpunkt t1 bis t2), der den fotoempfindlichen Trommelbereich enthält, wie in dem Zeitdiagramm gemäß 5 gezeigt. Speziell verlaufen die Lichtstrahlen über die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 basierend auf der Ausgabe des Sensormusters S1 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38. Die erzwungene Emission wird verhindert (die Ausgabe des Trom melbelichtungsverhinderungszeitgebers: high), bevor die Lichtstrahlen sich der fotoempfindlichen Trommel 15 nähern (vom Zeitpunkt t2: T_OFF1 ist vergangen seit der Ausgabe von S1). Wenn die Lichtstrahlen nicht mehr über die fotoempfindliche Trommel 15 verlaufen (zum Zeitpunkt t2: T_OFF2 ist seit der Ausgabe von S1 verstrichen), wird die Verhinderung der erzwungenen Lichtemission gelöscht (Ausgangssignal des Trommelbelichtungsverhinderungszeitgebers: low).
Die Lichtemission basierend auf den Bilddaten (enthaltend die Testbilddaten) wirkt normalerweise auf den Druckbereich der fotoempfindlichen Trommel 15, wie in 5 gezeigt. In dem Fall eines Aufbaus, bei dem Lichtstrahlen durch einen Halbspiegel kombiniert und veranlasst werden abzutasten, ist die Positionsbeziehung zwischen Lichtstrahlen in der Hauptabtastrichtung nicht konstant. 5 zeigt einen Fall, bei dem der Lichtstrahl a in Führung ist, gefolgt von den Lichtstrahl b, c und d, in dieser Reihenfolge. Wie in 5 gezeigt, wird mit dem Lichtstrahl a als eine Referenz, der Lichtstrahl b um ΔTab verzögert, der Lichtstrahl c um ΔTac verzögert und der Lichtstrahl d um ΔTad verzögert.
Damit die Lichtstrahlen a bis d, die eine derartige Positions(Phasen)-Beziehung haben, exakt mit dem Belichtungsbereich übereinstimmen, ist es notwendig die Lichtaussendungszeitgebung basierend auf den Bilddaten um ΔTab für den Lichtstrahl b, um ΔTac für den Lichtstrahl c und ΔTad für den Lichtstrahl d zu verschieben, mit dem Lichtstrahl e als Referenz, wie in 5 gezeigt.
Beim Einstellen des Belichtungsbereichs werden Einstellungen im Allgemeinen in Takteinheiten (oder in Einheiten eines Pixels) basierend auf einem Referenztakt durchgeführt. In dem optischen System des vorliegenden Ausführungsbeispiels, gibt es keine Garantie, dass die Positionen der Lichtstrahlen in Einheiten von einem Takt verschoben werden. Folglich sind genauere Einstellungen erforderlich.
6 zeigt einen Aufbau zum Einstellen des Druckbereichs (Belichtungsbereichs) in Einheiten von weniger als einem Takt, und einen Aufbau, um eine Belichtung der Trommel durch die erzwungene Lichtemission zu verhindern. Diese Aufbauten entsprechen der synchronisierenden Schaltung 55, der Lichtstrahlsensorausgabeverarbeitungsschaltung 40 und der Lichtstrahlerfassungseinheit 38.
In 6 besteht die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionserfassungsschaltung 40a aus einem ersten Zähler 111, einem zweiten Zähler 112 und einer Halteschaltung 113.
Die synchronisierende Schaltung 55 enthält vier Kristalloszillatoren 114a bis 114d, einen Auswähler 115 zum Auswählen von einem der Kristalloszillatoren 114a bis 114d, eine Taktsynchronisierungsschaltung 116, eine Verzögerungszeile 117, vier Verzögerungstaktauswähler 118a bis 118d, vier Bildtransfertakterzeugungsabschnitte (Druckbereicheinstellungsabschnitte) 119a bis 119d, einen Abtastzeitgeber 120, eine ODER-Gateschaltung 121, und einen Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber 122. Einer der Kristalloszillatoren 114a bis 114d wird durch den Auswähler 115 gemäß der Bildauflösung ausgewählt.
Eine genauere Erklärung wird unter Bezugnahme auf 6 gegeben.
Zuerst wird der Aufbau, um zu verhindern, dass die erzwungene Lichtemission die Trommel belichtet, beschrieben. Wie in 6 gezeigt, ist die Hauptsteuereinheit 51 in der Lage ein erzwungenes Lichtemissionssignal für jeden der Lasertreiber 32a bis 32d zu erfassen und die Laseroszillatoren 31a bis 31d zu zwingen Licht auszusenden.
Die Lasertreiber 32a bis 32d sind designed, keine erzwungenes Lichtemissionssignal von der Hauptsteuereinheit 51 zu empfangen während der Zeit, wenn der Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber 122 weiterhin das Trommelbelichtungsverhinderungssignal ausgibt (vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2 in 5). Während der Zeitperiode senden die Laseroszillatoren 31a bis 31d kein Licht, selbst wenn die Hauptsteuereinheit 51 das erzwungene Lichtemissionssignal ausgibt.
Der Betrieb des Trommelbelichtungsverhinderungszeitgebers 122 wird durch ein Enable/Disable-Signal von der Hauptsteuereinheit 51 gesteuert. Bei der Steuerung der Lichtstrahlverlaufsposition und der Leistung gibt die Hauptsteuereinheit 51 das Aktivierungssignal an den Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber 122, der dann den Betrieb startet. Speziell wird ein Trommelbelichtungsverhinderungssignal an die Lasertreiber 32a bis 32d während der Zeitperiode von t1 bis t2 in 5 ausgegeben. Folglich, selbst wenn die Hauptsteuereinheit 51 das erzwungene Lichtemissionssignal an die Lasertreiber 32a bis 32d ausgibt, wird verhindert, dass die Laseroszillatoren 31a bis 31d Licht aussenden, zumindest während der Zeitperiode. Entsprechend werden die Werte, die dem Zeitpunkt T_OFF1 und T_OFF2 in 5 entsprechen, in dem Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber eingestellt.
Andererseits, wenn ein normales Bild gebildet wird, oder wenn die Lasertreiber 32a bis 32d gemäß den Eingabebilddaten arbeiten, gibt die Hauptsteuereinheit 51 das Deaktivierungssignal an den Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber 122 aus. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass der Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber 122 das Trommelbelichtungsverhinderungssignal ausgibt, wodurch erlaubt wird, dass der Lichtstrahl auf den Druckbereich auf der Trommel gemäß den Bilddaten projiziert wird.
Bei der Steuerung der Strahlposition und der Leistung gibt die Hauptsteuereinheit 51 folglich das Aktivierungssignal an den Trommelbelichtungsverhinderungszeitgeber 122, und dann das erzwungene Lichtemissionssignal an die Lasertreiber 32a bis 32d. Als ein Ergebnis kann die Hauptsteuereinheit 51 die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 belichten, unter Verwendung irgendeiner der Lichtstrahlen ohne Berücksichtigung der Bewegung des Lichtstrahls (oder ohne Belichtung der fotoempfindlichen Trommel 15).
Der Aufbau zum Einstellen des Druckbereichs (Belichtungsbereich) in Einheiten von weniger als einem Takt wird als Nächstes beschrieben. Wie in 5 gezeigt, wird das Sensormuster S1 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 durch den ersten der Lichtstrahlen a, b, c und d belichtet, die durch den Abtastzeitgeber 120 gezwungen werden Licht auszusenden und den Signalpegel von low auf high zu ändern. Das High-Signal wird in den Abtastzeitgeber 120 eingegeben, der alle erzwungenen Emissionen durch die Laseroszillatoren 31a bis 31d löscht.
Folglich verschwinden die Lichtstrahlen a, b, c und d, und folglich verschwindet auch der High-Ausgang des Sensormusters S1.
Die Ausgabe des Sensormusters S1 wird auch in die Taktsynchronisierungsschaltung 116 in der synchronisierenden Schaltung 55 eingegeben. Die Taktsynchronisierungsschaltung 116 gibt einen synchronisierten Takt aus. Der synchronisierte Takt ist ein Takt, der ΔT_SYNC nach der fallenden Flanke des Ausgangssignals des Sensormusters S1 ansteigt, wie in 7 gezeigt. Der synchronisierte Takt ist auch mit dem Ausgangssignal des Sensormusters S1 synchronisiert, und hat die gleiche Frequenz, wie der Ausgabetakt der Kristalloszillatoren.
Dann wird der synchronisierte Takt in die Verzögerungszeile 117 eingegeben. Die Verzögerungszeile 117 hat die Funktion zum Verzögern des eingegebenen Signals um eine bestimmte Zeit. Die Verzögerungszeile 117, wie in der Figur gezeigt, hat zehn Taps zur Ausgabe. Speziell wird ein verzögerter Takt D1, der von einem Tap erster Stufe ausgegeben wird, um Δtd von dem eingegebenen synchronisierten Takt verzögert, und ein verzögerter Takt D2, der von einem Tap zweiter Stufe ausgegeben wird, wird um ein anderes Δdt von dem eingegebenen synchronisierten Takt verzögert. Die Verzögerung Δtd beträgt tatsächlich einige Nanosekunden.
Der verzögerte Takt D10, der von dem Tap letzter Stufe (zehnte Stufe) ausgegeben wird, wird um 10·Δtd von dem eingegebenen synchronisierten Takt verzögert. In dem Ausführungsbeispiel ist ein Zehntel einer Zeitperiode des synchronisierten Takts fast gleich Δtd. Der verzögerte Takt D10 ist also fast gleich dem eingegebenen synchronisierten Takt, oder einem Takt, der um einen Takt verschoben ist.
In dem Ausführungsbeispiel ist der Wert der Verzögerung in der Verzögerungszeile 117 auf ein Zehntel eines Taktes eingestellt. Wenn der Druckbereich genauer eingestellt werden muss, sollte der Wert der Verzögerung pro Tap kleiner sein, und die Anzahl an Taps sollte erhöht werden.
Die Ausgaben der Verzögerungszeile 117, oder die verzögerten Takte D1 bis D10 werden in die verzögerten Taktauswähler 118a bis 118d, die den Lichtstrahlen a bis d entsprechen, eingegeben. Die Verzögerungstaktauswähler 118a bis 118d haben die Funktion zum Auswählen von Takten und Ausgeben selbiger an die Bildtransfertakterzeugungsabschnitte (Druckbereichseinstellungsabschnitte) 119a bis 119d in der nächsten Stufe basierend auf dem verzöger ten Taktauswahlsignal, das von der Hauptsteuereinheit 51 ausgegeben wird. Mit anderen Worten, der Hauptsteuerabschnitt 51 kann frei einen der verzögerten Takte D1 bis D10 für jeden der Lichtstrahlen a bis d auswählen, um den Einstellungsbereich einzustellen.
Die Bildtransfertakterzeugungsabschnitte (Druckbereichseinstellungsabschnitte) 119a bis 119d werden erklärt. Unter Verwendung des Druckbereichseinstellungssignals setzt die Hauptsteuereinheit 51 einen Druckbereich für jeden der Lichtstrahlen a bis d in Einheiten von einem Takt (in Einheiten von einem Pixel). Sie kann die Ausgabezeitgebung des Bildtransfertakts und die Anzahl der Ausgaben also einstellen. Bei der Bildung eines normalen Bildes setzt sie diese Faktoren derart, dass der Bildbildungsbereich für die Lichtstrahlen a bis d ein Zielbildbildungsbereich auf der fotoempfindlichen Trommel 15 sein kann. Der Zielbildbildungsbereich variiert mit der Blattgröße, die zu verwenden ist, oder mit dem Heftrand.
Jetzt wird der Bildtransfertakt (Druckbereichssignal), der so gewonnen wurde, an die Bilddaten-I/F 56 gesendet, die die Bilddaten (Lasermodulationssignale) entsprechend den Lichtstrahlen a bis d in Synchronisation mit dem Bildtransfertakt (Druckbereichssignal) ausgibt. Die Lasertreiber 32a bis 32d modulieren die Laseroszillatoren 31a bis 31d basierend auf den Bilddaten (Lasermodulationssignal). Das Taktsignal, das von dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt ausgegeben wird, während der Hauptabtastpositionseinstellung, wird als ein Belichtungspixeltakt verwendet. Der entsprechende Laseroszillator 31 wird gezwungen Licht während der Takterzeugungsperiode auszusenden.
In dieser Weise kann die Hauptsteuereinheit 51 einen Druckbereich in den Bildtransfertakterzeugungsabschnitten (Druckbereichseinstellungsabschnitte) 119a bis 119d in Einheiten von einem Takt (in Einheiten von einem Pixel) einstellen, basierend auf dem Druckbereichseinstellungssignal. Sie kann auch einen Druckbereich in Einheiten von einem Zehntel eines Takts (in Einheiten von einem Zehntel eines Pixels) für jeden der Lichtstrahlen a bis d einstellen durch die verzögerten Taktauswahlsignale, an die Verzögerungstaktauswähler 118a bis 118d.
Als Nächstes wird das Prinzip zum Erfassen von Hauptabtast-Strahlpositionsinformation über die Lichtstrahlen a bis d für die Hauptsteuereinheit 51 unter Bezugnahme auf 8 erklärt, um einen Druckbereich in Einheiten von einem Takt (in Einheiten von einem Pixel) oder in Einheiten von einem Zehntel eines Takts (in Einheiten von einem Zehntel eines Pixels) einzustellen.
8 zeigt einen Fall, bei dem ein sehr viel kleinerer Belichtungsbereich als bei der Bildung eines normalen Bildes in dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt (Druckbereichseinstellungsabschnitt) 119a eingestellt worden ist. Die Hauptsteuereinheit 51 wählt zuerst den verzögerten Takt D1, beispielsweise für den Lichtstrahl a, setzt einen Druckbereich auf 1–5 und gibt der Bilddaten-I/F 56 eine Testdruckanweisung, um schwarz über alle Bereich zu malen (oder Projektlaserlicht in dem Druckbereich). Wie in der Figur gezeigt, wenn der erste Strahl (in diesem Fall der Strahl a) das Sensormuster S1 belichtet hat, werden alle vier Strahlen a bis d ausgeschaltet. Anschließend belichtet nur der Lichtstrahl a den Abschnitt des Druckbereichs 1–5.
Wie oben beschrieben, wenn ein kleiner Wert für den Druckbereich eingestellt ist, erreicht der Lichtstrahl nicht den Bereich der fotoempfindlichen Trommel 15 und belichtet nicht die Lichtstrahlerfassungseinheit 38. In diesem Zustand der Überwachung des Ausgangssignals des Sensormusters S2 auf der Stromabwärtsseite des Sensormusters S1, bestimmt die Hauptsteuereinheit 51, auf welche Größe der Druckbereich eingestellt werden soll, um dem Sensormuster S2 zu erlauben zu antworten. Wie man beispielsweise in 8 sieht, erlaubt ein Einstellen des Druckbereichs auf 6–10 dem Sensormuster S2 zu beginnen zu antworten.
In dieser Weise kann die Hauptsteuereinheit 51 die relative Positionsbeziehung des Lichtstrahls a mit der Ausgabe von dem Sensormuster S1 in Einheiten von einem Takt (in Einheiten von einem Pixel) erfassen.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Abtasten der relativen Positionsbeziehung des Lichtstrahls a mit der Ausgabe des Sensormusters S1 in Einheiten von weniger als einem Takt (in Einheiten von weniger als einem Pixel) unter Bezugnahme auf 9 erklärt. Wie in 8 erklärt, wenn der verzögerte Takt D1 für den Lichtstrahl a ausgewählt worden ist, erlaubt ein Einstellen des Druckbereichs auf 6–10 dem Sensormuster S2 zu antworten. Folglich reduziert die Hauptsteuereinheit 51 den eingestellten Wert des Druckbereichs auf 5–9 und ändert die Auswahl des Verzögerungstakts.
Wie in 9 gezeigt, wenn die Auswahl des Verzögerungstakts in der Reihenfolge D1→D2→D3 geändert wird, bewegt sich der Druckbereich in Einheiten von einem Zehntel eines Takts nach rechts (in Einheiten eines Zehntels eines Pixels). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der Verzögerungstakt D5 ausgewählt worden ist, startet das Sensormuster S2 zu antworten.
In einem Fall, bei dem die Hauptsteuereinheit 51 den Druckbereich (Belichtungsbereich) auf fünf Pixel basierend auf der Ausgabe des Sensormusters S1 für den Lichtstrahl a eingestellt hat, den Bereich auf 5–9 eingestellt und den Verzögerungstakt D5 ausgewählt hat, kann sie erfassen, dass der rechte Rand des Druckbereichs das Sensormuster belichtet hat. Mit anderen Worten, um den Zielbereich 5–9 zu belichten, der sich mit dem Sensormuster 2 überlappt, muss die Hauptsteuereinheit 51 den Tap D5 der Verzögerungszeile 117 auswählen und den Verzögerungspixeltaktbereich entsprechend dem Zielbereich einstellen (oder den fünften bis neunten Verzögerungspixeltaktbereich nach dem Ausgangssignal des Sensormusters S1).
Das Durchführen eines derartigen Erfassungsbetriebs für die Lichtstrahlen b, c und d macht deutlich, wie jeder Lichtstrahl bezüglich der Position zu der Ausgabe des Sensormusters S1 durch den ersten Lichtstrahl liegt. In dem tatsächlichen Druckbetrieb, wählt die Hauptsteuereinheit 51 die Verzögerungstakte für die Lichtstrahlen a bis d, und setzt den Druckbereich, indem die Positionsbeziehung als Korrekturdaten verwendet wird. Die erlaubt der Hauptsteuereinheit 51 den Bildbildungsbereich für jeden Strahl zu veranlassen mit jedem anderen übereinzustimmen mit einer Genauigkeit von einem Zehntel eines Takts (ein Zehntel eines Pixels).
Die Hauptsteuereinheit 51 speichert die gewonnene Information über die Lichtstrahlen a bis d (Information über den Druckbereich und Auswahl des Verzögerungstakts für jeden Strahl bezüglich des ersten Strahls) in dem Speicher 52. Das Speichern der Information in dem Speicher 52 erlaubt der Vorrichtung in den Originalzustand zurückzukehren, sobald die Energieversorgung erneut eingeschaltet wird, selbst nachdem die Energieversorgung der Vorrichtung ausgeschaltet worden ist.
Selbst wenn ein neuer Druckbereich in der Hauptabtastrichtung eingestellt wird, hat das Speichern der Information in dem Speicher 52 den Vorteil, dass nur kleine Einstellungen notwen dig sind, und folglich wird die Notwendigkeit der Verwendung unnötiger Zeit zur Steuerung eliminiert.
Als Nächstes wird der Betrieb der Hauptabtast-Lichtstrahlpositionserfassungsschaltung 40a in der Lichtstrahlsensorausgabeverarbeitungsschaltung 40 gemäß 6 erklärt.
Wie vorher erklärt, kann die Hauptsteuereinheit 51 die Lichtstrahlposition in der Hauptabtastrichtung erfassen, indem die Auswahl der Verzögerungstakte für die Lichtstrahlen a bis d oder der Druckbereich geändert, und die Ausgabe des Sensormusters S2 überwacht wird. Eine Erklärung wird gegeben, wie die Ausgabe des Sensormusters S2 von der Hauptsteuereinheit 51 übernommen wird.
10 zeigt ein Zeitdiagramm, wenn die Lichtstrahlen a bis d das Sensormuster S2 überhaupt nicht belichtet haben. Wie vorher erklärt, da der Abtastzeitgeber 120 die Laseroszillatoren 31a bis 31d zwingt Licht auszusenden, gibt das Sensormuster S1 ein Pulssignal in einer Abtastoperation als Ergebnis des ersten Lichtstrahls, der das Sensormuster S1 belichtet, aus.
Der erste Zähler 111 ist ein Zähler zum Zählen des Impulssignals von dem Sensormuster S1. Beispielsweise zählt er von 0 bis 7 endlos und gibt ein Übertragssignal am Ende des Zählwerts 7 aus, wie in der Figur gezeigt. Der zweite Zähler ist ein Zähler zum Zählen des Ausgangssignals von dem Sensormuster S2.
Der zweite Zähler 112 wird gelöscht (zurückgesetzt) durch das Signal, das gewonnen wird durch Verzögern des Übertragssignals von dem ersten Zähler 111. Der Zählwert des zweiten Zählers 112 wird 0 in Intervallen von acht Abtastungen.
Die Halteschaltung 113 speichert den Ausgabewert des zweiten Zählers 112. Die Verriegelungszeitgebung der Halteschaltung 113 ist die steigende Flanke des Übertragssignals von dem ersten Zähler 111. Dies erlaubt der Halteschaltung 113 den Wert zu halten, bevor der zweite Zähler 112 zurückgesetzt wird.
Der in der Halteschaltung 113 gehaltene Wert wird aktualisiert, wenn der erste Zähler 111 das nächste Übertragssignal ausgibt. Als Ergebnis hält die Halteschaltung 113 immer den Zählwert des zweiten Zählers 112 unmittelbar vor der Ankunft des Übertragssignals.
In 10, da das Sensormuster S2 überhaupt keinen Lichtstrahl erfasst hat, ist der Zählwert des zweiten Zählers 112 immer 0, und folglich wird der Wert in der Verrieglungsschaltung 113 auch auf 0 gehalten. Als ein Ergebnis kann die Hauptsteuereinheit 51 aufgrund des gehaltenen Werts 0 aussagen, dass das Sensormuster S2 keinen Lichtstrahl erfasst hat.
11 zeigt ein Zeitdiagramm, das hilft den Betrieb zu erklären, wenn das Sensormuster S2 konstant einen Lichtstrahl erfasst. Wie in 11 gezeigt, zählt der zweite Zähler 112 zum Zählen der Ausgabe des Sensormusters S2 von 0 bis 8 in Antwort auf das Ausgangssignal des Sensormusters S2.
Der Betrieb wird kurz erklärt. Sobald das Zählerübertrags-Ausgabeverzögerungssignal den zweiten Zähler 112 löscht (zurücksetzt), wird die Ausgabe des Sensormusters S2 in den Zähler 112 eingegeben, der dann den Zählwert 1 aufweist.
Die Ausgabe des Sensormusters S2 inkrementiert den Zähler jedes mal, wenn ein Abtasten erfolgt. Nach achtmaligem Abtasten hat der Zähler den Zählwert 8 und der Wert 8 wird in der Halteschaltung gehalten mit der Zeitgebung, dass der erste Zähler 111 ein Übertragssignal ausgibt. Nachdem die Halteschaltung 113 den Wert 8 gehalten hat, wird der zweite Zähler 112 gelöscht (zurückgesetzt) auf 0 und startet das Zählen von 1 an.
Während das Sensormuster S2 konstant einen Lichtstrahl in dieser Weise erfasst, ist der in der Halteschaltung 113 gehaltene Wert gleich 8. Als Ergebnis, wenn der Wert in der Halteschaltung 113 gleich 8 ist, bestimmt die Hauptsteuereinheit 51, dass das Sensormuster S2 konstant einen Lichtstrahl erfasst:
12 zeigt ein Zeitdiagramm, wenn das Sensormuster S2 manchmal einen Lichtstrahl erfasst und manchmal keinen, oder in einer schwierigen Bedingung ist. Da das Sensormuster S2 manchmal ein Licht erfasst und manchmal nicht, nimmt der Zählwert des zweiten Zählers 112 in einer Abtastoperation zu und in einer anderen Abtastoperation nicht. Gemäß dem Ausführungsbeispiel, bei dem das Sensormuster S2 ein Signal in Intervallen von zwei Abtastungen ausgibt, ist der in der Halteschaltung 113 gehaltene Wert gleich 4. Als Ergebnis, durch Lesen des Werts 4, der in der Halteschaltung 113 gehalten ist, bestimmt die Hauptsteuereinheit 51, dass der Rand des Druckbereichs bezüglich der Position zu dem Sensormuster S2 anfällig ist.
Das Zählen der Ausgabe der Sensormuster S2 mehr als einmal in dieser Art und Weise hat folgende Vorzüge:

1) Die schwierige Positionsbeziehung zwischen dem Druckbereich und dem Sensormuster S2 kann erfasst werden.
2) Die Hauptsteuereinheit 51 muss nur Information in Intervallen von acht Abtastungen lesen und trägt eine geringere Last als bei einem Lesen in Intervallen einer Abtastung.

Es ist wünschenswert, dass die Anzahl an Abtastungen für jede Eingabe der verriegelten Information (die Zeitperiode des ersten Zählers) ein Vielfaches der Oberflächen eines Polygonspiegels ist, um die Genauigkeit der Oberflächen des Polygonspiegels zu übernehmen. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, da die Anzahl der Oberflächen des Polygonspiegels gleich 8 ist, ist der erste Zähler ausgelegt, um ein Übertragssignal in Intervallen von acht Abtastungen auszugeben.
Als Nächstes wird die Beziehung zwischen der Lichtstrahlleistung und der Druckbereichseinstellungsgenauigkeit erklärt.
13 zeigt bildlich den Belichtungsbereich in einem Fall, bei dem der gleiche Verzögerungstakt ausgewählt ist, die Anzahl der Takte in dem Druckbereich gleich ist, und die Lichtstrahlleistung verschieden ist. In 13 ist die Lichtstrahlleistung bei A am größten und reduziert sich in der Reihenfolge: B und C.
Wie in der Figur gezeigt, ist der Bereich umso größer, je größer die Lichtstrahlleistung ist. Was die Antwort des Sensormusters S2 betrifft, kann man sehen, dass die Antwort des Sensormusters S2 verschieden ist, selbst bei der gleichen Druckbereichseinstellung.
Wie in der Figur gezeigt, wenn der Belichtungsrand des Lichtstrahls an einer Position ist ähnlich der des Rands des Sensormusters S2, gibt das Sensormuster S2 eine Antwort oder keine Antwort, in Abhängigkeit von der Lichtstrahlleistung. In dem Beispiel in 13, wenn die Lichtstrahlleistung bei A oder B ist, erreicht die Ausgabe a oder b des Sensormusters S2 einen Schwellenwert von TH. Der zweite Zähler 112 zählt dann die Ausgabe. Wenn die Lichtstrahlleistung bei C ist, erreicht die Ausgabe c des Sensormusters S2 nicht den Schwellenwert TH. Als ein Ergebnis kann der zweite Zähler 112 die Ausgabe nicht zählen.
Folglich, um die Druckbereiche der Lichtstrahlen zueinander mit hoher Genauigkeit auszurichten, muss die Leistung des Lichtstrahls gleich gemacht werden, bevor die Druckbereiche gesteuert werden.
Als Nächstes wird die Lichtstrahlverlaufs(Abtast)-Positionssteuerung im Einzelnen erklärt.
14 zeigt ein Diagramm, das hilft die Lichtstrahlverlaufspositionssteuerung zu erklären, wenn die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 gemäß 3 verwendet wird. Die Bereiche, die die Lichtstrahlverlaufspositionssteuerung in dem Blockdiagramm gemäß 4 betreffen, sind extrahiert und im Einzelnen gezeigt.
Wie oben erklärt, geben die Sensormuster S1, S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 Impulssignale aus, die angegeben, dass Lichtstrahlen durchgelaufen sind. Die Sensormuster SA bis SG geben unabhängige Signale gemäß den Verlaufspositionen der Lichtstrahlen aus.
Die Ausgangssignale der Sensormuster SA, SG werden in Verstärkern 61, 62 (im Folgenden auch als Verstärker A, G bezeichnet) jeweils eingegeben. Der Verstärkungsfaktor jedes Verstärkers 61, 62 wird durch die Hauptsteuereinheit 51, die aus einer CPU besteht, eingestellt.
Wie vorher erklärt, werden die Galvanospiegel 33a bis 33d derart gesteuert, dass der Lichtstrahl über die Sensormuster AS oder SG verläuft. Das Überwachen der Ausgabe des Sensormusters SA oder SG ermöglicht das Erfassen der relativen Lichtstrahlleistung auf der fotoempfindlichen Trommel 15, die zu erfassen ist.
Die Ausgangssignale der Sensormuster SB bis SF werden in Differenzverstärker 63 bis 66 (im Folgenden auch als Differenzverstärker B-C, C-D, D-E, E-F bezeichnet) eingegeben, um die Differenz zwischen benachbarten Ausgangssignalen von den Sensormustern SB bis SF jeweils zu verstärken. Der Differenzverstärker 63 verstärkt die Differenz zwischen den Ausgangssignalen von den Sensormustern SB, SC; der Differenzverstärker 64 verstärkt die Differenz zwischen den Ausgangssignalen von den Sensormustern SC, SD; der Differenzverstärker 65 verstärkt die Differenz zwischen den Ausgangssignalen von den Sensormustern SD, SE; und der Differenzverstärker 66 verstärkt die Differenz zwischen den Ausgangssignalen von den Sensormustern SE, SF.
Die Ausgangssignale von den Verstärkern 61 bis 66 werden in eine Auswahlschaltung (oder einen analogen Schalter) 41 eingegeben. Gemäß einem Sensorauswahlsignal von der Hauptsteuereinheit (CPU) 51 wählt die Auswahlschaltung 41 ein an einen Integrator 42 auszugebendes Signal. Das Ausgangssignal des Verstärkers, das von der Auswahlschaltung 41 ausgewählt worden ist, wird in dem Integrierer 42 integriert.
Das Impulssignal von dem Sensormuster S1 wird ebenfalls in den Integrator 42 eingegeben. Das Impulssignal von dem Sensormuster S1 wird als Zurücksetzsignal (oder Integrationsstartsignal) verwendet, welches den Integrator 42 zurücksetzt und gleichzeitig einen neuen Integrationsvorgang startet. Die Funktionen des Integrators 42 liegen darin Rauschen zu entfernen und die Wirkung der Neigung, mit der die Lichtstrahlerfassungseinheit 38 installiert worden ist, zu eliminieren, wie später im Einzelnen beschrieben wird.
Das Ausgangssignal des Integrators 42 wird in einen A/D-Wandler 43 eingegeben. Das Impulssignal von dem Sensormuster S2 wird ebenfalls in den A/D-Wandler 43 eingegeben. Wenn das Signal von dem Sensormuster S2 als Wandlungsstartsignal empfangen wird, startet der A/D-Wandler 43 eine Analog-zu-Digital-Wandlung. Die A/D-Wandlung wird also mit der Zeitgebung gestartet, dass ein Lichtstrahl über das Sensormuster S2 verläuft.
Wie oben beschrieben, setzt unmittelbar bevor die Lichtstrahlen über die Sensormuster SA bis SG verlaufen, das Impulssignal von dem Sensormuster S1 den Integrator 42 zurück, und startet die Integration zu diesem Zeitpunkt. Als Ergebnis, während die Lichtstrahlen über die Sensormuster SA bis SG verlaufen, integriert der Integrator 42 die Signale, die die Verlaufspositionen der Lichtstrahlen angeben.
Unmittelbar nachdem die Lichtstrahlen über die Sensormuster SA bis SG verlaufen sind, startet das Impulssignal von dem Sensormuster 2 den A/D-Wandler 43, um das Ergebnis der Integration des Integrators 42 A/D-zuwandeln. Dies ermöglicht ein Erfassungssignal mit wenig Rauschen, von welchem die Wirkung der geneigten Installation der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 beseitigt ist, um in einem Lichtstrahlverlaufspositionserfassen in ein digitales Signal umgewandelt zu werden.
Nach der A/D-Wandlung, gibt der A/D-Wandler 43 ein Unterbrechungssignal INT aus, welches das Ende der Hauptsteuereinheit 51 des Prozesses mitteilt.
Die Verstärker 61 bis 66, die Auswahlschaltung 41, der Integrator 42 und der A/D-Wandler 43 bilden die Lichtstrahlsensorausgabeverarbeitungsschaltung 40.
In dieser Weise werden das Lichtstrahlleistungserfassungssignal und das Lichtstrahlpositionserfassungssignal, die in digitale Signale gewandelt sind, in die Hauptsteuereinheit 51 eingegeben als relative Lichtstrahlleistungsinformation und Lichtstrahlpositionsinformation über die fotoempfindliche Trommel 15. Die Hauptsteuereinheit 51 bestimmt die Leistung und die Verlaufsposition jedes Lichtstrahls auf der fotoempfindlichen Trommel 15.
Basierend auf dem relativen Lichtstrahlleistungserfassungssignal und dem Lichtstrahlpositionserfassungssignal auf der fotoempfindlichen Trommel 15 stellt die Hauptsteuereinheit 51 die Lichtemissionsleistung für jeden der Laseroszillatoren 31a bis 31d ein, und berechnet die gesteuerte Variable für jeden der Galvanospiegel 33a bis 33d. Die Ergebnisse der Berechnung werden in dem Speicher 52 gespeichert, falls erforderlich. Die Hauptsteuereinheit 51 sendet die Ergebnisse der Berechnung an die Lasertreiber 32a bis 32d und die Galvanospiegeltreiberschaltungen 39a bis 39d.
Wie in 6 gezeigt, enthalten die Galvanospiegeltreiberschaltungen 31a bis 39d Verriegelungen 44a bis 44d zum Speichern der Ergebnisse der Berechnung. Sobald die Hauptsteuereinheit 51 die Daten in die Verriegelungen geschrieben hat, verbleiben die Werte unverändert bis die Daten aktualisiert werden.
Die Datenstücke, die in den Verriegelungen 44a bis 44d gehalten sind, werden durch D/A-Wandler 45a bis 45d in analoge Signale (oder Spannungen) umgewandelt, die dann in die Treiber 46a bis 46d eingegeben werden, um die Galvanospiegel 33a bis 33d anzutreiben. Die Treiber 46a bis 46d treiben die Galvanospiegel 33a bis 33d gemäß den analogen Signalen von den D/A-Wandlern 45a bis 45d.
In dem Ausführungsbeispiel, da nur eines der verstärkten Ausgangssignale der Sensormuster SA bis SG durch die Auswahlschaltung 41 ausgewählt, integriert und A/D-gewandelt ist, können die Ausgangssignale der Sensormuster SA bis SG nicht in die Hauptsteuereinheit 51 zu einem Zeitpunkt eingegeben werden.
Folglich, um die Leistung des Lichtstrahls zu erfassen, ist es notwendig die Verlaufsposition des Lichtstrahls über das Sensormuster SA oder SG zu bewegen, und die Auswahlschaltung 41 derart zu schalten, dass das Ausgangssignal von dem entsprechenden Sensormuster in die Hauptsteuereinheit 51 eingegeben werden kann.
Wenn der Verlauf eines Lichtstrahls nicht bekannt ist, ist es notwendig die Verlaufsposition des Lichtstrahls zu bestimmen, indem die Auswahlschaltung 41 sequentiell geschaltet wird, und indem die Ausgangssignale von allen Sensormustern SA bis SG in die Hauptsteuereinheit 51 nacheinander eingegeben werden.
Sobald bestimmt ist, wo der Lichtstrahl verläuft, kann die Position, an der der Lichtstrahl verläuft, geschätzt werden, so dass die Ausgangssignale von allen Sensormuster nicht immer in der Hauptsteuereinheit 51 eingegeben werden müssen.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm, das in 15 gezeigt ist, der Betrieb der Druckereinheit 2 zu einem Zeitpunkt beschrieben, wenn die Energieversorgung eingeschaltet wird. Eine Erklärung des Betriebs der Scannereinheit 1 wird weggelassen.
Wenn die Energieversorgung für die Kopiermaschine eingeschaltet wird, dreht die Hauptsteuereinheit 51 die Fixierungsrollen in der Fixierungseinheit 26 und startet die Heizsteuerung der Fixierungseinheit 26 (S311, S312). Dann wird eine Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine durchgeführt, die die Leistung jedes Lichtstrahls auf die fotoempfindliche Trommel 15 derart steuert, dass die Leistung für die entsprechenden Strahlen gleich ist (S313).
Nachdem die Leistung jedes Lichtstrahls auf die fotoempfindliche Trommel 15 derart gesteuert ist, dass der gleiche Pegel vorliegt, wird eine Offset-Korrekturroutine durchgeführt, die den Offset-Wert der Lichtstrahlsensorausgabeverarbeitungsschaltung 40 erfasst und einen Korrekturprozess für den Offset-Wert durchführt (S314). Dann wird die Lichtstrahlverlaufspositionssteuerungsroutine ausgeführt (S315).
Als Nächstes wird die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionssteuerroutine durchgeführt (S316). Dann wird die fotoempfindliche Trommel 15 gedreht und prozessbezogen initialisiert, enthaltend das Aufrechterhalten der Oberflächenbedingungen für die fotoempfindliche Trommel 15 (S317).
Nach einer Reihe derartiger Initialisierungsvorgänge werden die Fixierungsrollen gedreht, bis die Temperatur der Fixierungseinheit 26 auf eine bestimmte Temperatur angestiegen ist, und die Kopiermaschine geht in den Wartezustand (S318). Wenn die Temperatur der Fixierungseinheit 26 die bestimmte Temperatur erreicht hat, wird die Rotation der Fixierungsrollen gestoppt (S319), und die Kopiermaschine geht in den Kopieranweisungs-Wartezustand (S320).
In dem Kopieranweisungs-Wartezustand (S320), wenn keine Kopier(oder Druck)-Anweisung von dem Steuerfeld 53 empfangen wird, falls beispielsweise 30 Minuten vergangen sind, seit der Durchführung der vorangegangenen Lichtstahlverlaufspositionssteuerungsroutine (S321), wird eine Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine automatisch durchgeführt (S322), und dann wird automatisch eine Offset-Korrekturroutine durchgeführt (S323). Anschließend werden erneut die Lichtstrahlverlaufspositionssteuerungsroutine und die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionssteuerungsroutine durchgeführt (S324, S325). Anschließend kehrt die Steuerung zu Schritt S320 zurück, wo die Kopiermaschine erneut in den Kopieranweisungs-Wartezustand geht.
In dem Kopieranweisungs-Wartezustand (S320), wenn eine Kopieranweisung von dem Steuerfeld 53 empfangen wird, erfolgt eine Überprüfung, um zu sehen, ob eine Anweisung zur Änderung der Auflösung vorliegt (S326). Als Ergebnis der Prüfung, wenn eine Anweisung zum Ändern der Auflösung vorliegt, wird die Anzahl der Umdrehungen des Polygonspiegels 36 auf einen Wert geändert, der für die spezifizierte Auflösung geeignet ist.
Dann wird von den Kristalloszillatoren 114a bis 114d ein geeigneter für die Auflösung ausgewählt (S328). Die Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine wird dann ausgeführt (S329). Anschließend wird die Offset-Korrekturroutine ausgeführt (S330). Dann wird die Lichtstrahlverlaufspositionssteuerungsroutine ausgeführt (S331). Anschließend wird die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionssteuerungsroutine ausgeführt (S332), und es wird der Kopierbetrieb durchgeführt (S333).
Wenn das Ergebnis der Prüfung in Schritt S326 gezeigt hat, dass keine Anweisung zum Ändern der Auflösung vorliegt, wird die Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine durchgeführt (S329), da weder die Anzahl der Umdrehungen des Polygonmotors 36 noch der Kristalloszillator geändert werden. Dann wird die Offset-Korrekturroutine ausgeführt (S330). Anschließend werden die Lichtstrahlverlaufspositionssteuerungsroutine (S331), die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionssteuerungsroutine (S332) und der Kopierbetrieb (S333) in dieser Reihenfolge ausgeführt.
Nachdem der Kopierbetrieb beendet ist, kehrt die Steuerung zu Schritt S320 zurück, und die Kopiermaschine wiederholt die obigen Vorgänge.
In dieser Weise, selbst in Intervallen zwischen einem Kopierbetrieb und einem anderen, werden die Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine, die Lichtstrahlverlaufspositionssteuerungsroutine und die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionssteuerungsroutine durchgeführt. Dies ermöglicht ein Bild, das zu bilden ist, in bester Qualität, selbst dann konstant, wenn viele Kopien nacheinander gemacht werden.
Ein erstes Beispiel der Lichtstrahlleistungssteuerungsroutine in den Schritten S313, S322 und S329 in 15 wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme gemäß den 17 und 18 beschrieben.
Die Hauptsteuereinheit 51 setzt den Verstärkungsfaktor des Verstärkers 61(A) auf einen bestimmten Wert (S231). Mit jedem Lichtstrahl, der über das Sensormuster SA verläuft, wenn die Ausgabe des Verstärkers 61(A) in dem Integrator 42 integriert und in dem A/D-Wandler 43 A/D-gewandelt wird, verhindert die Verwendung des bestimmten Werts, dass der resultierende Wert gesättigt wird, und ermöglicht eine Änderung des Werts proportional zu der Leistung des Lichtstrahls.
Als Nächstes schaltet die Hauptsteuereinheit 51 den Polygonmotor 36 ein, wodurch der Polygonspiegel 35 mit einer bestimmten Umdrehungszahl rotiert (S232). Dann zwingt die Hauptsteuereinheit 51 den Laseroszillator 31a Licht auszusenden mit einem bestimmten Wert, der in dem Speicher 52 gespeichert ist (S233). Anschließend veranlasst der Polygonspiegel 35 den Lichtstrahl a das Abtasten zu starten. Der bestimmte Wert ist hier ein Wert, der für die Bildbildung zu diesem Zeitpunkt geeignet ist.
In einer Bildbildungsvorrichtung, die eine elektronische Fotografieverarbeitung verwendet, muss im Allgemeinen die Leistung des Lichtstrahls geändert werden, in Abhängigkeit von der Umgebung, in der die Bildbildungsvorrichtung installiert ist, oder von ihren Verwendungsbedingungen (beispielsweise Alterung). Der Speicher 52 speichert Daten über die geeignete Leistung jedes Lichtstrahls und derartigen verschiedenen Bedingungen.
Die Hauptsteuereinheit 51 steuert den Galvanospiegel 33a derart, dass der Lichtstrahl a über das Sensormuster SA verlaufen kann (S234). Der Lichtstrahl a muss fast durch das Zentrum des Sensormusters SA verlaufen, um von dem Sensormuster SA nicht gestreut zu werden. Wenn der Strahl a von dem Sensormuster SA abweicht, hat die erfasste Leistung einen kleineren Wert.
Da das Sensormuster SA (oder SG), das für die Lichtstrahlleistungssteuerung verwendet wird, eine ausreichende Größe aufweist (mit einer Länge von ungefähr 900 μm in der Nebenabtastrichtung), wie in 3 beschrieben, ist es unmöglich, dass ein derartiges Problem auftreten kann.
Wenn der Lichtstrahl a startet über das Sensormuster SA zu verlaufen, gibt der A/D-Wandler 43 einen Wert proportional zu der Leistung des Strahls a in die Hauptsteuereinheit 51 ein. Die Hauptsteuereinheit 51 speichert den Wert (vorzugsweise den Durchschnittswert eines integralen Vielfachen der Anzahl an Flächen des Polygonspiegels 35) in dem Speicher 52, als die optische Leistung Pa des Lichtstrahls a auf der fotoempfindlichen Trommel 15 (S235) und schaltet den Laseroszillator 31a aus (S236).
Als Nächstes zwingt die Hauptsteuereinheit 51 den Laseroszillator 31b Licht auszusenden (S237) und steuert den Galvanospiegel 33b, wie mit dem Laserstrahl a, wodurch der Lichtstrahl b veranlasst wird über das Sensormuster SA zu verlaufen (S238).
Dann gibt der A/D-Wandler 43 einen Wert proportional zu der Leistung des Strahls b auf der fotoempfindlichen Trommel 15 in die Hauptsteuereinheit 51 ein. Die Hauptsteuereinheit 51 bestimmt den Wert, der die optische Leistung Pb ist, und vergleich ihn mit der optischen Leistung Pa des Lichtstrahls a auf der fotoempfindlichen Trommel 15, der in dem Speicher 52 gespeichert ist (S239). Im Falle des Lichtstrahls b ist es ebenfalls wünschenswert, dass der Ausgangswert des A/D-Wandlers 43, ein integrales Vielfaches der Anzahl an Flächen des Polygonspiegels 35 oft übernommen wird, und der Durchschnitt der Ausgabewerte als Pb bestimmt wird.
Als ein Ergebnis des Vergleichs der optischen Leistung Pa des Strahls a mit der optischen Leistung Pb des Strahls b auf der fotoempfindlichen Trommel 15, wenn die Differenz kleiner oder gleich einem bestimmten Wert (ΔP) ist (vorzugsweise „0"), ergibt sich bezüglich der Bildqualität kein Problem. Wenn die Differenz größer als der Wert ist, tritt ein Bildqualitätsproblem auf, und eine Korrektur ist notwendig.
Als Ergebnis des Vergleichs der optischen Leistung Pb mit der optischen Leistung Pa, wenn beispielsweise Pb größer als Pa ist, und die Differenz zwischen diesen größer als ΔP ist (S240, S241), ermöglicht eine Reduzierung des Lichtemissionsleistungseinstellwerts für den Lasertreiber 32b eine Reduzierung der optischen Leistung des Lichtstrahls b auf der fotoempfindlichen Trommel (S242).
Als ein Ergebnis des Vergleichs der optischen Leistung Pb mit der optischen Leistung Pa, wenn Pa entsprechend größer als Pb ist, und die Differenz zwischen diesen größer als ΔP (S240, S241), ermöglicht die Erhöhung des Lichtemissionsleistungseinstellwerts für den Lasertreiber 32b die Erhöhung der optischen Leistung des Lichtstrahls b auf die fotoempfindliche Trommel 15 (S243).
Nach der Korrektur der optischen Leistung des Strahls b auf die fotoempfindliche Trommel 15, speichert die Hauptsteuereinheit 51 den Lichtemissionsleistungseinstellwert zu diesem Zeitpunkt in dem Speicher 52 als Wert für den Laseroszillator 31b (S244). Er kehrt dann zur Steuerung in Schritt S239 zurück, erfasst die optische Leistung des Strahls b auf der fotoempfindlichen Trommel 15 erneut, vergleicht Pb mit Pa, und wiederholt die Korrektur, bis die Differenz zwischen diesen gleich oder kleiner als ΔP ist.
In dieser Weise kann die Differenz zwischen der Leistung des Strahls a und des Strahls b gleich oder kleiner als der bestimmte Wert gemacht werden (ΔP).
Die Lichtstrahlen c und d werden in ähnlicher Weise in den Schritten S245 bis S264 verarbeitet, wodurch die Differenz in der optischen Leistung zwischen den Lichtstrahlen a, b, c und d auf der fotoempfindlichen Trommel 15 gleich oder kleiner als der bestimmte Wert gemacht werden kann (ΔP).
Obwohl in diesem Beispiel der Lichtstrahl a als Referenz verwendet worden ist, kann der Lichtstrahl b, c oder d als Referenz verwendet werden. Es ist wünschenswert, dass der bestimmte Wert (ΔP) 1% oder weniger der Referenz sein sollte (der Wert von Pa).
Die Hauptabtast-Lichtstrahlsteuerungsroutine in den Schritten S316, S325 und S332 in 15 wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 19 beschrieben.
Die Hauptsteuereinheit 51 erfasst zuerst Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über den Lichtstrahl a (S341). Hier bedeutet die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation derartige Einstellungswerte in den Bildtransfertakterzeugungsabschnitten (Druckbereichseinstellungsabschnitte) 119a bis 119d und derartige ausgewählte Information, die das Muster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 macht, gleich dem Rand des Belichtungsbereichs (Druckbereichs) zu werden. Ein Verfahren zum Erfassen der Information wird im Einzelnen später erklärt.
In ähnlicher Weise wird die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über den Lichtstrahl b, Lichtstrahl c und Lichtstrahl d ebenfalls erfasst (S324 bis S344).
Nachdem die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über die Lichtstrahlen a bis d erfasst worden ist, setzt die Hauptsteuereinheit 51 den notwendigen Druckbereich für das tatsächliche Bildbilden (Kopieren oder Drucken) (S345). Der notwendige Druckbereich für die tatsächliche Bildbildung (Kopieren oder Drucken) wird gemäß der Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über die Lichtstrahlen a bis d, der Größe der Blätter, die für die Bildbildung (Kopieren oder Drucken) verwendet werden, und dem Heftrand eingestellt.
Beispielsweise sei angenommen, dass die Datenstücke, wie in Tabelle 1 gezeigt, als Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über die Lichtstrahlen a bis d erfasst worden sind.
Tabelle 1
Wenn die Größe der Blätter, die für das tatsächliche Bildbilden verwendet werden, beispielsweise A4 lateral ohne Einstellungen ist, enthaltend einen Heftrand, enthält der Druckbereich 7015 (= 297 × 600 ÷ 25,4) Pixel mit einer Auflösung von 600 dpi.
Hier ist angenommen, dass der Abstand zwischen dem Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 und dem linken Rand des tatsächlichen Druckbereichs gleich 100 Pixel ist. In diesem Fall ist der Pixeltaktbereich für jeden Lichtstrahl, der dem Druckbereich entspricht (oder dem Zielbildbildungsbereich) eingestellt, wie in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Nach dem Einstellen, wenn der Verzögerungstakt D5 für den Lichtstrahl a ausgewählt ist, D8 für den Lichtstrahl b, D2 für den Lichtstrahl c und D7 für den Lichtstrahl d, fallen die Druckbereiche der Lichtstrahlen a bis d zusammen mit einer Genauigkeit von einem Zehntel eines Pixels.
Die 20, 21 und 22 zeigen Flussdiagramme, die helfen die Routinen zum Erfassen der Hauptabtast-Lichtstrahlinformation über den Lichtstrahl a in Schritt S341 gemäß 19 zu erklären. Die Erklärung für den Strahl a gilt für die Strahlen b bis d.
In Vorbereitung zum Erfassen von Information über den Lichtstrahl a stellt die Hauptsteuereinheit 31 beispielsweise den Druckstart auf 7400 und das Druckende auf 7401 in den Haupttransfertakterzeugungsabschnitten (Druckbereichseinstellungsabschnitte) 119b bis 119d ein (S351). In Schritt S351 werden die Druck (Belichtungs)-Bereiche, die andere sind als die des Lichtstrahls a weiter weg von der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 bewegt, und die fotoempfindliche Trommel 15 wird ebenfalls an eine Stelle bewegt, wo sie nicht belichtet wird. Der Schritt 351 ist ein notwendiger Schritt, um zu verhindern, dass die Lichtstrahlen a bis d sich gegenseitig stören. Der Schritt S351 macht es möglich genaue Information nur über den Lichtstrahl a zu erfassen.
Als Nächstes stellt die Hauptsteuereinheit 51 den Verzögerungstaktgenerator 118a derart ein, dass der verzögerte Takt D1 für die Bildbildung verwendet werden kann (S352). Dann setzt die Hauptsteuereinheit 51 eine Druckstartposition von 1 und eine Druckendeposition von 5 in dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt (Druckbereichseinstellungsabschnitt) 119a (S353).
Anschließend stellt der Hauptsteuerabschnitt 51 schwarze Testdaten in der Bilddaten-I/F 56 ein, wodurch der Laseroszillator 31a veranlasst wird Licht gemäß den schwarzen Textdaten auszusenden, stoppt ein Zurücksetzen des ersten Zählers 111, und veranlasst den Strahl zum Abtasten der Abtastoberfläche eine bestimmte Anzahl an Zeitpunkten, oder achtmal, gemäß der Anzahl der Oberflächen des Polygonspiegels (S354). Wie vorher erklärt, wird durch den Betrieb der Druckbereich 1–5 (ein Bereich äquivalent zu fünf Punkten) belichtet, mit dem Sensormuster S1 der Lichtstrahlerfassungseinheit (38) als Referenz.
Die Hauptsteuereinheit 51 übernimmt dann die Daten, die in der Halteschaltung 113 gehalten sind, in Antwort auf ein Unterbrechungssignal (Übertrag) von dem ersten Zähler 111, setzt den ersten Zähler zurück (S355), und bestimmt, ob der Wert 8 ist (Prüfung 1: S356).
Wenn das Ergebnis der Beurteilung zeigt, dass die übernommenen Daten nicht 8 sind, bedeutet dies, dass das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 nicht ausreichend belichtet worden ist. Nach einem Addieren eines Werts von 1 zu jedem der Einstellungswerte (Druckstart und -ende) in dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt (Druckbereichseinstellungsabschnitt) 119a, und Schieben des Druckbereichs (Belichtungsbereichs) um ein Pixel, stoppt die Hauptsteuereinheit 51 das Zurücksetzen des ersten Zählers 115 (S357) und wartet auf das Unterbrechungssignal von dem ersten Zähler 111.
Wenn das Ergebnis der Beurteilung in Schritt 356 zeigt, dass die übernommenen Daten gleich 8 sind, bedeutet dies, dass das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 ausreichend belichtet worden ist. In diesem Fall, nach einer weiteren Addierung eines Werts von 1 zu jedem der Einstellungswerte (Druckstart und -ende) in dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt (Druckbereichseinstellungsabschnitt) 119a und Schieben des Druckbereichs (Belichtungsbereichs) um ein Pixel, stoppt die Hauptsteuereinheit 51 das Zurücksetzen des ersten Zählers 111 und veranlasst den Strahl zum Abtasten der Abtastoberfläche eine bestimmte Anzahl an Zeitpunkten oft oder achtmal (S358).
Als Nächstes übernimmt die Hauptsteuereinheit 51 die Daten, die in der Halteschaltung 113 gehalten sind, in Antwort auf das Unterbrechungssignal (Übertrag) von dem ersten Zähler 111 (S359) und beurteilt, ob der Wert gleich 8 ist (Prüfung 2: S360).
Wenn das Ergebnis der Beurteilung zeigt, dass die übernommenen Daten nicht gleich 8 sind, addiert die Hauptsteuereinheit 51 einen Wert von 1 zu jedem Einstellungswert (Druckstart und -ende) in dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt (Druckbereichseinstellungsabschnitt) 119a, wie in dem vorangegangenen Prozess, schiebt den Druckbereich (Belichtungsbereich) um ein Pixel, stoppt das Zurücksetzen des ersten Zählers 111 (S357) und führt die erste Prüfung (Prüfung 1) erneut durch.
Wenn das Ergebnis der Beurteilung in Schritt S360 zeigt, dass die übernommenen Daten gleich 8 sind, werden die Werte, die durch Subtrahieren von zwei von den Einstellungswerten (Druckstart und Druckende) in dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt (Druckbereichseinstellungsabschnitt) 119a gewonnen werden, in dem Bildtransfertakterzeugungsabschnitt (Druckbe reichseinstellungsabschnitt) 119a (S361) eingestellt. Die Werte zu diesem Zeitpunkt werden in dem Speicher 52 als Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über den Lichtstrahl a in Einheiten von einem Pixel gespeichert (S362).
Durch diese Vorgänge kann der Hauptsteuerabschnitt 51 den 5-Pixel Druckbereich (Belichtungsbereich) Pixel um Pixel schieben, erkennen, wie viele Pixel der Druckbereich zu schieben ist, bevor der Druckbereich das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 erreicht, und den Wert unmittelbar vor dem Erreichen des Sensormusters S2 in dem Speicher 52 speichern.
In dem Ausführungsbeispiel, obwohl der Druckbereich (Belichtungsbereich) das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 erreicht hat (obwohl die Prüfung 1 durchgeführt wurde), wird verifiziert, dass der Druckbereich (Belichtungsbereich) weiter um ein Pixel verschoben wurde und das Sensormuster S2 belichtet worden ist (oder dass die Prüfung 2 durchgeführt wurde). Der Grund ist, dass selbst wenn das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 auf unnötiges Streulicht geantwortet hat, welches in der optischen Systemeinheit entstehen kann, muss die Hauptsteuereinheit 41 die korrekte Antwort von der nicht gewollten Antwort unterscheiden können.
Im Allgemeinen ist die Energie des Streulichts sehr viel kleiner als die des Hauptlichtstrahls, und das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 wird kaum auf derartiges Streulicht antworten. Aus irgendeinem Grund jedoch könnte das Sensormuster S2 antworten. Um derartige Fehlerantworten zu vermeiden, ist es notwendig sicherzustellen, dass das Sensormuster S2 zuverlässig antwortet (oder Licht zuverlässig erfasst) selbst wenn der Druckbereich (Belichtungsbereich) um einige Pixel extra verschoben wurde, seitdem das Sensormuster S2 begonnen hat zu antworten.
In dem Ausführungsbeispiel, um die Erklärung zu vereinfachen, ist der Druckbereich (Belichtungsbereich) aus fünf Pixeln gebildet, und das Ausmaß der Verschiebung, um die obigen Prüfungen durchzuführen, ist bestimmt auf ein Pixel. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Werte beschränkt. Die Größe des Druckbereichs (Belichtungsbereichs) und die Anzahl an Prü fungen kann geeignet bestimmt werden, unter Berücksichtigung der Größe des Sensormusters S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38.
Nachdem die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über den Lichtstrahl a in Einheiten von einem Pixel erfasst worden ist, führt die Hauptsteuereinheit 51 den Betrieb des Erfassens der Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation in Einheiten von einem Zehntel eines Pixels durch.
Mit dem verzögerten Takt D1, der ausgewählt ist, wird der Druckbereich (Belichtungsbereich) in Einheiten von einem Pixel eingestellt, und ist in einer Position unmittelbar bevor das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 damit beginnt zu antworten.
In diesem Zustand schaltet die Hauptsteuereinheit 51 den verzögerten Takt von D1 auf D2 (oder schiebt die Position des Takts um ein Zehntel eines Takts), stoppt das Zurücksetzen des ersten Zählers 111, veranlasst den Strahl die Abtastoberfläche achtmal abzutasten, und wartet auf ein Unterbrechungssignal (S363).
Bei Empfangen des Unterbrechungssignals von dem ersten Zähler 111 übernimmt die Hauptsteuereinheit 51 den Wert von der Halteschaltung 113 der Hauptabtast-Lichtstrahlpositionserfassungsschaltung in der Lichtstrahlpositionserfassungsausgabeschaltung 40 und setzt den ersten Zähler 111 zurück (S364).
Als Nächstes beurteilt die Hauptsteuereinheit 51, ob der Wert in der Halteschaltung 113 gleich 8 ist (S365) und prüft, ob der Druckbereich (Belichtungsbereich) das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 31 erreicht hat.
Das Ergebnis der Prüfung zeigt, dass der verriegelte Wert nicht gleich 8 ist, bedeutet dies, dass der Druckbereich (Belichtungsbereich) noch nicht das Sensormuster S2 erreicht hat. Die Hauptsteuereinheit 51 kehrt die Steuerung zu Schritt S363 zurück, wählt einen 1/10-taktverschobenen verzögerten Takt, und führt die oben beschriebenen Beurteilungen durch.
Wenn das Ergebnis der Prüfung in Schritt S365 zeigt, dass der verriegelte Wert gleich 8 ist, bedeutet dies, dass der Druckbereich (Belichtungsbereich) das Sensormuster S2 erreicht hat. Da der Druckbereich den Zielbereich erreicht hat, verwendet also die Hauptsteuereinheit 51 den Verzögerungstakt in der Bildbildung (beispielsweise Kopieren oder Drucken) und speichert den ausgewählten verzögerten Takt in dem Speicher 52 (S366).
Wie oben beschrieben, kann die Hauptsteuereinheit 51 den Druckbereich (Belichtungsbereich) in Einheiten von ungefähr einem Zehntel eines Pixels basierend auf der Einstellung des Druckbereichs (Belichtungsbereichs) und der Auswahl des verzögerten Takts bewegen. Durch Überprüfen der Antwort von dem Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 zu diesem Zeitpunkt, erfasst die Hauptsteuereinheit 51 die Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über den Lichtstrahl a mit einer Genauigkeit von ungefähr einem Zehntel eines Pixels.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Druckbereich (Belichtungsbereich) nacheinander stromabwärtsseitig in Richtung der Lichtstrahlabtastung verschoben, um einen Punkt zu finden, bei welchem das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 antwortet. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise kann der Druckbereich (Belichtungsbereich) weiter nacheinander stromabwärtsseitig in Richtung der Lichtstrahlabtastung verschoben werden, um einen Punkt zu finden, bei welchem das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 nicht antwortet. Dann kann dieser Punkt als Hauptabtast-Lichtstrahlpositionsinformation über jeden der Lichtstrahlen a bis d verwendet werden.
Darüber hinaus kann der Druckbereich (Belichtungsbereich) auf der Stromabwärtsseite in Richtung der Lichtstrahlabtastung eingestellt werden, und nacheinander stromaufwärtsseitig geschoben werden, um einen Punkt zu finden, bei dem das Sensormuster S2 der Lichtstrahlerfassungseinheit 38 eine Antwort oder keine Antwort liefert.
Wie im Einzelnen erklärt, werden gemäß der vorliegenden Erfindung eine Lichtstrahlabtastvorrichtung und eine Bildbildungsvorrichtung geschaffen, die es ermöglichen, dass die relative Belichtungsposition immer genau gesteuert werden kann, selbst wenn die Beziehung zwischen Hauptabtastpositionen von Lichtstrahlen unbekannt ist.
Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Strahlabtastvorrichtung geschaffen, die für eine Bildbildungsvorrichtung mit mehr als einer Auflösung verwendbar ist.

Claims

Lichtstrahlabtastvorrichtung, enthaltend: ein erstes Lichtstrahlerzeugungsmittel zum Erzeugen eines ersten Lichtstrahls (31a); ein zweites Lichtstrahlerzeugungsmittel zum Erzeugen eines zweiten Lichtstrahls (31b); und ein Abtastmittel (35) zum Reflektieren des ersten und zweiten Lichtstrahls, die von dem ersten und zweiten Lichtstrahlerzeugungsmittel erzeugt worden sind, zu einer Abtastoberfläche, und zum Abtasten des ersten und zweiten Lichtstrahls über die Abtastoberfläche; ein erstes Lichtstrahlerfassungsmittel (S1), das entsprechend auf der Abtastoberfläche lokalisiert ist, zum Erfassen eines Lichtstrahls von dem ersten und zweiten Lichtstrahl, die gleichzeitig über die Abtastoberfläche durch das Abtastmittel getastet werden; ein Takterzeugungsmittel (116) zum Erzeugen eines Takts, der mit einem Ausgang des ersten Lichtstrahlerfassungsmittels (S1) synchronisiert ist; ein erstes Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a) zum Bestimmen eines Bildbildungsbereichs des ersten Lichtstrahls basierend auf einer ersten verzögerten Ausgabe des Takts, der von dem Takterzeugungsmittel (116) erzeugt wird; ein zweites Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119b) zum Bestimmen eines Bildbildungsbereichs des zweiten Lichtstrahls basierend auf einer zweiten verzögerten Ausgabe des Takts, der von dem Takterzeugungsmittel (116) erzeugt wird; ein zweites Lichtstrahlerfassungsmittel (S2), das stromabwärtsseitig in Bezug zu dem ersten Lichtstrahlerfassungsmittel (S1) in einer Hauptabtastrichtung liegt, zum Erfassen des ersten Lichtstrahls, der über den Bildbildungsbereich tastet, der durch das erste Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a) bestimmt wird, und des zweiten Lichtstrahls, der über den Bildbildungsbereich tastet, der durch das zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119b) bestimmt wird; und ein Steuermittel (51), das ausgelegt ist (i) zum Erkennen einer Positionsbeziehung zwischen dem zweiten Lichtstrahlerfassungsmittel (S2) und dem Bildbildungsbereich des ersten Lichtstrahls, der durch das erste Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a) bestimmt wird, basierend auf einem Erfassungsergebnis, das von dem zweiten Lichtstrahlerfassungsmittel (S2) erhalten wird, wenn der erste Licht strahl den Bildbildungsbereich, der von dem ersten Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a) bestimmt wird, abtastet; (ii) zum Erkennen einer Positionsbeziehung zwischen dem zweiten Lichtstrahlerfassungsmittel (S2) und dem Bildbildungsbereich des zweiten Lichtstrahls, der durch das zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119b) bestimmt wird, basierend auf einem Erfassungsergebnis, das von dem zweiten Lichtstrahlerfassungsmittel (S2) erhalten wird, wenn der zweite Lichtstrahl den Bildbildungsbereich, der von dem zweiten Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119b) bestimmt wird, abtastet; und (iii) zum Steuern des ersten und zweiten Bildbildungsbereicheinstellungsmittels (119a, 119b), so dass die Bildbildungsbereiche des ersten und zweiten Lichtstrahls auf der Abtastoberfläche des ersten und zweiten Lichtstrahls gleich sind.
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: das Takterzeugungsmittel (116) ein Mittel (117) enthält zum Ausgeben einer Mehrzahl von Takten, die unterschiedliche Phasen aufweisen, und zum Synchronisieren mit einer Ausgabe von dem ersten Strahlerfassungsmittel (S1); das erste und zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119b, 119b) jeweils ein Taktauswahlmittel (118a, 118b) enthalten zum jeweiligen Auswählen von Takten, auf die Bezug genommen wird, wenn die Bildbildungsbereiche für den ersten und zweiten Lichtstrahl bestimmt werden, aus den Takten, die unterschiedliche Phasen aufweisen, die von dem Ausgabemittel (117) ausgegeben werden; und das Steuermittel (51) Operationen des Taktauswahlmittels (118a, 118b) und des ersten und zweiten Bildbildungsbereicheinstellungsmittels (119a, 119b) steuert.
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasendifferenzen zwischen den Takten, die von dem Takterzeugungsmittel (116, 117) erzeugt werden, kleiner als ein Zyklus des Takts sind, der von dem Takterzeugungsmittel (116) erzeugt wird.
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ferner ein Zählmittel (112) zum Zählen der Anzahl an Zeitpunkten zu denen das zweite Strah lerfassungsmittel den Lichtstrahl erfasst, und dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (51) durchführt: eine Operation (S353) zum Abtasten des ersten und zweiten Lichtstrahls eine vorbestimmte Anzahl von Zeitpunkten oft jeweils über die Bildbildungsbereiche, die durch das erste und zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a, 119b) bestimmt werden; eine Operation (S354) zum Lesen von Daten, die die Anzahl an Zeitpunkten angeben, die von dem Zählmittel (112) gezählt werden; eine Operation (S356) zum Erkennen von Positionsbeziehungen zwischen dem zweiten Strahlerfassungsmittel (S2) und dem Bildbildungsbereich, der durch das ersten Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a) bestimmt wird, und zwischen dem zweiten Strahlerfassungsmittel (S2) und dem Bildbildungsbereich, der durch das zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119b) bestimmt wird, basierend auf der Anzahl an Zeitpunkten, die durch das Zählmittel (112) gezählt werden; und eine Operation (S362) zum Steuern des ersten und zweiten Bildbildungsbereicheinstellungsmittels derart, dass die Bildbildungsbereiche, die dadurch jeweils bestimmt werden, auf der Abtastoberfläche miteinander zusammenfallen.
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Operationen des Steuermittels (51) durchgeführt werden, unmittelbar nachdem Energie an die Lichtstrahlabtastvorrichtung geliefert wird (S316).
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Operationen des Steuermittels (51) in regelmäßigen Intervallen nacheinander durchgeführt werden (S325).
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Abtastoberfläche eine Oberfläche eines Bildhalteelements enthalten, und die ferner gekennzeichnet ist durch ein Trommelbelichtungsverhinderungsmittel (122) zum Steuern des Strahlerzeugungsmittels derart, dass Lichtstrahlen, die durch das Abtastmittel getastet werden, das Bildhalteelement nicht belichten können, und dadurch gekennzeichnet, dass eine Steueroperation des Steuermittels (51) durchgeführt wird nachdem das Trommelbelichtungsverhinderungsmittel aktiviert worden ist.
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ferner enthaltend: ein Auflösungseinstellungsmittel (51, S326) zum Bestimmen einer Bildauflösung, bei der ein Bild auf der Abtastoberfläche gebildet wird; ein Abtastgeschwindigkeitsänderungsmittel (51, S327) zum Ändern einer Abtastgeschwindigkeit des Abtastmittels (35) in Übereinstimmung mit der Auflösung, die durch das Auflösungseinstellungsmittel bestimmt worden ist; und ein Taktänderungsmittel (51, S328) zum Ändern einer Frequenz des Takts, der durch das Takterzeugungsmittel (116) erzeugt wird, in Übereinstimmung mit der Auflösung, die von dem Auflösungseinstellungsmittel bestimmt worden ist, und dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (51) das erste und zweite Bildbildungseinstellungsmittel (119a, 119b) steuert nachdem die Auflösung durch das Abtastgeschwindigkeitsänderungsmittel (S327) und das Taktänderungsmittel (S328) geändert worden ist.
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ferner enthaltend: ein Strahlenergieerfassungsmittel (51, S235) zum Erfassen von Energien des ersten und zweiten Lichtstrahls, die über die Abtastoberfläche durch das Abtastmittel (35) getastet werden; und ein Strahlenergiesteuermittel (51, S242–S243) zum Steuern des ersten und zweiten Strahlerzeugungsmittels derart, dass Energien des ersten und zweiten Lichtstrahls, die über die Abtastoberfläche getastet werden, in einen vorbestimmten Bereich fallen, basierend auf Ergebnissen der Erfassung durch das Strahlenergieerfassungsmittel, und dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (51) das erste und zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a, 119b) steuert, nachdem die Energien des ersten und zweiten Lichtstrahls gesteuert worden sind, um in den vorbestimmten Bereich zu fallen, durch das Strahlenergiesteuermittel (51, S241–S243).
Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ferner enthaltend: ein Bildlesemittel (1) zum optischen Lesen eines Bildes eines Dokuments, und zum Liefern von Bilddaten, die dem Bild des Dokuments entsprechen; und ein Bildhalteelement (15), auf dem ein elektrostatisch latentes Bild gebildet wird durch den Lichtstrahl, der durch das Abtastmittel abtastet, und dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (51) Pixeltaktbereiche (Tabelle 2), die einem gewünschten Bildbildungsbereich auf dem Bildhaltelement (15) entsprechen, an das erste und zweite Bildbildungseinstellungsmittel (119a, 119b) liefert; das erste und zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel (119a, 119b) Pixeltakte erzeugen, die zu dem Pixeltaktbereich gehören; das Steuermittel ein elektrostatisches Bild, das den Bilddaten entspricht, die von dem Lesemittel (1) geliefert werden, in dem gewünschten Bildbildungsbereich auf dem Bildhalteelement (15) bildet, indem das erste und zweite Strahlerzeugungsmittel (31a, 31b) verwendet werden, in Antwort auf das Taktsignal, das durch das erste und zweite Bildbildungsbereicheinstellungsmittel erzeugt wird; und die Lichtstrahlabtastvorrichtung ferner ein Druckmittel (17 bis 19) enthält, um auf einem Blatt Papier ein sichtbares Bild zu drucken, welches dem elektrostatisch latenten Bild, das auf dem Bildhalteelement (15) gebildet ist, entspricht.