DE60021017T2

DE60021017T2 - Verfahren zur Korrektur der Lage eines Lichtbündels in einem Abtastgerät

Info

Publication number: DE60021017T2
Application number: DE60021017T
Authority: DE
Inventors: Norihisa Ashigarakami-gun Takada; Takeshi Ashigarakami-gun Fujii
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: EP1542061B1; US6768562B1; EP1046941B1; EP1046941A1; DE60021017D1; EP1544658A1; DE60044686D1; EP1542061A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Lichtstrahl-Abtastvorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bekannt ist eine Lichtstrahl-Abtastvorrichtung des oben genannten Typs, die zum Führen mehrerer Lichtstrahlen, beispielsweise Laserstrahlen, über einen Aufzeichnungsbogen dient, der sich in einer Belichtungsebene befindet, wobei ein gemeinsames optisches Abtastsystem zum Aufzeichnen eines Bilds auf dem Aufzeichnungsbogen verwendet wird (EP-A-0 840 493). Durch Verwendung mehrerer Lichtstrahlen läßt sich ein Bild mit hoher Geschwindigkeit aufzeichnen (vergleiche beispielsweise die US-A-5 502 709).
Sämtliche der mehreren Lichtstrahlen oder zumindest andere Lichtstrahlen als ein Grund- oder Referenzstrahl werden von individuellen optischen Ablenkeinrichtungen unabhängig voneinander abgelenkt, um so gesteuert zu werden, daß die von den einzelnen Lichtstrahlen gebildeten Abtastlinien Geraden in regelmäßigen Intervallen auf dem Aufzeichnungsbogen ergeben. Da die Lichtstrahlen gleichzeitig durch ein gemeinsames optisches Abtastsystem laufen, liegt der jeweilige Einfluß einer altersbedingten Beeinträchtigung des optischen Abtastsystems auf einem Niveau für sämtliche Lichtstrahlen und stört daher im allgemeinen nicht.
Vor dem Kombinieren der einzelnen Lichtstrahlen in optischen Kombiniersystemen allerdings sind die die Lichtstrahlen emittierenden optischen Systeme diskret, so daß eine altersbedingte Beeinträchtigung dieser optischen Systeme direkten abträglichen Einfluß hat auf die Positionen zwischen den Lichtstrahlen. Abstände oder Phasen der Lichtstrahlen auf Abtastlinien schwanken abhängig von beispielsweise einer Temperaturänderung oder einer altersbedingten Verschlechterung der optischen Systeme der einzelnen Lichtstrahlen. Dies führt zu dem Problem, daß die Qualität eines aufgezeichneten Bilds schlechter wird.
Aus diesem Grund werden Lichtstrahlen von einem Strahlaufspalter aufgetrennt, und die aufgetrennten Lichtstrahlen werden zu einer Strahlpositions-Detektoreinrichtung geleitet, um die einzelnen Positionen der Lichtstrahlen zu erfassen. Beispielsweise werden die Positionen der Lichtstrahlen erfaßt, bevor diese in ein optisches Abtastsystem eintreten, wozu ein eine Aufteilung in vier Lichtstrahlen vornehmendes Lichtstrahl-Detektorgerät, eine PSD (eine positionsempfindliche Einrichtung, ein zweidimensionaler Positionsfühler) oder dergleichen in eine konjugiert Ebene gebracht wird, die optisch konjugiert zu der Belichtungsebene angeordnet ist, oder in eine Position gebracht wird, die gegenüber der konjugierten Ebene etwas versetzt ist. Anhand eines Erfassungsergebnisses werden die Ablenkungen durch die optischen Ablenkeinrichtungen derart korrigiert, daß die relativen Positionen der Lichtstrahlen passen.
Allerdings zeigen die Lichtstrahlen häufig eine optische Leistungsverteilung, die in Umfangsrichtung innerhalb eines Bereichs ihrer Durchmesser nicht gleichmäßig ist. Dementsprechend wurde herausgefunden, daß eine Aufzeichnungsposition in einer Belichtungsebene nach dem Durchlauf durch das optische Abtastsystem in einigen Fällen nicht exakt zu der Strahlposition vor dem Auftreffen auf das optische Abtastsystem paßt, wie es von der Strahlpositions-Detektoreinrichtung erfaßt wird. Die 9A und 9B sind Diagramme, die dazu beitragen sollen, den Grund dafür zu erklären, warum es zu einem Versatz zwischen der Aufzeichnungsposition in der Belichtungsebene und der Strahlposition kommt, die von der Strahlpositions-Detektoreinrichtung ermittelt wird. 9A zeigt eine optische Leistungsverteilung des Lichtstrahls, wobei auf der Abszisse (x) eine Position in einer Ebene rechtwinklig zum Lichtstrahl aufgetragen ist und auf der Ordinate (p) die optische Leistung (Strahlungsleistung) aufgetragen ist. Wie in diesem Diagramm zu sehen ist, ist die optische Leistung (p) unsymmetrisch bezüglich der Position mit maximaler optischer Leistung (x = 0).
Andererseits dient als Strahlpositions-Detektoreinrichtung im allgemeinen eine 4-Strahl-Detektoreinrichtung oder ein PSD-Bauelement, die dazu dienen, einen Schwerpunkt der optischen Leistung zu erfassen. In anderen Worten: in 9A wird eine Position (x₁) zwischen horizontal gleichen Flächen unterhalb der Verteilungskurve der optischen Leistung (p) als Strahlposition auf der Abszisse erfaßt. Eine Aufzeichnungsdichte (D) des Lichtstrahls auf einem Film in der Belichtungsebene ist in 9B dargestellt. In diesem Diagramm bedeutet die Abszisse (x) eine Position in der Belichtungsebene, auf der Ordinatenachse (D) ist eine Aufzeichnungsdichte dargestellt. Diese Aufzeichnungsdichte (D) ist der größte Wert an der Stelle x₀, an der die optische Leistung (p) ein Maximum hat.
Wenn also die optische Leistungsverteilung des Lichtstrahls nicht vollständig symmetrisch in radialer Richtung ist, kommt es zu einem Fehler Δx zwischen der Strahlposition (x₁), wie sie von der Strahlpositions-Detektoreinrichtung erfaßt wird, und der Aufzeichnungsposition (x₀) in der Belichtungsebene (Aufzeichnungsfläche). Dieser Stellungsfehler Δx tritt stets zwischen mehreren Lichtstrahlen auf und verursacht folglich eine Beeinträchtigung der Bildqualität.
Um ein Bild mit hoher Auflösung auszugeben, ist es erforderlich, einen Strahldurchmesser eines Lichtstrahls aufzuweiten, bevor der Strahl zur Fokussierung in der Belichtungsebene verengt wird. Zum Aufweiten des Strahldurchmessers ist eine Linse mit großer Apertur oder ein Spiegel erforderlich, wobei diese Elemente sehr leicht einen beträchtlichen Astigmatismus aufgrund von Fertigungsbeschränkungen aufweisen. Um andererseits die Strahlposition des Lichtstrahls zu erfassen, wird der Lichtstrahl vor dem Auftreffen auf den Strahlaufweiter aufgetrennt, um auf die Strahlpositions-Detektoreinrichtung gelenkt zu werden. Der aufgetrennte Lichtstrahl hat einen kleinen Durchmesser, so daß der Astigmatismus dieses Lichtstrahls gering ist. Dies soll im folgenden anhand der 10A bis 10C erläutert werden.
10A zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Lichtstrahlabtastvorrichtung vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp. In dieser Figur werden miteinander zwei Lichtstrahlen LB₁ und LB₂ in Form von Laserstrahlen kombiniert. Die beiden Lichtstrahlen LB₁ und LB₂ werden von Laserdioden LD₁ und LD₂ abgegeben und dann von akusto-optischen Ablenkbauelementen AOD₁ bzw. AOD₂ abgelenkt. Diese Lichtstrahlen LB₁ und LB₂ besitzen ausreichend kleine Durchmesser, und sie werden durch einen Kombinierspiegel M₁ vereint (kombiniert) und in ihren Durchmessern von einem Strahlaufweiter EX aufgeweitet, der gebildet wird durch Linsen L₁ und L₂.
Die aufgeweiteten Lichtstrahlen laufen durch eine Apertur AP, werden auf eine Kondensor- oder Fokussierlinse L₃ gegeben und werden dann von einem sogenannten Spinner (Rotor) SP auf eine Belichtungsebene S geleitet. Der Spinner SP besitzt einen mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Spiegel koaxial bezüglich des Aufweiters EX und der Kondensorlinse L₃. Die Belichtungsebene S ist auf der Innenfläche der Trommel koaxial bezüglich des Spinners SP gebildet und dreht sich auf einer verlängerten Drehachse des Spinners SP synchron mit der Drehung des Spinners SP.
In einer derartigen Abtastvorrichtung werden die Lichtstrahlen LB₁ und LB₂ kleinen Durchmessers vor dem Auftreffen auf den Strahlaufweiter EX von dem Trennspiegel M₂ aufgeteilt und laufen dann durch die Kondensorlinse oder Bildfokussierlinse L4, um auf die Strahlpositions-Detektoreinrichtung PS zu gelangen. Deshalb kann als Kondensorlinse L4 eine Linse mit kleinem Durchmesser angemessen eingesetzt werden, wobei der Astigmatismus ebenfalls klein sein kann. 10B zeigt ein vergrößertes Diagramm der Bilderzeugung bei dieser Strahlpositions-Detektoreinrichtung PS. Wie aus 10B entnehmbar ist, beträgt die Differenz zwischen den Brennpunkten (Astigmatismus) nahezu Null bei einer Betrachtung in zwei Richtungen, die rechtwinklig aufeinander stehen (x- und y-Richtungen) auf der Bildfokussierebene. Eine axiale Richtung z entspricht der Lichtstrahl-Laufrichtung in 10B.
Andererseits zeigt 10C ein vergrößertes Diagramm der Bilderzeugung in der Belichtungsebene S. Wie aus 10C hervorgeht, gibt es eine erhöhte oder gesteigerte Differenz (ein Astigmatismus) α zwischen einem Brennpunkt in der z-y-Ebene bei Betrachtung in x-Richtung und einem Brennpunkt in einer z-x-Ebene bei Betrachtung in y-Richtung.
Dies ist der Grund dafür, daß die Apertur der Kondensorlinse L₃ groß ist, wie oben angesprochen wurde.
Wenn dabei durch eine unsymmetrische optische Leistungsverteilung des anhand der 9 beschriebenen Lichtstrahls verursachten Fehler Δx gibt, oder einen Fehler, der durch den anhand der 10 beschriebenen Astigmatismus α begründet ist, verringert sich die Aufzeichnungs-Bildqualität. Insbesondere bei einem Bilderzeuger zum Drucken einer Bildaufzeichnung mit hoher Genauigkeit kommt es in einigen Fällen zu Moiré-Streifen, hervorgerufen durch eine geringfügige Dichteänderung, die periodisch auf dem durch Punkte erzeugten Bild auftreten können. Aus diesem Grund ergibt sich das Problem einer verschlechterten Bildqualität.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter den oben angesprochenen Umständen gemacht und hat zum Ziel, eine Lichtstrahl-Abtastvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Positionsbeziehung mehrerer Lichtstrahlen vor Schwankungen durch Temperaturänderung oder altersbedingte Verschlechterung eines optischen Systems vor einem optischen Abtastsystem Schwankungen zu bewahren, wobei die Reduzierung der Bildqualität durch Ungleichmäßigkeit optischer Leistung innerhalb eines Durchmessers eines Lichtstrahls oder aufgrund von Astigmatismus eines optischen Systems verhindert werden soll.
Das Ziel wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
Wenn das optische Abtastsystem vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp ist und einer der eingeleiteten Lichtstrahlen ein zentraler Strahl koaxial bezüglich der Drehachse des optischen Abtastsystems ist, kann der zentrale Strahl (der Grundstrahl) dadurch zu dem optischen Abtastsystem geleitet werden, daß die optische Ablenkeinrichtung umgangen wird. Optische Ablenkeinrichtungen sind vorgesehen für andere Lichtstrahlen als den Grundstrahl (Mittelstrahl). Abgesehen von dem zentralen Strahl können zugehörige optische Ablenkeinrichtungen für sämtliche Lichtstrahlen vorhanden sein, so daß alle Lichtstrahlen abgelenkt werden.
Die ersten Korrekturdaten (hier auch als „Strahlpositions-Korrekturdaten" bezeichnet) können in einem ersten Speicherbereich abgespeichert werden. Die zweiten Korrekturdaten (hier auch als „Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten" oder „Zusatzkorrekturdaten" bezeichnet) können mehrere Typen von Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten entsprechend den Auflösungen in der Lichtstrahl-Belichtungsebene sein, die vorab gewonnen werden. Solche zweite Korrekturdaten können in einem zweiten Speicherbereich abgespeichert werden. Bei einem solchen Aufbau können die zweiten Korrekturdaten entsprechend den erforderlichen Ausgangsauflösungen ausgewählt werden aus dem zweiten Speicherbereich, um mit den ersten Korrekturdaten im ersten Speicherbereich zur Gewinnung der End-Korrekturdaten kombiniert zu werden.
Ein gemeinsamer Speicher für den ersten und den zweiten Speicherbereich läßt sich in mehrere Speicherbereiche aufteilen, und man kann als den ersten und den zweiten Speicherbereich unterschiedliche Speicherbereiche hernehmen. Der erste und der zweite Speicherbereich können als getrennte Speicherbauelemente aufgebaut sein.
Die zweiten Korrekturdaten (die Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten) können folgendermaßen gewonnen werden: nach Steuern der einzelnen optischen Ablenkeinrichtungen unter Verwendung von Daten der Strahlpositions-Detektoreinrichtung in der Weise, daß die einzelnen Strahlpositionen vor einem Einführen in das optische Abtastsystem übereinstimmen, wird darauf überprüft, ob es eine Abweichung in den Aufzeichnungspositionen des jeweiligen Lichtstrahls gibt, wenn auf die Aufzeichnungsebene ein Bild gegeben wird. Wird die Differenz festgestellt, so wird eine Kompensationsgröße ermittelt, um eine Ablenkgröße (einen Winkel) einer optischen Ablenkeinrichtung zum Kompensieren dieser Differenz zu steuern. Diese Kompensationsgröße der Ablenkgröße wird als Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten angesehen, das heißt als die zweiten Korrekturdaten.
Die Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten können auch dadurch erhalten werden, daß die Intervalle zwischen Aufzeichnungslinien gemessen werden, die durch mehrere Lichtstrahlen in der Belichtungsebene erzeugt werden, um solche Einstellungen vorzunehmen, daß diese Zeilenintervalle konstant bleiben. Diese Intervalle lassen sich durch Augenscheinnahme mit Hilfe einer Vergrößerungslinse und einer Meßlehre messen. Man kann vorab mehrere Typen dieser Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten in dem zweiten Speicherbereich entsprechend vorbestimmten oder gewünschten Auflösungen des aufzuzeichnenden Bildes speichern.
Als Strahlpositions-Detektoreinrichtung kann ein zweidimensionaler Positionssensor verwendet werden. Der Lichtstrahl kann ein Laserstrahl sein, der von einer Laserdiode oder von einem Festkörperlaser abgegeben wird. Das optische Abtastsystem kann vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp sein. In diesem Fall eignen sich optische Ablenkeinrichtungen, die in der Lage sind, Strahlen zweidimensional abzulenken. Man kann beispielsweise zweidimensionale akusto-optische Ablenkeinrichtungen verwenden oder zwei eindimensionale akusto-optische Ablenkeinrichtungen kombinieren, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus können als optische Ablenkeinrichtungen elektrooptische Ablenkeinrichtungen anstelle von akusto-optischen Ablenkeinrichtungen verwendet werden.
Die zweiten Korrekturdaten, die in dem zweiten Speicher gespeichert sind, enthalten mehrere Typen von Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten, jeweils entsprechend den Ausgangsauflösungen, und man kann beliebige ausgewählte Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten für die zweiten Korrekturdaten verwenden. Vorzugsweise wird der innerhalb des ersten Speicherbereichs überschrieben durch ein Überschreib-Befehlssignal, welches in geeigneter Weise eingegeben wird. Ein Überschreibbefehl für einen ersten Speicherbereich kann beim Netz-Einschalten gesendet werden, kann einmal in jeweils einer gewissen Zeitspanne gesendet werden, kann einmal bei jeder Bildausgabe entsprechend einer gewissen Anzahl von Seiten ausgegeben werden, oder kann zu beliebiger Zeit ausgegeben werden, wenn eine Bedienungsperson dies wünscht.
Die Lichtstrahl-Abtastvorrichtung speichert vorab optimale Relativpositions-Information für die einzelnen Lichtstrahlen als Initialisierungsdaten. Als erstes wird eine Strahlposition für jeden Lichtstrahl mit Hilfe der Strahlpositions-Detektoreinrichtung erfaßt, und dann werden die Daten gewonnen, um eine Differenz gegenüber den Initialisierungsdaten zu ermitteln, und diese Differenz wird als Strahlpositions-Korrekturdatenwert betrachtet. Dieser Strahlpositions-Korrekturdatenwert wird als erste Korrekturdaten in dem ersten Speicherbereich abgespeichert. Diese Korrekturdaten werden individuell in gleicher Weise für sämtliche Lichtstrahlen gespeichert. In dem zweiten Speicherbereich werden nur Korrekturdaten entsprechend Ausgangs-Auflösungen als Zusatz- oder zweite Korrekturdaten zuerst gespeichert.
Wenn einer der mehreren Lichtstrahlen als Grundstrahl betrachtet wird und nur andere Lichtstrahlen unter Verwendung der optischen Ablenkeinrichtungen abgelenkt werden, ist eine zuvor durchzuführende Einstellung erforderlich, damit der Grundstrahl auf einer optischen Achse des optischen Abtastsystems liegt. Zusätzlich werden für die anderen Lichtstrahlen die Strahlpositions-Korrekturdaten in der oben beschriebenen Weise gespeichert.
Anschließend werden die End-Korrekturdaten ermittelt unter Verwendung der ersten Korrekturdaten, die den Inhalt des ersten Speicherbereichs bilden, und der zweiten Korrekturdaten (Korrekturdaten entsprechend den Ausgangs-Auflösungen), bei denen es sich um den Inhalt des zweiten Speicherbereichs handelt, und die Lichtstrahlen werden abtastend geführt, während die Ablenkung durch die optischen Ablenkeinrichtungen für die Lichtstrahlen korrigiert wird. Insbesondere werden die optischen Ablenkeinrichtungen derart angesteuert, daß eine einer Ausgangsauflösung entsprechende vorbestimmte Ablenkung erhalten wird, gemäß der Relativ-Strahlpositionen der Lichtstrahlen in passender Weise gesteuert werden, damit die Intervalle der Abtastzeilen den Ausgangs-Auflösungen entsprechen. Auf diese Weise werden kombinierte Strahlen, in welchen Relativpositionen beibehalten werden, unter Verwendung eines gemeinsamen optischen Abtastsystems zur Abtastung eines Aufzeichnungsbogens geführt.
Abtast-Ausgangszeilen, die mit den Lichtstrahlen in der Belichtungsebene erzeugt werden, werden darauf überprüft, ob es ungleichmäßige Zeilenintervalle gibt. Wird eine solche Ungleichmäßigkeit aufgefunden, werden für eine Kompensation Korrekturdaten, das heißt Daten zum Korrigieren der Relativpositions-Differenzen der Aufzeichnungspositionen ermittelt und auf die Daten addiert, die den Ausgabe-Auflösungen entsprechen, um die zweiten Korrekturdaten zu erhalten. Die so ermittelten Daten werden in dem zweiten Speicherbereich gespeichert. Alternativ werden die zweiten Korrekturdaten dadurch gewonnen, daß de einzelnen optischen Ablenkeinrichtungen so gesteuert werden, daß die Lichtstrahlen an der Strahlpositions-Detektoreinrichtung übereinstimmen. In diesem Fall werden die Aufzeichnungspositions-Differenz der Lichtstrahlen in der Belichtungsebene beobachtet, um eine Kompensationsgröße für die Ablenkung der betreffenden optischen Ablenkeinrichtung zu bestimmen und so die ermittelte Differenz zu kompensieren. Eine solche Kompensationsgröße kann als zweite Korrekturdaten verwendet werden.
Die zweite Verarbeitungseinrichtung dient zum Ermitteln der End-Korrekturdaten durch Kombinieren der Strahlpositions-Korrekturdaten (ersten Korrekturdaten), die im ersten Speicherbereich gespeichert sind, mit den Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten (den zweiten Korrekturdaten), die in dem zweiten Speicherbereich gespeichert sind. Die optische Ablenkeinrichtungs-Korrektureinrichtung dient zum Ansteuern der optischen Ablenkeinrichtungen unter Verwendung der End-Korrekturdaten. Hierdurch werden ungleichmäßige Ausgangszeilenintervalle, die mit den mehreren Lichtstrahlen erzeugt werden, korrigiert, und auf diese Weise läßt sich die Bildqualität steigern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Trommelinnenflächen-Abtastvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein anschauliches Diagramm für einen Strahlaufspalter, der in der Lichtstrahlabtastvorrichtung nach 1 verwendet wird;
3 ist ein Schaltungsaufbau einer Steuereinrichtung für eine optische Ablenkeinrichtung (AOD) der in 1 gezeigten Lichtstrahl-Abtastvorrichtung;
4 ist eine Ablenkungs-Korrektureinrichtung zur Verwendung in der in 1 gezeigten Lichtstrahl-Abtastvorrichtung;
5 ist ein Diagramm einer Prozedur eines Korrekturverfahrens für die Lichtstrahlabtastvorrichtung gemäß der Erfindung;
6A und 6B sind Diagramme, die beim Erläutern der Inhalte eines ersten Speicherbereichs und eines zweiten Speicherbereichs hilfreich sein sollen;
7 ist ein Konzept-Diagramm, welches eine Lichtstrahlabtastvorrichtung vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
8 ist ein Konzept-Diagramm einer Lichtstrahlabtastvorrichtung vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
9A und 9B sind Diagramme zum Erläutern von Problemen, die hervorgerufen werden durch Ungleichmäßigkeit in der optischen Leistungsverteilung von Lichtstrahlen, indem die Ursache für eine Nichtübereinstimmung zwischen einer Aufzeichnungsposition in einer Belichtungsebene nach Durchlauf eines Lichtstrahls durch ein optisches Abtastsystem und einer Strahlposition vor Auftreffen des Strahls auf dem optischen Abtastsystem, wie es durch die Strahlpositions-Detektoreinrichtung ermittelt wird, erläutert wird; und
10A bis 10C Diagramme zum Erläutern von Problemen, die verursacht werden durch einen Astigmatismus einer Kondensorlinse in einer herkömmlichen Lichtstrahlabtastvorrichtung vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Anhand der 1 bis 6 soll eine Lichtstrahlabtastvorrichtung vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung erläutert werden.
In den 1 bis 4 geben drei Laserdioden 10 (10a, 10b, 10c) als Lichtstrahl-Ausgabeeinrichtung Laserstrahlen L (L_a, L_b, L_c) mit nahezu gleicher Wellenlänge und Stärke aus. Diese Laserstrahlen L_a, L_b und L_c werden kombiniert von einem optischen Kombiniersystem 12 über optische Systeme, die hier nicht dargestellt sind, außerdem über zweidimensionale akusto-optische Ablenkeinrichtungen AOD (AOD_a, AOD_b, AOD_c), bei denen es sich um optische Ablenkeinrichtungen handelt.
Die AODs werden in noch zu beschreibender Weise zum Ansteuern durch Ultraschallwellen vorbestimmter Frequenz betrieben, welche von Wandlern erzeugt wird. Ein einfallender Lichtstrahl wird mit Hilfe einer durch eine Ultraschallwelle erzeugten stehenden Welle gebeugt. Das gebeugte Primärlicht wird von einer (nicht gezeigten) Lichtsperrplatte nullter Dimension ausgewählt. Durch Variieren der Frequenz eines den AOMs zugeführten Treibersignals wird der Beugungswinkel des Lichtstrahls etwas geändert. Das Treibersignal wird von einem binären Bildsignal moduliert. Wenn ein binäres Bildsignal ausgeschaltet ist, werden die Ausgangssignale der Laserdioden 10 ausgeschaltet.
Es werden drei AODs verwendet, um Laserstrahlen L_a, L_b und L_c in Richtung der x-Achse und der y-Achse auf zweidimensionaler Basis bei dieser Ausführungsform abzulenken. In anderen Worten: der Laserstrahl L wird in zwei Richtungen abgelenkt, die rechtwinklig aufeinander stehen (Richtung der x-Achse und Richtung der y-Achse), um Biegungen, Abstände und Längen der Hauptabtastlinien oder -zeilen zu korrigieren.
Das optische Kombiniersystem 12 wird gebildet durch einen totalreflektierenden Spiegel M und Halbspiegel HM₁ und HM₂.
Die Laserstrahlen L_a, L_b und L_c werden zu nahezu einem einzigen Laserstrahl kombiniert, das heißt zu einem kombinierten Strahl L₀ mit Hilfe dieses optischen Kombiniersystems 12. Obschon dieser kombinierte Strahl L₀ in den 2 bis 4 als einzelner Strahl dargestellt ist, ist der Strahl tatsächlich in drei nicht-koaxiale Strahlen aufgetrennt, wie dies in 1 gezeigt ist, bedingt durch Komponentenfehler oder Justierfehler des optischen Kombiniersystems 12.
Der Strahldurchmesser des kombinierten Strahls L₀ wird von Linsen L₁ und L₂, die den Strahlaufweiter EX bilden, vergrößert oder geändert. Dieser Strahl L₀ wird zum Inneren einer zylindrischen Trommel D entlang deren Mittelachse geführt. Auf der Mittelachse der Trommel D befinden sich eine Kondensorlinse L₃ und ein Spinner SP als optisches Abtastsystem.
Der Spinner SP besitzt eine reflektierende Oberfläche mit einem Winkel von 45° relativ zur Mittelachse (Drehachse), und er wird von einem Motor mit hoher Geschwindigkeit gedreht. Ein Drehkodierer EN ist an diesem Motor angebracht, um den Drehwinkel (θ = ωt) des Spinners SP zu erfassen. Insbesondere wird ein Impulssignal p bei jedem vorbestimmten Drehwinkel ausgegeben, und außerdem wird ein Referenzpositionssignal p₀ ausgegeben, welches eine Referenzposition einer einzelnen Umdrehung angibt. Der in diesen Spinner SP eingeführte Lichtstrahl L₀ gelangt durch den Strahlaufweiter EX und die Kondensorlinse L₃ auf der Drehachse, und er wird auf der inneren Umfangsfläche der Trommel D oder auf einem Aufzeichnungsbogen S fokussiert, der an der Innenfläche der Trommel D gehalten wird.
Ein Strahlaufspalter BS₁ befindet sich innerhalb der Anordnung des Strahlaufweiters EX. Der Strahlaufspalter BS₁ trennt einen Teil des kombinierten Strahls L₀ ab und erzeugt ein Bild in einer Brennebene P₂, die konjugiert zu der Brenneben P₁ der Linse L₁ angeordnet ist. In der Brennebene P₂ oder an einer Stelle, die etwas gegenüber der Brennebene ab weicht, befindet sich ein PSD (ein zweidimensionaler Positionssensor) 14 als Strahlpositions-Detektoreinrichtung zum Detektieren von Strahlpositionen der Lichtstrahlen L_a, L_b und L_c.
In 4 bezeichnet ein Bezugszeichen 16 eine AOD-Steuerung als optische Ablenkeinrichtungs-Steuereinrichtung, die die AODs synchron mit dem Drehwinkel θ des Spinners SP steuert. Gemäß 3 ist ein Schaltungsbeispiel für die AOD-Steuerung 16 dargestellt. 3 zeigt außerdem eine Treiberschaltung für lediglich einen einzelnen AOD_a, um die Beschreibung zu vereinfachen, während tatsächlich gleiche Schaltungen wie die dargestellte Schaltung auch für die anderen AOD_b und AOD_c vorgesehen sind.
In 3 gibt eine Taktschaltung 18 Steuertaktsignale auf der Grundlage des Impulssignals p und des Referenzpositionssignals p₀ aus. Das Impulssignal p wird von dem Kodierer EN bei jedem konstanten Drehwinkel des Spinners SP ausgegeben. Bezugszeichen 20 und 22 bezeichnen eine Sinuswellensignal-Generatorschaltung bzw. eine Cosinuswellesignal-Generatorschaltung.
Diese Sinus- bzw. Cosinuswellensignal-Generatorschaltungen 20 und 22 geben Ablenkdaten für die x-Richtung bzw. die y-Richtung aus. Die Ablenkdaten werden auf die AOD-Treiberfrequenz addiert, damit der Laserstrahl L in x-Richtung bzw. y-Richtung abweicht, um Biegungen, Abstände und Längen der Hauptabtastzeilen zu korrigieren.
Korrekturdaten werden von der Ablenkkorrektureinrichtung 24 ausgegeben und zu der Sinuswellensignal-Generatorschaltung 20 und der Cosinuswellensignal-Generatorschaltung 22 übertragen. Ausgangssignale dieser Schaltungen 20 und 22 werden auf der Grundlage dieser Korrekturdaten korrigiert, demzufolge die Relativpositions-Differenzen zwischen den Lichtstrahlen La, Lb und Lc, hervorgerufen durch eine Temperaturänderung oder eine altersbedingte Verschlechterung des optischen Systems, aufgelöst werden.
Die Sinuswellen-Generatorschaltung 20 und die Cosinuswellen-Generatorschaltung 22 geben ein sinusförmiges Spannungssignal (Sin) bzw. ein Cosinuswellensignal (Cos) aus, die jeweils eine vorbestimmte Amplitude und Phase haben, synchron mit dem Drehwinkel des Spinners SP, das heißt mit einem Taktsignalausgang von der Taktschaltung 18. Andererseits gibt die Ablenkkorrektureinrichtung 24 allgemein Korrekturdaten zum Korrigieren von Amplituden oder Phasen dieser Sinus- und Cosinuswellen aus. Deshalb bilden die Korrekturdaten eine Konstante einschließlich eines Koeffizienten oder eines Faktors der Funktion. Die Ablenkkorrektureinrichtung 24 wird im folgenden beschrieben.
Spannungsgesteuerte Oszillatoren (VCO) 26 und 28 geben Frequenzmodulationssignale F (F_x, F_y) aus. Die Frequenzen der Signale F variieren entsprechend den Ausgangsspannungsschwankungen der Sinuswellen- und Cosinuswellen-Generatorschaltungen 20 und 22. Diese Signale F werden von Verstärkern (AMP) 30 bzw. 32 verstärkt und dann auf die entsprechenden AODs geleitet, so daß die Lichtstrahlen in x- und y-Richtung abgelenkt werden.
Eine Binärbildsignal-Generatorschaltung 34 gibt ein binäres Bildsignal zum Schreiben von drei Hauptabtastzeilen mit Hilfe der drei Laserstrahlen L auf der Grundlage eines über eine nicht gezeigte Bildverarbeitungsschaltung eingegebenen Bildsignals aus. Diese binären Bildsignale werden an die Laserdioden 10 (10a, 10b, 10c) gegeben, die Laserstrahlen emittieren, wenn das binäre Bildsignal eingeschaltet ist, wobei die jeweiligen AODs die gebeugten Primärlichtstrahlen des Laserstrahls L in x- und y-Richtungen ablenken. Im Ergebnis lassen sich die linearen drei Hauptabtastzeilen in regelmäßigen Intervallen auf dem Aufzeichnungsbogen S aufzeichnen.
Als nächstes wird die Ablenkkorrektureinrichtung 24 anhand der 4 erläutert. Ein Ausgangssignal von dem zweidimensionalen PSD 14 wird über den Verstärker 38 in eine Koordinatendetektorschaltung 36 eingegeben, welche eine Position eines Lichtstrahls nachweist, indem sie mehrere Ausgangssignale des zweidimensionalen PSD 14 miteinander vergleicht. Der zweidimensionale PSD 14 befindet sich in der Brennebene P₂ (2) oder an einer Stelle, die gegenüber dieser Ebene P₂ etwas abweicht, und auf den PSD 14 fällt im zu einem gewissen Maß aufgeweiteten Zustand Lichtfluß der Lichtstrahlen. Deshalb läßt sich die Position der Mitte des Lichtstrahls durch Vergleichen der mehreren Ausgangssignale des zweidimensionalen PSD 14 erfassen.
Ein Speicherbereich 40 dient zum Speichern von Initialisierungsdaten. Innerhalb dieses Speicherbereichs 40 werden vorab Daten gespeichert, die kennzeichnend sind für die passenden Koordinaten der drei Lichtstrahlen L_a, L_b und L_c. Die Daten weiden als Koordinaten gespeichert, an denen die Lichtstrahlen L_a, L_b und L_c in einer gewissen Winkelposition des Spinners SP liegen sollten. Die Daten lassen sich bei einer Initialisierung der Lichtstrahlabtastvorrichtung eingeben.
Eine erste Verarbeitungseinrichtung 42 dient zum Ermitteln der Differenz zwischen Daten, die eine Position des einzelnen Lichtstrahls L_a entsprechen, die von dem zweidimensionalen PSD 14 erfaßt wird, und den Initialisierungsdaten, die im Speicherbereich 40 abgespeichert sind. Die Differenz hängt ab von der Charakteristik der Optik oder verschiedener Bauelemente, einer altersbedingten Verschlechterung oder einer Temperaturänderung der Optik, so daß die nachgewiesene Differenz in einem ersten Speicherbereich 44 als Strahlpositions-Korrekturdaten f_a gespeichert werden. Für die weiteren Lichtstrahlen L_b und L_c werden in gleicher Weise die Differenzen, das sind die Strahlpositions-Korrekturdaten f_b und f_c gewonnen und im ersten Speicherbereich 44 gespeichert. 6A zeigt den Inhalt des ersten Speicherbereichs 44.
Ein Neurchreib- oder Überschreib-Befehlssignal β veranlaßt die erste Verarbeitungseinrichtung 42, die Berechnung zu beginnen und den Inhalt des ersten Speicherbereichs 44 zu überschreiben. Während dieser Überschreibbefehl β in geeigneter Weise von einer Bedienungsperson eingegeben werden kann, läßt er sich auch automatisch ausgeben, wenn ein Netz-Ein-Schalter betätigt wird, oder er läßt sich in regelmäßigen Intervallen ausgeben. Der Überschreibbefehl β kann dann ausgegeben werden, wenn die Bildausgabe entsprechend einer vorbestimmten Anzahl von Seiten vorüber ist.
Die zweite Verarbeitungseinrichtung 46 dient zum Ermitteln von End-Korrekturdaten (f_a + f_oa), (f_b + f_ob), und (f_c + f_oc) durch Addieren zusätzlicher Korrekturdaten (Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten) f_oa, f_ob und f_oc auf die Strahlpositions-Korrekturdaten f_a, f_b und f_c, die in dem ersten Speicherbereich 44 abgespeichert sind. Die erhaltenen End-Korrekturdaten werden in einem dritten Speicherbereich 48 abgespeichert.
Die zusätzlichen oder Aufzeichnungspositions-Korrekturdaten f_oa, f_ob und f_oc, die hier verwendet werden, bestehen aus einer Addition von (1) Korrekturdaten entsprechend den Ausgabe-Auflösungen und (2) Korrekturdaten zum Korrigieren eines Fehlers zwischen der auf dem Aufzeichnungsbogen S aufgezeichneten Strahlaufzeichnungsposition einerseits und einer von der Strahlpositions-Detektoreinrichtung 14 detektierten Strahlposition andererseits, in anderen Worten: (1) + (2), welcher Wert in dem zweiten Speicherbereich 50 gespeichert wird. Die Zusatz-Korrekturdaten f_oa, f_ob und f_oc mehrerer Typen werden in dem zweiten Speicherbereich 50 gespeichert, so sie mehreren Ausgabe-Auflösungen entsprechen.
Insbesondere wird gemäß 6B der zweite Speicherbereich 50 dazu benutzt, Daten zu speichern, die der Ausgabeauflösung 96 res entspricht (der Anzahl von Abtastzeilen pro mm äquivalent zu 2.438 dpi) als f_oa(96), f_ob(96) und f_oc(96), Daten entsprechend 72 res als f_oa(72), f_ob(72) und f_oc(72), sowie Daten entsprechend den übrigen Ausgabe-Auflösungen als f_oa(N), f_ob(N) bzw. f_oc(N). In der vorliegenden Beschreibung bedeutet N eine Ausgabe-Auflösung. Diese Zusatz-Korrekturdaten f_oa, f_ob und f_oc können beispielsweise mit der in 5 gezeigten Prozedur gewonnen werden.
In 5 ist L_b ein Referenzlichtstrahl (Grundstrahl). Als erstes wird lediglich dieser Referenzstrahl L_b emittiert, und dann wird eine Aufzeichnungsposition in der Belichtungsebene oder auf dem Aufzeichnungsbogen S erfaßt, um diese Position als Ursprung herzunehmen (Schritt 100). Als nächstes werden die anderen Lichtstrahlen L_a emittiert, und AOD_a wird so gesteuert, daß die Strahlposition des Lichtstrahls L_a zu der Strahlposition des Referenzstrahls L_b wird. In anderen Worten, der Strahl wird so gesteuert, daß initialisierte Koordinaten die gleichen sind wie diejenigen des Strahls L_b.
In diesem Zustand wird die Aufzeichnungsposition in der Belichtungsebene des Strahls L_a erfaßt, und eine Treiberfrequenz für einen AOD_a wird so geändert, daß die Aufzeichnungsposition des Strahls La mit dem Ursprung übereinstimmt (mit der oben angesprochenen Aufzeichnungsposition für den Referenzstrahl L_b) innerhalb der Belichtungsebene (Schritt 102). Unter Bezugnahme auf diese Zeit wird eine Kompensationsgröße (oder Modifikationsgröße) der Treiberfrequenz des AOD_a, die für den Lichtstrahl L_a benötigt wird, damit Zeilenintervalle entsprechend der gewünschten Ausgabeauflösung erreicht werden, in dem zweiten Speicherbereich 50 als Zusatz- (oder Aufzeichnungspositions-)Korrekturdaten f_oa abgespeichert (Schritt 104). Für den weiteren Strahl L_c erfolgt der gleiche Ablauf (Schritte 106 und 108), und die Kompensationsgröße für den Strahl L_c wird als Zusatz-Korrekturdaten f_oc im zweiten Speicherbereich 50 abgespeichert (Schritte 102 und 104).
Die Zusatz-Korrekturdaten f_oa, f_ob und f_oc, die auf diese Weise gewonnen werden, werden auf die Strahlpositions-Korrekturdaten f_a, f_b und f_c in der zweiten Verarbeitungseinrichtung 46 addiert (Schritt 110), das Ergebnis wird als End-Korrekturdaten (f_a + f_oa), (f_b + f_ob), und (f_c + f_oc) im dritten Speicherbereich 48 gespeichert (Schritt 112).
In der AOD-Steuerung 16 werden von der Sinuswellensignal-Generatorschaltung 20 und der Cosinuswellensignal-Generatorschaltung 22 ausgegebene Ablenkdaten auf der Grundlage der im dritten Speicherbereich 48 abgespeicherten End-Korrekturdaten korrigiert. In anderen Worten: die End-Korrekturdaten sollen für die Ablenkdaten vorgesehen sein. Dies End-Korrekturdaten haben grundsätzlich die Form eines Koeffizienten oder Faktors zum Korrigieren von Amplituden oder Phasen des Sinus- und des Cosinuswellen-Spannungssignals.
Als nächstes soll die Arbeitsweise dieser Ausführungsform beschrieben werden. Wenn der Überschreibbefehl β eingegeben wird, wird nur ein einzelner Lichtstrahl L_a ausgegeben, um dessen Strahlposition mit Hilfe des zweidimensionalen PSD 14 festzustellen. Dann wird die detektierte Strahlposition verglichen mit den Initialisierungsdaten, die einer Winkelposition des Spinners SP zu dieser Zeit entspricht, um daraus eine Differenz zwi schen den Werten zu erhalten, und die Differenz wird in dem ersten Speicherbereich 44 als Strahlpositions-Korrekturdaten f_a gespeichert. In der gleichen Weise werden für die anderen Lichtstrahlen L_b und L_c Differenzen ermittelt und in dem ersten Speicherbereich 44 als Strahlpositions-Korrekturdaten f_b und f_c gespeichert.
Darüber hinaus werden Zusatz- (oder Aufzeichnungspositions-)Korrekturdaten f_oa, f_ob und f_oc zum Korrigieren von Differenzen der Aufzeichnungspositionen der Strahlen L_a, L_b und L_c in der Belichtungsebene durch die in 5 gezeigte Prozedur ermittelt und dann in dem zweiten Speicherbereich 50 gespeichert. Im Anschluß daran werden unter Verwendung der Inhalte des zweiten Speicherbereichs 50 und des ersten Speicherbereichs 44 die End-Korrekturdaten (f_a + f_oa), (f_b + f_ob), und (f_c + f_oc) in der zweiten Verarbeitungseinrichtung 46 ermittelt und dann im dritten Speicherbereich 48 gespeichert.
Nach Abschluß dieser Vorbereitung werden Laserdioden 10a, 10b und 10c anhand eines von der Binärbildsignal-Erzeugungsschaltung 34 für eine Drehung des Spinners SP ausgegebenen Binärbildsignals ein- oder ausgeschaltet. Die Sinuswellen-Generatorschaltung 20 und die Cosinuswellen-Generatorschaltung 22 der AOD-Steuerung 16 geben Sinuswellen und Cosinuswellen aus, korrigiert auf der Grundlage der Inhalte (der End-Korrekturdaten) des dritten Speicherbereichs 48, und die AODs werden mit Frequenzen angesteuert, welchen diesen Sinus- und Cosinuswellen entsprechen.
Im Ergebnis werden drei Lichtstahlen L_a, L_b und L_c in passender Weise von den AOD_a, AOD_b und AOD_c abgelenkt, so daß entsprechend den gewünschten Ausgabe-Auflösungen relative Abstände oder Positionen beibehalten werden. Auf diese Weise werden drei Lichtstrahlen L_a, L_b und L_c, deren relative Strahlpositionen korrigiert sind, von dem optischen Kombiniersystem 12 kombiniert und über den Strahlaufweiter EX und das optische Abtastsystem (L₃, SP) zu dem Aufzeichnungsbogen S geleitet. Daher können drei Abtastzeilen, die von den drei Lichtstrahlen L_a, L_b und L_c auf den Aufzeichnungsbogen aufgezeichnet werden, gerade und zueinander parallele Linien sein, welche gleichmäßige Längen und Phasen haben, wodurch sich die Bildqualität des aufzeichneten Bildes verbessern läßt.
Zweite Ausführungsform
In 7 ist ein Konzept-Diagramm einer Lichtstrahlabtastvorrichtung vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform ist der Strahlaufspalter BS₁ in dem Strahlaufweiter EX angeordnet, und ein Teil des kombinierten Strahls L₀ wird auf getrennt zur Bildung von zwei Brennebenen P₁ und P₂. Wie hingegen in 7 dargestellt ist, besteht auch die Möglichkeit, einen Teil des kombinierten Strahls L₀ dadurch aufzutrennen, daß man ein Dichtefilter ND zum Justieren der Lichtintensität anstelle des Strahlaufspalters BS₁ einfügt, um ein Bild in einer Brennebene P₃ mit Hilfe einer Kondensorlinse L₄ zu erzeugen. Die Positionen der jeweiligen Lichtstrahlen lassen sich mit einem zweidimensionalen PSD 14A nachweisen, der in der Brennebene P₃ oder in deren Nähe angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Brennebene P₃ bezüglich der Brennebene P₁ eine Linse L₁ des Aufweiters EX konjugiert.
Dritte Ausführungsform
In 8 ist ein Konzept-Diagramm einer Lichtstrahlabtastvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird einer der drei Lichtstrahlen L_a, L_b und L_c, das heißt der Lichtstrahl L_b als Grund- oder Referenzstrahl hergenommen, und nur die übrigen Lichtstrahlen L_a und L_c werden von den optischen Ablenkeinrichtungen AOD_a und AOD_c abgelenkt. Durch Einstellen des Grundstrahls L_b auf eine optische Achse des optischen Abtastsystems läßt sich die optische Ablenkeinrichtung AOD_b (vergleiche 1) für den Grundstrahl L_b weglassen.
Außerdem befindet sich bei dieser Ausführungsform der Strahlaufweiter BS stromaufwärtig bezüglich des Strahlaufweiters EX, wo der kombinierte Strahl L₀ aufgetrennt wird. Der Strahldurchmesser des kombinierten Strahls L₀ ist relativ klein auf der stromaufwärtigen Seite des Strahlaufweiters EX, und deshalb läßt sich der Strahlaufspalter BS oder die Linse L4 kleiner machen. In 8 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in den 1 und 7, auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Obschon die obigen Ausführungsbeispiele beschrieben sind in Verbindung mit einer Vorrichtung vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp, ist die Erfindung auch anwendbar bei einer Vorrichtung vom Trommelaußenflächen-Abtasttyp oder von einem Planar-Abtasttyp und umfaßt diese Art von Vorrichtungen. Optische Ablenkeinrichtungen sind nicht auf zweidimensionale Bauteile beschränkt, möglich ist allerdings die Verwendung einer Kombination aus zwei eindimensionalen optischen Ablenkeinrichtungen, die einander in ihren Ablenkrichtungen kreuzen, oder eindimensionale Elemente. Während die Ablenkeinrichtungen bevorzugt akusto-optische (AO-)Ablenkeinrichtungen sind, kann man auch andere Bauteile verwenden, beispielsweise elektrooptische (EO-)Bauelemente, Piezo-Spiegel oder galvanische Spiegel.
Als Lichtquelle für die Lichtstrahlen werden vorzugsweise Laserdioden verwendet, möglich ist aber auch die Verwendung einer Kombination aus einer Lichtquelle wie beispielsweise einem Festkörperlaser oder einem Gaslaser in Verbindung mit einer Modulationseinrichtung, beispielsweise einem akusto-optischen oder elektrooptischen Bauelement. Während es möglich ist, eine Differenz zwischen Daten einer von einer Strahlpositions-Detektoreinrichtung erfaßten Strahlposition und vorab gespeicherten Initialisierungsdaten direkt im ersten Speicherbereich 44 zu speichern, können auch Strahlpositions-Korrekturdaten, die diese weiteren Elemente entsprechend etwa dieser Differenz enthalten, ebenfalls in dem ersten Speicherbereich gespeichert werden, so daß die Erfindung auch diesen Fall abdeckt.
Wie oben ausgeführt wurde, werden erfindungsgemäß Strahlpositions-Korrekturdaten zur Aufrechterhaltung der konstanten Stellungsbeziehung mehrerer Lichtstrahlen gespeichert. Die Aufzeichnungsposition der einzelnen Lichtstrahlen in einer Belichtungsebene werden außerdem ermittelt, um zweite oder Zusatz-Korrekturdaten zum Korrigieren von Abweichungen der Aufzeichnungspositionen von der jeweiligen optimalen Aufzeichnungsposition zu korrigieren. Die Zusatz-Korrekturdaten werden auf die Strahlpositions-Korrekturdaten addiert, um End-Korrekturdaten zu erhalten, mit denen die optische Ablenkeinrichtung gesteuert wird. Folglich lassen sich Stellungsabweichungen der Lichtstrahlen, die durch Temperaturänderung oder altersbedingte Beeinträchtigung des opti schen Systems verursacht werden, und die vor einem optischen Abtastsystem hervorgerufen werden, auf der Grundlage der Strahlpositions-Korrekturdaten korrigieren. Darüber hinaus werden die Strahlpositions-Korrekturdaten aufgrund der Zusatz-Korrekturdaten korrigiert. Deshalb wird verhindert, daß die Bildqualität verschlechtert wird durch ungleichmäßige optische Leitungsverteilung innerhalb eines Strahldurchmessers oder durch Astigmatismus im optischen Abtastsystem.
Die Strahlpositions-Detektoreinrichtung läßt sich in einer konjugierten Ebene einer Lichtstrahl-Belichtungsebene oder in deren Nähe anordnen. Die Strahlpositions-Korrekturdaten werden in einem ersten Speicherbereich gespeichert, eine Mehrzahl von Daten entsprechend den Ausgabe-Auflösungen wird im Rahmen der Zusatz-Korrekturdaten gespeichert, und man kann End-Korrekturdaten durch Verwenden der Zusatz-Korrekturdaten entsprechend einer aus den Daten ausgewählten Ausgabe-Auflösung erhalten. Durch Ermitteln von Aufzeichnungspositions-Abweichungen der jeweiligen Strahlen in der Belichtungsebene bei Zusammenlegung mehrerer Strahlpositionen durch Verwendung von Ausgangsdaten der Strahlpositions-Detektoreinrichtungen können die Zusatz-Korrekturdaten die Form einer Summe einer Kompensationsgröße zum Steuern der optischen Ablenkeinrichtungen aufweisen, benötigt zum Kompensieren dieser Differenzen, und einer Korrekturgröße, die den Ausgabe-Auflösungen entspricht. Die Zusatz-Korrekturdaten lassen sich gewinnen durch Messen der Intervalle der Aufzeichnungszeilen, mit denen ein Bild tatsächlich auf einer Belichtungsebene durch die jeweiligen Strahlen aufgezeichnet wird, wenn die einzelnen Ablenkeinrichtungen unter Verwendung der Strahlpositions-Korrekturdaten gesteuert werden. Die Ziel-Zusatzkorrekturdaten bilden eine Kompensationsgröße zum Steuern der Ablenkeinrichtung, demzufolge die gemessenen Intervalle einen konstanten Wert annehmen, welcher der gewünschten Bildauflösung entspricht.

Claims

Lichtstrahl-Abtastvorrichtung zum abtastenden Führen mehrerer kombinierter Lichtstrahlen (L_a, L_b, L_c) mit Hilfe eines optischen Abtastsystems, umfassend: eine optische Ablenkeinrichtung (AOD_a, AOD_b, AOD_c) zum Ablenken mindestens eines Lichtstrahls von mehreren Lichtstrahlen; ein optisches Kombiniersystem (12) zum Kombinieren sämtlicher Lichtstrahlen einschließlich der abgelenkten Lichtstrahlen; ein optisches Abtastsystem (L₃, SP) zum Führen der kombinierten Lichtstrahlen (L₀) zu einer Belichtungsebene (S) zur Abtastung und zum Aufzeichnen eines Bilds; einen Strahlaufspalter (BS₁) zum Aufspalten der kombinierten Lichtstrahlen (L₀), wobei der Strahlaufspalter vor dem optischen Abtastsystem angeordnet ist; eine Strahlpositions-Detektoreinrichtung (14) zum Erfassen von Strahlpositionen der einzelnen Lichtstrahlen in den aufgetrennten kombinierten Strahlen; eine erste Verarbeitungseinrichtung (42) zum Vergleichen von Daten mehrerer Strahlpositionen, die von der Strahlpositions-Detektoreinrichtung erfaßt wur den, mit zuvor abgespeicherten Anfangsdaten, und zum Berechnen einer Differenz zwischen den beiden Daten als erste Korrekturdaten (f_a, f_b, f_c); einen ersten Speicherbereich (44) zum Speichern der ersten Korrekturdaten; und eine optische Ablenkeinrichtungs-Steuereinrichtung (16) zum Steuern einer durch die optische Ablenkeinrichtung (AOD_a, AOD_b, AOD_c) veranlaßten Ablenkung; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem aufweist: einen zweiten Speicherbereich (50) zum Speichern zweiter Korrekturdaten (f_0a, f_0b, f_0c) zur Verwendung beim Korrigieren relativer Positionsabweichungen der erfaßten Aufzeichnungspositionen auf der Grundlage der Aufzeichnungspositionen der auf der Lichtstrahl-Belichtungsebene aufgezeichneten Lichtstrahlen, wobei die zweiten Korrekturdaten vor einem Abtastvorgang gewonnen und in dem zweiten Speicherbereich gespeichert werden; und eine zweite Verarbeitungseinrichtung (46) zum Berechnen von End-Korrekturdaten (f_a + f_0a, f_b + f_0b, f_c + f_0c) für die optische Ablenkeinrichtung auf der Grundlage der ersten Korrekturdaten und der zweiten Korrekturdaten; wobei die optische Ablenkeinrichtungs-Steuereinrichtung (16) die von der optischen Ablenkeinrichtung (AOD_a, AOD_b, AOD_c) verursachte Ablenkung auf der Grundlage der End-Korrekturdaten synchron mit dem optischen Abtastsystem steuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein in einen optischen Weg der kombinierten Lichtstrahlen (L₀) eingefügter reflektierender Spiegel anstelle des Strahlaufspalters (BS₁) verwendet wird, so daß die kombinierten Lichtstrahlen, welche von dem reflektierenden Spiegel reflektiert werden, zu der Strahlpositions-Detektoreinrichtung (14) geleitet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der reflektierende Spiegel auch als Dichtefilter (ND) zum Einstellen der Intensität eines Transmissions-Lichtstrahls verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Kondensorlinse (L₄) zum Konzentrieren der von dem Strahlaufspalter aufgetrennten kombinierten Lichtstrahlen (L₀) auf eine Strahlpositions-Detektoreinrichtung, die in einer konjugierten Ebene (P₃) der Belichtungsebene oder in deren Nähe angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin umfassend eine Kondensorlinse (L₄) zum Konzentrieren der von dem reflektierenden Spiegel reflektierten kombinierten Lichtstrahl (L₀) auf die Strahlpositions-Detektoreinrichtung, die in einer konjugierten Ebene (P₃) der Belichtungsebene oder in deren Nähe angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Strahlpositions-Detektoreinrichtung (14) ein zweidimensionaler Positionsfühler ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Abtastsystem (L₃, SP) vom Trommelinnenflächen-Abtasttyp ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtstrahlen (L_a, L_b, L_c) Laserstrahlen sind, welche von Laserdioden oder Festkörperlasern emittiert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die optische Ablenkeinrichtung (AOD_a, AOD_b, AOD_c) ein akustooptisches Ablenkbauelement oder ein elektrooptisches Bauelement zum zweidimensionalen Ablenken des Lichtstrahls ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweiten Korrekturdaten (f_0a, f_0b, f_0c) von mehreren Typen sind, welche den Ausgangsauflösungen der Belichtungsebene entsprechen, wobei die End-Korrekturdaten (f_a + f_0a, f_b + f_0b, f_c + f_0c) durch Verwendung zweiter Korrekturdaten erhalten werden, welche der ausgewählten Auflösung von den Aufgabeauflösungen entsprechen.