DE19757664A1 - Abtasteinrichtung mit optischem Kaskade-Abtastsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Kaskade-Abtastsystem mit zwei optischen La­ ser-Abtastsystemen, die in einer Hauptabtastrichtung nebeneinander angeordnet sind und zum Erzeugen einer langen Abtastzeile synchron gesteuert werden. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Konstruktion einer Abtasteinrichtung mit zwei optischen Laser-Abtastsystemen, bei denen die Rotation zweier Polygonspiegel synchronisiert ist, um einen Versatz zweier Abtastzeilen in einer Hauptabtastrichtung zu vermeiden, die dann aufeinander auszurichten sind.

Ein optisches Kaskade-Abtastsystem mit mehreren optischen Laser-Abtastsy­ stemen in Hauptabtastrichtung ist bereits aus der JP-A-61-11720 vom 20. Januar 1986 bekannt. Diese Veröffentlichung beschreibt ein optisches Kaskade-Ab­ tastsystem mit zwei Laser-Abtastsystemen, die jeweils einen Laserstrahlerzeuger, einen Polygonspiegel als Ablenkvorrichtung, eine fθ-Optik usw. enthalten. Die beiden Abtastsysteme werden synchron angetrieben, um Abtast-Laserstrahlen auf die fotoleitfähige Oberfläche einer Trommel längs einer gemeinsamen Zeile abzugeben, die parallel zur Längsrichtung der Trommel verläuft. Die beiden Ab­ tast-Laserstrahlen bewegen sich über zwei nebeneinanderliegende Bereiche der gemeinsamen Zeile auf der fotoleitfähigen Oberfläche, so daß die Trommel in Hauptabtastrichtung über eine große Länge abgetastet wird.

Bei einem derartigen Kaskade-Abtastsystem ist ein grundsätzliches Problem zu lösen. Dies besteht darin, daß eine auf der fotoleitfähigen Trommel mit dem einen Laser-Abtastsystem erzeugte Abtastzeile genau auf eine mit dem anderen Laser- Abtastsystem erzeugte Abtastzeile auszurichten ist, so daß kein gegenseitiger Versatz in Hauptabtastrichtung auftritt und eine gerade und durchgehende Ab­ tastzeile aus zwei Teilzeilen erzeugt wird.

Die fθ-Linse oder -Linsengruppe in jedem Teil-Abtastsystem besteht im Sinne re­ duzierter Herstellungskosten oft aus Kunststoff. Bekanntlich kann sich eine Kunststofflinse verformen, und auch ihre Brechkraft ist abhängig von Temperatur, Luftfeuchte usw. veränderlich. Deshalb kann die Länge der durch Drehen eines Polygonspiegels um einen bestimmten Drehwinkel erzeugten Abtastzeile sich auch bei konstanter Drehzahl des Polygonspiegels ändern. Tritt eine solche Längenänderung auf, so haben die beiden Abtast-Teilzeilen, die eine gerade und durchgehende Abtastzeile bilden sollen, zueinander einen Abstand oder über­ lappen einander in Hauptabtastrichtung. In Fig. 2 sind die Abtast-Laserstrahlen, die an Polygonspiegeln 24A und 24B zum Abtasten einer Trommel 10 abgelenkt werden, mit durchgezogenen Linien 1, strichpunktierten Linien 2 und gestrichelten Linien 3 dargestellt. Die Abtast-Laserstrahlen 1 ergeben sich ohne Verformung oder Änderung der Brechkraft einer jeden fθ-Linse und erzeugen daher eine ge­ rade und durchgehende Abtastzeile ohne gegenseitigen Abstand der Abtast- Teilzeilen bzw. ohne gegenseitige Überlappung in Hauptabtastrichtung (in Fig. 2 horizontale Richtung). Die Abtast-Laserstrahlen 2 ergeben sich durch eine Ver­ kürzung der Länge der beiden Abtast-Teilzeilen infolge einer Verformung einer jeden fθ-Linse, und sie bilden daher eine unterbrochene Abtastzeile, weil sie in Hauptabtastrichtung einen Abstand zueinander haben. Die Abtast-Laserstrahlen 3 führen zu einer vergrößerten Länge Abtast-Teilzeilen infolge einer Verformung ei­ ner jeden fθ-Linse, so daß zwar eine gerade und kontinuierliche Abtastzeile er­ zeugt wird, jedoch mit einer Überlappung der Abtast-Teilzeilen in Hauptabtastrich­ tung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Abtasteinrichtung mit einem opti­ schen Kaskade-Abtastsystem anzugeben, bei der die Abtast-Teilzeilen auf einem Aufzeichnungsträger keinen gegenseitigen Versatz in Hauptabtastrichtung haben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines optischen Kaskade-Abtastsy­ stems mit den wichtigsten Einheiten,

Fig. 2 die Draufsicht eines Teils des Abtastsystems nach Fig. 1,

Fig. 3 das Blockdiagramm einer Steuerschaltung für das Abtastsystem nach Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 das Blockdiagramm einer Steuerschaltung für das Abtastsystem nach Fig. 1 als zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 das Blockdiagramm einer Steuerschaltung für das Abtastsystem nach Fig. 1 als drittes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 6 das Blockdiagramm einer Steuerschaltung für das Abtastsystem nach Fig. 1 als viertes Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt ein optisches Kaskade-Abtastsystem zum Abtasten der fotoleitfähigen Oberfläche einer Trommel 10 in einem Laserdrucker. Das Abtastsystem besteht aus zwei Teil-Abtastsystemen 20A und 20B. Diese sind als nicht telezentrisches System aufgebaut, so daß sich der Eintrittswinkel eines Laserstrahls im jeweiligen Abtastsystem 20A bzw. 20B an der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 mit der Position des Abtastlichtflecks in Hauptabtastrichtung verändert. Die beiden Abtastsysteme 20A und 20B enthalten übereinstimmende optische Elemente oder Teile, d. h. das erste Abtastsystem 20A enthält einen Laserkollimator 21A als Laserstrahlgenerator, eine zylindrische Linse 23A, einen Polygonspiegel (Abtastelement) 24A, eine fθ-Linsengruppe 25A, einen Hilfsspiegel 26A und einen Spiegel 27A. Die entsprechenden Teile des zweiten Abtastsystems 20B tragen dieselben Bezugsziffern und sind zusätzlich mit B gekennzeichnet. Jede fθ- Linsengruppe 25A und 25B besteht aus zwei Linsenelementen, wie Fig. 1 zeigt. In jeder fθ-Linsengruppe ist mindestens ein Linsenelement eine Kunststofflinse. Die beiden Abtastsysteme 20A und 20B sind in Richtung parallel zur Längsrichtung der Trommel 10 nebeneinander angeordnet und in einem gemeinsamen Gehäuse 35 an einer Innenwand montiert.

Die Laserkollimatoren 21A und 21B sind identisch aufgebaut. Jeder enthält eine Laserdiode LD und eine Sammellinsengruppe (nicht dargestellt) für einen von der Laserdiode LD abgegebenen Laserstrahl. In jedem Abtastsystem 20A und 20B wird der von der Laserdiode LD abgegebene Laserstrahl also über die Sammel­ linsengruppe geleitet. Danach trifft er auf die zylindrische Linse 23A bzw. 23B, die dem jeweiligen Laserkollimator 21A bzw. 21B vorgeordnet ist. Jede zylindrische Linse 23A und 23B hat eine Brechkraft in Hilfsabtastrichtung, so daß der auftreffende Laserstrahl dadurch in Hilfsabtastrichtung kondensiert wird und dann auf den jeweiligen Polygonspiegel 24A bzw. 24B fällt. Beide Polygonspiegel 24A und 24B werden jeweils gedreht, so daß auftreffende Laserstrahlen in Hauptab­ tastrichtung abgelenkt werden und über die fθ-Linsengruppe 25A bzw. 25B und die Hilfslinsen 26A bzw. 26B auf die Spiegel 27A und 27B fallen. Danach werden die Laserstrahlen an den Spiegeln 27A und 27B zur fotoleitfähigen Trommel 10 hin reflektiert, so daß sie diese in Hauptabtastrichtung abtasten.

Jede Hilfslinse 26A und 26B hat eine Brechkraft hauptsächlich in Hilfsabtastrich­ tung. Um die Größe des optischen Kaskade-Abtastsystems insgesamt zu verrin­ gern, können die Hilfslinsen 26A und 26B auch weggelassen werden. Dann sind die fθ-Linsengruppen 25A und 25B so abgeändert, daß sie eine Brechkraft äqui­ valent derjenigen der Kombination aus den Linsengruppen 25A und 25B und den Hilfslinsen 26A und 26B haben. In Fig. 2 ist die optische Achse der fθ-Linsen­ gruppe 25A bzw. 25B mit X bezeichnet. Sie erstreckt sich quer zur Hauptabtast­ richtung. Die fotoleitfähige Oberfläche der Trommel 10 ist mit S bezeichnet. Die Hilfslinsen 26A und 26B und die Spiegel 27A und 27B sind nur in Fig. 1 darge­ stellt.

Der Polygonspiegel 24A dreht sich im Uhrzeigersinn, während sich der Poly­ gonspiegel 24B im Gegenuhrzeigersinn dreht, wie Fig. 2 zeigt. Die Polygonspie­ gel 24A und 24B haben also entgegengesetzten Drehsinn, so daß die fotoleitfä­ hige Oberfläche der Trommel 10 ausgehend von ihrer Mitte zum jeweiligen Ende hin abgetastet wird.

Ein Spiegel 28A ist in dem Gehäuse 35 an einer Stelle fest angeordnet, wo er den abtastenden Laserstrahl aus der fθ-Linsengruppe 25A vor dem Auftreffen auf die fotoleitfähige Oberfläche der Trommel 10 über die Hilfslinse 26A und den Spiegel 27A bei jeder Abtastbewegung durch Rotation des Polygonspiegels 24A auf­ nimmt. Der an dem Spiegel 28A reflektierte Laserstrahl fällt auf einen Laser­ strahldetektor 29A, der in dem Gehäuse 35 dem Spiegel 28A gegenüberliegend fest angeordnet ist. Der Beginn einer jeden Abtastbewegung des ersten Ab­ tastsystems 20A wird also mit dem Laserstrahldetektor 29A über den Spiegel 28A erfaßt.

Ähnlich ist ein Spiegel 28B in dem Gehäuse 35 an einer Stelle fest angeordnet, wo er den von der fθ-Linsengruppe 25B abgegebenen Laserstrahl aufnimmt, be­ vor dieser auf die fotoleitfähige Oberfläche der Trommel über die Hilfslinse 26B und den Spiegel 27B bei jeder Abtastbewegung durch Rotation des Polygonspie­ gels 24B auftrifft. Der an dem Spiegel 28B reflektierte Laserstrahl fällt auf einen Laserstrahldetektor 29B, der in dem Gehäuse 35 fest angeordnet ist.

Ein Laserstrahldetektor 31A ist in dem Gehäuse 35 nahe dem Laserstrahldetektor 29A angeordnet und empfängt den Laserstrahl der fθ-Linsengruppe 25A, nach­ dem er mit dem rotierenden Polygonspiegel 24A eine Abtastbewegung durchge­ führt hat. Das Ende einer jeden Abtastbewegung des ersten Abtastsystems 20A wird also mit dem Laserstrahldetektor 31A erfaßt.

Ähnlich ist ein Laserstrahldetektor 31B in dem Gehäuse 35 nahe dem Laser­ strahldetektor 29B angeordnet und empfängt den Laserstrahl der fθ-Linsengruppe 25B, nachdem er mit dem rotierenden Polygonspiegel 24B eine Abtastbewegung durchgeführt hat. Das Ende einer jeden Abtastbewegung des zweiten Abtastsy­ stems 20B wird also mit dem Laserstrahldetektor 31B erfaßt.

Die Laserdioden LD der Laserkollimatoren 21A und 21B werden jeweils durch ei­ nen Prozessor (nicht dargestellt) so gesteuert, daß sie entsprechend vorgegebe­ nen Bilddaten ein- oder ausgeschaltet werden, so daß ein Bild (latentes La­ dungsbild) auf der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 erzeugt wird. Die­ ses Bild wird danach entsprechend einem üblichen elektrofotografischen Verfah­ ren von der Oberfläche der Trommel 10 auf Normalpapier übertragen. Die Bildda­ ten können dem Prozessor von einem Computer (nicht dargestellt) zugeführt werden. Die Polygonspiegel 24A und 24B werden synchron die Lichtpunkte der Abtast-Laserstrahlen sich in Hauptabtastrichtung voneinander wegbewegen und dabei eine lange Abtastzeile auf der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 erzeugen. Mit der Drehbewegung der fotoleitfähigen Trommel 10 synchron mit der Rotation eines jeden Polygonspiegels 24A und 24B wird eine Vielzahl Abtastzei­ len auf der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 erzeugt, wodurch sich ein Bild (latentes Ladungsbild) ergibt.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung für das in Fig. 1 gezeigte Abtastsystem. Es handelt sich dabei um eine Einstellsteuerung für den Abtaststart. In diesem Prozeß wird in beiden Teil-Abtastsystemen 20A und 20B das Intervall zwischen dem Erfassungszeitpunkt mit dem Laserstrahldetektor 29A (oder 29B) und dem Erfassungszeitpunkt mit dem Laserstrahldetektor 31A (oder 31B) gemessen, um die Länge der Abtastzeile zu bestimmen, die mit dem jeweili­ gen Abtast-Laserstrahl auf der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 erzeugt wird. Die Startposition des Schreibens einer jeden Abtast-Teilzeile auf der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 (d. h. die Position, an der die Ein/Aus- Modulation des Laserstrahls startet) wird in Hauptabtastrichtung entsprechend der festgestellten Länge so eingestellt, daß die beiden einander gegenüberlie­ genden Enden der Abtast-Teilzeilen in Hauptabtastrichtung weder einen Abstand zueinander haben noch einander überlappen. In jedem Teil-Abtastsystem 20A und 20B würde der Abtast-Laserstrahl der gestrichelten Linie 3 entsprechen, wenn das gemessene Intervall beispielsweise durch Deformation der fθ-Kunst­ stofflinse, kürzer als das ursprüngliche Referenzintervall ist, wenn ein Intervall gleich dem ursprünglichen Wert für das Schreiben einer jeden Abtast-Teilzeile auf der Trommel 10 vorgegeben ist. Umgekehrt würde der Abtast-Laserstrahl der strichpunktierten Linie 2 entsprechen, wenn das gemessene Intervall beispiels­ weise durch Deformation der fθ-Kunststofflinse länger als das ursprüngliche Inter­ vall ist, wenn ein Intervall gleich dem ursprünglichen Wert für das Schreiben einer jeden Abtast-Teilzeile auf der Trommel 10 vorgegeben ist. Bei dem ersten Aus­ führungsbeispiel der Steuerschaltung wird in jedem Teil-Abtastsystem 20A und 20B die Startposition zum Schreiben einer jeden Abtast-Teilzeile auf der fotoleit­ fähigen Oberfläche der Trommel 10 in Hauptabtastrichtung eingestellt, indem das Intervall zwischen dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 29A (oder 29B) und dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 31A (oder 31B) bestimmt wird.

Der erste und der zweite Polygonspiegel 24A und 24B werden jeweils mit einer Motoreinheit 55A bzw. 55B gedreht. Wenn diese Motoreinheiten 55A und 55B durch Schließen des Hauptschalters gestartet werden, so werden sie jeweils mit gemeinsamen Taktimpulsen aus einem Frequenzteiler 53 gesteuert, der seiner­ seits Taktimpulse von einem Taktimpulsgenerator 51 erhält. Die von dem Fre­ quenzteiler 53 abgegebenen Taktimpulse werden der ersten Motoreinheit 55A di­ rekt und der zweiten Motoreinheit 55B über einen Multiplexer 67 zugeführt. Un­ mittelbar nach Schließen des Hauptschalters stellt der Multiplexer 67 keine Taktimpulse aus dem Frequenzteiler 53 ein, sondern schaltet sie nur auf die zweite Motoreinheit 55B. Jede Motoreinheit 55A, 55B hat einen Motor mit einer Welle, auf der der jeweilige Polygonspiegel 24A bzw. 24B befestigt ist.

Der Laserstrahldetektor 29A gibt ein Signal an einen Phasendetektor 57A, eine Längenerfassung 71A, eine Verzögerungsschaltung 79A und einen Phasendiffe­ renzdetektor 59 ab, wenn er einen Abtast-Laserstrahl erfaßt. Ähnlich gibt der La­ serstrahldetektor 29B ein Signal an einen Phasendetektor 57B, eine Längener­ fassung 71B, eine Verzögerungsschaltung 79B und den Phasendifferenzdetektor 59 ab, wenn er einen Abtast-Laserstrahl erfaßt.

Die von den Laserstrahldetektoren 29A und 29B abgegebenen Signale werden jeweils den Verzögerungsschaltungen 79A und 79B zugeführt, so daß sie um ein vorbestimmtes Intervall verzögert dem vorstehend genannten Prozessor (nicht dargestellt) zugeführt werden. Jede Verzögerungsschaltung 79A und 79B erhält den Wert des Intervalls (Verzögerungszeit) aus einer entsprechenden Verzöge­ rungsbestimmungsschaltung 77A bzw. 77B. Die von den Laserstrahldetektoren 29A und 29B abgegebenen Signale werden als Horizontal-Synchronimpulse HSYNC dem Prozessor über die Verzögerungsschaltungen 79A und 79B zuge­ führt, so daß sie als Referenzsignale zum Starten einer Schreiboperation von Hauptabtastdaten, nämlich zum Schreiben einer jeden Hauptabtastzeile verwen­ det werden. Der Prozessor führt also eine einzelne Abtastung (d. h. das Zeichnen einer horizontalen Linie in Hauptabtastrichtung der Trommel 10) immer dann durch, wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft. Jeweils bei Abschluß einer horizonta­ len Zeile auf der Trommel 10 wird diese um einen Betrag entsprechend einer hori­ zontalen Zeile weitergedreht, so daß die folgende horizontale Zeile aufgezeichnet wird.

Der Phasendifferenzdetektor 59 bestimmt die Phasendifferenz der von den La­ serstrahldetektoren 29A und 29B abgegebenen Signale und gibt eine die Pha­ sendifferenz anzeigende Spannung an ein Tiefpaßfilter 61 und ein UND-Glied 69. Die Bezeichnung "Phasendifferenz angebende Spannung" betrifft eine Spannung, die die Größe der Phasendifferenz angibt.

Ein Sperrsignal wird von der zweiten Motoreinheit 55B an das UND-Glied 69 ab­ hängig von der PLL-Steuerung der zweiten Motoreinheit 55B abgegeben. Daher gibt das UND-Glied 69 ein Entsperrsignal an den vorstehend genannten Prozes­ sor ab, wenn ein den Phasenabgleich anzeigendes Signal des Phasendifferenz­ detektors 59 und ein Sperrsignal der zweiten Motoreinheit 55B abgegeben wird. Der Prozessor startet eine Abtastoperation, sobald er das Entsperrsignal des UND-Gliedes 69 erhält.

Wenn die Phase der Signale des Laserstrahldetektors 29B der Phase der Signale des Laserstrahldetektors 29A nacheilt, so gibt der Phasendifferenzdetektor 59 ei­ ne positive Spannung an das Tiefpaßfilter 61 ab. Wenn die Phase der Signale des Laserstrahldetektors 29B der Phase der Signale des Laserstrahldetektors 29A voreilt, so gibt der Phasendifferenzdetektor 59 eine negative Spannung an das Tiefpaßfilter 61 ab.

Bei Eingabe einer eine Phasendifferenz kennzeichnenden Spannung von dem Phasendifferenzdetektor 59 setzt das Tiefpaßfilter 61 diese Spannung in eine Gleichspannung entsprechend der Größe der Phasendifferenzspannung um. Dann gibt das Tiefpaßfilter 61 die Spannung an einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 63. Dieser ändert die Frequenz der Taktimpulse entsprechend der von dem Tiefpaßfilter 61 zugeführten Gleichspannung und gibt diese Taktim­ pulse veränderlicher Frequenz an den Multiplexer 67. Dieser gibt die Taktimpulse an die zweite Motoreinheit 55B, so daß diese den zweiten Polygonspiegel 24B mit einer entsprechend veränderlichen Drehzahl antreibt. Der VCO 63 gibt Takt­ impulse mit hoher Frequenz an den Multiplexer 67, wenn die Gleichspannung des Tiefpaßfilters 61 hoch ist, während er Taktimpulse mit niedriger Frequenz an den Multiplexer 67 abgibt, wenn die Gleichspannung des Tiefpaßfilters 61 niedrig ist. Der Multiplexer 67 stellt die Taktimpulse des Frequenzteilers 53 entsprechend Taktimpulsen aus dem VCO 63 ein und gibt diese eingestellten Taktimpulse an die zweite Motoreinheit 55B. Wenn die Phase der von dem Laserstrahldetektor 29B abgegebenen Signale derjenigen der Signale des Laserstrahldetektors 29A nacheilt, so nimmt die Drehzahl der zweiten Motoreinheit zu. Wenn die Phase der Signale des Laserstrahldetektors 29B derjenigen der Signale des Laserstrahlde­ tektors 29A voreilt, so nimmt die Drehzahl der zweiten Motoreinheit 55B ab. Die Phase der Drehung des zweiten Polygonspiegels 24B stimmt dann mit der Phase der Drehung des ersten Polygonspiegels 24A überein.

Der Multiplexer 67 gibt die Taktimpulse aus dem Frequenzteiler 53 an die zweite Motoreinheit 55B, wenn kein Sperrsignal für die PLL-Steuerung aus der ersten Motoreinheit 55A abgegeben wird oder wenn entsprechende Signale von den Phasendetektoren 57A und 57B zur gleichen Zeit erhalten werden, auch wenn das Sperrsignal von der ersten Motoreinheit 55A ansteht. Bei Empfang des Sperrsignals aus der ersten Motoreinheit 55A gibt der Multiplexer 67 die Taktim­ pulse des VCO 63 an die zweite Motoreinheit 55B, wenn entsprechende Signale nicht von den Phasendetektoren 57A und 57B zur gleichen Zeit empfangen wer­ den. Wenn dann erfaßt wird, daß die Phase der Signale des Laserstrahldetektors 29B der Phase der Signale des Laserstrahldetektors 29A entspricht, so läßt der Multiplexer 67 die von dem Frequenzteiler 53 erhaltenen Impulse durch zu der zweiten Motoreinheit 55B durch, so daß die beiden Motoreinheiten 55A und 55B synchron gesteuert und mit gemeinsamen Taktimpulsen gedreht werden.

Nachdem die Rotation der Motoreinheiten 55A und 55B stabil ist und die PLL (phasenstarre Regelschleife) gestartet ist, beginnt der vorstehend genannte Pro­ zeß der Startpositionseinstellung.

Bei diesem Prozeß mißt die Längenerfassung 71A zunächst das Intervall zwi­ schen dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 29A und dem Erfas­ sungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 31A, um die Länge der Abtastzeile auf der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 zu bestimmen. Dann gibt die Län­ generfassung 71A den so bestimmten Wert an einen Speicher 73A. Ähnlich mißt die Längenerfassung 71B zunächst das Intervall zwischen dem Erfassungszeit­ punkt des Laserstrahldetektors 29B und dem Erfassungszeitpunkt des Laser­ strahldetektors 31B, um die Länge der Abtastzeile auf der fotoleitfähigen Oberflä­ che der Trommel 10 zu bestimmen. Dann gibt die Längenerfassung 71B den so bestimmten Wert an einen Speicher 73B.

Der Wert einer Referenzlänge, der mit dem so bestimmten Längenwert zu ver­ gleichen ist, wird gleichfalls in jedem Speicher 73A und 73B gespeichert. Dieser Wert kann zuvor in einem Speicher (nicht dargestellt) gespeichert sein, bei­ spielsweise in einem EEPROM, oder er kann mit einem Tastenschalter in jeden Speicher 73A und 73B eingegeben werden.

Ein Vergleicher 75A vergleicht den Wert der Referenzlänge mit dem bestimmten Längenwert aus dem Speicher 73A um die Differenz zu bestimmen. Dann gibt der Vergleicher 75A den Differenzwert an die Verzögerungsbestimmungsschaltung 77A. Der Verzögerungswert eines vorbestimmten Intervalls wurde als Refe­ renzwert zuvor in die Verzögerungsbestimmungsschaltung 77A eingegeben. Diese bestimmt einen geeigneten Verzögerungswert entsprechend dem eingege­ benen Verzögerungswert und dem eingegebenen Differenzwert und gibt den so bestimmten geeigneten Verzögerungswert an die Verzögerungsschaltung 79A. Diese stellt die Startposition des Schreibens einer jeden Abtast-Teilzeile des er­ sten Abtast-Systems 20A (im folgenden auch als erste Startposition bezeichnet) so ein, daß sie sich an der Originalposition befindet, an der die erste Startposition liegt wenn die fθ-Linsengruppe 25A praktisch nicht verformt ist.

Ähnlich vergleicht ein Vergleicher 75B den Wert der Referenzlänge mit dem Wert der bestimmten Länge, die ihm von dem Speicher 73B zugeführt wird, um die Differenz festzustellen. Dann gibt er den Differenzwert an die Verzögerungsbe­ stimmungsschaltung 77B. Der Wert (Verzögerungswert) des vorbestimmten Intervalls wurde zuvor als Referenzwert in die Verzögerungsbestimmungsschal­ tung 77B eingegeben. Diese bestimmt einen geeigneten Verzögerungswert ent­ sprechend dem eingegebenen Referenzwert und dem Differenzwert und gibt den so bestimmten geeigneten Verzögerungswert an die Verzögerungsschaltung 79B. Damit wird die Abtaststartposition zum Schreiben einer jeden Abtast-Teilzeile mit dem zweiten Abtastsystem 20B (im folgenden auch als zweite Startposition bezeichnet) so eingestellt, daß sie sich an der Originalposition befindet, an der die zweite Startposition liegt, wenn die fθ-Linsengruppe 25B praktisch nicht verformt ist.

Wie die vorstehende Beschreibung ergibt, wird bei dem ersten Ausführungsbei­ spiel der Steuerschaltung zum Einstellen der Abtaststartposition die erste und die zweite Startposition so eingestellt, daß sie sich an der entsprechenden Original­ position befindet, so daß die einander gegenüberliegenden Enden der beiden Abtast-Teilzeilen in Hauptabtastrichtung weder gegeneinander versetzt sind noch einander überlappen. Daher wird eine gerade und durchgehende Abtastzeile mit den beiden Abtast-Teilzeilen erzeugt.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung für das Kas­ kade-Abtastsystem nach Fig. 1. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Steuer­ schaltung werden die Längen der beiden Abtast-Teilzeilen jeweils unabhängig voneinander bestimmt, und die erste und die zweite Startposition werden jeweils unabhängig voneinander entsprechend der jeweils bestimmten Länge eingestellt, während hier nur die Länge einer der beiden Abtast-Teilzeilen, nämlich diejenige des ersten Abtastsystems 20A, bestimmt wird und die erste und die zweite Start­ position jeweils entsprechend dieser Länge eingestellt werden. Die Länge einer jeden Abtast-Teilzeile wird als übereinstimmend mit der Länge der anderen Ab­ tast-Teilzeile angesehen, da die beiden Teil-Abtastsysteme 20A und 20B jeweils aus übereinstimmenden optischen Elementen oder Teilen bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel des Kaskade-Abtastsystems bestehen, so daß ein ähnlicher Effekt für das zweite Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung zu erwarten ist.

Bei dieser Steuerschaltung sind der Laserstrahldetektor 31B, die Längenbestim­ mung 71B, der Speicher 73B, der Vergleicher 75B und die Verzögerungsbestim­ mungsschaltung 77B des ersten Ausführungsbeispiels nicht vorhanden. Es ist je­ doch eine Verzögerungsbestimmungsschaltung 77B2 zum Bestimmen einer Ver­ zögerung entsprechend der eingegebenen Referenzverzögerung und dem ein­ gegebenen Differenzwert vorgesehen, die den bestimmten geeigneten Verzöge­ rungswert an die Verzögerungsschaltung 79B gibt. Die Verzögerungsbestim­ mungsschaltung 77B2 gibt den bestimmten Differenzwert an den Vergleicher 75A ab. Daher liefert in diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Vergleicher 75A den­ selben Differenzwert an jede Verzögerungsbestimmungsschaltung 77A und 77B2.

Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung für das in Fig. 1 gezeigte Abtastsystem. In dem Einstellprozeß für die Abtaststartposition des ersten oder des zweiten Ausführungsbeispiels werden jeweils die erste und die zweite Startposition eingestellt, während bei dem Prozeß des dritten Ausfüh­ rungsbeispiels nur die Länge einer der beiden Abtast-Teilzeilen, nämlich die des ersten Abtastsystems 20A, bestimmt und nur die zweite Startposition relativ zur ersten Startposition entsprechend einer Länge mit dem zweifachen Wert der be­ stimmten Länge eingestellt wird.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung fehlen der Laserstrahl­ detektor 31B, die Längenbestimmung 71B, der Speicher 73B, der Vergleicher 75B und die Verzögerungsbestimmungsschaltung 77B aus dem ersten Ausführungs­ beispiel. Außerdem fehlen die Verzögerungsschaltungen 79A und 79B. Es sind jedoch eine Verzögerungsbestimmungsschaltung 77A2 und eine Verzögerungs­ schaltung 79 vorgesehen. Letztere erhält ein Signal des Laserstrahldetektors 29B und einen Verzögerungswert aus der Verzögerungsbestimmungsschaltung 77A2. Diese bestimmt einen geeigneten Verzögerungswert entsprechend einem eingegebenen Referenzwert und einer Länge, die dem Zweifachen des eingege­ benen Differenzwertes entspricht und gibt den bestimmten Verzögerungswert an die Verzögerungsschaltung 79, so daß das von dem Laserstrahldetektor 29B ab­ gegebene Signal um ein Intervall verzögert wird, das dem bestimmten Verzöge­ rungswert entspricht, bevor es dem Prozessor (nicht dargestellt) zugeführt wird. Bei diesem Einstellprozeß der Abtaststartposition ist ein Effekt ähnlich demjeni­ gen des ersten Ausführungsbeispiels zu erwarten.

Fig. 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Schaltung zum Steuern des in Fig. 1 gezeigten Abtastsystems. Hierbei wird jeweils die Länge einer der Abtast- Teilzeilen (erste Länge) und die Länge der anderen Abtast-Teilzeile (zweite Länge) jeweils bestimmt. Dann werden die Differenz (erste Differenz) der ersten Länge und der entsprechenden Referenzlänge und die Differenz (zweite Diffe­ renz) der zweiten Länge und der entsprechenden Referenzlänge bestimmt, und nur die zweite Startposition wird relativ zur ersten Startposition abhängig von der Summe (Differenzwert) der ersten und der zweiten Differenz eingestellt.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung fehlen die Verzöge­ rungsbestimmungsschaltungen 77A und 77B und die Verzögerungsschaltungen 79A und 79B des ersten Ausführungsbeispiels. Es sind jedoch eine Verzöge­ rungsschaltung 794 und eine Verzögerungsbestimmungsschaltung 774 vorgese­ hen. Der Vergleicher 75A gibt den von ihm bestimmten Differenzwert an die Ver­ zögerungsbestimmungsschaltung 774. Diese bestimmt einen geeigneten Verzö­ gerungswert entsprechend dem eingegebenen Referenzwert und dem vorstehend genannten Wert der Summe der Differenzen aus den Vergleichern 75A und 75B. Dann gibt die Verzögerungsbestimmungsschaltung 774 den bestimmten Verzöge­ rungswert an die Verzögerungsschaltung 794. Das Signal des Laserstrahldetek­ tors 29B wird daher um ein bestimmtes Intervall entsprechend dem bestimmten Verzögerungswert dem Prozessor (nicht dargestellt) zugeführt. Bei diesem Pro­ zeß der Einstellung der Abtaststartposition wird ein Effekt ähnlich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels erreicht.

Bei jedem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung wird, sobald jeder Speicher 73A und 73B den Wert der mit der entsprechenden Län­ genbestimmung 71A oder 71B festgestellten Länge gespeichert hat, der gespei­ cherte Wert gemeinsam mit dem zuvor gespeicherten Referenzwert für den ent­ sprechenden Vergleicher 75A oder 75B von diesem Zeitpunkt an benutzt.

Ähnlich wird in dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel der Steuer­ schaltung, sobald der Speicher 73A den Wert der bestimmten Länge aus der Längenbestimmung 71A gespeichert hat, der gespeicherte Wert gemeinsam mit dem zuvor gespeicherten Referenzwert für den Vergleicher 75A von diesem Zeitpunkt an benutzt.

Bei dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel der Steuerschaltungen wird min­ destens eine Startposition so eingestellt, daß die einander gegenüberliegenden Enden der beiden Abtast-Teilzeilen in Hauptabtastrichtung weder einen Abstand zueinander haben noch einander überlappen, so daß sich eine gerade und konti­ nuierliche Abtastzeile ohne Zwischenraum oder Überlappung ergibt. Ferner wird bei jedem Ausführungsbeispiel bei Auftreten eines Phasenunterschiedes der Ro­ tation der beiden Polygonspiegel 24A und 24B eine Differenz der Drehzahl auf­ treten und die Phasendifferenz mit dem Phasendifferenzdetektor 59 entsprechend den Signalen aus den Laserstrahldetektoren 29A und 29B bestimmt. Es werden Taktimpulse entsprechend der Größe der Phasendifferenz über das Tiefpaßfilter 61 und den VCO 63 erzeugt. Die zweite Motoreinheit 55B wird mit den erzeugten Taktimpulsen so gesteuert, daß die Phasendifferenz der Rotationen der Polygonspiegel 24A und 24B beseitigt wird.

Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung wer­ den zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren, bei dem das Inter­ vall zwischen dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 29A (oder 29B) und dem Startzeitpunkt des Schreibens einer Abtast-Teilzeile über die Verzöge­ rungsschaltung 79A (oder 79B) eingestellt wird, die erste und die zweite Startpo­ sition entsprechend dem Verhältnis des gemessenen Intervalls zwischen dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 29A (oder 29B) und dem Erfas­ sungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 31A (oder 31B) zum Referenzzeitinter­ vall eingestellt.

Ähnlich wird bei dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel der Steuer­ schaltung zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Prozeß, bei dem das In­ tervall zwischen dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 29A (oder 29B) und dem Startzeitpunkt des Schreibens einer Abtast-Teilzeile über die Ver­ zögerungsschaltung 79 (oder 794) eingestellt wird, die erste Startposition zu­ sätzlich entsprechend dem Verhältnis des Wertes des gemessenen Intervalls zwi­ schen dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 29A (oder 29B) und dem Erfassungszeitpunkt des Laserstrahldetektors 31A (oder 31B) zu dem Refe­ renzzeitintervall eingestellt.

Bei allen Ausführungsbeispielen der Steuerschaltung kann die Einstellung der Abtaststartposition nicht nur beim Schließen des Hauptschalters, sondern auch bei Abschluß des Schreibens aller Abtast-Teilzeilen auf jedem Blatt (normalen) Papiers oder während Leerlaufzeiten der Abtasteinrichtung durchgeführt werden, wenn der Hauptschalter geschlossen ist.

Obwohl die Polygonspiegel 24A und 24B mit entgegengesetztem Drehsinn zum Abtasten der fotoleitfähigen Oberfläche der Trommel 10 ausgehend von einer Zentralposition jeweils zum Ende hin betrieben werden, können sie auch mit übereinstimmendem Drehsinn betrieben werden.

Claims (13)

1. Abtasteinrichtung mit einem optischen Kaskade-Abtastsystem aus zwei Teil- Abtastsystemen zum Abtasten eines Aufzeichnungsträgers mit jeweils einer Abtast-Teilzeile entsprechend ersten bzw. zweiten Bilddaten, wobei die Teil- Abtastsysteme so angeordnet sind, daß die mit ihnen jeweils erzeugte Abtast-Teilzeile mit der jeweils anderen Abtast-Teilzeile in einer Hauptabtastrichtung eine zusammengesetzte Abtastzeile bildet, gekenn­ zeichnet durch einen ersten Laserstrahldetektor an einer vorgegebenen Po­ sition zum Erfassen des ersten Abtast-Laserstrahls, bevor dieser eine erste Abtast-Teilzeile beginnt, einen zweiten Laserstrahldetektor an fester Position zum Erfassen des ersten Abtast-Laserstrahls nach Abschluß einer ersten Abtast-Teilzeile, eine Meßvorrichtung zum Messen des Intervalls zwischen dem Erfassungszeitpunkt des ersten Laserstrahldetektors und dem Erfassungszeitpunkt des zweiten Laserstrahldetektors, eine Bestimmungs­ vorrichtung zum Vergleichen eines dem Intervall entsprechenden Wertes mit einem vorbestimmten Wert zum Bestimmen des Intervalls zwischen dem Erfassungszeitpunkt des ersten Laserstrahldetektors und dem Startzeitpunkt der ersten Abtast-Teilzeile, und durch eine Einstellvorrichtung zum Einstel­ len des Startzeitpunktes der ersten Abtast-Teilzeile entsprechend dem Inter­ vall.

2. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dritten La­ serstrahldetektor an fester Position zum Erfassen des zweiten Abtast-La­ serstrahls, bevor dieser die zweite Abtast-Teilzeile startet, einen vierten La­ serstrahldetektor an fester Position zum Erfassen des zweiten Abtast-La­ serstrahls nach Abschluß der zweiten Abtast-Teilzeile, eine zweite Meßvor­ richtung zum Messen eines zweiten Intervalls zwischen dem Erfassungs­ zeitpunkt des dritten Laserstrahldetektors und dem Erfassungszeitpunkt des vierten Laserstrahldetektors, eine zweite Bestimmungsvorrichtung zum Vergleichen eines vorbestimmten Wertes mit einem dem zweiten Intervall entsprechenden Wert zum Bestimmen eines zweiten Intervalls zwischen dem Erfassungszeitpunkt des dritten Laserstrahldetektors und dem Start­ zeitpunkt einer zweiten Abtast-Teilzeile, und eine zweite Einstellvorrichtung zum Einstellen des Startzeitpunktes der zweiten Abtast-Teilzeile entspre­ chend dem zweiten Intervall.

3. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste optische Laser-Abtastsystem einen ersten Polygonspiegel zum Ablenken des ersten Abtast-Laserstrahls und das zweite optische Laser-Abtastsystem einen zweiten Polygonspiegel zum Ab­ lenken des zweiten Abtast-Laserstrahls enthält.

4. Abtasteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Polygonspiegel den ersten Abtast-Laserstrahl zum Erzeugen der ersten Abtast-Teilzeile auf einem ersten Teil des Aufzeichnungsträgers ablenkt, daß der zweite Polygonspiegel den zweiten Abtast-Laserstrahl zum Erzeu­ gen der zweiten Abtast-Teilzeile auf einem weiteren Teil des Aufzeich­ nungsträgers ablenkt, daß der erste Laserstrahldetektor den ersten Abtast- Laserstrahl vor dem Abtasten des Aufzeichnungsträgers erfaßt, und daß der zweite Laserstrahldetektor den ersten Abtast-Laserstrahl nach dem Ab­ schluß des Abtastens des Aufzeichnungsträgers erfaßt.

5. Abtasteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Laserstrahldetektor den zweiten Abtast-Laserstrahl erfaßt, bevor dieser den weiteren Teil des Aufzeichnungsträgers abtastet, und daß der vierte La­ serstrahldetektor den zweiten Abtast-Laserstrahl erfaßt, nachdem dieser die Abtastung des weiteren Teils des Aufzeichnungsträgers beendet hat.

6. Abtasteinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Polygonspiegel zueinander entgegengesetzt ge­ dreht werden, so daß der erste und der zweite Abtast-Laserstrahl die beiden Teile des Aufzeichnungsträgers ausgehend von deren ungefährer Mitte in zueinander entgegengesetzten Richtungen abtasten.

7. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung den Startzeitpunkt der ersten Abtast-Teilzeile entsprechend der doppelten Länge des Intervalls einstellt.

8. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Speicher für den Wert des Zeitintervalls, wobei die Einstellvorrichtung den Startzeitpunkt der ersten Abtast-Teilzeile entspre­ chend dem Intervall einstellt, nachdem dessen Wert gespeichert wurde.

9. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen zweiten Speicher für das zweite Intervall, wobei die zweite Einstellvorrichtung den Startzeitpunkt der zweiten Abtast-Teilzeile entsprechend dem zweiten Intervall einstellt, nachdem dessen Wert in ei­ nem zweiten Speicher gespeichert wurde.

10. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Prozessor zum Modulieren des ersten und des zwei­ ten Abtast-Laserstrahls entsprechend den ersten und den zweiten vorgege­ benen Bilddaten, wobei der Prozessor die Modulation jeweils mit einem Si­ gnal der Einstellvorrichtung startet.

11. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine Trommel, deren Umfangsfläche der Aufzeichnungsträ­ ger ist.

12. Abtasteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Teil-Abtastsysteme aus gleichartigen optischen Ele­ menten aufgebaut sind.

13. Abtasteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil-Abtastsysteme symmetrisch angeordnet sind.