DE3744332C2 - Bilderzeugungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung mit Mehrstrahlabtastung und insbesondere einen Laserdrucker.

In jüngster Zeit ist ein Laserdrucker mit Laserstrahl- Abtastbelichtung und einen elektrophotographischen Druckprozeß 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 Druckgeschwindigkeit 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 der gesamten Lichtmenge der Vielzahl von Strahlen gebildet.

Jedoch verläuft bei der oben beschriebenen Vorrichtung die Vielzahl von Strahlen auf dem einzigen Strahlerfassungsabschnitt, 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.

In der DE 30 48 050 A1 ist ein Aufzeichnungsgerät mit einer Halbleiterlasereinrichtung beschrieben, die mehrere Laserelemente zur Erzeugung jeweiliger Laserstrahlen aufweist. Diese Laserstrahlen werden durch ein optisches Kollimatorsystem gemeinsam derart kollimiert, daß sie unterschiedliche Austrittsrichtungen besitzen. Ein Strahlteiler teilt die abgelenkten Strahlen derart auf, daß ein Teil hiermit ein Aufzeichnungsmaterial bestrahlt, während die verbleibenden Strahlen ein Schriftstück bestrahlen. Eine Wandlervorrichtung setzt die vom Schriftstück reflektierten Strahlen in elektrische Signale um und steuert eine Ansteuerungseinrichtung für die Laserelemente an. Auf diese Weise soll ein Aufzeichnungsgerät geschaffen werden, das einen einfachen und kompakten Aufbau hat und eine weitere Möglichkeit zur Gewinnung der zur Halbleiterlasersteuerung erforderliche Modulationssignale eröffnet.

Weiterhin beschreibt die DE 35 16 376 A1 ein Strahlenabtast- Aufzeichnungsgerät (Laserdrucker), das ebenfalls ein einziges Abtastsystem mit nur einem Lichtstrahl verwendet. Ein Teil dieses einzigen Lichtstrahles wird polarisiert und zu einem Strahldetektor geleitet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, bei der ein Synchronsignal für Mehrstrahlabtastung in stabiler Weise erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bilderzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 7.

Die Erfindung ermöglicht eine Bilderzeugungsvorrichtung mit Mehrstrahlabtastung, bei der ein Synchronsignal auf der Grundlage einer Einzelstrahlerfassung erzeugt wird, um so den üblichen Nachteil auszuschließen, bei dem, da eine Vielzahl von Strahlen auf einem einzigen Strahlerfassungsabschnitt verläuft, Mengen und Formen der auf den Strahlerfassungsabschnitt einfallenden Strahlen instabil werden, was zu einer schwachen Ausgangswellenform führt, d. h., es wird eine Vorrichtung angegeben, bei der lediglich ein einziger Strahl auf einem Strahlerfassungsabschnitt verläuft, so daß die Menge und Form des auf den Strahlerfassungsabschnitt einfallenden Strahlen stabil wird und eine stabile und genaue Ausgangswellenform von dem Strahlerfassungsabschnitt erhalten werden kann; damit kann auch ein sehr feines Bild verarbeitet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung, wie beispielsweise bei einem Laserdrucker, werden also von einer Lichtquelle mehrere Lichtstrahlen erzeugt, wobei eine Mehrstrahlabtastung vorgenommen wird. Von einer Strahldetektoreinrichtung wird ein Lichtstrahl von mehreren Lichtstrahlen erfaßt. Abhängig von diesem Lichtstrahl wird sodann ein Synchronsignal zum Abtasten erzeugt, und die mehreren Lichtstrahlen sind ebenfalls abhängig von dem Synchronsignal gesteuert. Während so die Strahldetektoreinrichtung einen der mehreren Lichtstrahlen erfaßt, wird ein Steuersignal zum Steuern dieses einen erfaßten Lichtstrahles geliefert. Damit ist es möglich, stabil den Lichtstrahl zu erfassen und ein Bild mit hoher Genauigkeit zu erzeugen.

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

Fig. 1 eine Längsvordersicht eines Laserdruckers,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung zur Erläute­ rung, wie ein Laserstrahl auf einen lichtempfindlichen Körper einstrahlt,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläu­ terung 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 eines Strahldetektors,

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Steuereinheit,

Fig. 9 ein Schaltbild eines Strahldetektors,

Fig. 10 ein elektrisches Schaltbild einer Laserabtast-Zeitsteuer-Steuereinheit,

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

Fig. 12 ein Blockschaltbild 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 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 199 ist mit einem Hilfssystem, wie beispielsweise einem externen Rechner oder Wortprozessor, über ein (nicht gezeigtes) Kabel verbunden, und liefert 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 als ein Bildträger 200 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 Bildträgers 200 entlang dessen Dreh­ richtung angeordnet.

Eine Papierzufuhreinheit 213 ist an einer Seite unter­ halb des Bildträgers 200 angeordnet und liefert Papier P zu einer Position unterhalb des Bildträgers 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 Bildträger 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 Bildträgers 200 gebracht. Daher wird ein Tonerbild auf dem Bildträger 200 auf das Papier P durch die Ladeeinheit 208 übertragen. Papier P, auf das das Tonerbild übertragen ist, wird elektrostatisch von dem Bildträger 200 durch die Trenn- Ladeeinheit 209 getrennt und dann durch ein Saugförder­ band 222 zu Heizwalzen 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 Bildträgers 200, nachdem das Tonerbild darauf übertragen ist, durch die Reinigungseinheit 210 entfernt. Dann wird der Bildträger 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 50a bzw. 50b 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 der 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 der Oszillator 302, wie dies in Fig. 4A gezeigt ist, derart geneigt, daß der Abstand der Dioden 50 und 51 in z-Achsenrichtung 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 der 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 Bildträger 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 Laserdioden 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 Laserdioden 50 und 51 hiervon erhalten werden.

Die Laserdioden 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 55a bzw. 55b für die Über­ wachung der Lichtmenge darin nach links.

Zwei Lichtemissionspunkte 50a und 51a, die in Fig. 3 ge­ zeigt sind, werden auf den Bildträger 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 gestrahlt. Das op­ tische System ist derart angeordnet, daß der Abstand zwischen den Mitten der Strahlflecken 57 und 58 einem Abstand d1 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 59a und 59b, die am linken Ende in Fig. 5 liegen, und beenden das Abtasten von zwei Abtastlinien an Punkten 60a und 60b. 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 59c und 59d nach Punkten 60c und 60d.

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 Bildträger 200 in einer vorbe­ stimmten Aufzeichnungsdichte gebildet werden.

Ein derartiges Zweistrahl-Abtastsystem ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß, da zwei Strahlen gleichzeitig ab­ tasten, die 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 Bildträgers 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 307 reflektiert bzw. 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 69a 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 Photodiodenelementes 68 verhindert werden.

Das heißt, in Fig. 7A kann ein Ausgangssignal von dem Photodiodenelement 68 nur erhalten werden, falls der Laserstrahl 309 oder 310 durch die Öffnung 69a 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 Bildträger 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.

Eine Druckdaten-Schreibsteuereinrichtung 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 Bildträger 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. Ein 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 zur Steuereinrichtung 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 R1, R2, R3, R4 und R5, um eine Eingangs- und eine Bezugsspannung zu liefern, einem positiven Rückkopplungswiderstand R6, einem Rausch- bzw. Störungsentfernungskondensator C1, einem Hochgeschwin­ digkeits-Rückkopplungskondensator C2 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.

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

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, umfaßt das Steuerglied 513a einen Inverter 80 zum Invertieren des vom Generator 517 eingespeisten Signales HSYN, zwei Zeitgeber mit Tor­ funktion, 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 513a 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 durch das Setz-Ausgangssignal offen gehalten. 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 513b 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 513b 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 T1, die EIN- Zeit des Zeitgebers 81 beträgt T2, und die EIN-Zeit des Zeitgebers 82 beträgt T3. Die Beziehung zwischen diesen drei Zeiten T1, T2 und T3 ist derart, daß T1<T3<T2 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 513b 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 513b 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 513a 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 VDAT1 und VDAT2, 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 Photodiode 56 erhalten ist, einen Vergleicher 109 zum Vergleichen eines Ausgangssignales vom Verstärker 108 mit einer Laserlichtmengen-Steuerbezugsspannung, die durch den Widerstand R14, einen veränderlichen Wider­ stand VR2, einen Widerstand R15 und einen veränderlichen Widerstand VR3 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 VC1 und VC2, die durch die Kondensatoren C3 und C4 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 513a 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 C3 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 eingespeist. 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 C3 aufgeladen. Eine Ausgangsspan­ nung vom Verstärker 113 wird schrittweise erhöht, da der Kondensator C3 geladen ist, und der Kollektorstrom des Transistors 119 steigt ebenfalls an. Wenn der Kollek­ torstrom des Transistors 119 einen Durch­ laßstromwert 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 C4 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 C4 aufgeladen. Eine Ausgangsspannung vom Verstärker 114 wird schrittweise erhöht, da der Konden­ sator C4 geladen ist, und der Kollektorstrom des Transi­ stors 120 steigt an. Wenn der Kollektorstrom des Transi­ stors 120 den Durchlaßstromwert 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 VDAT1 und VDAT2 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 C3 und C4 geladen gehalten.

Daher wird der Schalter 116 gemäß den vom Puffer 130 ausgegebenen Daten VDAT1 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 VDAT1 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 VDAT1 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 VDAT2 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 VDAT2 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 VDAT2 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 C3 und C4 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 eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einem 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 (7)

1. Bilderzeugungsvorrichtung, insbesondere Laserdrucker mit Mehrstrahlabtastung, mit:

• - einer Lichtquelle (50, 51) zum gleichzeitigen Erzeugen mehrerer Lichtstrahlen,
• - einer optischen Schreibeinrichtung (212), die einen mit Mehrstrahlabtastung abzutastenden Bildträger (200) gleichzeitig den mehreren Lichtstrahlen aussetzt,
• - einer Bilderzeugungseinrichtung (201, 206) zum Entwickeln des Bildes, das auf dem Bildträger (200) aufgezeichnet ist, der durch die optische Schreibeinrichtung (212) abzutasten ist, und zum Übertragen des entwickelten Bildes zu einem Bilderzeugungsmedium,
• - einer Strahldetektoreinrichtung (308) zum Erfassen eines der mehreren Lichtstrahlen, denen der Bildträger (200) durch die optische Schreibeinrichtung (212) gleichzeitig ausgesetzt ist,
• - einer Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517) zum Erzeugen eines Synchronsignales aufgrund eines Detektions-Ausgangssignales von der Strahldetektoreinrichtung (308) und
• - einer Steuereinrichtung (513) zum Steuern der von der Lichtquelle (50, 51) erzeugten mehreren Lichtstrahlen entsprechend dem von der Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517) erzeugten Synchronsignal und zum Steuern des einen Lichtstrahles der mehreren Lichtstrahlen, während die Strahldetektoreinrichtung (308) den einen Lichtstrahl erfaßt.

2. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) einen von einem außerhalb des effektiven Schreibbereiches des Bildträgers (200) vorgesehenen Reflexionsspiegel (307) reflektierten Strahl erfaßt.

3. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) ein PIN-Photodiodenelement (68) umfaßt.

4. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldetektoreinrichtung (308) eine Maskeneinrichtung (69) zum Formen einer Strahlwellenform umfaßt.

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

6. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronsignal-Erzeugungseinrichtung (517) ein Analogsignal von der einzigen Strahldetektoreinrichtung (308) durch Vergleichen des Analogsignales mit einer Bezugsspannung mittels eines Hochgeschwindigkeitsvergleichers digitalisiert und ein Horizontal-Synchronsignal ausgibt.

7. Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (513) eine Abtastsignal-Ausgabeeinrichtung (513a) zum Ausgeben eines Abtastsignals umfaßt, um die Lichtquelle (50, 51) sequentiell anzusteuern, sooft ein Strahlschreiben aufgrund des Horizontal-Synchronsignales durchgeführt wird.