DE3104236C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein optisches Abtastsystem gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Abtastsystem, bei welchem benachbarte Abtast
zeilen auf einer abzutastenden Oberfläche gleichzeitig durch
eine größere Anzahl unabhängig modulierbarer Strahlen abge
tastet werden, ist als ein Mehrstrahl-Abtastsystem bekannt.
Bei diesem Abtastsystem muß der Abstand der Abtastzeilen
auf der abgetasteten Fläche in der die Abtastrichtung
schneidenden Richtung sehr gering sein. Um dieser Forderung
zu genügen, ist in der US-PS 40 19 186 vorgeschlagen, einen
Lichtmodulator zum Trennen und Aufteilen der Anzahl Strahlen
zu verwenden. Jedoch bedingt ein derartiger Lichtmodulator
höhere Kosten.
Ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechendes op
tisches Abtastsystem ist aus der DE-OS 29 22 459 bekannt.
Dort wird vorgeschlagen, durch Schräganordnung der Laserdio
den einerseits einen geringen Abstand zwischen den einzelnen
Abtastzeilen auf dem Aufzeichnungsmaterial und andererseits
einen demgegenüber größeren effektiven Abstand zwischen den
einzelnen Laserdioden der Laserdiodenanordnung zu erreichen.
Diese Schrägstellung muß jedoch sehr fein eingestellt wer
den, was in der Praxis nur sehr schwierig auszuführen ist.
Wenn der "Zwischenanordnungs"-Abstand Po und die Scharfein
stellvergrößerung der Lichtquelle auf der abgetasteten Ober
fläche β ist, dann ist der Abstand P zwischen zwei benach
barten Abtastzeilen auf der Oberfläche durch die folgende
Gleichung gegeben:
Po = |β| · Po sindR
Wenn der eingestellte Winkel R einen kleinen Fehler von ΔR
hat, dann wird in dem Abtastzeilenabstand ein Fehler ΔP er
zeugt, welcher beträgt:
ΔP ≃ β · Po · ΔR
Wenn beispielsweise der Abstand Po 0,1 mm, die Vergrößerung
β 30 und der Fehler ΔP kleiner als 0,01 mm sein soll, dann
muß der Winkelfehler ΔR bis auf einen Wert herabgesetzt wer
den, der kleiner als etwa 11′ ist. Dieses Beispiel veran
schaulicht die Schwierigkeit, die Lage der Lichtquellenan
ordnung genau einzustellen.
Bei einem optischen Abtastsystem, bei dem eine größere An
zahl Lichtquellen verwendet wird, besteht eine andere
Schwierigkeit darin, daß die Lichtmenge, die von den Licht
quellen auf die abgetastete Oberfläche fällt, nur mit großer
Schwierigkeit aufgenommen werden kann. Diese Schwierigkeit
wird nachstehend anhand von Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 1 sind zwei lichtemittierende Quellen 1a und 1b, ein
Objektiv 2 zum Scharfeinstellen eines Strahles, ein Deflek
tor oder Ablenker 3, beispielsweise ein rotierender Polygon
spiegel, und eine Linse oder ein Objektiv 4 zum Scharfein
stellen der abgelenkten Strahlen vorgesehen. Auf einem ro
tierenden Zylinder 5 ist ein photoempfindliches Material 6,
d. h. eine abzutastende Fläche, angeordnet. Abtastlinien 1a′
und 1b′ entsprechen den lichtemittierenden Quellen 1a bzw.
1b.
In dem dargestellten optischen Abtastsystem weist jedes der
Objektive 2 und 4 eine symmetrische Drehfläche auf. Die
Scharfeinstellvergrößerung des aus diesen Objektiven zusam
mengesetzten Systems ist β. Der Abstand zwischen Abtastzeiten
1a′ und 1b′, d. h. P, und der Abstand zwischen den licht
emittierenden Quellen 1a und 1b, d. h. Po, haben die folgende
Beziehung:
P = |β| · Po
Wenn mit F′ die Öffnungs- oder Blendenzahl von auf der Ober
fläche des photoempfindlichen Materials scharf eingestellten
Strahlen und mit F die Öffnungs- oder Blendenzahl von Strah
len bezeichnet ist, die von den Quellen abgegeben und durch
das Objektiv 2 erhalten worden sind, haben die Werte F und
F′ die folgende Beziehung:
F′ = |β| · F
Aus den beiden Gleichungen ergibt sich dann:
Den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß der Ab
tastzeilenabstand P nur mit einer größeren Öffnungs- oder
Blendenzahl des Objektivs 2, nämlich durch Verringern der
von dem Objektiv aufgenommenen Lichtstrahlen, verkürzt wer
den kann. Dadurch werden selbstverständlich auch die Licht
strahlen schwächer, welche die Oberfläche des lichtempfind
lichen Materials erreichen können. Dies kann insbesondere
bei einer Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit zu nicht
ausreichender Lichtenergie führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Ab
tastsystem zu schaffen, das geringen Abtastzeilenabstand er
möglicht und dennoch in der optischen Anordnung eine ausrei
chend große Toleranz besitzt.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten
Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das optische Abtastsystem eignet sich für eine Aufzeich
nungseinrichtung mit einer zylindrischen photoempfindlichen
Trommel, bei der ein elektrostatischer Kopiervorgang bei je
weils einer Umdrehung des abzutastenden Materials durchge
führt werden kann.
Ferner kann das optische Abtastsystem mit geringen Kosten
hergestellt werden.
Darüber hinaus ermöglicht das optische Abtastsystem das Auf
bringen einer ausreichenden Lichtmenge auf die abzutastende
Oberfläche auch bei höherer Aufzeichnungsgeschwindigkeit,
wobei der Abstand zwischen benachbarten Aufzeichnungsstellen auf
der abzutastenden Oberfläche sehr klein gehalten werden kann.
Somit kann ein Bild mit üblichem Abstand zwischen benachbar
ten Abtastzeilen wiedergegeben werden, selbst wenn die Ab
tastlichtflecke nicht so nahe auf dem abzutastenden photo
empfindlichen Material angeordnet sind.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnungen im einzel
nen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines optischen Sy
stems,
Fig. 2 bis 4 die Art der Abtastung mittels eines erfindungsgemäßen optischen Abtast
systems,
Fig. 5 eine Ausführungsform eines Laserstrahldruckers, bei
welchem die Erfindung angewendet ist,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen, Abtast
systems,
Fig. 7 die Kenndaten eines Halbleiter
lasers,
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des optischen Abtastsy
stems,
Fig. 9a und 9b ein konkretes Ausführungsbeispiel des in
Fig. 6 dargestellten anamorphen Linsensystems,
Fig. 10A und 10B ein konkretes Ausführungsbeispiel des in
Fig. 6 dargestellten Abtastlinsensystems, und
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Ausführungs
form eines Bilderzeugungsverfahrens, bei welchem
ein Lesen mittels Abtaststrahlen gleichzeitig mit
einer Koronaladung durchgeführt wird.
In dem optischen Abtastsystem gemäß der Erfindung ist die
strenge Forderung nach einer genauen Anordnung des Licht
quellenteils im Vergleich zu dem herkömmlichen System we
sentlich gemildert. Dieser Gesichtspunkt der Erfindung wird
nunmehr zuerst anhand von Fig. 1 beschrieben. Wie vorste
hend ausgeführt, wird bei dem herkömmlichen System eine
Oberfläche mit einer Anzahl von Lichtpunkten oder -flecken in der
Weise abgetastet, daß benachbarte Abtastlinien durch benach
barte Lichtpunkte abgetastet werden. Im Unterschied zu dem
herkömmlichen System tasten bei der Erfindung benachbarte
Lichtpunkte nicht benachbarte Linien, sondern solche Linien
ab, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeord
net sind. Außerdem ist das optische System so angeordnet,
daß durch diese Lichtpunkte dieselbe Linie nicht zweimal
oder mehrmals abgetastet wird.
Gemäß Fig. 1 sollen die lichtemittierenden Quellen 1a und 1b,
. . . in Abständen von Po angeordnet sein, der Reflektor
soll eine Anzahl N reflektierender Flächen haben, wenn die
Drehzahl X ist, die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden
Zylinders 5 soll V sein, und die Scharfeinstellvergrößerung
der lichtemittierenden Quelle durch das aus den Objektiven
2 und 4 gebildete System soll β sein. Unter diesen Voraus
setzungen besteht, um ein Überlappen von Abtastlinien zu
vermeiden und gleichen Zeilenabstand zwischen jeweils zwei
benachbarten aufgezeichneten Abtastlinien (l₁, l₂) sicherzu
stellen, die Forderung lediglich darin, daß
(NX-1) Po · |β|/V
ein Wert sein sollte, der durch Multipli
zieren des reziproken Werts von M (der Anzahl der lichtemit
tierenden Quellen) mit einer ganzen Zahl erhalten wird. Es
muß nämlich nur der folgenden Beziehung genügt sein:
(NX - 1)Po · |β|/V = (mM + 1)/M (1)
wobei M≧2 und m eine ganze Zahl größer als 0 ist.
Wenn p=V/M(NX - 1) ist und dies in Gl. (1) eingesetzt wird,
ergibt sich
wobei p der Abstand zwischen benachbarten, auf dem photo
empfindlichen Material aufgezeichneten Abtastlinien ist.
Wenn der Gleichung (1)′ genügt ist, überdecken die Abtastzeilen
einander nie, sondern sind jeweils im gleichen Abstand von
einander angeordnet, wie der folgenden Beschreibung der
Fig. 2 zu entnehmen ist.
Gemäß Fig. 2 werden Linien 1a′-1 und 1b′-1 gleichzeitig
bei der ersten Abtastung mit Hilfe der lichtemittierenden
Quellen 1a bzw. 1b abgetastet. Bei der zweiten Abtastung
werden die Linien 1a′-2 und 1b′-2 gleichzeitig abge
tastet, wenn sich der Deflektor 3 sowie der Zylinder 5 dre
hen. In ähnlicher Weise werden dann die Linien 1a′-3,
1b′-3, . . . abgetastet. Wenn eine derartige Abtastung
mehrmals wiederholt wird, wobei K≧m+1+k (k=0, 1, 2 . . .)
ist, hat der Abstand p zwischen der Abtastzeile 1a′-k,
die bei der K-ten Abtastung abgetastet worden ist, und der
Abtastzeile 1b′-(k+1) bei der (k+1)-ten Abtastung
eine bestimmte Beziehung bezüglich des Abstandes P zwischen
den Abtastzeilen 1a′-k und 1b′-k, die gleichzeitig bei
der K-ten Abtastung abgetastet worden sind. Solange p und
P der folgenden Beziehung genügen:
p = P/(mM + 1) (2)
überdecken die Abtastzeilen einander niemals, sondern sind
immer in dem gleichen Abstand p voneinander angeordnet.
Da der Abstand P in Abhängigkeit von dem Abstand Po zwi
schen lichtemittierenden Quellen und der Scharfeinstellver
größerung β des aus dem Objektiv 2 und der Abtastlinse 4 ge
bildeten optischen Systems bestimmt wird und die folgende
Beziehung:
P = ′β′ · Po (3)
festgesetzt ist, ergibt sich, wenn dies in Gl. (2) einge
setzt wird, die oben wiedergegebene Gleichnung (1)′. Aus dem
Vorstehendem folgt, daß, solange die Beziehung (1) bei einer
Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, eingehalten
wird, mit hoher Geschwindigkeit eine Aufzeichnung mit
Hilfe einer Anzahl von lichtemittierenden Quellen durchgeführt
werden kann, ohne daß die Drehbewegung des Deflektors un
stabil wird, und daß auch eine Aufzeichnung mit in gleichem
Abstand voneinander angeordneten Abtastlinien ohne irgend
eine Überdeckung oder Überlappung vorgenommen werden kann.
Um die Erfindung anhand eines Beispiels darzustellen, wer
den die folgenden Faktoren für die in Fig. 1 dargestellte
Anordnung gewählt:
Po (Abstand zwischen lichtemittierenden Quellen 1a und 1b)
= 0,1 mm;
N (Anzahl der reflektierenden Flächen des Deflektors 3) = 10;
V (Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders 5) = 6000/min;
β (Scharfeinstellvergrößerung des zusammengesetzten Systems 2,4) = -20;
M (Anzahl der lichtemittiereden Quellen) = 2 und
m =20.
N (Anzahl der reflektierenden Flächen des Deflektors 3) = 10;
V (Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders 5) = 6000/min;
β (Scharfeinstellvergrößerung des zusammengesetzten Systems 2,4) = -20;
M (Anzahl der lichtemittiereden Quellen) = 2 und
m =20.
Unter diesen Voraussetzungen ist dann die Drehzahl X des Re
flektors 3, X=6150,1 U/min. Folglich wird dann aus der
oben wiedergegebenen Gl. (1)′ der Abtastzeilenabstand er
halten, nämlich p=0,04878 mm. In diesem Beispiel werden
Abtastzeilen aufgezeichnet, wobei der Abstand p jeweils
zwischen zwei benachbarten Zeilen gleichmäßig ist. Datensig
nale, die an die lichtemittierenden Quellen 1a und 1b gleich
zeitig angelegt werden, ergeben in diesem Beispiel zwei
Punkte, die in einem Abstand von 2 mm auf der Aufzeichnungs
fläche angeordnet sind.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie Signale bei der K-ten Abta
stung erzeugt werden. Wie aus Fig. 3 zu ersehen, werden
Signalpaare, wie (Ak₁, Bk₁), (Ak₂, Bk₂), (Ak₃, Bk₃) . . .
gleichzeitig in den Abtastzeilen 1a′ bzw. 1b′-k erhalten.
In Fig. 4 ist dargestellt, wie Signale des japanischen Zei
chens "" erzeugt werden. Wie in Fig. 4 dargestellt, werden
Signale Alj, Blj an die lichtemittierenden Quellen 1a
und 1b angelegt. Das Suffix 1 gibt die Abtastzeilenzahl und
das Suffix j gibt die Ablenkstelle an.
Wie vorstehend dargestellt, verläuft bei der erfindungsge
mäßen Einrichtung die Lichtquellenanordnung in der Richtung,
welche die Abtastrichtung unter rechtem oder beinahe rech
tem Winkel schneidet. Wenn ein Winkelfehler von ΔR in der
Lichtquellenanordnung vorliegt, hat dies einen Fehler ΔP
beim Abtastzeilenabastand aufgrund der folenden Beziehung
zur Folge:
ΔP ≃ |β| · Po · (ΔR)²
Dies bedeutet, daß bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
ein Winkelfehler der Lichtquellenanordnung einen Fehler im
Abtastzeilenabstand weniger beeinflußt als bei herkömmlichen
Einrichtungen. Wenn beispielsweise die Werte Po, β
und ΔP die gleichen Werte haben, wie sie vorstehend in
Verbindung mit Fig. 1 angeführt sind, hat die erfindungsge
mäße Einrichtung eine weit größere Toleranz bezüglich des
Winkelfehlers ΔR, nämlich etwa 3,3°. Auf diese Weise ist
die bisher geforderte hohe Genauigkeit bei dem Einstellwin
kel bei der Erfindung sehr stark gemildert.
Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der
Deflektor als ein rotierender Polygonalspiegel dargestellt
und beschrieben ist, können für den gleichen Zweck auch an
dere Ausführungsformen von Deflektoren verwendet werden,
z. B. ein Schwingspiegel (beispielsweise ein Galvanospiegel),
ein akustisch optischer Modulator oder ein elektro-optischer
Modulator. In der vorstehend beschriebenen Ausfüh
rungsform ist die Richtung, in welcher die Lichtquellenan
ordnung angeordnet ist, so dargestellt, daß sie eine Rich
tung ist, welche unter rechtem Winkel die Ebene schneidet,
in welcher die Lichtstrahlen abgelenkt werden. Die Erfin
dung muß jedoch nicht immer in dieser Weise ausgeführt werden,
obwohl es wegen der größten Toleranz bezüglich des dabei
erhaltenen Winkelfehlers vorzuziehen ist. Die erfin
dungsgemäße Anordnung ist auch dann einsetzbar, wenn die
Richtung, in welcher die Lichtquellenanordnung angeordnet
ist, die Strahlenablenkebene nicht in rechtem Winkel schnei
det.
Nunmehr wird eine elektrophotographische Einrichtung be
schrieben, in welcher die Erfindung vorgesehen ist. In
Fig. 5 ist schematisch die Anordnung eines Computer-
Ausgabedruckers dargestellt, in welchem das optische Ab
tastsystem gemäß der Erfindung verwendet ist. In Fig. 5
erzeugt eine Halbleiter-Laser-Anordnung 21 Lichtstrahlen.
Die Strahlen werden durch ein Collimator-Linsensystem 22
gebündelt, und die gebündelten Strahlen treten in ein afo
kales Linsensystem 23 ein, durch welches der Querschnitt
der einzelnen Strahlen in der geforderten Weise ausgebil
det wird. Nach einem Durchgang durch das afokale Linsen
system fällt der Laserstrahl auf einen rotierenden Polygo
nalspiegel 25, welcher durch einen Antriebsmechanismus 24
in Drehung versetzt ist. Mittels einer Steuerschaltung 26
wird der Zustand der Lichtemission von den jeweiligen
Lichtquellenteilen in der Halbleiter-Laser-Anordnung 21
entsprechend Schreibsignalen von einem (nicht dargestellten)
Rechner gesteuert.
Der rotierende Polygonalspiegel 25 lenkt den auffallenden
Laserstrahl ab, um ihn zu einer Einstell-Linse 27 zu lei
ten. Die Einstell-Linse 27 hat eine (f-R)-Charakteristik
und stellt den Strahl auf einer photoempfindlichen Trommel
28 als Lichtpunkt scharf ein. Der Grund, warum eine (f-R)-
Linse als Scharfeinstell-Linse 27 verwendet werden muß, ist
folgender: Bei einer üblichen Einstell-Linse hat der Ein
fallwinkel R des Strahls und die Stelle r des Strahls, die
auf der Bildebene scharf eingestellt ist, die folgende Be
ziehung:
r = f · tanR,
wobei f die Brennweite der Einstell-Linse ist.
In der dargestellten Ausführungsform, in welcher der Polygo
nalspiegel 26 mit gleichbleibender Geschwindigkeit gedreht
wird, ändert sich der Einfallwinkel des reflektierenden
Strahls an der Einstell-Linse 27 linear mit der Zeit. Folg
lich ist die Geschwindigkeit der Lichtpunktstelle, die auf
der Trommel 28 scharf eingestellt worden ist, d. h. die Bild
ebene, nicht konstant, sondern ändert sich nicht linear.
Die Geschwindigkeit der Lichtpunktstelle nimmt bis zu einer
Stelle zu, wo der Einfallwinkel größer wird. Wenn der Laser
strahl in konstanten Zeitintervallen angeschaltet wird, um eine
Anordnung von Lichtpunkten auf der photoempfindlichen
Trommel 28 zu beschreiben, hat sich herausgestellt, daß der
Abstand zwischen benachbarten Punkten in der beschriebenen
Punktanordnung an den beiden Randteilen der Anordnung größer
als in deren Mitte ist.
Um diese ungünstige Er
scheinung zu beseitigen, muß die Einstell-Linse 27 so aus
gelegt werden, daß sie die folgende Charakteristik hat:
r = f · R.
Eine derartige Einstell-Linse wird im allgemeinen als (f-R)-
Linse bezeichnet.
Wenn ein gebündelter Lichtstrahl mittels einer Einstell-
Linse als Punkt scharf eingestellt ist, ist der minimale
Durchmesser dmin des scharf eingestellten Lichtpunktes durch
die folgende Gleichung gegeben:
wobei f die Brennweite der verwendeten Linse, λ die Wellen
länge des benutzten Lichts, und A die Eintrittsöffnung der
Einstell-Linse ist. Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß
ein kleinerer Punktdurchmesser dmin bei einem größeren Wert
von A erhalten werden kann, vorausgesetzt, daß die Werte f
und λ konstant sind. In der wiedergegebenen Ausführungsform
ist das afokale optische System 23 verwendet worden, bei
welchem dies gilt.
Der Laserstrahl, der in der vorbeschriebenen Weise abgelenkt
und moduliert ist, trifft dann auf die photoempfindliche
Trommel 28 auf, um auf dieser ein latentes Bild zu erzeugen.
Das latente Bild wird dann mittels eines bekannten elektro
photographischen Verfahrens sichtbar gemacht, und das ent
wickelte Bild wird auf ein gewöhnliches Blatt Papier übertra
gen. Nach dem Fixieren des Bildes wird dann das Blatt Papier
als Hardcopy ausgetragen. Ein Beispiel für ein solches elek
trophotographisches Verfahren ist beispielsweise in der ja
panischen Offenlegungsschrift Nr. 23910/1967 beschrieben.
Bei dem bekannten Verfahren weist die photoempfindliche Trom
mel 28 im wesentlichen eine elektrisch leitende Unterlage,
eine photoleitfähige Schicht und eine isolierende Deckschicht
auf. Die obere Fläche der isolierenden Deckschicht wird mit
tels eines ersten Koronaladers 29 vorher gleichförmig mit
einer positiven odernegativen Ladung geladen. Ladungen mit
einer Polarität, die der Polarität der geladenen isolieren
den Deckschicht entgegengesetzt ist, werden an der Zwischen
fläche zwischen der isolierenden Deckschicht und der darunter
liegenden photoleitfähigen Schicht oder in dieser Schicht
eingefangen bzw. gehalten. Nach der Primärladung wird die
geladene Oberfläche der isolierenden Deckschicht mit dem vor
erwähnten Laserstrahl belichtet und gleichzeitig mittels ei
nes zweiten Koronaladers 15 einer Wechselstrom-Koronaentla
dung oder einer Entladung mit einer zu der Primärladung ent
gegengesetzten Polarität ausgesetzt. Dadurch wird auf der
Oberfläche der isolierenden Deckschicht ein Muster eines
Oberflächenpotentials ausgebildet, das dem hellen und dunk
len Muster des Laserstrahls entspricht. Dann wird die ganze
Oberfläche der isolierenden Deckschicht mit einer die ganze
Oberfläche belichtenden Lampe 31 gleichförmig beleuchtet, um
so ein kontrastreiches, elektrostatisches, latentes Bild
auf der isolierenden Deckschicht zu erzeugen. Das elektro
statische, latente Bild wird durch eine Entwicklungseinrich
tung 32 mit Hilfe eines Entwicklers, der hauptsächlich aus
geladenen und gefärbten Partikeln besteht, sichtbar gemacht.
Das entwickelte Bild wird dann mittels eines Transferladers
34 auf eine Papierbahn 33 übertragen. Die Papierbahn 33 wird
während der Übertragung des Bildes mittels einer Halteein
richtung an der Trommel gehalten, wie nachstehend noch be
schrieben wird. Das übertragene Bild wird dann mittels einer
Fixiereinrichtung fixiert. Auf diese Weise wird ein
elektrophotographisch kopiertes Bild erhalten. Nach der
Übertragung wird die Oberfläche der isolierenden Deckschicht
von Restladungspartikeln mittels einer Reinigungseinrich
tung 35 gereinigt. Die photoempfindliche Trommel 28 ist
dann für eine Wiederverwendung vorbereitet.
Bei der Elektrophotographie kann auch ein anderes elektro
statisches Bilderzeugungsverfahren angewendet werden. Ein
Beispiel für ein derartiges elektrostatisches Bilderzeugungs
verfahren ist in der japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 19 748/1967 beschrieben. Auch die bei diesem Verfahren
verwendete, photoempfindliche Trommel weist eine elektrisch
leitende Unterlage, eine photoleitfähige Schicht und eine
isolierende Deckschicht als wesentliche Elemente auf. Die
Oberfläche der isolierenden Deckschicht wird durch eine erste
Koronaentladung vorher gleichförmig mit einer positiven oder
negativen Ladung geladen, so daß Ladungen einer Polarität,
die zu der der vorher aufgebrachten Ladungen entgegengesetzt
ist, an der Grenzfläche zwischen der isolierenden Deckschicht
und der darunterliegenden photoleitfähigen Schicht oder in
dieser Schicht gehalten werden. Außerdem wird die geladene
Oberfläche der isolierenden Deckschicht einer Wechselstrom-
Koronaentladung ausgesetzt, um so die Ladung auf der isolie
renden Deckschicht aufzulösen. Danach wird die Oberfläche
mit dem Laserstrahl als Datensignal belichtet. Folglich wird
auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht ein elektro
statisches, latentes Bild geschaffen, das dem dunklen und
hellen Muster des Laserstrahls entspricht. Das elektrosta
tische, latente Bild wird entwickelt und auf die gleiche
Weise wie bei der ersten Ausführungsform verarbeitet.
Gemäß Fig. 5 sind zum Vorentladen ein Lader 36 und eine Vorbe
lichtungslampe 37 vorgesehen. Der Vorentladungslader 36
dient dazu, das Oberflächenpotential auf der Trommel 28
konstant und gleichförmig zu halten. Die Vorbelichtungs
lampe 37 dient dazu, die Kenndaten der photoempfindlichen
Schicht konstant und gleichförmig zu halten. Selbst nach
dem Durchlaufen der Reinigungseinrichtung 35 hat die photo
empfindliche Trommel 28 verschiedene Hysteresestoffe, die
als Restpotential noch zurückgeblieben sind. Mittels des
Vorentladungs-Laders 36 und der Vorbelichtungslampe 37
werden diese Hysteresestoffe entfernt. Dadurch werden immer
gleich gute und beständige Bilder erzeugt.
In der japa
nischen Patentanmeldung Nr. 111 562/1976 ist ein Ver
fahren zum Stabilisieren von elektrostatischen, latenten
Bildern vorgeschlagen, wobei als Einrichtung, um immer gleich
gute und beständige Bilder zu erzeugen, das vorstehend be
schriebene elektrophotographische Verfahren verwendet wird,
bei welchem die Erfindung anwendbar ist. Um eine derartige
Stabilisierungseinrichtung zu schaffen, ist eine Meßeinrich
tung 38 zum Messen des elektrostatischen Potentials vorge
sehen. Die Meßeinrichtung 38 mißt insbesondere die elektro
statischen Potentiale auf dem hellen und dem dunklen Teil
auf der photoempfindlichen Trommel 28. Der helle Teil ist
ein Teil der Trommel, der mittels des Laserstrahls abgeta
stet und belichtet worden ist, während der dunkle Teil ein
anderer Teil der Trommel ist, der nicht mit dem Laserstrahl
belichtet ist. Ferner ist eine trägerentfernende Einrich
tung 39 vorgesehen. Bekanntlich enthält der Entwickler in
der Entwicklungseinrichtung 32 eine bestimmte Menge mit ihm
vermischter Träger. Durch die trägerentferende Einrichtung
ist verhindert, daß solche Trägerpartikel auf dem Papier 33
haften oder zu der Reinigungseinrichtung 35 gelangen. Die
Trommel 38 wird oft mit Trägerpartikeln versehen.
Das Papier 33 ist im allgemeinen ein unbedrucktes Papier,
das für eine Ausgabe eines Rechners u. ä. verwendet wird.
Zur Zuführung des Papiers 33 sind an seinen beiden Seiten
rändern Perforationen vorgesehen. Um das Papier gleichmäßig
zu bewegen, ist eine Haltestange 40 vorgesehen. Eine Licht
quelle, beispielsweise eine lichtemittierende Diode 41 und
ein Photodetektor, beispielsweise eine Photodiode, bilden
zusammen einen Enddetektor für das Papier 33. Eine Förder
einrichtung 43 greift mit Stifen in an sich bekannter Weise
in die Papierperforationen ein. Wenn eine
(nicht dargestellte) Welle der Fördereinrichtung gedreht
wird, werden die Stifte mitgenommen und befördern das Pa
pier. Eine Führungsrolle 44 dient zum Transport des Papiers
und ein Abstreifer ist zum Trennen des Papiers von der Trom
mel 28 vorgesehen. Wenn ein Paar Rollen 46 und 47 betätigt
werden, wird das Papier gegen die Trommeloberfläche ge
preßt. Wenn der Transferlader 34 angeschaltet ist, liegt
das Papier satt an der Trommeloberfläche 28 an. Nachdem ein
Bild auf das Papier übertragen ist, wird der Transferlader
34 abgeschaltet, und die beiden Rollen 46 und 47 werden von
der Trommeloberfläche zurückgezogen. Das Papier, das noch
an der Trommeloberfläche haftet, wird von dieser mittels
des Abstreifers 45 getrennt.
Von einer Führungsrolle 48 wird die Spannung aufgenommen.
Wenn die auf das Papier während des Papiertransports aus
geübte Spannung stark von einem bestimmten Normalwert ab
weicht, nimmt die Führungsrolle 48 diese Spannung auf. Eine
Vorheizrolle 49 hat die Form eines Hohlzylinders und weist
eine Heizquelle auf, beispielsweise einen in dem Hohlzylin
der vorgesehenen Heizer. Zum Fixieren des Tonerbildes auf
dem Papier sind eine Fixierrolle 50 und eine Gegen- oder
Stützrolle 51 vorgesehen; diese Rollen 49 bis 51 bilden zu
sammen die Fixiereinrichtung. Die Fixierrolle 50 hat eben
falls die Form eines Hohlzylinders und weist eine Heizquelle,
beispielsweise in Form eines in dem Zylinder vorgese
henen Heizers auf. Die Gegenrolle 51 drückt das Papier mit
dem übertragenen Tonerbild gegen die Fixierrolle 50, so daß
ein hoher Druck auf den Toner ausgeübt wird und auch die
Wärmeübertragung von der Fixierrolle an das Papier und den
darauf befindlichen Toner gefördert wird. Zum Austragen des
Papiers aus der Einrichtung nach dem Fixieren sind zwei
Austragrollen 52 und 53 vorgesehen, über welche die fertig
kopierte Papierbahn 54 ausgetragen wird.
Wie vorstehend ausgeführt, kann gemäß der Erfindung das von
Lichtquellenteilen abgegebene Licht sehr wirksam mit
verminderter Lichtstärke zu der abgetasteten Oberfläche ge
leitet werden. Dieser Aspekt der Erfindung wird nunmehr im
einzelnen beschrieben. In dem optischen Abtastsystem gemäß
der Erfindung, bei welchem ein optisches System wirksam ist,
um die von Lichtquellenteilen kommenden Lichtstrahlen auf
einer abzutastenden Oberfläche scharf einzustellen, können
die Lichtstrahl-Aufnahmerate in der Strahlablenkebene und
die Lichtstrahl-Aufnahmerate in einer Ebene, welche die
Strahlablenkebene unter rechtem Winkel schneidet und die
optische Achse des optischen Systems enthält, unabhängig
voneinander betrachtet werden. Die zuletzt erwähnte Strahl
aufnahmerate hat eine enge Beziehung zu dem Abstand benach
barten Lichtpunkten. Wenn der Punkteabstand unmittelbar den
Abtastzeilenabstand darstellt, geht in gewissem Umfang die
Komponente des Lichtstrahls in dieser Richtung verloren. Da
gegen kann die Komponente des Lichtstrahls in der Ablenkebene
ohne einen nennenswerten Lichtverlust aufgenommen werden.
Folglich kann die Lichtmenge des Lichtpunktes auf der
abgetasteten Oberfläche dadurch erhöht werden, daß die
Lichtmenge der Komponente in der Ablenkebene, soweit wie mög
lich, aufgenommen wird.
Im Hinblick auf die vorstehende Überlegung ist bei der Er
findung ein anamorphes optisches System als optisches Sy
stem zum Scharfeinstellen der Lichtstrahlen von den Licht
quellenteilen auf einer abzutastenden Oberfläche verwendet.
Das bei der Erfindung verwendete, anamorphe optische System
hat verschiedene Scharfeinstellvergrößerungen in der Strahl
ablenkebene und in der Ebene, welche die Ablenkebene unter
rechtem Winkel schneidet. Außerdem ist in der erfindungsge
mäßen Einrichtung eine Halbleiterlaser-Anordnung als Licht
quelle verwendet, da sie sich für ein derartiges optisches
System sehr gut eignet. In Fig. 6 ist eine Ausführungsform
einer derartigen Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt.
In Fig. 6 sind lichtemittierende Quellen 60a und 60b, bei
spielsweise eine Halbleiterlaser-Anordnung, ein rotations
symmetrisches Objektiv 61 sowie eine anamorphe Linse 62
vorgesehen, welche in verschiedenen Richtungen, die einan
der unter rechtem Winkel schneiden, eine unterschiedliche
Brechkraft aufweist. Ein Deflektor oder Ablenker 63 kann
ein rotierender Polygonalspiegel oder ein Schwingspiegel
sein. Ferner sind eine rotationssymmetrische Linse 64, eine
anamorphe Linse mit unterschiedlicher Brechkraft in ver
schiedenen, unter rechtem Winkel sich schneidenden Richtungen,
ein rotierender Zylinder 67 und ein auf dem Zylinder
67 aufgebrachtes photoempfindliches Material 68 vorgesehen.
Mit 60a′ und 60b′ sind Abtastzeilen bezeichnet.
In dem dargestellten optischen System ist die Scharfein
stellvergrößerung des zusammengesetzten Linsensystems in
der Ablenkebene βd und die Einstellvergrößerung des zu
sammengesetzten Systems in der Ebene, welche senkrecht zu
der Ablenkebene ist und die optische Achse βe enthält,
βs. Der Abstand P zwischen den Abtastzeilen 60a′ und 60b′
und der Abstand Po zwischen den lichtemittierenden Quellen
60a und 60b stehen in folgender Beziehung miteinander:
P= |βs| · Po (4)
Wenn die Blenden- bzw. F-Zahl des auf dem photoempfindlichen
Material scharf eingestellten Lichtstrahls in der Ablenkebene
F′d, die Blendenzahl des Objektivs 61 in der
selben Ebene Fd, ferner die Blendenzahl des auf dem
photoempfindlichen Material scharf eingestellten Lichtstrahls
in der zu der Ablenkebene senkrechten Ebene F′s und
schließlich die Blendenzahl des Objektivs 61 in derselben
Ebene Fs ist, dann gilt:
F′d = |βd| · Fd (5)
F′s = |βs| · Fs (6)
Aus den Gl.′en (4) und (6) ergibt sich:
Um den Abtastzeilenabstand P zu verringern, muß die Blenden-
oder F-Zahl in der zu der Strahlablenkebene senkrechten
Richtung dunkel gemacht werden. Jedoch hat sich herausge
stellt, daß bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Ver
wendung einer lichtemittierenden Quelle, welche eine ganz
bestimmte Lichtverteilungscharakteristik hat, die Wirkung
hat, daß der Abstand P kleiner wird. Vorzugsweise wird näm
lich eine lichtemittierende Quelle verwendet, welche unter
schiedliche Querschnitts-Intensitätsverteilungen bei einem
divergierenden Strahl in zwei verschiedenen Richtungen
(ξ/η) hat, die einander unter rechtem Winkel schneiden,
wie in Fig. 7 dargestellt ist. Ein Halbleiterlaser ist eine
bevorzugte Ausführungsform für eine derartige lichtemittie
rende Quelle.
In Fig. 7 ist mit Φξ der Lichtverteilungswinkel in der Rich
tung ξ und mit Φη der entsprechende Winkel in der anderen
Richtung η bei einer gleich intensiven Lichtverteilung be
zeichnet. Wenn Φξ<Φη ist, sollte, um die vorerwähnte
Wirkung zu erhalten, die Richtung η so gewählt werden, daß
sie parallel zu der Ablenkebene verläuft. Die Richtung ξ
sollte so gewählt werden, daß sie mit der zu der Ablenkebene
senkrechten Richtung zusammenfällt, und die lichtemittierenden
Quellen sollten in der Richtung ξ angeordnet sein. Wie
ohne weiteres aus den Gl.′en (5) und (7) zu ersehen ist,
kann, wenn den vorstehenden Forderungen genügt ist, der Fak
tor, um den Lichtstrahl in der zu der Ablenkebene senkrech
ten Richtung zu erhalten, unabhängig von dem Faktor festge
legt werden, um den Lichtstrahl in der zu der Strahlablenk
ebene parallelen Richtung zu erhalten. Folglich kann bei
der vorerwähnten Anordnung und Ausrichtung der Abtastzei
lenabstand unabhängig von der erhaltenen Lichtmenge in der
Richtung η verkleinert werden. Zu diesem Zeitpunkt kann
dann die Verringerung der erhaltenen Lichtmenge in der Rich
tung verhältnismäßig klein gehalten werden, da der Licht
verteilungswinkel Φξ der lichtemittierenden Fläche in der
Richtung klein ist.
Die Einstellvergrößerung des vorerwähnten Linsensystems in
der zu der Strahlablenkebenen senkrechten Richtung soll βs,
die Vergrößerung desselben zusammengesetzten Systems
in der zu der Ablenkebene parallelen Richtung soll βd
und die Blenden- oder F-Zahl des Lichtstrahls, der auf dem
photoempfindlichen Material (in der Ablenkrichtung sowie
in den beiden anderen Richtungen, die die Ablenkrichtung
schneiden) scharf eingestellt ist, soll F′ sein. Der Streu
winkel Φη des durch das Objektiv 2 aufgenommenen Lichtstrahls
in der Ablenkrichtung (η) läßt sich wiedergeben durch
Dementsprechend läßt sich der Streuwinkel Φξ in der die vor
stehend angeführte Richtung schneidenden Richtung, nämlich
in der Richtung (ξ) wiedergeben durch:
Bei einem kleineren Wert der Vergrößerung |βs| in der die
Ablenkebene schneidenden Richtung ist ein größerer Abstand
zwischen benachbarten lichtemittierenden Quellen in der An
ordnung der lichtemittierenden Quellen zulässig, wodurch die
Herstellung einer Lichtquelle mit einer größeren Anzahl von
lichtemittierenden Quellen, wie beispielsweise Halbleiter
laser, erleichtert wird.
Andererseits sollte für die Strahlablenkebene der Vergröße
rungswert |βs| in der zu der Ablenkrichtung parallelen Rich
tung soweit wie möglich erhöht werden, um soviel Licht wie
möglich von der Lichtquelle zu erhalten. Infolgedessen soll
te folgenden Bedingungen genügt sein:
|βs| < |βs|
Wenn dieser Bedingung genügt ist, läßt sich die Lichtquelle
leichter herstellen (mit anderen Worten der Abtastzeilenab
stand auf dem photoempfindlichen Material kann kleiner ge
macht werden) und auch der von der Lichtquelle emittierte
Lichtstrahl kann wirksamer empfangen werden.
Aus dem Obigen ist zu ersehen, daß ein engerer Abtastzei
lenabstand erhalten werden kann, wenn ein optisches System
mit unterschiedlicher Brechkraft in der Strahlablenkebene
und einer anderen, die Ablenkebene unter rechtem Winkel
schneidenden Ebene verwendet wird. Diese Wirkung kann erhalten
werden, obwohl die Lichtaufnahmerate auf einem hohen Wert
gehalten wird. Folglich kann dadurch eine Aufzeichnung mit
hoher Geschwindigkeit erhalten werden. Eine Unregelmäßig
keit in dem Abtastzeilenabstand wird bei den herkömmlichen
Einrichtungen oft durch eine Abweichung der Drehachse des
Deflektors 63 oder durch eine Abweichung der Ablenkebenen
infolge von Bearbeitungsfehlern hervorgerufen, und eine der
artige Unregelmäßigkeit im Zeilenabstand hat aufgezeichnete
Bilder geringerer Qualität zur Folge. Optische Systeme, um
derartige ungleichmäßige Abstände zu korrigieren, sind be
kannt und beispielsweise in den US-PS 37 50 189,
39 46 150; 38 65 465; 38 77 777 und 40 54 360 beschrieben.
Ein derartiger ungleichmäßiger Abstand kann auch durch das
in Fig. 6 wiedergegebene Zeilenbild-Einstellsystem 62 korri
giert werden. Hierzu wird ein Zeilenbild in der Nähe der
Ablenkfläche des Deflektors 63 geschaffen, und es wird eine
konjugierte Beziehung zwischen dem Zeilenbild und der Stel
le auf dem photoempfindlichen Material hergestellt. In diesem
Fall dient das optische System auch als optisches Korrek
tursystem zum Korrigieren einer Unregelmäßigkeit in dem Ab
tastzeilenabstand.
Alle vorbeschriebenen Ausführungsformen, die anamorphe Lin
sen enthalten, können bei der Ausführung der Erfindung ver
wendet werden. In diesen Ausführungsformen sind die licht
emittierenden Quellen in der Richtung, welche das Zeilen
bild unter rechtem Winkel schneidet, in einer Reihe angeord
net. Der ungleichmäßige Abtastzeilenabstand kann hiermit
korrigiert werden, ohne daß die erfindungsgemäße Wirkung
verlorengeht. Die Erfindung ist jedoch nicht nur bei einem
Zeilenabstand-Korrektursystem, sondern auch bei einem in
Fig. 8 wiedergegebenen System anwendbar, welches kein Ab
standskorrektursystem ist.
Gemäß Fig. 8 weist ein anamorphes Linsensystem 71 einen in
Fig. 9A oder 9B im einzelnen dargestellten Aufbau auf. Das
Linsensystem 71 ist eine afokale, anamorphe Linse, welche
eine zylindrische Oberfläche (72, 74) mit einer negativen
Brechkraft und eine weitere zylindrische Oberfläche (73, 75)
mit einer positiven Brechkraft aufweist. Sie weist die
Brechkräfte in einer Ebene auf, welche die Achse der licht
emittierenden Quellenanordnung 76 und die optische Achse
des Objektivs 2 enthält. In den in Fig. 9A und 9B darge
stellten Ausführungsformen tritt der einfallende Strahl Io,
welcher ein durch das Objektiv 2 gebündelter Strahl ist, in
das anamorphe Linsensystem unter einem Einfallwinkel R be
züglich der optischen Achse ein. Nach dem Durchgang durch
das anamorphe Linsensystem tritt der Strahl Io′ mit einem
Austrittswinkel R′ aus dem System aus. In diesem Fall ist
die Beziehung zwischen den Einfall- und Austrittswinkeln ge
geben durch
R′ < R
Wenn dieser Beziehung genügt ist, ist auch der vorerwähnten
Beziehung |βd|<|βs| genügt, so daß die erfindungsgemäße Wir
kung erhalten werden kann.
Nachstehend wird eine Ausführungsform des in Fig. 6 darge
stellen Abtastlinsensystems anhand der Fig. 10A und 10B be
schrieben. Fig. 10A ist eine Schnittdarstellung einer Ausfüh
rungsform des Abtastlinsensystems 66 entlang einer zu der
Strahlablenkebene parallelen Ebene und Fig. 10B ist eine
Schnittansicht desselben System entlang zu der Strahl
ablenkebene senkrechten Ebene. Diese Ausführungsform weist
eine Einzellinse 64 mit einer Kugelfläche und eine Einzel
linse 65 mit einer torischen Fläche auf. Die Daten der wie
dergegebenen Ausführungsform des Abtastlinsensystems 66
sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.
In Tabelle 1 sind r₁ bis r₄ Krümmungsradien der Linse 64
und 65, die in der zu der Ablenkebene parallelen Ebene ge
messen sind, und r₁′ bis r₄′ sind Radien in der zu der Ab
lenkebene senkrechten Ebene (folglich ist bei der Einzel
linse 64 mit der Kugelfläche r₁=r₁′, r₂=r₂′). d₁ ist die
Linsendicke der Linse 64 auf der Achse, und d₂ ist der Ab
stand zwischen der Oberfläche r₂ der Linse 64 und der
Oberfläche r₃ der Linse 65 auf der Achse (dieser Abstand
ist gleich dem Abstand zwischen den Oberflächen r₂′ und r₃′
auf der Achse). d₃ ist die Linsendicke der Einzellinse 65
mit torischer Oberfläche auf der Achse. n₁ ist der Bre
chungsindex der Linse 64 und n₂ ist der Brechnungsindex der
Linse 65.
Das vorbeschriebene optische Abtastsystem kann in einer Ab
tastaufzeichnungseinrichtung mit einer Anzahl Lichtstrahlen
zum Schreiben von Daten verwendet werden. In Fig. 11 ist
schematisch eine Ausführungsform eines Bilderzeugungsver
fahrens mit einer derartigen Abtastaufzeichnungseinrichtung
dargestellt, wobei eine Abtastung mit Hilfe einer Anzahl
Lichtstrahlen gleichzeitig mit einer Koronaladung durchge
führt wird. Gemäß Fig. 11 weist eine Trommel 82 ein auf ihr an
geordnetes photoempfindliches Material 81 auf. Das photo
empfindliche Material 81 weist eine elektrisch leitende
Grundschicht, eine photoleitfähige Schicht auf der Grund
schicht und eine obere transparente, isolierende Deckschicht
auf. Die Trommel ist in dem Kopiergerät drehbar gehaltert
und wird durch einen nicht dargestellten Elektromotor mit
einer gleichbleibenden Drehzahl in der Pfeilrichtung ge
dreht. Die Drehzahl der Trommel bleibt bei verschiedenen
Kopiervergrößerungen konstant. Zuerst wird die Oberfläche
des photoempfindlichen Materials 81 mittels eines Gleich
strom-Koronaentladers 83 gleichförmig geladen.
Bei dem nächsten Schritt wird das photoempfindliche Material
über das vorstehend beschriebene optische System mit Hilfe
der lichtemittierenden Quellen bildmäßig mit den entspre
chenden Lichtbildern belichtet, und gleichzeitig wird auf
das photoempfindliche Material eine Wechselstrom-Koronaent
ladung oder eine Koronaentladung mittels des Gleichstrom-
Entladers 64 mit einer zu der Polarität des Entladers 83
entgegengesetzten Polarität aufgebracht. Der Entlader 64
weist eine schlitzförmige Öffnung auf, durch welche der
scharf eingestellte Strahl hindurchgehen kann. Nach der
bildmäßigen Belichtung wird die ganze Oberfläche des photo
empfindlichen Materials 81 gleichförmig durch eine Lampe
85 beleuchtet, so daß ein kontrastreiches, elektrostati
sches, latentes Bild der Vorlage auf dem Material 81 erzeugt
wird. Das latente Bild wird dann mit Toner entwickelt, der
von einer Entwicklungseinrichtung 86, welche beispielsweise
eine Magnetbürste sein kann, auf das photoempfindliche Ma
terial 81 aufgebracht wird. Das sichtbar gemachte Tonerbild
wird an ein Kopierblatt 87 übertragen, das von einer nicht
dargestellten Papierkassette aus mit einer der Umfangsge
schwindigkeit der Trommel 82 entsprechenden Geschwindigkeit
zugeführt wird. Um bei der Bildübertragung die Lei
stungsfähigkeit zu erhöhen, werden mit Hilfe eines Korona
entladers 88 auf die Bildrückseite Ladungen mit einer zu
der Ladung des Toners entgegengesetzten Polarität aufge
bracht. Die Kopierblätter werden von der Kassette nach
einander seitlich richtig bezüglich der Drehbewegung der
Trommel zugeführt. Das Blatt wird über eine Führung 89 an
dem photoempfindlichen Material 81 in Anlage gebracht. Nach
der Übertragung des Tonerbildes wird das Blatt mittels eines
Abstreifers oder einer Rakel 90 von dem photoempfindlichen
Material getrennt. Die Einrichtung zum Befördern des Kopier
blattes ist bekannt und braucht daher nicht weiter beschrie
ben zu werden. Das Tonerbild auf dem Blatt wird dann mittels
einer Fixiereinrichtung 91 fixiert, welche beispielsweise
eine Heizrolle sein kann.
Nach der Übertragung durchläuft die Trommel eine Reinigungs
station, in welcher der auf dem photoempfindlichen Material
81 zurückgebliebene Toner mittels einer Reinigungseinrich
tung 92 entfernt wird, welche beispielsweise eine mit Druck
an dem photoempfindlichen Material anliegende Gummischneide
sein kann. Das photoempfindliche Material ist dann gereinigt
und für eine Wiederverwendung bei dem nächsten Zyklus des
vorerwähnten Bilderzeugungsvorgangs vorbereitet.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren sollte der Ab
stand zwischen den Lichtbildern der lichtemittierenden Quel
len 60a′ und 60b′, mit welchen das photoempfindliche Material
81 belichtet wird, während der Belichtung zusammen mit
einer gleichzeitigen Koronaentladung beispielsweise mittels
des Gleichstrom-Koronaentladers 84, so klein wie möglich ge
halten werden. Der Unterschied in der Ladungsverteilung
würde nämlich sonst zu groß, um gute Bilder zu erhalten.
Eine Qualitätsminderung des elektrostatischen latenten Bil
des und auch des entsprechenden endgültigen Bildes könnte
durch einen größeren Abstand zwischen den Lichtbildern 60a′
und 60b′ hervorgerufen werden.
Die Oberfläche des in Fig. 11 dargestellten, photoempfindlichen
Materials ist eine abzutastende Fläche. In diesem Fall
muß das von der Lichtquelle abgegebene Licht so gut wie mög
lich bei einem minimalen Lichtverlust auf das photoempfind
liche Material aufgebracht und von diesem aufgenommen wer
den. Um dies zu erreichen, muß ein optisches System verwen
det werden, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Da die Licht
komponente in der die Strahlablenkebene schneidenden Rich
tung hinsichtlich der Lichtmenge bis zu einem gewissen
Grad aufgenommen wird, wird der Abstand zwischen benachbar
ten Lichtpunkten auf dem photoempfindlichen Material größer
gemacht als bei einer üblichen Abtastung. Aus diesem
Grund muß der Abtastzeilenabstand soweit wie möglich ver
ringert werden, um das anhand der Fig. 1 und 2 beschriebene
verschachtelte Abtastverfahren anwenden zu können. Das
Einstellen des optischen Systems, das in Verbindung mit
der verschachtelten Abtastung erforderlich ist, ist das
selbe wie in dem vorbeschriebenen Fall und braucht daher
nicht näher beschrieben zu werden.
Bei Verwenden eines anamorphen optischen Systems, wie es
oben beschrieben ist, kann der notwendige geringe Abstand
zwischen den Lichtpunkten auf dem photoempfindlichen Mate
rial erhalten werden, ohne daß die so erhaltene Lichtmenge
abnimmt. Folglich kann eine derartige Fläche abgetastet
werden, auf welcher die Koronaentladung durch eine Anzahl
Lichtpunkte zur gleichen Zeit gleichmäßig verteilt ist, da
bei der Verwendung eines anamorphen optischen Systems die
Faktoren, um die Lichtstrahlen in der zu der Strahlenab
lenkebene senkrechten Richtung zu erhalten, unabhängig von
den Faktoren festgelegt werden können, um die Lichtstrah
len in der zu der Strahlablenkebene senkrechten Richtung
zu erhalten.
Claims (5)
1. Optisches Abtastsystem mit einem Lichtquellenteil,
der zwei oder mehr lichtemittierende Quellen aufweist, die
in einem gleichmäßigen Abstand Po angeordnet sind und Licht
strahlen erzeugen, die unabhängig voneinander photomodulier
bar sind, einem optischen System zum Scharfeinstellen der
Strahlen auf einer abzutastenden Oberfläche und einem De
flektor, der zwischen dem Lichtquellenteil und der abzuta
stenden Oberfläche zum Ablenken der Strahlen in vorbestimmten
Richtungen angeorndet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand Po und der Abstand p zwischen benachbarten Ab
tastzeilen auf der abgetasteten Fläche der folgenden Be
ziehung genügt:
p = |β| · Po/(mM + 1)wobei β die Vergrößerung des optischen Einstellsystems, M
die Anzahl der lichtemittierenden Quellen und m eine ganze
Zahl größer als null ist.
2. Optisches Abtastsystem nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Deflektor (3; 25; 63) einen rotierenden
Polygonalspiegel mit einer Anzahl von N Flächen und X Um
drehungen pro Minute aufweist, und daß die abzutastende
Oberfläche durch ein photoempfindliches Material (68; 81)
gebildet ist, das in der Richtung, welche die Richtung der
abzulenkenden Lichtstrahlen unter rechtem Winkel schneidet,
mit einer Geschwindigkeit V bewegt wird, die der folgenden
Beziehung genügt:
(NX - 1) · Po · |β|/V = (mM + 1)/M
3. Optisches Abtastsystem nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß das optische System als anamorphes
optisches System ausgebildet ist, das unterschiedliche Ver
größerungen in der Ebene, in welcher die Strahlen abgelenkt
werden, und in der hierzu senkrechten, die optische Achse
des optischen Systems enthaltenden Ebene aufweist.
4. Optisches Abtastsystem nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vergrößerung βd in der Strahlablenk
ebene und die Vergrößerung βs in der hierzu senkrechten, die
optische Achse des optischen Systems enthaltenden Ebene der
folgenden Bedingung genügen:
|βd| < |βs|
5. Optisches Abtastsystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede lichtemit
tierende Quelle durch einen Halbleiterlaser mit einem pn-
Übergang gebildet ist, und daß die lichtemittierenden Quel
len in der zu der pn-Übergangsfläche parallelen Richtung an
geordnet sind.
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1983
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