DE3041568C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laser-Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Laser-Aufzeichnungsgerät dieser Art ist in der DE-OS 27 55 575 angegeben. Bei diesem bekannten Laser- Aufzeichnungsgerät wird ein von einer Laserlichtquelle abgegebener Laserlichtstrahl in einem akustooptischen Vielkanalintensitätsmodulator zur Erzeugung mehrerer Einzelstrahlen aufgespalten. Diese Laserstrahlungsquellen dienen zur Aufzeichnung von Information auf einem Aufzeichnungsträger, wobei sie von einer Abtasteinrichtung in einer ersten Abtastrichtung, die zu einer durch die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gegebenen zweiten Abtastrichtung senkrecht steht, abgelenkt werden. Zwar ist es durch entsprechende Ausbildung des Vielkanalmodulators möglich eine relativ feine Auflösung bei der Aufzeichnung zu erreichen; doch ist eine solche Einrichtung aufwendig, hat verhältnismäßig hohen Energiebedarf und steht einer kompakten Ausbildung des Geräts entgegen.

Es ist auch bekannt, zur Aufzeichnung Halbleiterlaser zu verwenden. Diese haben den Vorteil, daß sie einen relativ kompakten, einfachen Aufbau ermöglichen und zudem zu einem geringen Energieverbrauch führen. Eine solche Halbleiter­ laseranordnung mit mehreren Laserstrahlungsquellen zeigt beispielsweise die DE-OS 23 17 157 oder auch die nicht vorveröffentlichte DE-OS 29 22 459. Schwierigkeiten ergeben sich dabei jedoch hinsichtlich einer hohen Auflösung bei der Aufzeichnung.

Zum Lesen einer Vorlage ist aus der DE-OS 23 20 857 eine photoelektrische Leseeinrichtung bekannt.

Die DE 28 10 435 A1 zeigt ein Aufzeichnungsgerät bei dem mittels eines Lichtstrahls mehrere Linien einer Vorlagen­ information gelesen und in einen Speicher gegeben werden. Die gespeicherte Information wird mittels eines Lichtstrahls zur Aufzeichnung auf einen Aufzeichnungsträger gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laser- Aufzeichnungsgerät zu schaffen, bei dem bei kompaktem, energiesparendem Aufbau eine genaue, hochauflösende Aufzeichnung erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Hierbei ist die Linie, auf der die Laserstrahlpunkte liegen, bezüglich der ersten und zweiten Abtastrichtung geneigt.

Die Steuerung der Leseeinrichtung und das Auslesen der Information aus der Speichereinrichtung erfolgt mit unterschiedlichen Takten. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen es, den technisch bedingten relativ großen Abstand der einzelnen Lichtquellen der Halbleiterlaseranordnung in der Aufzeichnung zu reduzieren und eine genaue, gut auflösende Informationswiedergabe zu erreichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Laser-Aufzeichnungsgerätes,

Fig. 2A eine Ansicht von Auftreffpunkten der Laserstrahlen auf dem Aufzeichnungsmaterial bei dem erfindungsgemäßen Gerät, und

Fig. 2B eine Ansicht von Auftreffpunkten der Laserstrahlen auf dem Aufzeichnungs­ material bei einer herkömmlichen Anordnung der Laserstrahlungsquellen.

Ein Laser-Aufzeichnungsgerät gemäß Fig. 1 weist eine Laser-Abtasteinrichtung zum Abtasten der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers mittels Laserstrahlen aus Quellen, die entsprechend den aufzuzeichnenden Informationssignalen moduliert sind, sowie eine Bildaufzeichnungseinrichtung 2 auf, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Photoempfängertrommel als Aufzeichnungsträger aufweist, die den Abtast-Laserstrahlen zur Aufzeichnung eines Bildes entsprechend dem elektrophotographischen Ver­ fahren ausgesetzt ist. Um die Trommel sind die bekannten nicht gezeigten elektrophotographischen Einrichtungen angeordnet. Das Gerät weist ferner eine Vorlagenlese­ einrichtung 3 zum Umsetzen der optischen Informationen der Vorlage in zeitserielle Signale unter Verwendung von photoelektrischen Umwandlungselementen, wie sie später beschrieben werden, sowie eine Steuereinrichtung 4 zum Steuern der Laser-Abtasteinrichtung, der Bildaufzeich­ nungseinrichtung und der Vorlagenleseeinrichtung auf, die zusammenwirken.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung aus Halbleiterlasern 5 mit einer Vielzahl von Lichtquellen und zwar drei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, einen Strahlen­ dehner 6, einen sich drehenden Vielflächenspiegel 7, einen Antriebsmotor 8 für den Vielflächenspiegel, ein f-R-Linsensystem 9, eine Photoempfängertrommel 10, Photodetektoren 11 und 12, eine Schrittsteuereinrichtung 13, ein erstes Taktschaltglied 14, ein zweites Taktschalt­ glied 15, einen Vergleichssignalgenerator 16, einen ersten Taktgenerator 17, einen zweiten Taktgenerator 18, einen Festkörperbildsensor 19, eine Vorlagenübertragungs­ walze 20, eine Antriebswalze 21 für die Walze 20, Reflektoren 22 und 24, ein Linsensystem 23 zur Bilder­ zeugung, einen Vergleicher 25, eine Speichereinrichtung in Form eines Speichers 26, eine Laser-Steuereinrichtung 27 und eine Steuereinheit 28 zur Steuerung der Bewegung der Trommel 10.

Jeder der von der Halbleiterlaseranordnung 5 ausge­ sandten Laserstrahlen LB, die auf die Informationssignale ansprechen, wird mittels des Strahlendehners 6 in einen Laserstrahl LF mit einer vorgegebenen Querschnittsfläche gedehnt. Jeder Laserstrahl LF trifft auf den sich drehenden Vielflächenspiegel 7 auf und wird in Richtung auf das f-R-Linsensystem 9 reflektiert. Der sich drehende Vielflächenspiegel ist eine regelmäßige vieleckige Säule mit Umfangsflächen aus reflektierendem Material. Der Vielflächenspiegel ist fest an der Drehwelle 8 a des Antriebsmotors 8 so angebracht, daß er mittels des Antriebsmotors mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit in der durch den Pfeil gegebenen Richtung gedreht werden kann. Die Drehung des Spiegels 7 bewirkt, daß der Ein­ fallswinkel jedes Laserstrahls LF auf die reflektierenden Flächen des Spiegels 7 sich sukzessiv so ändert, daß die reflektierten Laserstrahlen LF periodisch in einer einzigen Ebene abgelenkt werden.

Die so reflektierten Lichtstrahlen werden durch das f-R-Linsensystem 9 auf die Oberfläche der photo­ empfindlichen Trommel 10 fokussiert. Deshalb werden die fokussierenden Punkte der Laserstrahlung LF auf der Trommel 10 entlang gerader Linien bewegt, die die Primär-Abtast­ linien für das Schreiben aufgrund der Ablenkung der Laser­ strahlen LF sind. Es versteht sich von selbst, daß die photoleitfähige Trommel geeignet in ihrer Länge ent­ sprechend den Primär-Abtastlinien ausgelegt ist.

Eine aufzuzeichnende Vorlage 0 wird durch Vorlagen­ übertragungswalzen 20 in der durch einen Pfeil A gezeig­ ten Richtung verschoben; diese Richtung kann als zweite Abtastrichtung bezeichnet werden. Eine Primär-Abtastlinie L ist in der Vorlagenübertragungsebene eingerichtet. Diese Primär-Abtastlinie L ist eine gerade Linie, wo­ bei die in der Vorlagenübertragungsebene bewegte Vorlage abgetastet wird.

Der Festkörperbildsensor 19 ist ein einstückiges Element, in dem eine Zahl von äußerst kleinen Photoempfän­ gerelementen dicht beieinander und miteinander in einer Linie ausgerichtet angeordnet sind; das einstückige Element hat eine selbstabtastende Wirkung bzw. einen Selbstrück­ lauf. Der Festkörperbildsensor weist eine Photoempfän­ gerfläche auf, die gegen die Primär-Abtastlinie L gerich­ tet und parallel zu dieser angeordnet ist.

Die Reflektoren 22, 24 und das Bilderzeugungs-Lin­ sensystem 23 sind so angeordnet, daß sie auf der Photo­ empfangsfläche das Bild der Vorlage auf einer Primär- Abtastlinie L in einem verringerten Maßstab erzeugen. Es ist selbstverständlich, daß die Breite der Primär- Abtastlinie L abhängig von dem Auflösungsvermögen des obigen optischen Systems bestimmt wird.

Wenn ein verkleinertes Bild der Vorlage auf der Primär-Abtastlinie auf die optische Fläche des Festkör­ perbildsensors 19 projiziert wird, erzeugt jedes einzelne Photoempfangselement eine von der Menge des empfangenen Lichts abhängige photoelektrische Kraft. Die photoelek­ trische Kraft wird in zeitserielle Signale entsprechend der Anordnung der Photoempfangselemente umgesetzt, wenn Treiberimpulse an den Festkörperbildsensor 19 angelegt werden, um zu bewirken, daß dieser seine Selbstabtast­ funktion durchführt. Ein solches zeitserielles Signal erscheint am Ausgang des Festkörperbildsensors als Analogsignal und wird zu dem Eingang des Speichers 26 übertragen, nachdem das Analogsignal mittels des Verglei­ chers 25 in ein Digitalsignal umgesetzt worden ist.

Der Speicher 26 weist eine Vielzahl von Speicher­ bereichen auf, deren Zahl der Zahl der Lichtquellen in der Halbleiterlaseranordnung entspricht. Die durch Ab­ tasten des Festkörperbildsensors 19 erhaltenen Signale werden nacheinander in die entsprechenden Speicher­ bereiche geschrieben. Wenn die Halbleiterlaseranordnung mit drei Quellen für die Lichtstrahlung, wie bei dem gezeig­ ten Ausführungsbeispiel, verwendet wird, werden die Signale in mindestens drei Speicherbereichen gespeichert, die den entsprechenden Quellen der Lichtstrahlen in der folgenden Weise entsprechen. Wenn beispielsweise eine bestimmte Linie auf der Vorlage mittels des Festkörper­ bildsensors abgetastet wird, werden die sich ergebenden Signale in den ersten Speicherbereich geschrieben. Wenn eine zweite Linie abgetastet wird, werden die sich er­ gebenden Signale in den zweiten Speicherbereich geschrie­ ben. Wenn eine dritte Linie abgetastet wird, werden die sich ergebenden Signale in den dritten Speicherbereich geschrieben. Wenn eine vierte Linie auf der Vorlage durch den Festkörperbildsensor abgetastet wird, werden die sich ergebenden Signale wieder in den ersten Speicher­ bereich gespeichert, so daß dieser Vorgang in gleicher Weise wiederholt wird.

Die in die entsprechenden Speicherbereichen geschrie­ benen Speichersignale werden zu der Lasersteuerung 27 zur Modulation der Quellen der Lichtstrahlung übertra­ gen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat jeder Mechanismus zur Steuerung ausreichend Zeit, da der Takt­ zyklus für das Abtasten des Festkörperbildsensors unter­ schiedlich von dem für das Übertragen der Signale zu der Lasersteuerung zur Steuerung der Laserstrahlen ist.

Das erste Taktschaltglied 14 zum Steuern der Lese­ abtastung in dem Festkörperbildsensor 19 ist so ausgelegt, daß es die Taktimpulse des ersten Taktgenerators 17 zu dem Festkörperbildsensor ansprechend auf das Start­ signal der Schrittsteuereinrichtung 13 überträgt. Anderer­ seits ist das zweite Taktschaltglied 15 zum Steuern der Leseabtastung in dem Speicher 26 so ausgelegt, daß es die Taktimpulse des zweiten Taktgenerators 18 zu dem Speicher ansprechend auf das Startsignal der Schritt­ steuereinrichtung 13 überträgt.

Somit dienen die zu der Lasersteuerung 27 übertragenen Speichersignale zur Modulation der ent­ sprechenden Lichtstrahlungsquellen in der Halbleiter­ laseranordnung 5. Die Laserstrahlen LB der modulierten Quellen der Lichtstrahlung erzeugen Bilder auf den Photo­ empfängern an Stellen, die voneinander einen relativ großen Abstand haben.

In diesem Zusammenhang sei erläutert, daß, wenn die Brennweite des Strahldehners 6 f 1 ist, die Brennweite des f-R-Linsensystems zu dem Photoempfänger hin f 2 ist und der Abstand zwischen benachbarten Quellen der Licht­ strahlen in der Halbleiterlaseranordnung l ist, der Abstand d zwischen Bilderzeugungspunkten auf dem Photo­ empfänger durch die Formel:

l × f 2/f 1

ausgedrückt werden kann. Normalerweise ist der Wert von f 1 ungefähr 8 mm und der Wert von f 2 in dem Bereich zwi­ chen 300 und 450 mm. Der Abstand l zwischen den Quel­ len der Lichtstrahlen hat seine untere Grenze bei etwa 100 µm, da Probleme in bezug auf die Wärmeentwicklung, die Herstellungstechnik usw. bestehen. Wenn beispiels­ weise f 1 8 mm, f 2 300 mm und l 100 µm ist, wird folglich der Wert d 3,75 mm. Es versteht sich deshalb, daß, wenn die Anordnung von Lichtstrahlungsquellen längs der Be­ wegungsrichtung der Photoempfängertrommel ausgerichtet ist, d. h., längs der zweiten Abtastrichtung, der Abstand zwischen benachbarten Abtastlinien auf der Trommel extrem groß sein wird. Als Ergebnis würde das herkömmliche La­ ser-Aufzeichnungsgerät erhöhte Speicherkapazitäten und komplizierte Steuerungen der Schreibzeit haben.

Bei dem erfindungsgemäßen Laser-Aufzeichnungsgerät ist die Anordnung der Lichtstrahlungsquellen zu der Dreh­ richtung der Photoempfängertrommel, d. h. zu der zwei­ ten Abtastrichtung geneigt, so daß benachbarte Linien auf der Vorlage gleichzeitig mittels der Laserstrahlen von den entsprechenden Quellen der Lichtstrahlung auf der Trommel geschrieben werden können. Somit wird erfin­ dungsgemäß ein verbessertes Laser-Aufzeichnungsgerät geschaffen, das einfach gesteuert werden kann und mit höherer Geschwindigkeit bei verringerter Speicherkapazi­ tät arbeitet.

Fig. 2A zeigt die Laserstrahlen auf der Aufzeich­ nungsoberfläche der Photoempfängertrommel bei dem erfin­ dungsgemäßen Gerät. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Anordnung von Lichtstrahlungsquellen geneigt zu der zweiten Abtastrichtung a ist, so daß der Abstand zwi­ schen benachbarten Linien auf der Aufzeichnungsoberflä­ che ausreichend gering ist, um dem in der Vorlage zu entsprechen, sogar wenn der Abstand d zwischen benach­ barten Flecken LB 1, LB 2 der Laserstrahlen auf derselben Aufzeichnungsfläche relativ groß ist.

Fig. 2B zeigt andererseits die Laserstrahlen auf der Aufzeichnungsoberfläche bei einem herkömmlichen La­ ser-Aufzeichnungsgerät, wie einem He-Ne-Laser, wobei die Laserflecken LB 1′, LB 2′ in einer Richtung parallel zu der zweiten Abtastrichtung so angeordnet sind, daß die Flecken voneinander im wesentlichen den Abstand d haben, wobei mehrere Linien zwischen ihnen verblei­ ben.

Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil des Standes der Technik. Dies wird dadurch erreicht, daß die Licht­ strahlungsquellen bei der Halbleiterlaseranordnung ent­ lang einer derartigen Linie angeordnet werden, die zu der Drehwelle des Vielflächenspiegels geneigt ist. An dieser Stelle sei angemerkt, daß der Abstand zwischen benachbarten Laserstrahlflecken unstabil sein kann, da die Laserstrahlen voneinander nur geringfügig unter­ schiedlich im Winkel in bezug auf das Linsensystem sind. Als Ergebnis hiervon können die Bilder mitunter äußerst gering in der Primär-Abtastrichtung verschoben sein.

Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, daß die Photo­ detektoren 11 und 12 außerhalb der Bilderzeugungsfläche zum Erfassen der Abtaststartstellung zur Erzeugung von Signalen angeordnet sind, durch die die Bildsignale in jeder Linie moduliert werden können. Somit kann für jede Abtastlinie eine perfekte Aufzeichnungsstellung erzielt werden. Ferner ist es nicht notwendig, für jeden Laser­ strahl einen eigenen Detektor vorzusehen. Die Laserstrah­ len können einfach durch einen gemeinsamen Photodetektor erfaßt werden. In diesem Fall muß eine Einrichtung zur Zählung der Signale vorgesehen werden, um einen einzel­ nen einfallenden Strahl von anderen einfallenden Strahlen zu unterscheiden.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein vorteilhaftes Laser-Auf­ zeichnungsgerät mit einem einfachen Aufbau geschaffen wird, bei dem der Aufzeichnungsvorgang mit höherer Geschwindig­ keit durchgeführt werden kann, und das eine Vielzahl von Laserstrahlen zum Schreiben der Leseinformation mit einem einfachen Steuermechanismus und einer Speichereinrichtung mit einer geringen Speicherkapazität verwendet.

Claims (7)

1. Laser-Aufzeichnungsgerät zur Aufzeichnung von Informationen auf einem Aufzeichnungsträger mittels modulierter Laser­ strahlen, mit mehreren Laserstrahlungsquellen, einer ersten Abtasteinrichtung zur Bewegung der Laserstrahlen in einer ersten Abtastrichtung und einer Einrichtung zur Bewegung des Aufzeichnungsträgers in einer zweiten Abtastrichtung, die im wesentlichen senkrecht zur ersten Abtastrichtung verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lesseinrichtung (3, 19) zum photoelektrischen Lesen jeder Zeile der Vorlageninformation, eine Speichereinrichtung (26) mit einer der Anzahl der Laserstrahlungsquellen entsprechenden Anzahl von Speicher­ bereichen, die jeweils die Information der verschiedenen Zeilen der Vorlage speichern, und eine Steuereinrichtung (27) zum Steuern der jeweiligen Laserstrahlungsquellen in Abhängigkeit von jeweils einem der Speicherbereiche vorgesehen sind, daß die Laserstrahlungsquellen von einer Halbleiterlaseranordnung (5) gebildet werden, die so angeordnet ist, daß mehrere Laserstrahlen (LB) auf einer zur ersten und zweiten Abtast­ richtung geneigten Linie auf dem Aufzeichnungsträger (10) auftreffen, und daß ferner eine erste Taktgeneratoreinrichtung (17) zum Steuern der Leseeinrichtung (3, 19) und eine zweite Taktgeneratoreinrichtung (18) zum Steuern des Auslesens der Information der Speichereinrichtung (26) vorgesehen sind, wobei die Taktimpulsperiode der ersten Taktgeneratoreinrichtung von der Taktimpulsperiode der zweiten Taktgeneratoreinrichtung abweicht.

2. Laser-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Laserstrahlungsquellen der Halbleiterlaseranordnung (5) ausgesandten Laserstrahlen auf dem Aufzeichnungsträger (10) an Stellen auftreffen, die voneinander in der ersten Abtastrichtung beabstandet und gegeneinander um ganzzahlige Vielfache des Abstandes zwischen benachbarten Abtastlinien in der zweiten Abtastrichtung verschoben sind.

3. Laser-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abtasteinrichtung (7, 9) einen Vielflächenspiegel (7) aufweist, der drehbar von einer Welle getragen wird.

4. Laser-Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlerfassungs­ einrichtung (11, 12) zur Erfassung des Abtastbeginns jedes Laserstrahls vorhanden ist, und daß eine Steuereinrichtung (4) die Laserstrahlungsquellen der Halbleiterlaseranordnung derart steuert, daß die Modulation der Laserstrahlen entsprechend der Erfassung der Strahlerfassungseinrichtung einsetzt.

5. Laser-Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4) die Laser­ strahlungsquellen derart steuert, daß jeder Laserstrahl moduliert wird, sobald der Beginn der Abtastung durch den betreffenden Laserstrahl von der Strahlerfassungseinrichtung (11, 12) erfaßt ist.

6. Laser-Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesesignale für jede Leselinie unabhängig aus der Speichereinrichtung (26) auslesbar sind.

7. Laser-Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (10) als endloser, bewegbar gelagerter Photoempfänger ausgebildet ist.