DE19703608A1 - Lichtwellenleiterhalterung für eine Abtastvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtwellenleiterhalterung für eine Abtastvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Halterung, welche die Lichtwellenleiter in einer Geraden ausrichtet und das Einstellen der Richtung dieser Geraden er­ laubt.

Eine Mehrstrahl-Abtastvorrichtung erzeugt mit mehreren Laser­ strahlen mehrere Abtastzeilen pro Abtastbewegung. Die Laser­ strahlen können durch einen Mehrstrahl-Halbleiterlaser oder durch mehrere Einzelstrahl-Halbleiterlaser erzeugt werden.

Da die Anzahl der abstrahlenden Punkte des Mehrstrahl-Halb­ leiterlasers auf zwei oder drei begrenzt ist, müssen die La­ serstrahlen aus einer Mehrzahl von Einstrahl-Halbleiterlasern stammen, um vier oder mehr Abtastzeilen pro Abtastbewegung zu erzeugen.

Werden mehrere Laser verwendet, kann die Übertragung der La­ serstrahlen durch mehrere Lichtwellenleiter erfolgen. Im all­ gemeinen werden die Ausgangsenden der Lichtwellenleiter so angeordnet, daß an ihnen erzeugte punktförmige Lichtquellen linear ausgerichtet sind. Die aus den Lichtwellenleitern aus­ tretenden Laserstrahlen werden von einem Polygonspiegel abge­ lenkt und durch ein Abtastlinsensystem auf die Bildfläche ge­ bündelt und bilden so eine Gerade von Strahlpunkten aus, die mehrere Abtastzeilen pro Abtastbewegung erzeugen.

Da der Kerndurchmesser eines herkömmlichen optischen Licht­ wellenleiters einige µm und der Überzugdurchmesser einige zehn µm beträgt, wird ein Abstand zwischen den punktförmigen Lichtquellen erzeugt, selbst wenn benachbarte optische Licht­ wellenleiter in gegenseitigem Kontakt angeordnet sind. Sind die Lichtwellenleiter so angeordnet, daß die von den Strahl­ punkten gebildete Gerade senkrecht auf der Abtastzeile steht, so wird auf der Bildfläche zwischen benachbarten Strahlpunk­ ten ein Abstand erzeugt. Folglich sollten die Lichtwellenlei­ ter so angeordnet sein, daß die von den Strahlpunkten gebil­ dete Gerade mit der Richtung der Abtastzeile einen vorgegebe­ nen Winkel einschließt.

Aus dieser Anordnung ergibt sich eine Trennung der Strahl­ punkte auf der Bildfläche sowohl in Haupt- als auch in Neben­ abtastrichtung, d. h. in Richtung parallel und senkrecht zur Abtastzeile.

Das Einstellen der Ausrichtegeraden (Lichtquellenreihe) der punktförmigen Lichtquellen ist wünschenswert, um den Winkel der von den Strahlpunkten gebildeten Geraden und damit die Entfernung zwischen benachbarten Abtastzeilen einzustellen. Herkömmliche Mehrstrahl-Abtastvorrichtungen enthalten keinen Einstellmechanismus, um den Winkel der Ausrichtegeraden der punktförmigen Lichtquellen einzustellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Halterung anzugeben, die die Austrittsendabschnitte von optischen Lichtwellenleitern hält und die Einstellung des Winkels der von den punktförmi­ gen Lichtquellen gebildeten Geraden erlaubt.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der unabhän­ gigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.

Die Erfindung sieht eine Lichtwellenleiterhalterung in einer Abtastvorrichtung vor. Die Lichtwellenleiterhalterung enthält einen Lichtwellenleiter-Ausrichtblock zum Halten von Aus­ trittsendabschnitten von Lichtwellenleitern, über die Laser­ strahlen aus Laserquellen übertragen werden, wobei die Licht­ wellenleiter so gehalten werden, daß ihre Austrittsendflächen linear ausgerichtet sind. Die Lichtwellenleiterhalterung ent­ hält weiterhin einen Ausrichtezylinder, an dem der Lichtwel­ lenleiter-Ausrichtblock so befestigt ist, daß die aus den Lichtwellenleitern tretenden Laserstrahlen parallel zur Man­ telfläche des Ausrichtezylinders verlaufen. Weiterhin ist an der Lichtwellenleiterhalterung ein Zylinderhalter ausgebil­ det, der den Ausrichtezylinder drehbar um eine zu seiner Man­ telfläche parallel verlaufende Rotationsachse hält. Mit die­ ser Anordnung kann der Winkel der von den punktförmigen Lichtquellen gebildeten Lichtquellenreihe durch Drehen des Ausrichtezylinders leicht eingestellt werden, so daß der Win­ kel der von den Strahlpunkten gebildeten Geraden gegenüber der Abtastrichtung eingestellt wird. Vorteilhaft sind die Austrittsendabschnitte der Lichtwellenleiter parallel zuein­ ander in einer Ebene ausgerichtet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen er­ läutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer Abtastvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Abtastvorrichtung nach Fig. 1 in der Hauptabtastrichtung,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Abtastvorrichtung nach Fig. 1 in der Nebenabtastrichtung,

Fig. 4 den optischen Aufbau der Abtastvorrichtung nach Fig. 1 in der Hauptabtastrichtung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Elemente von einem Licht­ wellenleiter-Trägerelement zu einem Lichtwellenlei­ ter-Ausrichtblock,

Fig. 6 eine Explosionsansicht des Lichtwellenleiter-Aus­ richtblocks,

Fig. 7 eine vergrößerte Vorderansicht des Lichtwellenlei­ ter-Ausrichtblocks,

Fig. 8 ein Schema der Anordnung der Lichtwellenleiter,

Fig. 9 ein Schema der Anordnung der Strahlpunkte auf einer Fotoleitertrommel,

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung des Lichtwellen­ leiter-Ausrichtblocks, und

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des Lichtwellen­ leiter-Ausrichtblocks in einer weiteren Ausfüh­ rungsform.

Unter dem Begriff "Licht" ist im folgenden ein Strahlungs­ spektrum zu verstehen, das im sichtbaren und im unsichtbaren Bereich liegt.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, enthält die Abtastvorrich­ tung eine Lichtübertragungseinheit 100, einen Polygonspiegel 180 und ein fθ-Linsensystem 190 (Abtastoptik). Im Betrieb werden acht Laserstrahlen von der Lichtübertragungseinheit 100 abgestrahlt, vom Polygonspiegel abgelenkt (abtastend) und durch das fθ-Linsensystem 190 geleitet, um acht Abtastzeilen auf einer fotoleitenden Oberfläche zu erzeugen, zum Beispiel auf einer Fotoleitertrommel 210.

In dieser Beschreibung ist eine "Hauptabtastrichtung" als ei­ ne Richtung definiert, in welcher ein Laserstrahl eine Ab­ tastbewegung über die Oberfläche eines fotoleitenden Elements ausführt, und eine "Nebenabtastrichtung" ist eine Richtung, in welcher das fotoleitende Element bewegt oder gedreht wird, um es für eine folgende Hauptabtastbewegung zu positionieren. Die Hauptabtastrichtung und die Nebenabtastrichtung sind senkrecht zueinander, und beide sind senkrecht zur optischen Achse der die Laserstrahlen übertragenden Linsen. Da ein La­ serstrahl gewöhnlich mehrere Male bei der Übertragung von der Lichtquelle zu einem fotoleitenden Element reflektiert oder "gefaltet" wird, sind die Hauptabtastrichtung und die Neben­ abtastrichtung nicht absolut, sondern bezogen auf die opti­ sche Achse an einem speziellen Punkt des optischen Weges.

In dieser Beschreibung ist in der Fig. 1 bis 4 ein XYZ-Koor­ dinatensystem definiert. Die X-Achse ist eine Achse parallel zur optischen Achse des fθ-Linsensystem 190, und die Y- und die Z-Achsen liegen rechtwinklig zueinander in der Ebene senkrecht zur X-Achse. Die Y-Achse liegt parallel zur Hauptabtastrichtung, und die Z-Achse liegt parallel zur Ne­ benabtastrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die Abtastvorrichtung weiter­ hin ein offenes Gehäuse 1. Im Betriebszustand ist die obere Öffnung des Gehäuses 1 durch einen Gehäusedeckel 2 verschlos­ sen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, enthält die Lichtübertragungseinheit 100 acht Halbleiterlaser 101 bis 108, acht Laserblöcke 310a bis 310h (jeder auf einem Träger 300 befestigt), die jeweils einem der Laser 101 bis 108 zugeordnet sind, acht optische Lichtwellenleiter (z. B. Lichtleitfaserbündel) 121 bis 128 aus Hartglas (Silikaglas), die jeweils einem der Laser 101 bis 108 zugeordnet sind, und einen Lichtwellenleiter-Ausricht­ block 130. Jeder Laser 101 bis 108 ist in dem zugehörigen La­ serblock 310a bis 310h so befestigt, daß sein Laserstrahl in den jeweils zugehörigen Lichtwellenleiter 121 bis 138 ein­ tritt. Außerdem werden die Eintrittsendabschnitte der opti­ schen Lichtwellenleiter 121 bis 128 von Lichtwellenleiter- Halteelementen 319a bis 319h an den jeweiligen Laserblöcken 310a bis 310h festgehalten. Der Lichtwellenleiter-Ausricht­ block 130 hält die Austrittsendabschnitte der optischen Lichtwellenleiter 121 bis 128 zum Ausrichten derart, daß acht Punktlichtquellen auf einer Geraden erzeugt werden.

Ein vom Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 abgestrahltes di­ vergierendes Lichtbündel wird mit Hilfe einer Sammellinse 140 gebündelt, die durch einen zylindrischen Sammellinsentubus 340 gehalten wird, und durch eine Blende 142 hindurchgerich­ tet. Die Blende 142 hat eine rechteckige Durchtrittsöffnung, die in der Hauptabtastrichtung länger ist und in der Hauptab­ tastrichtung und der Nebenabtastrichtung das aus der Sammel­ linse 140 austretende Lichtbündel begrenzt.

Das durch die Blende 142 hindurchtretende Lichtbündel wird auf einen Strahlteiler 144 gerichtet. Der Strahlteiler 144 teilt die Strahlung in einen Steuerstrahl und in einen Haupt­ strahl, der reflektiert wird. Die Durchlässigkeit des Strahl­ teilers 144 (d. h. die Menge des als Steuerstrahl hindurchge­ lassenen Lichtes) beträgt zum Beispiel zwischen 5 und 10 Pro­ zent als Mittelwert des S-polarisierten Lichtes und des P-po­ larisierten Lichtes.

Der Steuerstrahl wird in ein automatisches Leistungssteue­ rungs-Sensorsystem (ALS-Sensorsystem) 150 gerichtet. Dieses enthält eine Sammellinse 151 zum Bündeln des Steuerstrahls, einen Polarisationsstrahlteiler 153, der den Steuerstrahl in zwei linear polarisierte Komponenten aufteilt, die ortogonal zueinander sind, einen ersten ALS-Lichtsensor 155 und einen zweiten ALS-Lichtsensor 157.

Der erste und der zweite ALS-Lichtsensor 155 und 157 erfassen die Lichtenergie der entsprechenden linearen Polarisations­ komponente, und die Ausgangssignale der Lichtsensoren 155 und 157 werden für eine Regelung der Ausgangsleistung der Halb­ leiterlaser 101 bis 108 genutzt.

Der am Strahlteiler 144 reflektierte Hauptstrahl tritt durch ein dynamisches Prisma 160 hindurch. Das dynamische Prisma 160 ist in Richtung einer zur optischen Achse rechtwinkligen Achse drehbar gelagert, um die Lage des Auftreffpunktes in der Nebenabtastrichtung auf der Bildebene zu steuern. Das dy­ namische Prisma 160 ist vorzugsweise ein Keilprisma, das um die Hauptabtastrichtung drehbar gelagert ist, um den Haupt­ strahl in Richtung der Nebenabtastrichtung abzulenken. Das dynamische Prisma 160 berichtigt Änderungen der Lage der Bildpunkte (in der Nebenabtastrichtung) auf der Abtastebene, welche durch Neigungsfehler der reflektierenden Flächen des Polygonspiegels 180 und/oder durch eine ungleichmäßige Dre­ hung der Fotoleitertrommel 210 entstehen (vgl. Fig. 3 und die später folgenden Erläuterungen).

Der durch das dynamische Prisma 160 hindurchtretende Haupt­ strahl bildet mit Hilfe einer Zylinderlinse 170 ein lineares Bild in der Umgebung der Spiegeloberfläche des Polygonspie­ gels 180. Die Zylinderlinse 170 hat nur in der Nebenabta­ strichtung eine positive Brechkraft. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, wird die Zylinderlinse 170 durch einen zylindrischen Linsentubus 361 gehalten und besteht aus zwei Linsen 171, 173 mit positiver bzw. negativer Brechkraft in der Nebenabta­ strichtung.

Der Polygonspiegel 180 wird, wie in Fig. 3 gezeigt, durch ei­ nen Spiegelmotor 371 angetrieben (befestigt im Gehäuse 1) und rotiert im Uhrzeigersinn in der Darstellung der Fig. 2 (dargestellt durch einen Pfeil). Außerdem ist der Poly­ gonspiegel 180, wie in Fig. 1 gezeigt, von der Umgebung durch eine haubenartige Polygonabdeckung 373 getrennt, um Drehge­ räusche zu dämpfen und um Beschädigungen der Spiegeloberflä­ che durch Staub oder Schmutz in der Luft zu vermeiden.

Eine Lichtweg-Durchtrittsöffnung 373e befindet sich an der Seite der Polygonabdeckung 373, und ein Abdeckglas 375 ist in die Lichtweg-Durchtrittsöffnung 373e eingepaßt. Der durch die Zylinderlinse 170 hindurchtretende Hauptstrahl tritt in die Polygonabdeckung 373 durch das Abdeckglas 375 ein, wird durch den Polygonspiegel 180 abgelenkt und nach außen gerichtet, wobei er wieder durch das Abdeckglas 375 hindurchtritt. Auf der Oberseite des Polygonspiegels 180 ist weiterhin ein Kenn­ zeichen M befestigt oder einmarkiert, und ein Sensorblock 376 an der Oberseite der Polygonabdeckung 373 enthält einen Sen­ sor zum Erfassen des Kennzeichens M.

Ein Polygonspiegel kann Flächenfehler (Formfehler) auf den reflektierenden Flächen haben, die während der Herstellung entstanden sind. Diese Herstellungsfehler sind meist für die verschiedenen reflektierenden Flächen unterschiedlich (d. h. für die Seiten des Polygonspiegels). Um diese Flächenfehler auszugleichen, kann der Fehlerbetrag jeder Fläche des Poly­ gonspiegels 180 gemessen und in einem Speicher (nicht darge­ stellt) während der Herstellung der Abtastvorrichtung gespei­ chert werden. Durch Unterscheiden, welche Reflexionsfläche des Polygonspiegels 180 gerade für die Abtastbewegung verwen­ det wird, zum Beispiel mit dem Ausgangssignal des Sensors im Sensorblock 376, kann zumindest die Strahlposition und die Strahlintensität abhängig von dem Fehlerbetrag korrigiert werden, welcher jeder reflektierenden Fläche des Polygonspie­ gels 180 eigen ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, tritt der am den Polygonspiegel 180 reflektierte Hauptstrahl durch das fθ-Linsensystem 190 hin­ durch (ein optisches System zur Bilderzeugung) und wird an einem Faltungsspiegel 200 zur Fotoleitertrommel 210 reflek­ tiert, wobei acht Strahlpunkte entstehen. Die Strahlpunkte führen eine Abtastbewegung gemäß der Drehung des Polygonspie­ gel 180 aus, wobei acht Abtastzeilen pro Abtastbewegung auf der Fotoleitertrommel 210 entstehen. Die Fotoleitertrommel 210 wird angetrieben und rotiert in der Richtung eines Pfei­ les R synchron mit der Abtastbewegung der Strahlpunkte, um ein elektrostatisches latentes Bild auf der Fotoleitertrommel 210 zu erzeugen. Das latente Bild wird dann mit Hilfe eines bekannten elektrofotographischen Verfahrens entwickelt und auf ein Papierblatt (nicht dargestellt) übertragen.

Das fθ-Linsensystem 190 enthält eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Linse 191, 193, 194, 197, die in die­ ser Reihenfolge von der dem Polygonspiegel 180 zugewandten Seite zu der dem Faltungsspiegel 200 zugewandten Seite nega­ tive, positive, positive und negative Brechkraft sowohl in der Hauptabtastrichtung als auch in der Nebenabtastrichtung haben. Sie sind auf einem Linsenträger 380 angeordnet. Ihre Kombination in dem fθ-Linsensystem 190 bewirkt, daß der Lichtstrahl, der als Bild eine lineare Form in der Nebenabta­ strichtung auf dem Polygonspiegel 180 hatte, auf der Fotolei­ tertrommel 210 als Bild eine elliptische Form hat.

Die erste Linse 191 des fθ-Linsensystem 190 ist eine negative Linse mit einer konkaven sphärischen Oberfläche auf der dem Polygonspiegel 180 zugewandten Seite und einer zylindrischen Oberfläche mit negativer Brechkraft nur in der Nebenabta­ strichtung auf der dem Faltungsspiegel 200 zugewandten Seite. Die Oberflächen der Linse sind so entworfen, daß die erste Linse 191 eine vergleichsweise große negative (d. h. größere negative) Brechkraft in der Nebenabtastrichtung und eine ver­ gleichsweise geringe negative Brechkraft in der Hauptabta­ strichtung hat.

Die zweite Linse 193 des fθ-Linsensystem 190 ist eine menis­ kusförmige torische Linse mit einer konvexen sphärischen Oberfläche auf der dem Polygonspiegel 180 zugewandten Seite und einer konvexen torischen Oberfläche auf der dem Faltungs­ spiegel 200 zugewandten Seite. Die Oberflächen der Linse sind so gestaltet, daß die zweite Linse 193 eine vergleichsweise große positive (d. h. größere positive) Brechkraft in der Ne­ benabtastrichtung und eine vergleichsweise kleine positive Brechkraft in der Hauptabtastrichtung hat.

Die dritte Linse 195 ist eine positive Meniskuslinse mit zwei sphärischen Oberflächen.

Die vierte Linse 197 ist eine negative Meniskuslinse mit zwei sphärischen Oberflächen.

Der durch das fθ-Linsensystem 190 übertragene Hauptlichtfluß wird durch ein Synchronisations-Sensorsystem 220 bei jeder Abtastbewegung erfaßt (d. h. für jede Fläche des Polygonspie­ gels 180). Das Synchronisations-Sensorsystem 220 ist im opti­ schen Weg zwischen der vierten Linse 197 des fθ-Linsensystems 190 und dem Faltungsspiegel 200 angeordnet. Das Synchronisa­ tions-Sensorsystem 220 enthält einen ersten, einen zweiten und einen dritten Spiegel 221, 223, 225 und einen Synchroni­ sations-Lichtsensor 230, der die an den Spiegeln 221, 223, 225 reflektierte Strahlen empfängt. Der erste Spiegel 221 ist im optischen Weg vom Polygonspiegel 180 zum Faltungsspiegel 200 an einem Rand des Hauptabtastbereichs angeordnet, jedoch außerhalb des vorgegebenen Bilderzeugungsbereichs (nicht dar­ gestellt). Der zweite und der dritte Spiegel 223 und 225 sind außerhalb des optischen Weges auf der dem ersten Spiegel 221 abgewandten Seite angeordnet. Der Synchronisations-Lichtsen­ sor 230 ist in einer Position angeordnet, die der Position auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel 210 optisch äquiva­ lent ist, auf der die Abtastung erfolgt. Somit werden die acht Lichtstrahlen bei jeder Hauptabtastbewegung nacheinander am ersten, zweiten und dritten Spiegel 221, 223, 225 reflek­ tiert und treffen auf den Synchronisations-Lichtsensor 230. Ein Ausgangssignal oder Ausgangssignale des Synchronisations- Lichtsensors 230 werden dann zur Synchronisation der Übertra­ gung der Bilddaten für eine Abtastbewegung von einer Steuer­ schaltung (nicht dargestellt) zum Ansteuern der Halbleiterla­ ser 101 bis 108 mit den Bilddaten verwendet.

Eine Abbildungsöffnung 11 im Gehäuse 1 ermöglicht, den am Faltungsspiegel 200 reflektierten Hauptstrahl (einschließlich der acht einzelnen Lichtstrahlen) zur Fotoleitertrommel 210 zu übertragen. Ein Abdeckglas 201 ist an der Abbildungsöff­ nung 11 befestigt.

Eine Inspektionsöffnung 12 ist hinter dem Faltungsspiegel 200 angeordnet. Diese wird beim Einstellen der optischen Elemente verwendet, nachdem (ausschließlich des Faltungsspiegels 200) sie montiert sind. Wie in Fig. 3 gezeigt ist die Inspektions­ öffnung 12 durch eine Abdeckplatte 13 beim normalen Gebrauch abgedeckt.

Die Austrittsendflächen der Lichtwellenleiter 121 bis 128 werden mit Hilfe eines Lichtwellenleiter-Ausrichtblocks 130 ausgerichtet, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Mittelachsen der Lichtwellenleiter 121 bis 128 werden in einer geraden Reihe angeordnet. Fig. 6 ist eine Explosionsansicht des Lichtwel­ lenleiter-Ausrichtblocks 130. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist in einem Sockel 131 ein Ausrichtabschnitt 133 zum Ausrichten der Austrittsendabschnitte der Lichtwellenleiter 121 bis 128 aus­ gebildet, und eine Anpreßplatte 139 drückt die Lichtwellen­ leiter 121 bis 128 auf den Sockel 131. Ein Führungsabschnitt 135 ist auf der dem Ausrichtabschnitt 133 abgewandten Block­ eingangsseite des Sockels 131 als eine Auflagelücke zwischen der Anpreßplatte 139 und dem Sockel 131 ausgebildet. Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, hat der Ausrichtabschnitt 133 acht parallele V-förmige Aussparungen 137, die den Lichtwellenlei­ tern 121 bis 128 zugeordnet sind. Die Tiefe jeder V-förmigen Aussparung 137 gewährleistet, daß jeder optische Lichtwellen­ leiter 121 bis 128 etwas über den Ausrichtabschnitt 133 hin­ ausragt und mit der Anpreßplatte 139 angedrückt werden kann.

Vorzugsweise werden der Sockel 131 des Lichtwellenleiter-Aus­ richtblocks 130 aus einem Material mit einer geringeren Härte als die Lichtwellenleiter 121 bis 128, zum Beispiel Plastik, und die Anpreßplatte 139 aus einem Material mit einer größe­ ren Härte als der Sockel 131 hergestellt, zum Beispiel Glas. Bei der Montage wird jeder Lichtwellenleiter 121 bis 128 in die entsprechende Aussparung 137 gelegt, ein Klebstoff hinzu­ gefügt, und die Lichtwellenleiter werden dann durch die An­ preßplatte 139 fest angepreßt. Bei diesem Verfahren werden die Lichtwellenleiter 121 bis 128 in die Aussparungen 137 ge­ preßt, und diese verformen sich so stark wie notwendig um die Lichtwellenleiter 121 bis 128 herum. Die Lichtwellenleiter 121 bis 128 und der Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 sind somit durch den Klebstoff zwischen dem Sockel 131 und der An­ preßplatte 139 dauerhaft befestigt. Bei diesem Verfahren kann die Anpreßplatte 139 eine flache Oberfläche haben, die als Referenzebene dient, gegen die die Lichtwellenleiter gepreßt werden. Da es leichter ist, eine extrem maßhaltige flache Oberfläche als eine extrem maßhaltige Aussparung herzustel­ len, erlauben die härtere Anpreßplatte 139 und die weicheren Aussparungen 137 des Sockels 131, daß die Maßhaltigkeit der V-förmigen Aussparungen 137 einen weiteren Bereich von Ent­ wurfskenngrößen (Toleranzen) hat, während die Maßhaltigkeit der Ausrichtung der Lichtwellenleiter 121 bis 128 erhalten bleibt.

Wie in Fig. 8 gezeigt, sind die im Lichtwellenleiter-Aus­ richtblock 130 befestigten Austrittsendflächen der Lichtwel­ lenleiter 121 bis 128 so angeordnet, daß ihre Mittelachsen in einer geraden Reihe liegen. Somit sind die entsprechenden En­ den der Lichtwellenleiter 121 bis 128 zueinander parallel und in einer Ebene angeordnet. Der Lichtwellenleiter-Ausricht­ block 130 ist durch einen Halter (nicht dargestellt) gehalten und diagonal angebracht, so daß die die Mittelachsen der Lichtwellenleiter 121 bis 128 verbindende Gerade einen vorge­ gebenen Winkel γ1 zu der Hauptabtastrichtung hat. Bei dem vorgegebenen Winkel γ1 bilden die Strahlpunkte auf der Foto­ leitertrommel 210 eine Reihe, in der sie zueinander einen vorgegebenen Abstand in der Hauptabtastrichtung und in der Nebenabtastrichtung haben.

Fig. 9 zeigt die auf der Fotoleitertrommel 210 entstehende Reihe aus Strahlpunkten. Wenn die Lichtwellenleiter 121 bis 128 (entsprechend Objektpunkten) in der in Fig. 8 gezeigten Art aufgereiht sind, bilden die Strahlpunkte mit ihren Mit­ telpunkten eine Gerade, die einen vorgegebenen Winkel 72 zu der Hauptabtastrichtung hat. Auf diese Art haben die Mittel­ punkte der Strahlpunkte in der Nebenabtastrichtung einen vor­ gegebenen Abstand zueinander, so daß sich in der Hauptabta­ strichtung gebildete Abtastzeilen etwas überlappen können.

In der Abtastvorrichtung muß der in Fig. 8 gezeigte Neigungs­ winkel γ1 der von den punktförmigen Lichtquellen gebildeten Reihe gegenüber der Hauptabtastrichtung genau eingestellt werden, da der Neigungswinkel γ1 den Zwischenraum der Abtast­ zeilen in der Nebenabtastrichtung festlegt. Ist beispielswei­ se der Neigungswinkel γ1 größer als ein vorgegebener Wert, so wird der Zwischenraum zwischen den acht Abtastlinien pro Ab­ tastbewegung in der Nebenabtastrichtung größer. Ist dagegen der Neigungswinkel γ1 kleiner als der vorgegebene Wert, wird ein Zwischenraum zwischen einem Satz von acht Abtastzeilen und dem diesen benachbarten Satz von acht Abtastzeilen bei einer voreingestellten Rotationsgeschwindigkeit der Fotolei­ tertrommel 210 größer. In beiden Fällen nimmt die Qualität des erzeugten Bildes ab.

Wird beispielsweise eine Reihe von punktförmigen Lichtquellen verwendet, in der acht Austrittsendflächen 121b der Lichtwel­ lenleiter in einem Abstand von etwa 900 µm angeordnet sind, bei einem Neigungswinkel γ1 von 5,34° gegenüber der Hauptab­ tastrichtung, so muß der Neigungswinkel γ1 der von den punkt­ förmigen Lichtquellen gebildeten Reihe in Einheiten von 0,05° (1/1000 rad) eingestellt werden, um die Qualität des erzeug­ ten Bildes zu gewährleisten.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Austrittsendflä­ chen 121b bis 128b durch den Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 in einer Geraden so angeordnet (Fig. 7), daß der Nei­ gungswinkel γ1 der Lichtquellenreihe durch Einstellen des Neigungswinkels des Lichtwellenleiter-Ausrichtsblocks 130 ge­ genüber der Hauptabtastrichtung eingestellt werden kann.

Die Abtastvorrichtung ist deshalb, wie in Fig. 10 gezeigt, mit einer Ausrichtblock-Halterung 330 versehen, die den Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 drehbar hält.

Die Ausrichtblock-Halterung 330 besteht aus einer an dem Ge­ häuse 1 befestigten Auflage 320, einer in der L-förmigen Auf­ lage 320 aufliegenden Zylinderhülse 331, einem an der Zylin­ derhülse 331 angebrachten Befestigungselement 333, das den Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 hält, und Klammern 335, mit denen die Zylinderhülse 331 an der L-förmigen Auflage 320 befestigt ist.

Die Zylinderhülse 331 legt eine zylindrische Öffnung fest, die entlang der Mittelachse der Zylinderhülse 331 verläuft.

Das Befestigungselement 333 ist an einer Stirnfläche der Zy­ linderhülse 331 befestigt. Das Befestigungselement 333 ist L- förmig und besteht aus einem senkrechten Stück, das an der Stirnfläche 331c der Zylinderhülse 331 befestigt ist, und ei­ nem horizontalen Stück 333b, das sich von der Stirnfläche 331c der Zylinderhülse 331 parallel in Richtung der Mittel­ achse der Zylinderhülse 331 erstreckt. Das senkrechte Stück 333a hat eine Aussparung 333c, die mit der zylindrischen Öff­ nung 331b zusammenfällt.

Die L-förmige Auflage 320 hat zwei zueinander senkrechte Flä­ chen. Die Zylinderhülse 331 wird über die Klammern 335 in der Ecke der L-förmigen Auflage 320 gehalten. Die Zylinderhülse 331 ist so angeordnet, daß sie nach Lockern der Klammern 335 um ihre Mittelachse, die gleichzeitig Rotationsachse ist, ge­ dreht werden kann.

Der Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 ist so an dem hori­ zontalen Stück des Befestigungselements 333 angebracht, daß der Mittelpunkt der Lichtquellenreihe mit der Rotationsachse der Zylinderhülse 331 zusammenfällt. Damit wird durch die Drehung der Zylinderhülse 331 der Lichtwellenleiter-Ausricht­ block ebenfalls um den Mittelpunkt der Lichtquellenreihe ge­ dreht.

Bei einem äußeren Durchmesser der Zylinderhülse 331 von 22 mm entspricht ein Neigungswinkel von 0,05° (1/1000 rad) einer Länge von 10 µm in Richtung des Außendurchmessers der Zylin­ derhülse 331. Folglich ist es vergleichsweise leicht, den Neigungswinkel γ1 in Einheiten von 0,05° einzustellen. Da die Zylinderhülse 331 einen vergleichsweise großen Durchmesser besitzt, kann deshalb der Neigungswinkel γ1 der Lichtquellen­ reihe gegenüber der Hauptabtastrichtung sehr genau einge­ stellt werden.

Weiterhin ist eine Sammellinse 140 an dem dem Befestigungs­ element 333 abgewandten Ende der Zylinderhülse 331 ange­ bracht. Folglich dreht sich beim Drehen der Zylinderhülse auch die Sammellinse 140. Da sowohl die Austrittsendflächen 121b bis 128b der Lichtwellenleiter 121 bis 128 als auch die Sammellinse 140 an der Zylinderhülse 331 befestigt sind, wird deren Position in der optischen Achse ausgerichtet, wobei die relativen Positionen der Austrittsendflächen 121b bis 128b bezüglich der Sammellinse 140 in Richtung der optischen Achse unabhängig vom Drehwinkel der Zylinderhülse 331 konstant bleiben.

Eine alternative Ausführung der Ausrichtblock-Halterung 330 ist in Fig. 11 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 und die Sammellinse 140 an zwei unabhängig voneinander drehbaren Teilzylindern 332a, 332b angebracht. Die Teilzylinder 332a und 332b legen Teilzylinderöffnungen 332d und 332e fest. In diesem Fall ist das senkrechte Stück 333a des Befestigungselements 333 an der Stirnfläche 332c des Teilzylinders 332a befestigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also die Sammellinse 140 nicht ge­ dreht, wenn der Teilzylinder 332a gedreht wird, um den Nei­ gungswinkel des Lichtwellenleiter-Ausrichtblocks einzustel­ len.

Die Blende 142 ist in diesem Fall an dem Teilzylinder 332b angebracht und bildet so mit der Sammellinse 140 eine Ein­ heit. Die Blende 142 kann in diesem Ausführungsbeispiel des­ halb mit der Sammellinse 140 eine Einheit bilden, da die Po­ sition der Blende 142 gegenüber der Hauptabtastrichtung und der Nebenabtastrichtung nicht verändert wird.

Wie der Neigungswinkel γ1 der Lichtquellenreihe gemessen wer­ den kann, wird im folgenden an Hand von Fig. 10 beschrieben. Wie in Fig. 10 gezeigt, sind eine Meßlaserquelle 400 und ein Sensor 410 über dem Lichtwellenleiter-Ausrichtblock 130 ange­ ordnet. Der Sensor 410 enthält Lichtempfänger mit hoher Orts­ auflösung, die entlang einer Geraden angeordnet sind und die Position eines auf die Oberfläche des Sensors 410 einfallen­ den Lichtstrahls bestimmen können. Die obere Fläche des Lichtwellenleiter-Ausrichtblocks 130 ist mit einer reflektie­ renden Schicht überzogen. Der von der Laserquelle 400 ausge­ sendete Laserstrahl wird von der oberen Fläche des Lichtwel­ lenleiter-Ausrichtblocks 130 in Richtung des Sensors 410 re­ flektiert. Eine Änderung des Neigungswinkels γ1 des Lichtwel­ lenleiter-Ausrichtblocks 130 setzt sich somit in eine Ände­ rung des Reflexionswinkels des reflektierten Strahls um. Im besonderen ist der Sensor 410 so angeordnet, daß er den re­ flektierten Strahl innerhalb eines vorgegebenen Bereichs er­ fassen und den Drehwinkel des Lichtwellenleiter-Ausricht­ blocks 130 bestimmen kann. Obwohl in der eben erläuterten Ausführungsform die obere Fläche des Lichtwellenleiter-Aus­ richtblocks 130 als Reflexionsfläche fungiert, kann eine sol­ che an einer beliebigen, sich mit der Zylinderhülse 331 mit­ drehenden Stelle vorgesehen sein. Es ist beispielsweise auch möglich, eine Reflexionsfläche auf der Zylinderhülse 331 selbst auszubilden.

Das Einstellen des Neigungswinkels γ der Lichtquellenreihe, d. h. des Lichtwellenleiter-Ausrichtblocks 130 gegenüber der Hauptabtastrichtung, ist nicht auf die oben beschriebene Me­ thode beschränkt. Es ist ebenso möglich, die Zylinderhülse 331 zu drehen und einzustellen, während die Neigung der von den Strahlpunkten gebildeten Reihe auf der Bildfläche gemes­ sen wird. Mit der oben beschriebenen Methode kann demnach der Neigungswinkel einer Lichtquellenreihe sehr genau eingestellt werden.

Claims (9)

1. Lichtwellenleiterhalterung für eine Abtastvorrichtung, mit einem Lichtwellenleiter-Ausrichtblock (130) zum Hal­ ten von Austrittsendabschnitten von Lichtwellenleitern (121 bis 128) derart, daß Austrittsendflächen der Licht­ wellenleiter entlang einer Ausrichtegeraden ausgerichtet sind, einem Ausrichtezylinder (331), an dem der Lichtwel­ lenleiter-Ausrichtblock (130) so befestigt ist, daß die Austrittsendabschnitte parallel zur Mantelfläche des Aus­ richtezylinders (331) verlaufen, und einem Zylinderhal­ ter, der den Ausrichtezylinder (331) drehbar um eine zu seiner Mantelfläche parallel verlaufende Rotationsachse hält.

2. Lichtwellenleiterhalterung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ausrichtezylinder (331) eine Sam­ mellinse (140) in einer kreisförmigen Öffnung (331b) so hält, daß die Strahlen durch die Sammellinse übertragen werden.

3. Mehrstrahl-Abtastvorrichtung mit mehreren Laserquellen (101 bis 108), mehreren Lichtwellenleitern (121 bis 128) zum Übertragen von Laserstrahlen, die von den Laserquel­ len ausgesandt werden, einem Lichtwellenleiter-Ausricht­ block (130) zum Halten von Austrittsendabschnitten der Lichtwellenleiter derart, daß die Austrittsendflächen der Lichtwellenleiter entlang einer Ausrichtegeraden ausge­ richtet sind, einem Ausrichtezylinder (331), an dem der Lichtwellenleiter-Ausrichtblock (130) so befestigt ist, daß die Laserstrahlen parallel zur Mantelfläche des Aus­ richtezylinders (331) verlaufen, einen Zylinderhalter, der den Ausrichtezylinder drehbar um eine zu seiner Man­ telfläche parallel verlaufende Rotationsachse hält, einer Ablenkvorrichtung (180) zum Ablenken eines durch einen Lichtwellenleiter (121 bis 128) übertragenen Laserstrahls und einem Abtastlinsensystem (190), das den abgelenkten Laserstrahl bündelt und eine Abtastzeile auf einer Bild­ fläche (210) erzeugt.

4. Lichtwellenleiterhalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsen­ dabschnitte parallel zueinander in einer Ebene ausgerich­ tet sind.

5. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Mittelpunkt der von den Lichtwellenleitern (121 bis 128) gebildeten Lichtquellenreihe im wesentlichen auf der Rotationsachse befindet.

6. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrichtezylinder (331) eine kreisförmige Öffnung (331b) entlang der Rota­ tionsachse so festlegt, daß die Strahlen aus den Licht­ wellenleitern (121 bis 128) durch die kreisförmige Öff­ nung treten.

7. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderhalter eine Auflage (320), in welcher der Ausrichtezylinder (331) aufliegt, und eine Zylinderbefestigung (335) enthält, die den Ausrichtezylinder in der Auflage befestigt.

8. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (320) zwei zueinander senkrechte Auflageflächen hat, die beide an dem Ausrichtezylinder (331) anliegen.

9. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, ge­ kennzeichnet durch eine Winkelerfassungseinheit mit einer sich mit dem Ausrichtezylinder (331) drehenden Reflexi­ onsfläche, einer Meßlichtquelle (400) zum Senden eines Meßstrahls an die Reflexionsfläche und einem Fotodetektor (410), der die Position des an der Reflexionsfläche re­ flektierten Meßstrahls erfaßt.