DE3152515T1 - Laser beam recorder - Google Patents

Laser beam recorder

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DE3152515T1
DE3152515T1 DE813152515T DE3152515T DE3152515T1 DE 3152515 T1 DE3152515 T1 DE 3152515T1 DE 813152515 T DE813152515 T DE 813152515T DE 3152515 T DE3152515 T DE 3152515T DE 3152515 T1 DE3152515 T1 DE 3152515T1
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Shinsuke Funaki
Yuichi Akanabe
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Konica Minolta Inc
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Description

Aufzeichnungsgerät
Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsgerät unter Verwendung eines Halbleiter-Lasers als Lichtquelle, so daß der Abtastvorgang mittels des Laserstrahls, der auf der Grundlage (entsprechend) einer Bildinformation moduliert worden ist, durchführbar ist.
Da die optische Ausgangsleistung eines Halbleiter-Lasers eine große Temperaturabhängigkeit besitzt, muß sie so stabilisiert werden, daß der Halbleiter-Laser als Lichtquelle für eine (Informations-)Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt werden kann. Als Stabilisierungsverfahren ist gemäß dem Stand der Technik ein Verfahren zur Durchführung einer Temperaturregelung einer Laser-Diode bekannt. Da jedoch ein (nicht konstanter) Temperaturunterschied zwischen einem Gehäuse (d.h. einem Träger), das eine Temperaturmeßstelle bildet, und dem Chip der Laser-Diode besteht, unterliegt der optische Ausgang so starken Schwankungen, daß es bei diesem Verfahren schwierig ist, den optischen Ausgang innerhalb eines zulässigen Schwankungsbereichs zu begrenzen. Da bei einem Aufzeichnungsgerät dieser Art weiterhin der (die) mittlere Ausgang-
°® (sleistung) der Laser-Diode während des Aufzeichnungsvorgangs nicht konstant ist, erwies es sich auch als unmöglich, ein solches Stabilisierungsverfahren bei einem Laser zur Lichtübertragung als bzw. zwecks Steuerung oder Regelung des Ansteuerstroms der Laser-Diode mit deren mittlerer Ausgangsleistung anzuwenden.
Im Hinblick auf die beschriebenen Gegebenheiten ist in neuerer Zelt ein Aufzeichnungsgerät vorgeschlagen worden, das ein Verfahren anwendet, bei dem eine mit einem Strahlstellungs-Meßsignal synchronisierte Abtastperiode während einer Aufzeichnungsperiode eingeführt (prepared) wird, so daß der Laserstrahl teilweise über einen Strahlteiler abgegriffen werden kann, um die Intensität des Laserstrahls zu erfassen oder zu bestimmen und dadurch den Ansteuerstrom der Laser-Diode zu regeln. Da bei diesem Aufzeichnungsgerät jedoch die Abtastperiode während der Aufzeichnungsperiode und bei jedem Abtastvorgang für eine Zeile eingeführt wird, ergibt sich ein Problem dahingehend, daß die Abtastperiode so kurz ist, daß der Frequenzgang eines Rückkopplungssystems merklich verbessert werden muß. Hieraus resultiert eine Begrenzung einer Erhöhung der Aufzeichnungs- oder Ausdruckgeschwindigkeit. Außerdem besteht dabei das weitere Problem, daß die Abtastperiode in Synchronismus mit dem Strahlmeßsignal eingeführt (conducted) werden muß und daher komplexe Ablauffolgen bzw. Sequenzen erforderlich sind, so daß der Schaltungsaufbau kompliziert wird. Noch ein anderes Problem ist, daß die Nichtlinearität des Strahlteilers in nachteiliger Weise zu einem Meßfehler in der
Strahlintensität führt.
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Die Erfindung bezweckt nun die Lösung der vorstehend geschilderten Probleme; Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung' eines Aufzeichnungsgeräts, das bei einfachem Aufbau eine Aufzeichnung bzw. einen Ausdruck mit hoher Geschwindigkeit zu gewährleisten vermag.
Diese Aufgabe wird bei einem Aufzeichnungsgerät unter Verwendung eines Halbleiter-Lasers als Lichtquelle, bei dem eine Abtastoperation mittels eines Laserstrahls durchführbar ist, der auf der Grundlage (entsprechend)
der Bildinformation moduliert worden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halbleiter-Laser vor Beginn einer Aufzeichnungszeitspanne zur Bestimmung seines Treiber- oder Ansteuerstroms ansteuerbar ist, um den Kontrollstrom seines optischen Ausgangs (seiner optischen Ausgangsleistung) konstant einzustellen, so daß der Ansteuerstrom als derjenige des Halbleiter-Lasers während der Aufzeichnungszeitspanne heranziehbar ist.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines wesentlichen Abschnitts einer Ausführungsform eines Aufzeichnungsgeräts gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine (in vergrößertem Maßstab gehaltene) perspektivische Darstellung einer Halbleiter-Laservorrichtung gemäß Fig. 1, 20
Fig. 3 ein Schaltbild des wesentlichen Abschnitts des Geräts nach Fig. 1,
Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung des Schreibvorgangs eines Flecks bzw. Kennzeichens (badge)
ο.dgl. auf einer lichtempfindlichen Trommel und
Fig. 5 eine graphische Darstellung (d.h. ein Zeitdiagramm) zur Erläuterung der Arbeitsweise des Geräts nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines wesentlichen Abschnitts eines Aufzeichnungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Anwendung der elektronischen Übertragungsphotographie. Die
Ziffer 1 bezeichnet eine Halbleiter-Laservorrichtung mit einer eingebauten Laser-Diode, und die Ziffer 2 bezeichnet einen polygonalen bzw. mehreckigen Drehspiegel zum Reflektieren des von der Halbleiter-Laservorrichtung 1 erzeugten Laserstrahls. Der Drehspiegel 2 wird mit konstanter Drehzahl in Richtung des Pfeils in Fig. 1 in Drehung versetzt, so daß der Laserstrahl in einer Hauptabtastrichtung X geführt werden kann. Die Ziffer 15 steht für eine Ummantelung, welche den Bereich außerhalb der Stelle, an welcher der Laserstrahl einfällt bzw.
reflektiert wird, umschließt und dadurch den Drehspiegel vor Verstaubung»schützt, und die auch zu Schalldämpf ungs- und Sicherheitszwecken vorgesehen ist. Die Ziffer 3 bezeichnet eine lichtempfindliche Trommel, die in einer Hilfsabtastrichtung Y drehbar und durch Aufdampfen einer photoleitenden Isolierschicht aus Selen auf die Oberfläche eines hohlen Aluminiumzylinders gebildet ist. Die Ziffer 4 steht für eine Aufladeeinheit zur gleichmäßigen Aufladung der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 3, so daß die auf diese Weise aufgeladene lichtempfindliche Trommel 3 an ihrer Oberfläche zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen bzw, Ladungsbilds mit dem Laserstrahl belichtet oder bestrahlt werden kann, der vom genannten Drehspiegel 2 reflektiert wird. In der betrachteten Zeichnung (Fig. 1) sind, nebenbei bemerkt, eine Entwicklungseinheit zur Lieferung des latenten Ladungsbilds als harte Kopie, eine thermische Fixiereinheit, ein Papierzufuhr- und -austragmechanismus usw. nicht dargestellt. Die Ziffer 5 bezeichnet einen Phototransistor zur Bestimmung bzw. Erfassung der Lage des Laserstrahls. Die Ziffer 6 gibt eine elektrische Schaltung mit einer Vielzahl von Funktionen, einschließlich einer Funktion zur Speisung der Halbleiter-Laservorrichtung 1 mit einem Treiber- oder Ansteuerstrom an. Die Ziffer 16 steht für eine f - Θ-Linse zur Fokussierung des
Laserstrahls auf der Oberfläche (Mantelfläche) der lichtempfindlichen Trommel 3.
Die in Fig. 1 gezeigte Halbleiter-Laservorrichtung 1 ist in Fig. 2 im einzelnen veranschaulicht. In Fig. 2 bezeichnet die Ziffer 7 ein Laser-Diodenelement, das einen Laserdioden-Chip und eine PIN-Photodiode zur Umsetzung eines optischen Ausgangs (Signals) in einen elektrischen Strom enthält. Das Laser-Diodenelement ist mit Zuleitungen 7a für die Zufuhr des Treiber- bzw. Ansteuerstroms sowie mit Zuleitungen 7b zur Abnahme eines Monitor- bzw. Kontrollstroms versehen. Dieser, über die Zuleitungen 7b abgenommene Kontrollstrom gibt dem optischen Ausgang bzw. die optische Ausgangsleistung selbst der Laser-Diode an.
Die Ziffer 8 steht für einen Träger, der aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht und zur Halterung des Laser-Diodenelements 7 dient. Die Ziffer 9 bezeichnet einen Thermistor, der in den Träger 8 eingelassen ist, während die Ziffer 9a die Zuleitungen für diesen Thermistor bezeichnet. Bei 10 ist andererseits ein Elektronik-Kühlelement angedeutet, das unter Zwischenfügung eines isolierenden Substrats 11 als Schicht auf den Träger 8 aufgebracht ist. Das elektronische bzw. Elektronik-Kühlelement 10 stützt sich auf den "Peltier-Effekt" zur Abfuhr von Wärme oder Zufuhr von Wärme vom bzw. zum Träger 8 entsprechend dem über seine Zuleitungen 10a fließenden Strom. Die Ziffer 13 bezeichnet einen Kühlkörper, der auf das elektronische Kühlelement 10 unter Zwischenfügung einer Isolierplatte 12 aufgesetzt ist und zur Abstrahlung der vom elektronischen Kühlelement 10 übertragenen Wärme in die Atmosphärenluft dient.
Fig. 3 ist ein elektrisches Schaltbild des Geräts gemäß Fig. 1, das im wesentlichen die Einzelheiten der elektrisehen Schaltungseinheit 6 nach Fig. 1 veranschaulicht
(in welchem jedoch die Schaltung eines Teils oder Abschnitts zur Realisierung der elektronischen Ubertragungsphotographie weggelassen ist). In Fig. 3 steht die Ziffer 61 für eine Zentraleinheit (CPU) zur Abnahme der verschiedenen Informationseinheiten zwecks Durchführung der Folgesteuerung des Aufzeichnungsgeräts als Ganzes, wobei diese Zentraleinheit einen Mikrorechner u.dgl. enthält. Bei der dargestellten Ausführungsform ist gemäß Fig.4 ein Fleck bzw. Kennzeichen (badge) 31 mit einer Bezugsdichte zur Be-Stimmung der Tonerdichte auf die lichtempfindliche Trommel 3 aufgetragen, wobei dann eine normale Bildinformation 32 längs der Trommel aufgezeichnet wird. (Im vorliegenden Fall wird nur die normale Bildinformation zur Herstellung einer harten Kopie herangezogen.) Bei Eingang
1& eines Drucksignals erzeugt die Zentraleinheit 61 ein Strahleinschaltsignal S1 zur Ansteuerung der Laser-Vorrichtung 1 und anschließend ein Fleckeinschaltsignal S2 zum Beginn der Aufzeichnung bzw. Abtastung des Flecks mit dem Laserstrahl. Das Bezugszeichen FF1 steht für ein Flip-Flop, das durch den Anstieg des Fleckeinschaltsignals S- gesetzt und durch die Unterbrechung bzw. den Abfall des Strahleinschaltsignals S2 rückgesetzt wird. Das Bezugszeichen MM1 steht für einen monostabilen Multivibrator zur Erzeugung eines Signalimpulses S^ mit einer Impuls-
breite T im Synchronismus mit dem Abfall des Ausgangssignals S, einer Klemme Q des Flip-Flops FF1. Die beschriebene Strahlstellungs-Meß- oder -Detektorschaltung 63 ist so ausgelegt, daß ihr Ausgangstorelement durch den Abfall des Ausgangssignalimpulses S1- des monostabilen Multi-
ow vibrators MM1 geöffnet und durch den Abfall des Strahleinschaltsignals S1 geschlossen wird.
Die Ziffer 64 steht für eine Laser-Modulationsschaltung zur Speisung der Laser-Vorrichtung 1 mit einem modulierten Strom Im. Die Ziffer 65 bezeichnet eine Abtast/Halteschal-
tung zur Abnahme des Kontrollstroms der Laser-Modulationsschaltung 64. Die Ziffer 66 bezeichnet eine Ansteuerstromquelle zur Speisung der Laser-Modulationsschaltung 64 mit der Treiber- bzw. Ansteuerspannung nach Maßgabe der Ausgangsspannung der Abtast/Halteschaltung 65. Die Ziffer gibt einen Komparator zum Vergleichen des Ausgangssignals der Ansteuerstromquelle 66 mit einer konstanten Spannung VREF zur Erzeugung eines Signals des Pegels "L" (des niedrigen Pegels), wenn die erstere Spannung höher ist als die Spannung V--,^, sowie eines Signals des Pegels "H" (des hohen Pegels) an, wenn die erstere Spannung niedriger ist als letztere. Die verwendete Abtast/Halteschaltung 65 umfaßt eine Strom/Spannungs-Wandlerschaltung IVC zur Umsetzung des Kontrollstroms in eine Spannung, eine Steuerung bzw. einen Regler CON zur Erfassung der Differenz zwischen der Ausgangsspannung der Strom/Spannungs-Wandlerschaltung IVC sowie einer Standardspannung Vs zur Reduzierung des Differential- bzw. Differenzeingangs auf Null, einen mit der Ausgangsklemme des Reglers CON verbundenen Schalter SW1, einen Pufferverstärker AMP zur Abnahme der Ausgangsspannung des Reglers CON, einen Kondensator SHC zum Abtasten und Halten (sample-holding) der Ausgangsspannung des Reglers CON und einen parallel zum Kondensator SHC geschalteten Schalter SW2. Die Abtast/-Halteschaltung 65 ist so ausgelegt, daß der Schalter SW1 während der Zeitspanne TQ geschlossen ist, in welcher der Ausgangssignalimpuls S5 des monostabilen Multivibrators MMl den (hohen) Pegel H besitzt, während ihr Schalter SW2 während der Zeitspanne offen ist, in welcher das Ausgangs-. signal S4 des Flip-Flops FF1 den (niedrigen) Pegel L besitzt.
Die Ziffer 67 bezeichnet eine Bildinformations-Vfobbel-bzw. Abtastschaltung, während die Ziffer 68 eine Synchronismussteuerschaltung zur Steuerung des öffnens und Schließens des
Torelements der Wobbeischaltung 67 bezeichnet. Diese Bildinformations-Wobbelschaltung 67 enthält in ihrem internen Speicher Daten zur Einschreibung der Fleck- oder der Normalbildinformation zur Ausgabe der Daten für eine Zeile (d.h. für eine Abtastzeile) als Ausgangssignal S, mit einem konstanten Takt (timing), sooft ihr •Ausgangstorelement durch die Synchronismussteuerschaltung 68 geöffnet bzw. durchgeschaltet wird. Der Inhalt des Ausgangssignals Sg der Wobbelschaltung 67 stellt die Daten für das Einschreiben bzw. Abtasten des Flecks nach dem Anstieg des Fleckeinschaltsignals S- sowie die Daten für die Einschreibung bzw. Abtastung der Normalbildinformation nach dem Abfall dieses Signals dar. Die Wobbelschaltung 67 ist, nebenbei' bemerkt, so ausgebildet, daß sie der Zentraleinheit 61 ein Wobbelabschlußsignal liefert, wenn sie die Woppeloperation für die Daten einer Seite beendet.
Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht andererseits die Synchronismussteuerschaltung 68 aus einem Flip-Flop und einer Vielfalt von Torschaltungen. Bei der Synchronismussteuerschaltung 68 bezeichnen insbesondere die Bezugsziffer G1 ein ODER-Glied zur Abnahme des Ausgangssignals Sg der Strahlstellungs-Meßschaltung 63 sowie des Ausgangssignals S. des Flip-Flops FF1, die Bezugsziffer FF2 ein Flip-Flop, das durch das Ausgangssignal S- des ODER-Glieds G1 rücksetzbar ist, das Symbol G2 ein ODER-Glied zur Abnahme des Ausgangssignals Sg einer Q-Klemme des Flip-Flops FF2 sowie des Ausgangssignals S, der Bildinformätions-Wobbelschaltung 67, das Symbol MM2 einen monostabilen Multivibrator zur Erzeugung eines Signalsimpulses Sg einer Impulsbreite Ta in Synchronismus mit dem Anstieg des Ausgangssignals S3 der Strahlstellungs-Meßschaltung 63, das Bezugszeichen MM3 einen monostabilen Multivibrator zur Erzeugung eines Signalsimpulses S10 einer Impulsbreite Ta
+ Tb in Synchronismus mit dem Abfall des Ausgangssignals S3 der Strahlstellungs-Meßschaltung 63, das Symbol MM4 einen monostabilen Multivibrator zur Erzeugung eines Signalimpulses S., einer Impulsbreite Tc in Sychronismus mit dem Abfall des Signalimpulses S10 des monostabilen Multivibrators MM3, das Bezugszeichen G5 ein ODER-Glied zur Ableitung einer logischen Summe der Ausgangssignale der monostabilen Multivibratoren MM4 und MM3 zwecks Lieferung eines Ausgangssignals einer Impulsbreite Ta +Tb +Tc und des (hohen) Pegels H, das Bezugszeichen G3 ein NEIN-Glied zur Abnahme des Ausgangssignals des ODER-Glieds G5 und das Symbol G4 ein UND-Glied zur Abnahme sowohl des Ausgangssignals S11 von einer Q-Klemme des Flip-Flops FF1 als auch des Ausgangssignals S12 des NEIN-Glieds G3 zum Setzen des Flip-Flops FF2 mit seinem Ausgängssignal S1,. Weiterhin wird bei der beschriebenen Bildinformations-Wobbelschaltung 67 das Ausgangstorelement durch den Abfall des Ausgangssignals Sg vom monostabilen Multivibrator MM2 geöffnet und durch den Abfall des Ausgangssignals S.. vom monostabilen Multivibrator MM3 geschlossen. Andererseits werden die UND-Funktion des Ausgangssignals S14 des ODER-Glieds G2 und des Ausgangssignals des genannten Komparators 69 zum Ausgangssignal S13 des UND-Glieds G4, das als Modulationssignal der Laser-Modulationsschaltung 64 aufgeprägt wird.
Die Arbeitsweise bzw. die Operationen des vorstehend beschriebenen Geräts gemäß der Erfindung ist bzw. sind im folgenden anhand von Fig. 5 erläutert. Dabei beruht die Entwicklung auf einem Verfahren, bei dem kein Toner auf den belichteten Bereich aufgetragen wird.
Die Zentraleinheit 61 hebt ihren Wartezustand auf, wenn sie eine Vielfalt von Bereitschaftssignalen, etwa ein Temperatur-Bereitsignal aus einem Temperaturregler 62 er-
ya Al
hält. Nach dieser Aufhebung erzeugt die Zentraleinheit weiterhin zunächst das Strahleinschaltsignal S. und sodann das Fleckeinschaltsignal S2, wenn sie das Drucksignal zur Lieferung der harten Kopie empfängt. Als Ergebnis wird das Flip-Flop FF1 so gesetzt, daß der monostabile Multivibrator MM1 den Signalimpuls S» mit der Impulsbreite TQ liefert. Bei der Abtast/Halteschaltung 65 wird daher der Schalter SW1 geschlossen, während der Schalter SW2 geöffnet wird. Andererseits wird gleichzeitig mit dem Setzen des Flip-Flops FF1 auch das Flip-Flop FF2 in der Synchronismussteuerschaltung 68 gesetzt, so daß die Synchronismussteuerschaltung 68 (speziell das UND-Glied G4) das Signal S15 des (hohen) Pegels H abgibt. Infolgedessen erzeugt während der Zeitspanne T , während wel- eher das Signal S1C den (hohen) Pegel H besitzt, die Laser-Vorrichtung 1 den Laserstrahl, wobei der Regler GON die Ansteuerstromquelle 66 so steuert, daß der Kontrollstrom die Bezugsgröße annehmen kann. Andererseits folgt während dieser Zeitspanne TQ die End- bzw. Klemmenspannung des Kondensators SHC der Ausgangsspannung des Reglers CON.
Nach Ablauf der Zeitspanne T_ wird der Schalter SW1 in der Abtast/Halteschaltung 65 geöffnet, so daß die Aus-·· gangsspannung des Reglers CON unmittelbar vor seiner Umschaltoperation im Kondensator SHC gehalten bzw. gespeichert und damit das Ausgangssignal der Ansteuerstromquelle 66, d.h. der Treiber- bzw. Ansteuerstrom für die Laser-Diode konstant eingestellt wird. Gleichzeitig mit
°^ dem Ablauf der Zeitspanne TQ wird das Ausgangstorelement der Strahlstellungs-Meßschaltung 6 3 geöffnet bzw. durchgeschaltet. Wenn daher nach dem öffnen bzw. Durchschalten dieses Ausgangstorelements der vom Drehspiegel 2 reflektierte Laserstrahl auf den Phototransistor 5 fällt, gibt die Strahlstellungs-Meßschaltung 63 den Signalimpuls S,
zum Rücksetzen des Flip-Flops FF2 ab. In Abhängigkeit von diesem Signal S3 liefern außerdem die monostabilen Multivibratoren MM2 und MM3 die Signalimpulse S„ bzw. S1n mit der Impulsbreite Ta bzw. Ta + Tb. Infolgedessen wird das Ausgangstorelement der Bildinformations-Wobbelschaltung 67 geöffnet bzw. durchgeschaltet, und zwar vom Ablauf der Zeitspanne Ta nach der Abgabe des Signalimpulses S, durch die Strahlstellungs-Meßschaltung 63, während es nach dem weiteren Ablauf der Zeitspanne Tb geschlossen bzw. gesperrt wird. Da das Ausgangssignal SR des Flip-Flops FF2 während dieser Zeitspanne Tb den (niedrigen) Pegel L besitzt, wird das Ausgangssignal S, der BiIdinformations-Wobbelschaltung 67, so wie es ist und als Modulationssignal S^4, zur Laser-Modulationsschaltung 64 übertragen. Nach Ablauf der Zeitspanne Tb liefert außerdem der monostabile Multivibrator MM4 einen Signalimpuls S16 mit der Impulsbreite Tc zum Setzen des Flip-Flops FF2 ab dem Ablauf der Zeitspanne Ta + Tb + Tc, nachdem die Strahlstellungs-Meßschaltung 63 den Laserstrahl abgegriffen hat. Wenn das Flip-Flop FF2 gesetzt ist bzw. wird, geht das Ausgangssignal S15 der Synchronismussteuerschaltung 68 (speziell ihres UND-Glieds G4) auf den (hohen) Pegel H über, so daß die Laser-Vorrichtung 1 den Laserstrahl kontinuierlich erzeugt. Wenn dieser Laserstrahl durch die folgende Reflexionsfläche des Drehspiegels so reflektiert wird, daß er auf den Phototransistor 5 fällt, wird das Flip-Flop FF2 erneut rückgesetzt, wobei die den vorstehend beschriebenen Operationen ähnelnden Operationen nachfolgend fortlaufend wiederholt werden. Da zunächst das
von der Zentraleinheit 61 abgegebene Fleckeinschaltsignal den (hohen) Pegel H besitzt, trägt das Modulationssignal S14 die Bildinformation für die Einschreibung bzw. Aufzeichnung im Fleck, so daß der Fleck (z.B. etwa 200 Zeilen) auf der lichtempfindlichen Trommel 3 aufgezeichnet wird. Vorliegend sind der Bewegungsbereich des Laserstrahls
während einer Zeitspanne Td vom Ablauf der Zeitspanne Tb bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Laserstrahl auf den Phototransistor 5 fällt, sowie der Bewegungsbereich des Laserstrahls während der erwähnten Zeitspannen Ta, Tb und Tc in Fig. 1 durch die Ziffern Ld, La, Lb bzw. Lc bezeichnet.
Wenn der Fleck bzw. das Kennzeichen (badge) mit der erforderlichen Größe auf der lichtempfindlichen Trommel 3 aufgezeichnet worden ist, verringert die Zentraleinheit 61 das Fleckeinschaltsignal S1 auf den (niedrigen) Pegel L. Infolgedessen wird die Aufzeichnungszeitspanne eingeleitet, so daß die Daten für die Einschreibung bzw. Aufzeichnung der Formalbildinformation anstelle des Flecks an das Ausgangssignal Sg von der Bildinformations-Wobbelschaltung 67 ausgegeben und in dieser Form (as it is) zur Laser-Modulationsschaltung 64 übertragen wird. Als Ergebnis wird im Anschluß an den Fleck die als harte Kopie auszugebende Bildinformation sequentiell auf der lichtempfindlichen Trommel 3 aufgezeichnet.
Die Bildinformations-Wobbelschaltung 67 liefert der Zentraleinheit 61 ihr Wobbelabschlußsignal, wenn sie die Daten für die Zahl der Zeilen einer Seite ausgibt. In Abhängigkeit von diesem Wobbelabschlußsignal verringert die Zentraleinheit 61 das Strahleinschaltsignal S1 auf den (niedrigen) Pegel L. Hierdurch wird das Flip-Flop FF1 rückgesetzt, und der Schalter SW2 in der Abtast/Halteschaltung 65 wird geschlossen, so daß der Kondensator SHC auf den Entladungszustand übergeht. Außerdem wird auch das Ausgangstorelement der Strahlstellungs-Meßschaltung 63 geschlossen bzw. gesperrt. Infolgedessen wird die Aufzeichnungszeitspanne beendet, so daß das Aufzeichnungssystem auf den Zustand vor der Abnahme des Drucksignals übergeht.
Nach dem Anstieg des Strahleinschaltsignals S1 auf den (hohen) Pegel H wird dabei die Ausgangsspannung (die dem der Laser-Diode zugeführten Strom proportional ist) der Ansteuerstromquelle 66 während der Aufzeichnungszeitspanne, in welcher der Abtastvorgang erfolgt, stets mit der vorbestimmten maximalen Ausgangsspannung V_„F verglichen, so daß das Ausgangssignal des Komparators 69 auf den (niedrigen) Pegel L abfällt, wenn die Ansteuerstromquelle 66 eine diese Spannung V0-^, übersteigende Spannung erzeugt, und als Alarmsignal zur Zentraleinheit (CPU) (d.h. zur Bildinformations-Wobbelschaltung 67) übertragen wird. Das der Laser-Modulationsschaltung 64 zugeführte Signal S^r wird als Ergebnis des Abfalls des Eingangssignals zum UND-Glied G4 auf den (niedrigen) Pegel L beendet, so daß die Laser-Diode augenblicklich stromlos gemacht bzw. entregt wird. Auf diese Weise wird ein Durchbruch der Laser-Diode aufgrund eines über sie fließenden Überstroms infolge einer Störung in der Schaltung verhindert, so daß auch bei einem Ausfall der Laser-Diode die Messung oder Erfassung durchgeführt wird (da ein ein Mehrfaches des Zehnfachen des Stroms während der Laserschwingung betragender elektrischer Strom erforderlich ist, weil sich die optische Ausgangsleistung beträchtlicht verringert, so daß die Ausgangsspannung der Ansteuerstromquelle 66 die Spannung V-^ übersteigt) . Wenn die Zentraleinheit (d.h. die Bildinformations-Wobbelschaltung 67) das erwähnte Alarmsignal empfängt, geht das Gerät auf den Wartezustand über, in welchem bestimmte Anzeigen geliefert werden, die
den Benutzer von der Störung unterrichten. 30
Im folgenden ist der Grund dafür beschrieben, weshalb der Laserstrahl während der Zeitspanne Tc von der Zeitspanne Ta + Tb abgeschaltet wird, nachdem die Strahlstellungs-Meßschaltung 63 den Lichtstrahl abgegriffen hat. Allgemein gesagt, ist die Winkelöffnung der f - ©-Linse 16 klei-
ner als der optische Ablenkwinkel des Drehspiegels 2. Andererseits sollte die Apertur der öffnung in der Ummantelung 15 als Abdeckung für den Drehspiegel 2 möglichst klein sein, und zwar im Hinblick auf Probleme, wie Luftwiderstand oder Staubeintritt, weshalb diese Apertur üblicherweise geringfügig größer gewählt wird als der. öffnungswinkel der f - ©-Linse 16. Wenn daher der Laserstrahl auch nach dem Durchgang durch den Aufzeichnungs.be.rei oh emittiert wird, entsteht die Gefahr
JO dafür, daß dann, wenn der Laserstrahl auf die.Kante der öffnung in der Ummantelung 15 auftrifft und dabei gestreut wird, der gestreute Strahl auf die lichtempfindliche Trommel 3 fallen kann. Außerdem besteht die Gefahr dafür, daß der nach seinem Vorbeilauf an dieser Kante von der Innenwandfläche der Ummantelung 15 reflektierte Laserstrahl wieder auf den Drehspiegel 2 fällt, so daß er erneut reflektiert wird und über die öffnung austritt, um schließlich auf die lichtempfindliche Trommel 3 zu fallen. Zur Vermeidung dieser Risiken wird daher der Laserstrahl, wie vorstehend beschrieben, während der Zeitspanne Tc unterbrochen bzw. abgeschaltet. Da hierbei die Strahlstellungs-Meßschaltung 63 innerhalb des effektiven öffnungswinkels der f - ©-Linse 16 angeordnet ist, wird der Laserstrahl, nachdem er nach der Periode Tc auf die f - ©-Linse 16 gefallen ist, emittiert, so daß er auf die Strahlstellungs-Meßschaltung 63 trifft, dabei jedoch keinerlei Probleme hervorruft.
Die auf beschriebene Weise auf der lichtempfindlichen Trommel 3 aufgezeichnete Bildinformation wird als harte Kopie auf glattes, einfaches Papier übertragen. Bei Eingang des nachfolgenden Drucksignals führt das Aufzeichnungsgerät ähnliche Operationen, wie vorstehend beschrie-
3^ ben sind, zur Erzeugung der nächsten harten Kopie durch.
\ Da sich in diesem Fall der Kondensator SHC in der Abtast/-Halteschaltung 65 bis zum Eingang des nächsten Drucksignals in seinem Entladungszustand befindet, fließt zu Beginn der Ansteueroperation kein überstrom über die Laser-Diode der Laservorrichtung 1. Andererseits wird die Ausgangsspannung der Ansteuerstromquelle 66, d.h. der Treiber- bzw. Ansteuerstrom für die Laser-Diode, durch eine neue Abtast/-Halteoperatipn bestimmt. Infolgedessen tritt nur eine geringfügige Schwankung im optischen Ausgang (optische Ausgangsleistung) der Laser-Diode auf, so daß alle gelieferten harten Kopien homogen bzw. gleichmäßig werden.
Da außerdem hierbei das Risiko dafür besteht, daß die Ränder des Papierblatts geschwärzt werden, wenn der Laserstrahl unmittelbar nach Aufzeichnung der Bildinformation abgeschaltet wird, ist es wünschenswert, dem Ausgangssignal Sg der Wobbelschaltung 67 ein solches Signal zu überlagern, das vor und nach der Bildinformation einen hohen Pegel besitzt, damit die Ränder zu beiden Seiten des Papierblatts nicht geschwärzt werden. Die Synchronismus-Steuerschaltung 6 8 kann zur Gewährleistung dieser Funktion ausgelegt sein.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der spezielle Aufbau der Abtast/Halteschaltung 65, der Synchronismussteuerschaltung 68 usw. verschiedenartig ausgelegt sein kann, so daß die beschriebene Ausführungsform der Erfindung nichts weiter als eine mögliche Abwandlung darstellt. Außerdem kann der größte Teil der Folgesteuerung von einem Mikrorechner übernommen werden. Wenn die monostabilen Multivibratoren nicht verwendet werden, kann ein Bezugspunkttakt der Bildinformation zur Bestimmung aller Takte bzw. Steuerzeitpunkte (timings) gezählt werden.
Industrielle Verwendbarkeit:
Da beim beschriebenen Aufzeichnungsgerät gemäß der Erfindung die Abtastzeitspanne außerhalb der Aufzeichnungszeitspanne eingeführt bzw. festgelegt wird, braucht der Frequenzgang des Rückkopplungssystems (welches bei der dargestellten Ausführungsform der Abtast/Halteschaltung 65 und der Ansteuerstromquelle 66 entspricht) auch dann nicht verbessert zu sein, wenn die Aufzeichnungszeitspanne z,ur Beschleunigung des Aufzeichnungsvorgangs verkürzt wird. Außerdem reicht eine Abtas.tzeitspanne T0 zur Lieferung einer harten Kopie einer Seite aus, wobei diese Abtastzei.tspanne TQ in ausreichendem Maß erhalten bleibt, indem lediglich ein Teil (z.B. die Abtastzeitspanne für 200 oder 300 Zeilen) der Fleckaufzeichnungs-Zeitspanne zugeordnet bzw. zugewiesen wird. Als Ergebnis kann mit der Erfindung ein Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnungsgerät realisiert werden. Im Gegensatz zur bisherigen Konstruktion, bei welcher die Abtastzeitspanne während der AufzeichnungsZeitspanne und während der Einführung des Synchronismus für jede (einzelne) Zeile bestimmt (taken) wird, wird darüber hinaus die konstante Zeitspanne vor Beginn der Aufzeichnungszeitspanne der Abtastzeitspanne zugewiesen, so daß keine komplexe Sequenz bzw. Ablauffolge erforderlich ist und damit der Schaltungsaufbau vereinfacht werden kann. Da weiterhin das erfindungsgemäße Gerät ohne Verwendung eines Strahlteilers ausgebildet sein kann, ergeben sich keinerlei Probleme aufgrund der Nichtlinearität des
Strahlteilers.
30

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Aufzeichnungsgerät unter Verwendung eines Halbleiter-Lasers als Lichtquelle, bei dem eine Abtastoperation
    YQ mittels eines Laserstrahls durchführbar ist, der auf der Grundlage (entsprechend) einer Bildinformation moduliert worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Laser vor Beginn einer AufzeichnungsZeitspanne zur Bestimmung seines Treiber- oder Ansteuerstroms ansteuerbar ist, um den Kontrollstrom seines optischen Ausgangs (seiner optischen Ausgangsleistung) konstant einzustellen, so daß der Ansteuerstrom als derjenige des Halbleiter-Lasers während der AufzeichnungsZeitspanne heranziehbar ist.
DE813152515T 1980-11-14 1981-11-13 Laser beam recorder Granted DE3152515T1 (de)

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