DE2530856A1

DE2530856A1 - Bildinformationsaufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2530856A1
Application number: DE19752530856
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Hirayama; Fujio Iwatate; Kazuo Kawakubo; Hisashi Nakatsui; Yasushi Sato; Taisuke Tokiwa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1974-07-10
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2530856C2; DE2560451C2; US4233612A; GB1520281A

Description

BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsvorrichtung, bei der Muster- und Zeicheninformationen von elektronischen Computern etc. mit hoher Geschwindigkeit ausgedrückt werden. Genauer gesagt befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung, die auf einem photoempfindlichen Gegenstand ein Bildinformationsmuster dadurch herstellt, daß ein Laserstrahl von einer Muster- und Zeicheninformation abgelenkt bzw. mit ihr moduliert wird, die von elektronischen Computern etc. ausgegeben wird; die Vorrichtung gibt dann unter Verwendung eines elektrophotographischen Bildübertragungsprozesses mit hoher Geschwindigkeit eine Hartkopie hoher Qualität dieser Bildinformation aus.

Ho/1

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939844

Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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Im Zusammenhang mit der neuerlichen Tendenz zu elektronischen Hochleistungscomputern ist es wünschenswert geworden, eine Ausgabevorrichtung hoher Geschwindigkeit für Muster- und Zeicheninformationen etc. hoher Qualität zu entwickeln. Für die Hochgeschwindigkeitsausgabevorrichtung für Zeicheninformation allein sind bislang ein trommelartiger mechanischer Stoß-Zeilendrucker, ein elektrostatischer Mehrfachschreibstiftdrucker und ein CRT (Kathodenstrahlröhren) -Drucker, der eine Kombination aus einer. CRT (hauptsächlich OFT) und einem elektrophotographischen Prozeß darstellt, bekannt.

Der mechanische Stoß-Zeilendrucker ist jedoch in seiner Ausdruckgeschwindigkeit begrenzt und wegen der ernormen Geräusche von seinen mechanischen Teilen, der geringen Betriebszuverlässigkeit etc. nachteilig. Der elektrostatische Mehrfachschreibstiftdrucker hat eine begrenzte Auflösung und ist darüber hinaus unter anderen insofern nachteilig, als für das Aufzeichnungsmaterial ein teures elektrostatisches Aufzeichnungsblatt verwendet werden muß. Beim CRT-Drucker liegt ein Nachteil in der Schwierigkeit, den erwünschten Druckzustand hoher Qualität über lange Zeit beizubehalten; der Grund dafür liegt im geringen Stabilitätsgrad der CRT-Treiberschaltung etc.

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ORIGINAL INSPECTED

Im Hinblick auf das Vorangegangene sind verschiedene Schwierigkeiten bei Zeicheninformation-Ausgabevorrichtungen verschiedener bislang bekannter Art aufgetreten, wenn Zeichen komplizierter Konfiguration wie insbesondere chinesicher Schriftzeichen mit hoher Geschwindigkeit ausgegeben werden sollten.

Es sind bisher außerdem verschiedene Ausgabevorrichtungen allein für Musterinformationen bekannt; solche Ausgabevorrichtungen sind ein mechanischer X-Y-Plotter (Zeichengerät), ein Zeichner, ein elektrostatischer Mehrfachsch^reibsti^ftP^otter, ein CRT-Plotter zur optischen Aufzeichnung eines auf der Kathodenstrahlröhre dargestellten Informationsmusters, und andere. Von diesen bekannten Vorrichtungen sind der mechanische X-Y-Plotter und der Zeichner wegen ihrer niedrigen Aufzeichnungsgeschwindigkeit nachteilig. Der elektrostatische Mehrfachschreibstiftplotter ist andererseits deshalb nachteilig, weil das Aufzeichnungspapier ein besonders verarbeitetes Papier sein sollte. Der CRT-Plotter ist schließlich mit dem Nachteil der geringen Auflösung der Kathodenstrahlröhre an sich, der geringen Stabilität, der unzureichenden Lichtmenge etc. behaftet. · ·

Angesichts der verschiedenen Nachteile, mit denen die bislang bekannten Ausgabevorrichtungen oder Ausgabegeräte für Muster- und Zeicheninformationen behaftet sind, wie dies im

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-A-

vorangegangenen dargestellt wurde, liegt die Hauptaufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung oder ein Gerät zur Aufzeichnung verschiedener Muster und Zeicheninformationen etc. von elektronischen Computern etc. auf gewöhnlichem Papiermaterial in Form einer Hartkopie mit hoher Druckgeschwindigkeit und hoher Bildqualität zu schaffen, wobei die verschiedenen oben beschriebenen Fehler oder Nachteile der bekannten Ausgabevorrichtungen vermieden werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bildinformationsaufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Gemäß der Erfindung wird eine Bildinformationsaufzeichnung svorrichtung geschaffen, die folgende Elemente enthält: Einen Laseroszillator, einen Modulator (oder eine Laseroszillatortype mit innerer Modulation), der den vom Laseroszillator ausgehenden Laserstrahl mittels eines externen Signals modulieren kann, einen photoempfindlichen Gegenstand, der im wesentlichen aus einer Isolierschicht, einer photoleitenden Schicht und einem elektrisch leitenden Substrat besteht, eine Hauptabtasteinrichtung wie einem vielflächigen sich drehenden Spiegel, einen Galvariospiegel etc., die dafür sorgt, daß

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_ 5 —

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der modulierte Laserstrahl den photoempfindlicheh Gegenstand in der Hauptabtastrichtung abtastet, ein optisches System, das den Laserstrahl auf den photoempfindlichen Gegenstand fokussiert, einen Positionsdetektor zur Festlegung einer Anfangsposition des abtastenden Laserstrahls auf dem photoempfindlichen Gegenstand, aLne Einrichtung zur Eingabe eines Bildsignals in den Modulator synchron mit der Hauptabtasteinrichtung mittels eines Ausgangs vom Positionsdetektor, eine Einrichtung, um den photoempfindlichen Gegenstand elektrisch zu laden, eine Koronaentladungseinrichtung, um den photoempfindlichen Körper einer Wechselstromkbronaentladung oder einer Gleichstromkoronaentladung mit gegenüber der oben erwähnten elektrischen Ladung entgegengesetzter Polarität gleichzeitig mit oder unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem Abtasten des photoempfindlichen Körpers mittels des Laserstrahls auszusetzen, eine Einrichtung zur Ausführung einer Totalbelichtung des photoempfindlichen Körpers, eine Einrichtung zur Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes, das von den oben erwähnten Einrichtungen gebildet wurde, eine Einrichtung zur Übertragung, des latenten Bildes auf ein Bildübertragungsmaterial und eine Einrichtung zur Säuberung des photoempfindlichen Gegenstands.

Gemäß der Erfindung wird eine Bildinformationsaufzeichnungsvorrichtung geschaffen, die mit hoher Geschwindigkeit und hoher Empfindlichkeit arbeitet und von einem photoempfindlichen Körper Gebrauch macht, der mit einem photoempfindlichen Material versehen ist, dessen Spektralempfindlichkeitseigenschaft an die

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Wellenlänge des Laseroszillators angepaßt ist. ...

Außerdem wird mit der Erfindung eine BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung geschaffen, die zusätzlich zur Hauptabtasteinrichtung, die den Laserstrahl in der Hauptabtastrichtung ablenkt, mit einer Einrichtung versehen ist, um den Laserstrahl einer Mikroablenkung sowohl in einer parallelen als auch in einer vertikalen Richtung in bezug auf die Hauptabtastrichtung auszusetzen, damit ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb erfolgen kann und eine Änderung des ßbstands zwischen . benachbarten Buchstaben in Zeile und Spalte sowie eine Deformation der Buchstaben etc. ausführbar ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren. Es zeigen:

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,

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

Fig. 5A und 5B jeweils graphische Darstellungen, die die Veränderungen des Oberflächenpotentials an der Isolierschicht des photoempfindlichen Gegenstands zeigen,

Fig. 6 ein Ersatzschaltbild zur Ausführung der Wechselstromentladung der Isolierschichten des photoempfindlichen Gegenstands,

Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht des Druckteiles 20, das der auf dem Ersatzschaltbild in Fig. 6 basierenden Wechselstromentladung ausgesetzt werden soll,

Fig. 8A und 8.B jeweils Beispiele des Aufbaus von Muster- und Zeicheninformationen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgezeichnet werden können,

Fig. 9 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Systems, bei dem Ultraschallwellen neun verschiedener Frequenzen gleichzeitig einem Lichtmodulationsablenkelement übermittelt werden,

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Horizontalablenkeingangssignals zeigen,

Fig. 18A, 18B und 18C jeweils Darstellungen, aus denen

erkennbar ist, wie die Neigung der Äbtastpfeile . auf der photoempfindlichen Trommel.korrigiert werden kann,

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Korrektur der Neigung der Abtastzeile,

Fig.· 20 eine graphische Darstellung, aus der die Spektralempfindlichkeitseigenschaften verschiedener photoempfindlicher Materialien für die Elektrophotographie ersichtlich sind und

Fig. 21 ebenfalls eine graphische Darstellung, aus der

die Empfindlichkeitseigenschaften derselben photoempfindlichen Materialien wie in Fig. 20 in bezug auf einen He-Ne Gaslaserstrahl ersichtlich sind.

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

Ein vom Laseroszillator 1 ausgehender oder oszillierter Laserstrahl wird mit Hilfe von Reflexionsspiegeln 2 in eine Eingangsöffnung eines Modulators 3 gelenkt. Die Reflexionsspiegel 2 sind.nur deshalb vorgesehen, um den Lichtweg zur Verringerung des Raums oder Abstands innerhalb der Vorrichtung zu krümmen. Wenn eine -PpAcfe^ Raugiuerkleinerung nicht er for-

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derlich 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 mächt, verwendet werden. Der Laserstrahl wird im Modulator 3 einer Modulation ausgesetzt, die von einem starken zu einem schwachen Grad entsprechend einem Eingangssignal in den Modulator 3 reicht.

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 5 projiziert, der eine einzige oder eine Vielzahl von Spiegelflächen besitzt. Dieser vielfächige Drehspiegel 5 ist auf einer Achse montiert, die von einem äußerst präzisen Lager (z.B. ein 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

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Trommel 8 fokussiert. Die Fokussierlinse hat eine f-0 Charakteristik. Bei einer gewöhnlichen Fokussierlinse existiert die folgende Beziehung im Hinblick auf eine Fokussierposition r auf der Bildoberfläche, wenn der Einfallwinkel des Lichtstrahls θ ist:

r = f · tan θ (1)

Dabei ist f die Brennweite der Fokussierlinse. Der Laserstrahl 12, der bei der vorliegenden Ausführungsförm vom definierten vielflächigen Drehspiegel 5 reflektiert wird, ändert seinen Einfallwinkel in die Fokussierlinse 7 in der Beziehung der Hauptfunktion mit dem Zeitablauf. Dementsprechend verändert sich die Bewegungsgeschwindigkeit des fokussierten Flecks auf der photoempfindlichen Trommel 8 als Bilderzeugungsoberfläche nicht-linear und ist daher nicht konstant. Mit anderen Worten nimmt die Bewegungsgeschwindigkeit des fokussierten Flecks an einem Punkt, an dem der Einfallwinkel des Strahls groß wird, zu. Wenn daher eine Kette von Strahlflecken oder -punkten auf der photoempfindlichen Trommel 8 gezogen wird, wobei der Laserstrahl bei einem bestimmten definierten Zeitintervall eingeschaltet wird, wird das Intervall zwischen ihnen an beiden Enden der Kette weiter als in deren Mittelteil. Um diese Erscheinung zu vermeiden, ist die Fokussierlinse 7 mit einer Charakteristik versehen, die durch die folgende Gleichtung dargestellt wird.

r = f · θ (2)

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Diese Art der Fokussierlinse wird "f-θ Linse" genannt. Wenn der parallele Lichtstrahl mit der Fokussierlinse in Form eines Flecks oder Punkts fokussiert wird, ist der minimale Durchmesser des Flecks (d . } durch folgende Gleichung gegeben:

f
min - - A (3)

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 . ) erhalten wird. Der zuvor beschriebene Strahlexpander wird zur Entstehung dieses Effekts verwendet. Wenn daher der erforderliche minimale Durchmesser (d . ) vom Strahldurchmesser des Laseroszillators per se erzielbar ist, kann auf den Strahlexpander 4 verzichtet werden.

Der 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

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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, gelockert oder 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 und nach Sichtbarmachung mittels des elektrophotographisehen Verfahrens wird das Bild 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.

Erste Ausführungsform

Als erste Ausführungsform kann das elektrophotographische Verfahren verwendet werden, das in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 42-23910 und Nr. 43-24748 beschrieben ist. Gemäß diesem elektrophotographischen Verfahren wird die Oberfläche einer Isolierschicht der photoempfindlichen Platte 8 im voraus mittels einer ersten Koronaentladungseinrichtung 9 entweder in positiver oder in negativer Polarität aufgeladen.

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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 Unterschieds des Oberflächenpotentials, das entsprechend den dunklen und hellen Mustern des Laserstrahls 12 hervorgerufen v/ird, ein Muster gebildet. Daran schließt sich eine einheitliche Belichtung der gesamten Oberfläche der Isolirschicht an, damit auf ihr ein latentes elektrostatisches Bild hohen Kontraste 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. fixiertem ein elektrophotographisches gedrucktes Bild zu erhalten. Nachdem die Bildübertragung been-

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det ist, wird andererseits die Oberfläche der oben erwähnten Isolierschicht mittels einer Reinigungseinrichtung 16 gesäubert, um übrig gebliebene 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. ' '

Im folgenden wird im einzelnen die Erscheinung unter Bezug auf die Fig. 5A und 5B erläutert, die beim photoempfindlichen Gegenstand bzw. bei der photoempfindlichen Platte auftritt, wenn die Ladung auf der Oberfläche der Isolierschicht der photoempfindlichen Platte der oben beschriebenen Ausführungsform, die zuvor gleichmäßig geladen wurde, insbesondere mittels der Wechselstromkoronaentladung unter gleichzeitiger Bestrahlung mit dem Laserstrahl abgeschwächt wird.

Fig. 5A gibt einen variierenden Zustand des Oberflächenpotentials auf der Isolierschicht des photoempfindlichen Gegenstands bzw. der photoempfindlichen Platte wieder, wenn die Wechselstromfrequenz der Koronaentladung relativ niedrig ist. In diesem Fall kann das elektrische Potential zum Zeitpunkt der auf die oben erwähnte Isolierschichtoberfläche einwirkenden Wechselstromentladung einen Mittelwert zwischen einer Kurve in ausgezogener Linie und einer Kurve in gestrichelter Linie annehmen, und zwar in Abhängigkeit vom Phasenunterschied der Wechselspannung. Andererseits findet die Strahlung des Laser-

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Strahls innerhalb einer extrem kurzen Zeitspanne,an einer bestimmten Stelle auf dem photoempfindlichen Körper statt, z.B. innerhalb von 150+1 Sekunden bei dieser ersten Ausführungsform. Infolge des Unterschieds des elektrischen Potentials auf der Oberfläche der Isolierschicht zur Zeit der Laserbestrahlung wird daher das elektrische Potential des nach der Totalbelichtung zu erhaltenden latenten elektrostatischen Bildes inkonstant, ungeachtet der Tatsache, daß die Strahlungsmenge des Laserstrahls konstant ist. Demzufolge tauchen unvermeidlich synchron mit der Wechselstromfrequenz Unregelmäßigkeiten im entwickelten Bild auf. Diese Erscheinung tritt nicht auf, wenn das Verfahren bei Reproduktionsmaschinen etc. angewendet wird, da in diesem Fall die Totalbelichtung überall in der Wechselstromentladungszone ausgeführt wird, um den auf. der Phasendifferenz beruhenden Einfluß auszugleichen.

Wenn die Frequenz der Wechselstromentladung erhöht wird, um diese Unregelmäßigkeiten im entwickelten Bild (siehe Fig. 5B) zu vermeiden, dann findet keine Änderung der G.esamtentladungszeit statt, sondern synchron mit der Wechselstromfrequenz eine Abnahme der Amplitude der Änderungen des Oberflächenpotentials der Isolierschicht. Infolgedessen wird der Unterschied des Potentials auf der Oberfläche der Isolierschicht zur Zeit der Laserbestrahlung klein und die Unregelmäßigkeit des entwickelten Bildes ^auf ein praktisch vernachlässigbares Maß reduziert. Dies kann unter Zuhilfenahme eines Ersatzschaltbildes erläutert werden, das in Fig. 6 dargestellt ist und aus einer Spannungsquelle E

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besteht, die an die Entladungselektroden der· Wechselstromkoronaentladungseinrichtung angeschaltet werden soll, sowie aus einem Widerstand Rc für den Koronastrom der Zwischen den Entladungselektroden und dem photoempfindlichen Gegenstand fließt, und aus einer statischen Kapazität Cp des photoempfindlichen Gegenstands, wenn dieser als Last für die Kapazität allein betrachtet wird.

Wenn bei diesem Ersatzschaltbild das elektrische Potential auf der Oberfläche der Isolierschicht infolge der Primärladung unmittelbar vor Durchführung der Wechselstromentladung als Vo angenommen wird und eine den Wechselstromkoronaentladungselektroden einzuprägende Spannung E=E cos (wt + θ), ist, dann wird das Oberflächenpotential Vp der Isolierschicht, während der Wechselstromentladung durch folgende Gleichung dargestellt:

Vp = ° - 1 sin(wt+0+p )-sixi(e+p ) - e-' ^ \

\/ ( WCpRc)² + 1

^e CpRc

ö = tan"¹ (

WCpRc)

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Aus Gleichung (4) ergibt sich die Entladungszeit aus dem zweiten Term _{auf der rechten Seitef wobei ±hre Zeitkonstante} TT=CpRc ist. Die Amplitude der Änderung infolge der Frequenz der Wechselstromkoronaentladung wird durch den ersten Term auf derselben Seite wie folgt erhalten:

^EO

\/ CwCpRc)² + 1

Die Wechselstromentladungszeit td ergibt sich aus Fig. 7 wie folgt:

JL

td = — ( c \

Darin sind ν die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel und 1 die Breite der Entladungszone. Ein der statischen Kapazität Cp des Ersatzschaltbildes von Fig. 6 entsprechender Betrag ist wie folgt proportional dem Oberflächenbereich des photoempfindlichen Körpers, der pro Zeiteinheit durch die Entladungszone passiert:

= Av _{6)

A ist eine Proportionalitätskonstante.

Unter der Annahme, daß unter den Voraussetzungen Cp = Cp , Rc = Rc₁ und ν - V₁ eine ausreichende Entladung ausgeführt wird, ist die Zeitkonstante der Entladung in Gleichung (4) wie folgt gegeben:

* ^CP1^RC1 (7).

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" ¹⁸ " ■ 2530858

Zu dieser Zeit wird die Amplitude W_Q der Veränderungen infolge der Wechselstromentladungsfrequenz w_Q dargestellt durch:

+ 1

Es sei angenommen, daß diese Amplitude W_Q ausreichend groß ist, um die unregelmäßige Dichte des oben erwähnten entwickelten Bildes hervorzurufen. Wenn w = W₁ ( w.,>w₀)·, ergibt sich die folgende Beziehung:

₁ Cp₁ Rc₁)" + 1 V(w_o Cp₁ Rc₁)^ +1 dabei ist W₁ ausreichend klein, um die oben erwähnten Unregelmäßigkeiten in der Dichte nicht hervorzurufen.

Durch verändern der Frequenz der Wechselstromkoronaentladung kann daher die unregelmäßige Dichte im entwickelten Bild ohne Änderung der Entladungszeit beseitigt werden.

Als nächstes sei angenommen, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel V=^v₁ = V₂ ist. In diesem Fall ergibt sich die folgende Beziehung:

Cp₂ = ^Cp₁ (10)

Aus dem obigen ergibt sich für die Entladungszeit die folgende Gleichung:

^td2 - ν. - αν α

^Vl

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2 B 3 Π 8 H β

Um demzufolge die Entladung vollständig innerhalb der Entladungszeit td₂ auszuführen, sollte die Entladungszeitkonstante wie folgt sein:

τ Cp . Rc T= Cp . Rc = i- = i i (12)

Da Cp₂ =^cfCp₁ ist, sollte sich die folgende Beziehung ergeben:

Rc„ =

2 a 2 (13)

In der Praxis kann eine Veränderung von Rc durch Ändern des Abstands zwischen den Entladungselektrodendrähten und dem photoempfindlithen Gegenstand erzielt v/erden. In diesem Fall ergibt sich für die Amplitude W₂ der aus der oben erwähnten Wechselstromkoronaentladungsfrequenz abgeleiteten Änderungen:

J (w_o Cp Rc )² + 1 (l(b)

2 2

Aus der obigen Gleichunt ergibt sich die Bedingung für W₂ unter der W₂ = Vi₁ ist, und man erhält die folgende Beziehung:

^W2 ^Cp2 ^RC2 ^{= W}l ^Gpl ^Rcl

Cp₁ . Rc₁

= VT

2 "_ 1 * Cp_n . Rc,

(15)

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2530RfSB

Aus Gleichung (15) ergibt es sich als notwendig, eine Wechselstromkoronafrequenz vorzusehen, die größer als ein bestimmter Wert ist, um die oben erwähnte Unregelmäßigkeit im entwickelten Bild nicht auftreten zu lassen. Dieser Wert ist proportional der Dmfangsgeschwindigkeit der. Trommel. Bei der Verwirklichung der ersten Ausführüngsform wurden die folgenden Parameter benutzt:

1. Umfangsgeschwindigkeit (v)

der Trommel 30 cm/sec.

2. Fläche der Entladungszone 3cm χ 30cm

3. Statische Kapazität (C) ₂ der photoempfindlichen Platte 5 pF/cm

4. Strom für die Wechselstromentladung 75 jnA rms

5. Angelegte Spannung 7 kV

• 6. Entladungsfrequenz (f) 1 KHz

7. Elektrostatischer Kontrast etwa 500 V

Die Entwicklung ist eine Umkehrart unter Verwendung eines flüssigen Entwicklers.

Bei den unter Verwendung der oben aufgeführten Parameter ausgeführten Experimenten konnte die Unregelmäßigkeit des entwickelten Bildes unter der folgenden Voraussetzung der Wechselstromentladungsfrequenz (f) entfernt werden:

509887/0930 onmn*l

253ORbR

Das bedeutet, daß die Teilung infolge der Wechselstromkoronaentladungsfrequenz auf der photoempfindlichen Trommel 0,3 mm beträgt. Demzufolge kann die Wirkung der obigen Gleichung (16) allgemeiner durch die folgende Beziehung angegeben werden:

■ _f>-JL- . . . . · (17)

Darin ist P eine Konstante, die sich nach der statischen Kapazität des photoempfindlichen Gegenstands, der Breite der Entladungszone, den Voraussetzungen für die Entwicklung etc. bemißt und im Fall der oben erwähnten ersten Ausführungsform den Wert 0,03 hat.

Zweite Ausführungsform

Als zweite Ausführungsform kann das elektrophotographische Verfahren zur Herstellung eines latenten elektrostatischen Bildes verwendet werden, das in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 42-19748 beschrieben ist. Entsprechend diesem Verfahren wird eine photoempfindliche Platte benutzt, die im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Substrat, einer photoleitenden Schicht und einer Isolierschicht besteht. Die Oberfläche der Isolierschicht wird mittels der Primärkoronaentladung zunächst gleichförmig mit einer positiven oder negativen Polarität geladen, um dadurch die elektrische Ladung mit gegenüber der Ladungspolarität entgegengesetzter Polarität entweder an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht und

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Isolierschicht oder innerhalb der photoleitenden Schicht zu binden. Dann wird die oben erwähnte aufzuladende Oberfläche der Wechselstroinkoronaentladung ausgesetzt, um die elektrische Ladung auf der Oberfläche der Isolierschicht abzuschwächen. Dann wird der oben erwähnte Laserstrahl als Informationssignal draufgestrahlt, um entsprechend der Helligkeit und Dunkelheit des Laserstrahls auf der Isolierschichtoberfläche ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Die übrigen Verfahrensschritte von der Entwicklung des elektrostatischen Bildes ab sind exakt die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.

Der photoempfindliche Gegenstand und der Laseroszillator, die bei der zuvor beschriebenen ersten und der zweiten Ausführungsform verwendet werden, sind wie folgt.

Kombination A

1. Laser Oszillator:

He-Ne Gaslaser (Wellenlänge 632,8 m p. ) ■

2. Photoempfindlicher Gegenstand:

Eine photoempfindliche Substanz, die dadurch hergestellt wurde, daß zunächst 10g Vinylchlorid zu 90 g kupferaktiviertem Cadmiumsulfid hinzugefügt wurden und daß weiterhin eine kleine Menge Verdünner zugesetzt wurde, wurde auf eine Aluminiumfolie von angenähert 100 Mikron Dicke mittels einer Spruhbeschichtungsmethode in einer Dicke von etwa 70 Mikron aufgebracht. Nachfolgend wurde ein dünner Film aus Mylar (Handelsmarke für einen Polyesterfilm der Firme E.I. du Pont de Nemour & Co., USA) in einer Dicke von etwa 25 Mikrons

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2 γ- '-> >->. ■ r ι" „ b ·"; ■'·';-■ h

unter Zuhilfenahme eines Klebmittels auf die geschichtete photoleitenden Oberfläche innigst laminiert und befestigt, um die photoempfindliche Platte zu erhalten. Dieser photoempfindliche Gegenstand wurde dann um die aus Aluminium hergestellte Trommel gewickelt. Bei diesem photoempfindlichen Gegenstand wird die Ladungspolarität der oben erwähnten ersten elektrischen Ladung positiv.

Kombination B

1. Laser Oszillator:

He-Cd Laser (Wellenlänge 441 ,6 m μ)

2. Photoerapfindlicher Gegenstand:

Auf ein Aluminiumsubstrat wurde mittels Vakuumverdampfung Tellur (Te) in einer Dicke von etwa 1 Mikron zur Bildung einer Te-Schicht aufgebracht. Über diese Te-Schicht wurde dann durch Vakuumverdampfung Selen (Se), das 15 % Te enthielt, in einer Dicke von ungefähr 90 Mikron aufgebracht und dessen obere Oberfläche mit einem transparenten isolierenden Harz in einer Dicke von etwa 30 Mikrons beschichtet und dieses dann gehärtet. Bei diesem photoempfindlichen Gegenstand wird die Ladungspolarität der oben erwähten ersten Ladung negativ.

Es sei darauf hingewiesen, daß verschiedene Arten von Laserstrahlquellen, die bislang veröffentlicht wurden und in Zukunft noch veröffentlich werden, auf das erste und das zweite Verfahren zur Herstellung eines latenten elektrostatischen Bildes

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anwendbar sind. In jedem Fall ist es wichtig, die beste Kombination der Laserstrahlquelle und des photoempfindlichen Körpers vorzusehen, wobei die Laserwellenlänge und die Spektralempfindlichkeitseigenschaft des photoempfindlichen Gegenstands gut angepaßt sind.

Als Laserquelle kann folgendes verwendet werden:

1. Argon (Ar) Gaslaser

2. Krypton (Kr) Gaslaser

3. Ar + Kr Gaslaser

4. (sichtbarer) Halbleiterlaser

5. Pigmentlaser

6. Doppelwellenlängenumwandlung eines Infrarotlaserstrahls mittels eines nicht-liniearen Kristalls (wie etwa YAG Laser, Halbleiterlaser).

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 werden unter Bezug auf Fig. 3 die Verfahrensschritte erläutert, beginnend mit dem Empfang einer Muster- und Zeicheninformation vom Computer bis zur Erzeugung einer gewünschten Hartkopie dieser empfangenen Bildinformation unter Verwendung der in den vorangegangenen Ausführungsformen beschriebenen Vorrichtung.

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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. D.h. 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,

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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 durch die Steuerwirkung einer Pufferschaltersteuerschaltung in den Zeilenpuffer 1 und den Zeilenpuffer 2 eingegeben, die aus Schieberegistern etc. bestehen, deren Stufenoder Bitanzahl gleich der Anzahl des Originalbildmusters für eine Abtastzeile ist.

Weiterhin v/erden die Daten in beiden Zeilenpuffern 1 und 2 mit einem Strahldetektorsignal vom Strahldetektor 32 als Triggersignal für eine Abtastzeile Bit für Bit ausgelesen und danach einer Modulatorsteuerschaltung zugeführt. Während eine Reflexionsfläche die photoempfindliche Trommel entlang einer Richtung vertikal zur Drehrichtung der Trommel abtastet, werden die in den Zeilenpuffern 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 1 und 2 werden die Zeilendaten abwechselnd unter der Steuerung der Pufferschaltersteuerschaltung ausgelesen. Die Zeitbeziehungen zwischen diesen sind in Fig. 4A gezeigt. Wie aus den Wellenformdarstellungen in dieser Fig. erkennbar ist, wird während des Auslesensaus einem Zeilenpuffer in den anderen Zeilenpuffer eingeschrieben. Mit Hilfe dieses Systems können alle Daten dem Modulator ohne Fehler zugeführt werden, wenn ein Intervall zwischen einer Reflexionsfläche und der folgenden Reflexionsfläche für den viel-

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flächigen 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.

Im folgenden wird ein Ausgabeverfahren mit vergrößerten Schriftzeichen und Mustern in Einzelheiten erläutert.

Erste Ausführungsform

Anstelle des Auslesens von Daten durch abwechseIndes Umschalten der .Zeilenpuffer 1 und 2 für jeden Abtastvorgang, wie dies oben beschrieben wurde, wird die Abtastung, wenn die Muster-und Zeicheninformationsdaten vergrößert sind, für jeden Zeilenpuffer entsprechend der Vergrößerung wiederholt, um die Daten auszulesen. Dadurch wird es möglich, bei konstanter Trommeldrehung diese Ausgabemuster, Zeichen etc. dadurch zu vergrößern, daß sie in Richtung senkrecht zu ihrer Abtastrichtung integral vervielfältigt v/erden.

Nachfolgend wird von den Daten für eine Abtastung innerhalb jedes einzelnen Zeilenpuffers nur das Objektbildsignal mit einer Bitrate ausgelesen, die einem Verhältnis und einer beliebigen Vergrößerung entspricht (die Vergrößerung kann in vertikaler und horizontaler Richtung entweder gleich oder unterschiedlich sein). Dadurch kann jeder beliebige Teil der Daten wie Muster, Zeichen etc. im Zeilenpuffer in Abtastrichtung

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und bei konstanter Abtastgeschwindigkeit beliebig vergrößert werden.

Wie in dem Vorangegangenen angegeben, ist es daher bei Verwendung ein und derselben Daten möglich, eine Ausgabe als Ergebnis einer Vergrößerung oder .Deformierung der Muster, Zeichen etc. sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung unabhängig voneinander zu erzeugen.

Fig. 8A zeigt ein Beispiel eines Originalzeichens oder -schriftzeichens, das ausgegeben werden soll und ein vergrößertes und deformiertes Ausgabeschriftzeichen. Fig. 4B gibt die Zeitbeziehung zwischen abwechselnden Auslese- und Einschreibvorgängen in den Zeilenpuffern 1 und 2 zur Zeit der Vergrößerung und Deformation der Muster- und Zeicheninformationen wieder.

Es wird jetzt erneut auf Fig. 3 Bezug genommen. Wenn die Druckersteuerschaltung 33 Startbefehle von der Befehlsschaltung 24 erhalten hat, bewirkt sie, daß der Drucker zu arbeiten beginnt, und gibt gleichzeitig ein "Drucker bereit"-Signal zur Befehlsschaltung 24 zurück. Wenn das Signal dem Modulator 3 zugcfil· i und die ersten Daten auf der ersten Seite auf die photoempfindliche Trommel geschrieben werden, wird ein Aufzeichnungspapier 11 aus einem Papierzuführmechanismus heraus mit einer angepaßten Zeitsteuerung zugeführt, so daß die eingeschriebenen Daten geeignet am Kopfteil des Übertragungspapiers an der bestimmten Übertragungs-

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253ΠΗΗ6

position übertragen werden können. Auf diese Weise werden die Zeichen- und Musterinformationen vom Computer 21 als klare Hartkopie auf dem Aufzeichnungspapier gewöhnlicher Qualität ausgegeben.

Zweite Ausführungsform

Bei dieser Ausführungsform bezieht sich die Erläuterung auf einen Mechanismus, bei dem die Hauptabtasteinrichtung von Fig. 1 ein Galvanospiegel 5¹ anstelle des vielflächigen Drehspiegels 5 ist.

Der Laserstrahl, der vom Laseroszillator 1 ausgesandt wurde, wird über die Reflexionsspiegel 2 in die Eingangsöffnung des Modulator-Deflektors 3 eingegeben. Bei diesem Modulator-Deflektor 3 wird der Laserstrahl entsprechend dem Eingangssignal zum Modulator-Deflektor 3 in variierendem Maß von starken zu schwachen Modulationen moduliert. Der auf diese Weise modulierte Laserstrahl vom Modulator-Deflektor 3 wird mittels des Strahlexpanders 4 in seinem Durchmesser gedehnt, wobei das parallele Licht erhalten bleibt. Der in seinem Durchmesser vergrößerte Laserstrahl wird auf den Galvanospiegel 5¹ projiziert, der eine Spiegelfläche besitzt. Der Galvanospiegel 5¹ wird von einem Antriebsteil 6 angetrieben. Der mit konstanter Geschwindigkeit in der Hauptabtastrichtung abgelenkte Laserstrahl 12 wird auf der photoempfindlichen Trommel 8 mittels der Fokussierlinse 7 in Form eines Flecks fokussiert. Die Fokussierlinse 7 ist eine Linse wie eine

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f-θ Linse etc. Der Strahlenpositionsdetektor'18 .erfaßt die Position des abzulenkenden Laserstrahls. Sein Detektorsignal bestimmt die Zeitsteuerung für den Start des Eingangssignals in den Modulator-Deflektor 3, um auf die photoempfindliche Trommel eine gewünschte Lichtinformation zu übertragen. Wie in Fig. 1.gezeigt, ist dieser Strahlpositionsdetektor 18 nicht auf eine definierte Signalposition beschränkt. Beispielsweise können die Strahlpositionsermittlung. und das entsprechende Signal dadurch erhalten v/erden, daß auf diesen Galvanospiegel 5¹ ein Positionsermittlungslicht projiziert wird. Dieses Positionsermittlungslicht müßte sich vom Laserstrahl 12 in der Weise unterscheiden, daß es die Aufzeichnung der Informationen auf die photoempfindliche Trommel 8 mittels des Laserstrahls 12 durch Abtasten einer Vielzahl von Schlitzen, die auf jeder beliebigen geeigneten Stelle angeordnet sind, mit dem rotierenden Galvanospiegel 5¹ nicht behindert. Es ist auch möglich, daß ein Teil des Laserstrahls vom Laseroszillator 1, ohne moduliert worden zu sein, mittels eines halbdurchlässigen Spiegels abgespalten wird und als Positionsermittlungsstrahl verwendet wird. Oder es wäre möglich, daß ein Teil eines sehr wenig abgelenkten Lichts mittels eines Festkörperlichtmodulator-Deflektors in einer Weise abgespalten wird, daß es die Aufzeichnung nicht behindert, und zum selben Zweck verwendet wird. Darüber hinaus könnte getrennt vom Laseroszillator 1 eine andere Laserstrahlquelle für die Positionsermittlung verwendet werden, oder es könnten anstelle der

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Schlitze Beugungsgitter verwendet werden. Auch wäre es im Fall, daß eine Linse ohne f-θ Eigenschaften verwendet würde, möglich, eine ähnliche Wirkung durch Ermitteln einer Position des Laserstrahls in der Hauptabtastrichtung, wie oben erwähnt, und Hinzufügen eines Zeichenmustersignals an den oben erwähnten Festkörperlichtmodulator-Deflektor synchron· mit dem ermittelten Ergebnis oder dadurch zu erhalten, daß die Drehung des Galvanospiegels 5' nach einer vorprogrammierten Methode entsprechend der Fokussiereigenschaft der Fokussierlinse gesteuert würde. Durch eine solche Anordnung kann die Abweichung vom Synchronismus des Horizontalsignals infolge einer Unregelmäßigkeit der Vibration des Galvanospiegels im großen Maß reduziert werden, um ein Bild guter Qualität mit konstanter Zeichenposition zu erhalten, während gleichzeitig das vom Galvanospiegel 5' und vom Antriebsteil 6 geforderte erlaubte Präzisionsmaß gelockert bzw. verringert wird mit der Folge, daß die Vorrichtung billiger hergestellt werden kann.

Wie bereits erwähnt, wird der modulierte und abgelenkte Laserstrahl 12 zur Erzeugung eines latenten Bildes auf die photoempfindliche Trommel 8 gestrahlt, während das Bild nach seiner Entwicklung mittels des elektrophotographischen Verfahrens auf ein gewöhnliches Papier übertragen, fixiert und als Hartkopie ausgegeben wird. Nebenbei gesagt, sind die Funktionen und Arbeitsweisen etc. der anderen mechanischen

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2 5 3 Π 8 K 6

Teile exakt die gleichen wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform.

Unter Bezug auf Fig. 4C wird im folgenden die Zeitbeziehung der Arbeitsweise dieser Ausführungsform erläutert.

Zunächst wird erläutert, wie das vom Zeichenpuffer ausgegebene Zeidhensignal dem Modulator zugefügt und der Laserstrahl moduliert und abgelenkt wird. Aus Gründen der Erläuterung ist die Zeichen- oder Schriftzeicheninformation aus 7 · 9 Punkten aufgebaut. Als Lichtmodulator-Deflektor wird ein Element verwendet, das vom schalloptischen Effekt Gebrauch macht. Ein Beispiel des Schriftzeichenaufbaus ist in Fig. 8B gezeigt. Fig. 9 gibt ein System wieder, bei dem Ultraschallwellen 9 verschiedener Frequenzen gleichzeitig auf den Lichtmodulator-Deflektor einwirken. Fig. 10 zeigt ein anderes System, bei dem Ultraschallwellen 9 verschiedener Frequenzen in zeitlicher Folge dem Modulator-Deflektor zugeführt werden. Fig. 11 zeigt ein System, bei dem eine Ultraschallwelle mit einer linear veränderlichen Frequenz dem Deflektor 4 zugeführt wird.

Wie bereits bekannt, hängt der Ablenkwinkel infolge des schalloptischen Effekts von der Frequenz der Ultraschallwelle ab. Es ist ebenfalls bekannt, daß der abgelenkte Lichtstrahl

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ORIGINAL

2 Γ* ■"> Γ\ i'l "' f"\ b ο'.' ίί ö b

in die Richtung einer Vielzahl von Ablenkwinkeln aufgespalten wird, wenn Ultraschallwellen mit einer Vielzahl von Frequenzen gleichzeitig zugeführt werden.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten System werden Oszillatoren

£_Λ bis f_n, die neun verschiedene Frequenzen entsprechend ι y

neun Punkten für eine Zeile aussenden, entsprechend dem Vorhandensein oder dem NichtVorhandensein der Punkte für eine Zeile ein- oder ausgeschaltet. Diese Vielzahl von Frequenzen wird in einem Mischverstärker 52 zusammengesetzt, um die auf diese Weise zusammengesetzte Frequenz bzw. das Frequenzgemisch zu verstärken und anschließend auf einem Elektroschallwandler 51 zu geben. In das Zeilendatenregister 55 werden von den Zeichenpuffern 1 und 2 parallel neun Punkte für jede Zeile eingegeben.

In dem beispielhaften System von Fig. 10 werden den Punkten einer Zeile entsprechende Daten parallel in das Schieberegister 59 gegeben, aus dem sie sequenziell Punkt für Punkt der Torschaltung 57 zugeführt werden. Die Ausgangssignale vom Neunergruppenbinnrzähler 5 8 werden außerdem dem Binär-Nonär-Dekoder 56 zugeführt, woraufhin die Oszillatoren f.. bis fg, die neun Frequenzen erzeugen, sequentiell ausgewählt werden. Dabei wird die Entscheidung, ob die Oszillatoren zum ausgewählten Zeitpunkt schwingen oder nicht, vom Datenausgang vom Schieberegister 59 bestimmt. Die Ausgangssignale

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ORIGINAL INSPECTED

■ / D -Hi<"' ''-i h

der Oszillatoren f.. bis f_q werden vom Mischverstärker 52 verstärkt und dann dem Elektroschallwandlerelement zugeführt, das am schalloptischen Element 50 befestigt ist. Auf diese Weise werden helle und dunkle Muster, die einer Richtung der Schriftzeichenzeile (d.h. einer Zeile, in der die Schriftzeichenmuster in Vertikalrichtung vorhanden sind) folgen, auf die photoempfindliche Trommel 8 gegeben. Wenn gleichzeitig mit der Abtastung der photoempfindlichen Trommel 8 in seitlicher Richtung durch den Galvanospiegel 5' die Modulation und Ablenkung in einer Folge in der oben erwähnten Richtung der Schriftzeichenzeile ausgeführt wird, kann ein Schriftzeichen bei 7-maliger Wiederholung, der Vorgänge belichtet werden. In ähnlicher Weise können die Schriftzeichen für eine Zeile auf der photoempfindlichen Trommel 8 belichtet werden. Im Verlauf dieses Abtastvorgangs setzt die photoempfindliche Trommel 8 ihre konstante Drehung fort, um die Verschiebung für einen geeigneten Zeilenabstand hervorzurufen.

Wenn die Druckersteuerschaltung 33 von der Befehlsschaltung 24 einen Startbefehl erhält, veranlaßt sie den Beginn des Druckerbetriebs und gibt gleichzeitig ein "Drucker bereit" Signal zurück zur Befehlsschaltung 24. Wenn das Signal dem Modulator 3 zugeführt wird und Anfangsdaten von der ersten Seite auf die photoempfindliche Trommel 8 geschrieben v/erden, wird aus dem Papierzuführmechanismus Aufzeichnungspapier 11 unter geeigneter Zeitsteuerung zugeführt, so daß diese eingeschriebenen

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2 5 3 O R s 6

Daten auf den Kopfteil des Papiers an ihrer Ubertragungsposition übertragen werden können. Auf diese Weise werden die Schriftzeichen- und Musterinformationen vom Computer 21 auf gewöhnliche^ Papier als klare Hartkopie ausgegeben.

Fig. 11 zeigt ein System, bei dem eine Ultraschallwelle, deren Frequenz sich mit der Zeit linear verändert, dem Deflektor 4 zugeführt wird, der aus einem schalloptischen Element besteht, so daß der Laserstrahl in der Fortschreitungsrichtung der Ultraschallwelle abgelenkt wird. Wenn die Ultraschallwelle, deren Frequenz sich mit dem Zeitablauf verändert, dem Deflektor 4 zugeführt wird, wird innerhalb des Deflektors 4 ein Phasenaitter ausgebildet, dessen Gitterteilung oder Gitterkonstante sich in Fortschreitungsrichtung der Ultraschallwelle linear verändert, infolge des photoelastischen Effekts der Ultraschallwelle. Durch dieses Phasengitter^t)reitet °der streut sich der Laserstrahl innerhalb einer gewissen Zeitperiode in der Fortschreitungsrichtung der Ultraschallwelle in Sektorform aus, wie wenn er von einem bestimmten Punkt A innerhalb einer die Lasereinfallrichtung einschließenden Ebene abgestrahlt worden wäre. Mit fortschreitender Zeit verändert sich die Frequenz, und zu einem bestimmten Zeitpunkt tA wird der Laserstrahl abgelenkt, wie wenn er sich von dem Punkt A ausbreiten würde, wobei er einen Ablenkwinkel ΘΑ (Fig. 13A) annimmt. Weiterhin wird der Laserstrahl zu einem anderen Zeitpunkt tB abgelenkt, als wenn er sich vom Punkt B ausbreitete, wobei er einen Ablenkwinkel θ B (Fig. 13B) annimmt. Wenn zwischen der Frequenz von

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Fig. 13A und der Frequenz von Fig. 13B die Beziehung besteht, daß die Frequenz von Fig. 13A höher als die von Fig. 13B ist, dann wird die Beziehung zwischen ihren Ablenkwinkeln ΘΑ > ΘΒ. Wenn außerdem die Frequenzänderung mit zunehmender Zeit linear ist, werden die Punkte A und B in ihren jeweiligen Positionen durch die Beziehung IA = IB beschrieben. Wenn folglich eine . , zylindrische Linse mit einer Brennweite von IA (= IB) verwendet wird, kann der Strahl zum ursprünglichen Parallelenstrahl zurückgebracht werden, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Auf diese Weise wird die Ablenkung des Laserstrahls möglich.

Fig. 11 gibt die Methode an, nach der das Schriftzeichen mittels des zuvor beschriebenen Systems aufgebaut wird. Fig. zeigt den zeitlichen Zusammenhang zwischen verschiedenen Signalen in Fig. 11. Wenn ein "Ablenkstart"-Signal von der Zeitsteuerschaltung 63 ausgegeben wird, wird vom Sägezahngenerator 61 ein "Ablenkimpuls" -Signal mit einer Sägezahnspannungsform erzeugt. Entsprechend der Ablenkimpulswellenform wird vom Spannungsfrequenzumsetzer 60 ein Signal mit einer Frequenz erzeugt, die sich linear mit der Zeit ändert. Dieses Signal wird vom Verstärker 52' verstärkt und dem Elektroschallwandlerelement 51' aufgeprägt, das am schalloptischen Element 4 befestigt ist. Sobald der Laserstrahl in den Deflektor 4 eintritt, wird er daher abgelenkt. Wenn jedoch die Zeitdauer von der Ankunft der Frequenz f_Q am Ende der öffnung des Laserstrahls (die Zeit, die für die Ankunft erforderlich ist, sei t_Q) bis zum Abschluß des Ausfüllens der gesamten öffnung des Laser-

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2530RR6

Strahls mit dem Hiasengitter der Ultraschallwelle t '" ist, dann breitet sich der Laserstrahl während des Zeitintervalls t_Q—' t_o + "tf' nicht in die Sektorforra aus. Demzufolge ist es notwendig, daß der mittels des Modulators 3 modulierte Laserstrahl nach Ablauf der Zeit t +"£"' in den Deflektor projiziert wird. In diesem Fall besteht eine Beziehung "C ' = A/v (wobei A der Durchmesser der Strahlöffnung und ν die Schallgeschwindigkeit der Ultraschallwelle sind). Entsprechend dieser Beziehung wird eine Information aus neun Punkten für eine Zeile parallel in das Schieberegister 59 eingegeben und dann in einer Folge während TT ^xu> mit einer Verzögerung der Zeit T' ausgesendet. Entsprechend den binären Zuständen "1" und "0" dieser Information wird der Oszillator 62 ein- oder ausgeschaltet und das Signal vom Oszillator 62 im Verstärker 62" verstärkt und danach dem modulierenden Element 3 durch das Elektroschallwandlerelement 65 als Ultraschallwelle zugeführt. Auf diese Weise werden helle und dunkle Muster, die einer bestimmten Zeile des Schriftzeichenmusters in Richtung der Schriftzeichenanordnung (Vertikalrichtung) folgen, auf die photoempfindliche Trommel 8 gebracht. Gleichzeitig mit der Abtastung, der photoempfind- ■ liehen Trommel in seitlicher Richtung vom Galvanospiegel 5¹ kann ein Schriftzeichen durch siebenmal aufeinanderfolgendes Ausführen der Modulation und Ablenkung in der oben erwähnten Richtung der Schriftzeichenzeile belichtet werden. In gleicher Weise werden die Schriftzeichen für eine Zeile auf der photoempfindlichen Trommel 8 belichtet. Während dieses Vorgangs setzt die photoempfindliche Trommel 8 ihre konstante Drehung fort, um sich für einen geeigneten Zeilenabstand zu verschieben.

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Die drei Systeme zur Ausführung der Mikroablenkung des Laserstrahls, die soweit in b.ezug auf die Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, haben ihre eigenen Vor- und Nachteile, wie im folgenden erläutert wird.

(A) System, bei dem Ultraschallwellen einer Vielzahl von Frequenzen in einer zeitlichen Folge dem schalloptischen -Element zugeführt v/erden.

Vorteil; Die gleichzeitig zu erzeugende Frequenz ist einzig, so daß die elektrische Schaltung relativ einfach aufgebaut werden kann.

Nachteil: Die Anzahl von Punkten (der Informationsbetrag) der pro Zeiteinheit aufgezeichnet werden kann, ist klein.

(B) System, bei dem Ultraschallwellen einer Vielzahl von Frequenzen gleichzeitig zugeführt werden.

Vorteil: Eine Vielzahl von Punkten kann gleichzeitig aufgezeichnet werden, wenn ein Laseroszillator mit einer großen Laserleistung verwendet wird. Folglich kann die Aufzeichnungsgeschwindigkeit beträchtlich erhöht werden.

Nachteil: Da der Laserstrahl gespalten wird, verändert sich der Lichtbetrag bei jedem einzelnen Punkt, in Abhängigkeit von der Dichte der Punkte, die im "EIN"-Zustand sind. Da außerdem mehrere Signale unterschiedlicher Frequenz verschachtelt sind, ist ein Verstärker großer Ausgangsleistung erforderlich.

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(C) System, bei dem eine Ultraschallwelle zugeführt wird, deren Frequenz sich linear mit dem Zeitablauf ändert.

Vorteil; Mit einer relativ kleinen Leistung kann eine hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielt werden.

Nachteil; Solange die Frequenzänderungsrate nicht konstant ist, verändert sich der öffnungswinkel des Sektors, innerhalb dessen sich der Laserstrahl ausbreitet, mit der Folge, daß mit einer gewöhnlichen Linse zur Wiedergewinnung eines parallelen Lichtstrahls kein paralleler Lichtstrahl erhalten wird, so- daß eine Linse mit einer veränderlichen Brennweite erforderlich ist.

Im folgenden wird eine ins einzelne gehende Erläuterung im Hinblick auf die oben erwähnte Aufzeichnungsgeschwindigkeit (oder den Betrag von Informationen - Anzahl von Punkten - , die pro Zeiteinheit aufzeichenbar sind) gegeben.

Als eine Schätzung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit wird eine Beziehung zwischen der Anzahl von Auflösungspunkten N, die bei einer Abtastung der Mikroablenkung aufgelöst werden kann, und dem Maximalwert f^max der Frequenz für die Mikroablenkung berechnet. Grundsät ζ lieh wurde die folgende Beziehung bei eineitr. Ultraschallwellenablenkelement, das von einem schalloptischen Element Gebrauch macht, aufgestellt:

N = (18)

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Darin bedeuten:Τ''' die Zeit, die erforderlich.ist, damit die Ultraschallwelle durch den Durchmesser (Öffnung) des einfallenden Laserstrahls läuft;* F eine veränderliche Breite bzw. ein veränderliches Band der Ultraschallwellenfrequenz zur Ablenkung einer Abtastung und k eine Konstante, die sich aus der Form des Laserstrahlquerschnitts und der Lichtintensitätsverteilung bestimmt, wobei k = 1 im Fall der gleichförmigen Verteilung und k = 1,27 im Fall der Gauss'sehen Verteilung ist.

Die oben angegebene Beziehung kann auf jede der drei zuvor beschriebenen besonderen Verhältnisse (A), (B), und (C) wie folgt angewendet werden:

Im System (A) , T >. N . τ " ..... (19), (dabei ist T die Zeit für eine Abtastung) folglich ist T^min = 1/f^raax.

Aus den Gleichungen (18) und (19) kann die' folgende Beziehung erhalten werden:

N² Λ F (20)

„max _ Δ F (₂l)

1 ρ

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253Π856

Wenn Δ F- 100 MHz und k = 1 sind., erhält man die folgenden Ergebnisse:

N ("Anzahl von Auflösungspunk ten)·	. 9	24	6	32	7	40	5
S _fmax ₍ _miz j	1235	173.	97.	62.

Im System (B), T > r«

N Jf min

.jnax J F

(22)

(23)

kN

(24)

WennΔ F = 100 MHz und k = 1 sind, erhält man die folgenden Ergebnisse:

_N (An zahl von Auflösungs- punkten} .	9 24 32 4o
f^maX (KII₂)	um 4167 3125 · 2500

Im Fall dieses Systems (B) ist der Scheitelwert P^max des Ultraschallwelleneingangssignals in das schalloptische Element:

,max

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Wenn beispielsweise der Ultraschallwelleneingang beim

System (A) 0,5 W ist, errechnet sich der Ultraschallwellen-

2
eingang im Fall des Systems (B) für N s 4O zu 0,5 W · 40 = 8oo W.

Im System (C) , T >_ τ " + ^r "oi (25)

(darin ist *~£ ¹¹C^ die Zeit, während der ein Signal
wirksam aus 1 Abtastung gezogen wird).

(darin ist δf * eine Frequenzbreite, die sich innerhalb einer Zeit"£· ' + TL · · ÜJ ändert) .

Aus den'Gleichungen (18) und (26) ergibt sich

_{N =} ^AIl (_T

X^ (τ .

min.

T .
mxn

τ »cy = Ν· τ" (wobei yn die Impulsbreite

und . wenn ^T "® = ^N' ^τ E ^ ⁷E
eines Punktes ist:

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J F* N r»E /λπ _ M. _ Il }

N = — -

^Tmin

11

min

_T i«_e2 -JF*

max N ti2*^F* k

ti

^ΐ ^E (i/k - -^ ) (27)

f - 1/ "

¹E " ' T E

Wenn Λ Ρ* = 100 MHz, I/T'¹ '_E = 20 MHz (T ' 'j, = O_fO5 ^ s) und k = 1 sind, erhält man die folgenden Ergebnisse:

von

Auflösungs- 9 2Ά 32 ^O punkten)

_fraax (Jm₂J ₁₇₇ß _{677 500} ^₀₀

Die Wattleistung des Ultraschallwelleneingangssignals ist die gleiche wie beim System (A). Demzufolge wird für den Fall der Aufzeichnung eines Musters wie eines chinesischen Schriftzeichens, bei dem die Anzahl von Punkten in einer Zeile angenähert 40 ist, das System (C) vom allgemeinen Gesichtspunkt als das vorteilhafteste der drei Systeme (A), (B) und (C) angesehen.

Die Erläuterungen bezogen sich bis hier auf den Mikroablenkvorgang, bei dem allein die Vertikalabtastung durchgeführt wird, während die Horizontalabtastung vom Hauptabtast-

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deflektor vorgenommen wird, der sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Wenn jedoch die Mikroablenkung in Horizontalrichtung zusätzlich hinzugefügt wird, dann wird die Vielseitigkeit des Aufzeichnungsbetriebs sehr vergrößert. D.h., wenn die Mikroablenkung in Horizontalrichtung schrittweise ausgeführt wird, kann beispielsweise der Schriftzeichenabstand geändert werden. Wenn diese Mikroablenkung in Horizontalrichtung kontinuierlich vorgenommen wird, kann die Form des Schriftzeichens frei variiert werden und kann zum Beispiel in seitlicher Richtung oder in Längsrichtung gestreckt werden. Es ist auch möglich, unter Verwendung von Bleiglätte irgendein beliebiges Muster zu zeichnen. Dadurch kann die geringere Freiheit der Laserstrahlablenkung als die der Elektronenstrahlablenkung in einer Kathodenstrahlröhre bis zu einem annehmbaren Ausmaß verbessert werden.

Im folgenden werden die zuvor beschriebenen Systeme (A), (B) und (C) unter Bezug auf die beiliegenden Figuren im Hinblick auf tatsächliche Ausführungsformen erläutert, in denen sie mit Horizontal- und Vertikalablenkungen kombiniert sind. Es sei darauf hingewiesen, daß in beiden Fällen davon ausgegangen wird, daß ein Buchstabe "A" mit einem 7 · 9 Punkteaufbau allein durch die Mikroablenkung sowohl in X als auch in Y Richtung geschrieben wird. Tatsächlich ist jedoch die Abtastkomponente parallel zur Hauptabtastung das Ergebnis der Summe aus Mikroablenkung und Hauptabtastung_f da die Hauptabtastung mit um wenige Stellen niedrigerer Geschwindigkeit als die Mikroablenkung ausgeführt wird.

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Die Fig. 14A, 14B und 14C zeigen einen Fall, bei dem das System A auf die Mikroablenkung sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung angewendet wird. Die Modulationsfunktion, die "EIN" und "AUS" Betätigungen des Strahls ausführt, wird vom Vertikalablenksignal ausgeführt, so daß der Modulator 3 entfallen kann.

Die Fig. 15A, 15B und 15C zeigen einen Fall, bei dem das System (B) auf die Mikroablenkung in Vertikalrichtung und das System (A) auf die Mikroablenkung in Horizontalrichtung angewendet werden. Die Modulationsfunktion wird vom Vertikalmikroablenksignal vorgenommen.

Die Fig. 16A, 16B und 16C zeigen einen Fall, bei dem das System (A) auf die Vertikalmikroablenkung und das System (C) auf die horizontale Mikroablenkung angewendet werden. Die Modulationsfunktion wird vom vertikalen Mikroablenksignal ausgeführt.

Die Fig. 17A, 17B und 17C zeigen einen Fall, bei dem das System (B) auf die vertikale Mikroablenkung und das System (C) auf die horizontale Mikroablenkung angewendet werden. Die Modulationsfunktion wird vom vertikalen Mikroablenksignal ausgeführt.

Gemeinsame Bezugszahlen in den Fig. 14A bis 17C bezeichnen jeweils die folgenden Komponenten:

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4 schalloptisches Element (14A, 15A, 16A, 17A)

70 Elektroschallwandlerelement für die Vertikalablenkung

71 Eingangssignal für die Vertikalablenkung (14B,

15B, 16B, 17B)

72 Elektroschallwandlerelement für die Horizontalablenkung

73 Eingangssignal für die Horizontalablenkung (14C,

15C, 16C, 17C)

74 Ultraschallwellenabsorbiermaterial für die

Vertikalablenkung

75 .... Ultraschallwellenabsorbiermaterial für die

Horizontalablenkung

76 zylindrische Linse

80. einfallendes Licht

81 Projektionslicht

Bei den in den Fig. 14A bis 17C gezeigten Ausführungsformen werden der Modulator und der Mikrodeflektor von einem und demselben Element dargestellt, obwohl es natürlich möglich ist, vfrie in Fig. 1 einen getrennten Modulator vorzusehen. Weiterhin ist es möglich, die vertikale und die horizontale Richtung umzukehren. Obwohl überdies das System (C) sowohl auf die vertikale als auf die horizontale Mikroablenkung angewendet werden,kann, sollte

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253ü8b6

der Modulator in diesem Fall getrennt vorgesehen werden. Außerdem sind Linsen unterschiedlicher Stärke für die horizontale und die vertikale Richtung erforderlich, wenn die Ablenkgeschwindigkeit zwischen der horizontalen und der vertikalen Richtung verschieden ist (dies ist im allgemeinen der Fall). Für den Fall, daß sich beim System (C) der Frequenzänderungsfaktor verändert, sind Linsen mit einer Brennweite erforderlich, die auf die Änderungen des Frequenzänderungsfaktors anspricht (d.h. Linsen mit variabler Brennweite).

Im Verlauf eines Hauptabtastvorgangs wird ein Muster bestehend aus bestimmten Anzahlen von Zeichen oder Schriftzeichen für eine Zeile auf die photoempfindliche Trommel 8 gegeben. Während dieser Dauer setzt die photoempfindliche Trommel 8 ihre konstante Drehung fort, um sich für einen geeigneten Zeilenabstand zu verschieben.

Bei Empfangen eines Befehls sowohl von der Druckersteuerschal tung 33 als auch von der Befehlsschaltung 24 wird der Druckerbetrieb gestartet und gleichzeitig das "Drucker bereit" Signal zur Befehlsschaltung 24 zurückgegeben. Wenn das Signal dem Modulator 3 zugeführt wird und die Anfangsdaten an der ersten Seite auf die photoempfindliche Trommel geschrieben werden, wird aus dem Papierzuführmechanismus Aufzeichnungspapier zugeführt, so daß diese eingeschriebenen Daten am Kopfteil des Papiers an der bestimmten Übertragungsposition übertragen werden

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OFUGINÄL 1.\

2530858

können. Auf diese Weise werden die Schriftzeichen und Musterinformationen vom Computer 21 auf ein gewöhnliches Papier als klare Hartkopie ausgegeben.

Wie im vorangegangenen im einzelnen dargelegt wurde, macht es die Erfindung möglich, Muster- und Zeicheninformation, die von Computern etc. ausgegeben werden, mit hoher Geschwindigkeit und hoher Qualität, die von bekannten Vorrichtungen überhaupt nicht erreicht wurden, aufzuzeichnen.

Durch Verwendung der guten Fokussiereigenschaft des Laserstrahls läßt sich im Vergleich zum bekannten elektrostatischen Drucker, zum CRT-Drucker usw. ein sehr scharfer und stabiler Fleck erhalten. Dies liegt daran, daß die F-Zahl der oben erwähnten f-θ Linse 7 50 und größer sein kann, daß die Tiefenschärfe groß gewählt werden kann und daß im Hinblick auf die monochromatische Natur keine chromatische Abberation berücksichtigt zu werden braucht usw., so daß das optische System leicht ausgelegt werden kann und der erlaubte Fehlerbereich der Anordnung groß gewählt werden kann.

Durch Kombinieren der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen Methode mit der Laserstrahlbelichtung kann man außerdem eine harte Kopie der Bildinformation mit scharfem Kontrast auf einem Papier gewöhnlicher Qualität erhalten, womit die Erfindung auch zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Leistung im Vergleich mit bekannten Vorrichtungen beiträgt.

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Wenn der Laserstrahl mit einem Bildsignal auf der rotierenden photoempfindlichen Trommel parallel zu deren Axial-' richtung 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. 18A und 18B). Wenn in diesem Fall der vielflächige Drehspiegel allein geneigt wird, wird die Abtastzeile gekrümmt, wie in Fig. 1BC gezeigt.Wie in Fig. 19 gezeigt, ist bei der Erfindung das optische System vollständig auf einem Maschinentisch montiert und dieser Maschinentisch in bezug auf die photoempfindliche Trommel in der Richtung in geneigter Stellung 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. 18B gezeigt.

Wenn die Laseraufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung als Datenverarbeitungseinrichtung für eine Computerausgabeeinrichtung etc. angesehen wird, sollte beispielsweise die Verläßlichkeit der Einrichtung der wichtigste in Betracht zu ziehende Punkt sein. Unter diesem Gesichtspunkt ist der gegenwärtig zur Verfugung stehende He-Ne Gaslaser (Wellenlänge 633 m μ) wegen seiner verschiedenen Eigenschaften hoher Qualität, langer Lebensdauer, einfacher Handhabung, niedrigen Preises etc. der vorteilhafteste. Unter diesen verschiedenen Aspekten

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sollte der He-Ne Gaslaser an erster Stelle genannt werden.

Wenn bei Verwendung des He-Ne-Gaslasers (Wellenlänge 633 m Ji) ein im Hinblick auf die Spektralempfindlichkeitseigenschaft des photoempfindlichen Gegenstands gut angepaßtes photoempfindliches Material ausgewählt wird, sind eine hohe Empfindlichkeit und eine hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielbär. Für das elektrophotographischempfindliche Material als Laseraufzeichnungsmaterial sind Zinkoxyd (ZnO), amorphes Selen (Se) und Cadmiumsulfid (CdS) etc. repräsentative Beispiele. Diese Materialien besitzen jeweils geeignete Spektralempfindlichkeitseigenschaften. Diese Spektralempfindlichkeitseigenschaften verschiedener elektrophotographisch empfindlicher Materialien sind in Fig. 20 gezeigt, wobei die Kurve 1 die Spektralempfindlichkeitseigenschaft eines photoempfindlichen CdS Gegenstands zeigt, die Kurve 2 jene eines photoempfindlichen Se Gegenstands, die Kurve 3 jene eines photoempfindlichen ZnO Gegenstands, der behandelt wurde, um die Farbempfindlichkeit für die gewöhnliche Wiedergabe zu erhöhen, und die Kurve 4 jene des photoempfindlichen ZnO Gegenstands, der für den Rotbereich zur Erhöhung seiner Empfindlichkeit mit Chromphenolblau behandelt wurde.

Wie in Fig. 20 gezeigt, ist der Bereich hoher Empfindlichkeit im Fall des photoempfindlichen Se Gegenstands zu kurzen Wellenlängen verschoben und paßt daher nicht zur Wellenlänge von 633 m/u. Es ist bekannt, daß diese Empfindlichkeit durch Mischen von Arsen (As) und Tellur (Te) mit Se zu langen Wellenlängen verschiebbar ist.Dieses Verfahren kann für die Zwecke

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der vorliegenden Erfindung natürlich verwendet werden. Dabei muß jedoch bedacht werden, daß der Zusatz von As oder Te unerwünschte Eigenschaften des elektrophotographischen Materials hervorrufen kann, etwa eine Verringerung des Dunkelwiderstandswerts etc. Daher ist es erforderlich, daß mit einem Doppelschichtaufbau der photoempfindlichen Schicht Maßnahmen getroffen werden, um diese unerwünschte Erscheinung zu vermeiden. "Im Fall von ZnO reicht der geeignete Empfindlichkeitsbereich von 350 bis 400 m_tja, und es ist möglich, die Farbempfindlichkeit zu steigern, um sie mit dem He-Ne Laserstrahl, der eine Wellenlänge von 633 myu hat, in Einklang zu bringen. Seine absolute Empfindlichkeit ist weniger als 1/10 des photoempfindlichen ZdS Körpers, der im folgenden beschrieben wird.

In Fig. 21 sind die Empfindlichkeitskurven der oben erwähnten photoempfindlichen Gegenstände in bezug auf den He-Ne Laserstrahl (Wellenlänge 633 m μ) wiedergegeben. In dieser Darstellung ist auf der Abszisse die Strahlenenergiedichte

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(u j/cm ) des auf diese photoempfindlichen Gegenstände gerichteten He-Ne Laserstrahls aufgetragen, während die Ordinate den Kontrast (V) des statischen Bildes wiedergibt, der ein Ergebnis des elektrophotographischen Verfahrens ist (eine Potentialdifferenz zwischen hellen und dunklen Teilen des Bildes, wenn eine ausreichend sättigende Strahlenenergie vorliegt). In dieser graphischen Darstellung zeiqt die Kurve 1 einen Fall, bei dem

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ein CdS enthaltender photoempfindIieher Gegenstand mit einer Isolierschicht auf seiner Oberfläche gleichmäßig geladen, dann einer Bestrahlung mittels des He-Ne Gaslaserstrahls bei gleichzeitiger Wechselstromkoronaentladung unterworfen und schließlich einer gleichmäßigen Totalbelichtung ausgesetzt wird; die Kurve 2 zeigt einen Fall, bei dem ein Se enthaltender photoempfindlicher Körper mit einer Isolierschicht auf seiner Oberfläche einheitlich geladen, dann einer Bestrahlung mittels des He-Ne Gaslaserstrahls unter gleichzeitiger Wechselstromkoronaentladung unterworfen und schließlich einer gleichmäßigen Totalbelichtung ausgesetzt wird; die Kurve 3 zeigt einen Fall, bei dem ein ZnO enthaltender photoempfindlicher Körper, der für einen allgemeinen Reproduktionszweck zur Erzielung einer Empfindlichkeitssteigerung behandelt wurde, einheitlich geladen wurde und nachfolgend mit dem He-Ne Gaslaserstrahl bestrahlt wurde; und die Kurve 4 zeigt einen Fall,bei dem ein ZnO enthaltender photoempfindlicher Körper, der mit Bromphenolblau zur Steigerung der Empfindlichkeit im Rotbereich behandelt wurde, gleichmäßig geladen und nachfolgend mit dem He-Ne Gaslaserstrahl bestrahlt wurde.

Anhand der in der graphischen Darstellung in Fig. 21 zum Ausdruck gebrachten Ergebnisse stellt sich heraus, daß das für den elektrophotographischen Prozeß am besten geeignete Material, das allgemein zur Verfügung steht, ^Gaämiumsulfi4 (CdS) kombiniert mit einem He-Ne Gaslaser ist. Im Zusammenhang mit

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dem CdS enthaltenden photoempfindlichen Körper besteht jedoch ein schwerwiegendes Problem darin, daß die Oberfläche der CdS photoempfindlichen Schicht für das System des Bildübertraguugsvorgangs auf gewöhnliches Papier (sog. "PPC System"), das unter Verwendung des Carlson Prozesses realisiert wird, zu porös ist und daß seine physikalischen und chemischen Eigenscha.ten zu weich sind. Um diesen dem CdS photoempfindlichen Körper anhaftenden Nachteil zu überwinden, wird eine verbesserte Art des photoempfindlichen Körpers verwendet, die im wesentlichen aus einer Isolierschicht, einer als Hauptkomponente CdS enthaltenden photoleitenden Schicht und einer elektrisch leitenden Schicht besteht. Bei Verwendung dieser verbesserten Art des photoempfindlichen Körpers wird dessen Oberfläche mittels der Koronaentladungseinrichtung etc. mit positiver Polarität aufgeladen, um in der Nähe der Grenzfläche zwischen der Isolierschicht und der photoleitenden Schicht die negative elektrische Ladung zu binden. Die photoleitende Schicht des Körpers wird dann unter gleichzeitiger Anwendung einer Wechselstromkoronaentladung mittels der Koronaentladungseinrichtung oder einer Gleichstromkoronaentladung mit der oben genannten Ladungspolarität entgegengesetzter Polarität mit dem Laserstrahl bestrahlt. Schließlich wird die gesamte Oberfläche der Isolierschicht einheitlich belichtet, um ein elektrostatisches Bild hohen Kontrasts entsprechend dem hellen und dunklen Muster des Laserstrahls auf der Oberfläche der Isolierschicht zu erzeugen.

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Gemäß der soweit in Einzelheiten beschriebenen Erfindung können die Muster und Zeicheninformationsausgänge vom Computer etc. mit einer derart hohen Geschwindigkeit und hoher Qualität aufgezeichnet werden, die von bekannten Vorrichtungen überhaupt nicht erreicht werden konnte. Mit anderen Worten könnte mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Aufzeichnungsgeschwindigkeit von ungefähr 10 OOO Zeilen pro Minute realisiert werden, wenn Zahlen, anglisierte Buchstaben und Katakana-Schriftzeichen mit einem Aufbau von 9 · 7 Punkten in einem Format von 132 Schriftzeichen in einer Zeile mit einer Zeilenteilung von 1/6 inch (ca. 4,2 mm) gedruckt werden. Im Vergleich mit dem bekannten elektrostatischen Drucker, dem CRT-Drucker etc. kann unter Ausnutzung der guten Fokussiereigenschaft des Laserstrahls ein sehr scharfer Brennfleck stabil erzielt werden. So ein stabiler scharfer Fleck ermöglicht es, daß die F-Zahl der oben erwähnten f-9 Linse 7 zu 50 oder größer gewählt wird, daß ihre Tiefenschärfe bzw. Brenntiefe tiefer genommen wird und daß das optische System leicht ausgelegt werden kann; wegen des monochromatischen Lichts braucht die chromatische Aberration nicht berücksichtigt zu werden und der erlaubte Fehlerbereich der Anordnung kann größer sein. Durch Kombination des bei der Erfindung verwendeten elektrophotographischen Verfahrens mit der Laserstrahlbelichtung können harte Kopien hohen und scharfen Kontrasts auf Papier gewöhnlicher Qualität erzielt werden, was zu der bemerkenswerten Leistungserhöhung der Vorrichtung im Vergleich zu den bekannten beiträgt.

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Obwohl die Erfindung unter besonderem Bezug auf die bevorzugten Ausfuhrungsformen beschrieben wurde, ist klar, daß sie nicht auf diese Ausführungsformen allein beschränkt ist, sondern daß vielmehr jede möglichen Änderungen und Modifikationen vom Fachmann ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Bildinformationsvorrichtung eines die folgenden Elemente enthaltenden Aufbaus geschaffen: Einen Laseroszillator; einen Modulator^ mit dem der vom Laseroszillator ausgehende Laserstrahl mittels eines externen Signals moduliert werden kann; einen photoempfindlichen Körper oder Gegenstand, der im wesentlichen aus einer Isolierschicht, einer photoleitenden Schicht und einem elektrisch leitenden Substrat besteht; einer Hauptabtasteinrichtung wie einem polygonalen Dreh- oder Umlaufspiegel, einem Galvanospiegel etc., um zu bewirken, daß der modulierte Laserstrahl den photoempfindlichen Körper in der Hauptabtastrichtung abtastet; ein optisches System, um den Laserstrahl auf den photoempfindlichen Körper zu fokussieren; eine Positionsdetektoreinrichtung, zur Festlegung einer Anfangsposition des abtastenden Laserstrahls auf dem photoempfindlichen Körper; Einrichtungen, um das Bildsignal synchron mit der Hauptabtasteinrichtung mittels eines Ausgangssignals von der Positionsdetektoreinrichtung in den Modulator zu bringen; eine Einrichtung, um den photoempfindlichen Körper elektrisch zu laden; eine Koronaentladungseinrichtung, um dem photoempfindlichen Körper

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eine Wechselstromkoronaentladung oder eine Gleichstromkoronaentladung mit einer gegenüber der oben genannten elektrischen Ladung entgegengesetzten Polarität gleichzeitig mit, unmittelbar zuvor oder unmittelbar .nach der Abtastung des photoempfindlichen Körpers mittels des Laserstrahls aufzuprägen; eine Einrichtung zur Durchführung einer Totalbelichtung des photoempfindlichen Körpers? einer Einrichtung zur Entwicklung eines durch alle oben erwähnten Einrichtungen erzeugten latenten elektrostatischen Bildes, einer Einrichtung zur übertragung des latenten Bildes auf ein Bildübertragungsmaterial und einer Einrichtung zur Säuberung des photoempfindlichen Körpers.

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Claims

Patentansprüche

ί 1. JBildinformationsaufzeichnungsvorrichtung, gekennzeichnet durch:

a) eine Lichtstrahlerzeugungseinrichtung (1),

b) einen Modulator (3), um den Lichtstrahl {12) mittels eines externen Signals zu modulieren,

c) einen photoempfindlichen Körper (8), bestehend im wesentlichen aus einer Isolierschicht, einer photoleitenden Schicht und einem elektrisch leitenden Substrat,

d) eine Ablenkeinrichtung (5, 5', 6), die bewirkt, daß der modulierte Lichtstrahl den photoempfindlichen Körper abtastet,

e) eine optische Einrichtung (7) , um den Lichtstrahl auf den photoempfindlichen Körper zu fokussieren,

f) eine Eingabeeinrichtung, um ein Bildinformationssignal synchron mit der Ablenkeinrichtung in den Modulator einzugeben ,

g) eine Einrichtung (9), um den photoempfindlichen Körper elektrisch zu laden,

h) eine Koronaentladungseinrichtung (10), um den photoempfindlichen Körper einer Wechsel- oder Gleichstromkoronaentladung auszusetzen und

j) eine Einrichtung zur Ausführung einer Totalbelichtung des photoempfindlichen Körpers zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes.

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2. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche Körper der Wechsel- oder Gleichstromkoronaentladung gleichzeitig mit seiner Abtastung durch den modulierten und abgelenkten Lichtstrahl (12) aussetzbar ist.
3. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche Körper (8) der Wechsel- oder Gleichstromkoronaentladung unmittelbar vor seiner Abtastung mit dem modulierten und abgelenkten Lichtstrahl (12) aussetzbar ist.
4. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche Körper (8) der Wechsel- oder Gleichstromkoronaentladung unmittelbar nach seiner Abtastung mit dem modulierten und abgelenkten Lichtstrahl (12) aussetzbar ist.
5. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine f-θ Linse (7) enthält.
6. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Positionsdetektor (18) zur Einstellung der Position des abtastenden Lichtstrahls (12), um die Abtastung des photoempfindlichen Körpers (8) zu beginnen, wobei die Eingabeeinrichtung vom Positionsdetektor gesteuert v/ird.

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7. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Entwicklungseinrichtung (13) zur Entwicklung eines erzeugten latenten elektrostatischen Bildes, eine übertragungseinrichtung zur übertragung des latenten Bildes auf ein Bildübertragungsmaterial (11), eine Einrichtung (16) zur Säuberung des photoempfindlichen Körpers (8) und eine Bildfixiereinrichtung (15)..
8. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaentladungseinrichtung (10) eine Wechselstromkoronaentladung mit der Frequenz f 2Γ ^V/P Hz bewirkt, wobei V die Relativgeschwindigkeit (cm/sek.) zwischen dem photoempfindlichen Körper (8) und dem Lichtstrahl (12) und P eine Konstante sind.
9. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung aus einem vielflächigen Drehspiegel (5) besteht.
10. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung aus einem Galvanospiegel besteht.
11. InformationsaufZeichnungsvorrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination:

einer Lichtstrahlerzeugungseinrichtung (1), eines Modulators (3), um den Lichtstrahl (12) mittels eines externen Signals zu modulieren,

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eines photoempfindlichen Körpers (8), einer ersten Ablenkeinrichtung (5), um den Lichtstrahl in der Hauptabtastrichtung abzulenken, damit er den photoempfindlichen Körper abtastet, einer zweiten Ablenkeinrichtung, um den Lichtstrahl in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Hauptabtastrichtung abzutasten und

einer Einrichtung (7), um den Lichtstrahl nach Ablenkung auf den photoempfindlichen Körper zu projizieren.
12. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Ablenkeinrichtung vorhanden ist, die bewirkt, daß der Lichtstrahl (12) in der Richtung im wesentlichen parallel zur Hauptabtastrichtung mit einem Abtastwinkel und einer Geschwindigkeit abgelenkt wird, die von jenen der ersten Ablenkeinrichtung (5> 5·, 6) verschieden sind.
13. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlerzeugungseinrichtung (1) ein LaserQszillator ist.
14. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der photoempfindliche

Körper (8) mit einem photoempfindlichen Material versehen ist, dessen Spektralempfindlichkeitseigenschaften an die Wellenlänge des Laserstrahls (12) vom Laseroszillator (1) angepaßt ist.

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15. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht des photoempfindlichen Körpers aus Cadmiumsulfid (CdS) besteht und daß der Laseroszillator (1) ein He-Ne Gaslaseroszillator ist.
16. BildinformationsaufZeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,daß die Lichtstrahlerzeugungseinrichtung (1) ein Laseroszillator der Modulationsart ist, mit dem ein Laserstrahl (12) erzeugbar und der erzeugte Laserstrahl modulierbar ist, und daß mittels der Eingabeeinrichtung ein Bildinformationssignal synchron mit der Ablenkeinrichtung (5, 5", 6) in den Laseroszillator der Modulationsart eingebbar ist.

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