DE2560663C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Laserstrahldrucker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Laserstrahldrucker ist aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 12, Nr. 3, August 1969, Seiten 419, 420, bekannt. Der dort gezeigte Drucker umfaßt eine Laser­ strahlquelle zum Erzeugen eines Laserstrahles, eine Ab­ lenkeinrichtung zum Ablenken des von der Laserstrahlquelle erzeugten Laserstrahls in einer Richtung und ein photoempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das durch den abgelenkten Laserstrahl abtastbar ist.

In der DE-OS 18 03 238 ist eine elektrische Schreib­ maschine beschrieben, die mit Tastenhebeln ausgestattet ist und offensichtlich mit mechanischem Anschlag arbeitet. Dort ist ein über einen Hebel betätigbarer Elektroschalter vorgesehen, der bei Herausziehen eines Teiles der Ab­ deckung zunächst zwangsweise geöffnet wird, dann aber durch das Wartungspersonal wieder in den Schließzustand gebracht werden kann.

In der DE-OS 24 16 265 ist ein Laser-Mikrofilm-Aufzeich­ nungsgerät erörtert, bei dem eine Aufzeichnung durch Ab­ tastung des Aufzeichnungsmaterials mittels eines zeilen- und spaltenweise abgelenkten Laserstrahls durchgeführt wird. Das Aufzeichnungsgerät ist mit einer Schnellver­ schlußanordnung ausgestattet, die dazu dient, die Licht­ strahlen in geeigneten Intervallen an der Brennebene zu unterbrechen. Diese Unterbrechung erfolgt jedes Mal dann, wenn am Ausgang eines Pufferspeichers während einer wesent­ lichen Zeitspanne keine Daten vorhanden sind. Welchen besonderen Zwecken die Schnellverschlußanordnung dienen soll, ist nicht angegeben. Jedoch befindet sich die Schnellverschlußanordnung offensichtlich zumeist in ihrer Unterbrechungsposition, abgesehen von den kurzen Zeit­ intervallen, in denen Aufzeichnungsdaten aufzuzeichnen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laser­ strahldrucker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß interne Geräteabschnitte ohne Gefahr des Austretens des Laserstrahls zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus Unteranspruch 2.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Grund­ konstruktion gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung, die den mechanischen Aufbau des Ausführungsbeispiels veranschaulicht.

Fig. 3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele einer Einrichtung zum Nachweis der Offen- bzw. Schließzustands der Gerätetür, um die Sicherheit zu garantieren, und die dazugehörige Steuerschaltung.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, erzeugt ein unterhalb einem Aufzeichnungsmaterial bzw. einer lichtempfindlichen Trommel 4 für die Elektrophotographie angebrachten Laserstrahlquelle in Form eines Laseroszillators 1 einen Laserstrahl. Dieser wird über einen Reflektor 2 zur Eingangsöffnung eines Modulators 3 ge­ richtet. Der Reflektor 2 ist für die horizontale Ablenkung des Lichtwegs eingesetzt, um den durch das Gerät eingenommenen Raum zu verringern und die optische Achse des Laserstrahls zu der Ein­ gangsöffnung des Modulators 3 zu justieren; er kann gegebenenfalls entfallen. Der Modulator 3 kann ein herkömmlicher akusto-optischer Modulator, der den akusto-optischen Effekt ausnutzt, ein herkömmlicher elektro-optischer Modulator, der den elektro-optischen Effekt ausnutzt, oder ein ähnliches Element sein. Im Modulator 3 unterliegt der Laserstrahl gemäß einem äußeren Eingangssignal einer starken oder schwachen Modulation. Der Modulator 3 kann weggelassen werden, wenn ein Laseroszillator 1 verwendet wird, bei dem die Strommodulation in einem Halbleiter-Laser oder einem Gas-Laser durchführbar ist, oder wenn ein Laseroszillator mit innerer Modulation verwendet wird, der ein in einem oszillierenden optischen Weg untergebrachtes Modulatorelement besitzt. Der Laserstrahl vom Modulator 3 wird durch einen Reflektor 5 in vertikaler Richtung und weiter durch einen Reflektor 6 in hori­ zontaler Richtung so abgelenkt, daß er ein Strahlaufweitungssystem 7 erreicht. Da die Reflektoren 2, 5 und 6 in X-Y-Richtung beweg­ lich und ihre reflektierenden Oberflächen drehbar sind, ist es möglich, den Laserstrahl in das Strahlaufweitungssystem 7 entlang dessen optischer Achse durch Justieren der Stellungen der Reflektoren 5 und 6 unabhängig voneinander eintreten zu lassen, in welcher Richtung der Laserstrahl vom Modulator 3 auch immer austreten kann. Der Durchmesser des Laserstrahls wird durch das Strahlaufweitungssystem 7 vergrößert, während der Laserstrahl ein paralleler Strahl bleibt. Der Laserstrahl trifft mit seinem so vergrößerten Durchmesser auf eine Abtasteinrichtung bzw. eine Ablenkeinrichtung, wie beispielsweise einen polygonalen Drehspiegel 8, die eine oder mehrere Spiegeloberflächen besitzt. Der Drehspiegel 8 ist an einer Welle befestigt, die durch ein hochpräzises Lager (z. B. pneumatisches Lager) getragen wird, und kann durch einen Motor 11 konstanter Drehzahl (beispielsweise einen Hysteresis-Synchronmotor oder einen Gleichstrom-Servomotor) angetrieben werden. Die Abtasteinrichtung ist nicht auf den polygonalen Drehspiegel oder ähnliches beschränkt. Der aus dem Strahlaufweitungssystem 7 kommende Laserstrahl wird durch den Drehspiegel 8 horizontal geschwenkt und anschließend mittels eines Abbildungsobjektivs 9, das f-R-Charak­ teristik aufweist, auf die lichtempfindliche Trommel 4 als Fleck abgebildet.

Ein Strahldetektor 10 besitzt zwei Spiegel, einen kleinen Einfallsspalt und einen schnell ansprechenden photoelektrischen Wandler (z. B. PIN-Diode). Der Strahldetektor 10 stellt die Lage des Laserstrahls 12 bei dessen Schwenkung fest, wobei das dadurch erzeugte Nachweissignal den Zeitpunkt für den Beginn des Eingangssignals zum Modulator 3 festlegt, um die gewünschte Lichtinformation auf die lichtempfindliche Trommel aufzuprägen. Dadurch kann eine Fehl-Synchronisation der horizontalen Signale infolge eines Fehlers in der Teilungsgenauigkeit jeder reflektierenden Oberfläche des Drehspiegels und in einer unregelmäßigen Drehung des Spiegels stark verringert werden, um die Herstellung von Bildern mit guter Qualität zu sichern. Auch können die für den Drehspiegel 8 und den Motor 11 geforderten Toleranzen der Genauig­ keit größer sein, um geringere Herstellungskosten zu erlauben.

Der Laserstrahl 12, der, wie oben beschrieben, abgelenkt und moduliert ist, wird auf die lichtempfindliche Trommel 4 geworfen, um darauf ein latentes Bild zu bilden, das durch den elektro­ photographischen Behandlungsvorgang in ein sichtbares Bild ent­ wickelt und nachher auf ein flaches Papier übertragen und fixiert und schließlich als ausgedrucktes Ergebnis ausgegeben wird. Natürlich ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ebenso auf das elektrophotographische Verfahren des Elektrofax-Typs anwendbar.

Die mechanische Konstruktion und der Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erklärt. Ein Träger 19, auf dem der Laseroszillator 1, der Modulator 3, die die optische Achse justierenden Reflek­ toren 2, 5 und 6, das Strahlaufweitungssystem 7, der Drehspiegel 8, der Motor 11 und die optischen Teile einschließlich des f-R-Objektivs 9 usw. befestigt sind, hat die Form von kastenförmigen Teilen, die, wie gezeigt, vollständig miteinander verbunden sind. Dieser Träger 19 kann durch Benutzung von Aluminiumguß als Herstellungsmaterial oder durch Benutzung von dicken Platten aus Aluminium geringes Gewicht aufweisen. Überdies kann die kastenförmige Hohlkonstruktion des Trägers Deformationen, wie beispielsweise Verdrehung, Verzerrung oder ähnliches, kleinhalten.

Der Laseroszillator 1 ist in der Ausnehmung 19a des Trägers 19 befestigt. Ein Abdeckteil bzw. eine Frontplatte 20 wird benutzt, um das Innere des Trägers gegen Licht abzudichten und abzuschirmen. Da der im vorliegenden Ausführungsbeispiel angewendete He-Ne-Laser­ oszillator groß ist und eine Länge von etwa der Breite des Gehäuses des Druckerabschnitts besitzt, kann die Tiefe L′ des Trägers gleich der Tiefe L des durch die Länge der lichtempfindlichen Trommel 4 festgelegten Druckerabschnitts gemacht werden, indem der Laseroszillator 1 unterhalb der Welle der lichtempfindlichen Trommel 4 angebracht wird.

Der Reflektor 2 ist in der Ausnehmung 19b des Trägers 19 befestigt, der Modulator 3 in der Ausnehmung 19c, der Reflektor 5 in der Ausnehmung 19d und der Reflektor 6 im Flächenabschnitt 19e. Ein senkrecht auf dem Flächenabschnitt 19c stehender Platten­ abschnitt 22 besitzt ein Befestigungsteil 22a, an dem das Strahlaufweitungssystem 7 befestigt ist. Eine waagrecht auf dem Flächenabschnitt 19e angebrachte Platte 23 bildet das Lagerbett für den Motor 11 und wird am Flächenabschnitt 19e befestigt, nachdem die Neigung der Platte 23 mit vier Schrauben 23a justiert ist.

Ein Flächenabschnitt 19f besitzt ein Befestigungsteil 24, an dem das f-R-Objektiv 9 befestigt ist. Die Ausnehmungen 19b bis 19d und die Flächenabschnitte 19e und 19f werden durch eine Seitenabdeckung 20a dicht abgedeckt und gegen Licht abgeschirmt.

Ein Flächenabschnitt 19g ist mit Löchern 19g₁, 19g₂, 19g₃ und 19g₄ ausgebildet, die Füße 21a₁, 21a₂, 21a₃ und 21a₄ des Druckerabschnitts aufnehmen, um dadurch den Druckerabschnitt 21 mit dem Träger 19 zu verbinden.

Da das Herausragen der Füße 21a₁ bis 21a₄ aus dem Drucker­ abschnitt 21 mittels Schrauben verändert werden kann, kann die Neigung des Druckerabschnitts 21 zum Träger 19 durch Einstellen der Füße 21a₁ bis 21a₄ justiert werden. Für die Einstellung der Länge der Füße sind Schrauben nicht das einzige Mittel; die relative Neigung des Druckerabschnitts 21 zum Träger 19 kann auch durch Dazwischenfügen von Abstandselementen zwischen dem Druckerabschnitt 21 und dem Träger 19 justiert werden.

Der Aufbau des Bildinformations-Aufzeichnungsgeräts besitzt, wie oben beschrieben, die folgenden Merkmale:

• 1. Die getrennte Gestaltung des Druckerabschnitts und des Abschnitts für die optischen Bauteile führt zu der Erleichterung, daß verschiedene Typen des Druckerabschnitts und verschiedene Typen des Abschnitts für die optischen Bauteile zusammengebaut und ausgetauscht werden können.
• 2. Der unterhalb der Mittelachse der lichtempfindlichen Trommel 4 im Druckerabschnitt 21 angeordnete Laseroszillator 1 macht es einfach, den Träger 19 als unabhängigen Abschnitt zu konstruieren.
• 3. Der Träger 19 in der Form einer im wesentlichen L-förmigen kastenartigen Struktur, der aus horizontalen und vertikalen Flächenabschnitten besteht, erleidet fast keine Deformation wie beispielsweise Verdrehen, Verzerrung oder ähnliches; dies ist bei der Befestigungsunterlage für die optischen Bauteile wünschenswert.
• 4. Die Ausnutzung der am Umfang des Trägers 19 ausgebildeten kastenförmigen Ausnehmungen 19a bis 19d für das Befestigen der verschiedenen optischen Bauteile ermöglicht es, daß die Justierung und das Auswechseln der optischen Bauteile leichter von der Seite des Trägers 19 erreicht werden kann. Auch können die verschiedenen optischen Bauteile leicht durch Befestigen der Seitenplatte gegen Licht abgedichtet und abgeschirmt werden.
• 5. Der hauptsächlich L-förmige Aufbau des Trägers 19, der aus horizontalen und vertikalen Flächenabschnitten besteht, erlaubt, daß ein langer Lichtweg vorgesehen ist, ohne daß der Bodenflächenbedarf vergrößert ist.
• 6. Die Anordnung des Laseroszillators 1 unterhalb der Mit­ telachse der Aufzeichnungstrommel 4 im Druckerabschnitt 21 bedeutet, daß das gesamte Gerät bei kleinstem Boden­ flächenbedarf kompakt gemacht werden kann, sogar wenn der Laseroszillator 1 große Ausmaße besitzt.

Der Träger 19 hat durch Wandabschnitte K1, K2 und K3 und durch Flächenabschnitte 19e und 19f abgetrennte Befestigungsräume für verschiedene optische Bauteile. Die Wand- und Flächenabschnitte sind mit Löchern H1, H2, H3 und H4 und dem Befestigungsteil 22a für das Strahlaufweitungssystem 7 ausgebildet.

Die Lage der Mittelpunkte der Löcher ist mechanisch so festgelegt, daß die Mittelpunkte optisch auf einer geraden Linie liegen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 4 wird nun eine Einrichtung beschrieben, die verhindert, daß der Laserstrahl nach außen gelangt, wenn ein Abschnitt des Geräts versehentlich geöffnet wird.

Der Abschnitt des Trägers 19, der den Lichtweg des Laserstrahls bildet, ist gegen äußeres Licht durch Abdeckung mit der Frontplatte 20 und der Seitenabdeckung 20a abgedichtet und ab­ geschirmt. Die Außenfläche des Druckerabschnitts 21 besitzt eine vordere Tür 21b, 21c, die geöffnet werden kann, um den Austausch der lichtempfindlichen Trommel und den Zugang zur Entwicklungs­ vorrichtung zu gestatten. Eine Deckelplatte 21d kann auch geöffnet werden, um die Einstellung des Inneren des Druckerabschnitts zu ermöglichen. Diese Abdeckteile 20, 20a, 21b, 21c, 21d brauchen während der Benutzung des vorliegenden Geräts nicht geöffnet zu werden, wenn sie aber aus Versehen geöffnet werden, könnte der Laserstrahl aus irgendeinem Grund von der optischen Achse abweichen und nach außen gelangen und den menschlichen Körper, insbesondere die Augen, schädigen.

Um die oben erwähnte Gefahr auszuschalten, verwendet das Gerät eine Anzahl von Einrichtungen zum Erzeugen von Signalen, in Abhängigkeit vom Offen-Geschlossen- Zustand des Teils, das den Abschnitt bedeckt, der den Lichtweg des Laserstrahls bildet, und eine Einrichtung, die einen im Lichtweg angeordneten Verschluß T schließt und den Laserstrahl unterbricht, sobald die Einspeisung der Stromversorgungseinrichtung für den Laseroszillator 1 durch eine Steuerschaltung unterbrochen wird, die auf die "Offen"-Signale anspricht, die durch die Signalgebereinrichtungen erzeugt werden, wenn der Abschnitt, der den Lichtweg abdeckt, teilweise geöffnet wird. Ebenso ist eine Einrichtung vorgesehen, durch die der Modulationsstrahlausgang des Modulators 3 unterbrochen oder gedämpft werden kann. Ebenso ist es wirksam, die erwähnten "Offen"-Signale zu benutzen, um ein ND- bzw. Graufilter in den Lichtweg einzusetzen.

Es sind Sensoren bzw. Signalgebereinrichtungen S1 bis S5 für die Offen-Geschlossen-Signale vorgesehen, die jenen Abschnitten zugeordnet sind, die den Weg des Laserstrahls abdecken, nämlich die Frontplatte 20, die Seitenabdeckung 20a, die vordere Tür 21b, 21c und die Deckelplatte 21d.

Die Fig. 3 (A) und 3 (B) sind Schnittansichten, die ein Ausführungsbeispiel einer Signalgebereinrichtung für Offen- Geschlossen-Signale veranschaulichen. 29 und 30 bezeichnen Permanentmagnete, während ein Reed-Schalter durch 28 bezeichnet ist.

Fig. 3 (A) bezieht sich auf den Fall, daß die vordere Platte oder Tür geöffnet ist; in diesem Fall befindet sich der Reed-Schalter 28 in der "Aus"-Stellung, weil der durch die Per­ manentmagnete 29 und 30 gebildete magnetische Kreis in dem Zustand ist, wie es durch die punktierte Linie und die Pfeile angezeigt ist.

Fig. 3 (B) bezieht sich auf den Fall, daß die vordere Platte oder Tür geschlossen ist; in diesem Fall befindet sich der Reed-Schalter 28 in der "Ein"-Stellung, weil der magnetische Kreis in zwei Schleifen ausgeteilt ist, wie es durch die punktierte Linie und die Pfeile angezeigt ist, wenn die aus magnetischem Material gebildete vordere Platte oder Tür 31 in der Nähe oder in engem Kontakt mit dem Magnet 30 ist.

Der Permanentmagnet 30 wirkt als sog. Magnethalter, um die vordere Platte oder Tür in geschlossener Stellung zu halten.

Die Signalgebereinrichtungen für die Offen-Geschlossen- Signale können gewöhnliche elektromechanische Kontakte sein.

Fig. 4 ist ein Schaltbild, das die Steuerung veranschaulicht, die auf die Signalgebereinrichtungen für Offen- Geschlossen-Signale anspricht.

Die Schalter S1 bis S5 als die Signalgebereinrichtungen für die Offen-Geschlossen-Signale, eine Relaiseinrichtung 33 und ein Elektromagnet 38 sind in Reihe mit einer Stromquelle 32 ge­ schaltet. Wenn mindestens einer der Schalter S1 bis S5 in Abhän­ gigkeit vom Öffnen der vorderen Platte oder Tür geöffnet wird, wird die Stromversorgung zu der Relaiseinrichtung 33 unterbrochen, was den Zustand der Relaiseinrichtung ändert.

In Abhängigkeit des Umschaltens der Relaiseinrichtung 33 werden der Hauptschalter R1 für die Stromversorgungseinrichtung 34 des Laseroszillators 1, der Betätigungsschalter P2 für die Verschlußbetätigungseinrichtung 35 für die Lichtunterbrechung und der Schalter R3 zum Sperren der Ausgangssteuerung für die Modulatorsteuereinrichtung 36 geöffnet oder geschlossen, so daß der Laseroszillator 1 die Aussendung des Laserstrahls in Abhängigkeit von der Öffnungsbewegung beispielsweise der vorderen Platte oder Tür unterbricht, während der Verschluß T den Weg des Laserstrahls absperrt und die Modulatorsteuereinrichtung 36 den Modulations­ ausgang des Laserstrahls sperrt.

Die Einrichtung zum Anhalten oder Unterbrechen des Aussendens des Laserstrahls kann, falls erforderlich, als einzelne Einrichtung oder als eine Vereinigung einer Anzahl von Einrichtungen ausgebildet werden.

Mit 37 ist eine Anzeigeeinrichtung bezeichnet, die mittels einer Lampe oder ähnlichem anzeigt, ob der Laserstrahl in den Lichtweg ausgesandt wird oder nicht. Die Anzeigeeinrichtung 37 arbeitet beispielsweise so, daß eine rote Lampe oder ähnliches durch den Schalter R4 in Abhängigkeit von der Relaiseinrichtung 33 ein­ geschaltet wird, wenn der Laserstrahl in seinen Lichtweg ausgesandt wird, und daß eine blaue Lampe oder ähnliches eingeschaltet wird, wenn der Laserstrahl nicht ausgesendet wird.

Wenn das Wartungspersonal des Geräts beispielsweise die Justierung der optischen Achse durch Öffnen der vorderen Platte oder Tür ausführen will, muß der Laserstrahl in den Lichtweg bei offener vorderer Platte oder Tür ausgesandt werden. Wenn ein Schalterknopf 43 gegen eine Feder 42 bei offener vorderer Platte oder Tür niedergedrückt wird, wird ein Schalter S6 geschlossen. Da irgendeiner der Schalter S1 bis S5 geöffnet ist, fließt kein Strom zum Elektromagneten 38, so daß ein Winkelhebel 39 von der Anziehung durch den Elektromagnet 38 freigegeben, im Uhrzeigersinn um eine Drehachse 40 durch die Kraft einer Feder 41 gedreht wird und eine Stellung einnimmt, wie sie durch eine punktierte Linie angezeigt ist.

Das vordere Ende des Schalters S6 fällt in einen ausgesparten Abschnitt, der an einem Ende des Winkelhebels 39 ausgebildet ist, wodurch verhindert wird, daß der Schalter durch die Feder 42 zurückgeholt wird, und wodurch der Schalter S6 in der "Ein"-Stellung bleibt, so daß der Strom zu der Relaiseinrichtung 33 fließt und den Zustand des Aussendens des Laserstrahls in den Lichtweg aufrechterhält. Wenn das Bedienungspersonal die vordere Platte oder Tür wieder schließt, fließt der Strom zum Elektromagneten 38, der somit den Winkelhebel 39 anzieht, welcher sich wiederum um die Drehachse 40 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, so daß der Eingriff zwischen der Spitze des Schalters S6 und dem vorderen ausgesparten Abschnitt des Winkelhebels 39 unterbrochen ist, und der Schalter S6 durch die Feder 42 in seine "Aus"- Stellung zurückgedreht wird.

Claims (2)

1. Laserstrahldrucker mit einer Laserstrahlquelle zum Erzeugen eines Laserstrahls, einer Ablenkeinrichtung zum Ablenken des von der Laserstrahlquelle erzeugten Laserstrahls in einer Richtung, und einem photoempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, das durch den abgelenkten Laserstrahl abtastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahldrucker umfaßt:
einen gemeinsamen Träger (19) für die Laserstrahlquelle (1) und die Ablenkeinrichtung (8, 11),
einen das photoempfindliche Aufzeichnungsmaterial (4) enthaltenden, dem gemeinsamen Träger (19) benachbarten Druckerabschnitt (21), dem der abgelenkte Laserstrahl zugeführt wird, wobei der gemeinsame Träger (19) und der Druckerabschnitt (21) lichtdichte Abdeckteile (20, 20a, 21b, 21c, 21d) aufweisen, die geöffnet werden können,
Sensoren (S1 bis S5), die das Öffnen der Ab­ deckteile (20, 20a, 21b, 21c, 21d) erfassen und ent­ sprechende Signale an eine Steuerschaltung (32, 33) abgeben, und
einen Verschluß (T), der in den optischen Pfad des Laserstrahls über eine elektrisch ansteuerbare Verschlußbetätigungseinrichtung (35) einbringbar und nach der Laserstrahlquelle (1) angeordnet ist, wobei die Steuerschaltung bei Auftreten von wenigstens einem der Sensorsignale sowohl die Laserstrahlquelle (1) abschaltet als auch den Verschluß (T) über die Verschlußbetätigungseinrichtung (35) in den optischen Pfad einbringt.

2. Laserstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren als Schalter ausgebildet sind.