DE2530856C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung ist aus der DE-OS 20 25 767 bekannt. Bei dieser elektrofotografischen Aufzeichnungsvorrichtung dient das Ausgangssignal der Strahlempfangseinrichtung, die durch eine separate Lichtquelle über einen eigenen Spiegelabschnitt bestrahlt wird, zur Steuerung des für den Trommelantrieb vogesehenen Schrittmotors, so daß nach seiner Erzeugung noch zusätzlich das Zeitintervall abgewartet werden muß, bis der Schrittmotor die Aufzeichnungstrommel korrekt in die neue Sollage bewegt hat. Weiterhin werden die aufzuzeichnenden Daten zunächst aus einem Gesamtdatenspeicher in ein Schieberegister eingeschrieben, aus dem sie nachfolgend für die Modulation des Laserstrahls auslesbar sind. Während den Einschreibvorgängen, in denen das Schieberegister mit neuen aufzuzeichnenden Daten bespeichert wird, kann dabei keine Aufzeichnung erfolgen, so daß die erzielbaren Aufzeichnungsgeschwindigkeiten nicht sehr hoch sind.

Weiterhin ist aus der DE-AS 12 55 962 eine nicht nach dem elektrophotographischen Prinzip arbeitende Aufzeichnungsvorrichtung bekannt, bei der mehrere in einer Spalte angeordnete und modulierbare Lichstrahlen gemeinsam in Zeilenrichtung über die Aufzeichnungsfläche abgelenkt werden. Hierbei sind zwei Wandler vorhanden, die durch einen zusätzlichen Strahlengang bestrahlt werden und entsprechende Ausgangssignale erzeugen.

Ferner ist es aus der DE-OS 20 30 923 bekannt, zwei abwechselnd zum Einspeichern und Auslesen angesteuerte Pufferspeicherbereiche vorzusehen, die keine Modulationssignale, sondern von einem Computer zugeführte lauflängencodierte Signale aufnehmen, die lediglich Angaben über die Anzahl jeweils aufeinanderfolgender "Schwarz"- oder "Weiß"-Bits beinhalten. Derartige Signale sind für eine Aufzeichnung ungeeignet und müssen zuvor noch durch einen Konverter umgesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei relativ geringem konstruktivem Aufwand eine schnelle und zuverlässie Aufzeichnung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße elektrofotografishe Aufzeichnungsvorrichtung weist somit zum einen zwei Zeilenpufferspeicher auf, aus denen die Modulationssignale abwechselnd ausgegeben werden. Dies bietet die Möglichkeit eines sich überlappenden Einschreibe- und Auslesebetriebs, da zugleich mit dem Auslesen der Daten aus dem einen Zeilenpuffer und damit während der Aufzeichnung einer Zeile schon die in der nächsten Zeile aufzuzeichnenden Informationen in den zweiten Zeilenpufferspeicher einschreibbar sind. Damit sind keine separaten Einschreibintervalle mehr erforderlich, so daß hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeiten erzielbar sind. Die Aufzeichnungsgeschwindigkeit wird noch weiter dadurch verbessert, daß die beiden Zeilenpufferspeicher unmittelbar in Abhängigkeit von den Strahlermittlungssignalen (Triggersignalen) der Strahlempfangseinrichtung zwischen Datenaufnahme und Datenauslesen umgeschaltet werden, so daß schon direkt nach Auftreten des Strahlermittlungssignals die Aufzeichnung der nächsten Zeile begonnen werden kann. Diese Ausgestaltung erlaubt aufgrund der Aufzeichnungsbereitschaft unmittelbar nach Auftreten des Strahlermittlungssignals die Anordnung der Strahlempfangseinrichtung sehr nahe beim Aufzeichnungszeilenbeginn, so daß ohne Erfordernis einer separaten Lichtquelle die Strahlempfangseinrichtung nun direkt durch den umgelenkten Laserstrahl bestrahlbar ist. Bei verhältnismäßig geringem konstruktivem Aufwand ist somit eine äußerst schnelle und zuverlässige Aufzeichnung erzielbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht des Aufbaus einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bildinformationsaufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Beispiels des Druckteils 20 in Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, aus dem die Herstellung einer harten Ausdruckkopie von Muster- oder Zeicheninformationen mit Hilfe der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ersichtlich ist,

Fig. 4A und 4B jeweils Signalwellenformen an jedem einzelnen Abschnitt des Blockschaltbildes von Fig. 3 und

Fig. 5A, 5B und 5C jeweils Darstellungen, aus denen erkennbar ist, wie die Neigung der Abtastpfeile auf der photoempfindlichen Trommel korrigiert werden kann.

Unter Bezug auf Fig. 1 wird der Grundaufbau der erfindungsgemäßen Bildinformationsaufzeichnungsvorrichtung erläutert.

Ein vom Laseroszillator 1 ausgehender Laserstrahl wird mit Hilfe von Reflexionsspiegeln 2 in eine Eingangsöffnung eines Modulators 3 gelenkt. Die Reflexionsspiegel 2 dienen dazu, den Lichtweg zur Verringerung des Raums oder Abstands innerhalb der Vorrichtung zu krümmen. Wenn eine solche Raumverkleinerung nicht erforderlich ist, kann auf die Spiegel daher verzichtet werden. Als Modulator 3 kann ein schalloptisches Modulatorelement, das vom bekannten schalloptischen Effekt Gebrauch macht, oder ein elektrooptisches Element, das vom elektrooptischen Effekt Gebrauch macht, verwendet werden. Der Laserstrahl wird im Modulator 3 einer Modulation ausgesetzt, deren Modulationsgrad einem Eingangssignal des Modulators 3 entspricht.

Wenn es sich bei dem verwendeten Laseroszillator um einen Halbleiterlaser oder einen Gaslaser etc. handelt, bei dem eine Strommodulation möglich ist, oder um eine Laserart mit innerer Modulation, bei der ein Modulationselement in den oszillierenden Lichtweg eingesetzt ist, kann der Modulator 3 entfallen; der Laserstrahl wird dann direkt in einen Strahlexpander 4 eingegeben, wo er einer Ausdehnung des Strahldurchmessers unter Beibehaltung eines parallelen Lichtstrahls ausgesetzt wird. Dieser Laserstrahl, dessen Strahldurchmesser vergrößert wurde, wird dann weiter auf einen vielflächigen, sich drehenden Spiegel (Ablenkeinrichtung) 5 projiziert, der eine einzige oder eine Vielzahl von Spiegelflächen besitzt. Dieser vielflächige Drehspiegel 5 ist auf einer Achse montiert, die von einem äußerst präzisen Lager (z. B. einem Luftlager) getragen wird und von einem Motor 6 (z. B. Hysteresesynchronmotor, Gleichstromservomotor) mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Der Laserstrahl 12, der horizontal an dem vielflächigen Spiegel 5 abgelenkt wird, wird mittels einer Fokussierlinse in Form eines Flecks auf eine photoempfindliche Trommel 8 fokussiert. Die Fokussierlinse hat eine f-R-Charakteristik.

Wenn der parallele Lichtstrahl durch die Fokussierlinse in Form eines Flecks oder Punkts fokussiert wird, ist der minimale Durchmesser des Flecks (d _min ) durch folgende Gleichung gegeben:

Darin sind: f die Brennweite der Fokussierlinse, λ die Wellenlänge des verwendeten Lichtstrahls und A eine Einfallöffnung der Fokussierlinse. Aus der obigen Gleichung ist verständlich, daß bei einem großen Wert von A bei konstantem f und λ ein kleinerer Fleckdurchmesser (d _min ) erhalten wird. Der zuvor beschriebene Strahlexpander wird zur Entstehung dieses Effekts verwendet. Wenn daher der erforderliche minimale Durchmesser (d _min ) vom Strahldurchmesser des Laseroszillators per se erzielbar ist, kann auf den Strahlexpander 4 verzichtet werden.

Ein Strahldetektor 18 besitzt einen kleinen Einfallschlitz und ein photoelektrisches Umsetzerelement kurzer Ansprechzeit, z. B. eine PIN-Diode. Dieser Strahldetektor 18 ermittelt eine Position des abzulenkenden Laserstrahls 12; aufgrund des erfaßten Signals wird eine Zeitsteuerung für das Einführen eines Eingangssignals in den Modulator 3 zum Aufbringen einer gewünschten Lichtinformation auf die lichtempfindliche Trommel bestimmt. Dadurch können Fehler bei der Aufspaltungsgenauigkeit auf jeder einzelnen Reflexionsoberfläche des vielflächigen Drehspiegels 5 und eine Diskrepanz im Synchronismus des Horizontalsignals infolge von Unregelmäßigkeiten der Umdrehung erheblich verringert werden. Dadurch wird ein Bild guter Qualität erzielt und gleichzeitig der erlaubte Genauigkeitsbereich (oder Genauigkeitstoleranz), der für den vielflächigen Drehspiegel 5 und den Antriebsmotor 6 gefordert wird, vergrößert, so daß die Vorrichtung billiger hergestellt werden kann.

Der modulierte und abgelenkte Laserstrahl 12 wird auf diese Weise auf die photoempfindliche Trommel 8 gestrahlt. Nach Sichtbarmachung des Bilds nach einem elektrophotographischen Verfahren wird es auf gewöhnliches Papier übertragen, auf diesem fixiert und als Hartkopie ausgegeben.

Unter Bezug auf Fig. 2 wird im folgenden das Druckteil 20 der erfindungsgemäßen Bildinformationsaufzeichnungsvorrichtung erläutert.

Es können bekannte elektrophotographische Verfahren verwendet werden. Gemäß solchen elektrophotographischen Verfahren wird die Oberfläche einer Isolierschicht der photoempfindlichen Platte 8 im voraus mittels einer ersten Koronaentladungseinrichtung 9 entweder positiv oder negativ aufgeladen.

Die photoempfindliche Platte 8 besteht im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Substrat, einer photoleitenden Schicht und einer Isolierschicht. Durch die Aufladung wird an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht und der Isolierschicht oder innerhalb der photoleitenden Schicht eine elektrische Ladung gefangen, deren Polarität der oben erwähnten Ladungspolarität entgegengesetzt ist. Dann wird der Laserstrahl 12 auf die Oberfläche der oben erwähnten elektrisch zu ladenden Isolierschicht gestrahlt, und zwar unter gleichzeitiger Anwendung einer Wechselstromkoronaentladung mittels einer Wechselstromkoronaentladungseinrichtung 10 oder einer Gleichstromkoronaentladung entgegengesetzter Polarität. Nachfolgend wird auf der oben erwähnten Oberfläche der Isolierschicht infolge des Unterschies des Oberflächenpotentials, das entsprechend den dunklen und hellen Mustern des Laserstrahls 12 hervorgerufen wird, ein Muster gebildet. Daran schließt sich eine einheitliche Belichtung der gesamten Oberfläche der Isolierschicht an, damit auf ihr ein latentes elektrostatisches Bild hohen Kontrasts erzeugt wird. Um das latente elektrostatische Bild sichtbar zu machen, wird es in einer Entwicklungseinrichtung 13 mit einem Entwickler entwickelt, der hauptsächlich aus geladenen Farbpartikeln besteht. Danach wird das sichtbare Bild auf ein Übertragungsmaterial 11 wie Papier etc. unter Anwendung eines inneren oder äußeren elektrischen Feldes übertragen. Anschließend wird das übertragene Bild mit Hilfe einer Fixiereinrichtung 15 wie einer Infrarotlampe, einer erhitzten Platte usw. fixiert, um ein elekrophotographisches gedrucktes Bild zu erhalten. Nachdem die Bildübertragung beendet ist, wird andererseits die Oberfläche der oben erwähnten Isolierschicht mittels einer Reinigungseinrichtung 16 gesäubert, um übriggebliebene geladene Partikel des Farbentwicklers von ihr zu entfernen und es dadurch zu ermöglichen, daß die photoempfindliche Platte wiederholt für die folgenden Druckvorgänge verwendet werden kann.

Als Laserquelle können ein Argon (Ar) Gaslaser, ein Krypton (Kr) Gaslaser, ein Ar+Kr Gaslaser, ein (sichtbarer)Halbleiterlaser, ein Pigmentlaser oder eine Doppelwellenlängenumwandlung eines Infrarotlaserstrahls mittels eines nicht-linearen Kristalls (wie etwa ein YAG-Laser oder ein Halbleiterlaser) verwendet werden.

Es ist auch möglich, mittels der Koronaentladungseinrichtung 10 eine Gleichstromkoronaentladung mit entgegengesetzter Polarität im Hinblick auf die Ladungspolarität der in Fig. 2 gezeigten Koronaentladungseinrichtung durchzuführen.

Im folgenden wird unter Bezug auf Fig. 3 die Erfindung erläutert, beginnend mit dem Empfang einer Muster- und Zeicheninformation vom Computer bis zur Erzeugung einer gewünschten Hartkopie dieser empfangenen Bildinformation unter Verwendung der vorangehend beschriebenen Vorrichtung.

Informationen oder Daten vom Computer 21 werden entweder direkt oder über ein Speichermedium wie Magnetbänder, Magnetscheiben etc. in eine Zwischenschaltung 22 der Aufzeichnungsvorrichtung eingegeben. Verschiedene Befehle vom Computer werden in einer Befehlsschaltung 24 entschlüsselt und ausgeführt, während Daten in einem Datenspeicher 23 für eine bestimmte definierte Menge gespeichert werden. Die Art der Datenspeicherung ist im Fall einer Zeichen- oder Schriftzeicheninformation in Form eines Binärcodes gegeben, während sie im Fall einer Musterinformation entweder als Information der Originalbildeinheit, die das Muster bildet, oder als Zeileninformation, die dieses Muster bildet (sog. Vektordaten), vorliegt. Diese Datenspeicherarten werden vor der Datenspeicherung bezeichnet, und die Befehlsschaltung 24 steuert den Datenspeicher 23 und einen Zeilendatengenerator 26 entsprechend der so bezeichneten Betriebsart, um die zu speichernden Daten zu verarbeiten. Der Zeilendatengenerator 26 erzeugt eine abschließende Information oder abschließende Werte für eine Abtastzeile. Das heißt wenn die Daten in Form eines Schriftzeichencodes vorliegen, werden die Schriftzeichenmuster aus dem Schriftzeichengenerator 25 ausgelesen, um die für eine Satzzeile angeordneten Schriftzeichenmuster zu puffern, oder der Schriftzeichencode für eine Satzzeile wird zunächst gepuffert und die Schriftzeichenmuster dann nacheinander aus dem Schriftzeichengenerator 25 ausgelesen, wobei die Daten zur Modulation des Laserstrahls für eine Abtastzeile in einer Folge bereitgestellt werden. Auch wenn die Daten die Musterinformationen sind, werden die Daten für die Modulation des Laserstrahls für eine Abtastzeile einzeln nacheinander durch Umwandlung der Daten in die Abtastzeilendaten erzeugt. Die Daten für eine Abtastzeile werden abwechselnd unter Steuerung durch eine Pufferschaltersteuerschaltung 29 in Zeilenpuffer 27 und 28 eingegeben, die aus Schieberegistern etc. bestehen, deren Stufen- oder Bitanzahl gleich der Anzahl des Originalbildmusters für eine Abtastzeile ist.

Weiterhin werden die Daten in beiden Zeilenpuffern 27 und 28 mit einem Strahldetektorsignal vom Strahldetektor 32 als Triggersignal für eine Abtastzeile Bit für Bit ausgelesen und danach einer Modulatorsteuerschaltung 31 zugeführt. Während eine Reflexionsfläche die photoempfindliche Trommel entlang einer Richtung senkrecht zur Drehrichtung der Trommel abtastet, werden die in den Zeilenpuffern 27, 28 gespeicherten Daten für eine Abtastzeile dem Modulator zugeführt, wodurch helle und dunkle Muster entsprechend einer Abtastzeile auf die photoempfindliche Trommel 8 gegeben werden. Aus den Zeilenpuffern 27 und 28 werden die Zeilendaten abwechselnd unter der Steuerung der Pufferschaltersteuerschaltung ausgelesen. Die Zeitbeziehungen zwischen diesen sind in Fig. 4A gezeigt. Wie aus den Wellenformdarstellungen in Fig. 4A erkennbar ist, wird während des Auslesens aus einem Zeilenpuffer in den anderen Zeilenpuffer eingeschrieben. Mit Hilfe dieses Systems können alle Daten dem Modulator ohne Fehler zugeführt werden, selbst wenn das Intervall zwischen einer Reflexionsfläche und der folgenden Reflexionsfläche für den vielflächigen Drehspiegel extrem kurz ist, um die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel zu überstreichen. Während der Abtastung einer Abtastzeile setzt die photoempfindliche Trommel ihre Drehung mit konstanter Geschwindigkeit fort, damit eine Verschiebung für einen geeigneten Abtastzeilenabstand erzielt wird.

Wenn der Laserstrahl mit einem Bildsignal auf der rotierenden photoempfindlichen Trommel parallel zu deren Axialrichtung abgetastet wird, erhält die Abtastzeile auf der Trommeloberfläche eine geringe Neigung. Um diese Neigung zu korrigieren, ist es besser, die Abtastzeile von vornherein schräg zu stellen (s. Fig. 5A und 5B). Wenn in diesem Fall der vielflächige Drehspiegel allein geneigt wird, wird die Abtastzeile gekrümmt, wie in Fig. 5C gezeigt. Daher ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das optische System vollständig auf einem Maschinentisch montiert und dieser Maschinentisch in bezug auf die photoempfindliche Trommel in der Richtung geneigt befestigt, in der die Neigung der Abtastzeile korrigiert werden soll. Auf diese Weise kann das Bild auf dem Übertragungspapier richtig aufgezeichnet werden, wie in Fig. 5B gezeigt.

Claims (4)

1. Elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Steuereinrichtung zum Modulieren eines Laserstrahls in Abhängigkeit von einem aufzuzeichnenden Signal, welche Steuereinrichtung eine Speichereinrichtung zum bitweisen Speichern der Abtastzeilen-Modulationssignale aufweist, einer eine Mehrzahl von strahlreflektierenden Oberflächen aufweisenden, drehenden Ablenkeinrichtung zum Umlenken des Laserstrahls, einem durch den Laserstrahl abgetasteten, elektrofotografischen, fotoempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, und einer Strahlempfangseinrichtung zur Ermittlung einer vorbestimmten Winkellage der Ablenkeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlempfangseinrichtung (18; 32) den durch die Ablenkeinrichtung (5) umgelenkten Laserstrahl empfängt und ihr Ausgangssignal zur Festlegung einer Anfangsposition des Laserstrahls auf dem Aufzeichnungsmaterial (8) dient, daß die Speichereinrichtung in der Steuereinrichtung (Fig. 3) einen ersten und einen zweiten Zeilenpufferspeicher (27 bzw. 28) aufweist, die die Laserstrahl-Modulationssignale abwechselnd aufnehmen und ausgeben und die jeweils einer Abtastzeile entsprechende Informationen speichern, und daß die von der Strahlempfangseinrichtung (18; 32) erzeugten Strahlermittlungssignale als Triggersignale für das bitweise Auslesen der Abtastzeilen- Modulationssignale aus den Zeilenpufferspeichern dienen.

2. Elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Pufferschaltersteuerschaltung (29) zum Steuern des Einschreib- und Auslesebetriebs der Zeilenpufferspeicher (27, 28).

3. Elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrofotografische, fotoempfindliche Aufzeichnungsmaterial (8) trommelförmig ausgebildet ist und mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird, und daß das die Ablenkeinrichtung (5, 6) enthaltende optische System (1 bis 7) bezüglich des trommelförmigen Aufzeichnungsmaterials (8) geneigt befestigt ist, um einen achsparallelen Abtastzeilenverlauf sicherzustellen.

4. Elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ablenkeinrichtung (5) und dem Aufzeichnungsmaterial (8) eine f-R-Linse (7) angeordnet ist.