DE102005029427B4

DE102005029427B4 - Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung von einem sich drehenden Scanner, prozessorlesbares Medium sowie elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005029427B4
Application number: DE102005029427.8A
Authority: DE
Inventors: David K. Towner
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2025-06-25
Also published as: GB2416946A; US7460146B2; JP2006039573A; GB2416946B; DE102005029427A1; JP4250156B2; GB0514309D0; US20060023060A1

Abstract

Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung von einem sich drehenden Scanner, mit folgenden Schritten:Emittieren eines Laserstrahls aus einer Laserquelle (420) ;Fokussieren des Laserstrahls mit einer Objektivlinse (424) ;Bewegen des Laserstrahls mit einem sich drehenden Scanner (426), um ein Bildfeld zu erzeugen; unddynamisches Positionieren der Laserquelle (420), so dass das Bildfeld entlang einer Oberfläche eines photoempfindlichen Elements (406) fokussiert ist,wobei das dynamische Positionieren der Laserquelle ferner folgende Schritte aufweist:Bestimmen einer konjugierten Bildentfernung, die einen fokussierten Bildfleck auf dem photoempfindlichen Element (406) liefert, für jede Position des sich drehenden Scanners, wobei die konjugierte Bildentfernung die Entfernung entlang der optischen Achse von dem zweiten Hauptpunkt der Objektivlinse (424) zu dem fokussierten Bildfleck nahe an dem photoempfindlichen Element (406) ist;Berechnen einer konjugierten Objektentfernung für jede konjugierte Bildentfernung basierend auf einer Fokallänge der Objektivlinse (424), wobei die konjugierte Objektentfernung die Entfernung entlang der optischen Achse der Objektivlinse (424) von der Laserquelle (420) zu dem ersten Hauptpunkt der Objektivlinse (424) ist; unddynamisches Positionieren der Laserquelle (420) entlang einer optischen Achse in Entfernungen von der Objektivlinse, die gleich jeder für jede konjugierte Bildentfernung berechneten konjugierten Objektentfernung sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Bilderzeugungsvorrichtungen und insbesondere auf ein dynamisches Korrigieren einer Bildfeldkrümmung, die durch einen sich drehenden Scanner, wie zum Beispiel einen sich drehenden Polygon-Scanner, eingeführt wird.
Bilderzeugungsvorrichtungen mit elektrophotographischem (EP-) Vorgang, wie zum Beispiel Laserdrucker, verwenden üblicherweise sich drehende Polygon-Scanner, um einen oder mehrere fokussierte Laserflecken über die Breite eines photoempfindlichen Elements, wie zum Beispiel einer photoempfindlichen Trommel oder eines photoempfindlichen Riemens, abzutasten bzw. zu scannen. 1 stellt eine herkömmliche EP-Vorgang-Vorrichtung, die als ein Laserdrucker 100 implementiert ist, dar. Die durch einen bewegten Laserstrahl 102(a) überstrichene Ebene schneidet ein photoempfindliches Element 104 in einer Abtastlinie 106 und der Durchgang eines fokussierten Laserflecks entlang der Abtastlinie 106 belichtet eine Zeile von Pixeln in dem zu druckenden Bild. Herkömmliche Bilderzeugungssysteme, wie zum Beispiel dasjenige, das in dem Laserdrucker 100 gezeigt ist, verwenden ein Vor-Objektiv-Scannen, bei dem sich ein sich drehender Polygon-Scanner 112 „vor“ einer Objektivlinse 108 befindet. Insbesondere befindet sich das „Objektiv“ 108 oder die Abtastlinse 108 „nach“ einem sich drehenden Polygon-Scanner 112, zwischen dem Polygon-Scanner 112 und dem photoempfindlichen Element 104. Die Objektivlinse 108 in einem Vor-Objektiv-Abtastsystem flacht das Bildfeld ab und bildet gut fokussierte Bildflecken auf dem photoempfindlichen Element 104 über die gesamte Länge der Abtastlinie 106.
2 stellt einen Laserdrucker 200 in einer Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration dar, in der sich der sich drehende Polygon-Scanner 112 „nach“ der Objektivlinse 202 befindet. Insbesondere befindet sich die Objektivlinse 202 „vor“ dem sich drehenden Polygon-Scanners 112, zwischen der Laserquelle 110 und dem Scanner 112. In einem Nach-Objektiv-Abtastsystem empfängt die „vorne“ angeordnete Objektivlinse 202 den Laserstrahl als einen fest stehenden Strahl 102(b) und nicht als den bewegten Laserstrahl 102(a), der durch den sich drehenden Polygon-Scanner 112 fortbewegt wird. Deshalb kann die Objektivlinse 202 die Feldkrümmung, die für den Polygon-Scanner 112 intrinsisch ist, nicht korrigieren, wenn der Scanner mit einem konvergierenden Eingangsstrahl verwendet wird. Folglich sind die durch die Objektivlinse 202 gebildeten Bildflecken entlang einer gekrümmten Bildoberfläche 204 fokussiert und nicht entlang einer geraden Abtastlinie 106, wie in 1 gezeigt ist. Ein Bild, das in einem derartigen Nach-Objektiv-Abtastsystem über das photoempfindliche Element 104 abgetastet wird, ist nicht ordnungsgemäß fokussiert. Herkömmliche Bilderzeugungssysteme verwenden deshalb eine Vor-Objektiv-Abtastkonfiguration, wie in 1 gezeigt ist, um die Bildfeldkrümmung zu korrigieren, die andernfalls durch einen sich drehenden Polygon-Scanner 112 erzeugt würde.
Obwohl herkömmliche Bilderzeugungssysteme, die ein Vor-Objektiv-Abtasten verwenden (zum Beispiel 1), eine Feldkrümmung wirksam korrigieren können, weisen derartige Systeme verschiedene Nachteile auf. Ein Nachteil ist die erhöhte Komplexität des Entwurfs der Objektivlinse 108. Eine Objektivlinse in einem Vor-Objektiv-Abtastsystem muss in der Lage sein, eine X- und eine Y-Fleckposition, eine Feldkrümmung und eine Wellenfrontqualität über ein breites Bildfeld eng zu steuern. Polierte Glas- und geformte Kunststoffelemente, die in derartigen Linsen eingesetzt werden, weisen üblicherweise stark asphärische Oberflächen auf, was einen Entwurf der Linsen zu einer Herausforderung und die Herstellung schwierig macht. Die Kosten einer Bearbeitung, die zur Erzeugung eines der großen geformten Kunststofflinsenelemente benötigt wird, übersteigen üblicherweise 100.000 Dollar. Die große Teilgröße, die lange Formungszykluszeit und enge Toleranzen tragen zu hohen Herstellungskosten pro Teil bei. Vor-Objektiv-Abtastlinsenentwürfe, die alle zutreffenden Leistungsanforderungen erfüllen, sind stark eingeschränkt, was die Fähigkeit des Linsenentwerfers, existierende Linsenentwurfe auf zukünftige Drucker zu erweitern, die noch breitere Felder und noch mehr Abtaststrahlen aufweisen, einschränkt.
Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Bilderzeugungssysteme, die ein Vor-Objektiv-Abtasten verwenden, ist eine Unfähigkeit, Systemvariationen auszugleichen, die eine Druckqualität reduzieren können. Wie auf dem Gebiet des Laserscannerentwurfs bekannt ist, besteht die „Fokalebene“, die durch die Abtastlinse erzeugt wird, in einem Vor-Objektiv-Abtastsystem im Allgemeinen aus zwei unabhängig gekrümmten Fokaloberflächen, nämlich einer für jede der beiden astigmatischen Fokalrichtungen. In vielen Laserscannerentwürfen ist die unkorrigierte Restkrümmung dieser Fokaloberflächen nur geringfügig kleiner als der erlaubte Fokusfehler (Tiefenschärfe) des optischen Systems, wodurch die Toleranz des Systems gegenüber einer Defokussierung auf Grund anderer Ursachen reduziert wird. Die Laserwellenlänge zum Beispiel kann für eine bestimmte Laserdiode (zum Beispiel 110 aus 1) als eine Funktion der angelegten Leistung variieren. Variationen der Laserwellenlänge könnten die effektive Fokallänge des optischen Systems verändern, was eine Verschiebung der Axialposition der Fokaloberfläche bewirkt und die Menge einer Restfeldkrümmung, die durch die Objektivlinse unkorrigiert bleibt, erhöht. Zeitabhängige Variationen, die durch eine thermische Ausdehnung oder mechanische Verformung eines Druckmechanismus bewirkt werden, können ebenso die Bildfeldkrümmung oder Fokaloberflächenposition relativ zu der Oberfläche des photoempfindlichen Elements verändern. Toleranzen, die einem Austausch des photoempfindlichen Elements zugeordnet sind, insbesondere dann, wenn dieses Element in einer austauschbaren Kassette oder einer anderen Teilanordnung enthalten ist, tragen ebenso zu einem Fokusfehler bei. Gegenwärtige Bilderzeugungssysteme, die ein Vor-Objektiv-Abtasten verwenden, können derartige Variationen nicht ausgleichen. All diese Quellen eines Fokusfehlers werden in Abtastsystemen mit höherer Auflösung mit erhöhter numerischer Apertur und entsprechend reduzierter Tiefenschärfe problematischer.
Folglich besteht Bedarf nach einer Art und Weise zur Korrektur einer Feldkrümmung und anderer Fokusfehler in einem Laserbilderzeugungssystem, die die wesentlichen Kosten, die dem Entwurf und der Herstellung von Objektivlinsen in gegenwärtigen Vor-Objektiv-Abtastsystemen zugeordnet sind, nicht erforderlich macht. Es besteht ebenso Bedarf nach einer Art und Weise zur Korrektur einer Restfeldkrümmung in einem Vor-Objektiv-Scanner, der eine Objektivlinse aufweist, die eine Feldkrümmung nur teilweise korrigiert. Eine derartige Restfeldkrümmung kann zum Beispiel vorliegen, wenn ein vereinfachter Abtastlinsenentwurf verwendet wird, oder wenn der erforderliche Leistungspegel des Abtastsystems die Fähigkeiten des besten erzielbaren Abtastlinsenentwurfs übersteigt.
Aus der US 4 274 101 A ist eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung bekannt, die eine Laserquelle, einen optischen Scanner zum Ablenken des Laserstrahls und eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen des abgelenkten Laserstrahls aufweist. Eine optische Einrichtung zum Führen des Laserstrahls zu einer Oberfläche der Aufzeichnungseinrichtung ist vorgesehen, wobei die optische Einrichtung zumindest ein optisches Element aufweist, das an einem piezoelektrischen Element angebracht ist, um das optische Element entsprechend des abgelenkten Laserstrahls zu verschieben.
Die JP H02 - 87 112 A offenbart eine optische Abtastvorrichtung, bei der die Fokusposition eines Lichtstrahls auf einer Abtastoberfläche durch ein Signal gesteuert wird, das von einem teilweise reflektierenden optischen Bauteil gewonnen wird, das zwischen einem optischen Deflektor und der Abtastoberfläche angeordnet ist.
Die JP S58 - 57 108 A offenbart ein optisches Abtastsystem, bei dem entweder eine Kollimatorlinse oder eine Bilderzeugungslinse in Richtung einer optischen Achse bewegt wird, um Fehler zu korrigieren.
Aus der JP H03 - 78 722 A ist eine Bilderzeugungsvorrichtung bekannt, bei der ein Lichtstrahl von einer Laserquelle durch einen sich drehenden Polygonspiegel reflektiert wird, wobei eine Position und Wellenlänge der Laserquelle entsprechend der Drehung des Polygonspiegels geändert werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung und ein prozessorlesbares Medium mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein prozessorlesbares Medium gemäß Anspruch 3 und eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst.
Die Erfindung ist durch die Ansprüche definiert. Jegliche Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die im Folgenden beschrieben werden und nicht unter den Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind kein Teil der Erfindung und dienen lediglich erläuternden Zwecken.
Ein Laserbilderzeugungssystem positioniert optische Komponenten dynamisch, um einen fokussierten Bildfleck entlang der Oberfläche eines photoempfindlichen Elements beizube halten, wenn ein sich drehender Scanner ein Bildfeld abtastet.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei die gleichen Bezugszeichen in allen Zeichnungen zur Bezugnahme auf gleiche Komponenten und Merkmale verwendet werden. Es zeigen:

1 eine herkömmliche EP-Vorgang-Vorrichtung, die als ein Laserdrucker in einer Vor-Objektiv-Abtastkonfiguration implementiert ist;
2 einen Laserdrucker in einer Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration;
3 eine exemplarische Umgebung zum Implementieren eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele einer Bilderzeugungsvorrichtung, die eine dynamische Korrektur einer Feldkrümmung bereitstellt;
4 eine funktionelle und Blockdiagrammdarstellung eines nicht beanspruchten Ausführungsbeispiels einer als Laserdrucker implementierten EP-Bilderzeugungsvorrichtung;
5 die Anwendung von Parametern einer Linsengleichung #1 auf die Bilderzeugungsvorrichtung aus 4;
6 eine funktionelle und Blockdiagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer als Laserdrucker implementierten EP-Bilderzeugungsvorrichtung;
7 die Anwendung von Parametern der Linsengleichung #1 auf die Bilderzeugungsvorrichtung aus 6;
8 eine funktionelle und Blockdiagrammdarstellung eines weiteren nicht beanspruchten Ausführungsbeispiels einer als Laserdrucker implementierten EP-Bilderzeugungsvorrichtung;
9a die Anwendung von Parametern einer Linsengleichung #2 auf die Bilderzeugungsvorrichtung aus 8;
9b eine funktionelle und Blockdiagrammdarstellung eines doppelt-telezentrischen Ausführungsbeispiels einer als Laserdrucker implementierten EP-Bilderzeugungsvorrichtung;
9c die Anwendung von Parametern der Linsengleichung #2 auf die Bilderzeugungsvorrichtung aus 9b;
9d exemplarische Wege eines optischen Strahls für das doppelt-telezentrische optische System der 9b und 9c;
10 ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung darstellt;
11 ein Flussdiagramm, das ein weiteres exemplarisches Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung darstellt; und
12 ein Flussdiagramm, das ein weiteres exemplarisches nicht beanspruchtes Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung darstellt.

Übersicht
Die folgende Erläuterung richtet sich auf Systeme und Verfahren, die eine Feldkrümmung und andere Fokusfehler in Bilderzeugungssystemen, die sich drehende Scanner zum Abtasten eines Bildfeldes verwenden, dynamisch korrigieren. Die dynamische Korrektur steuert die Krümmung eines Bildfeldes derart, dass ein Fokus über die Breite eines photoempfindlichen Elements beibehalten wird, wenn ein sich drehender Scanner das Feld abtastet. Die beschriebenen Systeme und Verfahren ermöglichen die Verwendung von Nach-Objektiv-Abtastkonfigurationen, bei denen die Komplexität und Kosten von Objektivlinsen wesentlich reduziert sind. Die beschriebenen Systeme und Verfahren ermöglichen außerdem die Verwendung von Vor-Objektiv-Abtastkonfigurationen, die eine vereinfachte Abtastlinse aufweisen, die eine Feldkrümmung nur teilweise korrigiert, oder die eine herkömmliche Abtastlinse aufweisen, die eine Feldkrümmung in einem System mit erweiterter Leistung nicht vollständig korrigieren kann, zum Beispiel auf Grund einer erhöhten Abtastlinienlänge, der Verwendung mehrerer Laser in einem Laserarray oder der reduzierten Tiefenschärfe in einem System mit hoher Auflösung.
Exemplarische Umgebung
3 stellt eine exemplarische Umgebung zum Implementieren eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele einer Bilderzeugungsvorrichtung dar, die eine dynamische Korrektur einer Feldkrümmung bereitstellt, die für sich drehende Polygon-Scanner intrinsisch ist. Die Umgebung 300 aus 3 umfasst eine Bilderzeugungsvorrichtung 302, die wirksam durch ein Netz 306 mit einem Host-Computer 304 gekoppelt ist. Das Netz 306 kann eine direkte oder indirekte Verbindung sein und könnte zum Beispiel ein Druckerkabel, ein LAN (lokales Netz), ein WAN (weites Netz), ein Intranet, das Internet oder jede andere geeignete Kommunikationsverbindung umfassen. Das Netz 306 kann außerdem eine drahtlose Kommunikationsverbindung, wie zum Beispiel eine IR-(Infrarot-) oder eine HF-(Hochfrequenz-)Verbindung, umfassen.
Diese Offenbarung ist auf verschiedene Typen von Bilderzeugungsvorrichtungen 302 anwendbar, die einen Lichtstrahl verwenden, um ein Bild auf eine photoempfindliche Oberfläche aufzuzeichnen, wie zum Beispiel Vorrichtungen, die in der Lage sind, einen elektrophotographischen (EP-) Bilderzeugungs/Druckvorgang zum Wiedergeben von PDL-(Seitenbeschreibungssprachen-) Daten in gedruckter Form auf einem Druckmedium zu implementieren. Deshalb kann die Bilderzeugungsvorrichtung 302 Vorrichtungen umfassen, wie zum Beispiel Drucker auf Laserbasis, Fotokopierer, Scanner, Faxgeräte, Multifunktionsperipheriegeräte und weitere EP-fähige Vorrichtungen.
Der Host-Computer 304 kann als eine Vielzahl von Universal-Rechenvorrichtungen implementiert sein, zum Beispiel einschließlich eines Personal-Computers (PC), eines Servers, eines Web-Servers und anderer Vorrichtungen, die zur Kommunikation mit der Bilderzeugungsvorrichtung 302 konfiguriert sind. Der Host-Computer 304 schafft üblicherweise für einen Benutzer die Fähigkeit, ein Bild oder Dokument, das als ein Bild wiedergegeben werden soll, das durch die Bilderzeugungsvorrichtung 302 nach der Übertragung über das Netz 306 gedruckt oder anderweitig auf ein Druckmedium gebildet werden soll, zu manipulieren oder anderweitig in elektronischer Form vorzubereiten. Im Allgemeinen gibt der Host-Computer 304 Host-Daten an die Bilderzeugungsvorrichtung 302 in einem Treiberformat aus, das geeignet für die Vorrichtung 302 ist, wie zum Beispiel PCL oder PostScript. Die Bilderzeugungsvorrichtung 302 wandelt die Host-Daten um und gibt dieselben auf ein geeignetes Aufzeichnungsmedium, wie zum Beispiel Papier, Film oder Transparenzfolien, aus.
Exemplarische Ausführungsbeispiele
4 ist eine Blockdiagrammdarstellung einer EP-(elektrophotographischen) Bilderzeugungsvorrichtung, die als ein Laserdrucker 302 ausgeführt ist. Die Blockdiagrammdarstellung des Laserdruckers 302 umfasst ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung 400 und ein Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungssystems 402. Ein Computer 304 liefert Daten, einschließlich Druckdaten, an die Steuerung 400. Der Laserdrucker 302 ist im Allgemeinen angeordnet, um die Betriebsfrequenzen einer Pulsbreitenmodulator- (PWM-) Treiberschaltung 404 zu modulieren, um Pixel auf die Oberfläche eines photoempfindlichen Elements, wie zum Beispiel eines photoempfindlichen Elements 406, zum Erzeugen eines zu druckenden Bildes auf einem Druckmedium, wie zum Beispiel Papier 408, zu platzieren.
Die Steuerung 400 ist üblicherweise eine gedruckte Schaltungsanordnung, die zum Beispiel einen Speicher 410, wie zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und/oder einen nicht-flüchtigen Speicher, zum Halten eines zu druckenden Bildes und ausführbarer Instruktionen, einen Mikroprozessor 412 zum Verarbeiten des Bildes und von Instruktionen und einen weiteren allgemeinen Datenformatierungsschaltungsaufbau, wie zum Beispiel denjenigen, der in dem Datenformatierer 414 dargestellt ist, umfasst. Der Datenformatierer 414 ist üblicherweise als eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) ausgeführt, die verschiedene Hardwareblöcke aufweist, die als Logikgatter implementiert sind. So umfasst der Datenformatierer 414 einen Rasterisiererblock 416, einen Fokusmotortreiberblock 418 und einen PWM- (Pulsbreitenmodulations-) Treiberschaltungsblock 404. Der Rasterisiererblock 416 und der Fokusmotortreiberblock 418 könnten ebenso als auf einem Prozessor 412 ausführbare Firmwareinstruktionen implementiert sein.
Der Rasterisierer 416 wandelt Druckdaten von dem Computer 304 in Pixel/Videodaten um, die die PWM-Treiberschaltung 404 verwendet, um ein Bild auf dem Druckmedium 408 zu bilden. Insbesondere verwendet die PWM-Treiberschaltung 404 Daten von dem Rasterisierer 416, um den Fluss eines Treiberstroms zu einer Lichtquelle 420, wie zum Beispiel einer Laserdiode 420, in dem Bilderzeugungssystem 402 zu steuern. Ansprechend auf den Treiberstrom erzeugt die Laserdiode 420 einen pulsierenden Laserstrahl 422. Die Zeitperiode der Pulse des Laserstrahls 422 entspricht der Zeitperiode der Pulse der Pixel/Videodaten.
Das Bilderzeugungssystem 402 steuert die Bewegung des pulsierenden Strahls 422 von der Laserdiode 420 über die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus 4 läuft der pulsierende Laserstrahl 422 durch eine Objektivlinse 424, wird von dem sich drehenden Polygon-Scanner 426 abreflektiert und fällt auf das photoempfindliche Element 406 ein. Wenn der pulsierende Strahl 422 über die Breite des photoempfindlichen Elements 406 bewegt wird bzw. eine Scanbewegung desselben erzeugt wird, belichtet er Regionen oder Bildflecken in einer Scan- bzw. Abtastlinie 428 auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406, die eine Abmessung in der Richtung 430 aufweisen, in der der pulsierende Strahl 422 bewegt wird. Wie unten noch detaillierter erläutert wird, stellt ein dynamisches Positionieren der Objektivlinse 424 sicher, dass jeder Bildfleck in einer Abtastlinie 428 gut über die abgetastete Breite 432 des photoempfindlichen Elements 406 fokussiert ist.
Die Abmessung der belichteten Regionen oder Bildflecken in einer Abtastlinie 428 entspricht Zeitperioden der Pulse der Pixel/Videodaten, die in die PWM-Treiberschaltung 404 eingegeben werden. Belichtete Regionen weisen eine unterschiedliche elektrostatische Ladung pro Flächeneinheit auf als nicht belichtete Regionen. Der Unterschied der elektrostatischen Ladung bildet ein latentes Bild auf dem photoempfindlichen Element 406, das eine Entwicklung von Tinte oder Toner auf dem photoempfindlichen Element 406 in einem Muster, das dem latenten Bild entspricht, erlaubt. Eine Übertragungsrolle 434 ermöglicht die Übertragung von Tinte oder Toner von dem photoempfindlichen Element 406 auf ein Druckmedium 408 in der Form eines sichtbaren Bildes.
Obwohl 4 ein photoempfindliches Element 406 in der Form einer photoempfindlichen Trommel 406 darstellt, wird darauf verwiesen, dass andere Formen photoempfindlicher Elemente 406 möglich sind. Das photoempfindliche Element 406 kann zum Beispiel wahlweise als ein fortlaufender photoempfindlicher Riemen oder ein weiteres photoempfindliches Medium konfiguriert sein. Es wird ebenso angemerkt, dass, obwohl das Element 406 üblicherweise ein photoleitfähiges Element ist, andere photoempfindliche Medien möglich sind. Das Element 406 kann wahlweise zum Beispiel ein photoresistives, photographisches oder anderes lichtempfindliches Medium sein, das mit anderen Druckvorgängen kompatibel ist. Es wird weiter angemerkt, dass, obwohl 4 einen Scanner in der Form eines sich drehenden Polygon-Scanners 426 darstellt, andere Formen eines Scanners möglich sind. Der sich drehende Polygon-Scanner 426 kann zum Beispiel wahlweise als ein Galvanometer-Scanner, ein mikrobearbeiteter Siliziumscanner, ein sich drehender Prismenscanner, ein akustooptischer oder elektrooptischer Scanner oder eine andere Abtastvorrichtung konfiguriert sein.
Wie oben erwähnt wurde, bewirkt ein dynamisches Positionieren der Objektivlinse 424, dass Bildflecken in jeder Abtastlinie 428 über eine abgeflachte abgetastete Breite 432 entlang des photoempfindlichen Elements 406 fokussiert werden. Insbesondere positioniert ein dynamischer Fokuskorrekturmotor 436 die Objektivlinse 424 entlang der optischen Achse der Objektivlinse 424 (die allgemein der nominellen Mittellinie des Laserstrahls 422 entspricht) auf eine derartige Weise vor und zurück, um die Qualität einer Linsengleichung #1 zu bewahren: $\frac{1}{I_{1}} + \frac{1}{I_{2}} = \frac{1}{f}$
In der Linsengleichung #1 (und wie in 5 gezeigt ist), stellt 1₁ die die konjugierte Objektentfernung (d.h. die Entfernung entlang der optischen Achse der Objektivlinse 424 von der Laserdiode 420 zu dem ersten Hauptpunkt der Objektivlinse 424) dar, 1₂ stellt die konjugierte Bildentfernung (d.h. die Entfernung entlang der optischen Achse von dem zweiten Hauptpunkt der Objektivlinse 424 zu dem fokussierten Bildfleck nahe an dem photoempfindlichen Element 406) dar und f stellt die Fokallänge der Objektivlinse 424 dar.
Ein Bogen 500 in 5 stellt ein Bildfeld dar, das durch den sich drehenden Polygon-Scanner 426 für eine feststehende Objektivlinse 424 erzeugt wurde. Dies bedeutet, dass für eine feststehende Objektivlinse 424 die konjugierte Bildentfernung, 1₂ , konstant bleibt, wenn sich der sich drehende Polygon-Scanner 426 von einer Seite des photoempfindlichen Elements 406 zu der anderen bewegt. Die Bildoberfläche krümmt sich deshalb in einem Bogen 500, der konkav in Richtung des Scanners 426 ist, wenn der Scanner 426 von Seite zu Seite abtastet. Ohne eine Feldkrümmungskorrektur bewirkt die gekrümmte Bildoberfläche (d.h. der Bogen 500), dass ein Großteil des auf dem photoempfindlichen Element 406 gebildeten Bildes nicht fokussiert ist. Wenn das Bild nahe der Mitte des abgetasteten Bogens 500 gut fokussiert ist, ist es zum Beispiel in Richtung der Enden der abgetasteten Breite 432 nicht fokussiert.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird, wie allgemein in den 4 und 5 dargestellt ist, die Krümmung der Bildoberfläche (d.h. Bogen 500) durch einen dynamischen Fokuskorrekturmotor 436 korrigiert, der die Position der Objektivlinse 424 entlang ihrer optischen Achse in Synchronisierung mit der Drehung des Polygon-Scanners 426 einstellt. Insbesondere wird die lineare Position der Objektivlinse 436 mit der Winkelposition der aktiven Facette des Polygon-Scanners 426 synchronisiert (d.h. der Facette, die gegenwärtig den Laserstrahl reflektiert). Folglich bewegt sich die Objektivlinse 424 während der Zeit, in der eine Vieleckfacette den Strahl durchleitet, um eine Abtastlinie in einem System, das eine Laserquelle mit einem Element aufweist, zu erzeugen, durch einen Zyklus einer Fokuskorrekturbewegung. Der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 ist üblicherweise ein elektromechanisches Sprachspulenbetätigungselement, wie zum Beispiel diejenigen, die zur Fokussierung von Objektivlinsen in optischen Plattenlaufwerken verwendet werden (zum Beispiel in Kompaktplatten-Abspielgeräten oder Digitalvideoplatten-Abspielgeräten) oder ein anderer Typ linearen Betätigungselements, wie allgemein in der Technik bekannt ist.
5 stellt die dynamische Positionierung der Objektivlinse 424 dar, die bewirkt, dass die Parameter 1₁ und 1₂ (Fokallänge f bleibt konstant) variieren, wenn der sich derhende Polygon-Scanner 426 die Breite 432 des photoempfindlichen Elements 406 abtastet. Die konjugierte Objektentfernung, 1₁ , wird sehr viel kleiner gewählt als die konjugierte Bildentfernung, 1₂ . Im Allgemeinen führt der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 Einstellungen an der Position der Objektivlinse 424 zur Veränderung der Entfernung 1₁ durch. Wenn die Entfernung 1₁ verändert wird, verändert sich die Entfernung 1₂ gemäß der obigen Linsengleichung #1. Die Linsengleichung #1 zeigt, dass, wenn 1₂ verglichen mit 1₁ groß ist, eine kleine Veränderung der Entfernung 1₁ zu viel größeren Veränderungen der Entfernung 1₂ führt, die wirksam ein fokussiertes Bildfeld oder eine fokussierte Abtastlinie 428 entlang der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406 beibehalten. Insbesondere wird, wenn der sich drehende Polygon-Scanner 426 zu einer Seite der Breite 432 des photoempfindlichen Elements 406 abtastet, die Entfernung 502 (5) zwischen dem Bogen 500 und dem photoempfindlichen Element 406 durch den dynamischen Fokuskorrekturmotor 436 auf Null eingestellt. Der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 bewegt die Objektivlinse 424 entlang einer Richtung 438 näher zu der Laserdiode 420, was die konjugierte Objektentfernung 1₁ senkt und einen entsprechenden, jedoch vergrößerten Anstieg der konjugierten Bildentfernung 1₂ bewirkt. Insbesondere ist die Rate einer Veränderung von 1₂ in Bezug auf 1₁ gleich -(1₂/1₁)², wobei das Minuszeichen anzeigt, dass 1₂ größer wird, wenn 1₁ kleiner wird. Wenn zum Beispiel 1₂ während des Entwurfs des optischen Systems 20-mal größer als 1₁ ausgewählt wird, bewirkt eine Reduzierung von 1₁ um 0,05 mm auf Grund einer dynamischen Positionierung der Objektivlinse 424 einen Anstieg von 1₂ um 20,0 mm. Das Ergebnis ist, dass die gerade durch den sich drehenden Polygon-Scanner 426 abgetastete Bildoberfläche eine flache Oberfläche wird, die eng der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406 entlang der abgetasteten Breite 432 entspricht, und nicht dem Bogen 500.
Wieder Bezug nehmend auf 4 wird der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 durch einen Fokusmotortreiber 418 gesteuert. Der Fokusmotortreiber 418 erzeugt ein Fokuskorrektursignal unter Verwendung eines Fokuskorrekturverfahrens mit offener Schleife oder eines Fokuskorrekturverfahrens mit teilweise geschlossener Schleife. Der dynamische Fokuskorrekturmotor 436, der Fokusmotortreiber 418 und das Fokuskorrektursignal bilden allgemein ein Bewegungssteuersystem, das zur dynamischen Positionierung der Objektivlinse 424 konfiguriert ist. Bei dem Fokuskorrekturverfahren mit offener Schleife wird zuerst ein Fokuskorrektursignal als eine Funktion der Polygon-Winkelposition bestimmt, üblicherweise in einem Kalibrierungsschritt während der Druckerherstellung. Das Fokuskorrektursignal könnte unabhängig für jede Facette eines Polygon-Scanners 426 in einem bestimmten Laserdrucker 302 bestimmt werden, was die Korrektur von Fokusfehlern von Facette zu Facette, die durch Unregelmäßigkeiten des Polygons selbst bewirkt werden, ermöglicht. Dieses Fokusfehlerkorrektursignal wird dann digitalisiert und könnte in eine Nachschlagtabelle (LUT) (nicht gezeigt) geschrieben oder anderweitig in dem Drucker oder einem Host-Computer gespeichert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel aus 4 weist der Fokusmotortreiber 418 das gespeicherte Fokuskorrektursignal auf. Der Fokusmotortreiber 418 wird durch den Drucker 302 verwendet, um ein ordnungsgemäß synchronisiertes Echtzeit-Fokuskorrektursignal neu zu erzeugen und dieses Signal an den Fokusmotor 436 anzulegen, was eine Fokuskorrektur mit offener Schleife ermöglicht. Eine derartige Fokuskorrektur mit offener Schleife benötigt keinen Fokussensor. Bei einem verbesserten Fokuskorrekturverfahren mit offener Schleife ermöglicht es ein Positionssensor (nicht gezeigt) an dem Fokussensor 436, dass der Fokusmotortreiber 418 eine Positionsservoschleife um den Fokusmotor 436 herum schließt, um eine genauere Korrektur mit offener Schleife von Fokusfehlern entlang des Abtastwegs 432 an dem Photoleiter 406 bereitzustellen.
Bei einem Fokuskorrekturverfahren mit teilweise geschlossener Schleife wird ein Fokusfehler durch einen Fokussensor 440 nahe an einem Ende einer Abtastlinie 432 bestimmt. Ein Fokusmotortreiber 418 in dem Drucker 302 verwendet diese gemessenen Fokusfehlerinformationen in Kombination mit einem vorbestimmten Fokuskorrektursignal (wie oben beschrieben), um ein aktualisiertes Fokuskorrektursignal zu erzeugen, das an den Fokusmotor 436 angelegt wird. Das aktualisierte Fokuskorrektursignal kann so häufig wie bei jedem Abtasten bestimmt und angelegt werden. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass es in der Lage ist, einen Fokusdrift nach einer anfänglichen Kalibrierung eines Druckers 302 zu korrigieren.
Der Fokusmotortreiber 418 synchronisiert die lineare Bewegung des Fokusmotors 436 mit der Drehbewegung des Polygon-Scanners 426 unter Verwendung eines Vieleckpositionssignals, wie zum Beispiel einem Start eines Abtastsignals, das durch einen optischen Abtastanfangsdetektor (nicht gezeigt) erzeugt wird. Der Abtastanfangsdetektor erfasst die Position des bewegten Laserflecks, wenn sich der bewegte Laserstrahl dem Anfang jeder Abtastlinie annähert, wie auf dem Gebiet des Laserdruckerentwurfs bekannt ist. Alternativ kann das Vieleckpositionssignal von einem Vieleckpositionssensor erhalten werden, der die Position des Polygons erfasst. Ein Vieleckpositionssensor kann auch bestimmen, welche Facette des Polygon-Scanners gegenwärtig verwendet wird, was es ermöglicht, dass ein unterschiedliches vorbestimmtes Fokuskorrektursignal für jede Facette des Polygon-Scanners verwendet werden kann, wobei so Fokusfehler auf Grund von Vieleckunregelmäßigkeiten, die von Facette zu Facette variieren, wenn sich der Polygon-Scanner dreht, korrigiert werden.
Die dynamische Positionierung einer Objektivlinse 424 in einer Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration, wie allgemein in dem ersten Ausführungsbeispiel der 4 und 5 dargestellt ist, korrigiert die Bildfeldkrümmung, die für einen sich drehenden Polygon-Scanner 426 intrinsisch ist. Zusätzlich zu der Feldkrümmungskorrektur kann ein dynamisches Positionieren einer Objektivlinse 424 verschiedene andere Fokusfehler korrigieren, die in Laserbilderzeugungssystemen häufig sind. Eine derartige dynamische Korrektur kann zum Beispiel Fokusfehler, die auf Variationen der Laserwellenlänge bezogen sind, was durch Veränderungen der Laserleistung bewirkt wird, ausgleichen. Fokusfehler in Bezug auf die thermische Ausdehnung oder mechanische Verformung eines Druckmechanismus oder den Austausch eines photoempfindlichen Elements können ebenso durch das dynamische Positionieren einer Objektivlinse 424 in einer Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration, wie allgemein Bezug nehmend auf das Ausführungsbeispiel der 4 und 5 beschrieben ist, korrigiert werden.
6 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, das zur dynamischen Korrektur von Feldkrümmungs- und anderen Fokusfehlern in einer Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration konfiguriert ist. Das Ausführungsbeispiel aus 6 ist auf die gleiche Art und Weise konfiguriert wie das Ausführungsbeispiel aus 4, mit der Ausnahme, dass eine Fehlerkorrektur durch ein dynamisches Positionieren einer Laserquelle 420 anstelle einer Objektivlinse 424 erzielt wird.
Folglich zeigt 6 den dynamischen Fokuskorrekturmotor 436, wie er auf die Laserquelle 420 angewendet wird. Der Fokusmotor 436 stellt die Position der Laserquelle 420 entlang der optischen Achse der Objektivlinse 424 in einer Richtung 438, die parallel zu der optischen Achse und im Allgemeinen parallel zu der nominellen Mittellinie des Laserstrahls 422 ist, sowie synchronisiert mit der Drehung des Polygon-Scanners 426 ein.
7 ist analog zu der oben erläuterten 5 und stellt die dynamische Positionierung der Laserquelle 420 in Synchronisierung mit der Drehung des Polygon-Scanners 426 dar, um die Parameter 1₁ und 1₂ der Linsengleichung #1 zu variieren und ein fokussiertes Bildfeld oder eine fokussierte Abtastlinie 428 entlang der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406 beizubehalten. Wenn der sich drehende Polygon-Scanner 426 zu einer der beiden Seiten der Breite 432 des photoempfindlichen Elements 406 abtastet, wird die Entfernung 502 zwischen dem Bogen 500 und dem photoempfindlichen Element 406 durch den dynamischen Fokuskorrekturmotor 436 auf Null eingestellt. Der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 bewegt die Laserquelle 420 entlang einer Richtung 438 näher zu der Objektivlinse 424, wenn der Scanner 426 in Richtung der Kanten der Breite 432 abtastet, wodurch die konjugierte Objektentfernung 1₁ verkleinert wird und ein entsprechender, jedoch vergrößerter Anstieg der konjugierten Bildentfernung 1₂ bewirkt wird. Das Ergebnis ist, dass die gerade durch den sich drehenden Polygon-Scanner 426 abgetastete Bildoberfläche wie nötig abgeflacht wird, um konform mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406 entlang der abgetasteten Breite 432 zu sein.
Wieder Bezug nehmend auf 6 kann der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 durch Fehlersignale gesteuert werden, die unter Verwendung sowohl eines Fokuskorrekturverfahrens mit offener Schleife als auch eines Fokuskorrekturverfahrens mit teilweise geschlossener Schleife erzeugt werden, wie oben Bezug nehmend auf das Ausführungsbeispiel der 4 und 5 beschrieben ist. So weist bei dem Ausführungsbeispiel aus 6 der Fokusmotortreiber 418 ein Fokuskorrektursignal auf und wird durch den Drucker 302 verwendet, um den Fokusmotor 436 zu treiben, was eine Fokuskorrektur mit offener Schleife durch ein dynamisches Positionieren der Laserquelle 420 ermöglicht.
Bei dem Fokuskorrekturverfahren mit teilweise geschlossener Schleife wird ein Fokusfehler durch einen Fokussensor 440 nahe an einem Ende einer Abtastlinie 432 bestimmt, wie oben Bezug nehmend auf das Ausführungsbeispiel aus 4 beschrieben wurde. Ein Fokusmotortreiber 418 verwendet die gemessenen Fokusfehlerinformationen in Kombination mit einem vorbestimmten Fokuskorrektursignal, um ein aktualisiertes Fokuskorrektursignal zu erzeugen, das an den Fokusmotor 436 angelegt wird, um die dynamische Positionierung der Laserquelle 420 zu steuern.
8 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, das zur dynamischen Korrektur von Feldkrümmungs- und anderen Fokusfehlern in einer Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration konfiguriert ist. Das Ausführungsbeispiel aus 8 ist auf eine ähnliche Art und Weise wie die Ausführungsbeispiele der 4 und 6, die oben beschrieben wurden, konfiguriert, mit der Ausnahme, dass das Ausführungsbeispiel aus 8 eine Kollimatorlinse 800 umfasst und eine Fehlerkorrektur durch ein dynamisches Positionieren der Kollimatorlinse 800 anstelle der Laserquelle 420 oder der Objektivlinse 424 erzielt wird.
Folglich zeigt 8 den dynamischen Fokuskorrekturmotor 436, wie er auf die Kollimatorlinse 800 angewendet wird. Der Fokusmotor 436 stellt die Position der Kollimatorlinse 800 entlang der gemeinsamen optischen Achse der Kollimatorlinse 800 und der Objektivlinse 424 in einer Richtung 438, die parallel zu der optischen Achse ist und allgemein parallel zu der nominellen Mittellinie des Laserstrahls 422, sowie in Synchronisation mit der Drehung des Polygon-Scanners 426 ein. 9a ist analog zu den oben erläuterten 5 und 7 und stellt die dynamische Positionierung der Kollimatorlinse 800 in Synchronisierung mit der Drehung des Polygon-Scanners 426 dar, um die Entfernungsparameter 1₁ und 1₂ einer Linsengleichung #2 zu variieren und ein fokussiertes Bildfeld oder eine fokussierte Abtastlinie 428 entlang der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406 beizubehalten. Die Linsengleichung #2 ist eine modifizierte Form der Linsengleichung #1, die auf ein Zweilinsen-Bilderzeugungssystem, wie zum Beispiel das aus 9a, zutrifft: $\begin{array}{l} 1 / (l_{t} + (f \times {t/f}_{0})) + 1 / (l_{2} + (f \times {t/f}_{c})) = 1 / f \\ wobei f = (f_{c} \times f_{0}) / (f_{c} + f_{0} - t) \end{array}$
Das in 9a dargestellte System umfasst eine Kollimatorlinse 800 mit einer Fokallänge f_c und eine Objektivlinse 424 mit einer Fokallänge f_o. Die Kollimatorlinse und die Objektivlinse sind um eine Entfernung t getrennt, wobei t von dem zweiten Hauptpunkt der Kollimatorlinse zu dem ersten Hauptpunkt der Objektivlinse gemessen wird, wie auf dem Gebiet der Optik bekannt ist. Die konjugierte Objektentfernung 1₁ wird nun von dem Laser zu dem ersten Hauptpunkt der Kollimatorlinse 800 gemessen und die konjugierte Bildentfernung 1₂ wird nun von dem zweiten Hauptpunkt der Objektivlinse 424 bis zu dem fokussierten Bildfleck an dem Photoleiter gemessen. Wenn der sich drehende Polygon-Scanner 426 zu einer der beiden Seiten der Breite 432 des photoempfindlichen Elements 406 abtastet, wird die Entfernung 502 zwischen dem Bogen 500 und dem photoempfindlichen Element 406 nominell durch den dynamischen Fokuskorrekturmotor 436 auf Null eingestellt. Der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 bewegt die Kollimatorlinse 800 entlang einer Richtung 438 näher an die Objektivlinse 424, wenn der Scanner 426 in Richtung der Kanten der Breite 432 abtastet, wodurch die konjugierte Objektentfernung 1₁ gesenkt wird und ein entsprechender, jedoch vergrößerter Anstieg der konjugierten Bildentfernung 1₂ bewirkt wird. Das Ergebnis ist, dass die gerade durch den sich drehenden Polygon-Scanner 426 abgetastete Bildoberfläche zu einer flachen Oberfläche wird, die eng der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406 entlang der abgetasteten Breite 432 entspricht, und nicht dem Bogen 500.
Wieder Bezug nehmend auf 8 kann der dynamische Fokuskorrekturmotor 436 durch Fehlersignale gesteuert werden, die unter Verwendung von sowohl einem Fokuskorrekturverfahren mit offener Schleife als auch einem Fokuskorrekturverfahren mit teilweise geschlossener Schleife, wie oben Bezug nehmend auf die Ausführungsbeispiele der 4 bis 7 beschrieben wurde, erzeugt werden. So weist bei dem Ausführungsbeispiel aus 8 der Fokusmotortreiber 418 ein Fokuskorrektursignal auf und wird durch den Drucker 302 verwendet, um den Fokusmotor 436 zu treiben, was eine Fokuskorrektur mit offener Schleife durch ein dynamisches Positionieren der Kollimatorlinse 800 ermöglicht.
Bei dem Fokuskorrekturverfahren mit teilweise geschlossener Schleife wird ein Fokusfehler durch einen Fokussensor 440 nahe an einem Ende einer Abtastlinie 432 bestimmt, wie oben Bezug nehmend auf die Ausführungsbeispiele der 4 und 6 beschrieben wurde. Ein Fokusmotortreiber 418 verwendet die gemessenen Fokusfehlerinformationen in Kombination mit einem vorbestimmten Fokuskorrektursignal, um ein aktualisiertes Fokuskorrektursignal zu erzeugen, das an den Fokusmotor 436 angelegt wird, um das dynamische Positionieren der Kollimatorlinse 800 zu steuern.
9b stellt wiederum ein anderes Ausführungsbeispiel dar, das zur dynamischen Korrektur von Feldkrümmungs- und anderen Fokusfehlern in einer Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration konfiguriert ist. Das Ausführungsbeispiel aus 9b ist auf eine ähnliche Weise konfiguriert wie das oben beschriebene Ausführungsbeispiel aus 8, mit der Ausnahme, dass die Kollimatorlinse 800 und die Objektivlinse 424 angeordnet sind, um ein doppelt-telezentrisches optisches System zu bilden, und eine Fokusfehlerkorrektur durch ein dynamisches Positionieren der Laserquelle 420 erzielt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel aus 9b ist die Laserquelle 420 ein Mehrelement-Laserarray, das mehrere unabhängig modulierte Laserstrahlen erzeugt.
Jeder Laserstrahl bildet einen entsprechenden fokussierten Bildfleck, was ein gleichzeitiges Schreiben mehrerer Abtastlinien auf dem photoempfindlichen Element 406 ermöglicht. Das Laserarray 420 wird dynamisch durch einen Fokuskorrekturmotor 436 entlang einer optischen Achse 452 positioniert, wodurch der Wert der konjugierten Objektentfernung 1₁ in der Linsengleichung #2 verändert wird und eine entsprechende Veränderung der konjugierten Bildentfernung 1₂ gemäß der Linsengleichung #2 bewirkt wird. Wie unten noch detaillierter beschrieben wird, beeinflussen derartige Veränderungen von 1₁ und 1₂ die Trennung zwischen fokussierten Bildflecken in der Bildebene nicht. Folglich werden Feldkrümmungs- und weitere Fokusfehler in einem System, das mehrere Laserelemente aufweist, korrigiert, während eine konstante Beabstandung zwischen den mehreren fokussierten Bildflecken, die auf dem photoempfindlichen Element 406 gebildet sind, beibehalten wird. Abtastlinien, die durch die mehreren fokussierten Bildflecken gebildet werden, die den mehreren Emittern in dem Laserarray entsprechen, weisen dadurch eine konstante Beabstandung über die Breite des abgetasteten Feldes auf, was die Bildung mehrerer gleichmäßig beabstandeter Abtastlinien während des Durchgangs jeder Facette des Polygon-Scanners 426 ermöglicht.
Folglich zeigt 9b den dynamischen Fokuskorrekturmotor 436, wie er auf ein Mehrelement-Laserarray 420 angewendet wird. Der Fokusmotor 436 stellt die Position des Laserarrays 420 entlang der optischen Achse 452 der Kollimatorlinse 800 und der Objektivlinse 424 in einer Richtung 438 und in Synchronisierung mit der Drehung des Polygon-Scanners 426 ein.
9c ist analog zu den oben beschriebenen 5,7 und 9a und stellt die dynamische Positionierung der Laserquelle 420 in Synchronisierung mit der Drehung des Polygon-Scanners 426 dar, um die Entfernungsparameter 1₁ und 1₂ der Linsengleichung #2 zu variieren und ein fokussiertes Bildfeld oder eine fokussierte Abtastlinie 428 entlang der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 406 beizubehalten.
9d stellt exemplarische Wege eines optischen Strahls für das doppelt-telezentrische optische System aus 9b dar. Strahlreflexionen an dem Polygon-Scanner 426 wurden weggelassen, um eine Beschreibung des Bilderzeugungssystems zu erleichtern. Das doppelt-telezentrische optische System weist eine Kollimatorlinse 800 auf, die einen Rückfokalpunkt aufweist, der sich an einem Punkt 442 befindet. Das optische System weist ferner eine Objektivlinse 424 auf, die einen Frontfokalpunkt aufweist, der ausgerichtet ist, um im Wesentlichen mit dem Rückfokalpunkt der Kollimatorlinse 800 an dem Punkt 442 zusammenzufallen. Ein Öffnungsanschlag 444 ist mittig an dem Punkt 442. Der Öffnungsanschlag bestimmt, welche der durch jedes Laserelement emittierten Strahlen durch das optische System läuft, wodurch die Größe und Querschnittsform des Lichtstrahls von jedem Laserelement, das zu der Bildung eines Bildflecks beiträgt, eingerichtet wird. Die Kollimatorlinse 800, die Objektivlinse 424 und der Öffnungsanschlag 444 sind zueinander koaxial ausgerichtet, wobei ihre gemeinsame Achse die optische Achse 452 ist. Diese optische Anordnung, bei der zwei Linsen zusammenfallende Fokalpunkte aufweisen, die ebenso mit dem Ort des Systemöffnungsanschlags zusammenfallen, bildet ein doppelt-telezentrisches optisches System. Es ist für Fachleute auf dem Gebiet der Optik ersichtlich, dass die Eintrittspupille und die Austrittspupille eines doppelt-telezentrischen optischen Systems beide in Unendlichkeit angeordnet sind. Entsprechend emittiert ein außerhalb der Achse gelegenes Laserelement 448 innerhalb der Laserquelle 420 einen Hauptstrahl 446, der definitionsgemäß durch die Mitte des Öffnungsanschlags 444 läuft. Der Hauptstrahl 446 breitet sich parallel zu der optischen Achse aus, bevor er in die Kollimatorlinse 800 eintritt, und breitet sich wieder parallel zu der optischen Achse aus, nachdem er aus der Objektivlinse 424 ausgetreten ist. Ein auf der Achse gelegenes Laserelement 450, ebenso innerhalb der Mehrelement-Laserquelle 420, befindet sich auf der optischen Achse 452 und emittiert einen „entarteten“ Hauptstrahl, der mit der optischen Achse zusammenfällt. Das optische System bildet einen fokussierten Fleck an einem außerhalb der Achse gelegenen Punkt 454, der ein Bild des außerhalb der Achse gelegenen Laserelements 448 ist. Ähnlich bildet das optische System einen fokussierten Fleck an einem auf der Achse gelegenen Punkt 456, der ein Bild des auf der Achse gelegenen Laserelements 450 ist.
Während einer Fokuskorrektur werden Laserelemente, wie zum Beispiel 448 und 450, innerhalb des Laserarrays 420 parallel zu der optischen Achse bewegt, wodurch dieselben sich entlang ihrer jeweiligen Hauptstrahlen bewegen, die auf Grund der Telezentrizität des optischen Systems ebenso parallel zu der optischen Achse sind. Folglich bleiben die Position und Richtung des durch jedes Laserelement emittierten Hauptstrahls durch die Bewegung des Laserarrays während der Fokuskorrektur unbeeinflusst. Als ein Ergebnis bleibt der Hauptstrahl für jedes Laserelement parallel zu der optischen Achse, nachdem er aus der Objektivlinse ausgetreten ist, und Bildpunkte, wie zum Beispiel 454 und 456, bewegen sich während einer Fokuskorrektur ebenso parallel zu der optischen Achse, wenn sich dieselben entlang ihrer jeweiligen Hauptstrahlen bewegen. Wenn zum Beispiel die Laserquelle 420 während einer Fokuskorrektur näher an den Kollimator 800 bewegt wird, wird die konjugierte Objektentfernung 1₁ reduziert. Gemäß der Gleichung #2 bewirkt eine derartige Reduzierung von 1₁ eine Erhöhung der konjugierten Bildentfernung 1₂ , wie in 9 durch eine vergrößerte konjugierte Bildentfernung 1_2a gezeigt ist. Folglich hängt die Entfernung 460 zwischen dem Bildpunkt 454 und der optischen Achse 452 nicht von der Axialposition der Laserquelle ab und bleibt deshalb durch eine Fokuskorrektur unbeeinflusst. Die Entfernung 460 zwischen Bildpunkten 454 und 456 ist deshalb die gleiche wie die Entfernung zwischen den fokusverschobenen Bildpunkten 454a und 456a und eine Abtastlinienbeabstandung verändert sich über das abgetastete Feld nicht, wenn Feldkrümmungs- und andere Fokusfehler korrigiert werden.
Exemplarische Verfahren
Exemplarische Verfahren zum Korrigieren von Feldkrümmungs- und anderen Fokusfehlern in einem elektrophotographischen (EP-) Bilderzeugungssystem, wie zum Beispiel oben beschrieben wurde, werden nun hauptsächlich Bezug nehmend auf die Flussdiagramme der 10 bis 12 beschrieben. Die Verfahren treffen allgemein auf die oben Bezug nehmend auf die 3 bis 9d erläuterten exemplarischen Ausführungsbeispiele zu. Die Elemente des beschriebenen Verfahrens könnten durch jede geeignete Einrichtung durchgeführt werden, einschließlich zum Beispiel durch Hardwarelogikblöcke auf einer ASIC oder durch die Ausführung prozessorlesbarer Instruktionen, die auf einem prozessorlesbaren Medium, wie zum Beispiel einer Platte, einem ROM oder einer weiteren derartigen Speichervorrichtung, definiert sind. Ferner könnten die Elemente des beschriebenen Verfahrens auf jeder geeigneten Vorrichtung durchgeführt werden, die in Kommunikation mit dem EP-System steht. Deshalb wird darauf verwiesen, dass, obwohl die exemplarischen Verfahren allgemein als auf einer EP-Vorrichtung implementiert beschrieben sind, verschiedene Elemente der Verfahren, wie zum Beispiel gemäß den Linsengleichungen durchgeführte Berechnungen, usw. ebenso auf Vorrichtungen, die peripher zu einer EP-Vorrichtung sind, implementiert sein könnten. Ein Beispiel würde einer Personal-Computer umfassen, der mit einer EP-Vorrichtung gekoppelt ist und verschiedene Berechnungen von Objektpositionen durchführt.
Ein „prozessorlesbares Medium“, wie es hierin verwendet wird, kann jedes Mittel sein, das Instruktionen zur Verwendung durch oder Ausführung durch einen Prozessor enthalten, speichern, kommunizieren, weiterleiten oder transportieren kann. Ein prozessorlesbares Medium kann ohne Einschränkung ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, ein -gerät, eine -vorrichtung oder ein Ausbreitungsmedium sein. Spezifischere Beispiele eines prozessorlesbaren Mediums umfassen u.a. eine elektrische Verbindung (elektronisch), die eine oder mehrere Drähte aufweist, eine tragbare Computerdiskette (magnetisch), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine optische Faser (optisch) und einen tragbaren Kompaktplatten-Nur-Lese-Speicher (CDROM) (optisch).
10 zeigt ein exemplarisches Verfahren 1000 zum Korrigieren von Feldkrümmungs- und anderen Fokusfehlern in einem EP-Bilderzeugungssystem, das eine Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration aufweist. Bei Block 1002 emittiert eine Laserquelle in einem EP-System einen Laserstrahl. Die Laserquelle ist üblicherweise eine Laserdiode oder ein Mehrelement-Laserdiodenarray. Bei Block 1004 wird der Laserstrahl durch eine Objektivlinse fokussiert. Das Fokussieren des Laserstrahls durch eine Objektivlinse lässt den Strahl auf einen fokussierten Bildfleck konvergieren. Bei Block 1006 wird der Laserstrahl durch einen sich drehenden Scanner bewegt, um ein Bildfeld zu erzeugen. Bei Block 1008 wird eine optische Komponente des EP-Bilderzeugungssystems dynamisch entlang der optischen Achse positioniert, um das Bildfeld abzuflachen, so dass der sich bewegende Strahl über die Breite des Bildfeldes einen gut fokussierten Fleck entlang einer Abtastlinie auf der Oberfläche eines photoempfindlichen Elements bildet. Die optische Komponente kann die Objektivlinse, die Laserquelle oder eine Kollimatorlinse, die sich zwischen der Objektivlinse und der Laserquelle befindet, umfassen. Für jede Position des sich drehenden Scanners wird eine entsprechende Position für die optische Komponente bestimmt und ein Fokusmotor bewegt die optische Komponente in diese Position. Eine Bewegung der optischen Komponente entlang der optischen Achse behält die Flachheit des Bildfeldes bei, was es ermöglicht, dass sich das Bildfeld entlang der Abtastlinie an die Oberfläche des photoempfindlichen Elements anpasst.
11 zeigt ein weiteres exemplarisches Verfahren 1100 zum Korrigieren von Feldkrümmungs- und anderen Fokusfehlern durch ein dynamisches Positionieren der Laserquelle in einem EP-Bilderzeugungssystem, das eine Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration aufweist. Bei Block 1102 emittiert eine Laserquelle (zum Beispiel eine Laserdiode oder ein Mehrelement-Laserdiodenarray) in einem EP-System einen Laserstrahl. Bei Block 1104 wird der Laserstrahl durch eine Objektivlinse fokussiert, was den Strahl zu einem fokussierten Bildfleck konvergieren lässt. Bei Block 1106 wird der Laserstrahl durch einen sich drehenden Scanner bewegt, um ein Bildfeld zu erzeugen. Bei Block 1108 wird eine erforderliche konjugierte Bildentfernung für jede Position eines sich drehenden Scanners bestimmt, die einen fokussierten Bildfleck entlang der Oberfläche eines abgetasteten photoempfindlichen Elements liefert. Die konjugierte Bildentfernung ist die Entfernung zwischen der Objektivlinse und dem photoempfindlichen Element, gemessen entlang der optischen Achse, und wird üblicherweise für jede Facette eines Polygon-Scanners in einem bestimmten Bilderzeugungssystem in einem Kalibrierungsschritt während der Herstellung bestimmt. Eine erforderliche konjugierte Bildentfernung für jede Position des sich drehenden Scanners wird üblicherweise digitalisiert und in eine Nachschlagtabelle (LUT) geschrieben oder anderweitig in der Bilderzeugungsvorrichtung gespeichert. Bei Block 1110 wird eine entsprechende konjugierte Objektentfernung für jede konjugierte Bildentfernung berechnet. Wie oben angemerkt wurde, könnte eine konjugierte Objektentfernung auf einer EP-Vorrichtung selbst berechnet werden oder alternativ könnte diese auf der EP-Vorrichtung berechnet und/oder an dieselbe von einem Peripheriegerät, wie zum Beispiel einem Personal-Computer, übertragen werden. Derartige Peripheriegeräte könnten vorberechnete Objektentfernungen für jede Vieleckposition liefern, die zum Beispiel in einer LUT gespeichert sind und an die EP-Vorrichtung übertragen werden. Die Berechnung wird gemäß der Linsengleichung #1 für Systeme, wie zum Beispiel das, das in 7 dargestellt ist, das eine einzelne Linse zwischen der Laserquelle und dem Polygon-Scanner aufweist, durchgeführt: $\frac{1}{I_{1}} + \frac{1}{I_{2}} = \frac{1}{f}$
wobei 1₁ die konjugierte Objektentfernung (d.h. die Entfernung von der Laserquelle zu der Objektivlinse) darstellt, 1₂ die konjugierte Bildentfernung (d.h. die Entfernung von der Objektivlinse zu der Oberfläche des photoempfindlichen Elements) darstellt und f die Fokallänge der Objektlinse darstellt. Die Berechnung der konjugierten Objektentfernung wird gemäß der Linsengleichung #2 für Systeme, wie zum Beispiel das, das in 9c dargestellt ist, das eine Kollimator- und eine Objektivlinse zwischen der Laserdiode und dem Polygon-Scanner aufweist, durchgeführt: $\begin{array}{l} 1 / (l_{t} + (f \times {t/f}_{0})) + 1 / (l_{2} + (f \times {t/f}_{c})) = 1 / f \\ wobei f = (f_{c} \times f_{0}) / (f_{c} + f_{0} - t) \end{array}$
Bei Block 1112 wird die Laserquelle dynamisch entlang der optischen Achse entsprechend der berechneten konjugierten Objektentfernung positioniert. In diesem Fall würde die Laserquelle dynamisch in einer Entfernung von der Objektivlinse (oder Kollimatorlinse für Systeme, die eine Kollimator- und eine Objektivlinse zwischen der Laserdiode und dem Polygon-Scanner aufweisen) positioniert werden, die gleich der berechneten konjugierten Objektentfernung ist.
12 zeigt ein weiteres exemplarisches Verfahren 1200 zum Korrigieren von Feldkrümmungs- und anderen Fokusfehlern durch ein dynamisches Positionieren der Objektivlinse oder Kollimatorlinse in einem EP-Bilderzeugungssystem, das eine Nach-Objektiv-Abtastkonfiguration aufweist. Bei Block 1202 emittiert eine Laserquelle (zum Beispiel eine Laserdiode oder ein Mehrelement-Laserdiodenarray) in einem EP-System einen Laserstrahl. Bei Block 1204 wird der Laserstrahl durch eine Objektivlinse fokussiert, was den Strahl zu einem fokussierten Bildfleck konvergieren lässt. Bei Block 1206 wird der Laserstrahl durch einen sich drehenden Scanner bewegt, um ein Bildfeld zu erzeugen. Bei Block 1208 wird eine erforderliche Bildposition für jede Position des sich drehenden Scanners bestimmt, die einen fokussierten Bildfleck entlang der Oberfläche eines abgetasteten photoempfindlichen Elements liefert. Die Laserquelle liefert eine stationäre Objektposition, aus der die erforderliche Bildposition bestimmt werden kann. Eine Objekt-Zu-Bild-Entfernung (OID) ist als die Entfernung von der Laserquelle (Objektposition) zu dem photoempfindlichen Element (Bildposition), gemessen entlang der optischen Achse, definiert und folgendermaßen gegeben: $O I D = l_{1} + l_{2} + t + p_{0} + p_{c}$
wobei 1₁ , 1₂ und t die konjugierte Objektentfernung, die konjugierte Bildentfernung bzw. die Linsentrennungsentfernung in einem Zweilinsensystem sind, wie zuvor beschrieben wurde. Die Konstante p_o ist die Entfernung zwischen den Hauptebenen der Objektivlinse und die Konstante p_c ist die Entfernung zwischen den Hauptebenen der Kollimatorlinse.
Die OID-Gleichung kann für den Fall einer einzelnen Linse aus 5 verwendet werden, indem t und p_c gleich Null gesetzt werden. Die OID wird üblicherweise für jede Facette eines Polygon-Scanners in einem bestimmten Bilderzeugungssystem in einem Kalibrierungsschritt während der Herstellung bestimmt. Eine erforderliche OID für jede Position des sich drehenden Scanners wird üblicherweise digitalisiert und in eine Nachschlagtabelle (LUT) geschrieben oder anderweitig in der Bilderzeugungsvorrichtung gespeichert. Bei Block 1210 wird die Linsenposition 1₁ oder t, die die erforderliche OID erzeugt, für jede Objekt-Zu-Bild-Entfernung berechnet, dementsprechend, welche Linse dynamisch zur Fokussierung positioniert wird. Wenn eine Fokussierung durch ein Bewegen der Objektivlinse durchgeführt wird, wird die Objektivlinsenposition durch die konjugierte Objektentfernung 1₁ bestimmt. Wenn eine Fokussierung durch ein Bewegen der Kollimatorlinse durchgeführt wird, wird die Kollimatorlinsenposition durch die Linsentrennungsentfernung t bestimmt. Für Systeme, wie zum Beispiel das, das in 5 dargestellt ist, das eine einzelne Linse (d.h. eine Objektivlinse) zwischen der Laserquelle und dem Polygon-Scanner aufweist, wird 1₁ unter Verwendung der Gleichung der Objekt-Zu-Bild-Entfernung und der Linsengleichung #1 berechnet. Wie oben angemerkt wurde, werden t und p_c in diesem Fall einer einzelnen Linse auf Null gesetzt. Diese Berechnung kann zum Beispiel durch ein Verwenden der Gleichung der Objekt-Zu-Bild-Entfernung, um 1₂ als eine Funktion von 1₁ auszudrücken, sowie der erforderlichen OID durchgeführt werden. Ein Substituieren dieses Ausdrucks für 1₂ in die Linsengleichung #1 erzeugt eine einzelne Gleichung, die direkt nach der einzigen Unbekannten 1₁ aufgelöst werden kann. In einem Zweilinsensystem, bei dem die Objektivlinse dynamisch zur Fokussteuerung eingestellt wird, wird 1₁ unter Verwendung der Gleichung von Objekt-Zu-Bild-Entfernung und der Linsengleichung #2 berechnet. Der Wert von t wird vollständig durch den Wert von 1₁ bestimmt und ist gleich K-1₁, wobei die Konstante K die Summe von 1₁ und t ist, was während des Fokussierens unveränderlich ist. Die Werte von K, p_o und p_c werden während des Entwurfs des optischen Systems eingerichtet und sind bekannte Konstanten. Ein Substituieren von (K-1₁) für t in die Gleichung #2 und in die Gleichung der Objekt-Zu-Bild-Entfernung ergibt zwei Gleichungen in den beiden Variablen 1₁ und 1₂ , was es ermöglicht, dass 1₁ für jeden Wert der erforderlichen OID berechnet werden kann, wodurch die Objektivlinsenposition, die die erforderliche OID erzeugt, und folglich die erforderliche Bildposition bestimmt werden. In einem Zweilinsensystem, in dem die Kollimatorlinse dynamisch für eine Fokuskorrektur eingestellt wird, wird t unter Verwendung der Gleichung von Objekt-Zu-Bild-Entfernung und der Linsengleichung #2 berechnet. 1₁ ist konstant, während 1₂ und t Variablen sind. Wie zuvor ist die Summe aus 1₁ und t die Konstante K und 1₁ ist gleich (K- t). Ein Substituieren von (K- t) für 1₁ in die Linsengleichung #2 und in die Gleichung der Objekt-Zu-Bild-Entfernung erzeugt zwei Gleichungen, die gleichzeitig gelöst werden können, um t zu bestimmen. So kann t für jeden Wert der erforderlichen OID berechnet werden, der zur Erzeugung der erforderlichen Bildposition benötigt wird. In jedem Fall wird eine eindeutige Position der fokussierbaren Linse, entweder der Objektivlinse oder der Kollimatorlinse, berechnet, die die erforderliche OID ergibt. Wie oben angemerkt wurde, könnten die Entfernungen 1₁ , 1₂ und t auf einer EP-Vorrichtung selbst berechnet werden oder alternativ könnten dieselben auf der EP-Vorrichtung berechnet und/oder an dieselbe von einer Peripherievorrichtung, wie zum Beispiel einem Personal-Computer, übertragen werden. Derartige Peripherievorrichtungen könnten vorberechnete Entfernungsparameter für jede Vieleckposition liefern, die z. B. in einer LUT gespeichert sind und an die EP-Vorrichtung übertragen werden. Block 1212 aus 1200 stellt alternative mögliche Schritte abhängig von dem Ausführungsbeispiel dar. Bei Block 1112 wird bei einem ersten Ausführungsbeispiel die Objektivlinse dynamisch entlang der optischen Achse entsprechend dem berechneten Entfernungsparameter 1₁ positioniert. In diesem Fall wird die Objektivlinse dynamisch durch einen Fokussteuermotor positioniert, um sich in einer Entfernung von der Laserquelle zu befinden, die gleich dem berechneten Entfernungsparameter 1₁ ist. Bei Block 1112 wird bei einem anderen Ausführungsbeispiel eine Kollimatorlinse, die sich zwischen der Objektivlinse und der Laserquelle befindet, dynamisch entlang der optischen Achse entsprechend dem berechneten Entfernungsparameter t positioniert. Während Systeme und Verfahren zum dynamischen Korrigieren von Fokusfehlern allgemein für Nach-Objektiv-Abtastsysteme beschrieben wurden, die keine Linse aufweisen, die zwischen dem Polygon-Scanner und dem photoempfindlichen Element angeordnet ist, sind diese Systeme und Verfahren gleichermaßen geeignet zum Korrigieren einer Restfeldkrümmung in einem Vor-Objektiv-Abtastsystem, das eine Feldkrümmung nur teilweise korrigiert, sowie zum Korrigieren von Fokusfehlern in einem Vor-Objektiv-Abtastsystem auf Grund anderer Ursachen, die hierin beschrieben sind. Es ist ebenso ersichtlich, dass, während die in den beigefügten Figuren gezeigte Kollimator- und die Objektivlinse allgemein als Ein-Element-Linsen dargestellt sind, dieselben in der Praxis zwei oder mehr optische Elemente aufweisen könnten. Wie dies in Optiken erster Ordnung üblich ist, basieren die Linsengleichungen #1 und #2 auf einer Annäherung einer dünnen Linse. Wenn diese Gleichungen ordnungsgemäß auf echte (dicke) Linsen angewendet werden, liefern sie ein einfaches Mittel zur Berechnung von Objekt- und Bildbeziehungen mit sehr guter Genauigkeit, eine Strahlverfolgung wird jedoch normalerweise benötigt, um exakte Ergebnisse für reale optische Systeme zu erhalten.
Obwohl die obige Beschreibung eine Sprache verwendet, die spezifisch für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen ist, wird darauf verwiesen, dass die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung nicht auf die beschriebenen spezifischen Merkmale oder Handlungen eingeschränkt ist. Vielmehr sind die spezifischen Merkmale und Handlungen als exemplarische Formen einer Implementierung der Erfindung offenbart.
Zusätzlich wird, während eines oder mehrere Verfahren mittels Flussdiagrammen und Text, der den Blöcken der Flussdiagramme zugeordnet ist,ooffenbart wurden, angemerkt, dass die Blöcke nicht notwendigerweise in der Reihenfolge durchgeführt werden müssen, in der dieselben vorgelegt wurden, und dass eine alternative Reihenfolge zu ähnlichen Vorteilen führen könnte.

Claims

Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung von einem sich drehenden Scanner, mit folgenden Schritten: Emittieren eines Laserstrahls aus einer Laserquelle (420) ; Fokussieren des Laserstrahls mit einer Objektivlinse (424) ; Bewegen des Laserstrahls mit einem sich drehenden Scanner (426), um ein Bildfeld zu erzeugen; und dynamisches Positionieren der Laserquelle (420), so dass das Bildfeld entlang einer Oberfläche eines photoempfindlichen Elements (406) fokussiert ist, wobei das dynamische Positionieren der Laserquelle ferner folgende Schritte aufweist: Bestimmen einer konjugierten Bildentfernung, die einen fokussierten Bildfleck auf dem photoempfindlichen Element (406) liefert, für jede Position des sich drehenden Scanners, wobei die konjugierte Bildentfernung die Entfernung entlang der optischen Achse von dem zweiten Hauptpunkt der Objektivlinse (424) zu dem fokussierten Bildfleck nahe an dem photoempfindlichen Element (406) ist; Berechnen einer konjugierten Objektentfernung für jede konjugierte Bildentfernung basierend auf einer Fokallänge der Objektivlinse (424), wobei die konjugierte Objektentfernung die Entfernung entlang der optischen Achse der Objektivlinse (424) von der Laserquelle (420) zu dem ersten Hauptpunkt der Objektivlinse (424) ist; und dynamisches Positionieren der Laserquelle (420) entlang einer optischen Achse in Entfernungen von der Objektivlinse, die gleich jeder für jede konjugierte Bildentfernung berechneten konjugierten Objektentfernung sind.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Bestimmen ein Nachschlagen der konjugierten Bildentfernung in einer Nachschlagtabelle aufweist.
Prozessorlesbares Medium, das prozessorausführbare Instruktionen aufweist, die konfiguriert sind, um mittels einer elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2 durchzuführen.
Elektrophotographische (EP-) Bilderzeugungsvorrichtung mit folgenden Merkmalen: einer Laserquelle (420), um einen Lichtstrahl zu erzeugen; einem sich drehenden Scanner (426), um den Lichtstrahl fortzubewegen und ein Bildfeld zu erzeugen; einer Objektivlinse (424), die zwischen der Laserquelle und dem sich drehenden Scanner entlang einer optischen Achse angeordnet ist; und einem Bewegungssteuersystem, das konfiguriert ist, um die Laserquelle dynamisch entlang der optischen Achse zu positionieren und eine Feldkrümmung in dem Bildfeld, die durch den sich drehenden Scanner eingeführt wird, zu korrigieren, was folgende Schritte aufweist: Bestimmen einer konjugierten Bildentfernung, die einen fokussierten Bildfleck auf dem photoempfindlichen Element (406) liefert, für jede Position des sich drehenden Scanners, wobei die konjugierte Bildentfernung die Entfernung entlang der optischen Achse von dem zweiten Hauptpunkt der Objektivlinse (424) zu dem fokussierten Bildfleck nahe an dem photoempfindlichen Element (406) ist; Berechnen einer konjugierten Objektentfernung für jede konjugierte Bildentfernung basierend auf einer Fokallänge der Objektivlinse (424), wobei die konjugierte Objektentfernung die Entfernung entlang der optischen Achse der Objektivlinse (424) von der Laserquelle (420) zu dem ersten Hauptpunkt der Objektivlinse (424) ist; und dynamisches Positionieren der Laserquelle (420) entlang einer optischen Achse in Entfernungen von der Objektivlinse, die gleich jeder für jede konjugierte Bildentfernung berechneten konjugierten Objektentfernung sind.