레이저 프린터는 레이저를 어떻게 제어하여 그러한 고해상도를 생성합니까?

어제 깨진 레이저 프린터를 열어 중요한 섹션 중 하나를 찾았습니다 (이것은 Google 이미지의 사진 사진입니다).

드라이버 칩의 핀아웃을 찾을 수 있었고 회전 거울에서 반사되는 레이저뿐만 아니라 매우 높은 RPM에서 모터를 성공적으로 작동시켜 엔드 표면에 간단한 선형 패턴을 형성했습니다.

자, 여기 신비로운 부분이 있습니다.

• 미러는 표준 BLDC (스테퍼 또는 인코더 기반 서보가 아님) 일뿐입니다.

• 거울의 육각형이 알려지지 않은 / 정확한 속도로 회전하고 있습니다.

• 이러한 고속 회전과 짧은 거울 길이가 있습니다 (육각형 거울의 각면의 길이는 약 2cm입니다).

그렇다면 레이저를 어떻게 제어하여 각 거울의 정확한 회전 타이밍 / 각도에 반사되어 (광도계 드럼을 매우 정확한 위치에서 명중시키고) 수천 DPI, 즉 0.03 mm 이상의 해상도로 인쇄 품질을 생성 할 수 있습니까?

다시 말해서, 온 / 오프 레이저 펄싱의 타이밍은 아래 그림에서 거울 각도에 대해 어떻게 조정됩니까?

특정 장치의 작동 방식을 정확히 알기는 어렵지만 일반적으로 아래 다이어그램과 같이 미러 위치를 다시 읽는 데 사용되는 타이밍 센서가 있습니다. 지속적으로 모든 위치를 읽지는 않지만 얼굴이 바뀔 때마다 한 번만 읽습니다. 측정 된 오차는 레이저 회로의 발사를 보상하는 데 사용됩니다.

이 비 연속 감지 방법 (예 : 저렴한 모터를 사용할 수있는 US5754215A) 을 사용할 수있게하는 (디지털) 보상 회로의 종류에 대한 더 자세한 특허가 있습니다 .

이들 데이터 Da, Db, Dc, Dd 및 De는 폴리곤 미러 (4)의 각각의 측면 (A, B, C, D 및 E)으로부터의 각각의 반사 빔이 원점 센서 (6) 및 모멘트를 조사하는 순간 사이의 시간 간격을 측정함으로써 결정된다. 후속 측의 반사 빔이 회전 조건 (적절한 표준 회전 조건) 하에서 원점 센서 (6)에 후속하여 각각의 측부 A, B, C, D 및 E는 소정의 상수 값에 도달한다. 시간 간격은 폴리곤 미러 모터 (13)를 회전시키고 스캐닝 조건을 시뮬레이션하는 동안 측정 장치를 통해 측정 될 수 있거나, 또는 대안 적으로 전체 요소를 조립 한 후 및 폴리곤 미러 모터의 회전 조건이 표준 조건에 도달 할 때 측정 될 수있다.

그 존재의 요점

이에 의해, 가공 정밀도가 열악한 폴리곤 모터라도 표준 회전으로 제어 할 수있어, 회전에 의한 주사 속도가 가공 정밀도가 높은 폴리곤 모터와 같은 목표 값이된다

특허와 일본 작가의 조합은 살인자입니다 :)

이 특정 특허는 실제로 결과 데이터로 PWM 모터를 제어하는 ​​것에 대해 이야기하고 있습니다.

타겟 에러 계산 프로그램 (101b)이 CPU (100)에 의해 실행될 때, 각각의 어드레스 A1, A2, A3, A4 및 A5는 응답으로 레이저 빔을 수신하는 대응하는 측 A, B, C, D 및 E에 대해 순차적으로 액세스된다 즉, 폴리곤 미러의 회전 4. 즉, 프로그램의 실행을 통해, 각 측면의 회전에 응답하여, 후속 측면의 스캐닝이 시작된 원점의 위치에서, 바로 이전 측면에 대응하는 데이터 데이터 Da, Db, Dc, Dd 및 De 중에서, 참조 된 데이터와 캡처 레지스터 (12b)의 값 사이의 임의의 차이는 에러로서 계산된다. 이 프로그램은 단순히 데이터에 대한 단순한 참조와 내용의 추가 설명이 생략되도록 차이 계산을 주로 수행하는 간단한 프로그램입니다. 더욱이,

그러나 레이저 프린터 미러 용으로 특별히 판매되는 브러시리스 모터를 제어하기위한 IC가 있습니다. ON Semi에는 LB11872H , LB1876 , LV8111VB 와 같은 모든 것이 있습니다.. 이들은 PLL 속도 제어 회로를 내부적으로 사용합니다. 후자의 두 칩은 "직접 PWM 드라이브"도 자랑하는데, 이것이 의미하는 바는 명확하지 않지만 제어 신호를 내부적으로 (PWM에서) 변환한다고 가정합니다. 따라서 제어 데이터가있는 한 잘 작동 할 것입니다. 실제 레이저 프린터에서 사용하기위한 애플리케이션 노트는 그리 많지 않습니다. 내 생각에 그것들을 필요로하는 사람들은 그것들을 어떻게 사용하는지 알고있다. Rohm (전술 한 특허를 보유하고 있음)은 브러시리스 모터를위한 이러한 "직접 PWM 드라이버"IC를 다수 만들며 레이저 다각형 거울 (예 : BD67929EFV) 에도 판매됩니다 . 브러시리스 모터를위한이 [PWM] 제어 기술에 대한 논문도 있습니다 : http://dx.doi.org/10.1109/ICEMS.2005.202797 (아직 읽지 않았습니다)

Re : "이 타이밍 센서는 빔을 정확히 어떻게 수신합니까?" 레이저에서 거울면을 전환 할 때만 발생하는 거울 ( "첫 번째 반사 거울"이라고 표시됨)을 통해 다이어그램에서 어느 정도 분명해 졌다고 생각합니다. OPC 드럼을 비추는 데 사용되는 기본 미러와 다른 미러입니다. 다른 배열이있을 수 있습니다. 컬러 레이저 프린터의 경우, 최근 Lexmark 특허 US9052513에 설명 된 바와 같이 빔당 하나의 컬러 센서 (컬러 채널)에 여러 개의 센서가 있거나 그보다 많았습니다 . 센서 수를 줄이는 방법을 제안합니다. (이것이 아마도 $ 100 미만의 가격으로 컬러 레이저 프린터를 구입할 수있는 이유 중 하나 일 것입니다.)

전자 사진 컬러 이미징 장치의 LSU에서, 각각의 이미징 채널이 "hsync 센서"라 불리는 자체 광학 센서를 갖는 것이 일반적으로 다각형 미러로부터 편향된 레이저 빔을 검출하고 빔 검출 신호를 생성한다 채널의 해당 광 전도성 드럼에 충돌하기 위해 채널의 레이저 빔에 포함 된 비디오 데이터를 트리거하는 데 사용됩니다. 보다 최근의 LSU 설계 아키텍처에서, 두 빔은 단일 Hsync 센서를 스캔 시작 (SOS) 신호를 생성하는 채널 중 하나와 해당 SOS 신호의 지연 버전을 사용하는 다른 채널과 공유합니다. 하나의 채널이 SOS 신호를 생성하는 광학 센서와 관련이없는 회전 다각형 미러의 패싯에서 이미징되기 때문에, 스캔 지터가 그 채널로 유도 될 수있다.

짧은 타임 스케일에서 회전 속도가 일정하면 "빔 감지"의 펄스 타이밍에서 현재 위치를 계산할 수 있습니다. 간단히 말해서 펄스 사이의 시간은 회전 속도를 제공 한 다음 알려진 회전 속도를 마지막 펄스가 현재 위치를 제공 한 이후의 시간과 결합합니다.

명심해야 할 것은 모노 레이저의 절대 위치 설정은 초정밀 일 필요는 없으며 인접한 선 사이의 상대 위치 만 가능하다는 것입니다. 컬러 레이저는 일반적으로 벨트를 다른 컬러 인쇄 엔진과 용지 사이의 지표로 사용하며 벨트에 서로 다른 색상을 정렬 할 수 있도록 감지 기능이 있다고 가정합니다.