[发明专利]一种激光打印机激光扫描系统成像质量检测装置及方法

权利要求书

1.一种激光打印机激光扫描系统成像质量检测方法，其特征在于：在像面H内划分若干个采样点，采样点间距为L，每个采样点的光斑信息对应到f-θ透镜上的一个位置，通过对光斑信息进行分析，就能获得透镜的质量；具体步骤为：

(1)确定待测系统所需检测的像点数目为n；

(2)根据待检测点数，将激光扫描系统的全视场划分为等间距的n个子视场，将每个子视场边缘光线的光斑作为待检测光斑；

(3)通过光学仿真软件确定每个子视场下光线在像面的扫描长度；

(4)Z方向电机控制多面棱镜旋转完成光束在一个子视场内的转动扫描，X方向伺服电机带动CCD在像面上对每个子视场的边缘光线的光斑进行采集；

(5)采集完一个子视场的光斑后，Z方向电机带动旋转多面镜扫描相邻的下一个子视场，X方向像面CCD向后移动一个扫描长度，直至完成全部子视场上边缘光线光斑的采集；

(6)通过计算机对光斑信息进行分析，得到系统的最终成像质量；

实现本检测方法的检测系统包括：

多面棱镜转动机构，所述的多面棱镜转动机构采用吸盘结构，吸盘吸取多面棱镜的上表面控制多面棱镜的旋转角度，旋转角度由子视场的视场角确定，转动机构通过Z向步进电机控制，Z向步进电机通过梯形加减速曲线优化，在进行步进电机加减速控制时根据最大脉冲数分配加减速的时间；

CCD移动机构，所述的CCD移动机构为X向伺服电机结合光栅尺闭环控制的滚珠丝杠滑台机构，CCD固定在滑台上，通过滑台移动带动CCD在像面不同位置处采集图像，

控制系统，交叉耦合同步控制Z向步进电机与X向伺服电机，所述的交叉耦合同步控制是将两电机的跟随误差经过比例控制反馈到对方的控制回路中，实现同步误差的闭环，将位置上的误差前馈到系统中，进行补偿消除同步误差，补偿点选择在位置环进行位置补偿；

所述X向伺服电机与光栅尺构成机械全闭环的形式，控制流程为：在开始前，对系统的参数进行设置，在全闭环系统中，伺服编码器与外部光栅尺的位置分辨率不同，通过设置指令分倍频等效二者间的关系，设置两个指令分倍频D，分别是指令脉冲与电机编码器之间和光栅尺与电机编码器之间，其中编码器精度E，丝杠的螺距L，指令脉冲数为n，则位置分辨率△M为：

指令分倍频D为：

光栅尺与伺服电机驱动器之间的控制算法为三环控制，最外环位置环的输入就是外部的脉冲，通过外部脉冲频率控制速度，脉冲数控制移动距离，外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为位置环的设定，设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定，位置环的反馈也来自于编码器。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述的Z向步进电机为五相减速步进电机。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于：将Z向步进电机与X向伺服电机的速度或者位置信号进行比较，从而得到一个差值作为附加的反馈信号，将这个附加的反馈信号作为跟踪信号，根据此跟踪信号，控制系统根据任何一台电机的负载变化进行调整，从而获得良好的同步控制精度。