DE69214901T2

DE69214901T2 - Verfahren und Gerät zur Kontrolle der Position eines Lichtflecks

Info

Publication number: DE69214901T2
Application number: DE69214901T
Authority: DE
Inventors: James J Appel; Thomas L Paoli
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2012-07-18
Also published as: EP0528543B1; EP0528543A1; DE69214901D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zuin Steuern der Position eines Lichtflecks, und insbesondere, aber nicht ausschließlich ein Verfahren und eine Vorrichtung um die Positions- oder Ausrichtungssteuerung eines Flecks oder von Flecken zu schaffen, an dem ein Lichtbündel auf ein Photoempfangselement trifft.
Obgleich sie auf eine breite Vielfalt von optischen Ausgangseinrichtungen anwendbar ist, findet die vorliegende Erfindung ihre besondere Nützlichkeit bei einer Rasterausgangsabtastvorrichtung (ROS). Deshalb fangen die folgenden Einzelheiten und Beschreibungen mit einem Hintergrund der vorliegenden Erfindung in Größen einer Rasterausgangsabtastvorrichtung an. Das Rasterausgangsabtasten ist das vorherrschende Verfahren geworden, um modulierte Lichtinformationen auf dem Photorezeptor in Druckvorrichtungen aufzubringen, die beispielsweise beim digitalen Drucken verwendet werden, und hat eine gewisse Anwendung bei anderen Bildformungsvorgängen gefunden, wie Schreiben auf einer Anzeigeeinrichtung, auf Photofilm, usw. Man betrachte zum Zweck der Darstellung das digitale Drucken, was vielleicht die üblichste Anwendung von Rasterausgangsabtasten ist. Wie es bekannt ist, wird der Abtastvorgang davon herkömmlicherweise durch eine sich bewegende, reflektierende Oberfläche ausgeführt, die typischerweise ein Polygon mit mehreren Facetten ist, wobei eine oder mehrere Facetten Spiegel sind. Das Polygon wird um eine Achse gedreht, während ein intensitätsmoduliertes Lichtbündel, typischerweise Laserlicht, veranlaßt wird, auf das Drehpolygon und einem vorbestimmten Winkel aufzutreffen. Das Lichtbündel wird von einer Facette reflektiert und danach zu einem "Fleck" auf einem photoempfindlichen Aufzeichnungsmedium fokussiert. Die Drehung des Polygons bewirkt, daß der Fleck geradlinig über das photoempfindliche Medium in einer schnellen Abtastrichtung (das heißt Zeilenabtastung) abtastet. Inzwischen wird das photoempfindliche Medium relativ langsamer als die Geschwindigkeit des schnellen Abtastens in einer langsamen Abtastrichtung vorwärtsbewegt, die zu der schnellen Abtastrichtung orthogonal ist. Auf diese Weise tastet das Bündel das Aufzeichnungsmedium mit einem Rasterabtastmuster ab. Das Lichtbündel wird intensitätsmoduliert nach Maßgabe eines seriellen Datenstroms mit einer solchen Geschwindigkeit, daß einzelne Bildelemente ("Pixel") des Bildes, das durch den Datenstrom wiedergegeben wird, auf dem photoempfindlichen Medium belichtet werden, um ein latentes Bild zu bilden, das dann auf ein geeignetes Bildemfpangsmedium, wie ein Blatt Papier, übertragen wird.
Obgleich zum Zweck des Beispiels diese Erörterung in Größen einer Rasterausgangsabtastvorrichtung ist, wird es aus der folgenden Erörterung offensichtlich, daß viele andere abtastenden und nichtabtastenden Systemausführungsformen der vorliegenden Erfindung bestehen. Jedoch wird als Übereinkunft das Wort "Abtasten" verwendet, wenn auf die schnelle und langsame Abtastrichtung (das heißt die Bewegung oder Position in der schnellen und langsamen Abtastebene) bezug genommen wird, mit dem Verständnis, daß ein tatsächliches Abtasten mit dem Fleck nicht absolut verlangt wird.
Daten in jeder der schnellen und langsamen Abtastrichtung werden im allgemeinen abgetastet. Die Abtastgeschwindigkeit der langsamen Abtastrichtungsdaten ist gleich 300 Linien pro Zoll oder mehr in vielen Druckvorrichtungen. Es wurde gezeigt, daß Fehler bei der langsamen Abtastrichtung von so wenig wie 1% des nominalen Linienabstands in einem Halbtonbild oder einem Bild mit durchgehendem Ton wahrgenommen wird. Dies beinhaltet eine Notwendigkeit für einen hohen Grad um Fleckpositionssteuerung in der langsamen Abtastrichtung in der Bildebene, insbesondere bei solchen Anwendungen, wie bei Druckern mit Mehrfachbündeln und Mehrfach-Rasterausgangsabtastfarbdruckern, wo die Steuerung der Position von mehreren Flecken kritisch ist. Ferner verlangt Drucken mit hoher Auflösung in der Größenordnung von 600 Flecken pro Zoll oder mehr eine sehr genaue Fleckpositionierung.
Fehler der Fleckposition in der langsamen Abtastrichtung kommen von vielen Quellen her, einschließlich von Defekten bei der Bewegung des Polygons und/oder des photoempfindlichen Mediums, von Oberflächenfehlern der Facette und/oder Bildebene (beispielsweise photoempfindliches Medium), usw. Diesen Fehlern wird am häufigsten durch eine passive oder aktive in-line-Optik angegangen. Positionsfehler, die sich über eine gesamte Abtastlinie erstrecken, werden am häufigsten durch Verzögern oder Beschleunigen des Abtaststarts durch eine oder mehrere Abtastlinien ausgeglichen (diese Korrektur ist auf ganze Vielfache eines Abtastlinienabstands begrenzt). Man siehe beispielsweise Advances in Laser und E- O Printing Technology, Sprague u. a., Laser Focus/Electro- Optics, S. 101-109, Oktober 1983. Eine andere Methode, die passive Optik verwendet, ist die Verwendung von optischen und mechanischen Elementen äußerst hoher Qualität. Dies beinhaltet notwendigerweise höhere Gesamtkosten und mögliche Beschränkungen bei der Dauerhaftigkeit des Systems. Ein noch anderes Beispiel einer passiven, optischen Korrektur ist das System, das in dem US Patent 4,040,096 geoffenbart ist, das am 02. August 1977 an Starkweather erteilt worden ist und eine grundsätzliche Polygon-Rasterausgangsabtaststruktur aufnimmt, die Auslauf- und/oder Facettenfehlern (beide sind Abtastfehler in der langsamen Abtastrichtung) begegnet, indem eine erste Zylinderlinse in den optischen Weg vor dem Polygon angeordnet wird, die das Bündel in der langsamen Abstastrichtung auf die Facette fokussiert, und eine zweite Zylinderlinse in dem Weg nach dem Polygon, das die Facette auf die erwünschte Bildebene fokussiert. Toroidische Elemente und konkave Spiegel sind auch verwendet worden, um die gleiche Funktion auszuführen.
Ein aktiver Ausgleich für Verfahrensabtastrichtungsfehler beinhaltet üblicherweise eine Ausgleichssystem mit geschlossener Schleife und/oder mit Speicherzuführung. Ein akusto-optisches (A-0) Ausgleichssystem mit geschlossener Schleife ist in "Laser Scanning for Electronic Printing", Urbach u. a., Proceedings of the IEEE, Bd. 70, Nr. 6, Juni 1982, Seite 612 und den darin genannten Verweisungen erörtert. Wie es in dieser Druckschrift erörtert wird, wird eine Positionserfassungseinrichtung für den langsamen Abtastfleck in der Abstastlinie angeordnet, die zusammen mit der in Beziehung stehenden Verarbeitungsvorrichtung die langsame Abtastabweichung quantisieren kann. Ein akusto-optisches Element ist in dem optischen Weg angeordnet, dessen Brechungsindex verändert werden kann, indem darin eine Schallwelle hergestellt wird. Eine Änderung der Schallwelle, die in dem akusto-optischen Element erzeugt wird, wird von einer Änderung des Dispersionswinkels begleitet (das heißt der Winkel des Ausgangsbündel in bezug auf den Winkel des Eingangsbündels). Die Information über die langsame Abtastverschiebung von der Erfassungseinrichtung und der Verarbeitungsvorrichtung wird dem eine akustische Welle erzeugenden Abschnitt der akusto-optischen Einrichtung zugeführt, die dann die langsame Abtastrichtungsposition der Abtastlinie in Reaktion auf die Verschiebungsinformation steuern kann. Ferner kann die Steuerinformation für gewisse zurücklaufende Verschiebungsfehler im voraus gemessen und mit der Winkelbewegung des Drehpolygons synchronisiert werden, wie es in der obigen Druckschrift erörtert wird. Man vergleiche auch "Visibility and Correction of Periodic Interference Structures in Line-by-Line Recorded Images", J. Appl. Phot. Eng., Bd. 2, S. 86-92, Frühling 1976.
Eine Technologie, die auf ein Abtastverfahren gerichtet ist, im Gegensatz zum Angehen von langsamen Abtastrichtungsfehlern, ist in "Fast Dispersive Beam Deflectors and Modulators", Filinski und Skettrup, IEEE Journal of Quantum Electronics, Bd. QE-18 Nr. 7, S. 1059-1062, Juli 1982 geoffenbart. Wie es kurz darin beschrieben ist, kann ein statisches, optisches Element, das Dispersionseigenschaften hat, die sich als Funktion der Wellenlänge des einfallenden Lichts ändern, verwendet werden, in einer Dimension abzutasten, indem die Ausgangswellenlänge der Lichtquelle geäandert wird. Verschiedene Arten statischer, dispersiver Elemente sind darin erwähnt, einschließlich von Prismas und Gittern, obgleich keine Einzelheiten über den Einbau dieser Art von Abtastelementen in ein vollständiges Abtastsystem gegeben werden. Noch gibt es irgendeine Erwähnung in dieser Veröffentlichung über das Verwenden der beschriebenen Vorrichtung, um die Fleckposition in der langsamen Abtastrichtung zu steuern.
Es gibt gegenwärtig ein Bedürfnis auf dem Gebiet der Fleckpositionssteuerungsvorrichtungen und Verfahren, die eine verbesserte fortlaufende Ablenkung mit sehr hoher Auflösung eines optischen Bündels in der langsamen Abtastrichtung schaffen.
Nachteile bei Steuerungsschematas zur Fleckposition, die auf dem Gebiet bekannt sind, schließen die Komplexität, Kosten und oder die Schwierigkeit beim Herstellen solcher Systeme ein. Beispielsweise verlangt die Verwendung von Hochqualitätsoptik nicht nur optische Elemente hoher Qualität, sondern äußerste Kontrolle beim Positionieren dieser Optiken, um die verlangte, sehr genaue mechanische Steuerung zu erhalten, die ausreichend ist, eine Fleckposition auf 0,02 mm oder weniger einzustellen, was in vielen Fällen verlangt wird. Um diesen Wert der Fleckpositionssteuerung mit den vorgenannten akusto-optischen Modulatoren zu erzielen, muß eine Schallwelle hergestellt und mit großer Genauigkeit aufrechterhalten werden. Diese akusto-optischen Modulatoren sind relativ ziemlich teuer und verlangen einen zugeordneten genauen Hochfrequenzsignalgenerator und verwandte Elelektronik, um die Schallwellen zu erzeugen und aufrecht zu erhalten. Zwei weitere Nachteile vieler Steuerungsschemata für die Fleckposition nach dem Stand der Technik sind die Geschwindigkeit und Genauigkeit, mit der sie arbeiten können. Beispielsweise sind drei der üblichsten Rasterausgangsabtastschemata, Zylinderlinsen, Drehspiegel und verschiebbare Winkelspiegel im allgemeinen zu langsam, Bewegungsqualitätsfehler oder Fehler von Linie zu Linie zu korrigieren, während Drehspiegel und Verschiebungswinkelspiegel auch groß und deshalb schwierig genau und schnell zu bewegen sind.
Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, ein neuartiges Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Fleckposition oder Ausrichtung in der langsamen Abtastrichtung in einem optischen Ausgangssystem zu schaffen, die eine Anzahl von Schwierigkeiten und Nachteilen bei dem Stand der Technik überwinden. Eine Fleckposition bezieht sich auf die Stelle, an der ein Lichtbündel auf eine Bildebene auffällt, und eine Fleckausrichtung bezieht sich auf die Stelle, an der das Lichtbündel auf diese Bildebene in bezug auf andere Fleckpositionen auftrifft (beispielsweise beim Überschreiben eines Flecks wegen des Tons, der Position, der Farbe oder Steuerung anderer Parameter). Jedoch schließt zur Einfachheit der Erläuterung irgendein Bezug auf die Steuerung der Fleckposition die Steuerung der Fleckausrichtung ein, solange nichts anderes angegeben ist. Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern der langsamen Abtastrichtungsposition, an der ein Lichtbündel zu einem Fleck in einer Bildebene fokussiert wird, einschließend Lenken des Lichtbündels zu einem Steuerelement und Steuern des Steuerelements, um das Lichtbündel abzulenken, wodurch eine Bewegung des Flecks in der langsamen Abtastrichtung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement ein elektrooptisches Element ist, das mindestens teilweise aus dem Halbleitermaterial AlGaAs zusammengesetzt ist, und wobei das Verfahren einschließt, eine elektrische Vorspannung an das elektrooptische Element zum Steuern der Fleckposition in der Bildebene in der langsamen Abtastrichtung anzulegen, und die elektrische Vorspannung zu ändern, um eine Steuerung der langsamen Abtastpositions des Flecks zu erzielen.
Die vorliegende Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zum Steuern der Position eines Flecks, der von einem fokussierten Lichtbündel erzeugt ist, in der langsamen Abtastrichtung in einer Bildebene, wobei die Vorrichtung einschließt eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der langsamen Abtastrichtungsposition des Lichtbündels an dem Punkt, an dem es auf die Bildebene auftrifft, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung eine elektrooptische Einrichtung einschließt, die in dem optischen Weg zwischen einer Lichtquelle und der Bildebene angeordnet ist, die elektrooptische Einrichtung einen Brechungsindex aufweist, der sich als eine Funktion einer elektrischen Vorspannung ändert, die daran angelegt ist, um dadurch die langsame Abtastposition des Flecks zu steuern, die elektrooptische Einrichtung mindestens teilweise aus dem Halbleitermaterial AlGaAs zusammengesetzt ist.
Im allgemeinen wird die Fleckpositionssteuerung geschaffen, indem in dem Bildweg ein elektroptisches Element eingeführt wird, dessen Winkeldispersion sich bei einer gegebenen Wellenlänge als Funktion der daran angelegten elektrischen Vorspannung ändert. Eine Fleckpositonssteuerung wird erreicht, indem die elektrische Vorspannung, die an das elektrooptische Element angelegt wird, gesteuert wird. Eine Fleckpositionssteuerung kann entweder für einen einzelnen Fleck oder für mehrere Flecken erreicht werden, wo die Position von jedem Fleck in bezug auf die anderen Flecken beibehalten wird. In Abhängigkeit von den Ausgangsparametern der optischen Ausgangsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, kann eine Fleckpositionssteuerung auf einer Basis von Bildelement zu Bildelement erreicht werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Rasterausgangsabtastvorrichtung der Art, die eine Lichtquelle, typischerweise eine Laserlichtquelle, zum Aussenden eines Lichtbündels, eine Einrichtung zum Modulieren des Lichtbündels nach Maßgabe eines Datensignals, eine Vorrichtung zum Abtasten mit dem Lichtbündel auf eine Rasterart und eine Bildebenenvorrichtung einschließt, wie ein Photoempfangselement, um das abtastende Lichtbündel zu empfangen. Ferner ist eine elektrooptische Einrichtung zum Steuern der Position in der langsamen Abtastebene des Lichtbündels an dem Punkt eingeschlossen, an dem es auf die Bildebenenvorrichtung auftrifft, wobei es in dem optischen Weg zwischen der Lichtquelle und der Bildebenenvorrichtung angeordnet ist. Eine Einrichtung zum Bestimmen des Vorhandenseins und des Ausmaßes von Fleckpositionsfehlern und/oder der Notwendigkeit der Anwendung einer vorbestimmten Fleckpositionskorrektur kann auch eingeschlossen werden. Eine Ausführungsform des Verfahrens verwendet diese Rasterausgangsabtastvorrichtung.
Bei dem Betrieb wird ein Lichtbündel durch die Lichtquelle erzeugt, die in Reaktion auf ein Bilddatensignal moduliert wird. Das Lichtbündel tastet über mindestens einen Abschnitt einer Oberfläche der Bildebenenvorrichtung in einer schnellen Abtastebene ab, ebenso wie es über mindestens einen Abschnitt einer Oberfläche der Bildebenenvorrichtung in einer langsamen Abtastebene abtastet, die zu der schnellen Abtastebene normal ist. Das Vorhandensein und das Ausmaß des Fehlers, wenn irgendeiner, bei der Position des Lichtbündels in der langsamen Abtastebene wird für einen Teil der oder die ganze Abtastung in der schnellen Abtastebene bestimmt, und eine Korrektur für irgendeinen Fehler in der langsamen Abtastebene wird ausgeführt, indem die optischen Eigenschaften, insbesondere der Brechungsindex des elektrooptischen Elements verändert wird, durch das das Lichtbündel hindurchläuft, indem sein elektrischer Zustand (oder optische Eigenschaften) in Reaktion auf die Bestimmung des Vorhandenseins und des Ausmaßes eines solchen Fehlers verändert wird.
Die Steuerung der Fleckposition auf der Bildebenenvorrichtung, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, kann verwendet werden, Positionsfehler zwischen den Zeilen in der langsamen Abtastebene zu korrigieren, indem die elektrische Vorspannung, die an das elektrooptische Element angelegt wird, in Reaktion auf den Ausgang einer Einrichtung zum Bestimmen und Quantifizieren solcher Positionsfehler und/oder in Reaktion auf vorbestimmte Korrekturinformatinen verändert wird, die von einer prozessorgesteuerten Speichereinheit oder Ähnlichem ausgegeben werden.
Ferner ist die maximale Größe der Fleckpositionskorrektur in der langsamen Abtastebene, die verlangt wird, gleich einer Hälfte einer Abtastzeilenhöhe. Irgendein größerer Korrekturwert kann durch eine Kombination der obigen Fleckpositionssteuerung und Verzögerung oder Beschleunigung einer Abtastzeile verwirklicht werden.
die vorliegende Erfindung wird weiter durch Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine seitliche oder Seitenansicht der allgemeinenen optischen Ausgestaltung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein elektrooptisches Element in der Form eines Prismas gezeigt ist, das zwischen der Lichtquelle und der Drehpolygonabtastvorrichtung eines Rasterausgangsabtastsystems angeordnet ist;
Fig. 1A eine Photoempfangstrommel in der Bildebene der Vorrichtung der Fig. 1 zeigt, wie sei bei einer elektrostatografischen Druckanwendung der vorliegenden Erfindung verwendet werden mag;
Fig. 2 eine obere oder Draufsicht auf die allgemeine optische Ausgestaltung der Vorrichtung der Fig. 1 zeigt, wobei ein elektrooptisches Element gezeigt ist, das zwischen der Lichtquelle und der Drehpolygonabtastvorrichtung eines Rasterausgangsabtastsystems angeordnet ist;
Fig. 3 eine seitliche oder Seitenansicht der allgemeinen optische Ausgestaltung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein elektrooptisches Element gezeigt ist, das zwischen einer Mehrbündel-Lichtquelle und einer sich drehenden Polygonabtastvorrichtung eines Mehrbündel- Rasterausgangsabtastsystems angeordnet ist;
Fig. 4 im einzelnen ein elektrooptisches Element zeigt, das mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um eine steuerbare Fleckausrichtung in einem Rasterausgangsabtastsystem zu erlauben;
Fig. 5 und 5A eine schematische Darstellung eines Rasterausgangsabtastsystems für den Zweck zeigen, um die Art und das Ausmaß der Steuerung der Fleckposition zu beschreiben, die in der Verfahrensabtastrichtung durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird;
Fig. 6 eine seitliche oder Seitenansicht der allgemeinen optischen Ausgestaltung einer Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegneden Erfindung zeigt, wobei eine Einrichtung zum Erfassen von Fehlern bei der Position der Photoempfangstrommel und zum Zuführen einer Größe des bestimmten Fehlers und von vorbestimmten Korrekturdaten zurück zu dem elektrooptischen Element als ein Steuersignal zum Einstellen der Position des Laserbündels, das von dem elektrooptischen Element austritt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen und Korrigieren beim Durchlauf und zum Ausgleichen von vorbestimmten Fehlern der Fleckposition in der langsamen Abtastrichtung ist;
Fig. 8 eine seitliche oder Seitenansicht einer nichtabtastenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Im allgemeinen werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Elemente bei jeder der unten den vorgenannten Figuren zu bezeichnen.
Eine ins Einzelne gehende Beschreibung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier unter Bezugnahme auf die Fig&sub5; 1 und 2 gegeben, die Ansichten einer langsamen Abtastebene bzw. einer schnellen Abtastebene einer Abtastvorrichtung 10 zeigen. Die Vorrichtung 10 ist eine Rasterausgangsabtastvorrichtung von der Art, die beispielsweise ein abgetastetes und moduliertes Ausgangssignal an eine Photoempfangstrommel 12, wie die in Fig. 1A gezeigte, zur Verwendung bei einem elektrostatografischen Druckverfahren ausgibt. Alternativ kann die Vorrichtung 10 ein abgetastetes und moduliertes, optisches Signal an eine Anzeigeeinrichtung, eine photografische Einrichtung oder eine andere Anwendung ausgeben, die ein solches abgetastetes und moduliertes, optisches Signal verwenden.
Die Vorrichtung 10 schließt eine Lichtquelle 14, wie einem Festkörperlaser oder eine Mehrfachanordnung von Lasern ein, die ein divergierendes Bündel kohärenten Lichts 16 erzeugt. In dem Weg des Bündels 16 sind eine erste Zylinderlinse 18, die die Brechkraft nur in der schnellen Abtastebene hat, eine zweite Zylinderlinse 20, die die Brechkraft nur in der langsamen Abtastebene hat, eine elektrooptische Einrichtung 22, die mehr im einzelnen unten beschrieben wird, eine dritte Zylnderlinse 24, die ihre Brechkraft nur in der schnellen Abtastebene hat, eine Abtastvorrichtung 26, die als ein Drehpolygon gezeigt ist, das mindestens eine reflektierende Facette 28 aufweist (die aber auch ein Drehhologramm, ein sich drehendes Beugungsgitter, usw. sein kann), eine sphärische Linse 30, die Brechkraft in der schnellen und in der langsamen Abtastebene hat, und eine toroidische Linse 32. Der Weg des Bündels 16 endet an der Bildebene 34, die eine Zeile auf der vorgenannten, sich drehenden Photoempfangstrommel 12 (Fig. 1A) sein kann, eine Oberfläche aus geschliffenem Glas oder einer anderen Art eines Anzeigeschirms, ein photoempfindlicher Film, usw.
Es wird auf Fig. 2 bezug genommen, die die Ansicht der schnellen Abtastebene der Vorrichtung 10 zeigt, wobei das divergierende Lichtbündel 16, das von der Quelle 14 ausgesandt wird, durch die erste Zylinderlinse 18 auf die Eintrittsapertur der elektrooptischen Einrichtung 22 durch die Zyslinderlinse 20 fokussiert wird. Die elektrooptische Einrichtung 22 ist sehr schmal in der schnellen Abtastebene, wodurch bewirkt wird, daß sie sich wie ein eindimensionaler, optischer Wellenleiter verhält (siehe Fig. 4 und unten die beigefügte Beschreibung). Weil sich die elektrooptische Einrichtung 22 wie ein eindimensionaler, optischer Wellenleiter in der Abtastrichtung verhält, pflanzt sich das auf ihre Eintrittsapertur fokussierte Licht durch sie hindurch fort und divergiert, wenn es ihre Austrittsapertur verläßt. Die Zylinderlinse 24 kollimiert dann das Licht in der Abtastebene vor seinem Eintreffen auf der Facette 28 der Abtastvorrichtung 26.
Die elektrooptische Einrichtung 22 ist in der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 als ein Prisma gezeigt. Jedoch kann die elektrooptische Einrichtung 22 eine eine Vielzahl von Einrichtungen und Materialzusammensetzungen sein, die mehr im einzelnen erörtert werden.
Obgleich die Modulation des Bündels bequem erreicht werden kann, indem unmittelbar der Ausgang der Lichtquelle moduliert wird, beispielsweise durch Modulieren des an dem Laser selbst angelegten Stroms von unterhalb der Laseremissionsschwelle bis oberhalb von ihr, wie es auf dem Gebiet bekannt ist, das Bündel zu einem Modulator (nicht gezeigt) projiziert werden, der einer einer Vielzahl von Arten von Modulatoren sein kann, wie ein elektrooptischer oder akustooptischer Modulator, ein TIR Modulator, usw..
Das Bündel fällt als nächstes auf eine Abtastvorrichtung 26, die eine eine Vielfalt solcher Einrichtungen sein kann, die auf dem Gebiet bekannt sind, am typischsten ein Drehpolygon mit mindestens einer verspiegelten Facette 28. Andere geeignete Vorrichtungen zum Abtasten schließen sich drehende Hologramme und sich drehende Beugungsgitter, usw. ein. Wie es am klarsten in Fig. 2 gezeigt ist, bewirkt die Drehung der verspiegelten Facette(n), daß das Bündel abgelenkt wird und dabei über eine Bildebene 34 abtastet.
Das Bündel 16, daß geeignet durch die Abtastvorrichtung 26 abgelenkt (das heißt reflektiert) worden ist, divergiert, und Linsen 30 und 32 werden verwendet, um das Bündel wieder auf einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt auf der Bildebene 34 zu fokussieren und eine Abtast-Nichtlinearität zu korrigieren (f-Theta Korrektur). Die toroidische Linse 32 oder ein Äquivalent davon (wie ein zylindrischer Spiegel) korrigiert Schwankungen (Fehler der Bewegung der Abtastvorrichtung oder der Facetten). Die Bildebene 34 kann geschliffenes Glas, ein Lichtschirm, ein photoempfindliches Material (Film, elektrostatischer Photorezeptor, usw.) oder ein anderes Betrachtungs- oder Empfangsmedium in der Bildebene sein. Fig. 1A zeigt die Bildebene 34 als eine Zeile auf einer sich drehenden Photoempfangstrommel 12, die bei Druckanwendungen verwendet wird, wie bei elektrostatografischem Drucken und Ähnlichem.
Somit wird, wenn das Polygon 20 in einer Uhrzeigersinnweise gedreht wird, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ein Bündel, das von einer seiner sich bewegenden Facetten reflektiert wird, veranlaßt, über die Bildebene 34 abzutasten, wie es durch den Pfeil angegeben ist. Wenn das Bündel dann steuerbar moduliert wird, ergibt sich ein abtastendes und moduliertes, einzelnes Bündel allgemeiner Anwendung. Wenn die Bildebene 34 die Zeile auf der sich drehenden Photoempfangstrommel 12 der Fig. 1A umfaßt und die Drehung der Trommel 12 und die Modulation und das Abtasten des Bündels richtig abgestimmt sind, kann eine Rasterausgangsabtastdruckvorrichtung hergestellt werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine gleichzeitige Fleckpositionssteuerung für eine Mehrzahl von Flecken ermöglicht, ist in Fig. 3 gezeigt. Die Vorrichtung 50 schließt mehrere Lichtquellen 52a, 52b ein, wie unabhängige Festkörperlaser oder einen monolithischen Mehrfachbündel-Festkörperlaser, die divergierende Bündel kohärenten Lichts erzeugen. Die Wellenlängen der Bündel sind nahezu die gleichen oder in der Größenordnung von wenigen nm beabstandet, damit sie ihre Positionen in bezug zueinander nicht während des Fleckpositionierungsverfahrens ändern. Wie es in der schnellen Abtastebene gezeigt ist, laufen die Bündel 16a und 16b durch die erste Zylinderlinse 18, die zweite Zylinderlinse 20, die elektrooptische Einrichtung 22 und eine dritte Zylinderlinse 24, werden von der Facette 28 reflektiert und laufen durch die sphärische Linse 30 und die toroidische Linse 32, bevor sie auf die Bildebene 34 treffen, wie es vorhergehend beschrieben worden ist.
Obgleich die Modulation des Bündels bequem erreicht werden kann, indem unmittelbar der Ausgang der Lichtquelle moduliert wird, beispielsweise durch Modulieren des an den Laser selbst angelegten Stroms von unterhalb der Laseremissionsschwelle bis oberhalb von ihr, wie es auf dem Gebiet bekannt ist, kann das Bündel auf einen Modulator (nicht gezeigt) projiziert werden, der einer einer Vielzahl von Arten von Modulatoren sein kann, wie ein elektrooptischer oder akustooptischer Modulator, ein TIR Modulator, usw. Wie vorher kann die Bildebene 34 geschliffenes Glas, ein Sichtschirm, ein photoempfindliches Material (Film, elektrostatischer Photorezeptor, usw.) oder ein anderes Sicht- oder Empfangsmedium in der Bildebene sein.
Wegen der Ähnlichkeit zwischen dem Aufbau und der Arbeitsweise der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 und der Ausführungsform der Fig. 3 wegen der Klarheit und der Einfachheit erfolgt der Rest der Beschreibung der vorliegenden Erfindung in bezug auf eine Ausführungsform mit einem einzigen Bündel (die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist). Die Erörterung ist jedoch auf gleiche Weise auf eine Vorrichtung mit mehreren Bündeln anwendbar, wie der Durchschnittsfachmann erkennen wird. Ferner können viele Einzelheiten der Linse und anderer optischer und mechanischer Bauteile eines vollständigen Rasterausgangsabtastsystems wegen der Klarheit fortgelassen werden, da sie auf dem Gebiet gut bekannt sind.
Zum Zwecke der folgenden Erläuterung wird angenommen, daß die elektrooptische Einrichtung 22 die Form eines gleichschenkligen Dreiecksprismas hat, wie es in den Figuren gezeigt ist. (Die tatsächliche Zusammensetzung der Einrichtung 22 wird im einzelnen unten beschrieben.) Auch erkennt man, daß optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn die elektrooptische Einrichtung 22 in dem Fall, in dem sie die Form eines Prismas annimmt, vollständig beleuchtet wird (das heißt, vollständig mit Licht gefüllt wird). Dies ist, weil die Auflösungskraft des Prismas umgekehrt proportional zu der Weite des optischen Bündels ist, das eine untere Grenze für die Höhe des Prismas festlegt. Um jedoch die elektrische Eingangsleistung zu minimieren, ist es wünschenswert, das Prisma so klein wie möglich zu machen. Daher verwendet ein vollständiges Beleuchten des Prismas maximal seine aktive Fläche. Jedoch erkennt man, daß die elektrooptische Einrichtung 22 andere Formen annehmen kann, wie ein Beugungsgitter, ein dünner Film oder ein ähnliches Element, wo es geeignet ist.
Die elektrooptische Einrichtung 22 erleichtert die Steuerung der Fleckposition, was eine Basis der vorliegenden Erfindung bildet. Dieser Steuerung liegt ein Gesichtspunkt der Einrichtung 22 zugrunde, daß ihr Brechungsindex leicht, schnell und genau verändert werden kann. Insbesondere gibt es eine Klasse solcher Einrichtungen, deren Brechungsindex durch das Anlegen einer elektrischen Vorspannung an die Einrichtung geändert werden kann. Beispielsweise zeigt der Halbleiter AlGaAs dieses Merkmal, wie es auf dem Gebiet gut dokumentiert ist. In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist die elektrooptische Einrichtung 22 als ein Prisma gezeigt, von dem zum Zweck der folgenden Erörterung angenommen wird, daß es aus AlGaAs ist, und das mehr im einzelnen in Fig. 4 gezeigt ist. Jedoch kann die Einrichtung 22 ein anderes geeignetes Material sein, wie Lithiumniobat, Flüssigkristall, usw.
Die in Fig. 4 gezeigte Einrichtung 22 schließt ein Substrat 60 ein, auf dem eine Überzugschicht 62 aus n-AlyGa(1-y)As beispielsweise durch Metalloxyd Vakuumdampfabscheidungsverfahren (MOCVD-Verfahren), die auf dem Gebiet gut bekannt sind, abgeschieden worden ist und wobei y typischerweise gleich 0,40 sein kann. Ein Wellenleiterkern 64 aus AlxGa(1-x)As, wo y > x und x 0,2 sein kann, wird als nächstes auf der Schicht 62 abgeschieden (obgleich der Wellenleiterkern auch eine mehrfache Quantensenkenstruktur haben kann, wo es geeignet ist). Der Wellenleiterkern 64 wird ausgewählt, daß er eine weite Bandlücke aufweist, so daß er bei den Betriebslängenwellen durchlässig ist. Eine Überzugsschicht 66 aus p-AlzGa(1-z)As, wo z > x und z typischerweise gleich y ist, wird dann auf der Schicht 64 abgeschieden. Der Aufbau wird dann bis zu dem Substrat herab durch auf dem Gebiet bekannte Verfahren geäzt, um eine geäzte Fläche 68 zu bilden. Dann werden die drei Seiten des Aufbaus gespalten, um gespaltene Seiten 70, 72 und 74 zu bilden. Als nächstes werden metallische, elektrische Kontakte 76 und 78 über der Schicht 66 bzw. unter dem Substrat 60 aufgebracht. Vergütungen 80 und 82 werden als nächstes auf die Seite 68 bzw. 74 aufgebracht. Dadurch wird ein Prisma gebildet, das dazu dient, selektiv auf es auffallendes Licht als Funktion der zwischen den Kontakten 76 und 78 angelegten Vorspannung abzulenken. Der weg des abgelenkten Lichts ist mittels des beispielhaften Doppeipfeils in Fig. 4 gezeigt, der mit L bezeichnet ist.
Die Figuren 5 und 5a zeigen eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 für den Zweck, die Art und das Maß der Steuerung der Fleckposition zu beschreiben, die durch die vorliegende Erfindung in der langsamen Abtastebene geschaffen wird. Zum Zweck der Einfachheit der Erläuterung sind nur Elemente darin gezeigt worden, die zur Erläuterung notwendig sind.
Strahlen eines optischen Bündels von der Lichtquelle 14, wie es durch einen repräsentativen Strahl 90 dargestellt ist, erfahren eine Winkelabweichung &epsi; bei der Brechung durch die elektrooptische Einrichtung 22. Die Größe dieser Brechung ändert sich als Funktion des Brechungsindexes der Einrichtung 22. Das heißt, wenn der Brechungsindex der Einrichtung 22 um eine Größe Δn geändert wird, wird es eine entsprechende Änderung bei der Winkelablenkung Δ&epsi; geben. M. Born und E. Wolf zeigen in "Principles of Optics" (5. Auflage, Pergamon Press, S. 180), daß eine minimale Ablenkung Δ&epsi; gegeben ist durch
Δ&epsi; = Δn(b/d) (1)
wo b die Basis des Prismas und d die Weite des Ausgangsbündels ist.
Um die Auflösungskraft des Prismas bei einer Änderung des Brechungsindex zu berechnen ist, wobei erneut auf Born und Wolf (S. 404, oben) bezug genommen wird, die Winkelablenkung, die verlangt wird, einen Fleck zu definieren λ/d, wo λ die Wellenlänge des Lichts ist. Um dann zwei Flecken aufzulösen, indem der Brechungsindex um Δn geändert wird,
Δ&epsi; = λ/d (2)
woraus man erhält
Δn = λ/b (3)
Somit kann die verlangte Indexänderung erreicht werden, indem die Basis des Prismas vergrößert wird. Beispielsweise ist bei einem Laser, der bei 780 nin arbeitet, und einem Prisma mit b = 1 mm, Δn = 0,78 x 10&supmin;³, was für AlGaAs vernünftig ist.
Die physikalischen Prinzipien, die eine angemessene Größe einer Indexänderung in einem Prisma aus AlGaAs ergeben, können entweder der lineare oder der quadratische elektrooptische Effekt oder eine freie Trägerinjektion sein. Für den linearen elektooptischen Effekt ist der Wert Δn = 0,2 x 10&supmin;³ mit dem Wert konsistent, der von dem bekannten elektrooptischen Koeffizienten von GaAs (1,6 x 10&supmin;¹&sup0; cm/V) und 15 Volt Abfall über eine Schicht von 2 µm berechnet worden ist. Siehe beispielsweise I. P. Kaminow, IEEE J. Quant. Electron., Bd. 4, S. 23 (1968). Er ist auch mit dem Wert konsistent, der von Houghton in Electronic Letters, Bd. 20, S. 479 (1984) für Al0,25Ga0,75As bei 1,15 µm erhalten worden ist, und ungefähr die Hälfe des Wertes, der von Simes u. a. in Appl. Physics Letters, Bd. 53, S. 637 (1988) für eine mehrfache Quantensenkenstruktur erhalten worden ist, die bei 25 Volt betrieben wurde. Nimmt man diesen Wert, muß für zwei auflösbare Flecken die Prismabasis 3,9 mm sein.
Ein freies Trägerplasma führt eine viel stärkere Indexänderung als der oben beschriebene, elektrooptische Effekt ein. Somit können, indem das Prisma richtig vorgespannt wird, Träger in den Wellenleiterkern 64 (Fig. 4) injiziert werden. Die durch die freien Träger herbeigeführte Indexänderung ist ungefähr
Δn = (-1,14 x 10&supmin;²¹) x N (4)
worin N die Trägerdichte ist. Somit verlangt ein Prisma mit einer Basis von 1 mm, das bei 780 nm arbeitet,
N = λ/(b x 1,14 x 10&supmin;²¹) = 6,8 x 10¹&sup7;/cm³ (5)
Dieses Maß an Trägerinjektion führt keine merkliche Bündelabschwächung oder zusätzliche spontane Emission ein.
Der Winkel des Prismas α wird durch die Weite des Ausgangsbündels d und die Prismabasis b aus der folgenden Beziehung bestimmt.
sin²α/2 = b²/(4d² + b²n²) (6)
Da die verlangte Indexänderung für eine gegebene Anzahl von aufgelösten Flecken nur von λ und b abhängt, legen wir b fest und verändern die Bündelweite durch den Prismawinkel. Die Tabelle 1 gibt mögliche Werte für einen Wellenleiterkern aus Al0,2Ga0,3As mit n = 3,58 und der Prismabasis b = 1 mm an.
Der Wellenleiterkern 64 ist von der Art, die die Ausbreitung einer Lichtwelle hindurch erlaubt, wobei sie in mindestens einer Dimension in der Größenordnung von einer Wellenlänge begrenzt wird. Die Lichtwelle pflanzt sich, ohne zu divergieren, in der Längsrichtung des Leiters fort, da sie auf den Wellenleiterkern durch den niedrigeren Brechungsindex der Überzugsschichten begrenzt ist. Tabelle 1
Die Begrenzung des optischen Feldes der Lichtwelle auf einen dünnen Wellenleiterkern ist vorteilhaft, wenn der elektrooptische Effekt verwendet wird, der auf die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet wird, da die Änderung beim Brechungsindex, die die Lichtwelle erfährt, die maximale Wirkung auf die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Lichtwelle hat. Ferner ist im allgemeinen das elektrische Feld, das verlangt wird, eine angemessene Änderung des Brechungsindex zu erzeugen, recht hoch. Da das elektrische Feld in dem Wellenleiterkern durch die angelegte Spannung dividiert durch die physikalische Dicke der Kernschicht gegeben ist, erlaubt ein dünner Kern, wie er bei dem oben beschriebenen Aufbau verwendet werden kann, ein großes elektrisches Feld und daher eine große Änderung beim Brechungsindex. Wie beschrieben worden ist, werden 75 kV/cm (15 Volt / 2 µm) in GaAs verlangt, um 0, x 10&supmin;³ zu erzeugen. Wenn die Welle auf 1 µm statt auf 2 µm begrenzt werden könnte, dann kann entweder dasselbe Δn (0,2 x 10&supmin;³) durch die halbe Spannung (7,5 Volt) erzeugt werden oder Δn kann für dieselbe Spannung (15 Volt) verdoppelt (0,4 x 10&supmin;³) werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann entweder eine Rückkopplungssteuerung für eine Korrektur "beim Durchlauf" oder eine Steuerung von gespeicherten Daten oder beides verwenden, um den Fleck in der Arbeitsabtastrichtung zu bewegen, um Bewegungsqualitätsfehler und Ähnliches aufzunehmen, wie es im einzelnen angegeben ist. Anfangs jedoch müssen diese Fehler bestimmt werden. Die Anordnung 100 der Fig. 6 zeigt ein einfaches Verfahren zum Bestimmen des Drehfehlers einer Photoempfangstrommel 102 mittels einer synchronisierten Strobe- und Sensoranordnung 104, wo Zeitmarken 106 auf der Trommel 102 verwendet werden. Die Einrichtung 100 schließt eine Verarbeitungseinrichtung ein, die die Bestimmung des Vorliegens und des Ausmaßes des Drehfehlers und die Erzeugung eines Steuersignals in Reaktion auf die Bestimmung des Ausmaßes des Fehlers ermöglicht, das an eine Steuerungsvorrichtung 108 übertragen wird, die die an das elektrooptische Element 22 angelegte Vorspannung steuert.
Die Vorspannung für die elektrooptische Einrichtung 22 wird durch eine Spannungsquelle (nicht gezeigt) zugeführt. Auf der Grundlage der Daten von Houghton in Electronics Letters, Bd. 20, S. 479 (1984) für ein Doppelheterostrukturmaterial und von Simes u. a. in Applied Physics Letters Bd. 53, S. 637 (1988) für Mehrfachquantensenkenmaterial würde eine Betriebsspannung von 25 Volt oder weniger verlangt. Bei Einrichtungen mit Trägerinjektion wäre die Betriebsspannung weniger als 5 Volt und der Betriebsstrom für ein Prisma mit einer Basis von 1 mm wäre weniger als 1 A in Abhängigkeit von der Trägerlebensdauer des Materials.
Zusätzlich zu dem Obigen kann die Fleckposition durch vorbestimmte Korrekturdaten gesteuert werden, was bei gewissen wieder auftretenden Fehlern machbar ist, wie der Drehversetzung einer Photoempfangstrommel, einer Oberflächenverzerrung eines Anzeigeschirms, usw., und durch Bereitstellung dieser vorbestimmten Korrektur für die Vorrichtung, die die an das elektrooptische Element 22 angelegte Vorspannung von einer prozessorgesteuerten Steuerungseinrichtung 110 oder Ähnlichem steuert. Der Ausgang der prozessorgesteuerten speichereinrichtung 110 könnte durch die Strob- und Sensorvorrichtung 104 oder eine andere geeignete Synchronisierungseinrichtung synchronisiert werden.
Fig. 7 zeigt im einzelnen einen vollständigen Arbeitszyklus des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Korrigieren langsamer Abtastrichtungsfehler. Es wird angenommen, daß irgendeine Vorbestimmung der verlangten Korrektur von wiederauftretenden Fehlern gemacht worden ist, und daß die Korrekturdaten in einer geeigneten Speichereinrichtung (nicht gezeigt) gespeichert worden sind. Um zu beginnen, werden Einrichtungen (nicht gezeigt) verwendet, um zu bestimmen, ob die gegenwärtige Abtastzeile eine ist, für die vorbestimmte Korrekturdaten gespeichert worden sind. Dies ist beim Schritt 200 gezeigt. Wenn es solche Daten gibt, werden die Daten in ein Vorspannungssignal umgewandelt, das an das elektrooptische Element angelegt wird, um den vorbestimmten Fleckpositionsfehler zu korrigieren, wie es bei 202 gezeigt ist. Sobald die Korrektur für vorbestimmte Fehler gemacht worden ist, oder wenn keine solchen vorbestimmten Fehlerdaten vorhanden sind, wird das Lichtbündel bei 204 erzeugt. Als nächstes wird die Position, auf die das Bündel auf der Bildebene auffällt, bei 206 bestimmt (alternativ wird ein Fehler bei der Bewegung oder der Position des Photorezeptors bestimmt, der durch selektives Fleckpositionieren korrigierbar ist). Wenn es einen langsamen Abtastrichtungspositionsfehler an dieser Stelle gibt, wird die Größe dieses Fehlers durch eine geeignete Bestimmungsvorrichtung bestimmt, beispielsweise durch die vorgenannte Strob- und Sensoreinrichtung. Die Größe dieses Fehlers wird ein ein geeignetes, elektrisches Vorspannungssignal umgewandelt, das bei 208 dem elektrooptischen Element zugeführt wird, um "beim Durchlauf" den bestimmten Fehler zu korrigieren. Sobald die Korrektur für diesen Fehler gemacht worden ist, oder wenn bestimmt worden ist, daß kein solcher Fehler vorliegt, kann dann das Bündel abtasten und moduliert werden, um bei 210 die Abtastzeile zu schreiben. Wenn das Abtastende erfaßt wird, wird ein Aufruf für die nächsten Abtastzeilendaten bei 212 gemacht, die Abtastung fährt in der langsamen Abtastrichtung fort und das Verfahren beginnt erneut bei 200.
Es ist offensichtlich, daß in Abhängigkeit von den Betriebsparametern der optischen Ausgangsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, eine Fleckpositionssteuerung auf der Grundlage von Bildelement zu Bildelement erreicht werden kann. Man betrachte beispielsweise eine elektrostatografische Hochleistungslaserdruckvorrichtung mit typischen Betriebsparametern von 60 Seiten Ausgang pro Minute, einer Auflösung von 600 x 600 Flecken pro Zoll und einer Abtastung von 14 Zoll. Bei dieser Vorrichtung ist die typische Bildelementbelichtungszeit in der Größenordnung von 16 Nanosekunden. Die richtige Auswahl von Materialien und Geometrie für das elektrooptische Element der vorliegenden Erfindung gestattet Schaltgeschwindigkeiten von 16 Nanosekunden oder schneller, so daß eine mittelzeilige, bildelementweise Fleckpositionskorrektur erleichtert wird.
Indem die obenbeschriebene Methode zur Fleckpositionssteuerung bei der geeigneten Vorrichtung zum elektrostatografischen Drucken vorgesehen wird, die beispielsweise einschließt ein Photorezeptorband oder Trommel, eine Vorrichtung zum Bewegen des Photorezeptors, eine Vorrichtung zum Aufladen des Photorezeptors, eine Vorrichtung zum Bilden eines latenten Bildes auf dem Photorezeptor, eine Vorrichtung zum Übertragen des latenten Bildes auf Papier, eine Vorrichtung zum Löschen des latenten Bildes von dem Photorezeptor und zum Reinigen des Photorezeptors, eine Papiertransportvorrichtung und eine Vorrichtung zum Einschmelzen des Bildes auf dem Papier, kann ein vollständiges elektrostatografisches Druckgerät erzeugt werden. Einzelheiten des Aufbaus und der Arbeitsweise von Druckervorrichtungen im allgemeinen gehen über den Umfang der vorliegenden Offenbarung hinaus, jedoch sind sie dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet gut bekannt. Man erkennt aus der obigen Beschreibung somit, daß die vorliegende Erfindung besonders gut zur Eingliederung bei solchen Druckanwendungen geeignet ist, die Rasterausgangsabtasten als einen Teil des Druckverfahrens verwenden, sowie bei anderen Druckanwendungen.
In der obigen Erörterung ist angenommen worden, daß die Abtastvorrichtung (beispielsweise 26 in Fig. 1) ein Drehpolygon ist, das mindestens eine reflektierende Facette aufweist (beispielsweise 28 in Fig. 1). Jedoch vermeiden gewisse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit einer Abtastvorrichtung. Beispielsweise wird bei der Ausführungsform 300, die in Fig. 8 gezeigt ist, statt mit einem Bündel über die Bildebene abzutasten, ein zeilenweites Bündel von der Quelle 302 bildelementweise durch einen Modulator 304 moduliert und auf eine Bildebene 306 durch geeignete Optik 308 projiziert. Die Grundausgestaltung dieser Ausführungsform ist ähnlich derjenigen, die in US Patent 4,638,334 von Burnham u. a. mit dem Datum vom 20.01.87 gezeigt und beschrieben ist, so daß Einzelheiten der Arbeitsweise des Modulators und damit in Beziehung stehender Elemente außerhalb des Bereiches dieser Offenbarung sind. Jedoch schließt zusätzlich zu dem Modulator und den in Beziehung stehenden Elementen die Ausführungsform der Fig. 8 die geeignete Vorrichtung 310 ein, wie das vorgenannte elektrooptische Halbleiterprisma, um die Zeilenpositionssteuerung (im Gegensatz zu der Fleckpositionssteuerung) auf der Bildebene bei der langsamen Abtastrichtung zu erleichtern.
Oben sind Ausführungsformen beschrieben worden, die zwei unterschiedliche Modulationsverfahren - direkte Modulation der Lichtquelle und Modulation mittels einer inneren Totalreflexion und einer Blende von 0 verwendet. Andere Modulationsschemata können jedoch verwendet werden, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung, wie sie beansprucht ist, abzuweichen. Beispielsweise wäre ein anderes Verfahren zum Modulieren des Bündels 16, es entweder auf oder durch eine Modulatoreinrichtung (nicht gezeigt) zu projezieren, wie einen elektrooptischen oder akustooptischen Modulator, usw. Die Anordnung der Modulatoreinrichtung entlang des Bündelweges hängt von seiner Art, der Ausgestaltung der Vorrichtung 10, usw. ab, wie es der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkennt.
Im Allgemeinen ergeben sich dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, viele Änderungen bei der Konstruktion und stark verschiedene Ausführungsformen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung von selbst, ohne von ihrem Bereich abzuweichen. Beispielsweise arbeitet die vorliegende Erfindung ebensogut und ohne merkliche Abänderung, die Fleckposition in einer Rasterausgangsabtastvorrichtung mit einem einzigen Bündel oder gemeinsam die Fleckpositionen in einer Rasterausgangsabtastvorrichtung mit mehreren Bündeln zu steuern. Ferner ist es möglich, die Optik einer Rasterausgangsabtastvorrichtung, in der die vorliegende Erfindung vorgesehen ist, zu falten, und dadurch die Vorrichtung kompakt zu machen, indem ein reflektierender oder durchlässiger/reflektierender Körper im Gegensatz zu dem vorgenannten ausschließlich durchlässigen Körper als das elektrooptische Element verwendet wird. Des weiteren können die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung noch mit anderen Vorrichtungen und/oder Verfahren zum Steuern der Fleckposition kombiniert werden, um vorteilhafte Ergebnisse zu erzielen. Somit sind die Offenbarungen und Beschreibungen hier beispielhaft, und sollen nicht in irgendeinem einschränkenden Sinn sein.

Claims

1. Ein Verfahren zum Steuern der langsamen Abtastrichtungsposition, an der ein Lichtbündel zu einem Fleck in einer Bildebene (34) fokussiert wird, einschließend Lenken des Lichtbündels zu einem Steuerelement und Steuern des Steuerelements, um das Lichtbündel abzulenken, wodurch eine Bewegung des Flecks in der langsamen Abtastrichtung bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement ein elektrooptisches Element (22) ist, das mindestens teilweise aus Halbleitermaterial AlGaAs zusammengesetzt ist, und wobei das Verfahren einschließt, eine elektrische Vorspannung an das elektrooptische Element (22) zum Steuern der Fleckposition in der Bildebene (34) in der langsamen Abtastrichtung anzulegen, und die elektrische Vorspannung zu ändern, um eine langsame Abtastpositionssteuerung des Flecks zu erzielen.

2. Eine Vorrichtung zum Steuern der Position eines Flecks, der von einem fokussierten Lichtbündel erzeugt ist, in der langsamen Abtastrichtung in einer Bildebene (34), wobei die Vorrichtung einschließt eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der langsamen Abtastrichtungsposition des Lichtbündels an den Punkt, an dem es auf die Bildebene auftrifft, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung eine elektrooptische Einrichtung (22) einschließt, die in dem optischen Weg zwischen einer Lichtquelle (14) und der Bildebene (34) angeordnet ist, die elektrooptische Einrichtung (22) einen Brechungsindex aufweist, der sich als eine Funktion einer elektrischen Vorspannung ändert, die daran angelegt ist, um dadurch die langsame Abtastposition des Flecks zu steuern, die elektrooptische Einrichtung (22) mindestens teilweise aus einem Halbleitermaterial zusammengesetzt ist, wobei das Halbleitermaterial AlGaAs ist.

3. Eine Vorrichtung, wie in Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptische Einrichtung (22) zum Steuern der langsamen Abtastrichtungsposition des Lichtbündels aus einem mindestens halbdurchlässigen Material gebildet ist.

4. Eine Vorrichtung, wie in Anspruch 2 oder Anspruch 3 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Halbleitermaterial AlxGa(1-x)As, wo 0 ≤ x ≤ 1 ist.

5. Eine Vorrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4 beansprucht, gekennzeichent durch eine Positionsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Position, an der das Lichtbündel auf die Einrichtung der Bildebene (34) in der langsamen Abtastrichtung auftrifft, die kommunikationsmäßig mit einer Vorspannungssteuereinrichtung (108) verbunden ist, worin die bestimmte Position und eine erwünschte Position verglichen werden und ein Steuersignal von der Vorspannungssteuereinrichtung (108) zu der Vorspannungsanwendungseinrichtung ausgegeben wird, um dadurch die Steuerung der langsamen Abtastrichtungspostion zu erleichtern, an der das Lichtbündel auf die Einrichtung der Bildebene (34) auffällt.

6. Eine Vorrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Rasterausgangsabtastvorrichtung ist.

7. Eine Vorrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6 beansprucht, gekennzeichnet durch eine Positionsfehlerspeichereinrichtung (110), die kommunikationsmäßig mit der elektrooptischen Einrichtung (22) verbunden ist und in der Korrekturdaten für die langsame Abtastrichtungsposition zur Kommunikation mit der elektrooptischen Einrichtung (22) gespeichert sind, und worin des weiteren die elektrooptische Einrichtung (22) auf die Korrekturdatenkommunikation von der Speichereinrichtung (110) reagiert, um dadurch die langsame Abtastrichtungsposition des Lichtbündels für die Fehler der langsamen Abtastrichtungsposition zu korrigieren.

8. Eine Vorrichtung, wie in irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Laserdrucker von der Art ist, der ein Bild auf einem ausgewählten Medium in Reaktion auf ein Bilddatensignal bildet.