DE3031295C2 - Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

phanumerische Zeichen, beispielsweise durch ein xerographisches System sichtbar zu machen. Mehrere elektrische Eingangssignale, die die Zeicheninformation darstellen, werden von einer Eingangs-Ausgangssteuerungsstufe 10 einem Schieberegister 11 zugeführt Das Schieberegister 11 speichert zeitweilig die Zeicheninformation und nach Eingabe der Information für einen kompletten Zeilenausdruck wird die Information für eine vollständige Punktmatrixzeile einer Treiberstufe 12 für die als Leuchtdioden ausgebildeten Punktlichtquellen zugeführt.

Die Treiberstufe 12 wird durch die Information erregt und die lichtemittierende Vorrichtung 14, die auf Keramikköpfen 13 montiert ist, wird erregt

Die lichtemittierende Vorrichtung 14 besteht aus einer großen Zahl von Leuchtdioden 15, die reihenweise angeordnet sind. Die Leuchtdioden 15 werden selektiv durch die Treiberstufe 12 erregt Das von den Leuchtdioden 15 emittierte Licht wird als Lichtbild in einer einzigen Bildmatrixzeile auf einer lichtempfindlichen Oberfläche 18 einer lichtempfindlichen Trommel 17 über eine Gradientenfasern 34 aufweisende Lichtwelleiiieiter-Anordnung 16 projiziert

Wenn die Projektion einer Zeile von Punkten, die eine erste volle Matrixzeile repräsentieren vollendet ist dann wird eine zweite Zeile durch Punktinformationen erzeugt Wenn diese Folge wiederholt wird, ergibt sich eine Zeicheninformation für jede einzelne Zeile, und diese wird in Form einer Matrix vollendet

Zur xerographischen Wiedergabe wird durch eine Aufladevorrichtung 19 eine Koronaladung auf der lichtempfindlichen Trommel erzeugt Wenn die lichtempfindliche Oberfläche 18 dem Licht ausgesetzt wird, das von den Leuchtdioden 15 geliefert wird, dann werden latente elektrostatische Bilder in den so belichteten Bereichen erzeugt Wenn die lichtempfindliche Trommel

17 mit einer konstanten Drehzahl durch einen Motor 20 angetrieben wird, dann kann ein Toner aufgebracht werden, um das elektrostatische latente Bild zu entwikkeln, wenn diese belichteten Flächen in die Nähe einer Entwicklungsstation 21 gelangen.

Dann wird in der Übertragungsstation 23 elektrostatisch der Toner von der lichtempfindlichen Oberfläche

18 abgezogen und das Tonerbild wird auf ein Papierblatt 24 übertragen. Die Trennstation 25 trennt ein bedrucktes Papierblatt von der lichtempfindlichen Oberfläche 17. Überschüssiger Toner auf der lichtempfindlichen Oberfläche 18 kann durch eine Reinigungsstation 26 entfernt werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine lichtempfindliche Trommel benutzt jedoch kann diese durch ein lichtempfindliches Kopierpapierblatt oder durch eine lichtempfindliche Oberfläche ersetzt werden, die über einen Riemenförderer zugeführt werden. Das heißt es können alle lichtempfindlichen Oberflächen Anwendung finden, die in der Lage sind, bei auftreffendem Licht Abbildungen zu erzeugen.

Gemäß F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Leuchtdioden 15 gruppenweise in zueinander versetzten Reihen 14a und 146 auf Keramikköpfen 13a und 136 angeordnet sind. Die Köpfe 13a und 13A» sind mit vorbestimmtem Abstand in ihren jeweiligen Reihen parallel zu der lichtempfindlichen Oberfläche 18 angeordnet. Daher liegen die lichtemittierenden Reihen 14a und i4fc gestaffelt abwechselnd in zwei intermittierenden Reihen.

Eine lichtemittierende Reihe 14a und eine lichtemittierende Reihe 146 sind seitlich nebeneinander mit vorbestimmtem Zwischenraum angeordnet und die Leuchtdioden 15 in den lichtemittierenden Reihen siad parallel zueinander angeordnet

Eine Lichtwellenleiteranordnung 16a mit Gradientenfasern 34 liegt zwischen den Leuchtdioden 15 der Reihe 14a und der lichtempfindlichen Oberfläche 18, während eine Lichtwellenleiteranordnung 166 mit Gradientenfasern 34 zwischen den Leuchtdioden 15 in der Reihe 146 und der lichtempfindlichen Oberfläche 18 liegt Die opti-

sehen Achsen der Gradientenfasern 34 sind so orientiert, daß sie ihre entsprechenden Bildpunkte in die gleiche Zeile der lichtempfindlichen Oberfläche 18 in Bezug auf die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 17 projizieren. Jede der Gradientenfasern 34 hat die gleiche vielfache Linsenwirkung. Das Licht welches von den Leuchtdioden 15 geliefert wird, wird punktweise als Bildpunktzeile 28a durch die Gradientenfasern 34 auf die lichtempfindliche Oberfläche 18 abgebildet Die Lichtausgänge, die von den lichtemittierenden Reihen 146 geliefert werden, werden ebenfa'/i: als Bildpunktzeiien 286 auf der lichtempfindlichen Oberf-äcne 18 abgebildet Die maximale seitliche Abmessung 1 der Bildpunktzeilen 28a und 286 ist gleich der seitlichen Länge einer jeden einzelnen Reihe von Leuchtdioden 13, und die Bilripunktzeilen 28a und 286 werden unter einem Neigungswinkel erzeugt der doppelt so groß ist wie die Länge einer einzigen geraden Zeile, die quer zur Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 17 oder längs der Längsachse 27 verläuft. Deshalb sind die Bildpunktzeilen 28a und 286 aufeinander ausgerichtet, und sie werden abwechselnd in einer durchgehenden geraden Zeile der lichtempfindlichen Oberfläche 18 erzeugt F i g. 3 zeigt die Lagebeziehung der Leuchtdiodenreihen 14a, der Lichtwellenleiteranordnungen 16a und der lichtempfindlichen Trommel 17 relativ zueinander. Diese Figur stellt eine Seitenansicht zu F i g. 2 dar.

F i g. 4 veranschaulicht eine Möglichkeit des Aufbaus der lichtemittierenden Reihen und der Lichtwe'ienleiteranordnung.

Nunmehr wird wiederum auf F i g. 3 Bezug genomme.i. Die lichtemittierende Reihe 14a ist auf einem Keramikkopf 13a montiert, der mittels Schrauben an einer Wärmesenke 29 fixiert ist Die Lichtwellen'eiteranordnungen 17a und 166 sind jeweils auf beiden Seiten eines Abstandshalters 30 mit Schrauben befestigt. Die Wärmesenke 29 und der Abstandshalter 30 sind an Haltern 31 mittels Schrauben an beiden Enden befestigt. Die beiden Halter 31 werden in den Druckerhauptrahmen durch Schrauben eingebaut die an ihren Lagerflanschen 32 angreifen.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist der Abstand zwischen den lichtemittierenden Reihen 14a und der Lichtwellenleitenmordnung 16 der gleiche wie zwischen der Lichtwellenleiteranordnung 16a und der lichtempfindlichen Oberfläche 18. Disssr Abstand kann wenige Millimeter bis etwa 10 mm betragen, wodurch die Lageeinstellung der Teile des optischen Übertragungssystems gegenüber herkömmlichen Anordnungen wesentlich erleichtert wird.

F i g. 5 ist eine Ansicht der Lichtemittierenden Reihen, wobei jede lichtemittierende Reihe 14a :md 146 jeweils auf Keramikköpfen 13a und Ui- montiert ist. Jede lichtemittierende Reihe 14a und 146 weist eine große Zahl von Leuchtdioden 15 auf, die in einer durchgehenden Reihe angeordnet sind und selektiv erregt werden. So kann beispielsweise eine lichtemittierende Reihe 128 Leuchtdioden aufweisen, die mit Abständen von 0,1 mm relativ zueinander angeordnet werden,

wenn eine Auflösung von 10 Linien pro Millimeter erforderlich ist. Die lichtemittierenden Reihen 14a und 146 sind gruppenweise abwechselnd in zwei Reihen gestaffelt angeordnet jede der Leuchtdioden 15 besitzt eine Abmessung von 1 in Zeilenrichtung, und der Ab- s stand zwischen den lichtemittierenden Vorrichtungen hat ebenfalls diesen Einheitswert 1.

In gleicher Weise sind Leuchtdioden für weitere Reihen, nämlich 16 Reihen erforderlich, um einen optischen Druckkopf zu bilden. In diesem Fall beträgt die Gesamt- ι ο zahl der Punktlichtquellen 2048, d. h. das Produkt von 128x16. Fig.6 zeigt die Lichtwellenleiteranordnung betrachtet in deren optischer Achse.

Die Lichtwellenleiteranordnung besteht aus Gruppen 36 von jeweils in zwei Reihen gestaffelten Gradientenfasern 34, die in Matrixmaterial 35 eingebettet sind, so daß eine Bildinformationsübertragung zustande kommt. Die Gradientenfasern 34 besitzen einen Durchmesser von etwa 1 mm. In den Lichtwellenleiteranordnungen wird die Bilderzeugung für einen Punkt durch eine gewisse Anzahl Gradientenfasern 34 hergestellt. Der Durchmesser eines Bündels von Gradientenfasern, die zur Bildübertragung beitragen, soll Z) sein.

Die gestaffelte Lichtwellenleiteranordnung ist in F i g. 6 dargestellt und die Gradientenfasern 34 sind segmentweise so gruppiert, daß jede Gradientenfaser 34 gegenüber einer Leuchtdiode 15 zu liegen kommt. Die Breite einer einzigen Gruppe 36 wird so bestimmt, daß der Gleichung genügt wird: W—l+D, wobei /wie oben beschrieben, die seitliche Dimension jeder einzelnen Leuchtdiode 15 der Reihen 14a und Ub darstellt, und der Bildlänge auf der lichtempfindlichen Oberfläche 18 entspricht, wie aus F i g. 2 ersichtlich. Die Gruppen 36 werden in der Weise definiert, daß F— 21, wobei P die Neigung darstellt, und jede Gruppe ist so angeordnet, daß sie mit einer entsprechenden Leuchtdiode der Reinen x4ä Oucf iAu gcivüpp€it w'cTucH ίναΠΐϊ.

F i g. 7 zeigt eine Lichtwellenleiteranordnung, bei der eine große Zahl gestaffelter Gradientenfasern 34 in drei Reihen von einem Träger 37 umschlossen ist, wodurch eine einzige Zeile gebildet wird, die in Kunstharzmaterial 35 eingebettet ist. Die in vorbestimmter Ordnung vorgesehenen Gradientenfasern 34 sind so angeordnet, daß sie mit den Leuchtdioden der Reihen koppelbar sind. In diesem Fall können sie noch leichter zusammengebaut werden, weil keine Segmentkonstruktion vorliegt, die physikalische Beschränkung im Hinblick auf die Größe mit sich bringt, wie dies bei der optischen Lichtwellenleiteranordnung gemäß F i g. 6 der Fall war.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

ss

Claims (3)

1 2 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Patentansprüche: gattungsgemäße optoelektronische Aufzeichnungsvor richtung derart zu verbessern, daß eine scharfe Punkt*

1. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung, matrixabbildung erhalten wird, ohne daß ein derart kleibei der die Zeichen einer Zeile nacheinander über s ner kritischer Abstand zwischen Lichtwellenleiter-Famehrere Punktmatrixzeilen ausgedruckt werden, serende und Aufzeichnungsträger aufrecht erhalten mit einer der Zahl der Punkte einer Punktmatrix^- werden müßte.

Ie entsprechenden Anzahl individuell ansteuerbarer Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kenn-

Punktlichtquellen und mit individuell jeder Punkt- zeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen

lichtquelle zugeordneten Lichtwellenleitern, die je to Merkmale. Derartige Gradientenfasern erlauben eine

einem Punkt der Punktmatrixzeile des lichtempfind- Bildübertragung mit Erzeugung eines reellen Bildes,

liehen Aufzeichnungsträgers zugeordnet sind, da- d.h. die aus dem Ende der Gradientenfaser austreten-

durch gekennzeichnet, daß als Lichtwellen- den Strahlen konvergieren, so daß eine exakte punktge-

Ieiter Gradientenfasern (34) verwendet werden. naue Abbildung der Punktlichtquelle realisiert werden

2. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung 15 kann, ohne daß es erforderlich wäre den Abstand mit nach Anspruch 1, mit Lichtwellenleitern, deren hoher Genauigkeit einzuhalten, weil gewisse Abstands-Durchmesser größer ist als der Punktmatrixabstand, differenzen infolge des Schärfentiefenbereiches toledadurch gekennzeichnet, daß die dem Aufzeich- riert werden können. Im übrigen kann der Abstand genungsträger zugewandten Endeader Gradientenfa- genfiber dem Abstand bekannter Anordnungen um sern (34) in mehreren, parallel zur Punktmatrixzeile 20 mehrere Größenordnungen erhöht werden, so daß eine verlaufenden Zeilen angeordnet und individuell auf BerChrungsgefahr auf jeden Fall ausgeschaltet isL

die einzelnen Punkte der Punktmatrixzeile des Auf- Der Druckmesser herkömmlicher Gradientenfasern

Zeichnungsträgers gerichtet sind. ist größer als der üblicher Einzelfasern mit Totalrefle-

3. Optoelektronische Aufzeichnungsvorrichtung »on.

nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn- 25 Bei geringem Punktmatrixabstand kann dann der

zeichnet, daß die Punktlichtquellen gruppenweise Durchmesser der Gradientenfasern grö3er sein als die-

abwechselnd in zueinander versetzten Reihen ange- ser Punktabstand. Um dennoch eine scharfe Punktma-

ordnet sind. trixabbildung mit dem gewünschten kleinen Punktmatrixabstand zu erhalten, werden gemäß einer zweckmä-

30 ßigen Ausgestaltung (Patentanspruch 2) die dem Aufzeichnungsträger zugewandten Enden der Gradientenfasem in mehreren parallel zur Punktmatrixzeile verlau-

Die Erfindung bezieht sich auf eine optoelektronische fenden Zeilen angeordnet und individuell auf die einzel-

Aufzeichnungsvorrichtung des im Oberbegriff des Pa- nen Punkte der Punktmatrixzeile des Aufzeichnungsträ-

tentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Eine solche Auf- 35 gers gerichtet

Zeichnungsvorrichtung ist aus der DE-OS 23 04 673 Die gestaffelte Zeilenanordnung von Lichtleitfasern

(F ig. 2) bekannt Hier sind die Lichtwellenleiter als ist zwar aus der US-PS 40 59 345 bekannt Hierbei han-

Lichtleitfasern ausgebildet, bei denen die Lichtleitung delt es sich jedoch nicht um eine gattungsgemäße opto-

durch Totalreflexion am Mantel erfolgt und die Licht- elektronische Aufzeichnungcvorricc-fung, sondern die

strahlen aus dem Faserende unter unterschiedlichen w Lichtwellenleiteranordnung ersetzt hierbei das Objek-

Winkeln divergierend austreten. Dies bedingt, daß die tiv eines Fotokopiergerätes, wodurch Abschnitte der

einzelnen Lichtleitfasern mit ihrem Faserende unmittrV- Vorlage punktweise (ohne reelle Bildübertragung)

bar benachbart zum Aufzeichnungsträger angeordnet übertragen werden.

werden müssen, weil andernfalls die Beleuchtungsstärke Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfinauf dem Aufzeichnungsträger gering wird und über 45 dung ergibt sich aus dem Patentanspruch 3. Strahlungen mit benachbarten Lichtleitfasern auftreten, Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der ErTmso daß die Matrixpunkte ineinander übergehen und ver- dung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichschwimmen. In der Praxis werden daher die Enden der nung zeigt

Lichtleiter soweit herangeführt, daß sie den Aufzeich- F i g. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgenungsträger berühren, was Nachteile im Hinblick auf 50 maß ausgebildeten optoelektronischen Aufzeichnungseine Aberation sowohl des Aufzeichnungsträgers als vorrichtung;

auch der Lichtwellenleiter bewirkt Um dies zu vermei- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Aufzeich-

den ist es günstiger, einen kleinen Abstand vorzusehen, nungsvorrichtung nach F i g. 1 -,

der jedoch einige um nicht überschreiten darf. Die Auf- F i g. 3 eine Teilstirnansicht der optoelektronischen

rechterhaltung und Einstellung derart extrem kleiner 55 Aufzeichnungsvorrichtung gemäß F i g. 1 und 2;

Abstände ist außerordentlich schwierig. Diese Schwie- F i g. 4 eine perspektivische Darstellung der Anord-

rigkeiten können auch nicht dadurch ausgeschaltet wer- nung der Punktlichtquellen mit den zugeordneten Licht-

den, daß nach dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 der Wellenleiteranordnungen;

DE-OS 23 04 673 konische Lichtwellenleiter benutzt Fi g. 5 eine schematische Darstellung der gruppen-

werden. Hierdurch wird zwar eine gewisse Sammlung 60 weisen Anordnung lichtemittierender Reihen;

des Lichtes gegenüber dem senderseitigen Ende er- Fig.6 eine axiale Ansicht der Lichtwellenleiteran-

reicht, jedoch bleiben die Nachteile der geringen Ab- Ordnungen mit zwei Reihen gestaffelter Gradientenfa-

standsbemessung am empfängerseitigen Ende erhalten, sern;

denn auch hier müssen die Enden der Lichtleitfasern F i g. 7 eine axiale Ansicht von Lichtwellenleiteran-

sehr dicht an den Aufzeichnungsträger herangeführt 65 Ordnungen mit drei Reihen gestaffelter Gradientenfa-

werden, weil sonst durch die Divergenz der austreten- sern.

den Strahlen große Lichtverluste und Streulicht entste- F i g. 1 zeigt eine optoelektronische Aufzeichnungs-

hen. vorrichtung, der ein Punktmatrixmuster liefert, um al-