DE19807761A1

DE19807761A1 - Scanner mit außeraxialen Lichtstrahlen zum Erzeugen digitaler Bilder in zwei Formaten und zwei Auflösungsstufen

Info

Publication number: DE19807761A1
Application number: DE19807761A
Authority: DE
Inventors: Michael E Harrigan; Badhri Narayan
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 1998-08-27
Also published as: JPH10239615A; US5861977A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Laserdrucker, die mit mehrfach facet tierten Drehpolygon-Strahlablenkern arbeiten, und insbesondere auf Laserdrucker, die Bilder in mehreren Formaten und Auflösungsstufen drucken können.

Bei der Erzeugung digitaler Bilder auf lichtempfindlichen Medien gibt es min destens zwei verschiedene Anwendungen, die unterschiedliche Anforderungen stellen. Zum einen ist dies der Druck großformatiger, hochwertiger Bilder mit feiner Text- und Grafikwiedergabe, bei denen die Produktionsgeschwindigkeit nicht kritisch ist. Bilder dieser Art sind bis zu etwa 30,5 Zentimeter (12 Inch) breit und weisen Punktdichten von mehr als 16 Punkten pro Millimeter (400 Punkten pro Inch) auf. Bei der zweiten Anwendung handelt es sich um kleinformatige Bilder mit minimalem Textanteil in großer Schrift, bei hoher Produktivität. Diese Bilder sind bis zu etwa 12,7 Zentimeter (5 Inch) breit und weisen eine Punktdichte unter 16 Punkten pro Millimeter (400 Punkten pro Inch) auf. Um den für zwei Maschinen erforderlichen Platz zu minimieren, wäre der Einsatz nur eines Druckers von Vor teil, bei dem Format und Punktdichte in einfacher Weise zwischen den beiden be schriebenen Anwendungen umgeschaltet werden können. Außerdem sollte der Drucker mit nur einer Papier-Transportbahn für beide Formate arbeiten, und die Herstellungskosten eines solchen Druckers sollten niedriger sein als die Herstel lungskosten zweier getrennter Maschinen.

Der Einsatz von Laserdruckern insbesondere für die Erzeugung elektrostatischer Bilder, wie dies z. B. bei Fotokopierern der Fall ist, ist allgemein bekannt. Bei die sen Anwendungen wird im allgemeinen nur ein Format und eine Auflösung ver wendet. Qualitäts-Laserdrucker verfügen normalerweise über optische Korrektur mittel zum Ausgleich von Herstellungsfehlern der Polygone, d. h. sogenannter Pyramidenfehler; diese entstehen dadurch, daß die Facetten eine Neigung auf weisen und keinen vertikalen Zylinder ausbilden. Anders ausgedrückt, liegen die Facetten-Normalen nicht alle in einer Ebene, sondern weichen voneinander ab. Selbst kleine Fehler dieser Art führen zu starker Bildverschlechterung, da der Fehler sich periodisch wiederholt, d. h. bei jeder Umdrehung des Polygons erneut auftritt. Dies kann zu einer sogenannten Streifenbildung im Bild führen. Das menschliche Auge ist für Streifenbildung sehr empfindlich, so daß es wünschens wert wäre, diesen Fehler auszuschalten.

Eines der Korrekturmittel für Polygon-Pyramidenfehler besteht darin, die Facette in einer festen Beziehung zum Bilderzeugungs-Medium zu halten. Unter fester Beziehung ist zu verstehen, daß ein Bild der Polygon-Facette auf dem Medium fokussiert wird. Bei der in US-A-4,040,096 beschriebenen Anordnung wird diese Koppelung dadurch bewirkt, daß die vorgesehene zylindrische Linse nur im Sei ten-Abtastbereich des Strahls wirkt. US-A-4,247,160 beschreibt einen Laser-Poly gondrucker, bei dem ein positiver zylindrischer Spiegel zwischen einem Polygon und einem Bilderzeugungsmedium angeordnet ist. Bei keiner dieser Erfindungen werden jedoch Bilder in mehreren Formaten erzeugt.

Um Drucke mehrerer Bildauflösungen mit nur einem Drucker zu drucken, hat man einen Scanner mit einer in Abtastrichtung in der Breite variierenden Refle xionsoberfläche eingesetzt. Siehe US-A-3,944,323. Andere Verfahren, mehrere Bildauflösungen mit nur einem Drucker zu erzielen, sind in US-A-5,289,001, 5,274,492, 5,255,115, 5,239,313, 4,953,036, 4,734,715 und 4,578,689 beschrie ben. Keines dieser Patente offenbart jedoch die Verwendung von Mehrfach-Poly gonen, und keines arbeitet mit mehr als einer Abtastlänge.

Die Verwendung mehrerer Formate wird in US-A-4,651,170 und 4,651,169 be schrieben. Bei diesen Patenten wird das Format in Zeilen-Abtastrichtung, d. h. die Abtastlänge, dadurch verändert, daß der Abstand zwischen Polygon-Strahlablen ker und Bilderzeugungsmedium verändert wird. Um sicherzustellen, daß der Strahlfokus im Abtastbereich des Strahls auf dem Medium liegt, modifiziert man die Abtastoptik vor dem Polygon-Strahlablenker. Außerdem wird der zylindrische Spiegel nach dem Polygon geneigt und verschoben, um die Polygon-Spiegel facette und das Bilderzeugungsmedium in einer festen Beziehung zueinander zu halten. Zur Änderung des Seiten-Abtastformats verändert man die Geschwindig keit des sich bewegenden Mediums.

Eine für denselben Anmelder wie die vorliegende Anmeldung eingereichte Paral lelanmeldung Nr. US 771,367 für einen Scanner für zwei Formate mit vor der Ab tastoptik erfolgender Strahlablenkung zeigt zwei verschiedene Polygone mit dem selben Abtastobjektiv zum Abtasten unterschiedlicher Formate mit unterschied lichen Auflösungen. Bei dieser Erfindung wird jedes der Polygone so in Position gebracht, daß seine Facette in der Mitte der Abtastlänge den gleichen Abstand zum Abtastobjektiv aufweist und der so abgelenkte Strahl eine die optische Achse des Abtastobjektivs enthaltende Ebene überstreicht. Dieses Verfahren zur Posi tionierung des Polygons sorgt dafür, daß die feste optische Beziehung zwischen der Polygonfacette und dem Bilderzeugungsmedium aufrechterhalten wird.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Laserdrucker anzugeben, mit dem Bilder unterschiedlichen Formats und unterschiedlicher Auflösung erzeugt werden kön nen.

Die genannten und weitere Aufgaben werden gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erreicht durch einen Scanner mit einer Lichtquelle, die einen auf einen Polygonturm fallenden Lichtstrahl erzeugt, wobei der Polygonturm aus einem ersten Polygon mit einem ersten Durchmesser und einer ersten Anzahl von Fa cetten und einem zweiten Polygon mit einem zweiten Durchmesser und einer zweiten Anzahl von Facetten besteht. Der Polygonturm dreht sich um eine sowohl dem ersten als auch dem zweiten Polygon gemeinsame Achse. Der Lichtstrahl wird vom Polygonturm durch eine Abtastlinse hindurch reflektiert. Der Punkt, am dem der Lichtstrahl auf den Polygonturm auftrifft, wird so verschoben, daß der Lichtstrahl entweder auf das erste oder das zweite Polygon gerichtet wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein reflektierter Lichtstrahl gegenüber einer optischen Achse einer Abtastoptik verschoben.

Durch Bewegen des Punktes, an dem der Lichtstrahl auf den Polygonturm auftrifft, vom ersten auf das zweite Polygon lassen sich Formatgröße und Auflösung ver ändern, ohne daß die Abtastlinse bewegt oder neu fokussiert wird und ohne daß der Polygonturm oder das Abbildungsmedium bewegt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Optik eines Laserthermodruckers mit einem mehrfach facettierten Doppel-Polygonturm;

Fig. 2 eine Draufsicht der Optik eines Laser-Thermodruckers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines auf ein achtseitiges Polygon einfallenden Lichtstrahls;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines achtseitigen Polygons, das einen einfallenden Lichtstrahl durch eine Abtastoptik ablenkt;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines auf ein sechzehnseitiges Poly gon einfallenden Lichtstrahls;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines sechzehnseitigen Polygons, das einen einfallenden Lichtstrahl durch eine Abtastoptik ablenkt;

Fig. 7 eine Draufsicht des achtseitigen Polygons, in dem der Beginn, die Mitte und das Ende des Abtastvorgangs zu erkennen sind;

Fig. 8 eine Draufsicht eines achtseitigen Polygons, in dem die Verschie bung des einfallenden Stahls zu erkennen ist;

Fig. 9 eine schematische Darstellung des Polygonturms und der Abtast optik, von der Seite gesehen;

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Polygonturms mit von einem Periskop abgelenktem einfallendem Lichtstrahl; und

Fig. 11 eine Draufsicht des Polygonturms.

In Fig. 1 und 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei es sich jedoch versteht, daß die Erfindung nicht auf die dargestellte Anzahl von Polygo nen, eine bestimmte Anzahl von Facetten je Polygon, bestimmte Formatgrößen oder Bildauflösungen beschränkt ist. Der allgemein mit 10 bezeichnete Scanner zum Erzeugen von Bildern in zwei Formaten und zwei Auflösungsstufen besteht aus einer Eingangsoptik 12, einem Polygonturm 14 und einer Abtastoptik 16. Die Eingangsoptik kann die unterschiedlichsten Lichtquellen, wie einen Einfach-Laser, z. B. einen Halbleiter- oder Gas-Laser, und Fokussier- und Kollimator-Linsen für das von der Lichtquelle kommende Licht aufweisen. Die Abtastoptik 16 fokussiert das vom Polygonturm 14 kommende Licht auf ein nicht dargestelltes Bildmedium.

Im Sinne dieser Beschreibung ist unter "Abtastoptik" ein zwischen dem Polygon- Ablenker und dem Bildempfangsmedium angeordnetes optisches System zu ver stehen. Abtastoptiken sind dem Fachmann bekannt und erfüllen mindestens einige der folgenden Funktionen: Fokussieren des abgelenkten Lichtstrahls derart, daß Pixel der gewünschten Größe sowohl in Abtastrichtung der Lichtstrahlen als auch in Querrichtung dazu auf dem Medium abgebildet werden, optische Abstim mung zwischen Polygonfacette und Medium, Plazierung des Pixelschwerpunkts in der Mitte einer "f-theta"-Position (fθ) im Abtastbereich der Optik. Die fθ-Position liegt um eine Strecke entlang der Abtastzeile vom Abtastmittelpunkt entfernt, die gleich dem Produkt der Brennweite der Abtastoptik in Abtastrichtung der Optik und des Strahlablenkwinkels gegenüber der optischen Achse der Abtastoptik ist, gemessen in Winkelgraden am Eintritt in die Abtastoptik.

Der Scanner für zwei Formate mit vor der Abtastoptik erfolgender Strahlablenkung arbeitet in der Weise, daß ein Lichtstrahl von der Eingangsoptik 12 auf ein sech zehnseitiges Polygon 20 oder ein achtseitiges Polygon 30 geworfen wird, wobei die beiden Polygone eine gemeinsame Drehachse 42 aufweisen. In Fig. 3 und 4 ist ein achtseitiges Polygon 30 dargestellt, das einen einfallenden Lichtstrahl 32 ablenkt. Der abgelenkte Lichtstrahl 33 passiert die aus Linsen 25, 26 und 27 be stehende Abtastoptik, ebenso als fθ-Optik bekannt, und wird in einem Punkt im Mittelpunkt eines entfernt angeordneten Abbildungsmediums 40 fokussiert, wenn der einfallende Lichtstrahl auf eine Facettenmitte auftrifft. Mit 39 ist der Weg des abgelenkten Lichtstrahls bezeichnet, den dieser durch die Abtastoptik nimmt, wenn sich das Polygon um 12,4 Grad im Gegenuhrzeigersinn gedreht hat.

In Fig. 5 und 6 ist ein sechzehnseitiges Polygon 20 dargestellt, das einen einfal lenden Lichtstrahl 22 größeren Durchmessers entlang derselben Bahn durch die selbe Abtastoptik auf einen Punkt in der Mitte eines - nicht dargestellten - entfernt angeordneten Abbildungsmediums fokussiert. Der abgelenkte Lichtstrahl 23 pas siert ebenfalls die Abtastoptik, und mit 24 ist der Weg bezeichnet, den der abge lenkte Lichtstrahl durch die Abtastoptik nimmt, wenn sich das Polygon um 6,2 Grad im Gegenuhrzeigersinn gedreht hat.

Das sechzehnseitige Polygon 20 wird zur Ausbildung von Pixeln mit einem Durchmesser von 0,169 mm, gemessen am Durchmesser bei 1/e², auf dem Abbil dungsmedium, eingesetzt. Der Ausdruck 1/e² bezeichnet einen an der Maximal- Intensität gemessenen Intensitätswert, der 13,5% entspricht. Das abgetastete Bild hat eine Länge von 12,7 Zentimeter (5 Inch). Das achtseitige Polygon 30 er zeugt Pixel mit einem Durchmesser von 0,128 mm, gemessen am Durchmesser bei 1/e², auf dem Abbildungsmedium. Die Länge des von dem achtseitigen Poly gon 30 abgetasteten Bildes beträgt 25,4 Zentimeter (10 Inch).

Um das Problem der Verwendung derselben Abtastoptik für mehrere Wellenlän gen, Bildgrößen und Auflösungen zu lösen, muß man der Auswahl der Polygon größe und der Anzahl der Facetten besondere Aufmerksamkeit widmen. Dies ist der normale Ausgangspunkt für jede Scanner-Konstruktion, da die dem Polygon nachgeschaltete Optik in hohem Maße von den Eigenschaften des Polygons be einflußt wird. Die Grundgleichung - Gleichung 1 - bestimmt die Mindest-Polygon größe.

Gleichung 1

worin
D_p - der Polygondurchmesser, quer über die Ecken gemessen (Durchmesser eines das Polygon umschreibenden Kreises, s. Fig. 4),
S - die Abtastlänge (s. Fig. 4),
λ - die Wellenlänge des Lichts
ε - der Arbeitszyklus (der Bruchteil des Winkels, den die Polygonfacette wäh rend des aktiven Abtastens beschreibt),
N - die Gesamtzahl der Facetten des Polygons,
ωo - der halbe Bildpixelradius auf dem Abbildungsmedium in Abtastrichtung (bei der Intensität 1/e²),
β - der Abbruchfaktor des Polygons am Ende des Abtastvorgangs, wenn das Polygon sich durch den einfallenden Lichtstrahl hindurch dreht (ein Wert 1 bedeutet, daß die Facettenecke den einfallenden Strahl bei der Lichtstärke 1/e² abbricht) und
θ_i - der Gesamtwinkel zwischen Lichtstrahl und abgelenktem Strahl in der Ab tastmitte (s. Fig. 8)
ist.

Die vorstehende Gleichung basiert auf der Annahme, daß der einfallende Licht strahl so auf das Polygon auftrifft, daß an jedem Abtastende derselbe Strahlab bruch durch die Facette erfolgt. Gleichung 2 bestimmt den Wert Bs, d. h. den verti kalen Abstand zwischen Polygonmitte und Eingangsstrahl. Siehe Fig. 7 und 8. Der Wert B_s, der denselben Abbruch des Eingangsstrahls an jedem Abtastende ergibt, wird durch die Gleichung 2 bestimmt.

Gleichung 2

worin
θ_p - der von einer einzigen Polygonfacette eingenommene Winkel,
Φ - die Gesamtdrehung des Polygons ist, die für die Abtastung der Länge S erforderlich ist.

Zur Illustration ist in Fig. 7 das Polygon 35 in der Mitte des Abtastvorgangs, zu Beginn des Abtastvorgangs bei 34 gestrichelt und am Ende des Abtastvorgangs bei 36 gestrichelt dargestellt. Der einfallend Lichtstrahl 32 wird so abgelenkt, daß sich zu Beginn des Abtastvorgangs der abgelenkte Lichtstrahl 37, in der Mitte des Abtastvorgangs der abgelenkte Lichtstrahl 33 und am Ende des Abtastvorgangs der abgelenkte Lichtstrahl 39 ergibt.

An einem Ende des Abtastvorgangs hat sich das Polygon um Φ/2, am anderen Ende um -Φ/2 gedreht. Das Polygon dreht sich in nur einer Richtung, wobei der Abtastvorgang bei -Φ/2 beginnt und bei Φ/2 endet. Wählt man für B_s einen Wert nach Gleichung 2, so ist der Abstand zwischen der Ecke der Polygonfacette und der Oberkante des einfallenden Lichtstrahls an einem Abtastende gleich dem Ab stand zwischen der anderen Ecke der Polygonfacette und der Unterkante des einfallenden Lichtstrahls am anderen Abtastende.

Der Mindestdurchmesser jedes Polygons richtet sich nach der Anzahl der Facet ten und dem Arbeitszyklus. Häufig kann man das Argument der Sinusfunktion im Nenner mit nur geringer Abweichung durch den entsprechenden Radiantenwert ersetzen. Die Abweichung verringert sich mit zunehmender Facettenzahl. Bei mindestens 8 Facetten beträgt die Abweichung weniger als 3%. Daraus ergibt sich die folgende vereinfachte Gleichung:

Gleichung 3

Wenn alle anderen Parameter fest sind, nimmt der Durchmesser im Quadrat der Facettenzahl zu. Außerdem erreicht der Durchmesser ein Minimum, wenn der Ar beitszyklus ε gleich 0,5 ist, und nimmt bei einer Veränderung des Arbeitszyklus gegenüber 0,5 rasch zu.

Der Polygondurchmesser ist zur Abtastlänge proportional und zur Pixelgröße der Abbildung umgekehrt proportional. Daher wird für eine größere Abtastlänge und eine höhere Auflösung ein größeres Polygon benötigt. Die beiden vorstehend er örterten digitalen Bilderzeugungsanwendungen scheinen sich daher bezüglich der Anforderungen an die Polygongröße zu widersprechen. Denn sowohl ein größeres Format als auch eine höhere Auflösung wirken in Richtung einer Vergrößerung des Polygondurchmessers. Daher scheint es schwierig, ein Polygon derselben oder annähernd derselben Größe sowohl für ein großes Bildformat mit hoher Auf lösung als auch für ein kleines Bildformat mit niedriger Auflösung zu verwenden. Berücksichtigt man jedoch in beiden Fällen zusätzlich die erforderliche Produk tionsgeschwindigkeit, so werden bei größerer Facettenzahl mehr Zeilen pro Um drehung abgetastet als bei geringerer Facettenzahl. Jede Facette erzeugt eine Rasterabtastzeile, während die Abtastung in vertikaler Richtung, die sogenannte Seiten-Abtastrichtung, normalerweise durch Bewegen des Bildmediums bewirkt wird. Die Bewegung des Bildes in Bildabtastrichtung erfolgt zum Beispiel mittels einer zylindrischen Trommel, auf der das Bildmedium befestigt wird.

Die Anzahl der Facetten kann dann Änderungen der Abtastlänge und der Auf lösung ausgleichen, und tut dies auch wie gewünscht bei den beiden hier interes sierenden Anwendungen. Denn die Verwendung einer großen Anzahl von Facet ten für den Drucker für das kleine Format mit niedriger Auflösung gleicht die in diesem Fall benötigte geringere Größe aus, so daß die Polygone annähernd die selbe Größe aufweisen. Die zugrundeliegende Idee besteht darin, den Wert SN²/ω₀ für beide Formate etwa konstant zu halten. Der Einfallswinkel wäre dann in beiden Fällen gleich, und der Arbeitszyklus und der Abbruchfaktor wären nicht allzu unterschiedlich, so daß das Polygon für jedes Format etwa die gleiche Größe aufweisen könnte.

Ein weiterer Schritt besteht darin, zur Ausbildung der Pixel in beiden Fällen die selbe Optik nach dem Polygon zu verwenden. Bei einer sogenannten "fθ"-Linse verhält sich die Abtastlänge oder die Bildhöhe proportional zum Haupt-Strahlwin kel am Linseneintritt. Tatsächlich hat die fθ-Linse die Eigenschaft, daß

ist.

In dieser Gleichung ist S die vorstehend definierte Gesamtabtastlänge, f ist die Brennweite der Abtastoptik und θ_s ist der halbe optische Gesamt-Abtastwinkel in Radianten. Da ein Polygonspiegel den Winkel bei der Reflexion verdoppelt, ist θs = Φ, d. h. der gesamten mechanischen Drehung des Polygons über eine Facette. Nach der Definition des Arbeitszyklus ε ist daher

worin der einer Facette gegenüberliegende Winkel gleich 2π/N Radianten, d. h. gleich dem maximalen Winkel ist, um den eine Polygonfacette sich drehen kann. Löst man diese beiden Gleichungen nach der Brennweite auf, so erhält man:

Will man dieselbe Optik zum Abtasten mehrerer Formate verwenden, muß man daher den Wert

bei beiden Scannern gleich halten.

Das Quadrat der Anzahl der Facetten, bestimmt nach Formatgröße, Arbeitszyklus und der Brennweite der Abtastoptik in Abtastrichtung, ist:

Setzt man diese Gleichung in die Gleichung für den Polygondurchmesser ein, so erhält man:

Aus der so erhaltenen Gleichung lassen sich die Implikationen der Verwendung derselben Brennweite f bei unterschiedlichen Abtastungen und Auflösungen er kennen. Unter der Annahme, daß bei den beiden unterschiedlichen Formaten Einfallswinkel, Wellenlänge und Brennweite gleich sind, und bei Verwendung der Indizes 1 und 2 für die Werte jedes Formats erhält man:

Setzt man nun jeweils die gleichen Werte auf die rechte Seite jeder Gleichung, erhält man:

Diese Gleichung kann wie folgt umgestellt werden:

Damit ist das kleinste Polygon für ein Format und eine Auflösung zum kleinsten Polygon eines zweiten Formats und einer zweiten Auflösung ins Verhältnis ge setzt. Bei jedem Scanner sind unterschiedliche Arbeitszyklen und Abbruchfakto ren möglich. Normalerweise sind Pixelgrößen und Formate festgelegt, und der Wert

ist nur wenig veränderlich. Versucht man, abweichende Arbeitszyklen zu verwenden, so führt dies zu ernsthaften Nachteilen bezüglich der erforderlichen Mindestgröße des Polygons für das andere Format. Die Ergebnisse lassen sich aus der folgenden Tabelle ablesen, die anhand einiger konkreter Zahlen ermittelt wurde.

Dies zeigt, daß die Mindestgröße des zweiten Polygons sich um etwa 9% erhöht, wenn der Arbeitszyklus des Polygons um nur 0,02 vom ersten Arbeitszyklus ab weicht. Außerdem ist erkennbar, daß die geringste prozentuale Veränderung dann auftritt, wenn das erste Polygon mit einem Arbeitszyklus von 50% arbeitet.

Da die kleinste Polygongröße sich proportional zum Quadrat der Anzahl der Fa cetten verhält, ist es bevorzugt, die Größe des Polygons für die Anwendung mit der höheren Geschwindigkeit zuerst auszuwählen. Dieses Polygon wird, wenn die Anforderungen an die Geschwindigkeit überwiegen, wahrscheinlich selbst bei den geringeren Anforderungen an Formatgröße und Pixelgröße größer sein.

Wenn der Arbeitszyklus ε für beide Polygone gleich ist, muß das Produkt NS bei beiden Formaten denselben Wert aufweisen, da ja der Wert

konstant sein muß, um die Optik mit derselben Brennweite verwenden zu können. Dies ist auch die Erklärung dafür, daß das sechzehnseitige Polygon 20 12,7 Zentimeter (5 Inch) abtastet, während das achtseitige Polygon 30 25,4 Zentimeter (10 Inch) abtastet.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, für das kleinere Format dasselbe Polygon zu verwenden, das auch für das große Format verwendet wird, und den Arbeits zyklusfaktor so anzupassen, daß die folgende Gleichung erfüllt wird:

Bei diesem Verfahren schaltet man den Laser nur während des mittleren Teils von 12,5 Zentimeter (5 Inch) der Abtastlänge von 25,4 Zentimeter (10 Inch) ein; dies würde jedoch die Hochleistungs-Datenverarbeitungselektronik und die hohe La serleistung nur ineffizient nutzen. Und es würde wegen der kleineren Anzahl der je Polygonumdrehung abgetasteten Zeilen nicht nur die Produktivität leiden, sondern es wird auch nur ein kleiner Teil der möglichen Abtastlänge jeder Facette genutzt. Daher ist diese Technik nicht zu empfehlen.

Bei der Auswahl des Abbruchfaktors β muß man die sich aus dem Abbruch erge bende Punktvergrößerung im Zusammenhang mit der Pixelvergrößerung wegen eines nicht vollständig ebenen Bildfeldes betrachten. Die durch Astigmatismus und Feldkrümmung in Richtung quer zur Abtastrichtung entstehende Pixelver größerung kann bereits so stark sein, daß die durch den Abbruchfaktor bedingte Pixelvergrößerung nur sehr gering sein darf. Dies bedeutet, daß der Abbruchfak tor größer sein muß als Eins, um die durch den Abbruch bedingte Pixelvergröße rung am Abtastende zu verringern. Glücklicherweise hat das Polygon für das klei nere Format von Natur aus wegen der größeren Facettenzahl einen kleineren Abtastwinkel, so daß der der Abtastoptik gegenüberstehende Feldwinkel und da mit die Feldkrümmung und ein eventueller Astigmatismus verringert werden. Wenn bei diesem Format keine so strengen Anforderungen an die Pixelvergröße rung angelegt werden, kann auch ein β-Faktor unter Eins verwendet werden, wo bei dann die Pixelgröße an den Abtastenden stärker zunehmen würde. Der Vorteil eines unter Eins liegenden Faktors β liegt in der durch den kleineren Wert β be dingten geringeren Polygongröße.

Bei dem Polygon für das größere Format mit seinem größeren Abtastwinkel wer den Astigmatismus und Feldkrümmung wahrscheinlich größere Auswirkung auf die Pixelvergrößerung quer zur Abtastrichtung haben. Dieser Effekt kann stark genug sein, daß eine Minimierung der durch den Abbruch bedingten Pixelvergrö ßerung erforderlich wird. Dieses Polygon für das größere Format ist normaler weise kleiner im Durchmesser als das für die Erzeugung kleinformatiger Bilder verwendete Polygon, da es weniger Facetten aufweist. Möglicherweise besteht ausreichend Freiraum für die Verwendung eines gegenüber der Mindestgröße größeren Polygons, um die Pixelvergrößerung durch den Abbruch zu verringern. Das größere Polygon könnte einen Wert β über Eins aufweisen, ohne daß sich daraus nachteilige Wirkungen für die Größe des Polygons ergeben.

Um den mechanischen Formatwechsel zu vereinfachen, fallen beide Eingangs strahlen beim Abtastwinkel Null (Abtastmitte) im gleichen Winkel auf die Facette ein, so daß die Winkel zwischen dem Eingangsstrahl und dem abgelenkten Strahl jeweils bei θ_i bleiben. In diesem Fall wäre es immer noch nötig, den Durchmesser des Eingangsstrahls zur Anpassung der Auflösung oder der Pixelgröße auf dem Bildmedium zu verändern. Wenn die Abtastoptik unverändert bleibt, besteht der direkteste Weg zur Veränderung der Pixelgröße in der Veränderung des Durch messers des auf das Polygon auftreffenden Lichtstrahls. Dies wird dadurch be wirkt, daß man den Durchmesser des einfallenden Lichtstrahls für jede Auflösung an der Eingangsoptik vor dem Polygon verändert.

Um eine Streifenbildung zu vermeiden, ist es wichtig, die Polygonfacette im Sei tenabtastbereich des optischen Systems in einer festen Beziehung zum Bild medium zu halten. Eine Art, dies zu bewerkstelligen, besteht darin, daß jedes Po lygon so verschoben wird, daß der entlang der optischen Abtastachse gemessene Abstand von der Facette in der Abtastmitte zur ersten Komponente der fθ- oder Objektivlinse im wesentlichen gleich bleibt. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß es eine präzise Positionierung jedes Polygons oder alternativ des Bild empfangsmediums erfordert und daß beide Verfahren teuer sind. Um die aufwen dige und teure Positionierung entweder der Polygone oder des Bildempfangs mediums zu vermeiden, sollte zweckmäßigerweise jedes Polygon auf derselben Welle desselben Motors angeordnet sein und in einer festen Beziehung zum Ab tastobjektiv gehalten werden. Dies gestattet es, das Bildempfangsmedium und sein zugehöriges mechanisches System für die Bewegung quer zur Abtastrich tung bei einer Formatänderung in ihrer Position unverändert zu lassen, was ein wesentlicher Vorteil ist.

Für die Anwendung dieser Technik würde mindestens einer der abgelenkten Lichtstrahlen wegen der Höhe des Polygonturms in einer Ebene in die Abtastoptik eintreten, die nicht die optische Achse der Abtastoptik enthält. In Fig. 9 ist ein er findungsgemäßes Polygonabtastsystem dargestellt, das zum Abtasten zweier oder mehrerer Formatgrößen mit unterschiedlichen Auflösungsstufen dieselbe Abtastoptik verwendet. Um unterschiedliche Formatgrößen in unterschiedlichen Auflösungsstufen zu erzeugen, wird ein einfallender Laserstrahl derart verscho ben, daß er so auf das Polygon auftrifft, daß man das gewünschte Format und die gewünschte Auflösung erhält. Hierzu ist es nötig, daß man das Bilderzeugungs medium mit einem von einem der Polygone relativ zur Abtastoptik außeraxial ab gelenkten Lichtstrahl abtastet, während man gleichzeitig eine optisch feste Bezie hung zwischen der Polygonfacette und dem Bilderzeugungsmedium aufrechter hält. Die Polygone drehen sich um eine gemeinsame Drehachse 42, verwenden dieselbe Geometrie des einfallenden Lichtstrahls bei beiden Polygonen und mini mieren die Pixelvergrößerung in Richtung quer zur Abtastzeile.

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht des Polygonturms 14, wobei der einfallende Laser strahl entlang des Strahls 54 vom Polygon 20 abgelenkt wird. Der abgelenkte Lichtstrahl 54 passiert die aus den Linsen 25, 26 und 27 bestehende Abtastoptik 16 und wird in der Mitte eines in einer Entfernung vorgesehenen, nicht darge stellten Bilderzeugungsmediums zu einem Pixel fokussiert. Bei dem - sech zehnseitigen - Polygon 30 passiert der abgelenkte Laserstrahl 54 dieselbe Ab tastoptik und wird zu einem Pixel auf dem Bilderzeugungsmedium fokussiert. Der abgelenkte Lichtstrahl 54 liegt in einer die optische Achse 45 der Abtastoptik ent haltenden Ebene. Der abgelenkte Lichtstrahl 55 verläuft parallel zum abgelenkten Lichtstrahl 54, liegt aber nicht in einer die optische Achse enthaltenden Ebene und ist von dieser optischen Achse um einen vertikalen Abstand 48 getrennt.

Die Erfindung bezieht sich darauf, das Polygon und das Abtastobjektiv in einer festen räumlichen Beziehung zueinander zu halten. Bei einem Format liegt der einfallende Lichtstrahl in derselben Ebene wie der abgelenkte Lichtstrahl. Um das andere Polygon für die Erzeugung eines Bildes eines zweiten Formats und mit einer zweiten Auflösungsstufe verwenden zu können, wird das optische System vor dem Polygon derart verändert, daß sich der Durchmesser des einfallenden Lichtstrahls ändert und der einfallende Lichtstrahl vertikal so verschoben wird, daß er auf das zweite Polygon fällt. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, das optische System vor dem Polygon einfach zu entfernen und durch ein ande res optisches System zu ersetzen, das die gewünschte Strahlgröße und Strahlposition erzeugt.

Eine andere Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, das optische System vor den Polygonen zu verändern. Bei diesem Verfahren verläuft der ursprüngliche Laserstrahl zunächst entlang derselben optischen Achse, passiert aber eine wei tere, in die Bewegungsbahn geschwenkte Reihe von Linsen und Spiegeln mit einem in einem Winkel von 45 Grad geneigten Spiegelpaar 52 und 53, das ein Periskop 50 bildet und den einfallenden Lichtstrahl verschiebt. Fig. 10 zeigt einen Polygonturm 14, bei dem der einfallende Lichtstrahl 32 vom unteren Polygon 30 weg verschoben ist. Mittels eines Periskops 50, bestehend aus einem in einem Winkel von 45 Grad geneigten Spiegelpaar 52 und 53, wird der einfallende Licht strahl so abgelenkt, daß er auf das obere Polygon 20 auftrifft. In Position gebracht wird das Periskop 50 durch nicht dargestellte mechanische oder elektrische Mittel.

Das Abtasten mittels eines gegenüber der optischen Achse abgelenkten Licht strahls ist mit einer Reihe von Problemen verbunden. Zum einen bewegt sich der die Abtastoptik verlassende Lichtstrahl nicht mehr in einer Ebene, so daß die Ab tastoptik auf dem Bilderzeugungsmedium einer gekrümmten Bahn folgt. Zweitens verschieben sich die Brennpunkte in Abtastrichtung und quer zur Abtastrichtung, wodurch sich eine andere astigmatische Beziehung ergibt als jene, die man erhält, wenn der Lichtstrahl sich in einer die optische Achse enthaltenden Ebene bewegt. Drittens wird die feste optische Beziehung zwischen der Polygonfacette und dem Bilderzeugungsmedium gestört, was zu unannehmbaren Bildartefakten führen kann. Viertens verläuft der Lichtstrahl auch in Abtastrichtung außeraxial, sofern nicht die Geometrie des einfallenden Lichtstrahls verändert wird. Fünftens ver schiebt sich, neben den vorstehend erörterten Brennpunktverschiebungen, der Brennpunkt des auf die Abtastoptik gegenüber der optischen Achse versetzt ein fallenden Lichtstrahls auf dem Bilderzeugungsmedium in Querrichtung. Sechstens kann der Lichtstrahl-Versatz B_s nur für eines der Polygone optimiert werden, da die Position des anderen Polygons dadurch vorbestimmt ist, daß es dieselbe Drehachse wie das erste Polygon haben muß.

Das erste Problem. d. h. die gekrümmte Abtastbahn, wird dadurch minimiert, daß man den außeraxialen Abtastlichtstrahl von dem Polygon mit dem kleinsten opti schen Abtastwinkel erzeugen läßt. Die größte "Krümmung", d. h. die größte Ab weichung des Abtastbogens in Querrichtung, nimmt mit der Größe des Abtastwin kels zu. Durch Verwendung des außeraxialen Lichtstrahls beim kleinsten opti schen Abtastwinkel läßt sich der Abtastbogen auf ein akzeptables Maß verringern.

Das zweite Problem, nämlich der abweichende Astigmatismus des außeraxialen Lichtstrahls, kann dazu führen, daß sich die Pixel in einem nicht akzeptablen Maß vergrößern. In diesem Fall wird das optische System vor dem Polygon so ver ändert, daß der erhaltene Astigmatismus die durch den außeraxialen Lichtstrahl bewirkte Veränderung ausgleicht. Man erreicht dies durch den Einsatz gekrümm ter zylindrischer Spiegel 52 und 53 im Periskop 50, das den Eingangslichtstrahl auf das zweite Polygon richtet. Die Krümmungen dieser Spiegel können für die Lichtstrahl-Fokussierung in Abtastrichtung und quer zur Abtastrichtung unabhän gig voneinander angepaßt werden. Dabei kann die Oberfläche des Spiegels 52 oder die Oberfläche des Spiegels 53 gekrümmt sein, oder es können auch die Oberflächen beider Spiegel eine Krümmung aufweisen. Wenn ein Spiegel für den Ausgleich in Richtung quer zur Abtastrichtung angepaßt wird, kann der andere Spiegel für den Ausgleich in Abtastrichtung angepaßt werden. Wenn kein schwerwiegender Astigmatismus vorliegt, braucht er unter Umständen auch nicht ausgeglichen zu werden.

Das dritte Problem besteht darin, daß die feste optische Beziehung zwischen der Facette und dem Medium durch den außeraxialen Versatz des Lichtstrahls verän dert wird. Grundsätzlich weisen optische Systeme eine Feldkrümmung auf, so daß die Brennpunkte außeraxialer Bilder näher an der Optik oder weiter von der Optik entfernt liegen können, als dies bei auf der optischen Achse liegenden Bildern der Fall ist. Eine Feldkrümmung ist normalerweise unerwünscht, kann jedoch in die sem Fall mit Vorteil genutzt werden, wenn die Abtastoptik das richtige Maß an Feldkrümmung aufweist. Es sei zum Beispiel angenommen, daß der Bildbrenn punkt der Polygonfacette bei Verwendung des außeraxialen Abtaststrahls näher an der Abtastoptik liegt, weil die Abtastoptik eine Feldkrümmung aufweist. Wird die Facette in diesem Fall um den richtigen Betrag zur Abtastoptik hin bewegt, kann der Facetten-Brennpunkt wieder auf das Medium verlegt werden, so daß der Pyramidenfehler der Facetten ausgeglichen wird. Hierzu wählt man für die außeraxiale Abtastung ein größeres Polygon als das in Gleichung 3 angegebene Mindestpolygon, so daß die Position der Facette wieder der festen Beziehung zum Medium entspricht.

In Fig. 11 ist das vierte Problem dargestellt, nämlich eine außeraxiale Verschie bung des abgelenkten Lichtstrahls in Abtastrichtung. Mit der außeraxialen Ver schiebung verändert sich auch der Astigmatismus, und dies muß bei der Aus legung der dem Polygon vorgeschalteten Optik berücksichtigt werden. In Fig. 11 ist eine außeraxiale Verschiebung des Lichtstrahls in Abtastrichtung dargestellt. Der einfallende Lichtstrahl 22 wird von dem großen sechzehnseitigen Polygon 20 als Strahl 23 abgelenkt und tritt dann in die Abtastoptik ein. Der einfallende Licht strahl 32 wird von dem kleinen achtseitigen Polygon 30 als Strahl 33 abgelenkt und tritt dann in die Abtastoptik ein. Zwischen den abgelenkten Lichtstrahlen be steht in Abtastrichtung ein Versatz 56.

Das fünfte Problem, eine Verschiebung in Querrichtung entlang der Abtastzeile infolge des außeraxialen Versatzes des Lichtstrahls in Abtastrichtung am Polygon wird bereits bei der Zeitsteuerung des Abtastzyklus derart geregelt, daß das ge samte Bild in Querrichtung zur Seite in Abtastrichtung verschoben wird.

Im folgenden soll nun das sechste Problem, der nicht optimale B_s-Wert für eines der Polygone, besprochen werden. Auch dieses Problem ist in Fig. 11 dargestellt, wo der einfallende Lichtstrahl in der Abtastmitte hoch auf der Facette auf das Po lygon 30 auftrifft. Optimalerweise sollten die Polygone jeweils so positioniert sein, daß sie jeweils einen optimalen B_s-Wert aufweisen, um die durch den Abbruch bedingte Pixelvergrößerung gemäß Gleichung 2 auszugleichen. Dies ist bei Ein satz zweier Polygone mit derselben Drehachse nicht möglich, da der Lichtstrahl nur bei einem der Polygone mit dem optimalen B_s-Wert einfallen kann, weil ja die Position des zweiten Polygons bezüglich des ersten Polygons und des einfallen den Lichtstrahls festliegt. Um für beide Polygone jeweils einen optimalen B_s-Wert zu erhalten, müßte der einfallende Lichtstrahl bei einem der Polygone verschoben werden. Dieses Problem wird dadurch minimiert, daß man den optimalen B_s-Wert für jenes Polygon wählt, das den einfallenden Lichtstrahl am Abtastende am stärksten abbricht. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Wert von B_s für das sechzehnseitige Polygon optimiert.

Die Erfindung wurde vorstehend unter besonderer Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben; es versteht sich jedoch, daß Abweichungen und Modifikationen möglich sind, ohne den durch die Ansprüche definierten Schutzbe reich zu verlassen. Z.B. könnte der Polygonturm aus mehr als zwei sich um eine gemeinsam Drehachse drehenden Polygonen bestehen. Drei oder mehr Polygone könnten sich um eine gemeinsame Drehachse 42 drehen, um beim Laserdruck mehrere Formate zu ermöglichen. Außerdem läßt sich die Erfindung für jede be liebige Abtastanwendung einsetzen, wenn sie auch gemäß der Beschreibung in einem Laserdrucker realisiert ist.

Es versteht sich, daß die Abtastoptik nur aus einem Element oder auch aus mehr als den drei in Fig. 4 dargestellten Elementen bestehen könnte und daß die Ele mente auch anders gestaltet sein könnten als dargestellt. Außerdem versteht es sich, daß die Erfindung sich auf beliebige Polygone mit mehreren Facetten be steht und daß die Polygone auch in umgekehrter Reihenfolge vorgesehen sein könnten, d. h. daß das Polygon mit dem größeren Durchmesser den einfallenden Lichtstrahl in einer die optische Achse enthaltenden Ebene ablenken könnte.

Eine weitere vom Schutzbereich der Ansprüche abgedeckte Modifikation bezieht sich auf die Anzahl der Facetten der einzelnen Polygone. Tatsächlich können das erste Polygon und das zweite Polygon jede beliebige Anzahl von Facetten auf weisen, wenn auch in den beschriebenen Beispielen das kleinere Polygon acht Facetten und das größere Polygon sechzehn Facetten besitzt. Auch braucht das Polygon mit dem kleineren Durchmesser nicht auch die kleinste Anzahl Facetten aufzuweisen.

Gemäß einer weiteren Modifikation könnten im Periskop statt Spiegeln auch Pris men verwendet werden. Und das das Periskop bildende optische Element brauchte auch nicht, wie dargestellt, in einem Zylinder vorgesehen zu sein.

Bezugszeichenliste

10

Scanner mit vor der Abtastoptik erfolgender Strahlablenkung

12

Eingangsoptik

14

Polygonturm

16

Abtastoptik

20

sechzehnseitiges Polygon

21

Facette

22

einfallender Lichtstrahl

23

abgelenkter Lichtstrahl

24

abgelenkter Lichtstrahl

25

Optik

26

Optik

27

Optik

28

Facettenmitte

30

achtseitiges Polygon

32

einfallender Lichtstrahl

31

Facette

33

abgelenkter Lichtstrahl

34

Polygon am Abtastanfang

35

Polygon in der Abtastmitte

36

Polygon am Abtastende

37

abgelenkter Lichtstrahl

38

Facettenmitte

39

abgelenkter Lichtstrahl

40

Bilderzeugungsmedium

42

Drehachse

45

optische Achse

48

vertikale Verschiebung

50

Periskop

52

Spiegel

56

Verschiebung

Claims

1. Scanner für zwei Formate und zwei Auflösungsstufen mit

- einem Polygonturm, bestehend aus einem ersten Polygon mit einem ersten Durchmesser und einer ersten Anzahl von Facetten und einem zweiten Polygon mit einem zweiten Durchmesser und einer zweiten Anzahl von Facetten, wobei sich der Polygonturm um eine dem ersten und dem zwei ten Polygon gemeinsame Achse dreht,
- einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl erzeugt;
- einem zwischen der Lichtquelle und dem Polygonturm angeordneten Pe riskop, das den Auftreffpunkt des Lichtstrahls zwischen dem ersten Polygon und dem zweiten Polygon verschiebt, und
- einer Abtastoptik, welche den vom Polygonturm abgelenkten Lichtstrahl empfängt.

2. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Polygon einen zweiten optischen Abtastwinkel aufweist, der kleiner ist als der erste op tische Abtastwinkel des ersten Polygons.

3. Scanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom zweiten Polygon reflektierter Lichtstrahl gegenüber einer optischen Achse des Ab tastobjektivs axial verschoben ist.

4. Scanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durch messer so gewählt wird, daß jeweils zwischen den zweiten Facetten und einem Bilderzeugungsmedium eine feste optische Beziehung aufrechterhalten wird.

5. Scanner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhal tung einer festen optischen Beziehung zwischen jeder der zweiten Facetten und einem Bilderzeugungsmedium der zweite Durchmesser größer ist als ein Mindestdurchmesser.

6. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Periskop aus einem Paar ebener Spiegel besteht.

7. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Periskop aus mindestens zwei Spiegeln besteht, wobei die Oberfläche mindestens eines der Spiegel gekrümmt ist.

8. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das erste Poly gon der Optimalwert einer Eingangsstrahlverschiebung B_s durch folgende Gleichung bestimmt ist:
worin:
D_p = der Durchmesser eines der Polygone, gemessen quer über die Ecken (der Durchmesser eines das Polygon begrenzenden Kreises),
θ_i = der Gesamtwinkel zwischen Lichtstrahl und abgelenktem Strahl in der Abtastmitte,
θ_p = der einer einzigen Polygonfacette gegenüberliegende Winkel,
Φ= die Gesamtdrehung des Polygons, die für die Abtastung einer Ab tastzeile durch eine Facette für mindestens eines der beiden Formate erforderlich ist.

9. Laserdrucker für mehrere Formate mit

- einem Polygonturm, der sich um eine Achse dreht, wobei der Polygonturm mindestens folgende Komponenten aufweist:
- ein erstes Polygon mit einer ersten Anzahl von Facetten; und
- ein zweites Polygon mit einer zweiten Anzahl von Facetten, wobei die Achse dem ersten und zweiten Polygon gemeinsam ist;
- eine Lichtquelle, die einen Lichtstrahl erzeugt;
- ein zwischen die Lichtquelle und dem Polygonturm angeordnetes Periskop, das den Auftreffpunkt des Lichtstrahls zwischen dem ersten Polygon und dem zweiten Polygon verschiebt, und
- eine Abtastoptik, welche den Lichtstrahl nach der Ablenkung von einem der Polygone zu einem Pixel auf einem Bilderzeugungsmedium fokussiert.

10. Laserdrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste An zahl von Facetten kleiner als die zweite Anzahl von Facetten ist.

11. Laserdrucker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste An zahl von Facetten acht und die zweite Anzahl von Facetten sechzehn beträgt.

12. Laserdrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmes ser des ersten Polygons kleiner als der des zweiten ist.

13. Laserdrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Po lygon einen kleineren optischen Abtastwinkel aufweist als das erste Polygon.

14. Laserdrucker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vom zweiten Polygon abgelenkte Lichtstrahl gegenüber einer optischen Achse der Abtastoptik verschoben ist.

15. Laserdrucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch messer des zweiten Polygons so gewählt wird, daß zwischen jeder der zwei ten Facetten und dem Bilderzeugungsmedium jeweils eine feste optische Be ziehung aufrechterhalten wird.

16. Scanner für einen Laserdrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Periskop aus einem Paar ebener Spiegel besteht.

17. Scanner für einen Laserdrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Periskop aus mindestens zwei Spiegeln besteht, wobei die Oberflä che mindestens eines der Spiegel gekrümmt ist.

18. Scanner für einen Laserdrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für das erste Polygon der Optimalwert einer Eingangsstrahlverschiebung B_s durch folgende Gleichung bestimmt ist:
worin:
D_p = der Durchmesser eines der Polygone, gemessen quer über die Ecken (der Durchmesser eines das Polygon begrenzenden Kreises),
θ_i = der Gesamtwinkel zwischen Lichtstrahl und abgelenktem Strahl in der Abtastmitte,
θ_p = der einer einzigen Polygonfacette gegenüberliegende Winkel,
Φ= die Gesamtdrehung des Polygons, die für die Abtastung von S für min destens eines der beiden Formate erforderlich ist.

19. Laserdrucker für mehrere Formate und mehrere Auflösungsstufen mit:

- einer Vielzahl von Polygonen, die jeweils eine Vielzahl von Facetten auf weisen, wobei die Polygone um eine gemeinsame Achse drehbar sind,
- einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl erzeugt,
- zwischen der Lichtquelle und dem Polygonturm angeordneten Reflexions mitteln, die einen Auftreffpunkt des Lichtstrahls zwischen dem ersten Poly gon und dem zweiten Polygon verschieben, und
- einer Abtastoptik, die den Lichtstrahl nach dessen Ablenkung von dem mindestens einen Polygon auf ein Bilderzeugungsmedium fokussiert.

20. Laserdrucker für mehrere Formate und mehrere Auflösungsstufen mit:

- einer Vielzahl von Polygonen, die jeweils eine Vielzahl von Facetten auf weisen,
- einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl erzeugt,
- zwischen der Lichtquelle und den Polygonen angeordneten Mitteln zum Verschieben des Lichtstrahls derart, daß ein Auftreffpunkt des Lichtstrahls zwischen den Polygonen verschoben wird, und
- einer Abtastoptik, die einen von dem mindestens einen Polygon reflektier ten Lichtstrahl empfängt.

21. Laserdrucker für mehrere Formate und mehrere Auflösungsstufen nach An spruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem mindestens einen Po lygon reflektierte Lichtstrahl auf einer optischen Achse der Abtastoptik liegt.

22. Laserdrucker für mehrere Formate und mehrere Auflösungsstufen nach An spruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem mindestens einen Po lygon reflektierte Lichtstrahl gegenüber der optischen Achse der Abtastoptik verschoben ist und daß das mindestens eine Polygon einen optischen Ab tastwinkel aufweist, der kleiner ist als der optische Abtastwinkel jedes der üb rigen Polygone.

23. Laserdrucker für mehrere Formate und mehrere Auflösungsstufen nach An spruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verschieben des Lichtstrahls aus einem Paar ebener Spiegel bestehen.

24. Laserdrucker für mehrere Formate und mehrere Auflösungsstufen nach An spruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verschieben des Lichtstrahls mindestens einen zylindrischen, gekrümmten Spiegel aufweisen.

25. Laserdrucker für mehrere Formate und mehrere Auflösungsstufen nach An spruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen des Spiegels der art angepaßt sind, daß sie einen im außeraxialen Abtaststrahl vorhandenen Astigmatismus ausgleichen.