DE3837553A1 - Optisches abtastsystem fuer die verwendung in einem laserstrahldrucker - Google Patents

Optisches abtastsystem fuer die verwendung in einem laserstrahldrucker

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes kleines und preiswertes optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker mit einem Halbleiterlaser als Lichtquelle.
Ein optisches Abtastsystem für Laserstrahldrucker besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelleneinheit, die einen Lichtstrahl abgibt, einer Ablenkeinheit zur Ablenkung des Lichtstrahls und eine Abtastlinseneinheit, die die abgelenkten Lichtstrahlen an einer dem Ablenkwinkel proportionalen Stelle konvergiert. Ein Halbleiterlaser, der klein und direkt abstimmbar ist, wird vielfach als Lichtquelle verwendet. Da das Licht eines Halbleiterlasers divergent ist, wird er normalerweise zusammen mit einer Kollimator-Linse verwendet, der die Laserstrahlen parallel ausrichtet. Der Divergenzwinkel des Laserlichts, das von dem Halbleiterlaser ausgestrahlt wird, unterscheidet sich in zwei Richtungen, nämlich einer Richtung parallel zur Verbindungsebene des Lasers (diese Richtung wird im folgenden als parallele Richtung bezeichnet) und einer Richtung senkrecht zur Verbindungsebene des Lasers (die im folgenden als senkrechte Richtung bezeichnet wird). Da der Divergenzwinkel in normaler Richtung größer ist als in paralleler Richtung, ist der Durchmesser des parallelen Strahls, der nach einem Durchgang durch die Kollimatorlinse erzielt wird, in normaler Richtung größer als in paralleler Richtung. Dies hat zur Konsequenz, daß die Lichtstrahlen, die schließlich auf einer Abtastoberfläche durch die Abtastlinseneinheit zusammengeführt werden, eine F-Zahl aufweisen, die in senkrechter Richtung kleiner ist. Der Punktdurchmesser, der proportional zur F-Zahl der Lichtstrahlen ist, ist in paralleler Richtung größer.
Um dieses Problem zu lösen, wurde der Öffnungsdurchmesser der Kollimatorlinse ausreichend klein gemacht, so daß so unerwünschte Lichtstrahlen in senkrechter Richtung blockiert werden, wodurch ein Strahlpunkt erzeugt wird, der gleichen Durchmesser sowohl in paralleler als auch in senkrechter Richtung aufweist, unter Aufgabe des energetischen Wirkungsgrades. Ein anderer Versuch bestand darin, ein anamorphes optisches System, wie zum Beispiel ein Prisma, zu verwenden, um dem Strahl eine Form zu geben.
Ein weiteres Problem mit herkömmlichen Druckern besteht darin, daß eine Ablenkeinheit, wie z. B. ein rotierender polygonaler Spiegel Unebenheiten in der Pfeilhöhe der Abtastlinien aufgrund von Kippbewegungen (tilting) erzeugt, die einen Fehler in eine Richtung verursachen, die senkrecht zur Hauptabtastrichtung verläuft (im folgenden als Hilfsabtastrichtung bezeichnet).
Zwei Verfahren wurden vorgeschlagen, um diese Schwierigkeiten zu korrigieren. Ein Verfahren besteht aus der Anordnung eines anamorphen optischen Systems vor der Ablenkeinheit, so daß das Laserlicht auf der Ablenkebene abgebildet wird, die mit einem Querschnitt des optischen Abtastsystems in Hilfsabtastrichtung zusammenfällt, wobei das Abtastlinsensystem ebenfalls so hergestellt wurde, daß es einen anamorphen Aufbau besitzt, der es erlaubt, daß Laserlicht auf der Abtastoberfläche rückabgebildet wird, so daß es mit der Ablenkebene konjugiert, um ungünstige Effekte der Kippbewegungen zu eliminieren. Das andere Verfahren umfaßt den Einsatz eines anamorphen optischen Systems und eines Abtastlinsensystems derart, daß die Brennweite und die Vergrößerung in Hilfsabtasteinrichtung ausreichend reduziert sind, um die ungewollten Effekte der Kippbewegungen zu minimieren.
Die erste Methode, die die lineare Abbildung des Laserlichts auf der Ablenkungsebene umfaßt, ist gegenüber Defekten oder Staubpartikeln auf der Ablenkungsebene empfindlich. Darüber hinaus bewirken Veränderungen im Ablenkungspunkt des rotierenden polygonalen Spiegels derartig starke Effekte, daß es schwierig ist, die gewünschten Eigenschaften über den gesamten Bereich der Abtastbreite aufrechtzuerhalten. Das zweite Verfahren erfordert den Einsatz eines komplexen optischen Systems, um die Strahlformung sicherzustellen. Darüber hinaus ist ein hohes Maß an Abmessungspräzision für den rotierenden polygonalen Spiegel erforderlich, um die nicht ausreichende Kippbewegungs-Korrektur zu kompensieren, was zu erhöhten Produktionskosten führt.
Eine f·R-Linse, gekennzeichnet durch Proportionalität zwischen dem Einfallswinkel und der Höhe eines Bildes wird vielfach in den Abtastlinsensystemen für die Umwandlung abgelenkter Lichtstrahlen auf der Abtastoberfläche an einer Stelle proportional zum Ablenkungswinkel verwendet. Um jedoch die Proportionalität (im folgenden als Linearität bezeichnet) zwischen Einfallswinkel und Abbildungshöhe zu erzielen, weist die f·R-Linse eine starke kissenförmige Aberration auf und erfordert, daß der Fehler, der im Hinblick auf die Linearität auftritt, sehr klein ist.
Die vorliegende Erfindung geht daher aus von den Umständen, die oben beschrieben wurden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker zu schaffen, das klein und zu niedrigen Kosten erhältlich ist und dennoch in der Lage ist, effektiv Kippbewegungen (Tilting) und Strahlformung zu kompensieren.
Die Abtastlinseneinheit dieses optischen Systems besitzt einen zwei-Gruppen-zwei-Elementen-Aufbau, und falls es eine der drei zusätzlichen Bedingungen erfüllt, können die Größe und die Kosten des optischen Abtastsystems reduziert werden. Es ist für den Einsatz in einem Laserstrahldrucker geeignet, wobei es zufriedenstellende Eigenschaften sicherstellt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die dazugehörenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht des Aufbaus eines optischen Abtastsystems gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei
Fig. 1 (a) den Hauptabtastquerschnitt zeigt und
Fig. 1 (b) den Hilfsabtastquerschnitt zeigt.
Fig. 2 zeigt die Anordnung eines polygonalen Spiegels, der als Ablenkeinheit verwendet wird.
Fig. 3 zeigt in Form eines Diagramms die Abtastlinseneinheit des optischen Systems.
Fig. 4 bis 7 zeigen Diagramme der Aberrationskurven, die mit den Beispielen 1 bis 4 der Abtastlinseneinheit erzielt wurden.
Fig. 1 zeigt ein optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 (a) zeigt einen Querschnitt des optischen Abtastsystems entlang der Hauptabtastrichtung (im folgenden zur Vereinfachung als Hauptabtastquerschnitt bezeichnet), und Fig. 1 (b) zeigt einen Querschnitt desselben optischen Abtastsystems in Richtung der Hilfsabtastrichtung (im folgenden als Hilfsabtastquerschnitt bezeichnet).
Das optische Abtastsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Halbleiterlaser 1, eine Kollimatorlinse 2, durch die das Laserlicht des Halbleiterlasers 1 in im wesentlichen parallele Lichtstrahlen umgewandelt wird, eine zylindrische Linse 3, die eine Wölbung im Hilfsabtastquerschnitt aufweist und die das Laserlicht im Hilfsabtastquerschnitt abbildet, eine Ablenkeinheit 4, die hinter einer Focusierungsposition F₁ angeordnet ist, wo das Laserlicht im Hilfsabtastquerschnittsbereich mit Hilfe der zylindrischen Linse 3 abgebildet wird, und eine anamorphe Abtastlinseneinheit 5, die die Lichtstrahlen zusammenführt, die von der Abtasteinheit 4 auf die Abtastoberfläche 6 abgelenkt wurden.
In Fig. 1 kennzeichnen H f und H b vordere und hintere Hauptpunkte im Hauptabtastquerschnitt und H f ′ und H b ′ vordere und hintere Hauptpunkte im Hilfsabtastquerschnitt.
Falls ein polygonaler Spiegel P als Ablenkeinheit 4 in dem oben beschriebenen optischen Abtastsystem verwendet werden soll, so sollte er natürlich derart angeordnet werden, daß die optische Achse O entlang der Linie abgelenkt wird, die sich vom Ablenkungspunkt M aus erstreckt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Ablenkungspunkt M sollte auf der optischen Achse zwischen dem Inkreis P₁ und dem Umkreis P₂ des polygonalen Spiegels liegen.
Der Aufbau der Abtastlinseneinheit 5, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird in Fig. 3 dargestellt. Sie besitzt einen Zwei-Elemente-Aufbau, der von der Seite der Ablenkungseinheit aus besteht aus der ersten Linse L₁, die aus einem zerstreuenden Linsenelement besteht, mit einer konkaven sphärischen Oberfläche auf der Seite der Ablenkeinheit und einer konkaven zylindrischen Oberfläche mit einer Krümmung im Hilfsabtastquerschnitt auf der Seite der Abtastoberfläche, und der zweiten Linse L₂ mit einer ebenen Oberfläche auf der Seite der Ablenkeinheit und einer konvexen torischen Oberfläche auf der Seite der Abtastoberfläche, die eine stärkere Krümmung im Hilfsabtastquerschnitt besitzt.
Die Abtastlinseneinheit 5 weist eine kürzere Brennweite im Hilfsabtastquerschnitt als in der Hauptabtastrichtung auf und zeichnet ein Bild in einem begrenzten Abstand zum Gegenstandspunkt, der im Brennpunkt F₁ liegt, wo durch die zylindrische Linse 3 das Bild gebildet wird. Aufgrund dieser Eigenschaft reduziert die Abtastlinseneinheit in starkem Maße die Effekte der Kippbewegungen der Ablenkeinheit 4, die zwischen dem Brennpunkt F₁ und der Abtastlinseneinheit 5 angeordnet ist.
Falls die Brennweite der zylindrischen Linse so eingestellt ist, daß der Brennpunkt F₁, in dem ein Abbild durch die zylindrische Linse 3 gebildet wird, im Hilfsabtastquerschnitt konstant gehalten wird, die Gesamtbrennweite in der Hilfsabtastrichtung verändert werden kann, wodurch das Maß der Strahlformung verändert wird. Daher kann eine optimale Strahlformung erzielt werden, selbst wenn die Form des einfallenden Lichtstrahls aufgrund des elyptischen Verhältnisses des Halbleiterlasers oder der NA der Kollimatorlinse sich ändert, um einen Abbildungspunkt zu erzeugen, der die gewünschte Form besitzt.
Falls der Brennpunkt F₁ mit der Ablenkeinheit 4 zusammenfällt, ergibt sich ein sogenanntes konjugiertes System, und eine unendliche Vergrößerung der Kompensation wird erzielt. Jedoch kann die Veränderung des Ablenkungspunktes am polygonalen Spiegel oder der Fehler, der während der Bearbeitung einer schwierig herzustellenden torischen Linse eingeführt wird, bewirken, daß der konjugierte Punkt auf der Bildebene verschoben wird, was eine große Veränderung in der Effizienz der Kippbewegungskompensation mit sich bringt.
Um diese unerwünschten Effekte der Verschiebung des konjugierten Punktes auf der Bildebene zu vemeiden, die durch Bearbeitungsfehler hervorgerufen sein können, erfordert die vorliegende Erfindung, daß der Brennpunkt F₁ beabsichtigt aus dem Ablenkungspunkt verschoben wird.
Ein damit verbundener Vorteil, der aus dieser Anordnung hervorgeht, besteht darin, daß ein einfallender Strahl auf die ablenkende Oberfläche über einen gewissen Bereich fällt, anstatt ein Linienbild zu bilden und dadurch in hohem Maße widerstandsfähig gegen Defekte und Staubpartikel auf der ablenkenden Oberfläche ist.
Die erste Linsengruppe L₁ der Abtastlinseneinheit 5 ist zerstreuend im Hauptabtastquerschnitt, so daß sie in der Lage ist, sphärische Aberration und Koma zu kompensieren, die durch die sammelnde zweite Linsengruppe L₂ erzeugt werden. Gleichzeitig erlaubt die erste Linsengruppe L₁, daß einfallendes Licht in die zweite Linsengruppe L₂ an einer Stelle, entfernt von der optischen Achse, übertragen wird, wodurch eine kissenförmige Verzeichnung erzeugt wird, die stark genug ist, um die Linearität zwischen Einfallswinkel und Bildhöhe der f·R-Linse zu verbessern.
Die zweite Linsengruppe L₂ erzeugt eine starke kissenförmige Verzeichnung auf der Seite ihrer ebenen Oberfläche und stellt dadurch die notwendige Linearität der f·R-Linse sicher. Gleichzeitig ermöglicht die Sammelwirkung der zweiten Linsengruppe, die auf der Seite ihrer konvexen Oberfläche auftritt, daß einfallende Lichtstrahlen auf der Abtastoberfläche 6 gebündelt werden.
Die Lichtstrahlen, die in die Abtastlinseneinheit 5 übertragen werden, sind im Hilfsabtastquerschnitt divergent, so daß die Abtastlinseneinheit 5 eine stärkere Kraft im Hilfsabtastquerschnitt erfordert, als im Hauptabtastquerschnitt. Die zweite Linsengruppe L₂ besitzt eine torische Oberfläche auf der Seite der Abtastoberfläche 6, die eine stärkere Krümmung im Hilfsabtastquerschnitt aufweist, als im Hauptabtastquerschnitt. Dies hat zum Ergebnis, daß eine starke Sammelkraft erzielt wird. Zusätzlich ist die Kraftverteilung zwischen der torischen Oberfläche und der zerstreuenden zylindrischen Oberfläche der ersten Linsengruppe L₁ derart, daß jede in der Hilfsabtastrichtung auftretende Bildfeldwölbung wirksam kompensiert werden kann.
Eine weitere Anforderung, die von dem optischen Abtastsystem der vorliegenden Erfindung erfüllt werden sollte, um die beabsichtigten Ergebnisse zu erzielen, besteht darin, die folgende Bedingung einzuhalten:
0,015 f < l < 0,15 f (1)
Dabei ist l der Abstand vom Brennpunkt F₁ im Hilfsabtastquerschnitt und der Ablenkeinheit, und f die Brennweite der Abtastlinseneinheit 5 im Hauptabtastquerschnitt.
Noch bessere Ergebnisse können erzielt werden, falls eine der folgenden drei zusätzlichen Bedingungen eingehalten wird. Die zweite Bedingung lautet:
2,2 < m < 3,2 (2)
Dabei ist m die Vergrößerung eines Bildes, das auf der Abtastoberfläche 6 im Hilfsabtastquerschnitt durch die Abtastlinseneinheit 5 gebildet wird, im Vergleich zum Bild, das im Brennpunkt F₁ gebildet wird.
Die Vergrößerung m wird ermittelt durch die Gleichung m = b/a, worin "a" den Abstand vom Brennpunkt F₁ zum vorderen Hauptpunkt H f ′ der Abtastlinseneinheit 5 im Hilfsabtastquerschnitt und b den Abstand vom hinteren Hauptpunkt H b ′ der Abtastlinseneinheit 5 zum Brennpunkt auf der Abtastoberfläche 6 kennzeichnet.
Die dritte Bedingung betrifft die Abtastlinseneinheit 5 und lautet:
Dabei ist n₁ der Brechungsindex der ersten Linsengruppe bei einer Betriebswellenlänge, r₂ der Radius der Krümmung der zylindrischen Oberfläche im Hilfsabtastquerschnitt; n₂ der Brechungsindex der zweiten Linsengruppe und r₄′ der Radius der Krümmung der torischen Oberfläche im Hilfsabtastquerschnitt. Die vierte Bedingung betrifft ebenfalls die Abtastlinseneinheit 5 und lautet:
0,3 f < | r₄ | < 0,5 f (4)
Dabei ist r₄ der Radius der Krümmung der torischen Oberfläche der zweiten Linsengruppe im Hauptabtastquerschnitt und f die Brennweite der Abtastlinseneinheit 5 im Hauptabtastquerschnitt.
Die erste Bedingung legt den Abstand vom Brennpunkt F₁ eines Bildes, das durch die zylindrische Linse 3 gebildet wird, zur Ablenkebene fest. Falls l kleiner als die untere Grenze ist, wird die Fläche des Bildes, das auf der Ablenkoberfläche erzeugt wird, reduziert, wodurch es für Oberflächenfehler oder Staubpartikel empfindlich wird. Darüber hinaus werden die Effekte einer Veränderung des Ablenkpunktes so groß, daß die Möglichkeit besteht, daß die gewünschte Funktion nicht über den gesamten Bereich der Abtastwinkel garantiert werden kann. Falls l die obere Grenze überschreitet, wird die Wirksamkeit im Hinblick auf die Kompensation der Kippbewegung reduziert, und es ist möglich, daß die Höhe zwischen den Abtastlinien nicht einheitlich ist.
Die zweite Bedingung legt die Vergrößerung eines Bildes, das auf der Abtastoberfläche 6 im Hilfsabtastquerschnitt durch die Abtastlinseneinheit 5 gebildet wird, im Vergleich zum Bild, das im Brennpunkt F₁ gebildet wird, fest. Falls m kleiner als die untere Grenze ist, muß die Abtastlinseneinheit näher zur Abtastoberfläche gebracht werden, um die erforderliche Vergrößerung zu erzielen, was wiederum zu einer sperrigen Linseneinheit führt. Darüber hinaus wird die Brennweite in der Hilfsabtastrichtung zu kurz, um eine zufriedenstellende Strahlformung zu erzielen. Falls m größer als die obere Grenze ist, wird die Wirksamkeit der Kompensation der Kippbewegungen reduziert und die Effekte einer Veränderung des Ablenkungspunktes auf der Abtastoberfläche 6 werden unzulässig groß.
Die dritte Bedingung betrifft das Gleichgewicht, das im Hilfsabtastquerschnitt zwischen der konkaven zylindrischen Oberfläche der ersten Linsengruppe und der konvexen torischen Oberfläche der zweiten Linsengruppe erzielt werden sollte. Falls n₁r₄′/n₂r₂′ größer als die obere Grenze ist, wird die Streukraft der konkaven zylindrischen Oberfläche übermäßig stark und die Menge des einfallenden Lichtes an der konvexen torischen Linse der zweiten Linsengruppe wird im Vergleich zu ihrer Krümmung erhöht, wodurch eine gestörte Wellenfront-Aberration erzeugt wird. Falls n₁r₄′/n₂r₂′ kleiner als die untere Grenze ist, wird die streuende Wirkung der konkaven zylindrischen Oberfläche zu schwach, um wirksam die unterkompensierte Randfeldwölbung bei Hilfsabtastung zu kompensieren.
Die vierte Bedingung legt die Krümmung der torischen Oberfläche der zweiten Linsengruppe dem Hauptabtastquerschnitt fest. Falls r₄ kleiner als die untere Grenze ist, kann ein kleines System realisiert werden, jedoch tritt andererseits ein verstärkter Asymetriefehler (Koma) im Hauptabtastquerschnitt auf und ein gewünschter Punkt kann nicht erzielt werden. Falls r₄ größer als die obere Grenze ist, muß die zweite Linsengruppe näher an die Abtastoberfläche herangebracht werden, um die Kraft des Gesamtsystems zu erzielen, was wiederum zur Erhöhung der Größe der Linseneinheit beiträgt.
Die Abtastlinseneinheit, die in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, muß nicht notwendigerweise einen hohen Brechungsindex für die torische Linse der zweiten Linsengruppe aufweisen, so daß ein preiswertes optisches Material verwendet werden kann, um die Produktionskosten zu reduzieren, indem die Bedingung n₂<1,7 erfüllt wird, wobei n₂ der Brechungsindex der zweiten Linsengruppe ist.
Bevorzugte Beispiele der Abtastlinseneinheit 5, die Teil des optischen Abtastsystems der vorliegenden Erfindung ist, werden im folgenden beschrieben, wobei gilt:
r₁ ist der Radius der Krümmung der "i-ten" Oberfläche im Hauptabtastquerschnitt, gezählt von der Seite der Ablenkeinheit;
r i ′ ist der Radius der Krümmung der "i-ten" Oberfläche im Hilfsabtastquerschnitt;
d i ist die Dicke oder der Luftabstand einer I-ten Linse;
n k ist der Brechungsindex einer K-ten Linsengruppe bei der Betriebswellenlänge;
e ist der Abstand zwischen dem Ablenkpunkt M und der ersten Oberfläche;
l ist der Abstand zwischen dem Brennpunkt F₁ und dem Ablenkpunkt M im Hilfsabtastquerschnitt;
b ist der Abstand zwischen der Abtastlinseneinheit und der Abtastoberfläche und
f ist die Brennweite in Hauptabtasteinrichtung.
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 3
Beispiel 4
Wie oben beschrieben, schafft die vorliegende Erfindung, die die erste Bedingung erfüllt, ein optisches Abtastsystem, das im Hinblick auf die Kompensation der Kippbewegungen und der Strahlformung sehr wirksam ist, und dennoch unempfindlich gegenüber Defekten oder Staubpartikeln auf der ablenkenden Oberfläche ist.
Die Abtastlinseneinheit dieses optischen Systems weist einen zwei-Gruppen-zwei-Elementen-Aufbau auf und, falls eine der drei zusätzlichen Gleichungen erfüllt wird, kann die Größe und die Herstellungskosten des optischen Abtastsystems reduziert werden, und es ist für den Einsatz in einem Laserdrucker geeignet, wodurch zufriedenstellende Funktion sichergestellt wird.

Claims (9)

1. Optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker mit
einem Halbleiterlaser (1),
einer Kolimatorlinse (2), die das Laserlicht vom Halbleiterlaser empfängt und im wesentlichen parallele Lichtstrahlen aussendet,
einer zylindrischen Linse (3) mit einer Krümmung in einem Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichts, die die von der Kolimatorlinse ausgehenden parallelen Lichtstrahlen empfängt und das Laserlicht an einem Brennpunkt in dem Querschnitt in normaler Richtung zur Richtung des Abtastlichtes abbildet,
einer Ablenkeinheit (4), die die Lichtstrahlen, die von der zylindrischen Linse übertragen werden, ablenkt, wobei die Ablenkeinheit auf einer gegenüberliegenden Seite des Brennpunktes in dem Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes, bezogen auf die zylindrische Linse, angeordnet ist, und
eine anamorphe Abtastlinseneinheit (5), die die von der Ablenkheit abgelenkten Lichtstrahlen an einer Stelle auf der Abtastoberfläche (6) zusammenführt,
wobei die anamorphe Abtastlinseneinheit (5) einen zwei-Elemente-Aufbau aufweist mit beginnend auf der Ablenkeinheit am nächsten liegenden Seite:
einer ersten Linse (L 1) aus einem zerstreuenden Linsenelement mit einer konkaven sphärischen Oberfläche auf der Seite der Ablenkeinheit und einer konkaven zylindrischen Oberfläche auf der Seite der Abtastoberfläche, wobei die konkave zylindrische Oberfläche eine Krümmung in dem Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes aufweist, und
einer zweiten Linse (L 2) mit einer ebenen Oberfläche auf der Seite der Ablenkeinheit und einer konvexen torischen Oberfläche auf der Seite der Abtastoberfläche, wobei die konvexe torische Oberfläche eine stärkere Krümmung in dem Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes aufweist,
wobei das optische System die folgende Bedingung erfüllt: 0,015 f < l < 0,15 fwobei f die Brennweite der Abtastlinseneinheit im Hauptabtastquerschnitt und l der Abstand zwischen dem Brennpunkt im Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes und einem Ablenkpunkt der Ablenkeinheit ist.
2. Optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Abtastsystem weiter die folgende Gleichung erfüllt: 2,2 < m < 3,2 ,wobei m die Vergrößerung eines Bildes, das auf der Abtastoberfläche im Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes mit Hilfe der Abtastlinseneinheit gebildet wird, im Vergleich zu einem Bild ist, das von der zylindrischen Linse abgebildet wird.
3. Optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Abtastsystem weiter die folgende Bedingung erfüllt: 0,4 < (n₁r₄′) / (n₂r₂′) < 0,8 ,wobei n₁ der Brechungsindex der ersten Linse bei einer Betriebswellenlänge, r₂ der Radius der Krümmung der zylindrischen Oberfläche des zerstreuenden Linsenelementes der ersten Linse im Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes, n₂ der Brechungsindex der zweiten Linse und r₄′ der Radius der Krümmung der torischen Oberfläche im Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes ist.
4. Optisches Linsensystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Abtastsystem weiter die folgende Bedingung erfüllt: 0,3 f < r₄ < 0,5 f ,wobei r₄ der Radius der Krümmung der torischen Oberfläche der zweiten Linse im Querschnitt in Richtung des Abtastlichtes und f die Brennweite der Abtastlinseneinheit im Querschnitt in Richtung des Abtastlichtes ist.
5. Optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinheit ein polygonaler Spiegel (P) ist.
6. Optische Abtasteinheit für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß m durch die folgende Gleichung bestimmt wird: m = b/awobei a der Abstand zwischen dem Brennpunkt und einem vorderen Hauptpunkt der Abtastlinseneinheit im Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes und b der Abstand zwischen einem hinteren Hauptpunkt der Abtastlinseneinheit im Querschnitt in senkrechter Richtung zur Richtung des Abtastlichtes und dem Punkt auf der Abtastoberfläche ist.
7. Optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der zweiten Linse (L 2) kleiner als 1,7 ist.
8. Optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der zweiten Linse (L 2) kleiner als 1,7 ist.
9. Optisches Abtastsystem für die Verwendung in einem Laserstrahldrucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der zweiten Linse (L 2) kleiner als 1,7 ist.
DE3837553A 1987-11-06 1988-11-04 Optisches abtastsystem fuer die verwendung in einem laserstrahldrucker Granted DE3837553A1 (de)

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