DE3744332A1 - Mehrstrahl-abtastsystem mit synchronsignalerzeugung aufgrund einzelstrahlerfassung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrahl-Abtastvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und insbe­ sondere ein Mehrstrahl-Abtastsystem mit Synchronsignal­ erzeugung aufgrund einer Einzelstrahlerfassung sowie vorzugsweise eine Bilderzeugungsvorrichtung, wie bei­ spielsweise einen Laserdrucker mit einem Abtastbelich­ tungsschritt durch einen Mehrlaserstrahl und einem Druckschritt durch einen elektrophotographischen Prozeß.

In jüngster Zeit ist ein Laserdrucker mit einem Abtast­ belichtungsschritt durch einen Laserstrahl und einem Druckschritt durch einen elektrophotographischen Prozeß verwirklicht worden.

Als ein Laserdrucker dieser Art wurde ein Drucker, der ein Mehrstrahl-Abtastsystem verwendet, in jüngster Zeit entwickelt. Bei diesem Drucker wird eine Vielzahl von Strahlen erzeugt, und eine Vielzahl von Linien wird durch diese Strahlen abgetastet, um dadurch die Druck­ geschwindigkeit zu steigern.

In einem derartigen Laserdrucker verläuft eine Vielzahl von Strahlen auf einem einzigen Strahlerfassungsabschnitt, und ein Synchronsignal (Horizontal-Synchronsignal) in einer Abtastrichtung wird gemäß einer gesamten Licht­ menge der Vielzahl von Strahlen gebildet.

Jedoch verläuft bei der oben beschriebenen Vorrichtung die Vielzahl von Strahlen auf dem einzigen Strahler­ fassungsabschnitt, was zu einer geringen Stabilität einer Ausgangswellenform führt.

Beispielsweise ist eine Position in einer Hauptabtast­ richtung versetzt, und ein Zittern wird im Horizontal- Synchronsignal erzeugt. In diesem Fall sind Komponenten eines Bildes, beispielsweise vertikale Linien, verzerrt, und die Qualität insbesondere eines sehr feinen Bildes ist herabgesetzt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine neuartige und verbesserte Mehrstrahl-Abtastvorrichtung zu schaffen, bei der ein Synchronsignal auf der Grund­ lage einer Einzelstrahlerfassung erzeugt wird, um so den üblichen Nachteil auszuschließen, bei dem, da eine Vielzahl von Strahlen auf einem einzigen Strahl­ erfassungsabschnitt verläuft, Mengen und Formen der auf den Strahlerfassungsabschnitt einfallenden Strah­ len instabil werden, was zu einer schwachen Ausgangs­ wellenform führt, d. h., es soll eine Vorrichtung ange­ geben werden, bei der lediglich ein einziger Strahl auf einem Strahlerfassungsabschnitt verläuft, so daß die Menge und Form des auf den Strahlerfassungsab­ schnitt einfallenden Strahlen stabil wird und eine stabile und genaue Ausgangswellenform von dem Strahl­ erfassungsabschnitt erhalten werden kann; außerdem soll eine Mehrstrahl-Abtasttyp-Bilderzeugungsvorrichtung angegeben werden, in der ein sehr feines Bild verar­ beitet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Mehrstrahl-Abtastvorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 er­ findungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Patentansprüchen 2 bis 14.

Die Erfindung schafft also eine Mehrstrahl-Abtastvor­ richtung mit einer Lichtquelle zum Erzeugen einer Viel­ zahl von Lichtstrahlen und einer optischen Abastein­ richtung zum Richten der Strahlen bezüglich des vorbe­ stimmten Abtastbereiches eines abzutastenden Objektes, einer Strahlerfassungseinrichtung zum Erfassen eines der durch die optische Abtasteinrichtung abgetasteten Strahlen, einer Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Synchronsignales aufgrund eines erfaßten Ausgangssignales von der Strahlerfassungsein­ richtung und einer Signalerzeugungseinrichtung zum Er­ zeugen von Steuersignalen zum Ansteuern der Lichtquelle gemäß dem Synchronsignal von der Synchronsignal-Erzeu­ gungseinrichtung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsvordersicht einer Anordnung eines Laserdruckers,

Fig. 2 eine perpektivische Darstellung zur Erläute­ rung, wie ein Laserstrahl auf einen photo­ sensitiven bzw. lichtempfindlichen Körper einstrahlt,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläu­ terung einer Anordnung eines Halbleiter- Laseroszillators,

Fig. 4A bis 4C Vordersichten verschiedener Arten der Anordnung von Fig. 3,

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung, wie der Laserstrahl den lichtempfindlichen Körper abtastet,

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung einer Lagebeziehung zwischen Punkten des Laser­ strahles in einer Hauptabtastrichtung,

Fig. 7A und 7B Darstellungen zur Erläuterung einer Anordnung eines Strahldetektors,

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Steuergliedes,

Fig. 9 ein Schaltbild eines Strahldetektors,

Fig. 10 ein elektrisches Schaltbild einer Anordnung eines Laserabtast-Zeitsteuer-Steuergliedes,

Fig. 11 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Be­ triebs der Anordnung von Fig. 10,

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Anordnung eines Videotaktgenerators,

Fig. 13 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des zeit­ lichen Ablaufes des Betriebs eines Haupt­ teils der Anordnung von Fig. 12, und

Fig. 14 ein elektrisches Schaltbild einer Anordnung eines Lasermodulators.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt beispielsweise einen Laserdrucker 199, auf den eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt ist. Dieser Laserdrucker ist mit einem Hilfssystem, wie beispielsweise einem externen Rechner oder Wortprozessor, über ein (nicht gezeigtes) Kabel verbunden, und liefert (druckt) ein Bild auf einem Papier­ blatt in einer vorbestimmten Farbe gemäß Punktbilddaten, die von dem Hilfssystem eingespeist sind. In Fig. 1 ist ein trommelähnlicher lichtempfindlicher Körper 200 als ein Bildträger dargestellt, der mittels einer (nicht ge­ zeigten) Antriebsquelle in Pfeilrichtung umläuft. Wei­ terhin sind eine Ladeeinheit 201, eine Entwicklungsein­ heit 206, eine Vorübertragungs-Entladelampe 207, eine Übertragungs-Ladeeinheit 208, eine Trenn-Ladeeinheit 209, eine Reinigungseinheit 210 und eine Entladeeinheit 211 in der angegebenen Reihenfolge um eine Umfangsfläche des lichtempfindlichen Körpers 200 entlang dessen Dreh­ richtung angeordnet.

Eine Papierzufuhreinheit 213 ist an einer Seite unter­ halb des lichtempfindlichen Körpers 200 angeordnet und liefert Papier P zu einer Position unterhalb des licht­ empfindlichen Körpers 200. Die Einheit 213 umfaßt lös­ bare obere und untere Papierzufuhrkassetten 214 und 215, die eine Vielzahl von Papierblättern P enthalten, Papier­ zufuhrwalzen 216 und 217 zum Herausgreifen eines Papier­ blattes P nacheinander aus den Kassetten 214 und 215, einen Hand-Papierzufuhrtrog 219, der an einer Hand-Papier­ zufuhröffnung 218 vorgesehen ist, welche oberhalb der oberen Papierzufuhrkassette 214 liegt, zwei Papier­ förderwalzen 220 zum Fördern des vom Trog 219 einge­ speisten Papieres P und zwei Registerwalzen 221 zum Ausrichten einer Förderkante des durch die Walzen 216, 217 und 220 geförderten Papieres und zum Liefern des Papieres synchron mit einem Bild auf den lichtempfind­ lichen Körper 200.

Durch die Registerwalzen 221 gefördertes Papier P wird zu einem Abschnitt der Übertragungs-Ladeeinheit 208 gelie­ fert und dort in Berührung mit der Oberfläche des licht­ empfindlichen Körpers 200 gebracht. Daher wird ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Körper 200 auf das Papier P durch die Ladeeinheit 208 übertragen. Papier P, auf das das Tonerbild übertragen ist, wird elektrostatisch von dem lichtempfindlichen Körper 200 durch die Trenn- Ladeeinheit 209 getrennt und dann durch ein Saugförder­ band 222 zu Heißwalzen 223 als einer Fixiereinheit ge­ fördert. Wenn das Papier P zwischen den Walzen 223 ver­ läuft, so wird das übertragene Bild auf dem Papier P erwärmt und fixiert. Nach dem Fixieren wird das Papier P zu einem Entnahmetrog 225 durch zwei Papierentnahme­ walzen 224 ausgegeben. In diesem Fall werden Resttoner­ teilchen auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Kör­ pers 200, nachdem das Tonerbild darauf übertragen ist, durch die Reinigungseinheit 210 entfernt. Dann wird der lichtempfindliche Körper 200 durch die Entladeeinheit 211 entladen und in einen Anfangszustand zurückgeführt.

Ein optisches System wird im folgenden näher erläutert. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt das optische System eine einzige Basis 318, eine Drehspiegelabtasteinheit 212, reflektierende Spiegel 311 und 312 zum Leiten eines ersten und eines zweiten Laserstrahles 309 bzw. 310 unter Steuerung einer Einheit 212 zu jeweils vorbestimmten Positionen, transparentes Glas 313, das verhindert, daß Staub in das optische System eintritt, eine Linse 317 zum Korrigieren einer Strahlenablenkung infolge einer Oberflächenablenkung eines weiter unten näher be­ schriebenen Polygonalspiegels (Drehspiegels) und einen weiter unten näher erläuterten Strahldetektor.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung des opti­ schen Systems von Fig. 1. In Fig. 2 umfaßt eine Dreh­ spiegelabtasteinheit 212 einen einzelnen Halbleiter­ laseroszillator (Strahlquelle) 302 als ein Hauptelement zum Aussenden von zwei Laserstrahlen, eine Kollimator­ linse 304, die die vom Oszillator 302 ausgesandten Strah­ len in parallele Strahlen formt, einen Polygonalspiegel (Drehspiegel) 300 mit acht orthogonal angeordneten Spiegelflächen zum Reflektieren der beiden Strahlen von der Linse 304 in Einheiten von Abtastlinien, einen Ab­ tastmotor 303 für den Drehspiegel 300 und eine F · R- Linse 301.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, besteht der Oszillator 302 aus zwei Laserdioden 50 und 51 und zwei Lichtemissions­ punkten 50 a bzw. 50 b jeweils entsprechend den Dioden 50 und 51. Die Dioden 50 und 51 können unabhängig von­ einander angesteuert werden, wie dies weiter unten näher erläutert werden wird. Die Dioden 50 und 51 sind auf einem einzigen Halbleiterchip gebildet, und eine Teilung bzw. ein Abstand der Dioden 50 und 51 in y-Achsenrichtung in Fig. 4A und 4B beträgt etwa 200 µm. Die Dioden 50 und 51 sind wie folgt angeordnet. Zunächst ist ein Oszillator 302, wie dies in Fig. 4A gezeigt ist, derart geneigt, daß eine Teilung bzw. ein Abstand der Dioden 50 und 51 in z-Achsrichtung etwa 8 µm beträgt. Zweitens sind die Dioden 50 und 51 derart angeordnet, daß deren Licht­ emissionspositionen voneinander versetzt sind, wie dies aus Fig. 4B zu ersehen ist. Drittens sind die Dioden 50 und 51 auf dem Oszillator 302 derart vorgesehen, daß eine Teilung bzw. ein Abstand der Dioden 50 und 51 in der y-Achsenrichtung etwa 15 µm beträgt, und ein Oszil­ lator 302 ist aufrecht oder leicht geneigt angeordnet, wie dies aus Fig. 4C zu ersehen ist. Als Ergebnis beträgt das Intervall zwischen einer Abtastlinie des ersten Laser­ strahles 309 und derjenigen des zweiten Laserstrahles 310 auf dem lichtempfindlichen Körper 200 80 µm, d. h., es entspricht einer Druckteilung von 12 Linien/mm eines Punktdruckers.

Eine einzige Photodiode 56 als ein Photodetektor (zum Überwachen eines Strahles) ist für den Oszillator 302 vorgesehen und erfaßt eine Lichtmenge der von den Laser­ dioden 50 und 51 ausgesandten Laserstrahlen. Die Strahl­ mengen der von den Dioden 50 und 51 ausgesandten Laser­ strahlen werden entsprechend einem Erfassungsergebnis der Photodiode 56 auf eine weiter unten beschriebene Weise konstant gehalten. Da die Photodiode 56 aus einem einzigen Element gebildet ist, kann ein Ausgangsstrom proportional zu jeder Lichtmenge der Dioden 50 und 51 hiervon erhalten werden.

Die Dioden 50 und 51 emittieren einen ersten bzw. zwei­ ten Laserstrahl 309 bzw. 310 für Aufzeichnungs/Belich­ tungsdaten nach rechts in Fig. 3 und einen dritten sowie einen vierten Laserstrahl 55 a bzw. 55 b für die Über­ wachung der Lichtmenge darin nach links.

Zwei Lichtemissionspunkte 50 a und 51 a, die in Fig. 3 ge­ zeigt sind, werden auf den lichtempfindlichen Körper 200 als zwei Strahlflecken 57 und 58, die nahe beieinander liegen, wie dies aus Fig. 5 zu ersehen ist, durch ein in Fig. 2 gezeigtes optisches System bestrahlt. Das op­ tische System ist derart angeordnet, daß der Abstand zwischen den Mitten der Strahlflecken 57 und 58 einem Abstand d 1 entspricht, der der gleiche ist wie eine Unterabtastteilung.

Die Strahlflecken 57 und 58 tasten gleichzeitig mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung von links nach rechts in Fig. 5 entsprechend der Drehung des Polygonal­ spiegels 300 ab. Daher beginnen die Strahlflecken 57 und 58 das Abtasten von Punkten 59 a und 59 b, die am linken Ende in Fig. 5 liegen, und beenden das Abtasten von zwei Abtastlinien an Punkten 60 a und 60 b. Gleich­ zeitig kehren die Strahlflecken 57 und 58 zum linken Ende durch die nächste Spiegelfläche des Spiegels 300 zurück und beginnen ein Abtasten für die nächsten Ab­ tastlinien von Punkten 59 c und 59 d nach Punkten 60 c und 60 d.

In einem tatsächlichen Aufzeichnungsbetrieb wird die Strahlstärke optisch entsprechend Bilddaten moduliert, so daß der Oszillator 302 synchron mit obigem Zweistrahl- Abtasten und entsprechend der Aufzeichnungsdichte in einer Hauptabtastrichtung eingeschaltet/ausgeschaltet wird. Somit kann ein elektrostatisches latentes Bild auf dem lichtempfindlichen Körper 200 in einer vorbe­ stimmten Aufzeichnungsdichte gebildet werden.

Ein derartiges Zweistrahl-Abtastsystem ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß, da zwei Strahlen gleichzeitig ab­ tasten, eine Abtastgeschwindigkeit auf die Hälfte von derjenigen eines herkömmlichen Systems, bei dem ein Abtasten durch einen einzigen Strahl vorgenommen wird, unter den Bedingungen reduziert ist, daß Aufzeichnungs­ dichten und Druckgeschwindigkeiten gleich sind.

Daher kann die Drehzahl des Abtastmotores für das An­ treiben des Spiegels 300 und die Frequenz des Videotaktes in der Hauptabtastrichtung auf die Hälfte reduziert wer­ den. Das heißt, das obige System kann als sehr wirksame Einrichtung verwendet werden, um einen Hochgeschwindig­ keitsbetrieb des Laserstrahldruckers zu realisieren.

Eine Lagebeziehung der jeweiligen Punkte der Strahl­ flecken 57 und 58 in der Hauptabtastrichtung in Fig. 5 wird im folgenden anhand der Fig. 6 beschrieben. Das heißt, es sind ein Strahlabtaststartpunkt 61 am linken Ende, ein Strahlabtastendpunkt 67 am rechten Ende, eine Position 62 des Strahldetektors 308, eine linke End­ seite 63 des lichtempfindlichen Körpers 200, eine rechte Endseite 66 hiervon, ein Druckstartpunkt 64 einer maxima­ len Druckbreite und ein Druckendpunkt 65 hiervon gezeigt.

Ein Mechanismus um den Strahldetektor 308 zum Erzeugen eines Horizontalsynchronsignales, das in der Drucksteue­ rung des Laserdruckers 199 wesentlich ist, wird im fol­ genden beschrieben. In Fig. 2 ist der reflektierende Spiegel 307 an einer vorbestimmten Position eines Ab­ tastbereiches des ersten und zweiten, von der Drehspie­ gel-Abtasteinheit 212 ausgesandten Laserstrahles 309 bzw. 310, d. h. außerhalb eines effektiven Druckbereiches vorgesehen. Die Laserstrahlen 309 und 310 werden durch den Spiegel (Lichtreflexionsteil) 307 reflektiert (abge­ lenkt) und zum Detektor 308 geleitet.

Wie in den Fig. 7A und 7B gezeigt ist, besteht der Detek­ tor 308 aus beispielsweise einem PIN-Photodiodenelement 68 und einer Maske 69 mit rechteckförmiger Öffnung 69 a zum Formen einer Strahlwellenform an deren Mittelteil. Daher kann durch die Maske 69 eine bei Durchlauf des Laserstrahles erzeugte Ausgangssignal-Wellenformverzer­ rung durch ein Endseitenteil des Elementes 68 verhindert werden.

Das heißt, in Fig. 7A kann ein Ausgangssignal von dem Element 68 nur erhalten werden, falls der Laserstrahl 309 oder 310 durch die Öffnung 69 a verläuft, d. h., die linken und rechten Endseiten 73 und 74 der Maske 69, wenn der Strahl auf dem Photodiodenelement 68 verläuft.

Fig. 8 zeigt einen Steuerabschnitt des Laserdruckers 199 mit dem obigen Aufbau. Das heißt, es sind gezeigt eine Zentraleinheit (CPU) 501 als ein Hauptsteuerabschnitt zum Steuern eines Gesamtsystems, ein Festwertspeicher (ROM) 502, der ein Steuerprogramm zum Betreiben des Laserdruckers 199 speichert, ein Festwertspeicher (ROM) 503, der eine Datentabelle speichert, ein Direktzugriff­ speicher (RAM) 504 als ein Arbeitsspeicher, ein viel­ seitiger Zeitgeber 505 zum Erzeugen von Grundzeitsteuer­ signalen für die Steuerung einschließlich eines für eine Bilderzeugung beim Papierfördern und um den lichtempfind­ lichen Körper 200 notwendigen vorbestimmten Prozesses und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 506 zum Ausgeben von Anzeigedaten für den Betriebsanzeigeabschnitt 507, zum Empfangen von Eingangssignalen von einer Vielzahl von Detektoren (beispielsweise Mikroschaltern und Sensoren), zum Liefern eines Ausgangssignales zur Ansteuereinheit 509, um das Antriebssystem (bestehend aus beispiels­ weise einem Motor, einer Kupplung und einem Solenoid) 510 anzusteuern, zum liefern eines Ausgangssignales zur Motor-Ansteuereinheit 511 zum Ansteuern des Abtast­ motores 303 und zum Eingeben/Ausgeben bezüglich des Pro­ zeß-Steuergliedes 522, das eine Eingabe/Ausgabe hin­ sichtlich des Abschnittes 523 einschließlich verschie­ dener Sensoren, einer Hochspannungsquelle usw. steuert.

Ein Druckdaten-Schreibsteuerglied 513 steuert den Lasermodulator 514 zum Modulieren der Laserdioden 50 und 51 des Oszillators 302 zum Schreiben von Bilddaten an, um so den Betrieb des optischen Schreibens der Druckdaten eines von dem externen Hilfssystem zu einer vorbe­ stimmten Position auf dem lichtempfindlichen Körper 200 gesandten Videobildes zu steuern. Zu dieser Zeit erfaßt der Detektor 308, der aus einer PIN-Diode eines Hochgeschwindigkeits-Ansprechtyps besteht, lediglich einen der beiden Laserstrahlen 309 und 310, welche ein Abtasten unter Steuerung der Abtasteinheit 212 durch­ führen. Der Synchronsignalgenerator 517 digitalisiert ein Analogsignal vom Detektor 308 durch einen Hochge­ schwindigkeitsvergleicher, um ein Horizontal-Synchron­ signal HSYN zu erzeugen, und er speist das Signal zum Steuerglied 513. Eine Schnittstellenschaltung 519 gibt Statusdaten zum externen Hilfssystem, empfängt Befehls­ daten und Druckdaten von dort usw.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, besteht der Generator 517 aus Vorspannungswiderständen R 1, R 2, R 3, R 4 und R 5, um eine Eingangs- und eine Bezugsspannung zu liefern, einem positiven Rückkopplungswiderstand R 6, einem Rausch- bzw. Störungsentfernungskondensator C 1, einem Hochgeschwin­ digkeits-Rückkopplungskondensator C 2 und einem Hochge­ schwindigkeitsvergleicher 79.

Das heißt, das Ausgangssignal vom Detektor 308 wird mit der Bezugsspannung verglichen, und das Signal HSYN wird als ein Vergleichsergebnis ausgegeben.

In diesem Fall strahlt lediglich der erste Laserstrahl 309 auf den Detektor 308, und das Signal HSYN wird vom Generator 517 entsprechend einem Erfassungssignal aus­ gegeben.

Das Steuerglied 513 besteht aus einem Laserabtast-Zeit­ steuer-Steuerglied 513 a und einem Videotaktgenerator 513 b, die weiter unten näher erläutert werden.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, umfaßt das Steuerglied 513 a einen Inverter 80 zum Invertieren des vom Generator 517 eingespeisten Signales HSYN, zwei Zeitgeber mit Tor­ funktion (bestehend aus beispielsweise Intel 8253), bei denen eine von der Zentraleinheit 501 über einen CPU- Bus eingestellte Zeitgeberzeit gesetzt ist und die Aus­ gangssignale vom Inverter 80 als Gatter- bzw. Torsignale (G) und Taktsignale CLK von der Zentraleinheit 501 als Taktimpulse (CP) zählen, ein D-Flipflop (im folgenden auch als FF-Schaltung bezeichnet) 83, das abwechselnd gesetzt/rückgesetzt ist und daher ein Auswahlsignal vom Setz-Ausgangsanschluß Q oder vom Rücksetz-Ausgangsan­ schluß abgibt, sooft das Ausgangssignal als ein Takt­ impuls CP vom Inverter 80 eingespeist ist, einen Inver­ ter 84 zum Invertieren eines Zeit-Aus-Signales von einem Ausgangsanschluß 0 des Zeitgebers 82, ein UND-Gat­ ter 85, das das Zeit-Aus-Signal vom Zeitgeber 81 und das Ausgangssignal von der Schaltung 84 einer UND-Ver­ knüpfung unterwirft und ein Videotakt-Stopsignal ab­ gibt, ein UND-Gatter 86, von dem ein Tor durch ein Setz-Ausgangssignal vom Flipflop 83 geöffnet ist und das das Ausgangssignal vom UND-Gatter 85 als ein Ab­ tastsignal zum Überwachen der Laserdiode 50 abgibt, und ein UND-Gatter 87, von dem ein Tor durch ein Rück­ setz-Ausgangssignal vom UND-Gatter 83 geöffnet ist und das das Ausgangssignal vom UND-Gatter 85 als ein Ab­ tastsignal für die Überwachung der Laserdiode 51 ab­ gibt.

Der Betrieb des Laserabtast-Zeitsteuer-Steuerglieds 513 a mit dem obigen Aufbau wird im folgenden anhand des Zeitdiagrammes von Fig. 11 näher erläutert. Das heißt, das vom Generator 517 eingespeiste Signal HSYN wird durch den Inverter 80 invertiert und zu Gatter- bzw. Toranschlüssen G der Zeitgeber 81 und 82 und zum Takt­ impuls-Eingangsanschluß CP des Flipflops 83 gespeist. Wenn daher das Signal HSYN abfällt, werden die Gatter der Zeitgeber 81 und 82 geöffnet, um ein Zählen der Signale CLK als von der Zentraleinheit 501 eingespeiste Taktimpulse zu beginnen. Wenn das Signal HSYN abfällt, wird der Zustand des Flipflops 83 ebenfalls verändert, d. h., das Flipflop 83 wird gesetzt. Als Ergebnis wird das Tor des UND-Gatters 86 offen gehalten durch das Setz-Ausgangssignal. Da zusätzlich kein Zeit-Aus-Signal vom Zeitgeber 82 ausgegeben wird, wird das Tor des UND- Gatters 85 durch das Ausgangssignal vom Inverter 84 offengehalten.

Wenn die im Zeitgeber 81 voreingestellte Zeit abgelaufen ist, so wird dessen Zeit-Aus-Signal als ein Video-Takt­ stopsignal zum Videotaktgenerator 513 b über das UND- Gatter 85 ausgegeben. Das Ausgangssignal vom UND-Gatter 85 wird als ein erstes Abtastsignal zum Lasermodulator 514 über das UND-Gatter 86 gespeist.

Wenn die im Zeitgeber 82 voreingestellte Zeit abgelaufen ist, so wird dessen Zeit-Aus-Signal als ein Zwangs-Ein- Signal zum Modulator 514 gespeist. Zusätzlich wird das Ausgangssignal vom Inverter 84 durch das Zeit-Aus-Signal vom Zeitgeber 82 invertiert, und es schließt das Tor des UND-Gatters 85. Daher wird die Erzeugung des Video­ taktsignales und des ersten Abtastsignales unterbrochen.

Wenn das Signal HSYN abfällt, starten die Zeitgeber 81 und 82, und das Flipflop 83 wird rückgesetzt. Daher wird das Tor des UND-Gatters 87 durch das Setz-Ausgangssignal offengehalten. Da zusätzlich kein Zeit-Aus-Signal vom Zeitgeber 82 ausgegeben wird, wird das Tor des UND-Gat­ ters 85 durch das Ausgangssignal vom Inverter 84 offen­ gehalten.

Wenn die im Zeitgeber 81 voreingestellte Zeit abgelaufen ist, so wird dessen Zeit-Aus-Signal als das Video-Takt­ stopsignal zum Generator 513 b über das UND-Gatter 85 ausgegeben. In diesem Fall wird das Ausgangssignal vom UND-Gatter 85 als ein zweites Abtastsignal zum Modulator 514 über das UND-Gatter 87 gespeist.

Wenn die im Zeitgeber 82 voreingestellte Zeit abgelau­ fen ist, wird dessen Zeit-Aus-Signal als ein Zwangs-Ein­ signal zum Modulator 514 ausgegeben. Zusätzlich wird das Ausgangssignal vom Inverter 84 durch das Zeit-Aus-Sig­ nal invertiert, und es schließt das Tor des UND-Gatters 85. Daher wird die Erzeugung des Video-Taktstopsignales und des zweiten Abtastsignales unterbrochen.

Die Zykluszeit des Signales HSYN beträgt T 1, die EIN- Zeit des Zeitgebers 81 beträgt T 2, und die EIN-Zeit des Zeitgebers 82 beträgt T 3. Die Beziehung zwischen diesen drei Zeiten T 1, T 2 und T 3 ist derart, daß T 1<T 3<T 2 vorliegt.

Daher geben die UND-Gatter 86 und 87 das Abtastsignal bezüglich einer der Laserdioden 50 und 51 ab, sooft ein Strahlabtasten durchgeführt wird.

Wie in Fig. 12 gezeigt ist, umfaßt der Videotaktgenera­ tor 513 b eine Reihenschaltung von verbundenen UND-Gat­ tern 88, 99, 100, 101, 102 und 107, einen Quarzoszilla­ tor 89 mit einer Schwingungsfrequenz des gleichen Zyklus wie diejenige des Videotaktes, eine Verzögerungsschal­ tung 90 mit vier Verzögerungszeitabgriffen, die in gleichen Intervallen vorgesehen sind, ODER-Gatter 91, 92, 93, 94, und 103, D-Flipflops (im folgenden auch als FF-Schaltun­ gen bezeichnet) 95, 96, 97 und 98, ein NOR-Gatter 104, einen Inverter 105 und einen Zähler 106 zum Zählen der Videotakte vom ODER-Gatter 103 und zum Ausgeben eines Videotaktsignales VCLK von einem effektiven bzw. wirk­ samen Druckbereich.

Der Betrieb des Generators 513 b mit dem obigen Aufbau wird im folgenden anhand des Zeitdiagrammes von Fig. 13 näher erläutert. Das heißt, ein Bezugstakt einer Periode T wird vom Oszillator 89 zur Verzögerungsschal­ tung 90 gespeist. Daher werden Takte mit sequentiell um T 4 verzögerten Perioden von den Abgriffen bzw. An­ zapfungen 01, 02, 03 und 04 der Verzögerungsschaltung 90 ausgegeben und zu den Taktimpuls-Eingangsanschlüssen CP jeweils der Flipflops 95 bis 98 gespeist. Die Flip­ flops 95 bis 98 werden durch das Videotaktsignal vom Laserabtast-Zeitsteuer-Steuerglied 513 a gelöscht, und das Tor des UND-Gatters 88 wird durch das Ausgangssignal vom NOR-Gatter 104 geöffnet.

In diesem Zustand wird das Signal HSYN vom Strahldetek­ tor 517 zum UND-Gatter 88 gespeist. Dann werden "1"-Sig­ nale vom UND-Gatter 88 ausgegeben und zu Dateneingangs­ anschlüssen D der Flipflops 95 bis 98 über jeweils ODER- Gatter 91 bis 94 gespeist.

Wenn in Fig. 13 ein Takt vom Abgriff 01 der Verzögerungs­ schaltung 90 ansteigt, so wird das Flipflop 95 gesetzt. Das Tor des UND-Gatters 99 wird durch das Setz-Ausgangs­ signal vom Flipflop 95 gesetzt. Daher wird der Takt vom Abgriff 01 der Schaltung 90 als ein Videotakt zum UND- Gatter 107 und zum Zähler 106 über das UND-Gatter 99 und das ODER-Gatter 103 ausgegeben.

Ein Ausgangssignal vom NOR-Gatter 104 wird ein "0"-Sig­ nal durch das Setz-Ausgangssignal vom Flipflop 95 und schließt das Tor des UND-Gatters 88. Zusätzlich wird das Setz-Ausgangssignal vom Flipflop 95 zum Daten-Ein­ gangsanschluß D des Flipflops 95 über das ODER-Gatter 91 gespeist. Daher wird lediglich das Flipflop 95 ge­ setzt gehalten.

Wenn der Zähler 106 einen Zählerstand entsprechend einer Aufzeichnungs-Startposition erreicht, so wird das Tor des UND-Gatters 107 geöffnet, und der Videotakt VCLK vom ODER-Gatter 103 wird ausgegeben.

Gemäß dem Takt VCLK werden Druckdaten VDAT 1 und VDAT 2, die von der Schnittstellenschaltung 519 eingespeist sind, zum Modulator 514 ausgegeben.

Wenn in ähnlicher Weise Takte von anderen Abgriffen bzw. Anzapfungen 02 bis 04 der Verzögerungsschaltung 90 an­ steigen und entsprechende Flipflops 96 bis 98 gesetzt sind, so werden die Takte von den Abgriffen 02 bis 04 als Takte VCLK ausgegeben.

Der Lasermodulator 514 wird im folgenden anhand der Fig. 14 näher beschrieben. Das heißt, der Modulator 514 umfaßt einen Operationsverstärker 108 zum Verstärken eines Überwachungssignales, das durch Umsetzen einer Spannung eines Ausgangsstromes von der Überwachungs- Photodiode 56 erhalten ist, einen Vergleicher 109 zum Vergleichen eines Ausgangssignales vom Verstärker 108 mit einer Laserlichtmengen-Steuerbezugsspannung, die durch den Widerstand R 14, einen veränderlichen Wider­ stand VR 2, einen Widerstand R 15 und einen veränderlichen Widerstand VR 3 erhalten ist, einen invertierenden Transi­ stor 110, Analogschalter 111 und 121, die an einer Seite eines Kanales 1 eingeschaltet sind, d. h., wenn eine Lichtmenge der Laserdiode 50 zu steuern ist, Analog­ schalter 112 und 122, die an einer Seite eines Kanales 2 eingeschaltet sind, d. h., wenn eine Lichtmenge der Laserdiode 51 zu steuern ist, Operationsverstärker 113 und 114 für folgende Spannungen, d. h., umsetzende Im­ pedanzen von Spannungen VC 1 und VC 2, die durch die Kondensatoren C 3 und C 4 geladen sind, Hochgeschwindig­ keitstransistoren 119 und 120 zum Steuern der durch die Dioden 50 und 51 fließenden Ströme, Analogschalter 115 und 117, die eingeschaltet sind, wenn die Dioden 50 und 51 eingeschaltet sind, Analogschalter 116 und 118, die eingeschaltet sind, wenn die Dioden 50 und 51 aus­ geschaltet sind, Puffer 125 bis 128, 123 und 124 zum jeweiligen Ansteuern der Schalter 115 bis 118, 121 und 122, NOR-Gatter 129 und 131 und Puffer 130 und 132.

Der Betrieb des Lasermodulators 514 mit dem obigen Auf­ bau wird im folgenden anhand des Zeitdiagrammes von Fig. 11 näher erläutert. Das heißt, wenn das erste Abtast­ signal vom Laserabtast-Zeitsteuer-Steuerglied 513 a ein­ gespeist wird, werden die Analogschalter 111 und 121 durch das erste Abtastsignal eingeschaltet. Zusätzlich wird ein Ausgangssignal vom NOR-Gatter 129 durch das erste Abtastsignal "0", und damit schaltet der Schalter 115 ein. Da zu dieser Zeit der Kondensator C 3 nicht geladen ist, beträgt ein Ausgangssignal vom Verstärker 113 0 V, und an der Basis des Transistors 119 liegt ebenfalls 0 V. Daher sendet die Laserdiode 50 zu dieser Zeit kein Licht aus. In diesem Fall beträgt ein Überwachungsstrom der Photodiode 56 ebenfalls 0V, und ein Ausgangssignal von 0V wird vom Verstärker 108 gespeist. Dann wird ein Ausgangssignal vom Vergleicher 109 auf einen Pegel "L" geschaltet, und der Transistor 110 wird ausgeschal­ tet. Da der Transistor 110 ausgeschaltet gehalten ist, wird der Kondensator C 3 aufgeladen. Eine Ausgangsspan­ nung vom Verstärker 113 wird schrittweise erhöht, da der Kondensator C 3 geladen ist, und der Kollektorstrom des Transistors 119 steigt ebenfalls an. Wenn der Kollek­ torstrom des Transistors 119 einen Vorwärts- bzw. Durch­ laßstrom erreicht, so sendet die Laserdiode 50 Licht aus.

Während danach das erste Abtastsignal eingespeist ge­ halten wird, wird die Diode 50 gesteuert, um eine vor­ bestimmte Lichtmenge entsprechend dem Überwachungsstrom der Photodiode 56 auszusenden.

Wenn in ähnlicher Weise das zweite Abtastsignal einge­ speist wird, werden die Schalter 112 und 122 durch das zweite Abtastsignal eingeschaltet. Zusätzlich wird ein Ausgangssignal vom NOR-Gatter 131 auf "0" durch das zweite Abtastsignal geschaltet. Dann schaltet der Schal­ ter 117 ein. Da zu dieser Zeit der Kondensator C 4 nicht geladen ist, beträgt ein Ausgangssignal vom Verstärker 114 0 V, und an der Basis des Transistors 120 liegt eben­ falls 0 V. Daher sendet die Laserdiode 51 zu dieser Zeit kein Licht aus. In diesem Fall beträgt der Überwachungs­ strom der Photodiode 56 auch 0 V, und das Ausgangssignal von 0 V wird vom Verstärker 108 eingespeist. Dann wird das Ausgangssignal vom Vergleicher 109 auf einen Pegel "L" geschaltet, und der Transistor 110 schaltet aus. Da der Transistor 110 ausgeschaltet gehalten wird, wird der Kondensator C 4 aufgeladen. Eine Ausgangsspannung vom Verstärker 114 wird schrittweise erhöht, da der Konden­ sator C 4 geladen ist, und der Kollektorstrom des Transi­ stors 120 steigt an. Wenn der Kollektorstrom des Transi­ stors 120 den Vorwärts- oder Durchlaßstrom erreicht, so sendet die Laserdiode 51 Licht aus.

Während danach das zweite Abtastsignal eingespeist ge­ halten wird, wird die Diode 51 gesteuert, um eine vorbe­ stimmte Lichtmenge gemäß dem Überwachungsstrom der Photo­ diode 56 auszusenden.

Im folgenden wird ein Fall beschrieben, bei dem Druck­ daten VDAT 1 und VDAT 2 von der Schnittstellenschaltung 519 zu den Puffern 130 und 132 bzw. zu den NOR-Gattern 129 und 131 gespeist sind. Da in diesem Fall das erste und das zweite Abtastsignal nicht eingespeist sind, wer­ den die Kondensatoren C 3 und C 4 geladen gehalten.

Daher wird der Schalter 116 gemäß den vom Puffer 130 ausgegebenen Daten VDAT 1 eingeschaltet/ausgeschaltet, und der Schalter 115 wird gemäß einem Ausgangssignal vom NOR-Gatter 129 eingeschaltet/ausgeschaltet. Somit sendet die Laserdiode 50 Licht bzw. kein Licht aus.

Das heißt, wenn die Daten VDAT 1 den Wert "1" haben, wird der Schalter 115 eingeschaltet, und der Schalter 116 wird ausgeschaltet, so daß die Diode 50 Licht aus­ sendet. Wenn die Daten VDAT 1 den Wert "0" haben, wird der Schalter 115 ausgeschaltet, und der Schalter 116 wird eingeschaltet, so daß die Diode 50 kein Licht aus­ sendet.

Gemäß den vom Puffer 132 ausgegebenen Daten VDAT 2 wird der Schalter 118 eingeschaltet/ausgeschaltet und der Schalter 117 wird entsprechend einem Ausgangssignal vom NOR-Gatter 131 eingeschaltet/ausgeschaltet. Somit sen­ det die Laserdiode 51 Licht bzw. kein Licht aus.

Das heißt, wenn die Daten VDAT 2 den Wert "1" haben, wird der Schalter 117 eingeschaltet, und der Schalter 118 wird ausgeschaltet, so daß die Diode 51 Licht aussendet. Wenn die Daten VDAT 2 den Wert "0" haben, wird der Schal­ ter 117 ausgeschaltet, und der Schalter 118 wird einge­ schaltet, so daß die Diode 51 kein Licht aussendet.

Es sei angenommen, daß das Zwangs-EIN-Signal zum NOR- Gatter 129 eingespeist ist. Da in diesem Fall das erste und das zweite Abtastsignal nicht eingespeist sind, werden die Kondensatoren C 3 und C 4 geladen gehalten.

Daher wird der Schalter 115 gemäß einem "0"-Signal, das vom NOR-Gatter 129 ausgegeben ist, eingeschaltet, und lediglich die Diode 50 sendet Licht aus. Da nur die Diode 50 Licht aussendet, wird lediglich der Strahlde­ tektor 308 bestrahlt.

Wie oben erläutert wurde, erzeugen zwei Laserdioden zwei Laserstrahlen als Abtaststrahlen, wobei ein Abtast­ ende eines der Abtaststrahlen gemäß den beiden Laser­ strahlen durch einen Reflexionsspiegel reflektiert wird (der andere ist ausgeschaltet), wobei weiterhin ein Horizontal-Synchronsignal durch einen Strahldetektor aufgrund des reflektierten Abtaststrahles erzeugt wird und wobei schließlich eine Aufzeichnungszeitsteuerung der Videodaten, d. h. eine Lichtaussende-Zeitsteuerung der Laserdiode, aufgrund des Horizontal-Synchronsignales festgelegt wird. Da daher lediglich ein einziger Strahl auf dem Strahldetektor verläuft, werden Menge und Form des auf den Strahldetektor einfallenden Strahles stabil, und es kann vom Strahldetektor eine stabile und genaue Ausgangswellenform erhalten werden.

Es wird also ein Mehrstrahl-Abtastsystem geschaffen, bei dem lediglich ein einziger Strahl auf dem Strahldetek­ tor verläuft, so daß Menge und Form des auf den Strahl­ detektor einfallenden Strahles stabil werden und vom Strahldetektor eine stabile und genaue Ausgangswellen­ form erhalten werden kann.

Claims (14)

1. Mehrstrahl-Abtastvorrichtung mit
einer Lichtquelle (50, 51) zum Erzeugen einer Vielzahl von Lichtstrahlen und
einer optischen Abtasteinrichtung (212) zum Richten der Strahlen bezüglich eines vorbestimmten Abtast­ bereiches eines abzutastenden Objektes, gekennzeichnet durch
eine Strahldetektoreinrichtung (308) zum Erfassen eines der durch die optische Abtasteinrichtung (212) abgetasteten Strahlen,
eine Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517) zum Erzeugen eines Synchronsignales aufgrund eines er­ faßten Ausgangssignales von der Strahldetektorein­ richtung (308) und
eine Signalerzeugungseinrichtung (513) zum Erzeugen von Steuersignalen zum Ansteuern der Lichtquellen (50, 51) entsprechend dem Synchronsignal von der Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) einen reflek­ tierten Strahl des einzigen Abtaststrahles von einem Reflexionsspiegel (307) erfaßt, der außerhalb des wirksamen Abtastbereiches des abzutastenden Objektes (200) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) ein PIN-Photo­ diodenelement (56) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) eine Masken­ einrichtung (69) zum Formen der Strahlwellenform umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskeneinrichtung (68) eine rechteckförmige Öffnung (69 a) mit hoher Genauigkeit aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517) ein Analogsignal von der Strahldetektoreinrichtung (308) durch Vergleichen des Analogsignales mit einer Bezugsspannung mittels eines Hochgeschwindigkeits­ vergleichers digitalisiert und ein Horizontal-Syn­ chronsignal abgibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (513) eine Ab­ tastsignal-Ausgabeeinrichtung (513 a) aufweist, um ein Abtastsignal für sequentielles Ansteuern der Strahllichtquelle abzugeben, sooft ein Strahlab­ tasten aufgrund des Horizontal-Synchronsignales er­ folgt.

8. Mehrstrahl-Abtastvorrichtung mit einer Lichtquelle (50, 51) zum Erzeugen mehrerer Lichtstrahlen,
einer optischen Schreibeinrichtung (212) zum Schrei­ ben der Strahlen auf ein abzutastendes Objekt, und einer Bilderzeugungseinrichtung (201, 206) zum Ent­ wickeln des Bildes, das auf das abzutastende Objekt (200) aufgezeichnet ist durch die optische Schreib­ einrichtung und zum Übertragen des entwickelten Bil­ des zu einem Bilderzeugungsmedium,
gekennzeichnet durch
eine Strahldetektoreinrichtung (308) zum Erfassen eines der durch die optische Schreibeinrichtung (212) aufgezeichneten Strahlen,
eine Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517) zum Erzeugen eines Synchronsignales aufgrund eines erfaßten Ausgangssignales von der Strahldetektor­ einrichtung (308) und
eine Signalerzeugungseinrichtung (513) zum Erzeugen eines Steuersignales, um die Lichtquelle (50, 51) entsprechend dem Synchronsignal von der Synchron­ signal-Erzeugungseinrichtung (517) anzusteuern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) einen re­ flektierten Strahl von einem Reflexionsspiegel er­ faßt, der außerhalb des effektiven Schreibbereiches des abzutastenden Objektes (200) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) ein PIN- Photodiodenelement (68) umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) eine Masken­ einrichtung (69) zum Formen einer Strahlwellenform umfaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskeneinrichtung eine rechteckförmige Öff­ nung (69 a) mit hoher Genauigkeit aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517) ein Analogsignal von der einzigen Strahldetektor­ einrichtung durch Vergleichen des Analogsignales mit einer Bezugsspannung mittels eines Hochgeschwindig­ keitsvergleichers digitalisiert und ein Horizontal- Synchronsignal ausgibt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (513) eine Ab­ tastsignal-Ausgabeeinrichtung (513 a) zum Ausgeben eines Abtastsignales umfaßt, um die Lichtquelle sequentiell anzusteuern, sooft ein Strahlschreiben aufgrund des Horizontal-Synchronsignales durchge­ führt wird.