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Dokumentenidentifikation DE69327086T2 20.04.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0602870
Titel Optimale Ausleuchtung einer Polygonfacette durch Strahlformung
Anmelder Xerox Corp., Rochester, N.Y., US
Erfinder Harris, Ellis D., Claremont, California 91711, US;
Mirchandani, Vinod, Agoura, California 91301, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69327086
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 07.12.1993
EP-Aktenzeichen 933097933
EP-Offenlegungsdatum 22.06.1994
EP date of grant 24.11.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.04.2000
IPC-Hauptklasse G02B 27/00

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Korrektur der Ungleichförmigkeit des Flusses in einem Rasterabtastsystem über eine Abtastlinie, verursacht durch die Drehung eines Polygonspiegels.

Wie die Fig. 1 zeigt, verwendet ein herkömmliches Rasterabtastsystem eine Lichtquelle 12 und einen vielfach-facettierten, sich drehenden Polygonspiegel 14 als das Abtastelement. Die Lichtquelle 12, die eine Laserquelle sein kann, erzeugt einen Lichtstrahl 16 und schickt ihn auf das Polygon 14, das eine Vielzahl von Facetten besitzt, von denen jede ein ebener Spiegel ist. Die Rasterabtasteinrichtung verwendet eine Überfüllungsabtastung und deshalb wird der Lichtstrahl 16 auf mindestens zwei Facetten 18 des sich drehenden Polygonspiegels 14 gerichtet. Die Facetten des sich drehenden Spiegels 14 reflektieren den Lichtstrahl 16 und bewirken auch, daß sich das reflektierte Licht ungefähr um eine Achse nahe der Mitte der Drehung des sich drehenden Polygonspiegels 14 auflöst, was eine Linie abtastet. Dieser reflektierte Lichtstrahl kann dazu verwendet werden, ein Dokument an der Ausgabe eines Abbildungssystems abzutasten oder kann dazu verwendet werden, auf einen fotografischen Film oder ein fotoempfindliches Medium 19 aufzutreffen, wie beispielsweise eine xerographische Trommel an dem Ausgang des Abbildungssystems.

Viele der herkömmlichen Rasterabtastsysteme, die eine Überfüllungsabtastung verwenden, liefern einen Lichtstrahl, der einen sich variierenden Fluß über eine Abtastlinie zeigt. Der Fluß bzw. Strom des Lichtstrahls ist höher an dem Start der Abtastlinie als an dem Ende der Abtastlinie für eine gegebene Drehrichtung des Polygons. Wenn die Variation des Flusses (Differenz zwischen dem höchsten Fluß und dem niedrigsten Fluß) mehr als ein bestimmter Prozentsatz des höchsten Flusses wird, kann dies auf dem gedruckten Dokument als dunklere Drucke an einem Ende des Dokuments und als hellere Drucke an dem anderen Ende des Dokuments beobachtet werden. Das Problem kommt hauptsächlich von dem Aspekt der Facetten-Änderung, verursacht durch die Drehung des Polygons. Wenn sich eine Facette von dem Start einer Abtastposition zu dem Ende einer Abtastposition dreht, verliert sie etwas Energie, wenn sie eine Position verläßt, und gewinnt etwas Energie, wenn sie in eine darauffolgende Position eintritt. Aufgrund des Änderungsaspekts ist typischerweise die verlorene Energie größer als die erhaltene Energie. Deshalb nimmt auch, wenn sich die Facette dreht, die Gesamtenergie, die durch die Facette aufgenommen ist, ab, und als Folge erniedrigt sich auch der gesamte Energiefluß. Wenn die Polygondrehrichtung umgekehrt werden würde, würde die Facette Energie erhalten, da sich das Polygon dreht. Dieses Problem wird der ungleichförmigen Natur typischer Laserstrahlen über deren Intensitätsprofil zugeschrieben.

Die US-4941721 offenbart eine Vorrichtung, um einen Strahl umzuformen, der ein Gauß'sches Intensitätsprofil besitzt, unter Verwendung von asphärischen Linsen, um einen Strahl zu erzeugen, der ein Intensitätsprofil besitzt, das dieselbe Symmetrie wie das Gauß-Profil besitzt, allerdings das Maximum an den Kanten des Strahls und ein zentrales Minimum besitzt.

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, die Ungleichförmigkeit des Flusses eines Lichtstrahls in einem Rasterabtastsystem durch Modifizieren der Intensität des Lichtstrahls in einer solchen Art und Weise zu korrigieren, daß sich, wenn sich eine Facette eines sich drehenden Polygonspiegels von dem Start einer Abtastung zu dem Ende einer Abtastposition dreht, die Intensität des Lichts, das auf die Facette auftrifft, erhöht, um den Änderungsaspekt der Polygonfacette zu kompensieren. Die sich erhöhende Rate der Intensität kann so ausgelegt werden, um den Energieverlust an der nachlaufenden Kante der sich drehenden Facette gleich zu der Energie, die an der voranführenden Kante der sich drehenden Facette verstärkt ist, zu erhalten, und deshalb den Fluß über die Länge einer Abtastlinie gleichförmig beizubehalten.

Es ist eine andere Aufgabe dieser Erfindung, die Gauß'sche Verteilung der Intensität eines Lichtstrahls zu einem Intensitätsprofil zu modifizieren, bei dem sich die Intensität des Lichtstrahls in Abhängigkeit von der Richtung der Drehung der Facette erhöht oder erniedrigt.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Überfüllungs-Rasterabtastsystem, das aufweist: eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl emittiert;

eine Strahlintensität-Umformungseinrichtung, die so angeordnet ist, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle aufzunehmen und den Lichtstrahl umzuformen;

eine sich drehende Abtasteinrichtung, die so angeordnet ist, um den umgeformten Lichtstrahl von der Strahlintensität-Umformungseinrichtung aufzunehmen und den Lichtstrahl über eine Oberfläche abzutasten,

wobei der umgeformte Lichtstrahl ein gegebenes Intensitätsverteilungsprofil und eine Breite größer als die Breite in der Drehrichtung einer reflektierenden Oberfläche der sich drehenden Abtasteinrichtung besitzt, wobei die Breite des Lichtstrahls ein erstes Ende und ein zweites Ende besitzt; dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlintensität- Umformungseinrichtung eine erste Binär-Diffraktion-Optiklinse zum Konvergieren einiger Bereiche und Divergieren anderer Bereiche des Lichtstrahls in der Drehrichtung und eine zweite Binär-Diffraktion-Optiklinse zum Kollimieren des Lichtstrahls besitzt, und wobei sich die Intensität des umgeformten Lichtstrahls an der reflektierenden Oberfläche von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende der Breite des Lichtstrahls in einer solchen Art und Weise erhöht, um einen im wesentlichen gleichförmigen Fluß des Lichtstrahls, der durch die Abtasteinrichtung reflektiert ist, über eine Abtastlinie zu liefern.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:

Fig. 1 zeigt eine tangentiale Ansicht einer Rasterausgabeabtasteinrichtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 zeigt eine Facette des sich drehenden Polygonspiegels der Fig. 1 in unterschiedlichen Positionen von dem Start der Abtastung zu dem Ende der Abtastung;

Fig. 3 stellt einen Strahl dar, der zwei Facetten des sich drehenden Polygonspiegels der Fig. 1 abdeckt;

Fig. 4 stellt die Verschiebung einer nachlaufenden Kante und einer voranführenden Kante einer Facette des sich drehenden Polygonspiegels der Fig. 1 dar, wenn sich die Facette dreht;

Fig. 5 stellt einen Bereich des sich drehenden Polygonspiegels der Fig. 1 dar, der einen Lichtstrahl mit einer Gauß'schen Verteilung aufnimmt;

Fig. 6 stellt eine Kurve eines Flusses eines reflektierten Lichtstrahls durch eine Facette eines sich drehenden Polygonspiegels von dem Start der Abtastung zu dem Ende der Abtastung dar;

Fig. 7 stellt eine Facette eines sich drehenden Polygonspiegels dar, der einen umgeformten Lichtstrahl an dem Start der Abtastung und an dem Ende der Abtastung und in einer Position zwischen dem Start der Abtastung und dem Ende der Abtastung aufnimmt;

Fig. 8 stellt eine Gauß'sche Verteilung dar, die zu einem Profil umgeformt ist, das durch diese Erfindung vorgeschlagen ist, und zwar durch ein Paar primärer Diffraktions-Optiklinsen dieser Erfindung;

Fig. 9A zeigt einen repräsentativen, stark vergrößerten unteren Abschnitt eines Segments 60a der Fig. 8; und

Fig. 9B zeigt einen repräsentativen, stark vergrößerten oberen Abschnitt eines Segments 60e der Fig. 8.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist dort eine Facette 18 in unterschiedlichen Positionen 18a, 18b, 18c, 18d und 18e dargestellt, während sie sich um eine Drehmitte C dreht. An dem Start der Abtastung (SOS) ist die Facette 18 an der Position 18a angeordnet. Wenn sich die Facette dreht, bewegt sie sich graduell von der Position 18a zu der Position 18e, die das Ende der Abtastung (EOS) ist.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist die Facette 18 nur an der Position 18a (SOS) und der Position 18e (EOS) dargestellt. Bei einer Überfüllungs-Abtastung sollte der Lichtstrahl 16, der auf die Facette auftrifft, breit genug sein, um mindestens zwei Facetten des Polygons abzudecken. Der Grund, warum der Lichtstrahl zwei Facetten abdecken sollte, ist derjenige, daß er die gesamte Breite der Facette 18, SOS, an dem EOS abdecken sollte, und während sich die Facette zwischen dem SOS und dem EOS dreht. Da sich die Facette dreht und die Richtung des Lichts konstant ist, könnte die Menge des Lichts (Fluß bzw. Strom), den die Facette 18 in jeder Position aufnimmt, unterschiedlich sein, ohne daß sie kompensiert wird. Um den Fluß an jeder Position entlang der Abtastlinie zu bestimmen, ist die folgende Analyse notwendig.

Wie die Fig. 4 zeigt, befindet sich die nachlaufende Kante 20 anfänglich an einer Position 20a und die voranführende Kante 22 befindet sich an einer Position 22a. Wenn sich die Facette dreht, bewegt sich die nachlaufende Kante 20 von der Position 20a zu der Position 20b und die voranführende Kante 22 bewegt sich von der Position 22a zu der Position 22b. Die absolute Verschiebung d zwischen der Position 20a und der Position 20b ist gleich zu der absoluten Verschiebung d zwischen der Position 22a und der Position 22b. Abstände d&sub1; und d&sub2; sind allerdings die Projektionen der Verschiebung d der Enden 20, 22 jeweils der Facette 18 über eine Ebene P senkrecht zu dem Lichtstrahl 16. Nachfolgend werden die Abstände d&sub1; und d&sub2; als vertikale Abstände bezeichnet.

Es wird angenommen

θ&sub1; = Winkel zwischen der Verschiebung d (zwischen den Positionen 20a und 20b) und der Ebene P.

θ&sub2; = Winkel zwischen der Verschiebung d (zwischen den Positionen 22a und 22b) und der Ebene P.

Dann ist der vertikale Abstand d&sub1;:

d&sub1; = d · cosθ&sub1;

und der vertikale Abstand d&sub2; ist:

d&sub2; = d · cosθ&sub2;.

Wenn sich die Facette dreht, vergrößert sich der Winkel zwischen der Verschiebung und der Ebene P. Da θ&sub2; größer als θ&sub1; ist, ist der vertikale Abstand d&sub2; kleiner als der vertikale Abstand d&sub1;. Die Differenz zwischen dem vertikalen Abstand d&sub1; und dem vertikalen Abstand d&sub2; ist die Ursache der Ungleichförmigkeit des unterbrochenen Flusses.

Es wird angenommen

H = Höhe (nicht dargestellt, allerdings senkrecht zu der Papieroberfläche) der Facette.

I = Intensität des einfallenden Lichtstrahls.

Die Energiemenge des Lichts auf der Facette für den vertikalen Abstand d&sub1; ist:

P&sub1; = I · d&sub1; · h.

Die Energiemenge des Lichts auf der Facette für den vertikalen Abstand d&sub2; ist:

P&sub2; = I · d&sub2; · h.

Es wird angenommen, daß die Intensität des Lichts gleichförmig für die gesamte Breite w des Strahls 16 ist, daß die Energie P, größer als die Energie P&sub2; ist, da der vertikale Abstand d&sub1; größer als der vertikale Abstand d&sub2; ist. Wenn sich die Facette dreht und wenn sich die nachlaufende Kante 20 der Facette von der Position 20a zu der Position 20b dreht, verliert die Facette die Energie P&sub1;. Auch nimmt, wenn sich die voranführende Kante 22 der Facette von der Position 22a zu der Position 22b dreht, die Facette die zusätzliche Energie P&sub2; auf. Deshalb wird die Energie P&sub1; als Verlustenergie bezeichnet und die Energie P&sub2; wird als verstärkte Energie bezeichnet. Um einen gleichförmigen Fluß zu haben, müssen die Verlustenergie und die verstärkte Energie gleich sein. Allerdings ist, wie erwähnt wurde, die verstärkte Energie geringer als die Verlustenergie. Dies bewirkt, daß sich der Fluß erniedrigt, wenn sich die Facette dreht. Zusätzlich kann die Intensität des Lichtstrahls, die dahingehend angenommen wurde, daß sie gleichförmig ist, ungleichförmig sein, was sich dem Problem hinzufügt.

Wie die Fig. 5 zeigt, ist dort eine Gauß'sche Verteilung 30 der Intensität des Lichtstrahls 16 dargestellt, der die Facette 18 in einer Position 18a an dem SOS abdeckt, in der Position 18e an dem EOS und auch in irgendeiner Position dazwischen, während sich die Facette dreht. Wenn sich die nachlaufende Kante 20 der Facette von der SOS-Position 20a zu der EOS-Position 20e bewegt, bewegt sie sich von einer Lichtzone niedriger Intensität aus und tritt in eine Lichtzone höherer Intensität ein. Im Gegensatz dazu bewegt sich, wenn sich die voranführende Kante 22 der Facette von der SOS-Position 22a zu der EOS- Position 22e bewegt, sie sich von einer Lichtzone hoher Intensität in eine Lichtzone niedriger Intensität hinein. Deshalb wird, wenn sich die Facette 18 dreht, die Nettoverlustenergie durch die Gauß'sche Verteilung 30 stark vergrößert.

Wie die Fig. 6 zeigt, ist dort eine Kurve 34 des Flusses dargestellt, der durch die Facette aufgenommen wird, wenn sich die Facette dreht. Der Lichtstrahl besitzt den maximalen Fluß bei dem SOS und, wenn sich die Facette dreht, erniedrigt sich der Fluß des Lichts, das durch die Facette 18 aufgenommen ist. An dem EOS befindet sich der Fluß des Lichts, das durch die Facette 18 aufgenommen ist, bei seinem Minimum. Die Aufgabe dieser Erfindung ist diejenige, das Rasterabtastsystem so zu modifizieren, um einen gleichförmigen Fluß zu, zum Beispiel, einem fotoempfindlichen Medium, zu schaffen, wie dies durch die Kurve 36 dargestellt ist, die einen im wesentlichen konstanten Fluß darstellt, der durch die Facette während deren Drehung von dem Start einer Abtastung zu dem Ende einer Abtastung aufgenommen ist.

Wie die Fig. 7 zeigt, ist dort ein Profil 40 der Intensität des Lichtstrahls dargestellt, das durch diese Erfindung vorgeschlagen ist, um das Problem der Ungleichförmigkeit des Flusses zu lösen. Der Lichtstrahl 50 deckt die Facette 18 sowohl in der Position 18a an dem SOS als auch der Position 18e an dem EOS ab. Basierend auf dem Intensitätsprofil 40 erhöht sich die Intensität des Lichtstrahls 50 von dem Punkt 52 zu dem Punkt 54. Es wird angenommen

d&sub1; = vertikale Verschiebung der nachlaufenden Kante 20 der Facette zwischen den Positionen 20a und 20b über die Drehung der Facette um einen kleinen Winkel.

d&sub2; = vertikale Verschiebung der voranführenden Kante 22 der Facette zwischen den Positionen 22a und 22b über die Drehung der Facette um einen kleinen Winkel.

I&sub1; = Intensität des Lichtstrahls für die vertikale Verschiebung d&sub1;.

I&sub2; = Intensität des Lichtstrahls für die vertikale Verschiebung d&sub2;.

Die Verlustenergie:

P&sub1; = I&sub1; · d&sub1; · h

kann gleich zu der verstärkten Energie sein:

P&sub2; = I&sub2; · d&sub2; · h.

Falls

P&sub1; = P&sub2;

gilt, was zu

I&sub1;d&sub1; = I&sub2;d&sub2;

führt, dann gilt

I&sub1;/I&sub2; = d&sub2;/d&sub1;.

Mit diesem Profil 40 werden die Verlustenergie P&sub1; und die verstärkte Energie P&sub2; gleich gehalten, während sich die Facette dreht. Indem dieser Energieverlust an der nachlaufenden Kante 20 und die Energie, die an der voranführenden Kante 22 verstärkt ist, gleich gehalten werden, liefert dies einen konstanten Fluß, während sich die Facette dreht, und korrigiert die Ungleichförmigkeit der Energie des einfallenden Flusses.

Um die Ungleichförmigkeit der Energie des einfallenden Flusses zu korrigieren, wird ein Paar Binär-Diffraktions-Optik-(BDO)-Linsen verwendet. Binär-Diffraktion-Optiklinsen werden unter Verwendung derselben Techniken hergestellt, die dazu verwendet werden, um VLSI-Schaltungen herzustellen, wie dies in Binarv Optics Technology: The Theory and Design of Multi-level Diffractive Optical Elements von G. J. Swanson des Lincoln Laboratory des Massachusetts Institute of Technology (Technical Report 854, 14. August 1989), und die sich daraus ergebende US-A-4,895,790 offenbart ist. Ein Designer entwickelt eine idealisierte, diffraktive Oberflächenstruktur mathematisch, dann definiert er, unter Verwendung eines Computers, eine Reihe von präzisen, mikrolithografischen Maskierungen. Ein Maskierungsmuster wird in einer Fotoresist-Beschichtung unter Verwendung einer UV- Lichtquelle gedruckt und dann in das optische Substrat durch Ionen-Fräsen oder Plasma- Ätzen übertragen.

Wie die Fig. 8 zeigt, besitzt ein typischer Strahl, der auf das Polygon auftrifft, eine Gauß'sche Verteilung 30. Bei dieser Erfindung wird, unter Verwendung von zwei Binär- Diffraktion-Optiklinsen 60 und 62 die Gauß'sche Verteilung des Lichtstrahls zu einem Profil 64 hin geändert, bei dem sich die Lichtintensität erhöht, wenn sich die Facette dreht. Das Profil 64 basiert auf demselben Prinzip wie das Profil 40 der Fig. 7.

Um Binär-Diffraktion-Optiklinsen 60 und 62 auszulegen, die eine solche Umformung erzielen können, wird die Gauß'sche Verteilung in infinitesimale Abschnitte gleicher Energiebänder 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h, 30i und 30j unterteilt, die Breiten a, b, c, d, e, f, g, h, i und j jeweils haben. Die Bänder näher zu der Mitte der Gauß'schen Verteilung, wie beispielsweise das Band 30e, sind schmaler und besitzen mehr Intensität und die Bänder näher zu den Seiten der Gauß'schen Verteilung, wie beispielsweise 30a, sind breiter und besitzen weniger Intensität. Allerdings ist die Energie, die über alle Bänder übertragen wird, dieselbe.

Auch muß das Profil 64, das eine Breite w besitzt, die gleich zu der Breite w der Gauß'schen Verteilung 30 sein könnte, in entsprechende infinitesimale Bänder 64a, 64b, 64c, 64d, 64e, 64f, 64g, 64h, 64i und 64j unterteilt werden, die Breiten a', b', c', d', e', f', g', h', i' und j' jeweils haben, so daß sich die Intensität in jedem Band erhöht, wenn man von dem Band 64j zu 64a geht, entsprechend zu I&sub1;/I&sub2; = d&sub2;/d&sub1;.

Um die Gauß'sche Verteilung 30 in das Profil 64 zu wandeln, muß jede der Binär- Diffraktion-Optiklinsen 60 und 62 so ausgelegt werden, um ein separates Segment für jedes Band zu haben. Es sollte angemerkt werden, daß jedes Segment eine Vielzahl von infinitesimalen, abgestuften Keilen besitzt (siehe Fig. 9A und 9B). Die BDO-Linse 60 besitzt Segmente 60a bis 60j, wobei jedes davon so ausgelegt ist, um die Bänder 30a bis 30j in Bänder 64a bis 64j jeweils zu konvertieren. Die Binär-Diffraktion-Optiklinse 62 besitzt Segmente 62a bis 62j, von denen jedes so ausgelegt ist, um ein jeweiliges der Bänder 64a bis 64j jeweils zu kollimieren.

Zum Beispiel muß das Segment 60a der BDO-Linse 60 in der Lage sein, das Band 30a aufzunehmen und es in einer solchen Art und Weise zu konvergieren, daß dann, wenn das Band 30a auf eine Facette auftrifft, es eine schmalere Breite haben wird. Die Energie jedes Bands ist so definiert, um die Beziehung 1112 = d&sub2;/d&sub1; zu erfüllen. Allerdings erhöht sich, da das Band 30a auf die Breite a' verschmälert wird und die Energie konstant ist, die Intensität. Mit anderen Worten erhöht sich, wenn ein breites Lichtband in ein schmaleres Band komprimiert wird, die Intensität des schmaleren Bands.

Im Gegensatz dazu muß das Segment 60e der BDO-Linse 60 so ausgelegt werden, um in der Lage zu sein, das Band 30e aufzunehmen, es zu divergieren, und, falls notwendig, das Band in einer solchen Art und Weise abzulenken, daß dann, wenn es auf eine Facette auftrifft, es eine breitere Breite e' haben wird. Da die Breite e' breiter ist und die Energie konstant ist, wird die Intensität demzufolge erniedrigt.

Fig. 9A stellt einen repräsentativen, vergrößerten, stark verstärkten unteren Bereich eines Segments 60a der Fig. 8 dar und Fig. 9B stellt einen repräsentativen, vergrößerten, stark verstärkten oberen Bereich eines Segments 60e der Fig. 8 dar. Wie die Fig. 9A zeigt, wird, wenn die untere Kante 37 des Bands 30a durch das Segment 60a hindurchführt, und aus einem der abgestuften Keile 61 des Segments 60a austritt, es abgelenkt. Auch wird, wie die Fig. 9B zeigt, wenn die obere Kante 39 des Bands 30e durch das Segment 60e hindurchführt und aus einer der abgestuften Kanten 63 des Segments 60e austritt, es abgelenkt.

Wie wiederum Fig. 8 zeigt, wird, durch Konvergieren der Bänder 30a und 30b durch Segmente 60a und 60b der BDO-Linse 60 und in Abhängigkeit der Intensität und der Breite jedes Bands durch Divergieren oder Konvergieren der Bänder 30c bis 30j durch Segmente 60c bis 60j, ein Profil, wie beispielsweise das Profil 64, erzeugt. Es sollte angemerkt werden, daß, in Abhängigkeit von dem erwünschten Profil, es notwendig sein könnte, einige Segmente der BDO-Linse ß0 so zu haben, um die Bänder hindurchzurichten, ohne die Bänder zu divergieren oder zu konvergieren. Dieses Profil 64 besitzt mehr Intensität dort, wo die voranführende Kante 22 der Facette die Energie verstärkt, und besitzt weniger Intensität dort, wo die nachlaufende Kante 20 der Facette Energie verliert. Es sollte verständlich werden, daß die Anzahl der Bänder mit gleicher Energie und deshalb die Anzahl von Segmenten der BDO so modifiziert werden können, um die Erfordernisse unterschiedlicher Polygonspiegel zu erfüllen. Bei der Anwendung sind die Segmente so klein, daß die Intensitätsprofiländerung im wesentlichen kontinuierlich ist. Weiterhin sollte auch verständlich werden, daß, um die Intensitätserfordernisse unterschiedlicher Polygone mit einer unterschiedlichen Anzahl von Facetten zu erfüllen, das vorgeschlagene Intenstitätsprofil 64 so modifiziert werden sollte, um die geeignete Intensitätsverteilung zu haben. Allerdings wird die Form des Intensitätsprofils, das eine niedrige Intensität an einem Ende des Profils und eine hohe Intensität an dem anderen Ende des Profils hat, ähnlich sein. Auch könnte die Polygondrehrichtung mit ähnlichen Ergebnissen umgekehrt werden.

Das Plazieren eines BDO-Paars, wie beispielsweise 60 und 62, das die Gauß'sche Verteilung in ein Profil wandeln kann, das durch diese Erfindung vorgeschlagen ist, zwischen einer Laserdiode und einem Polygon, löst das Problem einer Ungleichförmigkeit des Flusses und liefert einen gleichförmigen Fluß bzw. Strom für die gesamte Abtastlinie.


Anspruch[de]

1. Überfüllungs-Rasterabtastsystem, das aufweist:

eine Lichtquelle (12), die einen Lichtstrahl (16) emittiert;

eine Strahlintensität-Umformungseinrichtung (60, 62), die so angeordnet ist, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle aufzunehmen und den Lichtstrahl umzuformen;

eine sich drehende Abtasteinrichtung (14), die so angeordnet ist, um den umgeformten Lichtstrahl von der Strahlintensität-Umformungseinrichtung aufzunehmen und den Lichtstrahl über eine Oberfläche (19) abzutasten,

wobei der umgeformte Lichtstrahl ein gegebenes Intensitätsverteilungsprofil (64) und eine Breite (W) größer als die Breite in der Drehrichtung einer reflektierenden Oberfläche (18) der sich drehenden Abtasteinrichtung (14) besitzt, wobei die Breite des Lichtstrahls ein erstes Ende (52) und ein zweites Ende (54) besitzt; dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlintensität-Umformungseinrichtung (60, 62) eine erste (60) Binär-Diffraktion- Optiklinse zum Konvergieren einiger Bereiche und Divergieren anderer Bereiche (30a-30j) des Lichtstrahls (50) in der Drehrichtung und eine zweite Binär-Diffraktion-Optiklinse zum Kollimieren des Lichtstrahls besitzt, und wobei sich die Intensität des umgeformten Lichtstrahls (16, 50) an der reflektierenden Oberfläche von dem ersten Ende (52) zu dem zweiten Ende (54) der Breite des Lichtstrahls in einer solchen Art und Weise erhöht, um einen im wesentlichen gleichförmigen Fluß des Lichtstrahls, der durch die Abtasteinrichtung (14) reflektiert ist, über eine Abtastlinie zu liefern.

2. System nach Anspruch 1, wobei sich die Intensität des Lichtstrahls an der reflektierenden Oberfläche (18) in der Drehrichtung der Abtasteinrichtung (14) erhöht.

3. System nach Anspruch 1, wobei sich die Intensität des Lichtstrahls an der reflektierenden Oberfläche (18) in der Drehrichtung der Abtasteinrichtung (14) erniedrigt.

4. System nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Strahlintensität- Umformungseinrichtung (60, 62) eine Binär-Diffraktion-Optiklinse (60) aufweist, die zum Konvergieren einiger Bereiche (30a-30c) des Lichtstrahls, um die Bereiche zu komprimieren, und zum Divergieren anderer Bereiche (30d-30h) des Lichtstrahls, um die Bereiche zu expandieren, angepaßt ist, um dadurch die Intensität der Bereiche des Lichtstrahls zu ändern.

5. System nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Oberfläche, über die der Lichtstrahl abgetastet wird, ein fotoempfindliches Medium (19) ist.







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