專利名稱：光掃描裝置及其同步信號檢測方法
技術領域：
本發明涉及光掃描裝置及其同步信號檢測方法，說得更詳細一些，涉及在使從光源裝置發出的光束進行會聚后在焦點的形態下到達感光性磁鼓的過程中進行掃描的光束的一部分與掃描路徑相反地同樣地進行反射，使之向光源裝置入射，并使光源裝置內部的信號發生變化，在這時，檢測同步信號的光掃描裝置及其同步信號檢測方法。
一般說，光掃描裝置如

圖10所示，將從內藏有激光二極管的光源裝置(1)中射出的光束經由準直透鏡(2)后作成為平行于主掃描和副掃描的平行光束。平行光束經由在主掃描方向上有長方形的孔的狹縫部件(2a)僅僅通過與孔相當的部分，以后，用圓柱體透鏡會聚到副掃描方向上。
已聚焦于副掃描方向上的光束在已入射到偏轉裝置(3)上之后，用高速旋轉的多角棱鏡(3a)反射為具有恒定的視場角的狀態，向聚焦裝置(4)一側射出。聚焦裝置(4)是掃描系統透鏡，可以用復曲面透鏡(4a)和聚焦透鏡(4b)構成，使入射光束會聚并射向感光性磁鼓(5)。在感光性磁鼓(5)上，有用掃描光束形成成象的區域，即有有效掃描寬度(5a)，并具備有產生用于使有效掃描寬度(5a)恒定地同步的同步信號的檢測裝置(6)。
檢測裝置(6)是對有效掃描寬度(5a)的以前或以后的光束進行檢測以產生同步信號的裝置，具有使射到感光性磁鼓(5)上去的光束的一部反射到另一方向上去的反射鏡(6a)。由反射鏡(6a)反射的光束是有效掃描寬度(5a)的以前或以后的光束。在經由光束檢測器透鏡(6b)的過程中，會聚于主掃描方向上，以后，在通過有小孔的狹縫(6c)之后，入射到光電二極管(6d)上。之后，光電二極管(6d)用已入射的光束來檢測同步信號。
這樣構成的現有的光掃描裝置，在從光源裝置(1)射出來的光束經由準直透鏡(2)變成了主掃描與副掃描平行的光束之后，經由狹縫(2a)和圓柱體透鏡(2b)而使副掃描方向的光束會聚。已會聚于副掃描方向上的光束，由多角棱鏡(3a)使之在具有恒定的視場角的狀態下對感光磁鼓(5)進行掃描。然后，光束在對感光磁鼓(5)掃描之前，在用聚焦裝置(4)使主掃描方向會聚并形成了焦點之后，入射到感光性磁鼓(5)上去。
此外，檢測裝置(6)檢測感光性磁鼓(5)的有效掃描寬度(5a)之前或之后的光束，使之產生同步信號。用多角棱鏡(3a)反射之后的光束，在到達感光性磁鼓(5)的有效掃描寬度(5a)之前，或者在經由有效掃描寬度(5a)之后，被反射鏡(6a)反射到光電二極管(6d)一側。在這一進程中，在經由圓柱體透鏡(6b)進行會聚，且邊通過狹縫(6c)邊聚焦之后，入射到光電二極管(6d)。光電二極管(6a)借助于入射的光束產生同步信號。
但是，現有的檢測裝置，用反射鏡(6a)反射有效掃描寬度(5a)之前或之后的光束，反射之后的光束則入射到另一途徑的光電二極管(6d)一側，檢測同步信號。然后，由于為使入射光束會聚到光電二極管(6d)一側而應當使用圓柱體透鏡(6b)和狹縫(6c)，故具有結構復雜，元部件個數多的缺點。此外，由于應該在光掃描裝置內部固定設置光電二極管(6d)和圓柱體透鏡(6b)和狹縫(6c)等等，故還具有增加體積而不能小型化的缺點。
本發明就是為了解決上述那樣的現有的各種問題而開發出來的，本發明的目的是提供一種構成簡單的光掃描裝置及其同步信號檢測方法，當把有效掃描寬度之前或之后的光束入射到反射裝置上時，使之沿掃描路徑逆向進行相同的反射，并使之經由聚焦裝置和偏轉裝置返回到光源裝置，此外，當光束返回來時，使光源裝置內部的信號產生變化，借助于該信號變化進行同步信號檢測。
為了達到上述目的，本發明的裝置之特征在于該裝置由下述部分構成光源裝置，具有輸出光束的激光二極管和檢測所輸出的光束的光電二極管；偏轉裝置，用于使從上述光源裝置射出的光束偏轉恒定的視場角；聚焦裝置，用于使從上述偏轉裝置射出來的光束會聚并對感光性磁鼓進行掃描；檢測裝置，用于使對上述感光性磁鼓進行掃描的光束之有效掃描寬度之前或之后的光束沿掃描路徑逆向進行反射并送回到上述光源裝置；同步信號產生部分，用于在之后，用反射到上述光源裝置上的光束使上述光電二極管的信號產生變化時來檢測同步信號。
以下簡單說明附圖。
圖1是本發明的1第實施例的透視圖。
圖2是本發明的第1實施例的平面圖。
圖3是本發明的1第實施例的光源裝置的方框圖。
圖4是本發明的第1實施例的光源裝置的剖產。
圖5的流程圖示出了本發明的第1實施例的同步信號檢測方法。
圖6是本發明的同步信號的時序圖。
圖7是本發明的第2實施例的透視圖。
圖8是本發明的第2實施例的平面圖。
圖9是現有的光掃描裝置的平面圖。
圖10是本發明的光掃描裝置的平面圖。
實施例的詳細說明。
圖1是本發明的第1實施例的透視圖，圖2是本發明的第1實施例的平面圖。具備輸出光束的光源裝置(10)，已從光源裝置(10)射出光束用準直透鏡(15)變為平行光束。準直透鏡(15)使主掃描方向(mainscanning direction)圖面上的X方向和副掃描方向(subscanning direation)圖面上的Y方向的光束變成平行光束。而在準直透鏡(15)的前方，沿主掃描方向具有有長方形孔的狹縫(14)。在由準直透鏡(15)射出來的平行光束入射到狹縫(14)上之后，與孔相當的部分的光束從狹縫(14)中射出。
從狹縫(14)中射出的光束，對在其前方備有的圓柱體透鏡(13)一側進行掃描。圓柱體透鏡(13)在主掃描方向上入射長方形的光束后，射出的光會聚于副掃描方向上。由于會聚于副掃描方向射出的光束在主掃描方向上是未會聚的狀態，故在主掃描方向上具有恒定的寬度。已會聚于副掃描方向上的光束，借助于偏轉裝置(16)在恒定的視場角(大約20°～45°)的范圍內邊偏轉邊對感光性磁鼓進行掃描。偏轉裝置(16)配備有電動機(18)，還配備有用電機(18)高速旋轉的多角棱鏡(17)。多角棱(17)由多面體構成，各面上設有反射鏡。這樣一來，由圓柱體透鏡(13)射出的光束投射到旋轉著的多角棱鏡(17)上，在恒定的視場角范圍內邊偏轉邊射出。
邊偏轉邊射出的光束，在對感光性磁鼓(24)掃描之前要經由聚焦裝置(19)。邊偏轉邊射出的光束，在副掃描方向上會聚的反面，在主掃描方向上是具有恒定的寬度的狀態。因此，聚焦裝置(19)副掃描方向上會聚后的光束在主掃描方向上會聚形成焦點。這種聚焦裝置(19)是掃描系統透鏡，可以用復曲面透鏡(20)和聚焦透鏡(21)構成，稱之為所謂的f·θ透鏡。
經由聚焦裝置(19)并在主掃描方向會聚后的光束，射出并入射到感光性磁鼓(24)上，形成束斑(spot)。入射到感光性磁鼓(24)上的光束，具有借助于視頻信號形成圖像的有效掃描寬度(25)。有效掃描寬度(25)的起點由同步信號(synchronizing signal)決定，具備檢測同步信號的檢測裝置(22)。檢測裝置(22)在從聚焦裝置(19)射出的光束中沿掃描路徑逆向同樣地反射有效掃描寬度(25)之前或之后的光束。使反射后的光束最終返回光源裝置中去，用已入射到光源裝置(10)上的光束在光源裝置(10)的內部產生信號變化。借助于這一信號變化來檢測同步信號。
檢測裝置(22)具有反射部件(23)，用于沿掃描路徑逆向地同樣地反射有效掃描寬度(25)之前或之后的光束。由于有效掃描寬度(25)之前或之后的光束以邊通過聚焦裝置(19)邊在主掃描和副掃描方向上會聚后的狀態下入射到反射部件(23)上，所以為了使之同樣地逆反射，將反射面作成凸鏡形狀。從反射構件(23)射出的光束沿掃描路徑逆向反射，投射到聚焦裝置(19)和多角棱鏡(17)一側。接著，已入射到多角棱鏡(17)上的反射光束經由圓柱體透鏡(13)和狹縫(14)及準直透鏡(15)入射到光源裝置(10)上。
圖3是本發明的第1實施例的光源裝置的方框圖。光源裝置(10)配置有輸出光束的激光二極管(11)，具備把電壓加到激光二極管(11)上的光束輸出調節部分(28)。還具備用于檢測由激光二極管(11)發出的光束的光電二極管(12)，由光電二極管(12)檢測的光束經光束輸出調節部分(28)比較分析之后，把由激光二極管(11)輸出的光束調整為恒定。因此，當有效掃描寬度(25)之前或之后的光束入射到反射部件(23)一側之后，就沿掃描路徑逆向進行反射，入射到光源裝置(10)的光電二極管(12)一側。光電二極管(12)因反射光束而產生信號變化，這種信號變化起著同步信號的作用。
當光電二極管(12)的信號變化，即同步信號被同步信號產生部分(29)檢測并輸出同步信號后，視頻信號產生部分(29a)就根據同步信號把視頻信號送往光束輸出調節部分(28)一側。光束輸出調節部分(28)根據被加上的視頻信號輸出光束，在有效掃描寬度(25)上形成圖象(一行印刷)。
圖4是本發明的光源裝置的剖面圖。光源裝置(10)具有圓筒形的本體(10a)，在本體(10a)的內部的上部具備有孔(10c)的熱沉(10b)。另外，在熱沉(10b)的上部中央設有激光二極管(11)使之與孔(10c)靠近，在用激光二極管(11)輸出光束期間所產生的熱用熱沉(10b)散熱。此外，在激光二極管(11)的正下方還備有檢測光束的光電二極管(12)。而在本體(10)的上部則具有射出從激光二極管輸出的光束的透鏡(10d)。
這樣構成的本發明的光源裝置(10)，在從設于本體(10a)內部的激光二極管(11)輸出光束時，就通過透鏡(10d)沿掃描方向射出。其次一采用以熱沉(10b)散出激光二極管(11)發生作用期間所產生的熱的辦法，就可以維持穩定的光束輸出。另外，激光二極管(11)所輸出的光束的一部分還射出至下部一側的光電二極管(12)一側，光電二極管(12)對之進行檢測并使激光二極管(11)的輸出穩定化。還有一被反射部件(23)反射后的反射光束(10e)經透鏡(10d)和孔(10c)后入射到光電二極管(12)一側，這時，產生信號變化，并用同步信號產生部分(29)檢測同步信號。
這樣構成的本發明，當給光源裝置(10)的激光二極管(11)加上光束輸出調節部分(28)的電壓時，就輸出光束沿掃描路徑射出。被射出的光束經由準直透鏡(15)并變成為使主掃描與副掃描平行的平行光束之后，射出至圓柱體透鏡(13)一側。圓柱體透鏡(13)使入射進來的光束在副掃描方向上會聚，在副掃描方向上會聚的光束經由狹縫(14)變成為在主掃描方向上具有恒定的寬度的狀態。在會聚于副掃描方向上后，在主掃描方向上具有恒定的寬度的光束射出至偏轉裝置(16)，借助于用電機(18)高速轉動的多角棱鏡(17)偏轉為具有恒定的視場角的狀態。
被多角棱鏡(17)偏轉后的光束，在對感光性磁封(24)進行掃描之前要經過聚焦裝置(19)。聚焦裝置(19)是使已在副掃描方向上會聚后的光束在主掃描方向上會聚的裝置，當經過了聚焦裝置(19)后的光束對感光性磁鼓(24)進行掃描時，借助于成像法將形成束斑。對感光性磁鼓(24)進行掃描的光束，具有根據視頻信號形成圖像的有效掃描寬度(25)。有效掃描描寬度(25)在同步信號以后決定，同步信號由本發明的檢測裝置(22)檢測。
經過了聚焦裝置(19)之后的光束射出至感光性磁鼓(24)上后，在有效掃描寬度(25)之前或之后，入射到檢測裝置(22)的反射部件(23)上，沿掃描路徑逆向反射。當沿掃描路徑逆向反射后的光束最終入射到光源裝置(10)上時，在其內部形成的光電二極管(12)將產生信號變化。光電二極管(12)是檢測從激光二極管(11)射出的光束的器件，可以借助于已檢測到的信號調節光束輸出調節部分(28)的輸出。這樣的光電二極管(12)，在檢測激光二極管(11)的光束的過程中，在被反射部件(23)反射后的光束入射到光源裝置(10)上時，采用同時檢測其反射光束和從激光二極管(11)射出的光束的辦法使信號產生變化。
在光電二極管(12)中所產生的信號變可以用同步信號產生部分(29)探測。同步信號產生部分(29)探測到光電二極管(12)的信號變化并把它識別為同步信號，于是就檢測出同步信號。用同步信號產生部分(29)檢測同步信號，并輸入到視頻信號產生部分(29a)之后。就會在同步信號以后輸出視頻信號。所要輸出的視頻信號被輸往光束輸出調節部分(28)，并借助于視頻信號從輸出調節部分(28)中輸出光束，并沿著掃描路徑射出至感光性磁鼓(24)上。借助于視頻信號而輸出的光束，射出到感光性磁鼓(24)的有效掃描寬度(25)上，并借助于成像法形成圖像。
圖5是示出了本發明的第1實施例的同步信號檢測方法的流程圖。本發明的同步信號檢測方法具有下述步驟加電壓步驟(30)，用于從光束輸出調節部分(28)給光源裝置(10)加上電壓；光束輸出步驟(31)，用于借助于在加電壓步驟(30)所加上的電壓從光源裝置(10)輸出光束；反射步驟(32)，在使在光束輸出步驟(31)射出的光束經由偏轉裝置(16)進行偏轉時，使有效掃描寬度(25)之前或之后的光束反射到光源裝置(10)；信號變化步驟(33)，用于當在反射步驟(32)反射的光束入射到光源裝置(10)時，使構成光源裝置(10)的光電二極管(12)產生信號變化。
還具備有同步信號檢測步驟(34)，當在信號變化步驟(33)光電二極管(1 2)的信號變化時，把在同步信號產生部分(29)變化后的信號識別為同步信號；視頻信號輸出步驟(35)，當在同步信號檢測步驟(34)檢測到同步信號時，在同步信號之后，用視頻信號產生部分(29a)輸出視頻信號；光束輸出調節步驟(36)，借助于將被輸出的視頻信號用光束輸出調節部分(28)調節光束輸出；有效掃描開始步驟(37)，在光束輸出調節步驟(36)借助于視頻信號輸出的光束對感光性磁鼓(24)的有效掃描寬度(25)進行掃描，用圖象成像；圖象完成步驟(38)，繼續有效掃描，直到變成所希望的圖象。
圖6是本發明的同步信號的時序圖。當從光束輸出調節部分(28)給激光二極管(11)加上電壓時，輸出光束。光電二極管(12)探測到所輸出的光束后把高態(high)信號送往光束輸出調節部分(28)一側。光束輸出調節部分(28)借助于輸入進來的高態信號來調節光束輸出、所輸出的光束則沿掃描路徑射出。沿掃描路徑射出的光束之內有效掃描寬度(25)之前或之后的光束被反射部件(23)反射，當沿掃描路徑逆向反射時，則將入射到光源裝置(10)，光電二極管(12)信號產生變化，使之產生低態(Low)信號。
用光電二極管(12)所產生低態信號被輸入到同步信號產生部分(29)并把低態信號識別為同步信號(H-Sync)。視頻信號產生部分(29a)同步信號之后有恒定的時間差(大約1μsec)，輸出視頻信號。所輸出的視頻信號被輸往光束輸出調節部分(28)一側，用視頻信號調節光束輸出。因此，在同步信號以后，把視頻信號加到光束輸出調節部分(28)一側，使借助于視頻信號而輸出的光束對有效掃描寬度(25)進行掃描，用成像技術形成圖象(1線印刷)。
圖7是本發明的第2實施例的透視圖，圖8是本發明的第2實施例的平面圖，與本發明的第1實施例相同的構成要素采用同一標號，對本發明進行說明。本發明的第2實施例具有反射有效掃描寬度(25)之前或之后的光束、檢測同步信號的檢測裝置(22)。檢測裝置(22)具有沿掃描路徑逆向反射有效掃描寬度(25)之前或之后的光束的反射部件(26)，還具備使入射到反射部件(26)的前方的光束變成平行光束的準直透鏡(27)。反射部件(26)被構成為平面鏡的形態，使經過了準直透鏡(27)之后的平行光束沿掃描路徑逆向地平行地進行反射。
這樣構成的本發明的第2實施例在使經過了聚焦裝置(19)的光束在主掃描和副掃描方向上會聚之后，將射出至反射部件(26)上。接著，在射出到反射部件(26)上之前，在經由準直透鏡(27)變成主掃描和副掃描平行的平行光束之后，再射出到反射部件(26)上去。由于反射部件(26)被構成為平面鏡狀，故入射后的平行光束沿掃描路徑逆向進行同樣的反射，并徑由準直透鏡(27)、聚焦裝置(19)和偏轉裝置(16)反射到光源裝置(10)上去。反射到光源裝置(10)上后的光束對光電二極管(12)的信號有影響，當這樣的信號變化輸到同步信號產生部分(29)時，就檢測同步信號。本發明的第2實施例為沿掃描路徑逆向反射已會聚于主掃描和副掃描方向上的光束，故可以使用準直透鏡(27)和平面鏡狀的反射部件(26)。由于準直透鏡(27)和平面鏡易于制作，故可提高生產率。
如上所述，當采用本發明時，則當有效掃描寬度之前或之后的光束被入射到反射裝置上的時候，則沿掃描路徑逆向進行同樣的反射，入射到光源裝置上去。光源裝置由輸出光束的激光二極管和檢測所輸出的光束的光電二極管構成，反射到光源裝置內部的光束使光電二極管的信號發生變化。當把這樣的信號輸入往同步信號發生部分中去時，則檢測同步信號。由于本發明用平面鏡與準直透鏡的組合或凸鏡狀的反射構件檢測同步信號，故具有構造簡單、改善生產性等等的效果。
權利要求
1.一種光掃描裝置，具有下述部分光源裝置(10)，具有輸出光束的激光二極管(11)和檢測所輸出光束的光電二極管(12)；偏轉裝置(16)，使從上述光源裝置(10)射出的光束偏轉恒定的視場角；聚焦裝置(19)，使從上述偏轉裝置(16)射出的光束會聚并對感光性磁鼓(24)進行掃描；檢測裝置(22)，用于使對上述感光性磁鼓(24)進行掃描的光束之中，有效掃描寬度(25)之前或之后的光束沿掃描路徑逆向反射并送回上述光源裝置(10)；同步信號產生部分(29)，借助于反射到上述光源裝置(10)的光束使上述光電二極管(12)產生信號變化并檢測同步信號。
2.權利要求1所述的光掃描裝置，其特征是上述檢測裝置(22)具備凸鏡狀的反射部件(23)。
3.權利要求1所述的光掃描裝置，其特征是上述檢測裝置(22)具備平面鏡狀的反射部件(26)，具備把入射到上述反射部件(26)一側的光束變換成平行光束的準直透鏡(27)。
4.一種光掃描裝置的同步信號檢測方法，具備下述步驟加電壓步驟(30)，用于由光束輸出調節部分(28)給光源裝置(10)內部的激光二極管(11)加電壓；光束輸出步驟(31)，從上述激光二極管(11)輸出光束；反射步驟(32)，用于在使從上述光束輸出步驟(31)輸出的光束沿著掃描路徑對感光性磁鼓(24)進行掃描時，借助于檢測裝置(22)，使有效掃描寬度(25)之前或之后的光束沿掃描路徑逆向地反射到到上述光源裝置(10)上去；信號變化步驟(33)，用從上述檢測裝置(22)反射之后的光束，使上述光源裝置(10)內部的光電二極管(12)產生信號變化；同步信號檢測步驟(34)，當上述光電二極管(12)的信號變化輸入到同步信號產生部分(29)時，檢測同步信號；視頻信號輸出步驟(35)，用于當同步信號從上述同步信號產生部分(29)輸往視頻信號產生部分(29a)時，之后，把上述視頻信號輸出至上述光束輸出調節部分(28)；光束輸出調節步驟(36)，借助于輸入到上述視頻信號產生部分(29a)中去的視頻信號，用上述光束輸出調節部分(28)調節光束輸出；有效掃描開始步驟(37)，借助于上述視頻信號輸出的光束對上述感光性磁鼓(24)的有效掃描寬度(25)進行掃描，并作為圖像而成像；圖象完成步驟(38)，繼續進行掃描，直到變成所希望的圖象。
全文摘要
本發明涉及光掃描裝置及其同步信號檢測方法。當把有效掃描寬度之前或之后的光束入射到反射裝置時,使同樣地沿掃描路徑逆向反射,經由聚焦裝置和偏轉裝置使之返回光源裝置,當光束返回后,使光源裝置內部的信號產生變化,并借助該信號變化來檢測同步信號,使構成簡化的光掃描裝置及其同步信號檢測方法,該裝置由下述部分構成;具有輸出光束的激光二極管和檢測光束的光電二極管的光源裝置;光束偏轉裝置;光束聚焦裝置;光束檢測裝置;以及同步信號產生部分。
文檔編號H04N1/12GK1184292SQ9712023
公開日1998年6月10日 申請日期1997年10月29日 優先權日1996年11月30日
發明者樸昌珍 申請人:三星電機株式會社