專利名稱：級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)有一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，它們沿主掃描方向排列，通過控制它們之間的工作同步以實(shí)現(xiàn)寬掃描線。特別地，本發(fā)明涉及這樣一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的裝置，它有一對(duì)激光掃描系統(tǒng)。使其中一個(gè)激光掃描系統(tǒng)的多面反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)和另一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)的多面反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，以便防止要被對(duì)準(zhǔn)的兩條掃描線在副掃描方向相互分離，該兩條掃描線是分別由兩個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的。
眾所周知，級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)有多個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，它們沿主掃描方向排列以實(shí)現(xiàn)寬掃描線。在日本專利公開號(hào)61-11720中，這是在1986年1月20日公布的，公開了這種類型的掃描光學(xué)系統(tǒng)。這個(gè)專利公開了一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)有兩個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，每一系統(tǒng)有一激光發(fā)射器，一個(gè)作為偏轉(zhuǎn)器件的多面反射鏡，fθ透鏡等等。兩個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)是同步驅(qū)動(dòng)的，分別發(fā)射激光掃描束到光敏鼓的光敏表面(掃描表面)。光敏鼓位于公共線上，掃描束在平行于光敏鼓軸的方向沿伸。兩個(gè)激光掃描束分別在光敏表面公共線的兩邊進(jìn)行掃描，這樣在主掃描方向?qū)挿秶鷥?nèi)掃描光敏鼓的光敏表面。
在這樣一個(gè)級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，有一個(gè)基本問題需要克服。這個(gè)問題是，如何將兩條掃描線精確地對(duì)準(zhǔn)，以便兩個(gè)掃描線就在主掃描方向和副掃描方向不會(huì)相互偏離。兩條掃描線分別來自級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)中各自的激光掃描系統(tǒng)。對(duì)準(zhǔn)兩條掃描線的目的是通過結(jié)合分離的掃描線形成一直的連續(xù)掃描線。有時(shí)候有這樣一種情況，在級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)中多面反射鏡的每一個(gè)反射表面稍微傾斜于它原先的位置(多面反射鏡反射表面是掃描激光束偏轉(zhuǎn)面)。在這種情況下，其中一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)多面反射鏡的每一反射表面的角度與另一個(gè)相應(yīng)的激光掃描系統(tǒng)的不同。這時(shí)前面提到的形成直的連續(xù)掃描線的掃描光束將在光敏鼓的副掃描方向相互偏離。在副掃描方向兩條掃描線之間產(chǎn)生間隙或偏離，所以將不會(huì)形成直的連續(xù)線。當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)多面反射鏡旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)或振動(dòng)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類似的問題。
本發(fā)明的主要目的是提供級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的同步裝置，它可以防止兩條掃描線在掃描表面的副掃描方向相互偏離，這里其中一條掃描線是由一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的掃描激光束形成的，另一掃描線是由另一激光掃描光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射的掃描激光束形成的。
為了達(dá)到上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一個(gè)級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，它包括第一激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，此系統(tǒng)有一個(gè)第一多面反射鏡，該多面反射鏡有多個(gè)第一反射表面，用于偏轉(zhuǎn)第一激光掃描束，以便掃描掃描表面的一部分，生成第一掃描線；第二激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，它有一個(gè)第二多面反射鏡，該多面反射鏡也有多個(gè)第二反射表面，用于偏轉(zhuǎn)第二掃描激光束，以便掃描掃描表面的另一部分，生成第二掃描線，其中這樣安排兩個(gè)激光掃描系統(tǒng)以使兩條掃描線在它們之間的一個(gè)接觸點(diǎn)處沿主掃描方向?qū)?zhǔn)，從而在主掃描方向形成一個(gè)單一的掃描線；測(cè)量多個(gè)第一反射表面和多個(gè)第二反射表面的每一個(gè)的傾斜度的裝置；及根據(jù)測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果，決定多個(gè)第一反射表面和多個(gè)第二反射表面的組合的裝置，在極小化由多個(gè)第一反射表面的傾斜度形成的第一相位和由多個(gè)第二反射表面的傾斜度而形成的第二相位之間的相位差時(shí)，通過任一個(gè)這樣的組合可形成單一的掃描線。
最好是，確定裝置包括用于比較多個(gè)第一反射表面的傾斜度和多個(gè)第二反射表面的傾斜度的裝置，以判斷多個(gè)第一反射表面中的哪一個(gè)反射表面與多個(gè)第二反射表面中的一個(gè)反射表面有最接近的傾斜度。
最好是，測(cè)量裝置包括第一位置敏感器件，用于檢測(cè)第一掃描激光束在副掃描方向上的位置以決定多個(gè)第一反射表面的每一個(gè)的傾斜度，副掃描方向垂直于主掃描方向；及第二位置敏感器件，用于檢測(cè)第二掃描激光束在副掃描方向上的位置以決定多個(gè)第二反射表面的每一個(gè)的傾斜度。
最好是，第一位置敏感器件位于第一光路外邊，第一掃描激光束通過第一光路形成第一掃描線；并且其中第二位置敏感器件位于第二光路外邊，第二激光束通過第二光路形成第二掃描線。
最好是，級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)還包括儲(chǔ)存多個(gè)第一反射表面和多個(gè)第二反射表面的每一個(gè)的傾斜度的裝置。
最好是，儲(chǔ)存裝置包括儲(chǔ)存多個(gè)第一反射表面的每一個(gè)的傾斜度的第一存儲(chǔ)器；及儲(chǔ)存多個(gè)第二反射表面的每一個(gè)的傾斜度的第二存儲(chǔ)器。
最好是，確定裝置包括用于比較多個(gè)第一反射表面的傾斜度和多個(gè)第二反射表面傾斜度的裝置，多個(gè)第一反射表面和多個(gè)第二反射表面的傾斜度分別存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器中。通過比較傾斜度，判斷多個(gè)第一反射表面的哪一個(gè)反射表面與多個(gè)第二反射表面中的一個(gè)反射表面有最接近的傾斜度，以決定它們的組合。
最好是，每當(dāng)級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的電源開關(guān)接通后，測(cè)量裝置和確定裝置都開始工作。
最好是，級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)還包括一個(gè)鼓，鼓的周邊有掃描表面。
最好是，第一和第二激光掃描光學(xué)系統(tǒng)由相同的光學(xué)元件組成。
最好是，第一和第二激光掃描光學(xué)系統(tǒng)是對(duì)稱排列的。
按照本發(fā)明的另一方面，對(duì)級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)提供了一個(gè)同步裝置。級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)包括兩個(gè)激光掃描系統(tǒng)，每一個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)多面反射鏡，提供多個(gè)反射表面。這樣安排兩個(gè)激光掃描系統(tǒng)以使它們形成一個(gè)單一掃描線，其中同步裝置包括用于測(cè)量多面反射鏡的多個(gè)反射表面的每一個(gè)的傾斜度的裝置；及按照測(cè)量結(jié)果，決定多面反射鏡的一個(gè)的多個(gè)反射表面與多面反射鏡的另一個(gè)的多個(gè)反射表面的組合的裝置，當(dāng)極小化由多面反射鏡中的一個(gè)的多個(gè)反射表面的傾斜度形成的相位與由多面反射鏡中的另一個(gè)的多個(gè)反射表面的傾斜度形成的相位之間的相位差時(shí)，通過任一個(gè)這樣的組合形成單一的掃描線。
下面將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1是一個(gè)級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例的概貌圖。這一實(shí)施例應(yīng)用了本發(fā)明，圖中僅畫出它的基本的元件；圖2是圖1所示級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)中的一部分的示意圖；圖3(A)是圖1或圖2的例子中所示的兩個(gè)多面反射鏡中的第一個(gè)的每個(gè)反射表面的傾斜度的圖形表示；圖3(B)是圖1或圖2的例子中所示的兩個(gè)多面反射鏡中的第二個(gè)的每個(gè)反射表面的傾斜度的圖形表示；圖4是級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的同步裝置的方框圖。
圖1是掃描光敏鼓的光敏表面的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。光敏鼓10是在激光打印機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)單元。級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)由兩個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，即第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20B。第一和第二光學(xué)系統(tǒng)20A，20B分別設(shè)計(jì)為非遠(yuǎn)心系統(tǒng)，這樣從第一和第二光學(xué)系統(tǒng)20A，20B發(fā)射的掃描激光束相對(duì)于鼓10光敏表面的入射角隨著掃描激光束在主掃描方向光敏表面上掃描激光束掃描點(diǎn)位的變化而變化。第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B裝有同樣的光學(xué)元器件。也就是，第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A裝有用作激光束發(fā)射器的激光準(zhǔn)直單元21A，柱面透鏡23A，多面反射鏡24A(掃描激光束偏轉(zhuǎn)器)，fθ透鏡組25A，輔助透鏡組26A，反射鏡27A；而第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20B裝有用作激光發(fā)射器的激光準(zhǔn)直單元21B，柱面透鏡23B，多面反射鏡24B(掃描激光束偏轉(zhuǎn)器)，fθ透鏡組25B，輔助透鏡組26B及反射鏡27B。每一個(gè)fθ透鏡組25A，25B由兩個(gè)透鏡單元組成，這可以從圖1看到。在平行于鼓10軸線的方向并排排列第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B，并由在其內(nèi)平滑表面上的公共殼體35支撐。
激光準(zhǔn)直單元21A和21B是一樣的。每一個(gè)激光準(zhǔn)直單元21A和21B裝有激光二極管LD和準(zhǔn)直透鏡組(沒有畫出)用于準(zhǔn)直從激光二極管LD發(fā)射的激光束。在第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)20A和20B中的每一個(gè)中，從激光二極管LD發(fā)射的激光束通過準(zhǔn)直透鏡組準(zhǔn)直。隨后，準(zhǔn)直的激光束入射到柱面透鏡23A或23B，它們位于相應(yīng)的激光準(zhǔn)直單元21A或21B的前面。每一柱面透鏡23A或23B在副掃描方向有光焦度，這樣入射到其上面的激光束的光點(diǎn)通過它后沿主掃描方向變長(zhǎng)，以便入射到相應(yīng)的多面反射鏡24A或24B上。多面反射鏡24A和24B是旋轉(zhuǎn)的，這樣入射到多面反射鏡上的光束在主掃描方向上偏轉(zhuǎn)，分別通過fθ透鏡組25A和25B和輔助透鏡組26A和26B行進(jìn)到反射鏡27A和27B。接著，入射到反射鏡27A和27B的激光束反射到光敏鼓10，在主掃描方向進(jìn)行同樣的掃描。
每一個(gè)輔助透鏡組26A和26B主要在副掃描方向上有光焦度。為了減小級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的尺寸，有可能略去輔助透鏡組26A和26B。在此情況下，要修改fθ透鏡組25A和25B的設(shè)計(jì)，使它們具有和原fθ透鏡組20A、20B及輔助透鏡組26A和26B的組合光焦度相等的光焦度。在圖2中，“X”表示fθ透鏡組25A或25B的光軸。光軸X在垂直于主掃描方向延伸?！癝”表示鼓10的光敏表面。在圖2或者圖4、輔助透鏡組26A和26B及反射鏡27A和27B沒有畫出。
多面反射鏡24A在順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而多面反射鏡24B在逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，如圖2所看到的那樣。這也就是說，多面反射鏡24A和24B旋轉(zhuǎn)方向相反，在鼓10近似中心處向各自相反的方向掃描光敏表面。反射鏡28A固定在殼體35上，其所在位置能接收從fθ透鏡組25A出射的掃描激光束，該接收是在當(dāng)多面反射鏡24A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在每一掃描，掃描激光束通過輔助透鏡組26A和反射鏡27A入射到鼓10的光敏表面上之前。由反射鏡28A反射的激光束入射到激光束檢測(cè)器(BD)29A，這是裝在殼體35上，位于反射鏡28A的對(duì)面位置。同樣地，反射鏡28B固定在殼體35，其所在位置能接收從fθ透鏡組25B出射的掃描激光束，該接收是在當(dāng)多面反射鏡24B轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在每一掃描，掃描激光束通過輔助透鏡組26B和反射鏡27B入射到鼓10的光敏表面之前。由反射鏡28B反射的激光束入射到激光束檢測(cè)器(BD)29B，它裝在殼體35上，位于反射鏡28B的對(duì)面位置。
對(duì)于激光準(zhǔn)直單元21A和21B的激光二極管LD，根據(jù)給定的圖象數(shù)據(jù)，控制其發(fā)射激光或中斷發(fā)射，在鼓10的光敏表面繪出相應(yīng)的圖象(電荷潛像)。隨后，在鼓10光敏表面畫的圖像按傳統(tǒng)的電光方法轉(zhuǎn)換到普通紙上。使用激光束檢測(cè)器29A和29B同步控制多面反射鏡24A和24B，這樣在鼓10的光敏表面上，從第一掃描光學(xué)系統(tǒng)20A出射的掃描激光束光點(diǎn)的起點(diǎn)恰好嚴(yán)格地鄰近從第二掃描光學(xué)系統(tǒng)26B出射的掃描激光束光點(diǎn)的起點(diǎn)。這兩個(gè)光點(diǎn)在主掃描方向分開相反的方向運(yùn)動(dòng)，因而在鼓10上形成一寬的掃描線。鼓10同步于多面反射鏡24A和24B的轉(zhuǎn)動(dòng)，它的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生一系列在鼓10光敏表面上的寬掃描線，因而得到鼓10光敏表面上的圖像(靜電潛像)。
多面反射鏡24A具有規(guī)則的六角形截面，沿其周圍安裝有六個(gè)反射表面(掃描激光束偏轉(zhuǎn)面)A、B、C、D、E和F。同樣，多面反射鏡24B有一規(guī)則六角形截面，周圍裝有六個(gè)反射表面(掃描激光束偏轉(zhuǎn)面)a、b、c、d、e和f。在多面反射鏡24A或24B，有一種可能性，這就是反射角相對(duì)其原先位置有一傾斜。這個(gè)傾斜會(huì)引起相應(yīng)掃描激光束光點(diǎn)位置在光敏表面上的副掃描方向偏離。在此情況下，多面反射鏡24A反射表面的傾斜度不同于多面反射鏡24B相應(yīng)反射表面的傾斜度。由在光敏表面兩條掃描光束形成的兩條掃描線，當(dāng)接合它們相對(duì)的端點(diǎn)時(shí)，會(huì)在副掃描方向相互分離。利用后面要討論的同步裝置，可以有效地防止兩條掃描線在副掃描方向的分離。
第一PSD(半導(dǎo)體位置敏感器件)31A固定安裝在殼體35內(nèi)，位于激光束檢測(cè)器29A的附近。當(dāng)多面反射鏡24A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，激光束完成每一掃描后，PSD接收從fθ透鏡組25A出射的掃描激光束。同樣地，第二PSD(半導(dǎo)體位置敏感器件)31B固定安裝在殼體35內(nèi)，位于激光束檢測(cè)器29B的附近。當(dāng)多面反射鏡24B轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，激光束完成每一副掃描后，PSD接收從fθ透鏡組25B出射的激光束。每一PSD 31A和31B檢測(cè)所收到掃描激光束在副掃描方向的位置，激光束是從對(duì)應(yīng)的多面反射鏡24A或24B所出射的，以便確立對(duì)應(yīng)多面反射鏡24A或24B反射表面的傾斜度。圖3A是多面反射鏡24A每一反射表面(A、B、C、D、E和F)傾斜度的圖形表示，而圖3B是多面反射鏡24B每一反射表面(a、b、c、d、e和f)傾斜度的圖形表示。就像從圖3A和圖3B所見到的那樣，在多面反射鏡24A或24B，傾斜度的變化實(shí)際上是一周期變化的正弦曲線。在本實(shí)施例中，兩個(gè)正弦曲線相應(yīng)最接近的點(diǎn)被確定以同步多面反射鏡24A的轉(zhuǎn)動(dòng)和多面反射鏡24B的轉(zhuǎn)動(dòng)以便通過多面反射鏡24A和24B的相應(yīng)的那對(duì)(確定的那個(gè)對(duì))反射表面在鼓10的光敏表面上形成一寬的掃描線。在圖3A和圖3B中說明了一個(gè)特例。如果多面反射鏡24A的轉(zhuǎn)動(dòng)與多面反射鏡24B的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，多面反射鏡24A的反射表面“A”與多面反射鏡24B的反射表面“e”一致，如在圖3A和圖3B所看到那樣，可以在光敏表面的副掃描方向大大地減少或消除由多面反射鏡24A和24B所分別產(chǎn)生的兩條掃描線的偏離。
圖4表示級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)同步裝置的方框圖，它實(shí)現(xiàn)了前面提到的同步過程。第一和第二多面反射鏡分別由第一和第二馬達(dá)單元55A、55B轉(zhuǎn)動(dòng)。在電源打開以后，第一和第二馬達(dá)單元開始轉(zhuǎn)動(dòng)，由公共時(shí)鐘脈沖控制馬達(dá)單元55A和55B的轉(zhuǎn)動(dòng)，公共脈沖輸出來自頻分器53，而頻分器是從時(shí)鐘脈沖發(fā)生器51接收脈沖信號(hào)。在每個(gè)馬達(dá)單元55A，55B的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定并且PLL(鎖相環(huán))開始工作以后，第二多面反射鏡24B的旋轉(zhuǎn)速度--這也是第二馬達(dá)單元55B的旋轉(zhuǎn)速度的控制，是根據(jù)從第二激光束檢測(cè)器29A檢測(cè)到從第一多面反射鏡24A出射的激光束后，第二激光束檢測(cè)器29B就產(chǎn)生一輸出信號(hào)。
在第一激光束檢測(cè)器29A檢測(cè)到掃描激光束時(shí)，第一激光束檢測(cè)器29A對(duì)第一相位檢測(cè)電路57A和相位差檢測(cè)器59輸出一個(gè)信號(hào)。在第二激光束檢測(cè)器29B檢測(cè)到掃描激光束后，第二激光束檢測(cè)器29B對(duì)每一第二相位檢測(cè)電路57B，相位差檢測(cè)器59，延遲電路(時(shí)延電路)81輸出一信號(hào)。按照從第一和第二激光束檢測(cè)器29A和29B的輸入信號(hào)，相位差檢測(cè)器59確定第一激光束檢測(cè)器29A的輸出信號(hào)相位和第二激光束檢測(cè)器29B的輸出信號(hào)相位之間的相位差，并輸出相位差指示電壓到LPF(低通濾波器)61。這里使用的術(shù)語“相位差指示電壓”表示指示相位差大小的電壓。在第二激光束檢測(cè)器29B輸出信號(hào)相位落后于第一激光檢測(cè)器29A輸出信號(hào)相位的情況下，相位差檢測(cè)器59輸出一正的相位差指示電壓。反之，在第二激光束檢測(cè)器29B的輸出信號(hào)相位超前于第一激光檢測(cè)器29A輸出信號(hào)的相位的情況下，相位差檢測(cè)器輸出一個(gè)負(fù)的相位差指示電壓。
從相位差檢測(cè)器59輸入相位差指示電壓信號(hào)。LPF1將相位差指示電壓變換為對(duì)應(yīng)于相位差指示電壓大小的直流電壓。接著，LPF61輸出直流電壓到VCO63(壓控振蕩器)。根據(jù)從LPF61輸入的直流電壓信號(hào)。VCO63改變時(shí)鐘脈沖輸出頻率。在此實(shí)施例中，當(dāng)從LPF61來的直流輸入電壓是高電壓時(shí)，VCO63輸出一高頻時(shí)鐘脈沖到乘法器67；當(dāng)從LPF61來的直流輸入電壓是低電壓時(shí)，VCO63輸出一低頻時(shí)鐘脈沖信號(hào)到乘法器67。根據(jù)從VCO63輸入的時(shí)鐘脈沖，乘法器67調(diào)整從頻分器來的輸入時(shí)鐘脈沖，然后把調(diào)節(jié)后的時(shí)鐘脈沖送到第二馬達(dá)單元55B。因此，在第二激光束檢測(cè)器29B輸出信號(hào)相位落后于第一激光束檢測(cè)器29A的情況下，第二馬達(dá)單元55B的轉(zhuǎn)動(dòng)速度將要增加。相反，在第二激光束檢測(cè)器29B輸出信號(hào)相位超前于于第一激光束檢測(cè)器29A的情況下，第二馬達(dá)單元55B的轉(zhuǎn)動(dòng)速度將要減小。
當(dāng)檢測(cè)掃描激光束時(shí)，每個(gè)PSD 31A，31B輸出一個(gè)電壓，這個(gè)電壓對(duì)應(yīng)于接收的掃描激光束的檢測(cè)位置。從第一PSD 31A輸出的電壓由A/D變換器71A變換為數(shù)字信號(hào)，然后儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73A作為表示第一多面反射鏡24A的反射表面A、B、C、D、E和F的傾斜度的數(shù)據(jù)(第一數(shù)據(jù)組)。類似地，從第二PSD 31B輸出的電壓由A/D變換器71B變換為數(shù)字信號(hào)，然后儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73B作為表示第二多面反射鏡24B的反射表面a、b、c、d、e和f的傾斜度的數(shù)據(jù)(第二數(shù)據(jù)組)。最好是多次測(cè)量第一和第二數(shù)據(jù)組然后分別儲(chǔ)存第一數(shù)據(jù)組的平均值到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73A，第二數(shù)據(jù)組的平均值到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73B，以改進(jìn)第一和第二數(shù)據(jù)組的可靠性。
在第一多面反射鏡24A反射表面傾斜度儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73A以后，通過輸入經(jīng)過A/D變換器71A后來自第一PSD 31A的信號(hào)，反射表面位置檢測(cè)電路首先檢測(cè)第一多面反射鏡24A的任一個(gè)反射表面的傾斜度，這里第一多面反射鏡24A以固定的旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)。隨后，反射表面位置檢測(cè)電路75A從儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73A中的第一數(shù)據(jù)組輸入數(shù)值并比較第一數(shù)據(jù)組儲(chǔ)存的每個(gè)傾斜度與檢測(cè)的第一多面反射鏡24A的前述反射表面的傾斜度以確定第一多面反射鏡24A的反射表面A、B、C、D、E或F中的哪一個(gè)反射表面是前面提到的第一多面反射鏡24A的反射表面。以后，反射表面位置檢測(cè)電路75A輸出表示第一多面反射鏡24A的反射表面A、B、C、D、E或F中的一個(gè)反射表面的數(shù)據(jù)(第一表面數(shù)據(jù))到馬達(dá)速度控制器77，這個(gè)反射表面是前面提到的第一多面反射鏡24A的反射表面。
同樣，在第二多面反射鏡24B反射表面傾斜度儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73B以后，由輸入通過A/D變換器71B后來自第二PSD 31B的信號(hào)，反射表面位置檢測(cè)電路75B首先檢測(cè)第二多面反射鏡24B的任一反射表面的傾斜度，這里第二多面反射鏡以一固定速度轉(zhuǎn)動(dòng)。隨后，反射表面位置檢測(cè)電路75B輸入儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73B的第二數(shù)據(jù)的值，并比較第二數(shù)據(jù)組儲(chǔ)存的每個(gè)傾斜度和檢測(cè)到的先前提到的第二多面反射鏡24B的反射表面的傾斜度，以確定第二多面反射鏡24B的哪一個(gè)反射表面a、b、c、d、e或f是先前提到的第二多面反射鏡24B的反射表面。以后，反射表面位置檢測(cè)電路75B輸出表示第二多面反射鏡24B的反射表面a、b、c、d、e或f中的一個(gè)反射表面的數(shù)據(jù)(第二表面數(shù)據(jù))到馬達(dá)速度控制器77，這個(gè)反射表面是前面提到的第二多面反射鏡24B的反射表面。
馬達(dá)速度控制器77把從反射表面位置檢測(cè)電路75A輸入的第一表面數(shù)據(jù)和相應(yīng)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73A中的表示第一多面反射鏡24A的前述反射表面的傾斜度數(shù)據(jù)與從反射表面位置檢測(cè)電路75B輸入的第二表面數(shù)據(jù)和相應(yīng)儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73B中的表示第二多面反射鏡24B的前述反射表面的傾斜度數(shù)據(jù)相比較，以確定第一多面反射鏡24A反射表面傾斜度的位相和第二多面反射鏡24B反射表面傾斜度的位相之間的相位差。這也就是，確定第一多面反射鏡24A反射表面A、B、C、D、E或F中的哪一個(gè)的傾斜度最接近于第二多面反射鏡24B反射表面a、b、c、d、e或f中的一個(gè)反射表面的傾斜度。在此以后，將第一多面反射鏡24A的反射表面A、B、C、D、E或F作為參考表面，馬達(dá)速度控制器77將相位差變換為輸出到LPF61的電壓(相位差指示電壓)。
LPF61將從馬達(dá)速度控制器77輸入的電壓變換為對(duì)應(yīng)于輸入電壓大小的直流電壓并將直流電壓輸出到VCO63。根據(jù)從LPF61輸入的直流電壓，VCO63改變輸出的時(shí)鐘脈沖頻率。由于VCO63輸出時(shí)鐘脈沖頻率的變化，第二電機(jī)單元55B的旋轉(zhuǎn)速度被控制增加或減小，以匹配由第一多面反射鏡24A的反射表面傾斜度形成的正弦曲線的相位和由第二多面反射鏡24B的反射表面傾斜度形成的正弦曲線的相位，改變反射表面A、B、C、D、E和F與反射表面a、b、c、d、e和f的組合，即每一反射表面A、B、C、D、E和F與相應(yīng)反射表面a、b、c、d、e或f變化的對(duì)應(yīng)。當(dāng)馬達(dá)速度控制器77檢測(cè)到這樣一個(gè)條件時(shí)，即表示任一反射表面A、B、C、D、E和F傾斜度的數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)相應(yīng)表示相應(yīng)反射表面a、b、c、d、e或f傾斜度的數(shù)據(jù)，該后者反射表面正與前面提到的反射表面A、B、C、D、E和F中的任一個(gè)同步。馬達(dá)速度控制器77停止輸出電壓(相位差指示電壓)到LPF61，以維持目前的相位(反射表面間的對(duì)應(yīng))，因而這完成了目前實(shí)施例的同步過程。此后，按照從相位差檢測(cè)器59輸出的相位差指示電壓，維持第一和第二多面反射鏡24A和24B的旋轉(zhuǎn)同步。
在圖3A和圖3B所示具體的說明舉例中，在以上同步過程完成以后，第一多面反射鏡24A的反射表面A對(duì)應(yīng)于第二多面反射鏡24B的反射表面e。因此，馬達(dá)速度控制器77調(diào)整第二馬達(dá)單元55B的旋轉(zhuǎn)速度來同步第一多面反射鏡24A的反射表面A和第二多面反射鏡24B的反射表面e。同時(shí)，馬達(dá)速度控制器77調(diào)整第二馬達(dá)單元55B的速度使第一多面反射鏡24A的反射表面A與第二多面反射鏡24B的反射表面傾斜度的反射正弦曲線一致步，其中使用了所有先前提到的從每個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器73A和73B及從反射表面位置檢測(cè)電路75A和75B輸入的數(shù)據(jù)，所根據(jù)的方法是下列兩者之一第一個(gè)方法關(guān)于第一和第二多面反射鏡24A和24B的每一個(gè)，在表示六個(gè)反射表面傾斜度的數(shù)據(jù)之中，傾斜度最大的特定反射表面排序?yàn)榧?jí)別3。在特定反射表面后面，其它五個(gè)反射表面接時(shí)間順序分別定為級(jí)別4、5、6、1和2。在圖3A所示舉例中，反射表面A排序?yàn)榧?jí)別3。在圖3B所示舉例中，反射表面f排序?yàn)榧?jí)別3。
此后，檢測(cè)第二多面反射鏡24B的一個(gè)反射表面，此反射表面正與前面提到的第一多面反射鏡傾斜度最大的特定反射表面同步。隨后，檢測(cè)到的第二多面反射鏡24B的一個(gè)反射表面的級(jí)別值由前面提到的特定反射表面的級(jí)別值中減去。相減結(jié)果的絕對(duì)值越大，相位差也就越大。所以，每一時(shí)間周期內(nèi)第二多面反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)的變化可以根據(jù)以上相減結(jié)果而確定。同時(shí)，通過了解相減結(jié)果是正值或負(fù)值，可以判斷表示第二多面反射鏡24B反射表面傾斜度正弦曲線的相位是超前或落后第一多面反射鏡24A反射表面傾斜度正弦曲線的相位，決定第二多面反射鏡每周期的轉(zhuǎn)數(shù)是增加或減少。當(dāng)前面提到的相減結(jié)果為零(0)時(shí)，這一工作過程結(jié)束。在這一方法中，盡管傾斜度最大的反射表面排序?yàn)榧?jí)別3，傾斜度為最小的反射表面也可排序?yàn)榧?jí)別3(參照級(jí)別)。第二方法反射表面“a”的傾斜度值從反射表面A、B、C、D、E和F反射表面中的一個(gè)傾斜度值中減去，反射表面A、B、C、D、E和F中的這個(gè)表面正與反射表面“a”同步。相減的結(jié)果儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。類似地，反射表面“b”傾斜度的值從反射表面A、B、C、D、E和F中的另一個(gè)反射表面的傾斜度值中減去，這個(gè)表面正與反射表面“b”同步，相減結(jié)果存在存儲(chǔ)器中。相似的過程對(duì)余下的四個(gè)反射表面c、d、e和f中的每一個(gè)進(jìn)行。在所有六個(gè)結(jié)果得到以后，每一周期第二多面反射鏡24B的轉(zhuǎn)數(shù)受到調(diào)整，使得六個(gè)相減結(jié)果的絕對(duì)值之和是最小。
每當(dāng)裝置的電源開關(guān)接通以后，可以用第一方法或第二方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。也就是，每當(dāng)?shù)谝缓偷诙R達(dá)單元55A和55B開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，或在馬達(dá)單元55A和55B處于停機(jī)時(shí)期，裝置的電源開關(guān)接通后過了一段時(shí)間時(shí)進(jìn)行。
在圖4中，在附圖左邊所示的“水平同步1”和“水平同步2”的每一個(gè)表示開始寫主掃描數(shù)據(jù)操作的參考信號(hào)。延遲電路(時(shí)延電路)81將輸出信號(hào)相對(duì)于輸入信號(hào)延遲一指定的時(shí)間間隔，這樣由第二光學(xué)系統(tǒng)20B所開始的每一掃描相對(duì)于第一光學(xué)系統(tǒng)20A所開始的每一掃描延遲一事先指定的時(shí)間間隔。指定的時(shí)間間隔數(shù)據(jù)(時(shí)延數(shù)據(jù))預(yù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器79中，所以延遲電路81從存儲(chǔ)器79輸入時(shí)延數(shù)據(jù)并根據(jù)延遲時(shí)間數(shù)據(jù)輸出參考信號(hào)“水平同步2”。
如從前述所了解的那樣，根據(jù)本級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例，在由一個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)出射的激光掃描線和由另一個(gè)激光掃光學(xué)系統(tǒng)出射的激光掃描線之間的偏離，能夠達(dá)到可接受的偏離范圍，兩條掃描線能形成一直的連續(xù)掃描線。
在此描述的本發(fā)明中的特別實(shí)施例中，可以進(jìn)行一明顯的改變，這種修改是在本發(fā)明的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)指出，這里所包含的一切只是說明性的，它不限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，包括第一激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，它有第一多面反射鏡，多面反射鏡裝有多個(gè)第一反射表面，用于偏轉(zhuǎn)第一掃描激光束去掃描掃描表面的一部分以生成第一掃描線；第二激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，它有第二多面反射鏡，多面反射鏡有多個(gè)第二反射表面用于偏轉(zhuǎn)第二掃描激光束，以掃描所述掃描表面的另一部分，生成第二掃描線。安排第一和第二掃描光學(xué)系統(tǒng)以便將所述第一掃描線和第二掃描線在接觸點(diǎn)處沿主掃描方向?qū)?zhǔn)，形成一個(gè)單一的掃描線；測(cè)量所述多個(gè)第一反射表面傾斜度和所述多個(gè)第二反射表面傾斜度的裝置；及根據(jù)所述測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果，確定所述多個(gè)第一反射表面和所述多個(gè)第二反射表面的組合的裝置，當(dāng)極小化由所述多個(gè)第一反射表面的傾斜度形成的相位和由所述多個(gè)第二反射表面的傾斜度形成的相位之間的相位差時(shí)，由任一個(gè)所述的組合形成所述單個(gè)掃描線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述的決定裝置包括比較所述多個(gè)第一反射表面的傾斜度和所述多個(gè)第二反射表面的傾斜度的裝置，以判斷所述多個(gè)第一反射表面中的哪一個(gè)反射表面與所述多個(gè)第二反射表面的一個(gè)反射表面有最接近的傾斜度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述測(cè)量裝置包括第一位置敏感器件，用于檢測(cè)所述第一掃描激光束在垂直于主掃描方向的副掃描方向的位置，以確定所述多個(gè)第一反射表面的每一個(gè)的傾斜度；及第二位置敏感器件，用于檢測(cè)所述第二掃描激光束在所述副掃描方向上的位置，以確定所述多個(gè)第二反射表面的每一個(gè)的傾斜度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一位置敏感器件位于第一光路外邊，所述第一掃描激光束通過第一光路形成所述第一掃描線，并且其中所述第二位置敏感器件位于第二光路外邊，所述第二掃描激光束通過第二光路形成所述第二掃描線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，它還包括用于存儲(chǔ)所述多個(gè)第一反射表面和所述多個(gè)第二反射表面的每一個(gè)的傾斜度的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)裝置包括用于存儲(chǔ)所述多個(gè)第一反射表面的每一個(gè)的傾斜度的第一存儲(chǔ)器；及用于存儲(chǔ)所述多個(gè)第二反射表面的每一個(gè)的傾斜度的第二存儲(chǔ)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述確定裝置包括用于比較存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器中的多個(gè)第一反射表面的傾斜度和存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器中的多個(gè)第二反射表面的傾斜度的裝置，以判斷所述多個(gè)第一反射表面中的哪一個(gè)反射表面與所述多個(gè)第二反射表面的一個(gè)反射表面有最接近的傾斜度，因而確定所述的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述測(cè)量裝置和所述確定裝置的每一個(gè)每當(dāng)所述級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)電源打開時(shí)開始工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)鼓，所述的鼓周邊有所述的掃描表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一和第二激光掃描光學(xué)學(xué)系統(tǒng)是由相同的光學(xué)元件所組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)，其中所述第一和第二激光掃描光學(xué)系統(tǒng)是對(duì)稱排列的。
12.一種級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)的同步裝置，所述級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)包括一對(duì)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，其每一個(gè)有具有多個(gè)反射表面的多面反射鏡，這樣排列所述兩個(gè)激光掃描光學(xué)系統(tǒng)，以形成單一的掃描線，其中所述同步裝置包括測(cè)量所述多面反射鏡的多個(gè)反射表面的每一個(gè)的傾斜度的裝置；及根據(jù)測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果，確定所述其中一個(gè)多面反射鏡的多個(gè)反射表面和另一個(gè)多面反射鏡的多個(gè)反射表面的組合的裝置，當(dāng)極小化由其中一個(gè)多面反射鏡的多個(gè)反射表面的傾斜度形成的相位和由另一個(gè)多面反射鏡的多個(gè)反射表面的傾斜度形成的相位之間的相位差時(shí)，由所述組合的任一個(gè)可形成單一掃描線。
全文摘要
級(jí)聯(lián)掃描光學(xué)系統(tǒng)包括:第一激光掃描光學(xué)系統(tǒng),具有有多個(gè)第一反射表面的第一多面反射鏡;第二激光掃描光學(xué)系統(tǒng),具有有多個(gè)第二反射表面的第二多面反射鏡;測(cè)量多個(gè)第一反射面和多個(gè)第二反射面傾斜度的裝置;根據(jù)測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果,確定多個(gè)第一反射表面和多個(gè)第二反射表面之間組合的裝置,當(dāng)極小化由多個(gè)第一反射面傾斜度形成的第一相位和多個(gè)第二反射面傾斜度形成的第二相位之間的相位差時(shí),由任一個(gè)組合可形成單一的掃描線。
文檔編號(hào)H04N1/113GK1188899SQ97125679
公開日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1997年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月26日
發(fā)明者高野正壽, 高杉英次, 菊池信司, 佐藤勉, 齋藤裕行, 荒木佳幸, 飯間光規(guī), 佐佐木隆, 飯冢隆之 申請(qǐng)人:旭光學(xué)工業(yè)株式會(huì)社