DE3727808C2 - - Google Patents

Description

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

Ein Bildaufzeichnungsgerät dieser Art ist in der US-PS 40 02 830 beschrieben. Bei diesem bekannten Gerät wird ein Laserstrahl zum Belichten über ein Aufzeichnungsmedium geführt. Eine Steuereinrichtung bewirkt dabei unter anderem, daß Fehler des optischen Systems kompensiert werden. Eine verminderte Bildqualität, die auf Fehler des Aufzeichnungs­ mediums zurückzuführen ist, bleibt dabei unberücksichtigt.

Gemäß der DE-OS 30 47 813 A1 wird bei einem Photosetzgerät ebenfalls ein Laser-Abtaststrahl über ein photoempfind­ liches Medium geführt. Der in den äußeren Abtastbereichen auftretende Lichtverlust wird dabei dadurch kompensiert, daß zwischen dem den Strahl führenden Drehspiegel und dem Aufzeichnungsmedium ein Filter eingebracht ist, das den Abtaststrahl zur Mitte des Abtastbereichs hin stetig schwächt. Auch hierbei sind keine Maßnahmen getroffen, eine mindere Bildqualität, die auf Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums zurückzuführen ist, auszuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildaufzeich­ nungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß das erzeugte Bild über seine gesamte Ausdehnung eine gleichermaßen hohe Qualität erhält.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Hierdurch werden in der Regel immer vorhandene Ungleich­ mäßigkeiten der Empfindlichkeit des Aufzeichnungsmediums kompensiert, wodurch über die gesamte Fläche des erzeugten Bildes gleichmäßig gute Bildeigenschaften erzielbar sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltbild den prinzipiellen Aufbau eines Bildaufzeichnungsgeräts in Form eines Laser­ strahldruckers,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung einen Laser- Belichtungsvorgang bei dem in Fig. 1 gezeigten Laserstrahldrucker,

Fig. 3 anhand eines Diagramms über eine in Fig. 1 gezeigte Eingabeeinrichtung einzugebende Korrekturdaten,

Fig. 4 den auf die Beleuchtungsstärke bezogenen Verlauf des Oberflächenpotentials eines fotoleitfähigen Teils,

Fig. 5A bis 5C anhand von Diagrammen den in Richtung der Längsachse des fotoleitfähigen Teils ungleichmäßigen Verlauf der Empfindlichkeit desselben,

Fig. 6 anhand eines Blockschaltbilds den Aufbau eines PWM- Umsetzers 2a und einer Korrekturschaltung 2d, die beide in Fig. 1 gezeigt sind,

Fig. 7 in einem Schnitt den prinzipiellen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels des Laserstrahldruckers

Fig. 8 eine seitliche und eine axiale Ansicht einer fotoleitfähigen Trommel des in Fig. 7 gezeigten Laserstrahldruckers,

Fig. 9 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltung des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 10 anhand eines Blockschaltbilds den detailierten Aufbau von in Fig. 9 gezeigten Einheiten 305 und 310

Fig. 11 anhand eines Impulsdiagramms den Verlauf verschiedener Signale einer in Fig. 10 gezeigten Zähl-Steuereinrichtung 402,

Fig. 12 anhand eines Impulsdiagramms den Verlauf mehrerer von einem in Fig. 9 gezeigten Sensor erzeugter Signale,

Fig. 13A in einer schematischen Draufsicht ein Laser-Abtastsystem,

Fig. 13B anhand eines Impulsdiagramms den Verlauf von Ein/ Aus-Signalen zur Erzeugung eines Laserstrahls,

Fig. 14 anhand einer Draufsicht in Axialrichtung auf die fotoleitfähige Trommel die gegenseitige Lagebeziehung zwischen einem Potentialsensor, einem Drehstellungs- Erfassungssensor und dem Laserstrahl, und

Fig. 15 anhand eines Flußdiagramms einen von einer in Fig. 7 gezeigten Zentraleinheit 302 durchgeführten Steuerungsablauf.

Fig. 1 zeigt anhand eines Blockschaltbilds den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Bildaufzeichnungsgeräts in Form eines Laserstrahldruckers. Eine Leseeinheit 1 besteht aus einer Bildleseeinrichtung 1a, die einen Bildsensor wie eine Ladungskopplungsvorrichtung (CCD) aufweist, einem Verstärker 1b und einem A/D-Umsetzer 1c. Eine Druckereinheit 2 besteht aus einem Pulsbreiten-Modulator (PWM) 2a, einer Laseransteuereinrichtung 2b, eine Laserstrahl-Aussendeeinrichtung 2c und einer Korrekturschaltung 2d. Der Pulsbreitenmodulator 2a erzeugt auf von dem A/D-Umsetzer 1c zugeführte Bildinformationssignale hin pulsbreiten- bzw. pulsdauermodulierte Signale und steuert dadurch das Ein- und Ausschalten des Laserstrahls. Die Korrekturschaltung 2d korrigiert die Impulsdauer des von dem Pulsbreitenmodulator 2a zugeführten modulierten Signals um ein vorbestimmtes Maß in Übereinstimmung mit Korrekturdaten 3a (Laser-Einschaltzeit-Daten), die die Ungleichmäßigkeit in der Empfindlichkeit eines fotoleitfähigen Teils angeben und von einer Eingabeeinrichtung 3 zugeführt werden. Das von der Korrekturschaltung 2d korrigierte Signal wird der Laser- Ansteuereinrichtung 2b zugeführt. Die Eingabeeinrichtung 3 weist eine Digitalisiereinrichtung zur Eingabe von Daten auf, die im voraus beispielsweise auf einem Datenblatt, auf einer Magnetkarte oder in einem Festwert-Speicherchip aufgezeichnet werden und die unter Berücksichtigung der Ungleichmäßigkeit der Empfindlichkeit und der Aufladeeigenschaften des fotoleitfähigen Teils in der Axialrichtung desselben die Einschaltzeit des Lasers pro Bildelement angeben.

Fig. 2 erläutert einen Belichtungsvorgang bei dem erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungsgerät (Laserstrahldrucker), wobei Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Gemäß Fig. 2 weist eine Gleichstrom- bzw. DC-Steuereinrichtung 11 einen Strahlerfassungs-Synchronisiersignalgenerator 11a auf und führt der Laser-Ansteuereinrichtung 2b ein Videosignal zu. Eine Abtast-Ansteuerschaltung 12 steuert auf ein von der DC-Steuereinrichtung 11 zugeführtes Ansteuersignal hin einen Abtastmotor 13 derart an, daß sich dieser mit konstanter Drehzahl dreht. Ein drehbarer Polygonalspiegel 14, der beispielsweise 10 Spiegelflächen aufweist, wird von dem Abtastmotor 13 mit konstanter Drehzahl in der angegebenen Richtung gedreht, um den von der Lasereinheit 2c ausgesendeten Laserstrahl in der Weise abzulenken, daß dieser über eine Abbildungslinse 15 und einen Abtastspiegel 16 geleitet wird und eine fotoleitfähige Trommel 17, die beispielsweise aus amorphem, fotoleitfähigem Silizium besteht, in horizontaler Richtung abtastet. Ein weiterer Spiegel 18 leitet den abgelenkten Laserstrahl über ein optisches Lichtleiterkabel 19 zu dem Strahlerfassungs-Synchronisiersignalgenerator 11a, um ein Strahlerfassungs- bzw. BD-Signal zu erzeugen, das in bekannter Weise als Startsignal für die Bildaufzeichnung verwendet wird.

Fig. 3 erläutert Korrekturdaten 3a und 3b, die über die in Fig. 1 gezeigte Eingabeeinrichtung 3 eingegeben werden, wobei die Ordinate das Oberflächenpotential (in V) angibt, während die Abszisse den jeweiligen Ort (in mm) in der Axialrichtung der fotoleitfähigen Trommel angibt. Es wird angenommen, daß das durchschnittliche Dunkel-Oberflächenpotential 400 V beträgt.

In Fig. 3 gibt eine Kurve 21 die Verteilung bzw. Charakteristik des Hell-Potentials bzw. des Potentials eines hellen Bereichs der fotoleitfähigen Trommel oder die Ungleichmäßigkeit bzw. den ungleichmäßigen Verlauf der Empfindlichkeit derselben an. Punkte A und B geben das minimale bzw. das maximale Hell-Potential an. Ein Pfeil a gibt die Differenz zwischen dem durchschnittlichen Dunkel-Potential und dem minimalen Hell-Potential an, während ein Pfeil b die Differenz zwischen dem durchschnittlichen Dunkel-Potential und dem maximalen Hell-Potential angibt.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 die Funktion der in Fig. 1 gezeigten Korrekturschaltung 2d näher erläutert.

Die in Fig. 3 gezeigte Charakteristik bzw. der Verlauf 21 des Hell-Potentials, der einer gleichförmigen Belichtung entspricht, wird der Korrekturschaltung 2d aus der Eingabeeinrichtung 3 zugeführt, wodurch das Potential des Punktes A (d. h. das minimale Hell-Potential) durch eine Korrektur der Belichtung oder der Einschaltzeit des Laserstrahls in Übereinstimmung mit einer nachfolgend erläuterten Gleichung (1) auf den Wert des Potentials des Punkts B angehoben werden kann.

Bei Verwendung eines Druckers, mit dem 64 Dichtepegel bzw. Grautöne reproduzierbar sind, bestimmt die folgende Gleichung (1) die Einschaltzeit bzw. -dauer TT zur Korrektur der Ungleichmäßigkeit des Potentials an dem Punkt A für den Fall einer gleichförmigen Belichtung (beispielsweise einer Einschaltzeit von 61/64):

TT = (61/64) × (b/a) (1)

Die korrigierte Einschaltzeit TT wird von der Korrekturschaltung 2d festgelegt und der Laser-Ansteuereinrichtung 2b zugeführt, wodurch das Potential des Punkts A auf den Wert des Potentials des Punkts B angehoben werden kann. Die Einschaltzeit des Laserstrahls wird unter Zugrundelegung der von der Eingabeeinrichtung 3 zugeführten Daten über die Differenz a zwischen dem durchschnittlichen Dunkel-Potential und dem minimalen Hell-Potential sowie über die Differenz b zwischen dem durchschnittlichen Dunkel-Potential und dem maximalen Hell-Potential in axialer Richtung der fotoleitfähigen Trommel 17 für alle Bildelemente in axialer Richtung der fotoleitfähigen Trommel 17 korrigiert. Auf diese Weise wird das Hell-Potential in axialer Richtung der fotoleitfähigen Trommel 17 vergleichmäßigt bzw. auf einen gleichmäßigen Verlauf eingeregelt.

Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel für die fotoleitfähige Trommel 17 amorphes Silizium verwendet wird, kann eine E/V- Charakteristik bzw. der Zusammenhang zwischen dem Potential und der Beleuchtungsstärke des fotoleitfähigen Teils bzw. der fotoleitfähigen Trommel 17 durch eine in Fig. 4 gezeigte Funktion erster Ordnung ausgedrückt werden. Folglich ist es möglich, die Steuerung der Einschaltzeit des Laserstrahls zu vereinfachen und die Ungleichmäßigkeit der Empfindlichkeit der fotoleitfähigen Trommel 17 nicht nur für das Hell-Potential, sondern auch für Zwischentönen entsprechende Potentiale präzise zu korrigieren, wodurch ein Bild mit hoher Qualität erzielbar ist.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Pulsbreitenmodulators 2a und der in der gleichen Figur gezeigten Korrekturschaltung 2d. Ein durch das Strahlerfassungssignal BD rücksetzbarer Zähler 21 gibt die Abtastposition des Strahls an und wird zum Zählen von Bildelement- Taktimpulsen verwendet. Eine Speichereinrichtung in Form eines Korrektur-Festwertspeichers 22 gibt auf ein Ausgangssignal des Zählers 21 hin Korrekturdaten für das Bildsignal ab. Eine Recheneinheit 23 korrigiert das von dem A/D-Umsetzer 1c gelieferte digitale Bildsignal in Übereinstimmung mit den Korrekturdaten aus dem Korrektur- Festwertspeicher 22. Eine Pulsbreiten-Modulationsschaltung 24 setzt die korrigierten Bildsignale aus der Recheneinheit 23 in ein pulsbreitenmoduliertes Signal um.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der in Fig. 6 gezeigten Schaltung näher erläutert. Der Zähler 21 zählt die ihm zugeführten Bildelemet-Taktimpulse und liefert dem Korrektur- Festwertspeicher 22 ein Lagesignal, das die Abtastposition der bzw. auf der fotoleitfähigen Trommel 17 angibt. Der Korrektur-Festwertspeicher 22, in welchem im voraus der Charakteristik des zu verwendenden fotoleitfähigen Teils, wie z. B. der in Fig. 3 gezeigten Charakteristik entsprechende Korrekturdaten gespeichert sind, gibt auf das Lagesignal des Zählers 21 hin für jedes Bildelement Korrekturdaten ab. Die Recheneinheit 23 verarbeitet das digitale Bildsignal und die für jedes Bildelement der jeweiligen Abtastposition des fotoleitfähigen Teils entsprechenden Korrekturdaten und gibt ein korrigiertes Bildsignal ab, das in Übereinstimmung mit den Potentialeigenschaften bzw. dem Potentialverlauf des fotoleitfähigen Teils korrigiert ist und das von der Pulsbreiten- Modulationsschaltung 24 in ein pulsbreitenmoduliertes Signal umgesetzt wird, das der Laser-Ansteuereinrichtung 2b zugeführt wird.

Bei dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Einschaltzeit des Laserstrahls in Übereinstimmung mit der von der Eingabeeinrichtung 3 gemäß der Darstellung in Fig. 3 eingegebenen Kennlinie 21 des Hell-Potentials korrigiert. Wenn für die fotoleitfähige Trommel 17 amorphes Silizium verwendet wird, kann die Korrektur jedoch auch auf die folgende Weise durchgeführt werden.

Ein fotoleitfähiges Teil aus amorphem Silizium wird durch Ablagerung auf einem Metallsubstrat gebildet, indem Silangas, Wasserstoffgas und eine geringe Menge eines Dotiergases durch Plasmaentladung unter einem Druck von 0,8 bis 0,1 Torr bzw. von 106 bis 13 Pa zersetzt werden. Es ist experimentell bewiesen, daß die Verteilung der Empfindlichkeit in Abhängigkeit von dem Gasemissions-Verfahren, einer Rohrposition, der Verteilung der Entladung usw., in einer der in Fig. 5A bis 5C gezeigten Formen auftritt. Durch Angabe des in Fig. 3 gezeigten durchschnittlichen Dunkel-Potentials und einer der in den Fig. 5A bis 5C gezeigten Muster bzw. Kennlinien ist es daher möglich, den Eingabevorgang für die Kennlinie 21 des Hell- Potentials bzw. den hierfür nötigen Aufwand deutlich herabzusetzen.

Gemäß vorstehender Beschreibung sind erfindunsgemäß demnach eine Eingabeeinrichtung, mit der die Einschaltzeit des Laserstrahls für jedes Bildelement des Bildsignals entsprechend der Verteilung bzw. dem Verlauf der Empfindlichkeit in axialer Richtung des fotoleitfähigen Teils eingebbar ist, sowie eine Korrektureinrichtung zur Korrektur der Laser-Belichtungszeit in Übereinstimmung mit den von der Eingabeeinrichtung zugeführten Einschaltzeitdaten vorgesehen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Ungleichmäßigkeit der Empfindlichkeit des fotoleitfähigen Teils in Form einer Trommel nicht nur für das Hell-Potential desselben, sondern auch für Zwischentöne präzise zu korrigieren.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 15 näher erläutert. Diese Figuren zeigen im einzelnen folgendes: Fig. 7 schematisch in einer seitlichen Schnittansicht einen Laserstrahldrucker, Fig. 8 zwei verschiedene Ansichten einer fotoleitfähigen Trommel, Fig. 9 und 10 Blockschaltbilder einer Oberflächenpotential- Steuerschaltung für die fotoleitfähige Trommel, Fig. 11 ein Impulsdiagramm verschiedener Signale einer in Fig. 10 dargestellten Zähl-Steuerschaltung 402, Fig. 12 ein Impulsdiagramm von über eine Binärmarkierung 730 erhaltenen Signale, Fig. 13A schematisch den Aufbau eines Laser-Abtastsystems, Fig. 13B ein Impulsdiagramm der Ein- und Ausschaltzeiten des Laserstrahls bei einer Potentialmessung und bei einer Bildaufzeichnung, Fig. 14 die in axialer Richtung der fotoleitfähigen Trommel gesehene gegenseitige Lagebeziehung zwischen einem Potentialsensor, einem Drehstellungssensor und dem Laserstrahl, und Fig. 15 anhand eines Flußdiagramms einen von einer Zentraleinheit 302 durchgeführten Steuerungsablauf zur Korrektur des Potentials.

Die Funktionsweise des Laserstrahldruckers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 13A näher erläutert.

Gemäß Fig. 7 wird eine im Uhrzeigersinn rotierende fotoleitfähige Trommel 111 von einem Lader 108 gleichförmig aufgeladen. Ein von einer Laserdiode 704 ausgesendeter Laserstrahl wird über einen Spiegel 106 auf die fotoleitfähige Trommel 111 gerichtet und tastet diese mittels eines mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Polygonalspiegels 105 in axialer Richtung ab, wodurch in einer einzigen Abtastbewegung eine Haupt-Abtastzeile gebildet wird.

Der Laserstrahl wird für jedes Bildelement ein- und ausgeschaltet und ändert dadurch das Oberflächenpotential der fotoleitfähigen Trommel 111 in der Weise, daß ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird. Die zeitliche Steuerung des Bildsignals in der Haupt-Abtastrichtung wird durch einen Strahldetektor 703 festgelegt. In der Umgebung der Lage des Strahldetektors 703 wird der Laserstrahl stets eingeschaltet, um eine Erfassung der Abtastposition des Laserstrahls zu ermöglichen. Die Synchronisation in der Hauptabtastrichtung wird durchgeführt, indem das Bildsignal 30 eine vorbestimmte Zeit nach einem Strahlerfassungssignal freigegeben bzw. der Laserdiode 704 zugeführt wird. Das auf der fotoleitfähigen Trommel 111 erzeugte elektrostatische Ladungsbild wird mittels einer Entwicklungstrommel 109 durch Ablagerung von Toner sichtbar gemacht. Das sichtbare bzw. entwickelte Bild wird mittels eines Übertragungsladers 110 auf ein Aufzeichnungs- bzw. Bildempfangsblatt 114 übertragen.

Das Bildempfangsblatt 114 wird daraufhin zur Wärmefixierung des Bilds zu einer Fixiereinheit 101 transportiert. Anschließend wird es von Ausstoßwalzen 102 auf eine Ablage 103 ausgestoßen. Das Bildempfangsblatt 114 wird mittels Zuführwalzen 112 von einer Kassette 113 her zugeführt.

Das Oberflächenpotential der fotoleitfähigen Trommel 111 ist unvermeidbar mit Schwankungen behaftet, die auf mögliche Ungleichmäßigkeiten in ihren Eigenschaften bzw. ihrer Empfindlichkeit zurückzuführen sind. Dies führt schließlich zu Schwankungen in der Dichte des auf dem Bildempfangsblatt 114 ausgebildeten Bilds. Selbst wenn die fotoleitfähige Trommel 111 von dem Laserstrahl gleichmäßig belichtet wird, schwankt daher das Oberflächenpotential in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ort auf der Trommel 111. Nachfolgend wird das durch die Belichtung mit dem Laserstrahl auf der Trommel 111 erzielte Oberflächenpotential als V_L bezeichnet.

Zur Stabilisierung bzw. Konstanthaltung des Potentials V_L ist eine Potentialsteuerung vorgesehen, bei der der Schreib- bzw. Ansteuerstrom der Laserdiode 704 in der Weise geregelt wird, daß die Schwankungen des Oberflächenpotentials der fotoleitfähigen Trommel 111 korrigiert werden, wodurch sich die Intensität des Laserstrahls entsprechend ändert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Potentialsteuerung nur einmal zu Beginn der Stromzufuhr zu dem Gerät durchgeführt. Die Potentialsteuerung kann zweckmäßig auch vor dem Beginn eines Aufzeichnungsvorgangs durchgeführt werden.

Wenn die Potentialsteuerung eingeleitet wird, wird die Entwicklungstrommel 109 angehalten und eine Wechselstromkomponente einer Entwicklungsspannung ausgeschaltet, während eine Gleichstromkomponente derselben eingeschaltet bleibt, um die Ablagerung von Toner auf der fotoleitfähigen Trommel 111 zu verhindern. Der Lader bzw. Primärlader 108 bleibt selbstverständlich eingeschaltet. Unter diesen Bedingungen wird die fotoleitfähige Trommel 111 ohne die Zufuhr eines Bildempfangsblatts in gleicher Weise wie bei einem Aufzeichnungsvorgang gedreht und der Laserstrahl wird gemäß der Darstellung in Fig. 13B kontinuierlich ausgesendet.

• (1) Anschließend wird das Oberflächenpotential der fotoleitfähigen Trommel 111 an jedem Kreuzungspunkt von 16 Abschnitten in der axialen Richtung und 16 Abschnitten des Umfangs der fotoleitfähigen Trommel 111 gemessen (d. h. insgesamt an 256 Kreuzungspunkten).
• (2) Für jeden dieser Kreuzungspunkte der fotoleitfähigen Trommel 111 wird die Differenz zwischen dem gemessenen Oberflächenpotential V_L und einem Ziel- bzw. Sollpotential V_L bestimmt. Die zur Kompensation dieser Differenz erforderliche Erhöhung oder Verringerung der Intensität des Laserstrahls wird berechnet und ein optimaler Ansteuerstrom für die Laserdiode auf diese Weise bestimmt.
• (3) Der derart bestimmte Ansteuerstrom für die Laserdiode bzw. der Laserstrom wird in einer nicht gezeigten, später erläuterten Laser-Steuerschaltung gespeichert.
• (4) Mit dem gemäß (3) bestimmten Wert wird der unter (1) beschriebene Vorgang wiederholt.
  Der gleiche Vorgang wird mehrere Male wiederholt, um das Oberflächenpotential V_L jedes Punkts bzw. jedes Kreuzungspunkts der Trommel 111 mit dem Sollpotential V_L in Übereinstimmung zu bringen.
  Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dieser Vorgang allerdings nicht wiederholt, da die gewünschte Steuerung bzw. die gewünschte Kompensation auch erreicht werden kann, wenn dieser Vorgang nur einmalig durchgeführt wird.
• (5) Die Potentialsteuerung ist hiermit beendet.

Bei dem tatsächlichen Aufzeichnungsvorgang ruft die Laser- Steuerschaltung aufeinanderfolgend denjenigen Wert des Ansteuerstroms für die Laserdiode ab, der den jeweiligen von dem Laserstrahl belichteten Ort auf der fotoleitfähigen Trommel 111 entspricht. Fig. 13B zeigt gleichfalls die Aussendung des Laserstrahls während des tatsächlichen Aufzeichnungsvorgangs.

Die Einzelheiten der Potentialsteuerung bei diesem Ausführungsbeispiel werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 15 näher erläutert. Zunächst wird das Verfahren der Aufteilung der fotoleitfähigen Trommel 111 in ihrer axialen und ihrer Umfangsrichtung beschrieben. Gemäß der in Fig. 8 gezeigten Darstellung der Stirnfläche der fotoleitfähigen Trommel 111 erfolgt die Aufteilung in der Umfangsrichtung in der Weise, daß an die Stirnfläche der Trommel 111 schwarze Markierungen angebracht werden, die mittels Reflexions-Fotosensoren 204 bis 208 gelesen bzw. erfaßt werden. Jeder Reflexions- Fotosensor besteht aus einer Leuchtdiode und einer Fotodiode, wobei das von der jeweiligen Leuchtdiode ausgesendete und von einer Objektebene reflektierte Licht von der jeweils zugeordneten Fotodiode erfaßt wird.

Die Markierungen setzen sich aus Zeitgeber-Markierungen 40, welche die Aufteilungspunkte zur gleichmäßigen Aufteilung der Umfangsfläche der Trommel 111 in 16 Abschnitte angeben, sowie aus Binärmarkierungen 30 zusammen, die den Ort des jeweiligen Aufteilungspunkts angeben. Jede Binärmarkierung 30 besteht aus vier Markierungen, die, gerechnet vom Zentrum der Trommel zu ihrer Außenseite hin, jeweils ein Bit mit der Wertigkeit 2⁰, 2¹, 2² und 2³ darstellen, wodurch hexadezimale Zahlen im Bereich von 0_h bis f_h darstellbar sind. Fig. 12 zeigt anhand eines Impulsdiagramms die Signale, die durch Ablesen der Zeitgeber-Markierungen 40 und der Binärmarkierungen 30 mittels der Reflexions-Fotosensoren 204 bis 208 erhalten werden. Mit den Zeitgeber-Markierungen 40 werden Abtast- bzw. Strobesignale zum Abtasten der Binärmarkierungen 30 erzeugt. Die Aufteilung in axialer Richtung der Trommel wird mittels eines Motors 203 erreicht, durch dessen Drehung ein Potentialsensor 202 entlang der Achse der fotoleitfähigen Trommel 111 bewegt wird. Mittels eines Durchlaß-Fotosensors bzw. einer Lichtschranke 209, die aus einer Leuchtdiode und einer gegenüberliegenden Fotodiode besteht, und mittels einer Licht-Abschirmplatte 210 wird die Ausgangsposition des Potentialsensors 202 erfaßt. Wenn der Potentialsensor 202 zu der Ausgangsposition bewegt wird, unterbricht die Licht-Abschirmplatte 210 in der Lichtschranke 209 das von der Leuchtdiode auf die Fotodiode gerichtete Licht, worauf der Motor 203 angehalten wird. Da die axiale Länge der fotoleitfähigen Trommel 111, die Ausgangsposition sowie die Bewegungsgeschwindigkeit des Potentialsensors 202 bekannt sind, kann ein in Fig. 9 gezeigter Mikroprozessor 301 den Potentialsensor 202 durch geeignete Zeitsteuerung an den Ort von Aufteilungspunkten bringen, welche die Trommel 111 in axialer Richtung in jeweils 1/16 ihrer Länge messende Abschnitte unterteilen. Auf diese Weise wird die axiale Länge und die Umfangsfläche der fotoleitfähigen Trommel 111 jeweils in 16 gleich große Abschnitte aufgeteilt, wodurch 256 reproduzierbare Kreuzungspunkte erhalten werden.

Der in Fig. 9 gezeigte Mikroprozessor 301 führt einen Großteil der Potentialsteuerung durch. In einem Festwertspeicher bzw. ROM 302 ist ein von dem Mikroprozessor 301 durchzuführender Steuerungsablauf gespeichert. Ein Schreib-Lesespeicher bzw. RAM 303 dient als Arbeitsspeicher. Der Verstärker 308 verstärkt das Ausgangssignal des Potentialsensors 202. Ein A/D-Umsetzer 307 setzt das Ausgangssignal des Verstärkers 308 in ein digitales Signal um. Eine Oberflächenpotential-Leseeinheit 304 bestimmt aus dem digitalen Signal des A/D-Umsetzers 307 das Oberflächenpotential. Eine Motor-Steuereinrichtung 306 steuert auf Anweisung des Mikroprozessors bzw. der Zentraleinheit 301 den Motor 203 in der Weise an, daß der Potentialsensor 202 zu einer gewünschten Position gebracht wird. Eine Wellenformerschaltung 316 formt ein Strahlerfassungssignal des Strahldetektors 703 und die Erfassungssignale der Reflexions-Fotosensoren 204 bis 208 und führt die geformten Signale einer Trommelort-Erfassungseinheit 310 zu. Eine Laser-Ansteuerschaltung 309 steuert die Laserdiode in Übereinstimmung mit ihr zugeführten Ein/Aus-Signalen an. Eine Laserstrom-Steuereinheit 305 führt der Laser-Ansteuerschaltung 309 in Abhängigkeit von dem Bildsignal, dem Strahlerfassungssignal und einem Positions- bzw. Ortssignal der fotoleitfähigen Trommel die Ein/Aus-Signale und ein Stromsteuersignal zur Steuerung der Intensität der Lichtausstrahlung des Lasers bzw. der Laserdiode zu. Fig. 10 zeigt den genauen Aufbau der Laserstrom-Steuereinheit 305 und der Trommelort- Erfassungseinheit 310, wobei Zahlen an den gezeigten Signalleitungen die jeweilige Anzahl von Bits angeben.

Nachfolgend wird der Ablauf der Potentialsteuerung bzw. der Potentialmessung unter Bezugnahme auf Fig. 15, die anhand eines Flußdiagramms den entsprechenden Steuerungsablauf des Mikroprozessors 301 zeigt, sowie auf die Fig. 9 und 10 näher erläutert. Auf einen entsprechenden Befehl eines nicht gezeigten Hauptprozessors hin, der der Steuerung des gesamten Druckers dient, verzweigt der Mikroprozessor 301 zu einem Potentialkorrektur-Steuerungsablauf. Zu diesem Zeitpunkt wird die fotoleitfähige Trommel 111 bereits gedreht und den Ladern wird die nötige Hochspannung zugeführt, wie bereits erläutert wurde. Zunächst initialisiert der Mikroporzessor 301 Bereiche bzw. Speicherstellen LCTR und MCTR des RAM 303 und setzt ein Laseransteuer-Freigabesignal für eine in der Laserstrom- Steuereinheit 305 befindliche Lasersteuerschaltung 405 gemäß Fig. 10 zurück, wodurch die Lasereinheit bzw. die Laserstrom- Steuereinheit 305 gesperrt bzw. außer Betrieb gesetzt wird. Die genannte Speicherstelle LCTR ist ein nicht gezeigter Zähler, der diejenige Adresse im RAM 303 angibt, die dem axialen Ort auf der Trommel entspricht, während die Speicherstelle MCTR ein nicht gezeigter Zähler ist, der diejenige Adresse im RAM 303 angibt, die der Drehrichtung bzw. der Drehlage der Trommel entspricht. Daraufhin wird in der gesamten Speicherfläche eines Zweifachzugriff- bzw. Dual-Port-RAM 404 ein Standard-Laserstrom eingestellt. Anschließend wird das Dual-Port-RAM 404 zu der Laser-Ansteuerschaltung 309 umgeschaltet. Daraufhin wird ein V_L-Messung-Startsignal erzeugt, um die Lasersteuerschaltung 405 in eine Betriebsart zur Messung von V_L zu bringen. Auf das Laser-Ansteuerfreigabesignal hin führt die Laser-Ansteuerschaltung 309 daher eine D/A-Umsetzung von 8-Bit-Daten des Dual-Port-RAM 404 durch, um die Aussendung eines Laserstrahls freizugeben. In einem Schritt 901 wird in der Lasersteuerschaltung 405 schließlich das Laseransteuer-Freigabesignal gesetzt, um den Laser bzw. die Laserdiode über die Laser-Ansteuerschaltung 309 zu aktivieren.

Nach der Aussendung des Laserstrahls wartet der Ablauf in einem Schritt 902 eine Sekunde lang, bis ein von dem Laserstrahl belichteter Bereich der Trommel 111 den Potentialsensor 202 erreicht.

In einem Schritt 903 liest der Mikroporzessor die in einem Zwischenspeicher 401 der Trommelort-Erfassungseinheit 310 gespeicherten Daten und wartet auf das Erreichen einer neuen bzw. der nächsten Binärmarkierung, um bei der nächsten Binärmarkierung die Potentialsteuerung durchzuführen.

In einem in Fig. 15 gezeigten Folgeschritt 904 wird das Oberflächenpotential V_L der Trommel 111 aus der Oberflächenpotential- Leseeinheit 304 ausgelesen und die zu Erzielung des Sollpotentials V_L erforderliche Intensität des Laserstrahls berechnet.

Zur Erläuterung eines Schritts 905 wird nun auf Fig. 14 Bezug genommen, die die fotoleitfähige Trommel 111, den Potentialsensor 202 und die Markierungs-Detektoren bzw. Reflexions- Fotosensoren 204 bis 208 zeigt, welche jeweils um 45° zu dem einfallenden Laserstrahl versetzt sind. Bei der Erfassung einer Binärmarkierung entspricht das von dem Potentialsensor 202 erfaßte Oberflächenpotential daher der Position einer Binärmarkierung, die bzw. deren angezeigter Wert um 12 (dezimal) größer als der der genannten bzw. erfaßten Binärmarkierung ist. Bei dem Aufzeichnungsvorgang muß zu dem Wert der von den Reflexions-Fotosensoren 204 bis 208 erfaßten Binärmarkierung zusätzlich die Zahl 2 (dezimal) addiert werden, um die Aussendung eines Laserstrahls mit dem jeweiligen Laserstrom zu bewirken. Demgemäß wird zu dem Wert der erfaßten Binärmarkierung insgesamt die Zahl 14 (dezimal) addiert, wobei ein Übertrag nicht beachtet wird. Das Dual-Port-RAM 404 ist zu 8 Bit × 256 organisiert und besitzt acht Adreßleitungen, wobei der Wert der Binärmarkierung in den oberen vier Bits der Adreßleitungen eingestellt wird. Die temporäre Speicherung der Stärke des Laserstroms im RAM 303 wird mit der gleichen Anordnung wie bei dem Dual-Port-RAM 404 durchgeführt. Demgemäß wird in einem Schritt 905 die Zahl E (hexadezimal) addiert und in einem Schritt 906 der korrigierte Laserstrom in dem RAM 303 gespeichert.

Auf diese Weise wird die Potentialsteuerung für einen Punkt in der Umfangsrichtung der Trommel 111 beendet. Daraufhin wird der Inhalt des Zählers MCTR um 1 erhöht und in einem Schritt 907 entschieden, ob dieser den Zählstand 10 (hexadezimal) erreicht hat. Wenn dies nicht der Fall ist, verzweigt der Ablauf von dem Schritt 907 zu dem Schritt 903 zurück, um das Erreichen der nachfolgenden Binärmarkierung abzuwarten. Wenn der Zählstand des Zählers MCTR im Schritt 907 hingegen den Wert 10 (hexadezimal) hat, zeigt dies die Beendigung der Potentialsteuerung an 16 Punkten entlang des gesamten Umfangs der Trommel 111 an, worauf der Motor 203 zum Antrieb des Potentialsensors 202 eingeschaltet wird, um den Potentialsensor 202 in einem Schritt 908 zu dem nächsten Punkt zu versetzen.

Daraufhin wird der Inhalt des Zählers LCTR um 1 erhöht und in einem Schritt 909 überprüft, ob dieser den Zählstand 10 (hexadezimal) erreicht hat. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt der Ablauf zu dem Schritt 903 zurück, um entlang des Umfangs der Trommel 111 Potentialsteuerungen durchzuführen.

Wenn im Schritt 909 hingegen festgestellt wird, daß der Zähler LCTR den Zählstand 10 (hexadezimal) erreicht hat, was die Beendigung von 16 Zyklen bzw. Durchläufen des beschriebenen Steuerungsablaufs angibt, sind alle Werte des Laserstroms in dem RAM 303 gespeichert. Diese Werte werden dann in einem Schritt 910 in das Dual-Port-RAM 404 übertragen.

Auf diese Weise wird die Potentialsteuerung abgeschlossen.

Nachfolgend wird der Ablauf eines Aufzeichnungsvorgangs näher erläutert. Gemäß Fig. 10 wird das Dual-Port-RAM 404 auf die Laser-Ansteuerschaltung 309 ein- bzw. umgestellt und in einer Zähler-Steuereinrichtung 402 für den Schritt einer Aufzeichnung wird ein Zähler-Freigabesignal 409 gesetzt.

Es wird nun auf Fig. 11 Bezug genommen, die verschiedene Signale der Zähler-Steuereinrichtung 402 in positiver Logik zeigt. Wenn ein Zähler-Freigabesignal 409 gesetzt wird, wird ein Rücksetzsignal 407 beim Beginn eines unmittelbar nachfolgenden Strahlerfassungssignals 406 ausgeschaltet, worauf die Zähler-Steuereinrichtung 402 mit dem Ende des Strahlerfassungssignals 406 Taktimpulse 410 zu zählen beginnt, welche eine ungefähr 10 mal höhere Frequenz als Zähler-Taktimpulse 408 haben. Die Zeit, die der Laserstrahl benötigt, um von dem Strahldetektor 703 zu der Ausgangsposition des Potentialsensors 202 zu wandern, ist im voraus bekannt. Auch die Zeit zum Erreichen der vorstehend genannten Teilungspunkte ist bekannt. Die Zähler-Steuereinrichtung 402 mißt die Zeit bzw. diese Zeiten durch Zählen der Taktimpulse 410 und erzeugt für jeden der 16 Teilungspunkte einen Zähler-Taktimpuls 408.

Die Zähler-Taktimpulse 408 werden einem Takt-Eingangsanschluß eines 4-Bit-Aufwärtszählers 403 zugeführt, der diese Taktimpulse aufwärtszählt bzw. aufsummiert. Der 4 Bit breite Ausgangsanschluß des Aufwärtszählers 403 ist an die den vier niederwertigen Bits entsprechenden Adreßleitungen des Dual- Port-RAM 404 angeschlossen, an dessen an den höherwertigen vier Bits entsprechenden Adreßleitungen das Ausgangssignal bzw. der Wert der jeweiligen Binärmarkierung 30 anliegt. Daher werden in Übereinstimmung mit der Hauptabtastung durch den Laserstrahl (d. h. in axialer Richtung der Trommel 111) und der Unterabtastung (die durch die Drehung der Trommel 111 zustande kommt) die korrigierten Werte des Laserstroms aufeinanderfolgend aus dem Dual-Port-RAM 404 ausgelesen und in der Laser-Ansteuerschaltung 309 eingestellt. Wie bereits vorstehend erläutert wurde, entspricht die Beziehung zwischen dem aus dem Dual-Port-RAM 404 ausgelesenen Wert des Laserstroms und der jeweiligen Position des Auftreffpunkts des Laserstrahls auf der fotoleitfähigen Trommel 111 im Verhältnis 1 : 1 der jeweiligen Lagebeziehung bei der Potentialsteuerung. Folglich werden Schwankungen des Oberflächenpotentials der Trommel 111 präzise korrigiert, so daß ein befriedigendes Bild ohne Dichteschwankungen erzielbar ist.

Obgleich vorstehend als Ausführungsbeispiele des Bildaufzeichnungsgeräts monochrome Laserstrahldrucker beschrieben wurden, ist die Erfindung gleichwohl auch bei einem Farb- Laserstrahldrucker mit mehreren Trommeln bzw. Entwicklungstrommeln anwendbar, um ein Farbbild mit befriedigender Farbwiedergabe zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung ist ferner nicht nur bei den beschriebenen Laserstrahldruckern, sondern bei solchen Druckern bzw. Aufzeichnungsgeräten anwendbar, bei denen Leuchtdioden oder eine Kathodenstrahlröhre zur Aufzeichnung verwendet werden.

Claims (7)

1. Bildaufzeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungsein­ richtung zumm Ausbilden eines Bildes auf einem Aufzeichnungs­ medium, einer Speichereinrichtung und einer Speichereinrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (22; 303; 404) die Daten des Oberflächenzustandes des Auf­ zeichnungsmediums (17; 111) in Abhängigkeit vom Ort des Aufzeichnungsmediums speichert, und daß die Steuereinrich­ tung (23; 301; 405) bei der Bildaufzeichnung die dem jewei­ ligen Aufzeichnungsort auf dem Aufzeichnungsmedium entspre­ chenden Daten aus der Speichereinrichtung ausliest und die Betriebsparameter der Aufzeichnungseinrichtung (2b, 2c; 309) in Übereinstimmung mit diesen Daten steuert.

2. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Detektoreinrichtung (202) zur Erfas­ sung des Oberflächenzustands jedes Ortes auf dem Aufzeich­ nungsmediums (17; 111) vorgesehen ist, und daß die aus der Speichereinrichtung (22; 303; 404) ausgelesenen Daten von dem Erfassungsergebnis der Detektoreinrichtung abhängig sind.

3. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit der Detektoreinrichtung (202) das auf dem Aufzeichnungsmedium (17; 111) herrschende Oberflä­ chenpotential erfaßbar ist.

4. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeich­ nungseinrichtung (2b, 2c; 309) eine Laserstrahl-Aussende­ einrichtung (2c) zur Belichtung des Aufzeichnungsmediums (17; 111) aufweist und daß mit der Steuereinrichtung (23; 301; 405) der der Laserstrahl-Aussendeeinrichtung zugeführte Strom in Übereinstimmung mit den Daten steuerbar ist.

5. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit der Steuereinrichtung (23; 301; 405) die Dauer des Strahls in Übereinstimmung mit den gespeicher­ ten Daten steuerbar ist.

6. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsme­ dium (17; 111) ein photoleitfähiges Teil aus amorphem Sili­ cium aufweist.

7. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsme­ dium (17; 111) eine photoleitfähige Trommel ist, und daß die in der Speichereinrichtung (22; 303; 404) gespeicherten Daten den Oberflächenzustand an Orten in axialer Richtung der photoleitfähigen Trommel darstellen.