DE3413644C2 - Optischer Drucker mit einem vielkanaligen Lichtmodulator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Zeilendrucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es hat sich herausgestellt, daß ein elektro-optisches Element mit einer Vielzahl von individuell ansteuerbaren Elektroden als vielkanaliger Lichtmodulator bei Zeilendruckern Verwendung finden kann. Dies ist zum Beispiel aus der am 4. August 1981 auf eine Anmeldung von R. A. Sprague et al. erteilten amerikanischen Patentschrift 4 282 904 bekannt. Ebenso geht dies aus einem Artikel in der Zeitschrift "Electronic Design", 19. Juli 1979, SS. 31-32, mit der Überschrift "Light Gates Give Data Recorder Improved Hardcopy Resolution" hervor, sowie aus den Artikeln "Polarizing Filters Plot Analog Waveforms", "Machine Design", Band 51, Nr. 17, 26. Juli 1979, S. 62, und "Date Recorder Eliminates Problem of Linearity", in "Design News", 4. Februar 1980, S. 56-57.

Bekanntlicherweise kann fast jedes optisch durchsichtige elektro-optische Material als elektro-optisches Element eines Lichtmodulators verwendet werden. Als vielversprechendste Materialien erscheinen zur Zeit LiNbO₃ und LiTaO₃, aber es gibt auch andere Materialien, die Beachtung verdienen, wozu BSN, KDP, KD_xP, Ba₂NaNb₅O₁₅ und PLZT gehören. Zur Steuerung des Lichtmodulators sind die Elektroden nahe an dem elektro-optischen Element angeordnet und in der Breite auf diesem Element verteilt, üblicherweise in gleichbleibenden Abständen.

In gewissen Fällen, wie z. B. bei hochauflösenden Zeilendruckern, sind die Elektroden sehr dicht angeordnet, wobei der Abstand 10 Mikrons oder sogar noch weniger betragen kann. Glücklicherweise wurde herausgefunden, daß diese elektrische Zwischenschicht für solch einen Lichtmodulator deutlich vereinfacht wird, wenn die Elektroden auf ein separates Substrat, wie z. B. einem integrierten Siliconkreis, aufgebracht sind, und entweder durch Pressen oder auf andere Weise dicht an das elektro-optische Element angedrückt werden, um aus nächster Nähe elektrische Felder auf das elektro-optische Element wirken zu lassen. Dies ist z. B. aus der US-PS 4 396 252 und der US-PS 4 367 925 bekannt, wobei aus der letztgenannten Druckschrift eine Zeilendruckvorrichtung gem. Oberbegriff des Anspruchs 1 hervorgeht.

Bei der Anwendung eines vielkanaligen Lichtmodulators wird das elektro-optische Element mehr oder weniger gleichmäßig entlang seiner vollen Breite durch einen flächenartigen, gebündelten Lichtstrahl ausgeleuchtet. Zusätzlich werden aufeinander folgende Datensätze, von denen jeder ein Bildelement für eine entsprechende Bildzeilen des Bildes repräsentiert, der Reihe nach an die Elektroden angelegt, wodurch der Reihe nach bestimmte elektrische Feldmuster entsprechend den Bildelementen für die aufeinanderfolgenden Zeilen des Bildes erzeugt werden. Diese örtlichen Felder, die an jedem gegebenen Punkt zu einer Zeit existieren, werden in das elektro-optische Element eingestreut, und bewirken dabei örtliche Veränderungen des Brechungsindexes dieses optischen Elements, so daß die Phasenfront des Lichtstrahles in Übereinstimmung mit den Bildelementen oder "Pixeln" einer bestimmten Bildzeile entsprechend räumlich moduliert wird.

Üblicherweise werden sogenannte zentrale Lichtfelderbildoptiken verwendet, um die Phasenfrontmodulationen des Lichtstrahls in eine Serie von entsprechenden Intensitätsprofilen umzuwandeln, so daß die Lichtmodulationen auf ein mehr oder weniger übliches, photoempfindliches Aufzeichnungsmedium abgebildet werden können. Zu diesem Zweck werden die Beugungskomponenten nullter Ordnung des modulierten Lichtstrahls auf den Mittelpunkt im Zentrum der Linsenweite einer Abbildungslinse fokussiert, die ihrerseits den Lichtmodulator auf das Aufzeichnungsmedium abbildet. Mit anderen Worten kann man sagen, daß die Komponenten nullter Ordnung als die eigentlichen Abbildungsstrahlen gebündelt werden, wobei sichergestellt sein muß, daß jeweils im wesentlichen dieselben Lichtbeiträge von jedem der von verschiedenen Elektroden beaufschlagten Bereiche des elektro-optischen Elementes eingefangen werden (typischerweise überbrückt jede solche Region ein entsprechendes Elektrodenpaar) und daß mehr oder weniger gleichförmige Abbildungsbedingungen im wesentlichen über die volle Breite des Lichtmodulators aufrechterhalten werden. Bei Abbildung mit einem zentralen Dunkelfeld blockt ein Strahl-Stop die Komponenten nullter Ordnung des modulierten Strahles ab, die Beugungskomponenten höherer Ordnung dagegen umgehen den Strahl-Stop und werden auf das Aufzeichnungsmedium fokussiert. Umgekehrt, bei Abbildungen mit einem zentralen Helligkeitsfeld, werden die Beugungskomponenten höherer Ordnung von dem Strahl-Stop abgeblockt, und die Komponente nullter Ordnung auf das Aufzeichnungsmedium fokussiert wird. Ungeachtet dessen, ob ein zentrales Dunkelfeld oder ein zentrales Helligkeitsfeld bei der Abbildung verwendet wird, wird das Aufzeichnungsmedium einer Serie von Bildzeilen ausgesetzt, deren Intensitätsprofil die einzelnen Bildelemente aufeinanderfolgender Zeilen wiedergeben.

Eine Beleuchtungseinrichtung zur Verwendung in einer Kopiervorrichtung ist in der US 4 248 517 beschrieben. Diese Beleuchtungseinrichtung verwendet eine Maske mit einer Vielzahl von Öffnungen, wobei zur Vergleichmäßigung der Intensität einer ungleichmäßig strahlenden Lichtquelle eine Blende mit schräg verlaufenden Öffnungskanten vorgesehen ist.

In einem üblichen zentralen Dunkelfeld-Schlierenabbildungssystem hat der Strahl-Stop gewöhnlich ein rechteckiges räumliches Profil. Bei einem solchen Strahl-Stop treten ungewünschte Zwischenbildeinstreuungen bei Bildern auf, die mit elektrooptischen Zeilendruckern der obenbeschriebenen Art erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und einen optischen Drucker anzugeben, bei dem Zwischenbildeinstreuungen stärker unterdrückt werden können als dies bisher der Fall ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfinderische Lösung, die in bestimmter Weise von einem Rechteck abweichende Formen für die Strahl-Stops vorsieht, lassen sich Zwischenbildeinstreuungen weitgehend vermeiden.

Gemäß den Merkmalen der vorliegenden Erfindung hat der Strahl-Stop der Schlierenabbildungsoptik, die in einem elektro-optischen Zeilendrucker zur Abbildung eines Vielkanal-Lichtmodulators auf eine fotoempfindliche Aufzeichnungsfläche verwendet wird, spitz zulaufende Seiten, um die Bildeinstreuungen zwischen den einzelnen Bildelementen des Bildes zu reduzieren. Dies hat zur Folge, daß die Durchlässigkeit der Abbildungsöffnung relativ langsam und mehr oder weniger kontinuierlich entlang der Kanten des Strahl-Stops abfällt, so daß die Beugungen in höhere Winkel des Strahl-Stops reduziert werden und die störenden Nebenkeulen der kohärenten Streuungsamplitude des Abbildungssystems unterdrückt werden. Der Strahl-Stop kann z. B. vorzugsweise ein Profil in der Art eines Parallelogramms haben, um entweder die Beugungsstrahlen nullter Ordnung oder die Beugungsstrahlen höherer Ordnung des phasenfrontmodulierten Lichtstrahls auszulöschen, der von dem Lichtmodulator so angetrieben wird, daß das Intensitätsprofil des verbleibenden oder nicht unterdrückten Lichtes der geforderten Bildcharakteristik entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Teils eines optischen Zeilendruckers mit einer Schlierenabbildungsoptik;

Fig. 2 eine schematische Ansicht von unten auf den optischen Zeilendrucker, wie er in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht eines TIR-Lichtmodulators für den optischen Zeilendrucker der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung in Ansicht von unten eines TIR-Lichtmodulators, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, wobei ein typisches Raster der individuell ansteuerbaren Elektroden gezeigt ist;

Fig. 5 eine vergrößerte Detaildarstellung eines rechteckigen Strahl-Stops für einen optischen Zeilendrucker gem. den Fig. 1 und 2;

Fig. 6a bis 6d Diagramme, auf denen die Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofile des Strahl-Stops, der in Fig. 5 gezeigt ist, dargestellt sind und mehr wünschenswerte, dreieckige, cosinusförmige und Gaußsche Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofile;

Fig. 7a bis 7d Diagramme zur Veranschaulichung der Wirkung eines rechteckigen, eines dreieckigen, eines cosinusförmigen und eines Gaußschen Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofiles der Fig. 6a bis 6d auf einer Testbildzeile, in der zwei aufeinanderfolgende Bildelemente ausgeschaltet und die übrigen Bildelemente angeschaltet sind;

Fig. 8a und 8b zeigen einen Strahl-Stop, der ein Gaußsches Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofil verwirklichen läßt, wie es in Fig. 6d dargestellt ist, mit einem Gaußschen Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofil, das zur Verdeutlichung dargestellt ist;

Fig. 9 zeigt einen Strahl-Stop, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, mit durchgehend geraden Seiten, um die Herstellbarkeit zu vereinfachen;

Fig. 10a und 10b Darstellungen eines weiteren Strahl-Stops, der ein verbessertes, dreieckiges Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofil ermöglicht, wie es in Fig. 6b dargestellt ist, wobei das dreieckige Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofil zur Verdeutlichung darauf überlagert dargestellt ist und die

Fig. 11a und 11b Darstellungen eines weiteren Strahl-Stops, der ein verbessertes cosinusförmiges Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofil, wie es in Fig. 6c dargestellt ist, ermöglicht, wobei das cosinusförmige Lichtamplitudendurchlässigkeitsprofil zur Verdeutlichung darauf überlagert dargestellt ist.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines optischen Zeilendruckers 11 dargestellt, der einen vielkanaligen Lichtmodulator 12 umfaßt, um ein photoempfindliches Aufzeichnungsmedium 13 einer bestimmten Bildkonfiguration auszusetzen. Das Aufzeichnungsmedium 13 ist als eine mit einem photoempfindlichen Überzug versehene xerographische Trommel 14 dargestellt, die in nicht näher gezeigter Weise in Richtung des Pfeiles 15 angetrieben ist. Es versteht sich, daß auch andere xerographische oder nichtxerographische Aufzeichnungsmedien verwendet werden können, wie zum Beispiel mit einem photoempfindlichen Bildüberzug versehene xerographische Bänder oder Platten, aber auch ein photoempfindlicher Film oder ein photoempfindlich überzogenes Papier sowohl als Gewebe als auch in der Form eines geschnittenen Papiers. Ganz allgemein kann das Aufzeichnungsmedium 13 als photoempfindliches Medium bezeichnet werden, welches einer Bildkonfiguration ausgesetzt wird, während es entweder in Zeilenrichtung oder quer zur Zeilenrichtung des Lichtmodulators 12 bewegt wird.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, umfaßt der Lichtmodulator 12 ein elektro-optisches Element 17 mit einer Vielzahl von individuell ansteuerbaren Elektroden 18a bis 18i, die in Fig. 3 im gesamten mit 18 bezeichnet sind und die über die volle Breite des elektro-optischen Elementes 17 verteilt angeordnet sind. Typischerweise besitzen die Elektroden 18a bis 18i eine Breite von 1 bis 30 Mikrons und sind in mehr oder weniger gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet, um zwischen sich jeweils einen Zwischenraum von 1-30 Mikrons herzustellen. Um eine innere Totalreflektion zu erreichen, wird als elektro-optisches Element 17 ein y-geschnittener Kristall, z. B. LiNbO₃ verwendet, der eine optisch polierte Eingangsfläche 21 auf der einen Seite und eine optisch polierte Ausgangsfläche 22 auf der gegenüberliegenden Seite aufweist sowie eine optisch polierte Zwischenreflexionsfläche 23. Die Elektroden 18a bis 18i sind in der reflektierenden Fläche 23 des elektro-optischen Elementes 17 oder zumindest sehr dicht daran angeordnet, so daß begrenzte elektrische Felder in das elektro-optische Element eingekoppelt werden können, wie weiter unten noch beschrieben werden wird.

Anhand der Fig. 1-4 soll kurz die grundsätzliche Arbeitsweise des Lichtmodulators 12 beschrieben werden. Daraus kann ersehen werden, daß ein flächenartig gebündelter Lichtstrahl 24 aus einer geeigneten Quelle, z. B. einem nicht näher gezeigten Laser, durch die Eintrittsfläche 21 des elektro-optischen Elementes mit einem streifenden Einfallswinkel gegenüber der reflektierenden Fläche 23 eintritt. Der Lichtstrahl 24 leuchtet im wesentlichen die volle Breite des elektro-optischen Elementes 17 aus und wird durch nicht näher gezeigte Mittel keilförmig in die Nähe der Längsmittellinie der reflektierenden Fläche 23 fokussiert, wobei er dort intern total reflektiert wird, um dann durch die Austrittsfläche 22 des elektro-optischen Elements 17 auszutreten. Auf seinem Weg durch das elektro-optische Element 17 wird der Lichtstrahl 24 entsprechend den unterschiedlich auf die Elektroden 18a bis 18e eingegebenen Datensätze räumlich phasenfrontmoduliert.

Diese differentielle Eincodierung ist sehr ausführlich in der US-PS 4 450 459 beschrieben. Insoweit genügt es daher, festzuhalten, daß jeder differentiell codierte Datensatz, - anders als das erste Muster für jede Bildzeile - eine Größe hat, die sich von dem zuvor differentiell eingegebenen Datensatz unterscheidet und zu der Größe eines entsprechend eingegebenen Datenmusters paßt, welches die zugehörigen Bildelemente des gewünschten Bildes repräsentiert. Das erste Muster einer jeden Bildzeile ist auf ein gemeinsames Referenzpotential bezogen, z. B. Erdpotential. Diese differentiell codierten Datenmuster werden den Elektroden 18a bis 18i Zeile für Zeile eingegeben, wobei alle Bildelemente für jede vorhandene Zeile des Bildes genau durch von Elektrode zu Elektrode erzeugte Spannungsabfälle, die durch die differentiell eingegebenen Datenmuster für jede einzelne Zeile erzeugt werden, repräsentiert werden. Natürlich könnten die Elektroden 18a bis 18i mit geerdeten Elektroden verbunden sein, wobei dann die differentielle Eincodierung nicht benötigt werden würde (was nicht gezeigt ist).

In jedem Falle erzeugen die Spannungsabfälle zwischen den Elektroden 18a bis 18i örtliche elektrische Felder, die in den Wechselwirkungsbereich 29 des elektro-optischen Elementes 17 eindringen und dabei über die Breite des Wechselwirkungsbereichs 29 örtliche Veränderungen des Brechungsindexes des elektro-optischen Elementes 17 hervorrufen. Folglich wird der Lichtstrahl 24 beim Durchdringen des Wechselwirkungsbereichs 29 nach und nach räumlich phasenfrontmoduliert, entsprechend den eingegebenen Datenmustern für die aufeinanderfolgenden Zeilen des gewünschten Bildes. Wie einzusehen ist, bringt die Phasenfrontmodulation des Lichtstrahls 24 ein entsprechendes Beugungsmuster mit sich. Das Licht der Phasenfrontregion des Lichtstrahls 24 ist in Beugungsstrahlen nullter Ordnung konzentriert, während das Licht von den anderen oder den phasenändernden Bereichen in einen Teil des Spektrums von Beugungskomponenten höherer Ordnung gestreut wird. Die Größe dieser Beugungserscheinungen ist unabhängig von dem Vorzeichen des Phasenwechsels, was bedeutet, daß der Zeilendrucker 11 unabhängig von der Polarität des elektrischen Feldes ist, welches in das elektro-optische Element 17 eingekoppelt wird. Wie dargestellt ist, erstrecken sich die Elektroden 18a bis 18i im wesentlichen parallel zueinander und verlaufen mit einer gewissen Länge entlang der optischen Achse des elektro-optischen Elementes 17, so daß der Lichtmodulator 12 im "normal einfallenden Betrieb" arbeitet. Die Elektroden 18a bis 18i könnten natürlich aber auch im sogenannten Bragg-Winkel relativ zur optischen Achse des elektro-optischen Elementes 17 liegen, wobei dann der Lichtmodulator 12 im sogenannten "Bragg-Betrieb" arbeiten würde. Zurückkommend auf die Fig. 1 und 2, wird, um das Aufzeichnungsmedium 13 einem Bildmuster auszusetzen, eine geeignete Schlieren-Abbildungsoptik 31 in Dunkelfeld-Technik verwandt. Die Schlieren-Abbildungsoptik 31 ist zwischen dem Lichtmodulator 12 und dem Aufzeichnungsmedium 13 optisch ausgerichtet, um die räumliche Phasenfrontmodulation des Lichtstrahls 24 in ein entsprechend moduliertes Intensitätsprofil umzuwandeln und um die entsprechende Größe zu erhalten, die für ein Bild einer gewünschten Breite erforderlich ist. Um diese Umwandlung zu bewerkstelligen, enthält die Schlieren-Abbildungsoptik 31 in typischer Weise eine Feldlinse 34, um die Beugungskomponenten 32 nullter Ordnung des phasenfrontmodulierten Strahls 27 auf eine zentrale Strahl-Stopeinrichtung 55 (vgl. Fig. 2 und 5) zu fokussieren sowie eine Abbildungslinse 36, um die Beugungskomponenten höherer Ordnung zu sammeln, so daß sie auf das Aufzeichnungsmedium 13 fallen, welches die Bildebene für den Lichtmodulator 12 darstellt.

Die Strahl-Stopeinrichtung 55 enthält ein mit Öffnungen versehenes Plattenelement 50, welches aus einem geeigneten lichtundurchlässigen Material wie z. B. Metall gebildet ist. Außerdem besitzt das Plattenelement 50 zwei aneinander angrenzende allgemein rechtwinklige Öffnungen 52, 53. Der stegartige Mittelbereich des Plattenelementes 50 trennt die Öffnungen 52, 53 und bildet einen rechtwinkligen Strahl-Stop 56, um die Beugungskomponenten 32 nullter Ordnung abzublocken, wobei die sich gegenüber liegenden Seiten des Stegs innere, vertikale Kanten 58 und 59 der Öffnungen 52, 53 darstellen.

Der Strahl-Stop 56 ist mehr oder weniger zentral innerhalb der Öffnung der Abbildungsoptik 31 angeordnet. Tatsächlich sitzt er effektiv in der Fourier-transformierten Ebene (mit anderen Worten, in der rückwärtigen Fokus-Ebene) der Abbildungsoptik 31. Wie dargestellt, ist die Feldlinse 34 zwischen dem Lichtmodulator 12 und dem Strahl-Stop 56 optisch ausgerichtet, so daß im wesentlichen alle Komponenten 32 der nullten Ordnung des Lichtstrahls 24 vom Strahl-Stop 56 abgeblockt werden. Die Beugungskomponenten höherer Ordnung können um den Strahl-Stop 56 gestreut werden und passieren die Öffnungen 52 und 53 und werden dabei durch die Abbildungslinse 36 so gesammelt, daß sie auf das Aufzeichnungsmedium 13 fokussiert werden. Andererseits ist es natürlich auch möglich, den Umwandlungsprozeß mit einer Schlierenhellfeld-Abbildungsoptik durchzuführen. In diesem Falle würden die Beugungslinien nullter Ordnung auf das Aufzeichnungsmedium 13 fokussiert und die Komponenten höherer Ordnung würden vom Strahl-Stop 56 abgehalten werden.

Kurz zusammenfassend ergibt sich aus dem Vorstehenden, daß jedes benachbarte Elektrodenpaar, wie z. B. 18a und 18b (vgl. Fig. 4) des elektro-optischen Elements 17 mit der Schlierenabbildungs- oder Ausgangsoptik 31 zusammenarbeitet, um einen örtlichen Modulator darzustellen, der ein Bildelement auf einer einzigen, räumlich festgelegten Stelle entlang jeder Bildzeile schafft, wie dies in Fig. 2 durch die gestrichelten Linien 41 angedeutet ist. Entsprechend legt daher die Anzahl der Elektroden 18a bis 18i die Anzahl der Bildelemente fest, die pro Bildzeile gedruckt werden können.

Normalerweise gibt es scharfe Sprungstellen im Durchlässigkeitsprofil über die Breite der Abbildungsöffnung des Schlierenabbildungssystems gesehen (entlang der Modulationsachse des Zeilendruckers 11), was aus der Verwendung eines Strahl-Stops mit einem rechteckigen Profil folgt. Intuitiv würde man annehmen, daß ein solcher Strahl-Stop geeignet ausgebildet ist, um selektiv die Beugungskomponenten nullter Ordnung des phasenfrontmodulierten Lichtstrahls (vgl. Fig. 1 und 2) abzublocken, während er höhere Ordnungsbeugungskomponenten durchläßt, aber die Erfahrung und sorgfältige Analysen haben gezeigt, daß ein rechteckiger Stop in relativ hohem Maße ungewünschte Zwischenbildeinstreuungen hervorruft. Das Wesen und das Ausmaß solcher Bildeinstreuungen ist in Fig. 7a dargestellt, welches ein idealisiertes Intensitätsprofil für ein Zeilensegment darstellt, welches sämtliche Bildelemente (oder Pixel) durchgelassen hat, mit Ausnahme von den beiden zentral angeordneten Bildelementen, die abgeblockt sind. Wie zu erkennen ist, sind die Intensitäten der durchgelassenen (angeschalteten) Bildelemente 60 von Bildeinstreuungen der abgeblockten Bildelemente überlagert, was zur Folge hat, daß die Bildelemente 60 unterschiedliche und ungleiche Intensitäten haben. Außerdem haben die Bildelemente, die unmittelbar an die ausgeschalteten Bildelemente 60′ grenzen, eine wesentlich verminderte Intensität. Es wurde herausgefunden, daß diese Bildeinstreuungen überraschenderweise durch Beugung an dem rechteckigen Strahl-Stop 56 hervorgerufen werden.

In Fig. 6a bis 6d sind verschiedene Licht-Durchlässigkeitsprofile dargestellt. In Fig. 6a ist ein rechteckiges Strahl-Stop-Profile, in Fig. 6b ein dreieckiges Strahl-Stop-Profil, in Fig. 6c ein cosinusförmiges Strahl-Stop-Profil und in 6d ein Gauß-förmiges Strahl-Stop-Profil gezeigt. Jedes Profil (mit TA bezeichnet) hat dieselbe Halbhöhenbreite W (W = 2 a) und dieselbe Öffnungsbreite A (A = 2 b) in der Stopebene. Die Auswirkungen dieser Profile auf ein Flächenbild (beim Lichtempfänger 13), bei dem zwei benachbarte Bildelemente in einer Bildzeile ausgeschaltet sind, ist in den entsprechenden Fig. 7a-7d dargestellt, wobei die Intensitätskurve der Bildelemente mit der zentralen Dunkelfeldmethode gemessen wurde. Wie aus den Fig. 7a-7d zu sehen ist, liefert gemäß Fig. 7a das rechteckige Strahl-Stop-Profil die schlechteste Bildqualität, was daran erkannt werden kann, daß die Intensität der Bildelemente 60 stark unterschiedlich ist und die Intensitäten der Bildelemente 60′, welche dem ausgeschalteten Bildelementpaar benachbart sind, wesentlich vermindert sind.

Durch das Gauß-förmige Strahl-Stop-Profil ergeben sich, wie Fig. 7d zeigt, wesentliche Verbesserungen sowohl hinsichtlich der Gleichförmigkeit der Bildelementintensitäten als auch hinsichtlich eines wesentlichen Anstiegs der Bildelementintensität der Elemente 60′, die dem ausgeschalteten Bildelementenpaar benachbart sind. In ähnlicher Weise ergeben sich für die dreieckigen und cosinusförmigen Strahl-Stop-Profile, wie Fig. 7b und zeigen, ähnlich entscheidende Verbesserungen gegenüber dem rechteckigen Strahl-Stop-Profil. Im ganzen gesehen, sieht es so aus, als ob ein dreieckiges Strahl-Stop-Profil einem cosinusförmigen oder gaußförmigen Strahl-Stop-Profil leicht überlegen wäre.

In Fig. 8a und 8b ist ein Gauß-förmiges Strahl-Stop-Profil TA aufgetragen, und die entsprechende Intensitätsdurchlässigkeitsfunktion (TI) durch Quadrierung des Strahl-Stop-Profiles TA erhalten. Angenommen, daß eine abgeschnittene Gauß'sche Lichtintensität-Verteilungskurve gewünscht ist, die auf die Stopebene in der querverlaufenden Aufzeichnungsrichtung (y) auftreffen soll, ist die Geometrie des Strahl-Stops festgelegt durch Normalisierung der x-Koordinate auf die Halbhöhenbreite W des Strahl-Stop-Profiles TA und der y-Koordinate auf die Hälfte des Radius der Lichtverteilung in y-Richtung, von der angenommen werden kann, daß sie dieselbe Größe wie die Halbhöhenbreite W des Strahl-Stop-Profils TA hat. Den daraus folgenden Strahl-Stop 70 für die Komponenten nullter Ordnung enthält demnach eine Blendeneinrichtung 74, die Öffnungen 52, 53 aufweist, wobei die inneren Seiten 71 und 72 der Blendeneinrichtung 74 mit einer leichten Krümmung bei 73 in Richtung auf die Mittellinie hin verlaufend ausgebildet sind.

Im Prinzip sollte die Breite des Strahl-Stops 70 (W = 2a) so schmal wie möglich sein (aber so, daß er breit genug ist, um die Beugungskomponenten nullter Ordnung auszuschalten), um eine große Strahlenausbeute und eine gute Bildqualität zu erhalten. Um die Zwischenbildeinstreuungen weiter zu reduzieren, kann die Öffnungsbreite (A = 2b) schmaler gemacht werden, um die höherfrequentigen Komponenten, die den Stop passieren, auszufiltern und dadurch einige der Interferenzen höherer Ordnungen zwischen den Beugungskomponenten zu eliminieren. Die Öffnungsbreite A kann bis zu einem solchen Maß verringert werden, daß es nur den Strahlen erster und zweiter Ordnung möglich ist, die Blendeneinrichtung 74 zu durchsetzen.

Unter Bezug auf Fig. 9 und unter Verwendung der oben beschriebenen Öffnungsverringerung sowie einer Gauß'schen Stopfunktion kann der Strahl-Stop 70 durch ein Parallelogramm gebildet werden, wobei die Seiten 71 und 72 parallel zueinander verlaufen. Die große Einfachheit und die leichte Herstellung der Blendeneinrichtung 74 mit dem Strahl-Stop 70 sowie der verbesserte Systemaufbau machen diese Stopkonfiguration sehr erstrebenswert.

Bei den Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 10a und 10b und 11a und 11b dargestellt sind, sind die vorstehenden Ergebnisse zur Konstruktion von Strahl-Stops 80 und 85 herangezogen worden, die dreieckige und cosinusförmige Durchlässigkeitsprofile erzeugen, wie das in den Fig. 6b und 6c dargestellt ist. Die Strahl-Stops 80 bzw. 85 sind im Prinzip dem Strahl-Stop 70 ähnlich, sie variieren jedoch in der Strahl-Stopbreite W und in der Form und im Winkel der Strahl-Stopseiten 81, 82 bzw. 86 und 87.

Claims (6)

1. Optischer Drucker mit einem vielkanaligen Lichtmodulator (12) zum periodischen Modulieren einer im wesentlichen linienförmig ausgebildeten Phasenfront eines gebündelten Lichtstrahls entsprechend Bildelementen für aufeinanderfolgende Bildzeilen, wobei der modulierte Lichtstrahl Strahlen nullter und höherer Ordnung umfaßt,
mit einem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmedium (13) und
mit einer Schlierenabbildungsoptik (31), die optisch zwischen dem Lichtmodulator (12) und dem Aufzeichnungsmedium (13) ausgerichtet ist, um auf das Aufzeichnungsmedium (12) Bildzeilen entsprechend dem modulierten Lichtstrahl abzubilden, wobei die Schlierenabbildungsoptik (31) eine Blendeneinrichtung (74) umfaßt, die ein Paar von sich in Zeilenrichtung erstreckenden Öffnungen (52, 53) und einen Strahl-Stop (70, 80, 85) zwischen den Öffnungen (52, 53) aufweist, und wobei der Strahl-Stop (70, 80, 85) gegen die Öffnungen (52, 53) hin durch Seitenkanten (71, 72; 81, 82; 80, 87) abgegrenzt ist, und entlang seiner in Zeilenrichtung verlaufenden Mittelachse eine solche Breite aufweist, daß die Beugungsstrahlen nullter Ordnung ausgeblendet werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenkanten (71, 72; 81, 82; 86, 87) des Strahl-Stops (70, 80, 85) sich kontinuierlich geneigt gegen die senkrechte Mittelachse des Strahl-Stops (70, 80, 85) bis zu einem Punkt auf dieser senkrechten Mittelachse erstrecken, und
daß diese Seitenkanten (71, 72; 81, 82; 86, 87) spiegelsymmetrisch zu der senkrechten Mittelachse oder drehsymmetrisch um eine durch den Schnittpunkt der Mittelachsen verlaufende senkrechte Drehachse angeordnet sind, derart, daß durch den Strahl-Stop (70, 80, 85) vorbestimmte Lichtdurchlässigkeitsprofile verwirklicht werden.

2. Optischer Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Öffnungen (52, 53) entlang der in Abtastrichtung verlaufenden Achse so gewählt sind, daß nur die Beugungsstrahlen erster und zweiter Ordnung durchgelassen werden.

3. Optischer Drucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten (71, 72) parallel zueinander verlaufen, so daß der Strahl-Stop (70) im wesentlichen die Form eines Parallelogramms besitzt.

4. Optischer Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl-Stop (80) so ausgebildet ist, daß er ein dreieckiges Lichtdurchlässigkeitsprofil erzeugt.

5. Optischer Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl-Stop (85) so ausgebildet ist, daß er ein cosinusförmiges Lichtdurchlässigkeitsprofil erzeugt.

6. Optischer Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl-Stop (70) so ausgebildet ist, daß er ein Gauß-förmiges Lichtdurchlässigkeitsprofil erzeugt.