DE3429107C2 - Bildaufzeichnungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildaufzeichnungs­ gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Gerät mit allen Merkmalen des Oberbegriffs zeigt die EP-A-0 026 452.

Darüber hinaus zeigt die Fig. 1 schematisch ein Beispiel eines Digital- Kopiergeräts, das mit einer Aufzeichnungseinheit zur Bildaufzeichnung mit einer Vielzahl von Aufzeichnungsele­ menten ausgestattet ist.

Eine auf einen Vorlagenträger aufgelegte Vorlage wird mittels einer Beleuchtungseinheit 1 beleuchtet, die beispielsweise mit einer Halogenlampe aufgebaut ist; das reflektierte Licht wird über Spiegel 3 und 4 geführt und mittels eines Objektivs 5 auf einem Bildsensor 6 fokussiert, der eine lineare Anordnung aus einer Vielzahl von Lichtempfangselementen enthält. Der Spiegel 3 tastet synchron mit der Drehgeschwindigkeit einer fotoempfind­ lichen Trommel 7 die Vorlage mit einer Geschwindigkeit V ab, während der Spiegel 4 mit einer Geschwindigkeit V/2 versetzt wird, um eine optische Weglänge von der Vorlage bis zu dem Objektiv 5 konstant zu halten. Infol­ gedessen werden auf dem Bildsensor 6 aufeinanderfolgend Zeilen der Bildelemente des Vorlagenbilds abgebildet, so daß auf diese Weise jeweils Bilddaten für eine Zeile erzeugt werden.

Um den Umfang der fotoempfindlichen Trommel 7 herum sind ein Hochspannungslader 8, eine Entwicklungseinheit 9, ein Übertragungslader 10, eine Reinigungsvorrichtung 11 usw. angeordnet; senkrecht zur Drehrichtung der Trom­ mel 7 und stromab des Hochspannungsladers 8 bezüglich der durch einen Pfeil dargestellten Drehrichtung ist ein Leuchtdiodenzeilen-Kopf 12 angeordnet, der eine Vielzahl von Leuchtdioden über der Breite der fotoempfind­ lichen Trommel 7 enthält. Das Licht aus der linearen Leuchtdiodenanordnung bzw. Leuchtdiodenzeile wird mittels einer Abbildungseinheit 13 auf der fotoempfindlichen Trommel 7 fokussiert.

Die Leuchtdioden in der Leuchtdiodenzeile 12 werden entsprechend den von dem Bildsensor 6 erzeugten Bilddaten für eine Zeile ein- und ausgeschaltet, wobei die auf die fotoempfindliche Trommel fallenden Lichtpunkte auf der mittels des Hochspannungsladers 8 gleichförmig gela­ denen Trommel ein Ladungsbild erzeugen. Das Ladungsbild wird mittels der Entwicklungseinheit 9 entwickelt, wonach das entwickelte Bild auf ein zwischen den Übertragungslader 10 und die fotoempfindliche Trommel 7 befördertes Blatt übertragen wird und in einer Fixiereinheit 14 durch Wärme oder Druck fixiert wird, um damit eine Kopie der Vorlage zu erhalten.

Bei einem solchen elektrofotografischen Verfahren kann der einer leuchtenden Leuchtdiode entsprechende Licht­ punkt beliebig durch eine geeignete Kombination aus der Polarität des Toners und der Ladespannung als "schwarz" oder "weiß" reproduziert werden. D h., durch die Kombina­ tion aus der Polarität des Laders und der Polarität des Toners kann beliebig bestimmt werden, ob an dem durch die Leuchtdiode beleuchteten Teil der Trommel der Toner angelagert wird oder nicht. Der Bildsensor 6 hat eine Lichtempfangsfläche, die eine Reihe von Licht­ empfangselementen in einer Anzahl, die der Anzahl von Bildelementen in einer Zeile entspricht, zum Erzeugen elektrischer Signale entsprechend der jeweils einfallen­ den Lichtmenge enthält, und einen Signalverschiebungsbe­ reich zum seriellen Abgeben der von den Lichtempfangs­ elementen her empfangenen elektrischen Signale. Im all­ gemeinen kann dieser Bildsensor durch einen Ladungs­ kopplungs- bzw. CCD-Bildsensor oder einen Metalloxidhalb­ leiter- bzw. MOS-Bildsensor gebildet sein. In ersterem Fall werden den Lichtmengen entsprechende Ladungen pa­ rallel einem Ladungskopplungs-Schieberegister zugeführt und mittels der Verschiebungsfunktion der Ladungskopp­ lungsvorrichtung zu einer Umsetzung in Spannungsbilddaten verschoben. In letzterem Fall werden die Ausgangssignale der Lichtempfangselemente aufeinanderfolgend mittels MOS-Schaltern angewählt und in Spannungsbilddaten umge­ setzt.

Fig. 2 zeigt die elektrische Verbindung zwischen dem Bildsensor 6 und der Leuchtdiodenzeile bzw. dem Leucht­ diodenkopf 12. In dem Bildsensor 6 führt eine lineare Anordnung aus m Lichtempfangselementen 21-1 bis 21-m, die beispielsweise durch Fotodioden gebildet sind, ent­ sprechend dem empfangenen Licht elektrische Signale auf parallele Weise einem Schieberegister 22 zu, um aus einem Seriellausgang SO desselben dem empfangenen Licht entsprechende Ausgangssignale zu erhalten, die mittels eines Verstärkers 23 in Spannungssignale umge­ setzt werden. Andererseits hat die Leuchtdiodenzeile 12 eine lineare Anordnung von m Leuchtdioden 24-1 bis 24-m, deren Kathoden gemeinsam mit Masse verbunden sind, während die Anoden jeweils mit Ausgangsanschlüssen von Treiberstufen 25 verbunden sind. Die Eingangsanschlüsse der Treiberstufen sind jeweils mit Ausgangsanschlüssen von Zwischenspeichern 26 verbunden, deren Eingangsan­ schlüsse jeweils an Parallelausgangsanschlüsse eines Schieberegisters 27 angeschlossen sind. Die seriellen Ausgangssignale des Bildsensors 6 werden einer Binär­ codierschaltung 28 zugeführt, um unter Berücksichtigung verschiedener Bedingungen wie der Stärke des empfangenen Lichts, der Werte benachbarter Bildelemente, der Lage des betreffenden Bildelements usw. binäre Daten für das Ein- und Ausschalten der entsprechenden Leuchtdioden zu erhalten. Die binären Ausgangssignale werden einem Eingangsanschluß S1 des Schieberegisters 27 des Leucht­ diodenzeilen-Kopfs 12 zugeführt. Ein Zeitsteuerungs­ bzw. Taktgenerator 29 bestimmt die Zeiten für die pa­ rallele Dateneingabe aus der Zeile der Lichtempfangs­ elemente 21 in das Schieberegister 22, die Datenverschie­ bungsausgabe aus dem Schieberegister 22, die Dateneingabe in das Schieberegister 27 des Leuchdiodenzeilen-Kopfs 12 und das gleichzeitige Speichern der Daten für eine Zeile aus dem Schieberegister 27 mittels der Zwischen­ speicher 26 für das Ein- und Ausschalten der Leucht­ dioden 24-1 bis 24-m.

infolgedessen wird die Leuchtdiode 24-1 entsprechend der Stärke des von dem Lichtempfangselement 21-1 empfan­ genen Lichts ein- oder ausgeschaltet und gleichermaßen werden die Leuchtdioden 24-2 bis 24-m jeweils entspre­ chend den Stärken des von den Lichtempfangselementen 21-2 bis 21-m empfangenen Lichts ein- und ausgeschaltet. Mit ICK und OCK sind Taktsignale und mit ISG und OLG sind Schaltzeitsignale für das jeweilige Schieberegister 22 bzw. 27 bezeichnet.

Auf diese Weise werden entsprechend dem auf dem Bild­ sensor 6 abgebildeten Bild einer Zeile der Vorlage die Leuchtdioden des Leuchtdiodenzeilen-Kopfs 12 gemäß der Bilddichte ein- oder ausgeschaltet, wodurch ein Ladungs­ bild auf der fotoempfindlichen Trommel 7 erzeugt wird, um damit auf die vorangehend erläuterte Weise das Kopie­ ren der Vorlage zu ermöglichen.

Bei dem vorstehend beschriebenen System wird das Kopie­ bild durch die mittels der Leuchtdioden 24-1 bis 24-m bestrahlten Punkte gebildet. Infolgedessen sollten die Leuchtdioden 24-1 bis 24-m so klein wie möglich sein, um ein Kopiebild hoher Bildqualität zu erhalten. Anderer­ seits sollten die Leuchtdioden 24-1 bis 24-m für ein gleichzeitige Aufzeichnung einer Zeile in einer derarti­ gen Anzahl angeordnet sein, daß zumindest die zur Rich­ tung des Zuführens eines Blattes senkrechte Blattbreite erfaßt wird.

Da für eine gute Bildqualität im allgemeinen ungefähr 16 Punkte bzw. Bildelemente je mm erforderlich sind, müssen für eine Kopie im Format A3 im Falle des Zuführens in Längsrichtung 297 mm × 16 = 4 752 Leuchtdioden in einer Dichte von 16 Leuchtdioden je mm angeordnet werden. Auch beim Kopieren im Format A4 unter Zufuhr in Längs­ richtung sind noch ungefähr 4000 Leuchtdioden erforder­ lich. Infolgedessen sind für das Kopieren im Format A3 unter Längszuführung 4 752 einzelne Treiberstufen 25 und Zwischenspeicher 26 erforderlich, während das Schieberegister 27 eine Kapazität von 4 752 Bits haben muß. Falls diese Komponenten außerhalb des Kopfs 12 angebracht werden, müssen die Anodenanschlüsse der Leucht­ dioden nach außen geführt werden, wobei es aber in der Praxis außerordentlich schwierig ist, mehr als 4000 Drähte bzw. Leiter herauszuführen. Daher wird erwogen, das Schieberegister, die Zwischenspeicher, die Treiber­ stufen usw. als integrierte Schaltungen auszubilden und diese an dem Leuchtdioden-Kopf 12 anzubringen.

Obwohl der Einsatz integrierter Schaltungen das Anbringen der Komponenten an dem Kopf erlaubt, ist jedoch mit einem Schieberegister, das 4 752 Bits lang ist, keine zufriedenstellend hohe Betriebsgeschwindigkeit erreich­ bar. Falls beispielsweise 40 Kopien je Minute im Format A4 unter Querzuführung erzeugt werden, muß jedes Blatt mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 270 mm/s bewegt werden. In diesem Fall ist es notwendig, je Sekunde 270 × 16 = 4320 Punktezeilen zu erzeugen, so daß die Daten mit einer Mindestgeschwindigkeit von 4320 × 4752 ≒ 2 × 10⁷ Bits je Sekunde bzw. 20 MBit/s übertragen werden müssen. Falls diese integrierten Schal­ tungen beispielsweise nach dem I²L-Verfahren hergestellt werden, liegt die Taktrate des Schieberegisters in der Größenordnung von 1 MBit/s. Infolgedessen ermöglicht die herkömmliche Gestaltung nur einige Kopien je Minute, so daß es nicht möglich ist, die Vorteile des elektro­ fotografischen Hochgeschwindigkeits-Kopierverfahrens zu nutzen.

Anderer sei müssen im Falle des Anordnens von Punktefor­ mungselementen in hoher Dichte wie zu 16 Elementen je Millimeter die Verbindungen zwischen diesen Elementen und Treiberelementen bei dem in Fig. 2 gezeigten Anlegen paralleler Ausgangssignale des Schieberegisters an die Punktformungselemente über Treiberstufen an einer Seite der Punktformungselemente angeordnet werden; in der Praxis ist es jedoch außerordentlich schwierig, Verbin­ dungen mit einer Dichte von 16 Leitungen je Millimeter zu bilden.

Obwohl die Schieberegister, Zwischenspeicher und Treiber­ stufen aufgeteilt an beiden Seiten der Punktformungsele­ mente angeordnet werden können, ist es in einem solchen Fall erforderlich, die Ausgangssignale der Binärcodier­ schaltung bitweise auf die Schieberegister an den beiden Seiten aufzuteilen, wobei eine derartige Aufteilungs­ schaltung nicht an dem Leuchtdioden- bzw. Druckerkopf ausgebildet werden kann. Daher ist eine komplizierte externe Verdrahtung erforderlich.

Falls der Bildsensor 6 durch einen Ladungskopplungs- Bildsensor gebildet ist, dessen Größe unvermeidbar be­ grenzt ist, muß das optische System groß bemessen sein, da zum Lesen des Bilds einer Zeile das Bild der Vorlage auf dem Ladungskopplungs-Bildsensor nach einer Verklei­ nerung durch das optische System fokussiert werden muß. Falls eine Lichtempfangselement-Zeile mit einer Breite verfügbar ist, die gleich derjenigen der Vorlage ist, kann durch das Fokussieren des Bilds der Vorlage auf die Lichtempfangselement-Zeile in tatsächlicher Größe beispielsweise über eine Stablinsenanordnung das opti­ sche System verkleinert werden. Es ist jedoch nicht möglich, linear mehrere Ladungskopplungs-Zeilenbildsen­ soren dadurch aneinander anzuschließen, daß die Endteile dieser Sensoren abgeschnitten werden und nur deren nutz­ bare Bereiche belassen werden. Es wurde daher vorgeschlagen, einen linearen Bildsensor für das Lesen des Bilds einer Zeile in der tatsächlichen Größe durch das Anordnen mehrerer Ladungskopplungs-Zeilenbildsensoren in einem versetzten bzw. Zickzackmuster zu bilden, obwohl hierbei eine Zeile der Vorlage nicht zu der gleichen Zeit gelesen werden kann.

Da in diesem Fall benachbarte Zeilenbildsensoren von­ einander um mehrere Punktezeilen auf der Vorlage abwei­ chen, ist zum Reproduzieren der Vorlage mit dem herkömmlichen Punktezeilen-Druckkopf, der mit Punkteformungsele­ menten einer Zeile ausgestattet ist, ein Speicher für das Speichern der Bilddaten für diese mehrere Punktezei­ len erforderlich. Daher ist für den Punktezeilen-Druck­ kopf eine komplizierte und teure Steuerschaltung erfor­ derlich.

Andererseits ist schon ein in Fig. 3 gezeigter Leucht­ dioden-Druckkopf bekannt, der eine lineare Anordnung aus einer Vielzahl von Leuchtdioden enthält. Bei diesem Leuchtdioden-Druckkopf sind die linear angeordneten Leuchtdioden in mehrere Blöcke unterteilt, die jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Leuchtdioden enthalten. Beispielsweise kann für das Aufzeichnen von 4 096 Punkten ein Leuchtdioden-Druckkopf mit 64 Leuchtdioden-Bausteinen verwendet werden, von denen jeder einen Block aus 64 Leuchtdioden bildet. Diese Leuchtdioden werden dynamisch durch aufeinanderfolgendes Schalten in Blockeinheiten mit Hilfe von Schaltelementen wie Transistoren ange­ steuert. Die Fig. 3 zeigt ein Leuchtdioden-Substrat 102, auf das eine mehrschichtige gedruckte Leiterplatte 103 aufgesetzt ist, die Matrixverdrahtungen hat und die aus mehreren Schichten aus Epoxyharzen oder kerami­ schen Materialien gebildet ist, wobei an der Leiterplatte 103 Leuchtdioden-Bausteine LC1 bis LC64 angebracht sind. Eine gemeinsame Elektrode eines jeden der Leuchtdioden- Bausteine LC1 bis LC64, die jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Leuchtdioden enthalten, liegt an der unteren Fläche des Bausteins und ist mit einem von gemeinsamen Leitern CB1 bis CB64 verbunden, die an der mehrschichti­ gen Leiterplatte 103 ausgebildet sind. Segmentelektroden von 4 096 Leuchtdioden L1-1, L1-2, . . . , L64-64 in den Leuchtdioden-Bausteinen LC1 bis LC64 sind mit Drähten an Segmentmatrix-Leitungen 104a bzw. 104b angeschlossen.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht der Verbindungen zwischen den Segmentmatrix-Leitungen 104a und 104b und den Leuchtdioden-Bausteinen LC1 bis LC64. Die Anoden der Leuchtdioden L2-1 und L2-2 des Leuchtdioden-Bausteins LC2 sind innerhalb des Bausteins mit Leitungen CW2-1 bzw. CW2-2 verbunden, welche über Verbindungsdrähte BW2-1 bzw. BW2-2 mit Segment-Leiterbändern SB2-1 bzw. SB2-2 verbunden sind. In Isolierschichten 105a und 105b sind die Segment-Leiterbänder SB2-1 und SB2-2 jeweils über Öffnungen H2-1 bzw. H2-2 mit Segment-Sammelleitungen SBL1 bzw. SBL2 verbunden. Die vorstehende Beschreibung beschränkt sich zwar auf die Leuchtdioden L2-1 und L2-2 in dem Leuchtdioden-Baustein LC2, jedoch ist es ersicht­ lich, daß die anderen Leuchtdioden L1-1 bis L64-64 gleich­ artige Verbindungen erhalten. Die Segment-Sammelleitungen SBL1 bis SBL64 werden an eine Druckkopf-Ansteuerungs­ schaltung über Kabel 106a und 106b gemäß Fig. 3 ange­ schlossen, die beispielsweise durch flexible gedruckte Leiterbänder gebildet sind.

Die Fig. 5 zeigt eine bekannte Schaltung zur Ansteuerung des vorstehend beschriebenen Leuchtdioden-Druckkopfs. Die Fig. 5 zeigt einen Leuchtdioden-Druckkopf 101, einen Videosignal-Eingang T1 für die Eingabe serieller Bildele­ mentedaten-Signale 107, einen Anschluß T2 für die Eingabe von Taktsignalen 108, einen Anschluß T3 für die Eingabe eines Videofreigabesignals 109, ein 64-Bit-Schieberegi­ ster 110 für die Speicherung der Bildelementedaten- Signale 107 unter Synchronisierung mit den Taktsignalen 108, einen 64-Bit-Zwischenspeicher 111, einen 64 : 1- Zähler 112 für das Zählen der Taktsignale 108, eine Verzögerungsschaltung 113, einen 64 : 1-Zähler 114, einen Decodierer 115 und Schaltelemente SA1 bis SA64 und SB1 bis SB64 für die aufeinanderfolgende Ansteuerung des Leuchtdioden-Druckkopfs 101. Der Druckkopf 101 enthält 4 096 Leuchtdioden, die in 64 Blöcke mit jeweils 64 Leuchtdioden aufgeteilt sind.

Im folgenden wird kurz die Funktion des Leuchtdioden- Druckers erläutert, bei dem die vorstehend beschriebene Ansteuerungsschaltung verwendet wird.

• (1) Erste 64 Bits der seriellen Bildelementedaten-Signale 107 werden in das Schieberegister 110 eingegeben und durch ein Hochzählungssignal 116 des Zählers 112 in den Zwischenspeicher 111 eingespeichert, um später abge­ geben zu werden.
• (2) Entsprechend dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers werden die Schaltelemente SB1 bis SB64 jeweils ein- und ausgeschaltet. Darauffolgend wird von der Verzöge­ rungsschaltung 113 ein Speicherlöschsignal 117 zum Lö­ schen des Zwischenspeichers 111 abgegeben, wodurch alle Schaltelemente SB1 bis SB64 in den Ausschaltzustand zurückgeschaltet werden.
• (3) Das Ausgangssignal des Zählers 114, der die Anzahl der Speicherlöschsignale 117 zählt, wird dem Decodierer 115 zugeführt, wodurch eines der Schaltelemente SA1 bis SA64 zu der Ansteuerung eines bestimmten Leucht­ dioden-Blocks bzw. Bausteins eingeschaltet wird. Die Schaltelemente SA1 bis SA64 und SB1 bis SB64 werden synchron mit den Taktsignalen 108 und dem Videofreigabe­ signal 109 gesteuert.
• (4) Die vorangehend beschriebenen Schritte (1) bis (3) werden 64mal wiederholt, um 4 096 (=64 × 64) Bildelemen­ te mit dem Leuchtdioden-Druckkopf 101 zu reproduzieren. Auf diese Weise wird die dynamische Ansteuerung für eine Abtastzeile vollendet.

Bei der Erzeugung eines dem Vorlagenbild entsprechenden Ladungsbilds durch das Bestrahlen der fotoempfindlichen Trommel mit diesem Leuchtdioden-Druckkopf 101 muß zur Steigerung der Bilderzeugungsgeschwindigkeit die Lichtab­ gabe der Leuchtdioden gesteigert werden. Obwohl die Licht­ abgabe in einem gewissen Ausmaß durch das Erhöhen des Speisestroms für die Leuchtdioden gesteigert werden kann, würde bei einem Speisestrom von 50 mA je Leucht­ diode im Falle des Einschaltens aller Leuchtdioden für einen Leuchtdioden-Baustein ein Strom von 3,2 A erforder­ lich sein. In diesem Fall beträgt der Strom in jeder der Segment-Sammelleitungen SBL1 bis SBL64 maximal 50 mA, jedoch fließt über jede von Leitungen W1 bis W64, die von den gemeinsamen Elektroden der Leuchtdioden-Bausteine LC1 bis LC64 über die gemeinsamen Leiterbänder CB1 bis CB64 zu den Schaltelementen SA1 bis SA64 führen, ein Impulsstrom von 3,2 A mit einem Tast- bzw. Einschaltver­ hältnis von 1 : 64 Die 4 096 Leuchtdioden ergeben eine Bildbreite von 256 mm bei einer Bildelementedichte von 16 Bildelementen/mm. Um aber bei dem Format A4 gemäß der japanischen Industrienorm eine Bilderzeugungsge­ schwindigkeit von 200 mm/s entsprechend ungefähr 30 Blättern je Minute zu erreichen, müssen die Schaltelemen­ te SA1 bis SA64 einen Strom von 3,2 A mit einer Impuls­ dauer von ungefähr 4,9 µs schalten. Wegen der durch die Verbindungsleitungen zwischen den Schaltelementen SA1 bis SA64 an der Ansteuerungsplatte und den gemeinsa­ men Leiterbändern CB1 bis CB64 gebildeten Induktivitäten an dem Druckkopf 101 eilt der Strom in einem jeden Leucht­ dioden-Baustein geringfügig dem Einschalten des Schalt­ elements nach. Infolgedessen wird die Lichtabgabe der Leuchtdioden L1-1 bis L64-64 auch dann geringer, wenn der Spitzenstrom in einer jeden Leuchtdiode gleich 50 mA ist. Falls jedoch in einem jeweiligen Leuchtdioden- Baustein nur eine einzige Leuchtdiode eingeschaltet wird, wird ein solcher Verlust an Lichtabgabe nicht beobachtet, da der Strom in der gemeinsamen Elektrode auf 50 mA begrenzt wird, um damit eine Rechteckkurvenform sicherzustellen. Auf diese Weise ändert sich die Licht­ abgabe je Leuchtdiode entsprechend der Anzahl der einge­ schalteten Leuchtdioden in dem jeweiligen Baustein. Ferner entstehend durch die Widerstände in den Leitungen W1 bis W64, die von den gemeinsamen Leiterbändern CB1 bis CB64 wegführen, zwischen den gemeinsamen Elektroden der Leuchtdioden-Bausteine und den Schaltelementen Span­ nungsabfälle, die dem durchfließenden Strom entsprechen. Zur Verringerung des Einflusses derartiger Induktivitäten und Impedanzen müßten dicke Leitungen verwendet werden, jedoch ist es in der Praxis schwierig, 64 dicke Leitungen als ein Satz zu verwenden. Infolgedessen kann ein solcher Leuchtdioden-Druckkopf nur in einem langsamen Leuchtdio­ den-Drucker mit geringer Lichtabgabe und geringem Gesamt­ strom je Leuchtdioden-Baustein verwendet werden.

Andererseits ist zum Drucken im Format A3 mit einer Bildelementedichte von 16 Bildelementen/mm zur Über­ deckung dem kürzeren Seite des Formats A3 mit ungefähr 300 mm eine Anordnung aus ungefähr 4 800 Leuchtdioden erforderlich. Im einzelnen kann eine gesamte Länge von 296 mm mit 4 736 Leuchtdioden erfaßt werden, die bei­ spielsweise in 37 Leuchtdioden-Blöcke mit jeweils 128 Leuchtdioden aufgeteilt werden. Im Falle der Matrix­ ansteuerung dieser 37 Leuchtdioden-Blöcke beträgt die Einschaltzeit eines jeden Blocks nur 1/37 der für das Drucken der Bildelemente einer Zeile erforderlichen Zeit. Im Falle der vorstehend erläuterten Aufteilung in 64 Leuchtdioden-Blöcke mit jeweils 64 Leuchtdioden beträgt die Einschaltzeit eines Leuchtdioden-Blocks nur 1/64 der Zeilendruckzeit.

Im Vergleich zu dem Fall, daß die Treiberstufen und Zwischenspeicher parallel an 4 736 Leuchtdioden ange­ schlossen werden und die Bildsignale für eine Zeile parallel aus einem Seriell/Parallel-Umsetzer mit 4 736 Bits abgegeben werden, um die Leuchtdioden entsprechend den Bildsignalen über die ganze Bildelementedruckdauer für die Zeile ein- oder auszuschalten, müssen daher für die gleiche Druckgeschwindigkeit die Leuchtdioden eine 37mal höhere Leuchtstärke haben.

Der bei dem herkömmlichen Leuchtdioden-Druckkopf verwen­ dete Leuchtdiodenzeilen-Baustein besteht grundlegend aus GaAsP und hat bei einer Bildelementedichte von 16 Bildelementen/mm und einer Wellenlänge von 650 nm eine Ausgangsleistung von ungefähr 8 µW bei einem Speisestrom von 10 mA je Leuchtdiode. Andererseits hat die konvergie­ rende Faser- bzw. Lichtleiteranordnung für das Fokussie­ ren des Lichts auf der fotoempfindlichen Trommel nur einen maximalen Wirkungsgrad von ungefähr 10%. Infolge­ dessen ist selbst dann, wenn die fotoempfindliche Trommel eine hohe Empfindlichkeit im Bereich der Wellenlänge 650 nm hat, eine Energie von 1 µJ/cm² erforderlich. In diesem Fall sind für die Bilderzeugung bei einem relativen Stillstand zwischen der fotoempfindlichen Trommel und dem Leuchtdiodenzeilen-Baustein ungefähr 49 µs notwendig. Im Falle der vorangehend beschriebenen Matrixansteuerung der Leuchtdioden-Bausteine ist die Druckzeit für eine Zeile auf das 37-fache erhöht und wird damit gleich 1,8 ms. Diese Zeit, die für das Drucken von 1/16 mm erforderlich ist, entspricht einer Druck­ geschwindigkeit von ungefähr 34,5 mm/s bzw. einer Zeit von 12 Sekunden je Kopie im Format A3. Zur Verringerung dieser Druckzeit auf die Größenordnung von 4 Sekunden muß die Lichtabgabe durch eine entsprechende Steigerung des Speisestroms für die Leuchtdioden auf das dreifache gesteigert werden. Eine solche Erhöhung des Speisestroms verkürzt jedoch die Lebensdauer der Leuchtdiode. Bei­ spielsweise sollte zum Gewährleisten einer Lichtstärke von mindestens 60% der anfänglichen Lichtstärke nach dem Einsatz über 100 Stunden die Stromdichte in der Leuchtdiode für eine maximale Übergangstemperatur von 80°C nicht 200 bis 300 A/cm² übersteigen. Die Fläche einer Leuchtdiode für eine Dichte von 16 Bildelementen/mm ist 62,5 × 62,5 µm, so daß ein Strom von 10 mA eine Stromdichte von 356 A/cm ergibt. Daher ist ein Strom über 10 mA auch hinsichtlich der Lebensdauer der Leuchtdiode zu vermeiden.

Falls ohne Berücksichtigung der Lebensdauer eine jede Leuchtdiode mit einem Strom von ungefähr 30 mA gespeist wird, steigt der in der gemeinsamen Elektrode für das Einschalten aller Leuchtdioden in einem jeweiligen Block erforderliche Strom auf 3,84 A an. Ferner beträgt zum Drucken im Form A3 innerhalb von 4 Sekunden die Einschalt­ dauer für einen jeweiligen Block ungefähr 16 µs. Das schnelle Schalten eines Stroms bis zu 3,84 A führt jedoch unvermeidbar zu einer Verzögerung von einigen µs. Diese Verzögerungszeit hängt von der Stromstärke ab, so daß die Lichtstärke einer jeweiligen Leuchtdiode entspre­ chend der Anzahl eingeschalteter Leuchtdioden in dem jeweiligen Block schwankt. Der herkömmliche Druckkopf hat da­ her keine hohe Bildqualität und ist nur in langsamen Druckern einsetzbar.

Die US 4,318,134 beschreibt ein Faksimilegerät, das zur zeilenweisen Aufzeichnung empfangener Bilddaten auf ein Bildemp­ fangsmaterial geeignet ist. Bei dein dort beschriebenen Faksi­ milegerät ist die Vorschubgeschwindigkeit des Bildempfangsma­ terials fest eingestellt. Bei einer Übertragung, die lang­ samer als die mögliche Aufzeichnungsgeschwindigkeit des Fak­ similegerätes abläuft, können die einzelnen Zahlen doppelt ausgegeben werden, so daß eine aufgrund der fest eingestell­ ten Vorschubgeschwindigkeit des Bildempfangsmaterials anson­ sten auftretende Auflösungsverschlechterung verhindert werden kann.

Aus "IEEE, Journal of Quantum Electronics", Vol. QE-12, No. 6, Juni 1976, Ettenberg, Michael et al.: "Very High Radiance Edge-Emitting LED" läßt sich die Strahlungscharakteristik bzw. die Strahlungsverteilung bestimmter Leuchtdioden entneh­ men, wobei dort bereits auch Leuchtdioden genannt sind, die von der Stirnfläche ihres Schichtenaufbaus abstrahlen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Bildaufzeichnungsgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß sich bei hoher Aufzeichnungsgeschwindigkeit und hoher Auflösung ein Auf­ zeichnungsmedium mit einer Empfindlichkeit von 1 µ/cm² ver­ wenden läßt.

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

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für ein herkömmliches digitales Kopiergerät.

Fig. 2 ist eine Ansicht elektrischer Verbindungen zwi­ schen einem herkömmlichen Zeilenbildsensor und einem Leuchtdiodenzeilen-Druckkopf.

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Leuchtdioden-Druckkopfs.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die Verbindungen eines in Fig. 3 gezeigten Leuchtdioden-Bausteins zeigt.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer Treiberschaltung für den in Fig. 3 gezeigten Leuchtdiodenzeilen- Druckkopf.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Leucht­ diodenzeile der erfindungsgemäßen Bildaufzeich­ nungseinrichtung gemäß einem Ausführungs­ beispiel.

Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht einer Leuchtdiodenzeilen-Platte.

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die eine herkömm­ liche Punktformung veranschaulicht.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer Leuchtdiodenzeilen- Ansteuerungsschaltung für die Verwendung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6.

Fig. 10 ist eine schematische Ansicht, die ein mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 erzeugtes Bild zeigt.

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht eines Druckers, bei dem die Einrichtung gemäß dem Aus­ führungsbeispiel verwendet wird und das Licht aus der Leuchtdiodenzeile über ein optisches Abbildungssystem auf einem fotoempfindlichen Blatt fokussiert wird.

Fig. 12 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels für einen Drucker, bei dem die Einrich­ tung gemäß dem Ausführungsbeispiel ver­ wendet wird und eine direkte Belichtung vorgenom­ men wird.

Fig. 13 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Druckers, bei dem eine Lichtleiterfaser- Platte verwendet wird.

Fig. 14 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für ein optisches Verkleinerungssystem für das Ausführungsbeispiel zeigt und den Zusam­ menhang zwischen einer Leuchtdiode in einem Drucker und einem Bildpunkt auf einem fotoempfindli­ chen Film veranschaulicht.

Bei dem nun beschriebenen Ausführungsbeispiel können Mängel ausgeschaltet werden, die sich aus der dynamischen Ansteuerung einer Vielzahl von Leuchtdio­ den ergeben.

Bei der dynamischen Ansteuerung wird die Einschaltzeit einer jeden Leuchtdiode einer Zeile um so kürzer, je mehr die Anzahl der Leuchtdioden in einem Block für die dynamische Ansteuerung zunimmt. Infolgedessen ist es zum Erzielen einer Bildaufzeichnung hoher Dichte mit hoher Bildqualität erforderlich, die Bildaufzeich­ nungszeit je Zeile zu verlängern oder die Lichtstärke einer jeden Leuchtdiode zu steigern.

Das erstere Vorgehen ist jedoch zum Erzielen einer Bild­ aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit ungünstig. Für das letztere Vorgehen besteht eine gewisse Beschränkung hinsichtlich der Lichtstärke einer Leuchtdiode, wobei übermäßig starke Speiseströme die Lebensdauer der Leucht­ dioden verkürzen.

Diese Unzulänglichkeiten können mit Aus­ führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungs­ einrichtung behoben werden, das nachstehend anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben wird und das eine Bilderzeu­ gung mit hoher Bildqualität ermöglicht, ohne daß Einbußen hinsichtlich der Aufzeichnungsgeschwindigkeit auftreten.

Die Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Leucht­ dioden-Anordnung 601, bei der ein Substrat 602, das auch als Kühlfläche wirkt, ein Träger 603 für Gruppenwähl­ signal-Leitungen, der beispielsweise durch ein Keramik­ substrat gebildet ist, ein Träger 604 für Segmentsignal- Leitungen, Gruppenwählelektroden 604-1 bis 604-N, Leucht­ diodenzeilen-Bausteine 605-1 bis 605-N, die jeweils an einer Stirnseite mit einer Vielzahl von Leuchtdioden 701 versehen sind, welche an einer Stirnfläche Licht abgeben, und ein Kabel 606 vorgesehen sind, welches Segmentsignal-Leitungen enthält, die an den Träger 604 angeschlossen sind.

Die Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht der Umgebung eines Leuchtdiodenzeilen-Bausteins 605-k auf dem Substrat 602 der Anordnung 601.

Der Baustein 605-k besteht aus einem monolithischen Leucht­ diodenbaustein, der eine lineare Anordnung aus Leuchtdio­ den 701-1, 701-2, . . . enthält, welche Licht aus einer Stirnfläche abgeben, wobei die Ebene des PN-Übergangs zu der Ankittungsebene zwischen dem Leuchtdiodenzeilen- Baustein 605-k und dem Träger 602 für die Gruppenwähl­ signal-Leitungen parallel ist und das Licht aus Licht­ abgabeflächen 702-1, 702-2, . . . in der Richtung eines Pfeils b abgegeben wird. Die Elektroden der Leuchtdioden 701-1, 701-2, . . . sind an deren oberen Flächen angeordnet und über Drähte mit Segmentsignal-Leitungen 703-k-1, 703-k-2, . . . auf dem Träger 604 verbunden, während die Gruppenwählelektrode 604-k mit dem Baustein 605-k über den Träger 603 verbunden ist. Bei der Verwendung derar­ tiger Leuchtdioden 701, die das Licht aus einer Stirn­ fläche abstrahlen, wobei die Richtungen der Lichtabgabe parallel zu der Ebene der Verbindung zwischen dem Bau­ stein 605 und dem Träger 603 ist, können die Elektroden nicht beiderseits ausgebildet werden, so daß die Seg­ mentsignal-Leitungen von nur einer Seite her an ein Ende einer jeweiligen Leuchtdiode 701 in dem Baustein 605 angeschlossen werden. Die Träger 603 und 604 können jedoch die gleiche Ausführung wie die vorangehend erläu­ terte haben, aber mit der Ausnahme, daß die Leitungen nur auf einer Seite ausgebildet sind. Es ist jedoch anzumerken, daß die Dichte der Leitungen 703 für die Segmentsignale für die gleiche Bildelementedichte ver­ doppelt ist.

Eine solche Leuchtdiode mit Lichtabgabe aus einer Stirn­ fläche kann in einer Vielzahl von Einheiten auf einem Baustein bzw. Chip dadurch erzeugt werden, daß nach einem Flüssigphasen-Wachsverfahren ein PN-Übergang gebil­ det wird, danach über der Gesamtfläche eine Elektrode gebildet wird und dann Rillen für das vollständige Tren­ nen der Elektroden und der PN-Übergänge ausgebildet werden. Das Licht wird an dem PN-Übergang durch Anlegen einer Spannung zwischen die Elektrode der Leuchtdiode 701-k und der Fläche der Verbindung bzw. des Anschlusses des Leuchtdiodenzeilen-Bausteins 605-k erzeugt, jedoch wird das Licht aus der Stirnfläche bzw. Ebene 702-k abgegeben, da die Oberfläche vollständig abgedeckt ist.

Bei der Erzeugung einer Vielzahl von Leuchtdioden, die wie bei der herkömmlichen Leuchtdiodenzeile das Licht an der oberen Fläche abgeben, mußte ein Baustein von einem Gasphasen-Wachstumprozeß abhängig sein, und zwar in Verbindung mit GaAsP mit geringem Lichtabgabe-Wir­ kungsgrad.

Im Gegensatz dazu werden bei dem bei dem Ausführungs­ beispiel verwendeten Baustein 605 eine Vielzahl von Leuchtflächen 702-1, 702-2 . . . durch das Aufteilen des PN-Übergangs der Leuchtdiode 701 gemäß Fig. 7 gebildet. Auf dem Baustein muß daher nicht eine Vielzahl von Leucht­ dioden mit dem Gasphasen-Wachstumsprozeß gebildet werden, sondern kann dadurch gebildet werden, daß durch Rillen der durch den Flüssigphasen-Wachstumprozeß erzeugte PN-Übergang eines großen Leuchtdiodenzeilen-Bausteins 605 der Ausführung aufgeteilt wird, bei der das Licht aus der Randfläche bzw. Stirnfläche abgegeben wird. Es ist daher möglich, mit einem vorteilhaften Material wie GaAlAs, das einen höheren Lichtabgabe-Wirkungsgrad zeigt, eine gleichförmige Leuchtdiodenzeile zu erhalten, so daß eine solche Leuchtdiode mit einem einige Male höheren Wirkungsgrad bzw. mit einem um einige Male gerin­ geren Strom betrieben werden kann, um die gleiche Licht­ stärke zu erhalten. Ferner kann der Lichtabgabe-Wirkungs­ grad weiter auf ungefähr das Zehnfache verbessert werden, wenn mit GaAlAs die Lichtabgabe-Wellenlänge auf ungefähr 750 nm gewählt wird, so daß für diese Wellenlänge eine fotoempfindliche Trommel mit einer Empfindlichkeit von 1 µJ/cm verwendet werden kann. Auf diese Weise kann bei der Ansteuerung von 37 Leuchtdiodengruppen, die jeweils 128 Leuchtdioden enthalten, welche mit der in Fig. 5 gezeigten Bildelementedichte angeordnet sind, mittels der in Fig. 5 gezeigten Steuerschaltung ein Druck, der gleich dem nach der herkömmlichen Technologie erzielten ist, mit einer Lichtstärke erreicht werden, die einige zehnmal geringer als diejenige nach dem Stand der Technik ist. Im einzelnen kann für das Drucken eines Blatts im Format A3 innerhalb von ungefähr 4 Sekunden der Strom je Leuchtdiode bei diesem Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von 1 bis 2 mA liegen oder sogar geringer sein, was im Gegensatz zu einem Strom von 30 mA je Leuchtdiode bei der herkömmlichen Technologie steht. Ferner kann leicht mit hoher Geschwindigkeit geschaltet werden, da der Strom in den Gruppenwählsignal-Leitungen nicht ungefähr 250 mA übersteigt.

Es ist jedoch anzumerken, daß die Leuchtfläche 702 in der Pfeilrichtung länger als in der senkrechten Richtung ist. Wegen der Stirnflächen-Lichtabgabe ist die Breite der Leuchtfläche in einer zur Pfeilrichtung senkrechten Richtung ungefähr gleich der Dicke des PN-Übergangs, wobei die Halbspitzenwert-Breite der Lichtstärke in der Größenordnung von 10 µm liegt. Selbst wenn der Licht­ punkt auf der Trommel durch ein optisches System verzerrt wird, kann die Breite nur auf ungefähr 15 µm vergrößert werden. Andererseits hat für eine hohe Bildelementedichte von 16 Bildelementen/mm ein einzelner Lichtpunkt eine kleinste Abmessung von 62,5 µm. Bei einer in 37 Gruppen aufgeteilten Ansteuerung unter gegenseitiger Versetzung zwischen der Leuchtdiodenzeile und der fotoempfindlichen Trommel 101 mit einer konstanten Relativgeschwindigkeit beträgt während des Betriebs eines Blocks der Leucht­ dioden 701 das Ausmaß der Versetzung in der zu der Pfeil­ richtung senkrechten Richtung nur ungefähr 1,7 µm. Infol­ gedessen wird selbst beim Einschalten aller Leuchtdioden die Strahlung gemäß Fig. 8 nur an einer Fläche 802 empfangen, die ungefähr 1/4 einer durch eine gestrichelte Linie umrahmten Bildelementefläche 801 entspricht. Aus diesem Grund wird in einer schwarzen Fläche ein weißer Streifen bei einem Drucker erzeugt, bei dem eine belich­ tete Fläche schwarz entwickelt wird, bzw. in einer weißen Fläche ein schwarzer Streifen bei einem Drucker erzeugt, bei dem die belichtete Fläche weiß bleibt.

Zur Vermeidung dieser Mängel wird bei der gleichzeitigen Erzeugung von m Bildelementen unter einer Ansteuerung mit einer zeitlichen Aufteilung "n" die Periode des gleichzeitigen Erzeugens der m Bildelemente nicht gleich 1/n der Periode für das Erzeugen der Bildelemente einer Zeile gewählt, sondern gleich 1/(j × n) oder weniger, wobei j eine ganze Zahl ist, die gleich oder größer als 2 ist; dadurch wird die Erzeugung der Bildelemente einer Zeile durch das gleichzeitige Erzeugen von m Bild­ elementen in einer n-geteilten Periode ausgeführt, wobei dieser Vorgang j-mal wiederholt wird.

Die Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer Leuchtdiodenzeilen- Ansteuerungsschaltung, die die vorangehend angeführten Erfordernisse erfüllt.

Im Falle der Erzeugung der Bildelementen einer Zeile in dieser Schaltung durch gleichzeitiges Erzeugen von m Bildelementen in einer n-Teil-Periode bei einer Wieder­ holungsanzahl j von beispielsweise "4" werden kontinuier­ lich für eine Periode, die nicht 1/4 der Datensignal­ übertragungsperiode für eine Zeile übersteigt, Datensig­ nale D für eine Zeile synchron mit Taktsignalen Clk zugeführt, während ein Datenfreigabesignale EN den Pegel "1" hat. Ein Zeitsteuergenerator 901 führt einem Speicher 902 ein Steuersignal 903 für das Steuern des Adressie­ rens und des Auslesens und Einschreibens von Signalen sowie einem Wähler 904 ein Steuersignal 905 zum Wählen entweder der Datensignale D oder der Daten aus dem Spei­ cher 902 zu. Das Ausgangssignal des Wählers 904 wird einem Serielleingabeanschluß eines Schieberegisters 501 zugeführt. Der übrige Teil der Schaltung ist mit der in Fig. 5 gezeigten Ansteuerungsschaltung äquivalent.

Zu Beginn des Datenfreigabesignals EN führt der Zeit­ steuergenerator 901 dem Speicher 902 ein Steuersignal zum Löschen der Adressen auf "0" zu und gibt ein Steuer­ signal 905 für das Umschalten des Wählers 904 auf die Datensignale D ab. Danach wird synchron mit den Takt­ signalen Clk 1/4 des Bilds gleichzeitig mit der Ein­ speicherung der Daten für eine Zeile in den Speicher 902 durch Aufstufungen der Adresse aus dem Zeitsteuer­ generator 901 erzeugt. Wenn das Datenfreigabesignal EN auf "0" wechselt, wird von dem Zeitsteuergenerator 901 die Adresse auf "0" zurückgestellt und das Steuer­ signal 903 auf das Auslesen der Signale umgeschaltet. Ferner wird das Steuersignal 905 für den Wähler 904 so geschaltet, daß die Ausgangssignale aus dem Speicher 902 aufgenommen werden. Auf den Abschluß des Auslesens der Signale aus dem Speicher 902 hin wird die Adresse wieder auf "0" rückgesetzt, wodurch wieder das Ausgangs­ signal für eine Zeile aus dem Speicher 902 ausgelesen wird.

Auf diese Weise werden die Bilddaten für eine Zeile in dem Speicher 902 gespeichert und danach wiederholt aus dem Speicher 902 ausgelesen, wodurch die Bildelemente für eine Zeile durch den Vorgang des gleichzeitigen Erzeugens der m Bildelemente in einer n-Teil-Periode abgebildet werden. Dadurch wird ein zufriedenstellendes Bild gemäß Fig. 10 ohne schwarze oder weiße Streifen erzielt.

Die Fig. 11 zeigt eine weitere Gestaltung bei diesem Ausführungsbeispiel, bei der ein Leuchtdiodenzeilen- Substrat 601 mit Stirnflächen-Abgabe-Leuchtdiodenzeilen- Bausteinen 605-1 bis 605-N auf einem Substrat 602 einem fotoempfindlichen Blatt 1101 gegenübergesetzt ist, wäh­ rend zum Fokussieren des Bilds der Leuchtflächen der Bausteine 605-1 bis 605-N auf dem fotoempfindlichen Blatt 1101 ein optisches Abbildungssystem 402 verwendet wird. Das Blatt 1101 wird in der Richtung eines Pfeils c bewegt, wodurch aufeinanderfolgend durch die mit dem selektiven Einschalten der Leuchtdioden-Lichtabgabeflä­ chen 702 an dem Substrat 601 gebildeten Lichtpunkte ein Bild erzeugt wird. Das bildweise mittels des Sub­ strats bzw. der Anordnung 601 belichtete fotoempfindliche Blatt 1101 wird mit einer Entwicklungseinheit 1102 ent­ wickelt und fixiert.

Die vorstehende Beschreibung zeigt an, daß das beschrie­ bene Ausführungsbeispiel nicht nur bei einem elektro­ fotografischen Drucker anwendbar ist, sondern auch bei irgendeinem Drucker, bei dem das Bild durch Belichten und nötigenfalls durch Entwickeln und Fixieren erzeugt wird. Im einzelnen kann in Verbindung mit einem herkömm­ lichen Leuchtdiodenzeilen-Druckkopf wegen der unzurei­ chenden Lichtstärke kein fotoempfindliches Material geringer Empfindlichkeit verwendet werden, jedoch kann dieser Mangel durch die Verwendung des Leuchtdiodenzeilen- Druckkopfs gemäß dem Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Bildaufzeichnungseinrichtung behoben werden.

Die Fig. 12 zeigt eine weitere Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispiels, bei der das in Fig. 11 gezeigte optische Abbildungssystem weggelassen ist und das Sub­ strat bzw. die Leuchtdiodenanordnung 601 in Berührung mit dem fotoempfindlichen Blatt 1101 oder in dessen Nähe gehalten wird, wodurch das fotoempfindliche Blatt 1101 direkt mit dem Einschaltmuster der Leuchtflächen 702 belichtet wird.

Bei dem elektrofotografischen Verfahren und insbesondere bei der Verwendung einer fotoempfindlichen Trommel oder eines fotoempfindlichen Bands kann der eventuell auf der fotoempfindlichen Trommel zurückbleibende Toner sich an der Leuchtfläche 702 ablagern und deren Leistung verschlechtern, wenn die Leuchtdiodenanordnung bzw. das Substrat 601 in Berührung gebracht oder in enger Annäherung gehalten wird. Diese Unzulänglichkeit tritt jedoch bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht auf, wenn das fotoempfindliche Blatt 1101 direkt belich­ tet wird, wobei das Fehlen des optischen Abbildungs­ systems 402 einen noch preiswerteren Drucker ergibt.

Falls jedoch das fotoempfindliche Blatt 1101 eine rauhe Oberfläche hat, kann die Leuchtfläche bzw. Lichtabgabe- Fläche 702 durch die Reibung mit dem fotoempfindlichen Blatt 1101 beschädigt werden.

Bei der Verwendung eines fotoempfindlichen Blatts 1101 mit einer rauhen Oberfläche oder einer Leuchtdiodenan­ ordnung aus einem leicht zu beschädigendem Material kann gemäß Fig. 13 eine Glasfaser-Lichtleiterplatte 1301 verwendet werden, die das Licht von der Leuchtflä­ che 702 zu dem fotoempfindlichen Blatt 1101 leitet.

Falls andererseits eine Leuchtdiodenanordnung in einem Drucker für das Aufzeichnen eines Punktebilds auf einem Mikrofilm oder dergleichen verwendet wird, sollte die Leuchtfläche sehr klein sein, um ein optisches Abbil­ dungssystem wie eine Stablinsen-Anordnung zu nutzen.

Da die Größe des Bilds auf einem Mikrofilm im allgemeinen auf 1/20 verkleinert wird, ist eine Punktedichte von ungefähr 320 Punkten/mm auf dem Film erforderlich, um eine Punktedichte von 16 Punkten/mm zu erreichen, wenn das Bild von dem Mikrofilm auf die ursprüngliche Größe zurückvergrößert wird. Gegenwärtig kann jedoch eine Leuchtdiodenanordnung mit einer derart hohen Dichte nicht hergestellt werden, so daß daher nur die Leucht­ flächen der Leuchtdioden durch ein optisches Verkleine­ rungssystem verkleinert werden können und der Mikrofilm mit dem dermaßen verkleinerten Bild belichtet werden kann.

Die Fig. 14 zeigt die Zusammenhänge zwischen einer Leucht­ diode 1401 und einem fotoempfindlichen Film 1402 für das Erreichen der vorangehend beschriebenen Gestaltung.

Brennpunkte eines optischen Verkleinerungssystems 1403 sind mit f1 und f2 bezeichnet. Das Licht von der Leucht­ fläche 1401 einer Leuchtdiode, die an der Seite des Brennpunkts f1 in einem Abstand l1 zu dem optischen System liegt, wird auf dem fotoempfindlichen Film 1402 fokussiert, der an der Seite des in Bezug auf das opti­ sche System 1403 entgegengesetzt liegenden Brennpunkts f2 in einem Abstand l2 angeordnet ist. Die Leuchtfläche 1401 hat in der Unterabtastrichtung, nämlich einer zur Pfeilrichtung senkrechten Richtung geringe Abmessungen von einigen 10 µm, jedoch in der Hauptabtastrichtung Abmessungen bis zu einigen 100 µm. Falls das optische Verkleinerungssystem 1403 aus Linsen besteht, sind sehr große Linsen für das wirkungsvolle Fokussieren des Lichts aus der Leuchtdiodenanordnung erforderlich, da ein umge­ kehrtes und verkleinertes Bild der ganzen Zeile der Leuchtdiodenanordnung erzeugt werden muß. Daher kann die Leuchtdiodenanordnung auch in optischen Druckern für bestimmte Gebiete verwendet werden, bei denen selbst in Verbindung mit fotoempfindlichen Filmen sehr hoher Empfindlichkeiten unter Verwendung der Silbersalz-Techno­ logie die Aufzeichnung mit Leuchtdiodenanordnungen wegen des sehr geringen Nutzungswirkungsgrads der abgegebenen Energie schwierig war.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen ist es möglich, bei der Erzeugung von Bildelementen für eine Zeile mit einem Leuchtdiodenzeilen-Druckkopf, bei dem Licht aus der Stirnfläche desselben abgegeben wird, eine zufrieden­ stellende Bildqualität ohne schwarze oder weiße Streifen dadurch zu erhalten, daß gleichzeitig in einer n-Teil­ periode m Bildelemente zweimalig oder mehrmalig einge­ schaltet werden. Ferner ist es möglich, eine gerade Linie zu bilden, die mit höherer Genauigkeit senkrecht zu der Unterabtastrichtung steht, bei der Herstellung der Leuchtdiodenanordnung Materialien in einem weiteren Bereich zu wählen, um dadurch einen höheren Lichtabgabe- Wirkungsgrad zu erzielen, durch die Nutzung der Lichtab­ gabe aus der Stirn- bzw. Randfläche eine Leuchtdioden­ anordnung mit einer höheren Helligkeit zu erreichen und durch den Einsatz einer preiswerten Zeitmultiplex- Ansteuerungsschaltung einen Leuchtdiodendrucker für hohe Geschwindigkeit zu erzielen.

Der Leuchtdiodenzeilen-Druckkopf der erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungseinrichtung ist leicht bei Druckern anwendbar, bei denen die optische Aufzeichnung schwierig war.

Claims (5)

1. Bildaufzeichnungsgerät mit
einer Aufzeichnungseinrichtung (12; 601, 605-1 bis 605-n), die eine Vielzahl von linear auf einem Substrat (602) angeordneten Leuchtdioden (701) umfaßt, wobei jede der Leuchtdioden (701-1, 701-2, . . . ) der Aufzeichnungseinrichtung (12; 601, 605-1 bis 605-n) Licht parallel zu deren Verbindungsfläche (603 mit 605) mit dem Substrat (602) abstrahlt,
einer Bewegungseinrichtung, mit der ein Aufzeichnungsmedium (1101) vertikal zu der linearen Anordnung der Leuchtdioden (701) bewegbar ist, und
einer Ansteuereinrichtung (Fig. 5) zum Ansteuern jeder der Viel­ zahl von Leuchtdioden (701-1, 701-2, . . . ) auf der Basis von einge­ gebenen Bilddaten,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuereinrichtung (Fig. 24) während der Bewegung des Auf­ zeichnungsmediums (1101) die Ansteuereinrichtung (Fig. 5) derart steuert, daß jede der linear angeordneten Leuchtdioden (701-1, 701-2, . . . ) mehrmals mit denselben Bilddaten angesteuert wird, so daß die gleichen Bilddaten für eine Zeile mehrmals an verschie­ denen Positionen des bewegten Aufzeichnungsmediums (1101) von den Leuchtdioden (701-1, 701-2, . . .) aufgezeichnet werden und so die Form der von jeder der linear angeordneten Leuchtdioden (701-1, 701-2, . . . ) entsprechend den Bilddaten der einen Zeile aufgezeich­ neten Bildpunkte korrigierbar ist und daß das Material der Leucht­ dioden derart gewählt ist, daß die Leuchtdioden Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 750 nm abgeben, bei der ein Aufzeich­ nungsmedium mit einer Empfindlichkeit von 1 µJ/cm² verwendet wird.

2. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein fotoempfindliches Element (7; 1101) zum Bilden eines Latentbildes entsprechend des von der Vielzahl der Leuchtdi­ oden (701-1, 701-2, . . .) abgegebenen Lichtes.

3. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Leuchtdioden (701-1, 701-2, . . . ) jeweils in Einheiten einer bestimmten Anzahl im Zeitmultiplexverfah­ ren angesteuert werden.

4. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (Fig. 24) einen Speicher (902) zum Speichern der Bilddaten beinhaltet und
daß dieselben Bilddaten mehrfach aufgezeichnet werden, indem zum Ansteuern der Leuchtdioden (701) entsprechend den Bildda­ ten diese Bilddaten aus dem Speicher (902) mehrfach ausgele­ sen werden.

5. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (902) die Kapazität einer Zeile aufweist.