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Dokumentenidentifikation DE60021510T2 12.01.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001111435
Titel Optischer Rasterabtaster mit reduzierter Bauhöhe erreicht durch mehrere Schwankungskorrekturelemente
Anmelder Xerox Corp., Rochester, N.Y., US
Erfinder Wilson, James M., Glendora, California 91741, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60021510
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.12.2000
EP-Aktenzeichen 001278167
EP-Offenlegungsdatum 27.06.2001
EP date of grant 27.07.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.01.2006
IPC-Hauptklasse G02B 26/12(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse G02B 27/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Reduzierung der Bauhöhe eines optischen Ausgaberasterabtasters (Raster Output Scanning: ROS) und insbesondere auf die Verwendung von mehreren, kurzbrennweitigen Schwankungskorrekturelementen in dem optischen Ausgaberasterabtaster (ROS), um die Bauhöhe des ROS zu reduzieren.

Laser verwendende Drucksysteme zur Reproduktion von Information sind in der Technik wohlbekannt. Die Drucker verwenden üblicherweise einen optischen Ausgaberasterabtaster (ROS) um die geladenen Abschnitte des Fotoaufnehmers zu belichten, um ein elektrostatisches, verborgenes Bild darauf aufzuzeichnen. Im Allgemeinen weist ein optischer Rasterabtaster einen Laser zur Erzeugung eines kollimierten Strahls von monochromatischem Licht auf. Dieser Laserstrahl wird in Übereinstimmung mit einem Datenstrom von Bildinformation entweder durch einen externen optoakustischen Modulator oder durch interne Treiberschaltungen für Laserdioden moduliert. Der modulierte Strahl wird durch eine Linse auf ein abtastendes Element, typischerweise ein rotierendes Polygon mit verspiegelten Facetten übertragen.

Der Lichtstrahl wird von einer Facette reflektiert und nachfolgend auf einen "Punkt" auf dem fotoempfindlichen Medium fokussiert. Die Drehung des Polygons verursacht, dass der Punkt über den Fotoaufnehmer hinweg in einer Abtastrichtung (d.h. Abtastzeile) abtastet. Währenddessen wird der Fotoaufnehmer relativ langsamer als die Abtastrate in einer langsamen Querabtastrichtung fortbewegt, weiche senkrecht zu der Abtastrichtung ist. Auf diese Weise tastet der Strahl das Fotoaufnehmermedium in einem Rasterabtastmuster ab. Der Lichtstrahl ist entsprechen dem seriellen Datenstrom der Eingabebildinformation intensitätsmoduliert, so dass einzelne Bildelemente ("Pixels") des durch den Datenstrom repräsentierten Bildes auf dem Fotoaufnehmer belichtet werden, um ein verborgenes Bild auszubilden, welches daraufhin auf ein geeignetes Bildempfängermedium wie etwa Papier übertragen wird.

Wenngleich Drucksysteme, die auf optischen Rasterabtastern beruhen wohlbekannt sind, ist die Implementierung derartiger Drucksysteme, welche in einen kleinen Einbauplatz oder auf einen Schreibtisch passen, schwierig. Ein Grund hierfür besteht in der optischen Querschnittsfläche des Rasterabtaster. Diese optische Fläche muss frei von Hindernissen bleiben, so dass der geladene Fotoaufnehmer geeignet belichtet werden kann, was die Möglichkeiten der Verkleinerung des Drucksystems begrenzt. Auslegungen von optischen Rasterabtastern, welche die optische Querschnittsfläche vermindern sind außerordentlich nützlich.

Eine kompakte Auslegung der Abtastoptiken für diese ROS-Systeme nach dem Stand der Technik ist wünschenswert, um die Maschine selbst so klein wie möglich zu gestalten, und um die Verbreitung derselben ROS-Auslegung in viele Maschinenarchitekturen zu ermöglichen.

Eine wohlbekannte Technik, um die Baugröße eines ROS-Systems zu reduzieren, besteht darin, Faltungsspiegel einzuführen, um den optischen Weg zu falten und um zu ermöglichen, dass die optischen Komponenten auf geringerem Einbauplatz angeordnet werden.

Herkömmliche Drucksysteme, die auf Rasterabtastern basieren, verwenden häufig Spiegel, um den Laserstrahl auf den Fotoaufnehmer zu falten. Die Faltung ist vorteilhaft, weil die optische Weglänge relativ groß bleiben kann, während die physische Länge des Weges vermindert wird. Das Reflektieren des Laserstrahls mit Faltungsspiegeln vor dem Schwenken des Laserstrahls mit dem rotierenden Polygonspiegel ist vergleichsweise einfach. Die Verwendung von Faltungsspiegeln nach dem Schwenken des Laserstrahls nach der Reflexion von dem rotierenden Polygonspiegel wird schwieriger, weil die resultierende Abtastzeile eine Richtung aufweisen muss, welche im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegung des der Fotoaufnehmeroberfläche ist.

Es wäre wünschenswert die Wirksamkeit zu verbessern, die optischen Weglängen zu verkürzen, und möglichst wenig optische Element zu verwenden, um die Kosten für Bauteile, Zusammenbau und Justierung in einem ROS-System zu verringern.

Ein typischer optischer Ausgaberasterabtaster 10 der 1 besteht aus einem optischen Abschnitt 12 vor dem Polygonspiegel, einem rotierenden Polygonspiegel-Abtastelement 14, welches eine Vielzahl von reflektierenden Facetten 16 umfasst, und einem optischen Abschnitt 18 nach dem Polygonspiegel, um Schwankungen des rotierenden Polygonspiegels zu korrigieren und um den Strahl entlang einer Abtastzeile auf den Fotoaufnehmer 20 zu fokussieren.

Eine Lichtquelle 22, etwa eine Laserdiode, emittiert einen modulierten, kohärenten Laserstrahl 24 von einer einzigen Wellenlänge. Der Lichtstrahl 24 wird in Übereinstimmung mit dem Datenstrom der Bildinformation moduliert, welcher in einem Videosignal vorhanden ist, welches von einer Bildausgabe-Steuerschaltung 26 zu der Lichtquelle 22 gesendet wird.

Der modulierte Laserstrahl 24 wird durch eine Kollimationslinse 28 sowohl in der Abtastebene als auch in der Querabtastebene kollimiert.

Der kollimierte Lichtstrahl 24 wird durch eine Querabtast-Zylinderlinse 30 fokussiert. Die Linse 30 ist in der Querabtastebene zylindrisch und in der Abtastebene eben (piano). Daher führt die Linse den Querabtastanteil des Strahles 24 zusammen und fokussiert denselben auf eine reflektierende Facette 16 des rotierenden Polygonspiegels 14, ermöglicht aber dass der Abtastabschnitt des Strahles 24 kollimiert verbleibt, wenn der Strahl 24 auf die reflektierende Facette 14 trifft.

Die Kollimationslinse 28 und die Querabtast-Zylinderlinse 30 sind üblicherweise die einzigen optischen Elemente in dem optischen Abschnitt 12 vor dem Polygonspiegel.

Der Polygonspiegel 14 wird um seine Rotationsachse durch einen herkömmlichen Motor (nicht gezeigt), wie dem Fachmann bekannt, gedreht.

Der Strahl 24, welcher von der Facette 16 reflektiert wird, ist immer noch in der Abtastebene kollimiert und divergiert nachfolgend in der Querabtastebene. Nach der Reflexion von der reflektierenden Facette 16 durchläuft der Strahl den optischen Abschnitt 18 nach dem Polygon, welcher aus den f-theta-Abtastlinsen 32 und der anamorphischen Schwankungskorrekturlinse 40 besteht.

Die f-theta-Abtastlinse 32 besteht aus einer negativen plan-sphärischen Linse 34, einer positiven plan(piano)-sphärischen Linsen 36 und der Querabtast-Zylinderlinse 38. Dieser Aufbau der f-theta-Abtastlinsen weist eine ausreichende negative Verzerrung auf, um einen linearen Abtaststrahl zu erzeugen. Der Abtaststrahl wird bei einer konstanten Winkelgeschwindigkeit von dem rotierenden Spiegel reflektiert, was die f-theta-Abtastlinse optisch modifiziert, um die Oberfläche mit einer konstanten Geschwindigkeit abzutasten.

Die f-theta-Abtastlinse 32 fokussiert den Lichtstrahl 24 in der Abtastebene auf die Abtastzeile 42 auf dem Fotoaufnehmer 20. Die f-theta-Abtastlinse 32 weist ausschließlich in der Abtastebene optische Brechkraft auf, so dass die f-theta-Abtastlinse 32 die Divergenz des Lichtstrahls 24 in der Querabtastebene nicht beeinflussen wird.

Nach Durchlaufen der f-theta-Abtastlinse 32 durchläuft der Lichtstrahl 24 ein anamorphisches Linsenelement 40 zur Schwankungskorrektur. Das optische Element zur Schwankungskorrektur kann eine Linse oder ein Spiegel sein und wird manchmal als "Bewegungskompensationsoptik" bezeichnet. Der Zweck des optischen Elementes 40 besteht darin, die Schwankung entlang der Abtastzeile zu korrigieren, welche durch Ungenauigkeiten in der Polygonspiegel-Motorbaugruppe erzeugt werden.

Die Schwankungskorrekturlinse 40 fokussiert den Lichtstrahl in der Querabtastebene auf die Abtastzeile 24 auf dem Fotoaufnehmer 20. Die Abtastkorrekturlinse 40 weist ausschließlich in der Querabtastebene eine Brechkraft auf, so dass die Abtastkorrekturlinse 40 die Konvergenz des Lichtstrahls 24 in der Abtastebene von der f-theta-Abtastlinse 32 nicht beeinflussen wird.

Die optische Weglänge und daher die gesamte Baugröße des ROS mit rotierendem Polygon wird weitgehend durch die Brennweiten der Linsen bestimmt, welche verwendet werden, um den Strahl auf das Polygon und nachfolgend auf die Abtastzeile zu fokussieren.

Gemäß 2 wird in einer Seitenansicht in der Querabtastebene der Lichtstrahl 24 von der Facette 16 des Polygonspiegels 14 an dem Punkt 44 reflektiert. Der Lichtstrahl 24 wird daraufhin mit einem Divergenzwinkel 46 entlang des optischen Weges 48 durch die f-theta-Abtastlinse 32 hindurch divergieren. Die f-theta-Abtastlinse 32 weist ausschließlich eine optische Brechkraft in der Abtastebene auf, so dass die f-theta-Abtastlinse 32 die Divergenz des Lichtstrahles 24 in der Querabtastebene nicht beeinflussen wird. Der Lichtstrahl 24 wird bis zur Schwankungskorrekturgrenze 40 divergieren, welche daraufhin den Lichtstrahl 24 unter einem Konvergenzwinkel 50 in der Querabtastebene auf einen Punkt 52 auf der Abtastzeile 42 auf dem Fotoaufnehmer 20 fokussiert. Der Punkt 52 auf dem Fotoaufnehmer 20 liegt bei der Brennweite 54 des optischen Elementes 40 zur Abtastkorrektur, d.h. der Abstand von dem optischen Element 40 zu dem Punkt 52. Der Lichtstrahl 24 ist in der Nachpolygonoptik 18 bei dem optischen Element 40 zur Schwankungskorrektur bei dessen größter Höhe 56 bei seiner maximalen Divergenz entlang des optischen Weges 48.

Die gesamte Höhenanforderung eines optischen Rasterabtasters hängt typischerweise von der Auflösung und der Brennweite des optischen Elementes zur Schwankungskorrektur ab. Mit anderen Worten, wenn man von dem Punkt 52 auf dem Fotoaufnehmer 20 zurückgeht, konvergiert der Strahl 24 entsprechend der Fleckgröße, bis der Strahl das optische Element 40 zur Schwankungskorrektur erreicht. Dieser Konvergenzwinkel und der Abstand, den der Strahl zurücklegt, bis derselbe das optische Element zur Schwankungskorrektur erreicht, bestimmt die Höhe des Strahls an dem optischen Element zur Schwankungskorrektur. Der Strahl divergiert von dem Polygonspiegel zu der Schwankungskorrekturlinse und konvergiert daraufhin von der Schwankungskorrekturlinse zu dem Fotoaufnehmer.

EP 0465136 beschreibt eine optische Abtastvorrichtung mit einer Schwankungskorrektur im Submikrometerbereich. Ein optisches Abtastsystem mit einem rotierenden Polygonspiegel, welches Schwankungen korrigiert, weist eine axial anpassbare Zylinderlinse in Querabtastrichtung in dem optischen Abschnitt vor dem Polygonspiegel und eine axial anpassbare Zylinderlinse in der Querabtastrichtung zwischen einer f-theta Linse mit zwei Elementen und einem zylindrischen Schwankungskorrekturspiegel in dem optischen Bereich nach dem Polygonspiegel auf.

EP 0661573 beschreibt einen optischen Rasterabtaster mit mehreren Strahlen, welcher telezentrische Hauptausgangsstrahlen aufweist. Ein System zur Ausschaltung von differenzieller Abtastzeilenkrümmung von Rasterabtastern richtet mindestens den Hauptausgangsstrahl von jedem abtastenden Lichtstrahl auf die Systemachse ein. Durch Ausrichten der Hauptausgangsstrahlen im Wesentlichen parallel zu der Systemachse wird die gesamte Krümmung vermindert und die Krümmung unterschiedlicher Abtastzeilen ist im Wesentlichen identisch. Daher können gekrümmte Abtastzeilen von unterschiedlichen Stationen in einem Drucker mit mehreren Stationen oder von unterschiedlichen Durchläufen in einem Drucker mit Vielfachdurchlauf allgemein identisch und ausgerichtet sein.

EP 0550237 beschreibt einen optischen Rasterabtaster mit einer Schwankungskorrekturlinse. Eine Schwankungskorrekturlinse für einen optischen Rasterabtaster kombiniert eine positive Planzylinderlinse in Querabtastrichtung, welche den Hauptanteil der optischen Brechkraft zur Fokussierung des Lichtstrahles auf eine Abtastzeile bereitstellt, mit einer Beugungsoberfläche, welche die Verzeichnung in Querabtastrichtung der Planzylinderlinse in Querabtastrichtung korrigiert.

US 4,921,320 beschreibt einen optischen Abtaster. Der Abtaster schließt ein rotierendes Polygon zum Reflektieren eines Lichtstrahls von einer Quelle und zum Abtasten des Strahles um einen vorbestimmten Winkel und optischen Elemente zwischen dem Polygon und dem empfangenden Medium, um den Strahl zu dem Empfangsmedium zu leiten, ein. Die optischen Elemente schließen ein erstes Linsenelement mit zwei sphärischen Oberflächen, ein zweites Linsenelement, welches senkrechte Zylinderoberflächen aufweist und einen zylindrischen Spiegel ein.

US 5,838,480 beschreibt ein optisches Abtastsystem mit Beugungsoptiken. Ein Laserstrahl schneidet einen rotierenden Polygonspiegel, um einen reflektierten Strahl in einem zweiten Weg auszubilden. Ein Linsensystem (F-&thgr; Linse) in dem zweiten Weg weist erste und zweite Elemente zur Fokussierung des Abtaststrahles auf eine Bildebene quer zur Abtastebene ein. Das System kann weiterhin ein drittes Element in dem ersten Weg des Strahles vor dem Ablenkelement aufweisen. Das dritte Element stellt eine Linse mit einem weiteren Beugungselement bereit. Dieses Beugungselement kann chromatische und sphärische Bildfehler des Abtaststrahles in der Querabtastebene, einer Ebene senkrecht zu der Abtastebene, korrigieren.

US 5,329,399 beschreibt eine einstückige F&thgr;-DEC-Abtastlinse.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Bauhöhe eines optischen Rasterabtasters (ROS) zu verringern. Dieses Ziel wird durch die Bereitstellung eines Abbildungssystems eines optischen Rasterabtasters (ROS) gemäß Anspruch 1 erreicht. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht eines herkömmlichen optischen Rasterabtasters (ROS).

2 ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht und zeigt die Schwankungskorrekturlinse des herkömmlichen optischen Rasterabtasters der 1.

3 ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht der Schwankungskorrekturlinsen für den optischen Rasterabtaster der vorliegenden Erfindung.

4 ist eine schematische Veranschaulichung der Draufsicht der ersten Ausführungsform der Schwankungskorrekturspiegel für einen optischen Rasterabtaster der vorliegenden Erfindung.

5 ist eine schematische Veranschaulichung einer Draufsicht der zweiten Ausführungsform der Schwankungskorrekturspiegel für einen optischen Rasterabtaster der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nachfolgend wird auf die 3 Bezug genommen, in welcher die optischen Schwankungskorrekturelemente 100 als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verdeutlicht werden.

Ein Lichtstrahl 102 wird von der Facette 104 des Polygonspiegels 106 als ein Punkt 108 reflektiert. Der Strahl 102, welcher von der Facette 104 reflektiert wird, ist in der Abtastebene kollimiert und divergiert in der Querabtastebene unter einem Winkel 110 entlang des optischen Weges 112 zu der ersten Schwankungskorrekturlinse 114 des optischen Schwankungskorrekturelementes 100.

Die erste Schwankungskorrekturlinse 114 wird den Lichtstrahl 102 in der Querabtastebene im Wesentlichen kollimieren. Die erste Schwankungskorrekturlinse 114 weist ausschließlich in der Querabtastebene eine optische Brechkraft auf, so dass die Schwankungskorrekturlinse 114 die Kollimation des Lichtstrahls 102 in der Abtastebene von der Polygonspiegelfacette 104 nicht beeinflussen wird.

Nach Durchlaufen der ersten Schwankungskorrekturlinse 114 ist der Lichtstrahl 102 sowohl in der Abtastebene als auch in der Querabtastebene entlang dem optischen Weg 112 zu der f-theta-Abtastlinse 116 im Wesentlichen kollimiert.

Die f-theta-Abtastlinse 116 besteht aus einer negativen Meniskuslinse 118, einer positiven plan(piano)-sphänschen Linse 120, und der Querabtast-Zylinderlinse 122. Dieser Aufbau der f-theta-Abtastlinsen weist ausreichende negative Verzerrung auf, um einen linearen Abtaststrahl zu erzeugen.

Die f-theta-Abtastlinse 116 wird den Lichtstrahl 102 in der Abtastebene auf einen Punkt 124 auf der Abtastzeile 126 auf dem Fotoaufnehmer 128 fokussieren. Die f-theta-Abtastlinse 116 weist ausschließlich in der Abtastebene eine optische Brechkraft auf, so dass die f-theta-Abtastlinse 116 die im Wesentlichen bestehende Kollimation des Lichtstrahles 102 in der Querabtastebene nicht beeinflussen wird.

Nach Durchlaufen der f-theta-Abtastlinse 116 läuft der Strahl 102 nachfolgend durch die zweite Schwankungskorrekturlinse 130 des optischen Elementes 100 zur Schwankungskorrektur. Die zweite Schwankungskorrekturlinse 130 wird den Lichtstrahl 102 in der Querabtastebene mit einem Konvergenzwinkel 132 zu einem Punkt 124 auf die Abtastzeile 126 auf dem Fotoaufnehmer 128 fokussieren. Die zweite Schwankungskorrekturlinse 130 weist ausschließlich in der Querabtastebene eine optische Brechkraft auf, so dass die Schwankungskorrekturlinse 130 die Konvergenz des Strahles 102 in der Abtastebene von der f-theta-Abtastlinse 116 her nicht beeinflussen wird.

Die erste Schwankungskorrekturlinse 114 und die zweite Schwankungskorrekturlinse 130 bilden das optische Element 100 zur Abtastkorrektur gemäß der vorliegenden Erfindung aus. Die f-theta-Abtastlinse 116 und die Schwankungskorrekturlinse 100 zwischen dem Polygonspiegel 106 und dem Fotoaufnehmer 128 werden die Nachpolygonoptik 134 ausbilden.

Der Punkt 108 auf dem Polygonspiegel 106 liegt in der Brennweite 136 der ersten Schwankungskorrekturlinse 114, d.h. der Abstand von dem Polygonspiegel zu der ersten Schwankungskorrekturlinse. Der Punkt 124 auf dem Fotoaufnehmer 128 liegt bei der Brennweite 138 der zweiten Schwankungskorrekturlinse 130, d.h. der Abstand von der zweiten Schwankungskorrekturlinse zu dem Fotoaufnehmer.

Gemäß 3 befindet sich der Lichtstrahl 102 bei seiner maximalen Höhe 140 in der Nachpolygonoptik 134 bei seiner maximalen Divergenz entlang des optischen Weges 112 bei der ersten Schwankungskorrekturlinse 114, entlang des im Wesentlichen kollimierten Weges und bei der zweiten Schwankungskorrekturlinse 130. Die Höhe des Lichtstrahles bei den zwei Schwankungskorrekturlinsen ist erheblich kürzer um einen Faktor 2 bis 4 oder größer als die Höhe des Lichtstrahles bei einer einzigen Schwankungskorrekturlinse herkömmlicher Art. Die Brennweiten 130 und 132 der zwei Schwankungskorrekturlinsen sind erheblich kürzer um einen Faktor 2 bis 4 oder größer als die Brennweite einer einzigen Schwankungskorrekturlinse der herkömmlichen Art.

Die Höhe für ein ROS-System gegebener Auflösung wird durch die Unterteilung des einzigen optischen Elementes zur Schwankungskorrektur in zwei Elemente von kürzerer Brennweite erheblich reduziert. Die f-theta-Abtastlinse wird in dem optischen Weg zwischen den zwei Schwankungskorrekturlinsen angeordnet.

Die Lichtquelle und die Vorpolygonoptik sind in 3 zum besseren Verständnis nicht gezeigt. Die Lichtquelle, die Vorpolygonoptik und der rotierende Polygonspiegel der vorliegenden Erfindung sind dieselben wie im Stand der Technik gemäß 1. Die f-theta-Abtastlinsen und der Fotoaufnehmer der vorliegenden Erfindung sind ebenso dieselben wie im Stand der Technik gemäß 1. Dies erlaubt die Einbeziehung der vorliegenden Erfindung in unterschiedliche Maschinenarchitekturen und erlaubt die vorliegende Erfindung in bestehende Maschinenarchitekturen einzupassen.

Das optische Element zur Schwankungskorrektur kann ebenso aus zwei Spiegeln bestehen, um die Höhe des optischen Ausgaberasterabtasters zu reduzieren.

Gemäß 4 und 5 besteht der prinzipielle Unterschied zwischen der Verwendung von zwei transmittierenden Linsen als die Höhe reduzierende optische Elemente zur Schwankungskorrektur im Vergleich zu zwei Reflexionsspiegeln darin, dass die transmittierenden optischen Elemente einen geradlinigen optischen Weg erlauben, während reflektierende optische Elemente einen winkeligen optischen Weg erfordern, wenn das ROS-System den Aspekt der reduzierten Höhe gemäß der Erfindung einhalten soll.

Gemäß 4 wird der Lichtstrahl 200 von einer Facette 202 des rotierenden Polygonspiegels 204 reflektiert, um weiterhin von einem ersten Schwankungskorrekturspiegel 206 der optischen Elemente 208 zur Schwankungskorrektur reflektiert zu werden. Nach der Reflexion von dem ersten Schwankungskorrekturspiegel 206 wird der Lichtstrahl 200 durch die f-theta-Abtastlinse 210 transmittiert, um danach von dem zweiten Schwankungskorrekturspiegel 212 der optischen Elemente 208 zur Schwankungskorrektur reflektiert zu werden. Nach der Reflexion von dem zweiten Schwankungskorrekturspiegel 212 wird der Lichtstrahl 200 auf einen Punkt 214 auf einer Abtastzeile 216 auf dem Fotoaufnehmer 218 fokussiert. Der optische Weg 220 des Lichtstrahles 200 zwischen dem Polygonspiegel, den beiden Schwankungskorrekturspiegeln zu dem Fotoaufnehmer bildet ein Zickzack- oder Z-Muster aus.

Der erste Schwankungskorrekturspiegel 206 der optischen Elemente 208 zur Schwankungskorrektur der 4 wird dieselben optischen Eigenschaften aufweisen wie die erste Schwankungskorrekturlinse 114 der optischen Elemente 100 zur Schwankungskorrektur der 3, mit der Ausnahme, dass derselbe reflektierend anstelle von transmittierend ist. Der zweite Schwankungskorrekturspiegel 212 der optischen Elemente 208 zur Schwankungskorrektur der 4 wird dieselben optischen Eigenschaften aufweisen wie die zweite Schwankungskorrekturlinse 130 der optischen Elemente 100 zur Schwankungskorrektur gemäß 3, mit der Ausnahme, dass derselbe reflektierend anstelle von transmittierend ist. Die f-Theta-Abtastlinse 210 der 4 wird dieselben optischen Eigenschaften aufweisen wie die f-theta-Abtastlinse 116 der 3.

Gemäß 5 wird der Lichtstrahl 300 von einer Facette 302 des rotierenden Polygonspiegels 304 reflektiert, um weiterhin von einem ersten Schwankungskorrekturspiegel 306 der optischen Elemente 308 zur Schwankungskorrektur reflektiert zu werden. Nach der Reflexion von dem ersten Schwankungskorrekturspiegel 306 wird der Lichtstrahl 300 durch die f-theta-Abtastlinse 310 transmittiert, um danach von dem zweiten Schwankungskorrekturspiegel 312 der optischen Elemente 308 zur Schwankungskorrektur reflektiert zu werden. Nach der Reflexion von dem zweiten Schwankungskorrekturspiegel 312 wird der Lichtstrahl 300 auf einen Punkt 314 auf einer Abtastzeile 316 auf dem Fotoaufnehmer 318 fokussiert. Der optische Weg 320 des Lichtstrahles 300 zwischen dem Polygonspiegel, den beiden Schwankungskorrekturspiegeln zu dem Fotoaufnehmer bildet einen Halbkreis oder ein C-Muster aus.

Der erste Schwankungskorrekturspiegel 306 der optischen Elemente 308 zur Schwankungskorrektur der 5 wird dieselben optischen Eigenschaften aufweisen wie die erste Schwankungskorrekturlinse 114 der optischen Elemente 100 zur Schwankungskorrektur der 3, mit der Ausnahme, dass derselbe reflektierend anstelle von transmittierend ist. Der zweite Schwankungskorrekturspiegel 312 der optischen Elemente 308 zur Schwankungskorrektur der 5 wird dieselben optischen Eigenschaften aufweisen wie die zweite Schwankungskorrekturlinse 130 der optischen Elemente 100 zur Schwankungskorrektur gemäß 3, mit der Ausnahme, dass derselbe reflektierend anstelle von transmittierend ist. Die f-Theta-Abtastlinse 310 der 5 wird dieselben optischen Eigenschaften aufweisen wie die f-theta-Abtastlinse 116 der 3.


Anspruch[de]
  1. Ein abbildendes Rasterabtastersystem (ROS) umfassend:

    eine Lichtquelle (22) zur Erzeugung eines kohärenten, kollimierten Ausgangslichtstrahles (24) entlang eines optischen Weges (112),

    eine fotoempfindliche Bildebene (128),

    ein drehbares, vielflächiges Polygon (106), welches in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und der fotoempfindlichen Bildebene angeordnet ist zur Reflexion des Lichtstrahles, welcher auf die Flächen des Polygons gelenkt wird und zum Bewegen des Lichtstrahles in einer Abtastrichtung und einer Querabtastrichtung über eine Abtastzeile (126) auf der fotoempfindlichen Bildebene,

    eine Vorpolygonoptik (12), welche in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und dem Polygon angeordnet ist, wobei die Vorpolygonoptik den Lichtstrahl in der Querabtastrichtung auf das Polygon fokussiert, während die Kollimation des fokussierten Lichtstrahles in der Abtastrichtung auf dem Polygon beibehalten wird, und

    eine Nachpolygonoptik (134), welche in dem optischen Weg zwischen dem Polygon und der fotoempfindlichen Bildebene angeordnet ist, wobei Nachpolygonoptik einschließt

    ein erstes optisches Element zur Schwankungskorrektur (114, 206, 306) und ein zweites Element zur Schwankungskorrektur (130, 212, 312) zum Fokussieren des divergierenden Lichtstrahles in der Querabtastrichtung von dem Polygon zu einem Punkt (124) auf der fotoempfindlichen Bildebene, wobei das erste Element zur Schwankungskorrektur und das zweite Element zur Schwankungskorrektur weiterhin die Schwankung des Lichtstrahles an der Abtastzeile auf der fotoempfindlichen Bildebene korrigieren, und

    eine f-theta-Abtastlinse (116, 210, 310), welche den in der Abtastrichtung im wesentlichen kollimierten Lichtstrahl auf den Punkt auf der fotoempfindlichen Bildebene fokussiert, wobei die f-theta-Abtastlinse weiterhin eine lineare Abtastung für den Lichtstrahl auf der Abtastzeile auf der fotoempfindlichen Bildebene bereitstellt,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    das erste und das zweite optische Element zur Schwankungskorrektur eingerichtet sind, die maximale Höhe (140) des Lichtstrahls (102) in der Nachpolygonoptik (134) zu reduzieren, wobei

    das erste optische Element zur Schwankungskorrektur (114, 206, 306) den von dem Polygon in der Querabtastrichtung divergierenden Laserstrahl im wesentlichen kollimiert, und

    das zweite optische Element zur Schwankungskorrektur (130, 212, 312) den von dem ersten optischen Element zur Schwankungskorrektur in der Querabtastrichtung im wesentlichen kollimierten Lichtstrahl auf den Punkt auf der fotoempfindlichen Bildebene fokussiert.
  2. Das abbildende Rasterabtastersystem (ROS) gemäß Anspruch 1, wobei die f-theta-Abtastlinse (116, 210, 310) zwischen dem ersten optischen Element zur Schwankungskorrektur und dem zweiten optischen Element zur Schwankungskorrektur in dem optischen Weg zwischen dem Polygon und der fotoempfindlichen Bildebene angeordnet ist.
  3. Das abbildende Rasterabtastersystem (ROS) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das erste optische Element zur Schwankungskorrektur eine Linse ist und das zweite optische Element zur Schwankungskorrektur eine Linse ist.
  4. Das abbildende Rasterabtastersystem (ROS) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das erste optische Element zur Schwankungskorrektur ein Spiegel ist und das zweite optische Element zur Schwankungskorrektur ein Spiegel ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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