DE3048050C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Aufzeichnungsgerät ist aus der DE-OS 29 22 452 bekannt. Der von der Halbleiterlasereinrichtung erzeugte Laserstrahl wird über einen umlaufenden Polygonal­ spiegel auf ein trommelförmiges, sich drehendes Aufzeich­ nungsmaterial umgelenkt und tastet dieses zeilenweise ab, wobei der Laserstrahl bildmäßig moduliert wird. Derartige Laserstrahldrucker ermöglichen die rasche Erstellung von Bildern hoher Qualität und sind sehr geräuscharm.

Weiterhin ist aus der DE-OS 26 39 856 ein Laserstrahl­ drucker bekannt, bei dem die Aufzeichnungsinformationen aus zwei unterschiedlichen Speichereinrichtungen zugeführt werden und gemeinsam zur Modulation des Laserstrahls dienen, so daß eine überlagerte Aufzeichnung z. B. von Formularvor­ druckinformationen und von in das Formular einzusetzenden Informationen erzielbar ist. Bei dieser Technik ist jedoch zur Speicherung der Formularinformationen erheblicher Speicheraufwand für das Einschreiben und Festhalten der Formularinformationen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Aufzeichnungsgerät zu schaffen, das bei einfachem kompaktem Aufbau eine andere Art der Gewinnung der zur Halbleiter­ lasersteuerung erforderlichen Modulationssignale ermöglicht.

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

Bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsgerät dient somit ein Teil der erzeugten Laserstrahlen zur Abtastung eines Schriftstücks und zur Gewinnung von den Schriftstückinforma­ tionen entsprechenden elektrischen Signalen, die zur Steue­ rung der Laserelemente für die Bestrahlung des Aufzeichnungs­ materials eingesetzt werden. Da die Abtastung und Aufzeich­ nung synchron erfolgen kann, läßt sich mit dem erfindungs­ gemäßen Aufzeichnungsgerät eine zuverlässige und äußerst rasche Reproduktion einer Vorlage bei einfachem Aufbau erzielen. Zudem ist nun in einfacher Weise die Erstellung einer Überlagerungs-Aufzeichnung möglich, indem z. B. das abgetastete Schriftstück die Formular-Rahmeninformationen trägt, d. h. dem unausgefüllten Formular entspricht, wäh­ rend die zur Aufzeichnung dienenden Laserstrahlen nicht nur in Abhängigkeit hiervon, sondern in zusätzlicher Über­ einstimmung mit den in das Formular einzusetzenden Informa­ tionen moduliert werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt eine korrekte Wiedergabe des Schriftstücks unabhän­ gig davon, ob das Positiv- oder das Negativ-Belichtungsver­ fahren (bei der Negativbelichtung erscheint die belichtete Fläche im aufgezeichneten Bild schwarz) eingesetzt wird. Zudem können Abschattungs-Effekte vermieden werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbei­ spiels des Auf­ zeichnungsgeräts,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Halbleiterlasereinrichtung,

Fig. 3 ein Schaltbild einer Schaltung für Über­ lagerungs-Aufzeichnung,

Fig. 4 eine Darstellung der Intensitäts- Änderung der Vorlagen-Abtaststrahlen,

Fig. 5 eine Darstellung, die den Zusammenhang zwischen einer Strahlenabtaststelle und einer Detektor-Stelle zeigt,

Fig. 6 ein Schaltbild einer Schaltung zum Ver­ hindern der Abdunkelung,

Fig. 7 ein weiteres Beispiel einer Schaltung zum Verhindern der Abdunke­ lung und

Fig. 8 eine Darstellung, die die Intensitäts- Änderung der Vorlagen-Abtaststrahlen zeigt.

Nach Fig. 1 werden mehrere, von einem Halbleiter­ laser 1 erzeugte Laserstrahlen La und Lb mittels einer einzigen Kollimatorlinse 2 kollimiert, dann gemeinsam mittels eines Polygonal-Drehspiegels 3 abgelenkt und schließlich mittels einer Abbildungslinse 4 konvergiert.

Der Halbleiterlaser 1 ist durch ein in Fig. 2 gezeig­ tes Plättchen (Wafer) mit zwei Elementen a und b gebil­ det, die unabhängig voneinander in der Weise betreib­ bar sind, daß die Lichtaustrittspunkte der Elemente senk­ recht zur Abtastebene, d. h. parallel zur Richtung der Dreh- oder Ablenkachse des Drehspiegels 3 angeordnet sind. Aufgrund der Kollimie­ rung mittels einer einzigen Linse laufen die aus den bei­ den Laserelementen austretenden Laserstrahlen La und Lb bzw. (1 a) und (1 b) in verschiedenen Richtungen und fallen an räumlich verschiedenen Stellen auf einen Spiegel 5. Aufgrund dieser verschiedenen Verlaufsrichtungen kann selbst dann, wenn die Elemente a und b nahe aneinander angeordnet sind, der Abstand zwischen den Strahlen La und Lb nach Belieben durch geeignete Einstellung der optischen Weglänge gewählt werden. Der Spiegel 5 ist mit einem zur Abtastrichtung parallelen Schlitz SL versehen. Die Strahlen Lb des Halbleiter­ lasers 1 gelangen durch den Schlitz SL und werden an einer photoempfindlichen Trommel 7 fokussiert. Die anderen Strahlen La, die auf eine von dem Schlitz SL abweichende Stelle des Spiegels 5 fallen, werden von dem Spiegel 5 reflektiert und an einer Vorlage (Schriftstück) 6 fokussiert, auf der ein Formular aufgezeichnet ist. Wenn die Vorlage 6 in Richtung eines Pfeils F bewegt wird, während sich der Strahlenpunkt 2 mit konstanter Intensi­ tät in Abtastrichtung über die Vorlage 6 bewegt, wird das reflektierte oder durchgelassene Licht in Übereinstim­ mung mit der Dichte der Vorlage moduliert und dann mittels eines Photodetektors 8 erfaßt, um damit ein Vorlagensignal zu erzeugen. Die Anordnung des Photodetektors 8 hängt davon ab, ob die Vorlage lichtdurchlässig oder reflek­ tierend ist.

Fig. 3 zeigt eine Signalverarbeitungsschaltung für dieses Ausführungsbeispiel, in welcher das Vorlagen­ signal vom Photodetektor 8 mittels eines Verstärkers 9 verstärkt und dann in ein binäres Signal umgesetzt wird, indem es in einem Analog-Digital-Umsetzer 10 bei einem geeigneten Pegel abgeschnitten wird. Das auf diese Weise gewonnene Vorlagensignal wird in einer logischen Schaltung 12, die ein ODER-Glied aufweist, mit einem von einem nicht gezeigten Magnetband od. dgl. abgelesenen und in einem Halbleiterspeicher 11 gespeicherten Bildsignal zusammenge­ setzt, um so ein zusammengesetztes Bildausgangssignal 13 zum Ansteuern einer Treiberschaltung für das Element b des Halbleiterlasers 1 zu formen. Folglich wird das Element b gleichzeitig sowohl mit dem Vorlagensignal als auch mit dem Bildsignal moduliert, wodurch eine Überla­ gerungs-Aufzeichnung erzielt wird. Durch einfaches Ein­ setzen einer Inverterschaltung nach dem Analog-Digital- Umsetzer 10 kann auf einfache Weise als Vorlage 6 eine Positiv-Vorlage oder eine Negativ-Vorlage verwendet wer­ den. Im Falle eines Hochgeschwindigkeits-Bildausgangs­ signals kann die durch den Photodetektor und die Digitali­ sierung verursachte Zeitverzögerung hinderlich sein. Falls diese Zeitverzögerung immer konstant ist, ist es möglich, diese Behinderung dadurch auszuschal­ ten, daß die Vorlage entsprechend der konstanten Verzöge­ rungszeit in Richtung des Pfeils F versetzt wird.

Es ist ferner möglich, gemäß der Darstellung durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 eine Verzögerungsschal­ tung 14 zum Verzögerung der Zuführung des Bildsignals zur logischen Schaltung 12 einzufügen. Weiterhin kann die Überlagerung der beiden Informationen dadurch geregelt werden, daß eine Verzögerungsschaltung mit veränderbarer Verzögerungszeit verwendet wird.

Der Erfassungsbereich des Photodetektors 8 bei dem in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsbeispiel ist so groß, daß er die gesamte Ab­ tastbreite der Vorlage 6 erfaßt; für Hochgeschwindigkeits- Betrieb ist die Verwendung eines pin-Detektors ratsam. Die Verwendung eines derartigen Hochgeschwindigkeits- Detektors ist jedoch häufig aufgrund der begrenzten Licht­ empfangsfläche mit Abdunkelungs-Erscheinungen, d. h. einer Ungleichmäßigkeit hinsichtlich der von der Vorlage her empfangenen Lichtmenge verbunden.

Falls gemäß der Darstellung durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 anstelle des Photodetektors 8 ein einzi­ ger Photodetektor 8-1 in der Mitte der Vorlagen-Abtast­ linie angeordnet ist, ergibt dies eine Abdunkelungs-Er­ scheinung aufgrund der verringerten Menge des von dem Randbereich der Vorlage empfangenen Lichts. Diese Erschei­ nung kann dadurch verhindert werden, daß die Intensität des aus dem Halbleiterlaser-Element a austretenden Lichts verändert wird. Zu diesem Zweck sollte die Lichtintensi­ tät so moduliert werden, daß sie zu 1/cos⁴ R proportional ist, wobei R gemäß der Darstellung in Fig. 5 der Winkel zwischen einer Linie, die den Photodetektor mit der Licht­ punkt-Stelle verbindet, und einer zur Vorlagenebene senk­ rechten Linie ist. Eine derartige Funktion kann mittels eines Funktionsgenerators erzeugt werden. Gemäß der Dar­ stellung in Fig. 6 gibt ein Zähler CA zur Zählung von Taktsignalen das Zählsignal an einen Digital-Analog-Um­ setzer CO ab, um ein entsprechendes Spannungssignal zu erzeugen, das zur Ansteuerung eines Halbleiterlasers L über einen Treiber DR einem Funktionsgenerator FG zugeführt wird, wodurch die Intensität der Strahlen La so moduliert wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Dieser Funktionsgenerator kann durch einen Polygonzug- Funktionsgenerator bekannter Art gebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, die Wirkung der Abdunkelungs-Erscheinung im Erfassungs­ Ausgangssignal des Photodetektors 8-1 aufzuheben. In Anbetracht eines Lagefehlers des Photodetektors 8-1 ist es jedoch vorzu­ ziehen, eine derartige Korrektur empirisch vorzunehmen, wie es im folgenden unter Bezug­ nahme auf Fig. 7 erläutert ist. Diese empirische Korrektur umfaßt folgende Schritte:

• 1) Es wird eine weiße Vorlage verwendet, die gleichförmige Reflexion oder Durchlässigkeit für die Laserstrahlen besitzt;
• 2) das Laserelement wird auf eine konstante Strah­ lenintensität eingeregelt;
• 3) es wird die Strahlenabtastung einer Zeile vorge­ nommen;
• 4) das Ausgangssignal des Photodetektors wird mittels eines Analog-Digital-Umsetzers 8-2 umgesetzt und das auf diese Weise gewonnene Signal wird für jede Strahlenpunktlage in einem Speicher ME ge­ speichert, wobei das der Mittellage des Strahls entsprechende Erfassungs-Ausgangssignal des Photo­ detektors 81 zusätzlich in einem Mittenwertspeicher CM gespeichert wird;
• 5) nach Abschluß der Abtastung der Zeile werden die in dem aus einem Schieberegister bestehenden Speicher ME gespeicherten Daten auf­ einanderfolgend in eine Recheneinheit ALU einge­ geben, die den in dem Mittenwertspeicher CM gespei­ cherten Mittenwert mit diesen Daten dividiert, wonach dann die Ergebnisse dieser Division wie­ der in den Speicher ME eingespeichert werden.

Nachdem die in dem Speicher ME gespeicherten Vor­ lagen-Daten vollständig durch die aus der Recheneinheit gewonnenen Ergebnisse der Divisionen ersetzt worden sind, wird der Inhalt des Speichers ME aufeinanderfolgend aus­ gelesen, um zum Erzielen einer entsprechenden La­ ser-Abgabeleistung den Treiber DR anzusteuern. Dieser Vorgang wird während des Abtastbetriebs wiederholt, wodurch die Wirkung der Abdunkelung des Photodetektor- Ausgangssignals ausgeschaltet wird.

Obzwar das vorstehend erläuterte Verfahren einen Zeilenpufferspeicher zur Speicherung der Information einer Zeile erfordert, ist der Speicherkapazitätsbe­ darf nicht sehr hoch, da für praktische Zwecke eine ver­ hältnismäßig niedrige räumliche Abfragefrequenz ausrei­ chend ist.

Fig. 8 zeigt das Intensitäts-Verhalten des Be­ strahlungs-Lasers bei Verwendung zweier Photo­ detektoren. Eine derartige Kennlinie kann gleichfalls mit der in Fig. 7 gezeigten Einrichtung erzielt werden.

Bei dem beschriebenen Aufzeichnungsgerät werden folglich mindestens zwei Strahlen eines Halblei­ terlasers mittels einer gemeinsamen Kollimatorlinse kolli­ miert und durch eine gemeinsame Ablenkeinrichtung abge­ lenkt. Ein Teil der abgelenkten Strahlen wird zur Informationsablesung auf ein Schriftstück bzw. eine Vor­ lage gerichtet, während der Rest der abgelenkten Strah­ len nach Modulation mit mindestens der auf diese Weise gewonnenen Information auf ein Aufzeichnungsmaterial gerichtet wird. Ferner wird zum Ausschalten der Abdunke­ lungs-Erscheinung bei der Schriftstück- bzw. Vorlagen- Abtastung die Strahlenintensität gesteuert.

Claims (7)

1. Aufzeichnungsgerät mit einer Halbleiterlaserein­ richtung, einem optischen Kollimatorsystem, einer Ablenk­ einrichtung zum Ablenken der aus dem Kollimatorsystem austretenden Laserstrahlen und einer Ansteuerungseinrichtung zum Ansteuern der Halbleiterlasereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterlasereinrichtung (1; L) mehrere Laserelemente (a, b) zur Erzeugung jeweiliger Laserstrahlen (La, Lb) aufweist, die durch das optische Kollimatorsystem (2) gemeinsam so kollimiert werden, daß sie unterschiedliche Austrittsrichtungen besitzen, daß ein Strahlteiler (5) zum Aufteilen der abgelenkten Strahlen derart, daß ein Teil hiervon ein Aufzeichnungsmaterial (7) bestrahlt, während die verbleibenden Strahlen ein Schriftstück (6) bestrahlen, und eine Wandlervorrichtung (8) zum Umsetzen der vom Schriftstück (6) reflektierten oder durch dieses hindurchgetretenen Strahlen in elektri­ sche Signale vorgesehen sind, und daß die Ansteuerungs­ einrichtung (9, 10, 12; DR) die Laserelemente (a, b) für die Erzeugung der Strahlen für die Bestrahlung des Auf­ zeichnungsmaterials (7) in Übereinstimmung mit den von der Wandlervorrichtung erhaltenen elektrischen Signalen ansteuert.

2. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abbildungslinse (4) zum Fokussieren der mittels der Ablenkeinrichtung (3) abgelenkten mehreren Strahlen an dem Aufzeichnungsmaterial (7) und dem Schriftstück (6).

3. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerungseinrichtung (9, 10, 12; DR) eine logische Schaltung (12) zum Addieren von Bildsignalen zu den von dem Schriftstück (6) her erziel­ ten Signalen aufweist.

4. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (FG), die die Intensität der das Schriftstück (6) bestrah­ lenden Strahlen in der Weise steuert, daß die aus der Wandlervorrichtung (8) erhaltenen elektrischen Signale von der Bestrahlungsstelle an dem Schriftstück unbeein­ flußt sind.

5. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (CM, ME), der charakteristische Signale speichert, die von einem mit den hierauf abgelenkten Strahlen abgetasteten Musterschriftstück über die Wandlervorrichtung (8) erhalten sind und die Lage-Kennwerte der Abtastlage darstellen, und eine Recheneinrichtung (ALU) vorgesehen sind, die die in dem Speicher gespeicherten charakteristischen Signale zur Erzielung von Daten für die Steuerung der Intensität der das Schriftstück bestrahlenden Strahlen verarbeitet, und daß die Ansteuerungseinrichtung (9, 10, 12; DR) die Halbleiterlasereinrichtung zum Erzeugen der das Schriftstück bestrahlenden Strahlen in Übereinstimmung mit den von der Recheneinrichtung (ALU) erhaltenen Intensitätssteuer­ daten steuert.

6. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserelemente (a, b) in einer Reihe angeordnet sind.

7. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Synchronisiereinrichtung für das Auslesen des Inhalts des Speichers (CM, ME) synchron mit der durch die Ablenkeinrichtung (3) bewirkten Strahlablenkung.