DE69516800T2 - Verfahren und Vorrichtung, um den Unterschied der Bildhöhen von Bildern, die durch mehrere Lichtstrahlen mit verschiedenen Höhen erzeugt werden, zu reduzieren - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft xerografisches Drucken mit Benutzung eines gemeinsam genutzten Rasterausgabe-Scanners, und insbesondere solche Druckgeräte, bei denen Bildhöhen-Differenzen der durch mehrere durch ihre Wellenlängen getrennte Strahlen erzeugten Bilder reduziert sind.
• Lichtpunktabtaster, die oft als Rasterausgabeabtaster (Raster Output scanners ROS) bezeichnet werden, haben herkömmlicherweise einen mehrflächigen Polygon-Reflexionsspiegel, der um seine Zentralachse gedreht wird, um wiederholt einen oder mehrere intensitätsmodulierte Lichtstrahl(en) über ein fotoempfindliches Aufzeichnungsmedium in einer (auch als Schnellabtastrichtung bekannte) Zeilenabtastrichtung schweifen zu lassen, während das Aufzeichnungsmedium in einer dazu senkrechten oder Verfahrensrichtung (auch als Langsamabtastrichtung bekannt) vorgeschoben wird, so dass die Strahlen das Aufzeichnungsmedium gemäß einem Rasterabtastmuster abtasten. Digitales Drucken wird durch serielle Intensitätsmodulierung jedes der Strahlen gemäß einer binären Wertekette ausgeführt, wodurch das Aufzeichnungsmedium mit dem durch die Werte beim Abtasten dargestellten Bild belichtet wird. Drucker, welche verschiedene Strahlen gleichzeitig ablenken oder schweifen lassen, werden als Mehrstrahldruker bezeichnet. Sowohl ROS- als auch Mehrstrahldrucker-Techniken sind in der US-AA 474 422 (Kitamura) dargestellt.
• In diesem Kitamura-Patent sind (siehe dort Fig. 10b) mehrere Laser diagonal angeordnet, um mehrere Strahlen über einen einzigen Fotorezeptor schweifen zu lassen. Die Strahlen sind auch in der Querabtastrichtung so gegeneinander versetzt, dass mehrere Zeilenabtastungen gleichzeitig über den Fotorezeptor verlaufen. Ein Ziel des Kitamura-Patents ist, Schritt-Veränderung durch Abstandsgebung einzelner Laser innerhalb der Laseranordnung in dichter Weise zu einer kompakten Struktur zu verringern.
• Xerografische Hochgeschwindigkeitsverfahrensfarb- und Mehrfach-Hervorhebungsfarb- Bildausgabeterminals erfordern das gleichzeitige Drucken mehrerer unabhängig adressierbarer Rasterzeilen an getrennten Orten. Das wird Mehrstationsdruck genannt.
• Herkömmliche Aufbauten von Mehrstationsverfahrens-Farbdruckern benutzen eine Vielzahl von getrennten ROS, üblicherweise vier unabhängigen ROS, wie in US-A-4 847 642 und US-A-4 903 067 (Murayama u. a.) dargestellt. Zu den Probleme bei diesen Systemen gehören die Kosten für die mehreren ROS, die hohen Kosten zur Herstellung nahezu identischer mehrerer ROS und die Schwierigkeit des Ausrichtens der Systemfarben.
• US-A-5 243 359 (Fisli) beschreibt ein zum Ablenken von mehreren Laserstrahlen geeignetes ROS-System in einem Mehrstationsdruker. In dem Fisli-Patent lenkt der rotierende Po lygonspiegel gleichzeitig eine Vielzahl von gehäuften Laserstrahlen mit ungleichen Wellenlängen ab, deren größte Divergenzwinkel parallel zueinander liegen und die daraufhin durch eine Vielzahl von optischen Filtern getrennt und zu ihren jeweils zugeordneten Fotorezeptoren gerichtet werden. An jedem Fotorezeptor wird durch Einrichten gleichartiger Weglängen für jeden Strahl ein gleich dimensionierter Fleck erhalten. Das wird ermöglicht durch Anbringen aller Laser in einer integralen Einheit. Die Laserdioden sind in einer Zeile in einer Querabtastrichtung angeordnet, d. h. parallel zur Rotationsachse des Polygonspiegels.
• US-A-5 343 224 beschreibt ein ROS-System, bei dem der rotierende Polygonspiegel gleichzeitig eine Vielzahl orthogonal polarisierter und mit ungleichen Wellenlängen versehener Laserstrahlen ablenkt, deren größte Divergenzwinkel zueinander parallel sind. Die abgelenkten Laserstrahlen werden darauffolgend durch einen Separator für polarisierte Strahlen und eine Vielzahl von dichroitischen Strahlseparatoren getrennt und zu ihren zugeordneten Fotorezeptoren gerichtet. In gleicher Weise werden die Abmessungen der an jedem Fotorezeptor geformten Flecken durch Einrichten gleichartiger Weglängen für jeden Strahl gesteuert. Das wird durch Anbringen aller Laser in einer integralen Einheit ermöglicht. Die Laserdioden sind in Querabtastrichtung in Zeilenform angeordnet und müssen so hergestellt werden, dass sie in einer Richtung parallel zur Polygonspiegel-Rotationsachse eng aneinander gepackt sind, um die Strahlkennwert-Abweichungen wie Fleckgröße, Energiegleichmäßigkeit, Bogenlinearität usw. zu minimieren. Das bedeutet, die Laserdioden werden in Querabtastrichtung so eng wie möglich aneinander gehalten, so dass die Lichtstrahlen so nahe aneinander wie möglich auf den gleichen Abschnitt des Polygonspiegels auftreffen.
• US-A-5 341 158 mit dem Titel "A Raster Output Scanner for a Multi-Station Xerographic Printing System Having Laser Diodes Arranged in a Line Parallel to the Fast Scan Direction", (James J. Appel u. a.) beschreibt einen ROS-Aufbau, bei dem die Laserdioden längs einer parallel zur Schnellabtastrichtung des ROS (senkrecht zur Rotationsachse des Polygonspiegels) liegende Zeile positioniert und in der Schnellabtastrichtung tangential versetzt sind.
• US-A-5 068 677 beschreibt eine Laserstrahl-Abtastvorrichtung, die eine Anzahl von Laserstrahlquellen zum Emittieren von mit einem Bildsignal modulierten Laserstrahlen mit gegenseitigen unterschiedlichen Kennwerten enthält. Die aus den Quellen emittierten Laserstrahlen werden zur Bildung eines Laserstrahles kombiniert, der durch ein Ablenkgerät abgelenkt wird, um das Bild abzutasten. Die Vorrichtung enthält ein Strahlteilungsgerät, das die Strahlen selektiv gemäß einer Kenngröße des Laserstrahles aufteilt, um dadurch mehrere Laserstrahlen zur Bildabtastung zu erzeugen.
• EP-A-0 604 077 beschreibt eine Mehrstrahlausgabe-Abtastvorrichtung, bei der eine An zahl von einander überdeckenden Laserstrahlen von einem gemeinsamen Raumort mit Benutzung eines rotierenden Spiegels reflektiert werden, um Abtastlaserstrahlen zu formen. Die Laserstrahlen werden durch eine Anzahl von optischen Strahlaufteilern getrennt.
• Es ist deshalb ein Ziel von Ausführungsformen dieser Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausgleichen der Bildhöhe jedes Bildes einer Vielzahl von Bildern zu schaffen, die auf einer Bildaufnahmefläche durch Lichtstrahlen mit ungleichen Wellenlängen erzeugt werden.
• Es ist ein weiteres Ziel der Ausführungsformen dieser Erfindung, ein Mehrlichtstrahl-ROS- System zu schaffen, das die Bildhöhe bei jedem aus einer Vielzahl von an einer Vielzahl von Bildaufnahmeflächen durch die Lichtstrahlen erzeugten Bildern ausgleicht, wobei die Strahlen ungleiche Wellenlängen besitzen.
• Die vorliegende Erfindung schafft einen Rasterausgabescanner für ein Druckgerät mit einer Vielzahl von Lichtstrahlen von ungleichen Wellenlängen, das eine lichtdurchlässige Platte in dem Weg mindestens eines der Lichtstrahlen zwischen der Bildaufnahmefläche und einem Ablenkgerät (wie z. B. einem Polygonablenker) besitzt, das gleichzeitig die Lichtstrahlen ablenkt. Die lichtdurchlässige Platte ist so ausgelegt, dass sie eine Differenz der Bildhöhe der durch die Vielzahl von Lichtstrahlen geformten Bilder durch Auswählen der Dicke und des Brechungsindex der lichtdurchlässigen Platte verringert, um diese Reduzierungs- oder Ausgleichsfunktion auszuführen.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine lichtdurchlässige Bildhöhen-Ausgleichsplatte in den Weg jedes Lichtstrahles eingesetzt, mit Ausnahme des Lichtstrahles mit der kürzesten Wellenlänge. Die Dicke und der Brechungsindex jeder lichtdurchlässigen Platte wird (aufgrund der Wellenlänge des hindurchtretenden Lichtstrahles) so ausgewählt, dass die Bildhöhe des für jeden Lichtstrahl geformten Bildes der Bildhöhe des durch den Lichtstrahl mit der kürzesten Wellenlänge (dem nicht kompensierten Lichtstrahl) geformten Bildes nahekommt.
• Eine typische Rasterausgabescanner-Anordnung enthält eine Vielzahl von Lichtquellen (z. B. Laserdioden), die eine Vielzahl von Lichtstrahlen mit ungleichen Wellenlängen erzeugen, einen rotierenden Polygonablenker, der die Vielzahl von Lichtstrahlen gleichzeitig auf einen ersten optischen Weg ablenkt, einen optischen Separator zum differentiellen Durchleiten bzw. Reflektieren der Lichtstrahlen auf getrennte optische Wege, die zu einer Vielzahl von Bildaufnahmeorten (z. B. an einem oder mehreren Fotorezeptor(en)) gerichtet werden. Jeder Lichtstrahl tastet über einen jeweiligen Bildaufnahmeort in einer Abtastrichtung ab, um an jedem der Bildaufnahmeorte ein Bild zu formen. Jedes Bild hat eine Bidhöhe, die längs der Abtastrichtung gemessen wird. Eine lichtdurchlässige Platte ist mindestens in einem der getrennten optischen Wege eingesetzt, und setzt die Differenz zwischen der Bildhöhe der einzelnen Bilder herab (gleicht sie vorzugsweise aus).
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Lichtquelle Lichtstrahlpaare, bei denen die Lichtstrahlen jedes Paares gleichartige Wellenlängen besitzt, die gegenüber den Wellenlängen der anderen Lichtstrahlpaare verschieden sind. (Beispielsweise kann ein Polarisiefilter in den Weg eines Lichtstrahles jedes Paares eingesetzt werden, oder die Lichtquellen jedes Lichtstrahlenpaares können so rotiert werden, dass sie Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Polarisationsrichtungen erzeugen.) Mit dieser Anordnung, bei der mehrere Lichtstrahlenpaare mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt werden, wird mindestens eines der Lichtstrahlenpaare durch eine lichtdurchlässige Platte hindurchgeleitet, die so ausgelegt ist, dass sie die Bidhöhe des entstehenden Bildes nahezu (vorzugsweise gleich) der Bildhöhe von Bildern wird, die durch Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen geformt werden. Mit dieser Ausführungsform enthält die Druckeinrichtung üblicherweise ein Gerät (z. B. ein optisches Filter), das selektiv Lichtstrahlen auf Grund ihrer Wellenlänge durchlässt oder reflektiert. Die Dicke und der Brechungsindex des das optische Filter bildenden Materials werden gemäß der Erfindung so ausgewählt, dass die Bildhöhe des durch die durch das optische Filter hindurchtreten Lichtstrahlen geformten Bildes, so eingestellt wird, dass Wellenlängendifferenzen kompensiert werden. Durch differenziertes Polarisieren der Paare von Lichtstrahlen wird die Anzahl unterschiedlicher Wellenlängen, die durch die Lichtquelle erzeugt werden, um einen Faktor Zwei herabgesetzt.
• Die genannten und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Elemente beziehen, und in denen:
• Fig. 1 eine vereinfachte schematische Ansicht eines bei der vorliegenden Erfindung einsetzbaren Rasterausgabescanner (ROS)-Systems ist;
• Fig. 2 eine perspektivische schematische Ansicht ist, welche die Ausrichtung der Laserquellen der Strahltrennoptiken und des rotierenden Polygonspiegels in Fig. 1 darstellt;
• Fig. 3 ungleiche Bildhöhen darstellt, die bei einem herkömmlichen System durch zwei Lichtstrahlen mit ungleichen Wellenlängen erzeugt werden;
• Fig. 4 eine lichtdurchlässige Platte zum Einstellen der Bildhöhe eines durch einen Lichtstrahl gemäß der Erfindung erzeugten Bildes zeigt; und
• Fig. 5 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Rasterausgabescanner-Systems gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
• In Fig. 1 gibt das Gerät 12 vier Laserstrahlen 14,16, 18 und 20 mit unterschiedlicher Wellenlänge aus. Aus Klarheitsgründen sind nur die Hauptstrahlen jedes Strahls gezeigt. Die Erfindung ist auch auf Anordnungen anwendbar, wo eine bestimmte Laserquelle für jeden Lichtstrahl vorgesehen ist, wobei jede Laserquelle an einem anderen Ort liegt. Das Gerät 12 schafft wirksam einen im wesentlichen gemeinsamen Raumursprung für jeden Strahl, im Gegensatz zu einer Anordnung, bei der jeder Strahl an einem separaten Ort geschaffen wird. Die durch das Gerät 12 erzeugten vier Laserstrahlen 14, 16, 18 und 20 werden in ein herkömmliches optisches Strahleingabesystem 22 eingegeben, welches die Strahlen so auf einen optischen Weg richtet, dass sie einen rotierenden Polygonspiegel 24 mit einer Vielzahl von Facetten 26 beleuchten. Wenn der Polygonspiegel rotiert, lassen die Facetten die reflektierten Strahlen wiederholt in der durch Pfeil 28 bezeichneten Richtung ablenken. Die abgelenkten Laserstrahlen werden in einen Einzelsatz von Abbildungs- und Korrekturoptiken (d. h. einer Fθ- Abtastlinse) 30 eingegeben, welche die Strahlen fokussiert und Fehler, wie Polygonwinkelfehler und Wobbeln, korrigiert.
• Fθ-Abtastlinsen wie die Linse 30 sind gut bekannt. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat entdeckt, dass eine Fθ-Abtastlinse, die bei Druckgeräten eingesetzt wird, die mit einem oder mehreren Lichtstrahlen an einer einzigen Wellenlänge drucken (von hier ab als eine monochrome Fθ-Abtastlinse bezeichnet) Probleme herbeiführt, wenn sie mit mehreren Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen benutzt wird. Da insbesondere der Brechungsindex einer monochromen Fθ-Linse sich für unterschiedliche Lichtwellenlängen unterscheidet, unterscheiden sich die Richtungen, mit der die Lichtstrahlen aus der monochromen Fθ-Linse austreten, bei Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen, auch wenn diese Lichtstrahlen beim Eintreten in die monochrome Fθ-Linse in der gleichen Richtung gelaufen sind. Das lässt die durch die jeweiligen mit unterschiedlichen Wellenlängen versehenen Lichtstrahlen geformten Bilder unterschiedliche Bildhöhen annehmen (was mit mehr Einzelheiten später beschrieben wird). Die Differenz der Bildhöhen bezieht sich auf die Differenz der Wellenlängen und die Position längs der Abtastzeile (d. h. die Bildhöhendifferenz ist am Ende der Abtastzeile größer, verglichen mit der Bidhöhe im Zentrum der Abtastzeile). Es kann möglich sein, spezielle "korrigierte" Fθ-Abtastlinsen auszulegen, die das Bildhöhendifferenzproblem nicht verursachen, wenn sie mit mehreren Wellenlängen benutzt werden, doch wären die Kosten einer korrigierten Fθ-Linse das Vielfache der einer monochromen Fθ-Linse. Diese Kosten erhöhen sich weiter, wenn die Anzahl der unterschiedlichen Wellenlängen zunimmt.
• Wie im einzelnen nachstehend beschrieben wird, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Benutzung einer monochromen Fθ-Linse mit Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen und schafft eine Struktur, welche die Bildhöhendifferenzen ausgleicht, die sonst entstehen würden.
• Fig. 2 zeigt eine vereinfachte schematische Ansicht eines Mehrstationen-Druckgerätes 2, welches von einem rotierenden Polygon 24 reflektierte Laserstrahlen 14, 16, 18 und 20 benutzt. Die Lichtstrahlen treten durch eine Korrektur- und Abbildungsoptik 30 (z. B. eine monochrome Fθ-Linse) hindurch. Die Laserstrahlen mit ungleichen Wellenlängen werden synchron über vier rotierende Bildaufnahmeflächen 4, 6, 8 und 10 abgelenkt, um getrennte Bilder an jeder Fläche 4, 6, 8 und 10 zu formen. (Schließlich werden die Bilder übereinander gesetzt, um ein einziges zusammengesetztes Bild zu formen.) Bei diesem Beispiel betragen die Wellenlängen der Strahlen 14, 16, 18 und 20 jeweils 695 nm, 645 nm, 755 nm bzw. 825 nm. Die Bildaufnahmeflächen 4, 6, 8 und 10 können Fotorezeptoren sein. Wenn das Mehrstationen- Druckgerät 2 für Vollfarbenwiedergabe benutzt wird, kann jeder Laserstrahl ein latentes Bild an seinem zugeordneten Fotorezeptor erzeugen, das einer Systemfarbe (z. B. magenta, gelb, cyan und schwarz) entspricht, und auf ein (nicht gezeigtes) Aufzeichnungsmedium übertragen wird.
• In Fig. 2 haben die abgelenkten Laserstrahlen im wesentlichen parallele optische Achsen und können eng gehäuft sein. Die vier Laserstrahlen von den Bildkorrekturoptiken 30 werden in ein erstes optisches Filter 32 eingegeben. Das erste optische Filter kann ein dichroitischer Spiegel (z. B. ein farbselektiver Strahlteiler) und aus einem wellenlängen-selektiven Mehrschichtfilm zusammengesetzt sein. Wegen der Kenngrößen des ersten optischen Filters 32 werden die Laserstrahlen 14 und 16 (mit den kürzeren Wellenlängen) durchgelassen, während die Laserstrahlen 18 und 20 reflektiert werden.
• Die durchgelassenen Laserstrahlen 14 und 16 werden von einem ersten Spiegel 34 auf ein zweites optisches Filter 36 reflektiert. Das zweite optische Filter 36 ist dem ersten optischen Filter 32 darin gleichartig, dass es einen Strahl reflektiert, während es den anderen Strahl durchlässt. Das zweite optische Filter 36 lässt infolge der unterschiedlichen Wellenlängen der Strahlen den Laserstrahl 14 durch, während es den Laserstrahl 16 reflektiert. Der durchgelassene Laserstrahl 14 wird von einem zweiten Spiegel 38 auf die Bildempfangsfläche 10 reflektiert, während der reflektierte Laserstrahl 16 durch einen dritten Spiegel 40 und einen vierten Spiegel 42 auf eine zweite Bildempfangsfläche 8 reflektiert wird.
• Die von dem ersten optischen Filter 32 reflektierten Laserstrahlen, d. h. die Laserstrahlen 18 und 20, werden auf ein drittes optisches Filter 44 gerichtet. Das dritte optische Filter lässt den Laserstrahl 20 durch, während es den Laserstrahl 18 reflektiert. Der durchgelassene Laserstrahl 20 wird von einem fünften Spiegel 46 auf eine Bildempfangsfläche 4 reflektiert, wäh rend der reflektierte Laserstrahl 18 von einem sechsten Spiegel 48 durch die lichtdurchlässige Platte 49 hindurchgelassen wird und von einem siebten Spiegel 50 auf eine Bildaufnahmefläche 6 reflektiert wird. Die Laserstrahlen 14, 16, 18 und 20 werden über Bildaufnahmeflächen 4, 6, 8 und 10 in einer Abtastrichtung abgelenkt, wobei die Abtastrichtung senkrecht zur Rotationsachse des Polygons 24 (und parallel zur Rotationsachse jedes Fotorezeptors) liegt, um Bilder auf den Bildaufnahmeflächen mit einer in der Abtastrichtung gemessenen Bildhöhe zu formen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die optischen Filter 36 und 44 und die lichtdurchlässige Platte 49 so ausgelegt, dass sie die Bildhöhe der durch die Strahlen 14, 18 und 20 jeweils mit der Höhe des durch den Strahl 16 erzeugten Bildes ausgleichen, wobei der Strahl 16 die kürzeste Wellenlänge besitzt, wie später genauer beschrieben wird. Alternativ können lichtleitende Platten zwischen dem optischen Filter 44 und der Bildaufnahmefläche 4 und zwischen dem optischen Filter und der Bildaufnahmefläche 10 benutzt werden, um die Bildhöhe von an den Bildaufnahmeflächen 4 und 10 erzeugten Bildern mit der Bildhöhe des an der Bildaufnahmefläche 8 erzeugten Bildes auszugleichen.
• Zwar wird hier der Ausdruck "ausgleichen" benutzt (und es ist selbstverständlich zu bevorzugen, die Bildhöhen aller Bilder gleich zu machen), doch ist es auch bei Benutzung der vorliegenden Erfindung möglicherweise schwierig (d. h. zu teuer oder zu zeitraubend) Platten auszulegen, die exakt gleich große Bilder erzeugen. Dementsprechend enthält die Erfindung die Verwendung von lichtdurchlässigen Platten, welche die Differenzen von durch Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen erzeugten Bildhöhen minimieren oder reduzieren.
• Fig. 3 zeigt, wie ungleiche Bildhöhen in einem herkömmlichen System durch zwei Lichtstrahlen mit ungleichen Wellenlängen entstehen können. Bei dem in Fig. 3 gezeigten herkömmlichen System werden der Lichtstrahl 52 mit der Wellenlänge λ1 und der Lichtstrahl 54 mit der Wellenlänge λ2 (λ2 > λ1) durch Optiken, die gleichartig der Korrekturoptik 30 nach Fig. 2 sind, auf eine Bildaufnahmefläche 56 projiziert, die ein Fotorezeptor sein kann. Die Strahlen werden in einer durch Pfeil 57 gezeigten Richtung über die Bildaufnahmefläche 56 abgelenkt, um an der Bildaufnahmefläche 56 Bilder zu formen. Die Strahlen 52 und 54 werden jedoch, wenn sie durch die Abbildungs- und Korrekturoptik hindurchtreten, unterschiedlich gebeugt, weil die Abbildungs- und Korrekturoptiken für Strahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen unterschiedliche Brechungsindices haben. Damit werden die Strahlen 52 und 54, wie in Fig. 3 gezeigt wird, auch dann, wenn sie anfangs auf einen gemeinsamen Punkt gezielt wurden, beim Ablenken in Richtung 57 auf der Bildaufnahmefläche 56 Bilder mit unterschiedlichen Bildhöhen 53 bzw. 55 formen. Darüberhinaus wächst der Unterschied zwischen den Bildhöhen mit zunehmendem Abstand von der optischen Achse OA an und tritt so mehr hervor. Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung Mittel zum Reduzieren der Differenz zwischen der Bildhöhe der jeweiligen Bilder (gleicht vorzugsweise die Bildhöhen aus), die durch die ungleichen Wellenlängen der Lichtstrahlen erzeugt werden, wie nachstehend weiter beschrieben wird.
• Fig. 4 zeigt eine lichtdurchlässige Platte 58 zum Ändern (bei diesem Ausführungsbeispiel zum Reduzieren) einer Bildhöhe eines Bildes, das durch einen Strahl mit einer vorgegebenen Wellenlänge erzeugt wird. Wie in Fig. 4 gezeigt wird, wird der Strahl 59 in einer Richtung 63 abgelenkt, um an einer Bildaufnahmefläche ein Bild zu schaffen. Die lichtdurchlässige Platte 58 verringert die Bildhöhe eines durch den Abtaststrahl 59 in Richtung 63 erzeugten Bildes durch Beugen des Strahles, wenn er durch die lichtleitende Platte 58 hindurchtritt. Die Bildhöhe wird, wie in Fig. 4 gezeigt, um einen Abstand 61 verringert. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist die Herabsetzung der Bildhöhe an den Enden der Ablenkzeile (d. h.. weiter von der optischen Achse entfernt) größer als in der Mitte der Ablenkzeile (d. h. bei der optischen Achse), infolge der Differenz des Auftreffwinkels 9 an der Stelle, wo der Strahl durch die lichtleitende Platte 58 hindurchtritt. Glücklicherweise wächst, wie vorher dargelegt, die bei jedem Lichtstrahl erforderliche Korrekturgröße mit dem Abstand von der optischen Achse an. Dementsprechend wird durch Einsetzen der lichtleitenden Platte in den Weg des Lichtstrahls mit der größeren Wellenlänge (z. B. des Strahls 54 in Fig. 3) die Bildhöhe auf etwa die Bildhöhe des durch den Strahl mit der kürzeren Wellenlänge (z. B. den Strahl 52) gebildeten Bildes reduziert.
• Die durch die Platte 58 verursachte Änderung der Bildhöhe wird durch verschiedene Faktoren einschließlich der Dicke der lichtdurchlässigen Platte 58, dem Brechungsindex der lichtdurchlässigen Platte 58 bei der bestimmten Wellenlänge des Strahls und dem Auftreffwinkel (Φ) des Strahles an der bestimmten Feldposition beeinflusst. Die Änderung (D) der Bildhöhe kann gesteuert werden durch Auslegen der Platte 58 gemäß der folgenden Formel (für kleine Auftreffwinkel Φ):
• D = t sin Φ (n - 1)/n
• wobei t = Dicke der lichtleitenden Platte, n = Brechungsindex der Platte bei der besonderen Wellenlänge und Φ = Auftreffwinkel bei der bestimmten Feldposition. So kann durch Schaffen von lichtdurchlässigen Platten mit der richtigen Dicke und dem richtigen Brechungsindex in den Wegen der Lichtstrahlen die Bidhöhe von an den unterschiedlichen Bildaufnahmeflächen erzeugten Bildern annähernd einander gleich eingestellt werden.
• Es ist möglich, eine lichtdurchlässige Bildhöhenausgleichsplatte in den Weg jedes Lichtstrahls einzusetzen (wenn die Lichtstrahlen bestimmte Wellenlängen haben), so dass die Bild höhen der sich ergebenden Bilder im wesentlichen die gleichen sind. Üblicherweise wird jedoch, um die Anzahl von nötigen Platten herabzusetzen, einer der Lichtstrahlen unabgeglichen gelassen (z. B. der Lichtstrahl mit der kürzesten Wellenlänge, für die die Fθ-Linse ausgelegt wurde), während in den Wegen der anderen Lichtstrahlen lichtdurchlässige Platten aufgenommen werden, welche Platten zum Ändern der Bildhöhe des sich ergebenden Bildes so ausgelegt sind, dass diese annähernd gleich der Bidhöhe des durch den unkompensierten (aber korrekten) Lichtstrahl geformten Bildes sind.
• Noch weiter bevorzugt können lichtdurchlässige optische Komponenten, die bereits in dem System vorhanden sind, modifiziert werden (z. B. indem ihre Dicke und ihr Brechungsindex entsprechend gewählt weden), um die eben beschriebene Bildhöhenkorrekturfunktion auszuführen. Wie in Fig. 2 gezeigt, können optische Filter 36 und 44 ausgelegt werden, um die durch sie hindurchtretende Lichtstrahlen (z. B. die Lichtstrahlen 14 und 20) Bildhöhen bestimmen zu lassen, die einander angenähert sind, und welche der Bildhöhe des durch den Lichtstrahl 16 geformten Bildes angenähert gleich sind. Es sollte bemerkt werden, dass zwar vorgeschlagen wurde, optische Filter in Druckgeräte aufzunehmen, um die Lichtstrahlen nach ihren Wellenlängen zu trennen (siehe z. B. US-A-5 243 359), es aber nicht vorgeschlagen wurde, die Dicke und den Brechungsindex der optischen Filter so auszulegen, dass sie Differenzen der Bildhöhen von durch Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge geformten Bildern reduzieren (vorzugsweise minimieren).
• Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zwei Laserstrahlpaare erzeugt, von denen jedes Laserstrahlpaar gegenüber dem anderen Laserstrahlpaar ungleiche Wellenlängen besitzt. Die Polarisation der Lichtstrahlen innerhalb jedes Paares wird gegeneinander verdreht, so dass sie sich von der Polarisation des Lichtes des anderen Paares beispielsweise um 90º unterscheidet, damit die zwei Strahlen in jedem Paar voneinander unterschieden und so getrennt werden können. Die Strahlen können dann durch eine Nachpolygonspiegeloptik sowohl nach der Wellenlänge als auch nach der Polarisationskenngröße der Lichtstrahlen getrennt werden. Diese Ausgestaltung erzeugt einen Rasterausgabescanner mit vier Strahlen, bei dem es nur erforderlich ist, dass die Strahlen zwei unterschiedliche Wellenlängen haben. Das Gerät 112 lenkt vier Laserstrahlen 114, 116, 118 und 120 ab. Die Strahlen 116 und 118 umfassen ein erstes Strahlenpaar mit einer ersten Wellenlänge (λ1) und die Strahlen 114 und 120 ein zweites Strahlenpaar mit einer zweiten Wellenlänge (λ2), die länger als λ1 ist. Ein Strahl innerhalb jedes Strahlenpaares hat eine unterschiedliche Polarisation gegenüber dem anderen Strahl in jedem Strahlenpaar (Strahl 114 hat eine andere Polarisation als Strahl 120 und Strahl 116 eine andere Polarisation als Strahl 118).
• Die Strahlen 114, 166, 118 und 120 werden durch den Spiegel 60 auf eine Bewegungsausgleichoptik 62 reflektiert, die beispielsweise Polygon-Wobbeln korrigiert. Die Strahlen 114, 116, 118 und 120 werden dann auf den Spiegel 64 und zu dem Polarisationsstrahl-Separator 66 reflektiert. Der Polarisationsstrahl-Separator 66 trennt die Strahlen nach ihrer Polarisation durch Reflektieren der Strahlen 114 und 116, welche eine erste Polarisation (P) haben, und Durchlassen der Strahlen 118 und 120, die eine zweite Polarisation (S) haben. Der Polarisationsstrahlseparator 66 kann beispielsweise ein Prisma oder ein Gerät mit einem polarisationsselektiven Mehrschichtfilm sein. Da das System gleichzeitig jeden Lichtstrahl formt, überstreicht und ablenkt, und da jeder Strahl von im wesentlichen dem gleichen Raumort kommt und die Strahlen parallele optische Achsen haben, werden in den Polarisationsstrahl-Separator 66 gleichartig dimensionierte Strahlen eingegeben. Damit reduziert sich das Problem der Aufrechterhaltung gleicher optischer Weglänge für jeden Strahl auf das viel einfachere Problem des Aufrechterhaltens im wesentlichen gleicher optischer Weglängen von dem Polarisationsstrahl-Separator 66 zu den jeweiligen Bildaufnahmeflächen 4, 6, 8 und 10. Im wesentlichen gleiche Weglängen werden festgesetzt durch Einstellen der optischen Weglängen nach dem Polarisationsstrahl-Separator 66. Das kann erreicht weden durch richtiges Positionieren der Spiegel 38, 40, 42, 45, 46, 48 und 50. Es ist zu verstehen, dass in Abhängigkeit von der Anzahl von zu trennenden Strahlen und der Folge der Strahltrennung (d. h. durch Wellenlänge, gefolgt durch Polarisation oder umgekehrt) andere Anordnungen möglich sind. Die Strahlen 114, 116, 118 und 120 werden durch die Spiegel und optischen Filter, wie vorher im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, zu den Bildaufnahmeflächen 4, 6, 8 und 10 gerichtet.
• Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform ändert die Bildhöhen der durch die jeweiligen Bildaufnahmeflächen 4, 6, 8 und 10 erzeugten Bilder gleichartig wie bei der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform so, dass sie sich einander annähern. Da die Strahlen 116 und 118 gleiche Wellenlängen besitzen, erzeugen sie an den Bildaufnahmeflächen 6 und 8 Bilder mit gleicher Bildhöhe. Da jedoch die Strahlen 114 und 120 jeweils eine andere Wellenlänge haben, die länger als die Wellenlänge der Strahlen 116 und 118 ist, werden die an den Bildaufnahmeflächen 4 und 10 erzeugten Bilder, falls sie nicht korrigiert werden, gegenüber den auf den Bildaufnahmeflächen 6 und 8 erzeugten Bilder unterschiedliche Bildhöhe besitzen. Dementsprechend reduziert diese Ausführung der vorliegenden Erfindung die Differenz zwischen den Bildhöhen der an den Bildaufnahmeflächen 4 und 10 erzeugten Bilder und den Bildhöhen der auf den Bildaufnahmeflächen 6 und 8 erzeugten Bilder, wobei vorzugsweise die Bildhöhen einander angeglichen werden. Das geschieht, wie im einzelnen vorher beschrieben wurde, durch richtiges Festsetzen der Dicke und des Brechungsindex der optischen Filter (z. B. der Glasplatten) 36 und 44, um die Höhe der an jeder Bildaufnahmefläche 4 und 10 erzeugten Bilder zu verringern.
• Die Erfindung ist bei allen Arten von Druckgeräten anwendbar, welche Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen zum Formen von Bildern benutzen. Zu derartigen Druckgeräten gehören Faksimile-Maschinen, Kopierer, Drucker usw. Zwar verwenden die dargestellten Druckgeräte vier Lichtstrahlen, doch ist die Erfindung auf jedes Gerät anwendbar, bei dem ein Lichtstrahl eine Wellenlänge besitzt, die sich von der Wellenlänge eines anderen Lichtstrahls unterscheidet. Damit ist die Erfindung auf Druckgeräte mit zwei oder mehr Lichtstrahlen anwendbar. Die dargestellten Ausführungsformen richten jeweilige Lichtstrahlen zu separaten Bildaufnahme- oder Abbildungsflächen, die sich an separaten fotoleitenden Walzen befinden. Die Erfindung ist jedoch auch auf Druckgeräte anwendbar, die eine einzige Abbildungsfläche zum Aufnehmen mehrerer abgetasteter Lichtstrahlen benutzen. Z. B. kann ein einziges für unterschiedliche Wellenlängen empfindliches Fotorezeptorband die jeweiligen Lichtstrahlen empfangen. Typischerweise werden in einem solchen System die Lichtstrahlen auf unterschiedliche Orte an den einzelnen Abbildungsflächen gerichtet, obwohl es auch möglich ist, jeden Lichtstrahl auf den gleichen Ort zu richten. Das hauptsächliche Merkmal besteht darin, dass jeder Strahl sein eigenes bestimmtes Bild formt, das eine richtige Übereinstimmung oder Anpassung zu den durch die anderen Lichtstrahlen geformten Bilder aufweist.

Claims (9)

1. Rasterausgabescanner (2) für ein Druckgerät mit einer Vielzahl von Lichtstrahlen (14-20; 114-120) mit ungleichen Wellenlängen, mit:

Ablenkmittel (24) zum gleichzeitigen Ablenken der Lichtstrahlen (14-20; 114-120), wobei nach der Ablenkung die Lichtstrahlen (14-10; 114-120) längs getrennter optischer Wege laufen und über jeweilige Bildaufnahmeelemente (4-10) abgelenkt werden, um jeweilige Bilder daran zu formen, von denen jedes Bild eine Bildhöhe (53, 55) besitzt, die als eine Entfernung gemessen wird, über die ein jeweiliger der Lichtstrahlen an der Bildaufnahmestelle längs einer Abtastrichtung (57) läuft; und

einer in mindestens einen der getrennten optischen Wege eingesetzten lichtdurchlässigen Platte (36, 44, 49, 58), dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässige Platte eine Dicke und einen Brechungsindex hat, die zum Ändern der Bildhöhe des durch den durch die lichtdurchlässige Platte (36, 44, 49) hindurchtretenden Lichtstrahles (14, 18, 20) geformten Bildes so ausgesucht sind, dass die Bildhöhe sich einer Bildhöhe eines durch einen anderen (16) der Lichtstrahlen geformten Bildes annähert.

2. Rasterausgabescanner nach Anspruch 1, bei dem die oder jede lichtdurchlässige Platte (36, 44, 49, 58) in die getrennten optischen Wege jedes der Lichtstrahlen eingesetzt ist/sind, außer für den Lichtstrahl (16) mit der kürzesten Wellenlänge.

3. Rasterausgabescanner nach Anspruch 1 oder 2, der weiter umfasst: optisches Separatormittel (32, 36, 44; 66) zwischen dem Ablenkmittel (24) und den jeweiligen Bildaufnahmeelementen (4-10) zum differentiellen Durchleiten bzw. Reflektieren der Lichtstrahlen (14-10; 114-120) auf die getrennten optischen Wege.

4. Rasterausgabescanner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Vielzahl von Lichtstrahlen (14-20; 114-120) vier Lichtstrahlen mit ungleichen Wellenlängen umfasst und weiter eine jeweilige lichtdurchlässige Platte (36, 44, 49, 58) in die getrennten optischen Wege jedes der Lichtstrahlen mit Ausnahme des Lichtstrahles mit der kürzesten Wellenlänge eingesetzt ist.

5. Rasterausgabescanner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die lichtdurchlässige Platte (34, 44, 49, 58) ein optisches Filter (36, 44) umfasst, das selektiv die Lichtstrahlen (14-20; 114-120) aufgrund einer Kenngröße der Lichtstrahlen durchlässt bzw. reflektiert, wobei das optische Filter die Bildhöhe des durchgelassenen Lichtstrahles ändert.

6. Rasterausgabescanner für ein Vierstationen-Druckgerät, mit

einer Lichtquelle, welche erste, zweite, dritte und vierte Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen emittiert;

einem zur Rotation um eine Zentralachse angebrachten Polygonspiegel (24), welcher Polygonspiegel gleichzeitig die Lichtstrahlen auf einen ersten optischen Weg ablenkt;

einem ersten, an dem ersten optischen Weg angeordneten optischen Separator (32), welcher erste optische Separator den ersten Lichtstrahl (14) und den zweiten Lichtstrahl (16) auf einen eigenen zweiten optischen Weg richtet und den dritten Lichtstrahl und den vierten Lichtstrahl auf einen eigenen dritten optischen Weg richtet;

einem zweiten optischen Separator (36), der an dem zweiten optischen Weg angeordnet ist, den ersten Lichtstrahl (14) auf einen eigenen vierten optischen Weg richtet und den zweiten Lichtstrahl (16) auf einen eigenen fünften optischen Weg richtet;

einem dritten optischen Separator (44), der an dem dritten optischen Weg angeordnet ist, den dritten Lichtstrahl (18) auf einen eigenen sechsten optischen Weg richtet und den vierten Lichtstrahl (20) auf einen eigenen siebten optischen Weg richtet;

einem ersten (10), zweiten (8), dritten (6) und vierten (4) Bildaufnahmeelement, auf welches jeweils der erste (14), der zweite (16), der dritte (18) und der vierte (20) Lichtstrahl auftreffen, wobei die Lichtstrahlen über jedes der ersten, zweiten, dritten und vierten Bildaufnahmeelemente in einer Abtastrichtung abgelenkt werden, um an jedem der Bildaufnahmeorte ein Bild zu formen, von denen jedes Bild eine Höhe besitzt, die als Abstand gemessen wird, den ein jeweiliger Lichtstrahl an dem Bildaufnahmeort längs der Abtastrichtung läuft, und

einer lichtdurchlässigen Platte (36, 44, 49, 58), die mindestens einem der optischen Wege eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässige Platte eine Dicke und einen Brechungsindex aufweist, die so ausgewählt sind, dass sie die Bildhöhe des hindurchtretenden Bildes so ändern, dass die Bildhöhe sich der Bildhöhe eines durch einen anderen der Lichtstrahlen geformten Bildes annähert.

7. Rasterausgabescanner für ein Druckgerät mit:

einer Lichtquelle, die eine Vielzahl von Lichtstrahlenpaaren (114, 120, 116, 118) emittiert, wobei die Lichtstrahlen innerhalb jedes Lichtstrahlenpaares gleichartige Wellenlängen (λ1, λ2) haben, die anders als die der anderen Paare sind;

einem Polarisationsmittel zum Verändern einer Polarisation eines Lichtstrahles innerhalb jedes Paares von Lichtstrahlen, wobei das Polarisationsmittel in einen optischen Weg der Lichtstrahlen eingesetzt ist;

Ablenkmittel (24) zum gleichzeitigen Ablenken der Lichtstrahlen auf einen ersten optischen Weg;

einem ersten optischen Separatormittel (66) zum unterschiedlichen Durchlassen bzw. Reflektieren der Lichtstrahlen zu ersten eigenen optischen Wegen gemäß der Polarisation der Lichtstrahlen;

einer Vielzahl von Bildaufnahmeelementen (4-10), wobei mindestens einer der Lichtstrahlen über einen jeweiligen der Bildaufnahmeorte in einer Abtastrichtung abgelenkt wird, um an jedem der Bildaufnahmeorte ein Bild zu formen, und jedes Bild eine Bildhöhe besitzt, die als ein Abstand gemessen wird, über den ein jeweiliger der Lichtstrahlen an den Bildaufnahmeorten in der Abtastrichtung läuft; und

einer lichtdurchlässigen Platte (36, 44), die in mindestens einen der ersten eigenen optischen Wege eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässige Platte eine Dicke und einen Brechungsindex aufweist, die so ausgewählt sind, dass sich die Bildhöhe des durch den durchlaufenden Lichtstrahl geformten Bildes so ändert, dass die Bildhöhe sich der Bildhöhe eines durch einen anderen der Lichtstrahlen geformten Bildes annähert.

8. Verfahren zum Herstellen von Bildern mit einem Rasterausgabescanner (2) für ein Druckgerät, das die Bilder an einer Vielzahl von Bildaufnahmeelementen (4-10) formt, wobei der Rasterausgabescanner eine Vielzahl von Lichtstrahlen (14-20; 114-120) unterschiedlicher Wellenlängen aufweist, mit den Schritten:

differentielles Durchlassen bzw. Reflektieren der Lichtstrahlen auf verschiedene optische Wege;

Formen der Bilder an jedem der Vielzahl von Bildaufnahmeorten durch Ablenken mindestens eines der Lichtstrahlen über jedes der Bildaufnahmeelemente in einer Abtastrichtung, wobei jedes Bild eine Bildhöhe besitzt, die als ein Abstand gemessen wird, den ein jeweiliger der Lichtstrahlen an den Bildaufnahmeorten längs der Abtastrichtung läuft; und

vor dem Formen der Bilder, Durchlaufen durch eine lichtdurchlässige Platte (36, 44, 49, 58) mindestens eines der Lichtstrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass jede lichtdurchlässige Platte eine Dicke und einen Brechungsindex besitzt, die so ausgewählt sind, dass die durch den dort hindurchtretenden Lichtstrahl geformte Bildhöhe so geändert wird, dass sich die Bildhöhe einer Bildhöhe eines durch einen anderen der Lichtstrahlen geformten Bildes annähert.

9. Verfahren zum Erzeugen von Bildern mit einem Rasterausgabescanner (2) für ein Druckgerät mit einer Vielzahl von Bildaufnahmeelementen (4-10) mit den Schritten:

Emittieren einer Vielzahl von Paaren von Lichtstrahlen (14-20; 114-120) von einer Licht quelle, wobei jedes Lichtstrahlenpaar gleichartige Wellenlängen aufweist, die denen anderer Paare ungleichartig sind;

Verändern einer Polarisation eines Lichtstrahles innerhalb jedes Paares von Lichtstrahlen;

gleichzeitiges Ablenken der Lichtstrahlen auf einen ersten optischen Weg;

differentielles Durchlassen bzw. Reflektieren jedes Paares von Lichtstrahlen auf erste eigene optische Wege gemäß der Polarisation der Lichtstrahlen;

Formen der Bilder an jeder der Vielzahl von Bildaufnahmeorten durch Ablenken mindestens eines Lichtstrahles über jeden der Bildaufnahmeorte in einer Abtastrichtung, wobei jedes der Bilder eine Bildhöhe besitzt, die als ein Abstand gemessen wird, den ein jeweiliger Lichtstrahl an den Bildaufnahmeorten längs der Abtastrichtung läuft; und

Durchlassen jedes Lichtstrahles in mindestens einem der Paare von Lichtstrahlen durch lichtdurchlässige Platten, dadurch gekennzeichnet, dass jede lichtdurchlässige Platte eine Dicke und einen Brechungsindex aufweist, die so ausgewählt sind, dass die durch das mindestens eine Paar von Lichtstrahlen, die durch die lichtdurchlässige Platte (36, 44, 49, 58) hindurchgetreten sind, geformte Bildhöhe so geändert wird, dass die Bildhöhe des mindestens einen Paares von Lichtstrahlen sich den Bildhöhen von Bildern annähern, die durch ein anderes der Paare von Lichtstrahlen geformt werden.