DE69114507T2

DE69114507T2 - Abtastapparat.

Info

Publication number: DE69114507T2
Application number: DE69114507T
Authority: DE
Inventors: Mark Noethen
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2011-09-06
Also published as: EP0547170A1; WO1992004652A1; DE69114507D1; EP0547170B1; JPH06501321A; JP3194743B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Scanner und insbesondere eine Vorrichtung, die so eingerichtet ist, daß eine Reihe von Abtastlinien genau auf einem Empfangsmedium positioniert wird.
Gewöhnlich wird in Abtastvorrichtungen, die ein Strahlenbündel mit einem Polygon oder Hologon ablenken, eine Zeilenanfangsvorrichtung zum genauen Positionieren des Anfangs einer jeder Rasterlinie in der Bildebene verwendet. Wenn keine Zeilenanfangsvorrichtung verwendet wird, können Geschwindigkeitsschwankungen des Strahlablenkers in dem von dem Scanner erstellten Bild ausgefranste Ränder hervorrufen. Eine Zeilenanfangseinrichtung umfaßt gewöhnlich einen Fotodetektor, der einen Abtaststrahl in einer vorbestimmten Position erkennt und ein Signal an ein Steuersystem abgibt. Da es im allgemeinen jedoch nicht praktisch ist, den Detektor in der Bildebene anzuordnen, wurden verschiedene Einrichtungen verwendet, um den Abtaststrahl aufzufangen und ihn auf einen von der Bildebene entfernten Detektor zu richten. Ein Beispiel eines Zeilenanfangsdetektors ist aus der US-A-4 720632 bekannt.
Die US-A-4 720 632 offenbart einen Synchronisierlichtstrahldetektor mit einem flachen, zwischengeschalteten Spiegel, der ein Strahlenbündel in einer vorgegebenen Position auffängt und es auf eine zylindrische Linse lenkt. Die zylindrische Linse fokussiert das Strahlenbündel auf ein fotoelektrisches Bauelement. Die zylindrische Linse und das fotoelektrische Bauelement sind in einer Halterung so eingeschlossen, daß sie genau relativ zueinander positioniert und vor schädlichem Streulicht geschützt werden können. Ein wesentlicher Nachteil der aus dieser Schutzschrift bekannten Einrichtung ist, daß sie eine Vielzahl optischer Elemente erfordert und daß einige dieser Elemente genau in einer Spezialhalterung positioniert werden müssen.
EP-A-269 450 beschreibt eine optische Strahlabtastvorrichtung, die beispiels weise in einem Laserstrahldrucker zur Anwendung kommt. Ein Nachteil der in dieser Schutzschrift beschriebenen Vorgehensweise ist, daß keine Mittel zur Erzeugung eines Zeilenanfangssignals, mit denen die Modulation des Eingangsstrahls gesteuert werden könnte, vorgesehen sind. Aus der WO 85105750 und JP-A-59-188615 sind andere Verfahren bekannt, mit denen das beschriebene Problem nicht gelöst wird.
Ein Ziel der gegenwärtigen Erfindung ist, dieses aus dem genannten Stand der Technik bekannte Problem wie in Anspruch 1 offenbart zu Irisen und einen verbesserten Scanner bereitzustellen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt die Scannervorrichtung einen Polygon-Scanner, der mit einem Strahl ein Empfangsmedium, beispielsweise einen fotografischen Film, abtastet. Eine Lichtquelle, beispielsweise ein Diodenlaser, richtet einen Eingangsstrahl auf eine optische Umformungseinrichtung, die den Strahl auf das Polygon richtet. Der Strahl wird von dem Polygon auf eine Linse (f-Θ) reflektiert, von wo er auf einen Zylinderspiegel projiziert wird. Der Zylinderspiegel richtet den Strahl auf ein Empfangsmedium und erzeugt ein Abbild einer Spiegelfläche des Polygons auf dem Empfangsmedium senkrecht zur Abtastrichtung. Ein zweiter Zylinderspiegel ist so angeordnet, daß er den von der Linse (f-Θ) kommenden Strahl in einer dem Anfang der Rasterzeile auf dem Empfangsmedium vorgeschalteten Position auffängt. Dieser zweite Zylinderspiegel richtet den Strahl auf den Fotodetektor, der ein Zeilenanfangssignal erzeugt, das zur Modulationssteuerung des Eingangsstrahls verwendet wird.
Ein wichtiger Vorteil der Erfindung ist, daß sie relativ einfache und genaue Mittel zur Erfassung der Position eines Abtaststrahls bereitstellt. Die hier offenbarte Vorrichtung beschränkt unerwünschtes Streulicht auf ein Mindestmaß, verwendet nur ein achromatisches optisches Element zur Projizierung des Strahls auf den Fotodetektor und kompensiert die vom Polygon (bei der Winkelmessung) herrührenden Pyramidalfehler am Detektor. Die optischen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind einfach zu fluchten und zu justieren, und der zum Ablenken des Strahls auf den Fotodetektor verwendete Zylinderspiegel erzeugt die richtige Querschnittsverminderung des Strahls am Fotodetektor.
Die Erfindung wird Im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die Zeichnung einen erfindungsgemäßen Scanner zeigt.
Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Scanner 10. Der Scanner 10 umfaßt eine Strahlungsquelle wie beispielsweise einen Diodenlaser 12. Der Laser 12 wird mittels eines Lasertreibers 14 moduliert, und der Laser 12 richtet ein Strahlenbündel 15 auf eine Kollimatorlinse 16. Von dieser Linse 16 wird der Strahl 15 auf eine den Strahl umformende Linse, beispielsweise eine zylindrische Linse 18, gerichtet.
Die zylindrische Linse 18 richtet den Strahl 15 auf ein drehbares, als Strahlablenker dienendes, Polygon 20. Das Polygon 20 lenkt den Strahl auf eine Linse (fΘ) 24. Von dieser Linse 24 wird der Strahl auf einen Zylinderspiegel 26 projiziert, der den Strahl auf ein Empfangsmedium 30 fokussiert. Jedes Medium mittlerer Empfindlichkeit, beispielsweise fotografischer Film, ist als Empfangsmedium 30 geeignet. Das Empfangsmedium 30 kann senkrecht zur Abtastrichtung von Mitteln, beispielsweise einer (nicht gezeigten) sich vor- und zurückbewegenden Walze, vorgeschoben, werden, wobei diese Mittel zeitlich auf die Bewegung des Strahls abgestimmt in Abtastrichtung angetrieben werden.
Die Linse (f-Θ) 24 kann die in der am 2. Mai 1991 veröffentlichten internationalen Anmeldung Nr. W091/06028 beschriebene und dem Stand der Technik aufgrund der Aussage des Art. 54 (3), EPÜ, entsprechende Ausführungsform haben. Als Zylinderspiegel 26 kann ein Spiegel mit einem Radius von 278,10 mm verwendet werden.
In der erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das Polygon 20 mit acht Spiegelflächen 21 versehen werden. Das Polygon 20 wird mit bekannten Verfahren so hergestellt, daß Pyramidalfehler von weniger als (30 Bogensekunden an den Polygonflächen auftreten. Der Scanner 10 verringert die Empfindlichkeit der Anordnung bezüglich geringer Pyramidalfehler an den einzelnen Flächen 21 des Polygons 20. Bei Bestehen von Pyramidalfehlern wird der reflektierte Strahl senkrecht zur Abtastrichtung abgelenkt. Gewöhnlich wird dadurch der Abtastfleck am Empfangsmedium 30 senkrecht zur Abtastrichtung versetzt, wodurch das Bild in Streifen unterschiedlicher Dichte oder sogenannten "Bändern" wiedergegeben wird. Der Einfluß von Pyramidalfehlern wird im Scanner 10 dadurch kompensiert, daß die Ablenkfläche 21 mit dem Empfangsmedium 30 optisch konjugiert. Wie noch zu erläutern, wird der Einfluß der Pyramidalfehler durch die Erfassung eines Zeilenanfangssignals mittels des Zylinderspiegels 40, der als Auffangspiegel für das Zeilenanfangssignal dient, ebenfalls wesentlich kompensiert.
Ein Zeilenanfangssignal wird in dem Scanner 10 bereitgestellt, indem ein in der Zeichnung gezeigter Zylinderspiegel 40 so positioniert wird, daß er das vom Strahlablenker 20 kommende Strahlenbündel 15 kurz vor Beginn einer Abtastzeile auffängt. Der Zylinderspiegel 40 richtet das Strahlenbündel 15 auf eine Fläche 42 der Detektoreinrichtung 44. Als Zylinderspiegel 40 kann ein Spiegel mit einem Radius von 216,50 mm verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung ist der Spiegel 40 so positioniert, daß die Größe des Strahls senkrecht zur Abtastrichtung an der Fläche 42 genau gesteuert wird und im wesentlichen eine Ablenkfläche 21 des Strahlablenkers 20 mit der Fläche 42 der Detektoreinrichtung 44 konjugiert. Die Größe des Strahls an der Fläche 42 wird durch Positionieren des Spiegels 40 so gesteuert, daß die Strahlen des Strahlenbündels senkrecht zur Abtastrichtung an der Fläche 42 vereinigt werden. Wenn der Spiegel auf diese Weise positioniert wird, sind aufeinanderfolgende Abtastverschiebungen an der Fläche 42 senkrecht zur Abtastrichtung aufgrund von Pyramidalfehlern im Vergleich mit der Dimensionierung der Detektoreinrichtung so gering, daß im Zeilenanfangssignal keine Fehler erzeugt werden. Wenn eine nicht optimale Strahlgröße senkrecht zur Abtastrichtung an der Fläche 42 annehmbar ist, kann der Spiegel 40 so positioniert werden, daß eine Ablenkfläche 21 des Strahlablenkers 20 mit der Fläche 42 optisch konjugiert. Bei der Vorrichtung 10 sind die Fläche 42 des Fotodetektors 44 und das Empfangsmedium 30 in im wesentlichen jeweils gleichen Abständen zum Strahlablenker 20 angeordnet. Diese Anordnung ist erforderlich, damit der Strahl in Abtastrichtung auf das Empfangsmedium 30 sowie die Fläche 42 fokussiert wird.
Der Fotodetektor 44 erzeugt ein Zeilenanfangssignal, wenn der Abtaststrahl in einer vorbestimmten Position befindlich ist. Die vom Fotodetektor 44 ausgegebenen Signale werden in einer (nicht gezeigten) Steuereinrichtung verarbeitet, wobei diese die in der am 2. Mai 1991 veröffentlichten internationalen Anmeldung Nr. W091/06029 beschriebene und dem Stand der Technik aufgrund der Aussage des Art. 54 (3), EPÜ, entsprechende Ausführungsform haben kann. Ein herkömmlicher Quadranten-Detektor kann als Fotodetektor 44 verwendet werden.

Claims

1.Scanner mit einer Lichtquelle (12) zum Erzeugen eines Strahlenbündels, einem Strahlablenker (20) zum Ablenken des Strahlenbündels in eine Vielzahl von Richtungen, einem ersten Zylinderspiegel (40), der so positioniert ist, daß er das vom Strahlablenker (20) reflektierte Strahlenbündel auffäängt, wenn dieses auf eine bestimmte Position gerichtet ist, und einer Detektoreinrichtung (44) zum Erzeugen eines Signals, wenn ein vom Zylinderspiegel (40) reflektiertes Strahlenbündel auf eine Fläche (42) der Detektoreinrichtung trifft, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderspiegel (40) eine der Ablenkflächen (21) des Strahlablenkers (20) mit der Fläche (42) der Detektoreinrichtung (44) senkrecht zur Abtastrichtung optisch konjugiert.

2. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (26) vorgesehen sind, die das abgelenkte Strahlenbündel auf ein Empfangsmedium (30) fokussieren.

3. Scanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Fokussiermitteln um einen Zylinderspiegel (26) handelt.

4. Scanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (44) und das Empfangsmedium (30) in im wesentlichen jeweils gleichen Abständen zum Strahlablenker (20) angeordnet sind.