DE3744334C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrahl-Abtastvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Mehrstrahl-Abtastvorrichtung mit Zeitsimultan- bzw. Time-sharing-Strahlsteuerung kann beispielsweise in einem Laserdrucker mit einem Abtastbelichtungs­ schritt durch mehrere Laserstrahlen ("Mehrstrahlen") und einem Druckschritt durch einen elektrophotographischen Prozeß betrieben werden.

In letzter Zeit wurde ein Laserdrucker mit einem Abtast­ belichtungsschritt durch einen Laserstrahl und einem Druckschritt durch einen elektrophotographischen Prozeß realisiert.

Als ein Laserdrucker dieser Art wurde in letzter Zeit ein Drucker entwickelt, der eine Mehrstrahl-Abtastvorrichtung anwendet. In diesem Drucker wird eine Vielzahl von Strahlen erzeugt, und eine Vielzahl von Linien wird durch diese Strahlen abgetastet, um dadurch die Druck­ geschwindigkeit zu erhöhen.

Um in einem derartigen Laserdrucker eine Vielzahl von Strahlen zu erzeugen, wird eine Vielzahl von Lichtquel­ len also Laserdioden verwendet, die unabhängig in ver­ schiedenen Gehäusen untergebracht sind. Um zusätzlich jeden Strahl zu steuern, wird ein Lichtmengen-Überwa­ chungselement, z. B. eine Photodiode zusammen mit jeder Laserdiode verwendet. Das heißt, eine Lichtmenge jedes Laserstrahles wird unabhängig gemäß dem Ausgangssignal von jedem Lichtmengen-Überwachungselement gesteuert.

Aus diesem Grund müssen in einem herkömmlichen Mehr­ strahl-Abtast-Laserdrucker Lichtmengen-Steuerelemente in einer Anzahl entsprechend der Anzahl der abtastenden Strahlen vorgesehen sein. Als Ergebnis wird die Vorrichtung kompliziert und aufwendig.

Aus der DE 30 48 050 A1 ist ein Aufzeichnungsgerät mit Strahlenabtastungs-Informationsablesung bekannt. Bei diesem Aufzeichnungsgerät werden von einem Halbleiter­ laser mit zwei Emissionselementen zwei Laserstrahlen abgegeben und über einen Spiegel sowie einen Schlitz auf eine photoempfindliche Trommel gerichtet. Von einem den Schlitz umgebenden Spiegel reflektiertes Licht wird zu einem Photodetektor geleitet, der über eine Auswerteschaltung den Halbleiterlaser ansteuert. Damit soll ein Aufzeichnungsgerät mit Strahlenabtastungs-Informationsablesung geschaffen werden, das eine Überlagerungs-Aufzeichnung unabhängig davon ermöglicht, ob der Laserstrahldrucker nach dem Positiv- oder dem Negativ- Belichtungsverfahren arbeitet.

Weiterhin ist in der DE 35 16 376 A1 ein Strahlabtast- Aufzeichnungsgerät beschrieben, bei dem ein Detektor einen hin- und herschwingenden Abtast-Laserstrahl bei jeder Horizontalabtastung erfaßt. Eine Photodiode dient als Lichtmeßelement zur Überwachung der Ausgangsstrahl­ intensität einer Laserdiode.

Schließlich beschäftigt sich die DE-Z: Siemens For­ schungs- und Entwicklungsberichte, Band 10 (1981), Nr. 2, Seiten 98 bis 103, mit Sensoren in Laserdruckern und zeigt eine Drucküberwachung, bei der ein Phototransistor Licht erfaßt, das von zwei Leuchtdioden aus­ gesandt und an einem vorbeilaufenden Papierblatt re­ flektiert ist, um so den Kontrast auf einer auf das Papierblatt gedruckten Tonermarke zu steuern.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehr­ strahl-Abtastvorrichtung zu schaffen, bei der bei einfachem Aufbau mit nur einer Photodetektoreinrichtung eine zuverlässige Einstellung der von mehreren Licht­ quellen abgegebenen Lichtmengen möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Mehrstrahl-Abtastvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2.

Die erfindungsgemäße Mehrstrahl-Abtastvorrichtung hat also mehrere Lichtquellen, die jeweils einen Strahl erzeugen, eine optische Abtasteinrichtung zum Empfangen der Strahlen von den mehreren Lichtquellen und zum Richten der Strahlen als eine Vielzahl von Abtaststrahlen zu einem abzutastenden Objekt, eine Photodetektorein­ richtung mit einer vorbestimmten Anzahl von Photosensoren, die kleiner ist als die Vielzahl der Lichtquellen, um im wesentlichen Lichtmengen der Vielzahl von Abtaststrahlen durch die optische Abtasteinrichtung simultan zu erfas­ sen, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Licht­ mengen der jeweiligen Strahlen von der Vielzahl der Licht­ quellen gemäß Zeitsimultan-Lichtmengen-Erfassungssigna­ len entsprechend der vorbestimmten Anzahl von Photosen­ soren der Photodetektoreinrichtung.

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

Fig. 1 eine Längsvordersicht eines Laserdruckers,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung zur Erläu­ terung, wie ein Laserstrahl auf einen lichtempfindlichen Körper eingestrahlt wird,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung zur Erläu­ terung eines Halbleiter­ laseroszillators,

Fig. 4A bis 4C Vordersichten verschiedener Arten des Halbeiterlaseroszillators von Fig. 3,

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

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Lage­ beziehung zwischen Punkten des Laserstrahles in einer Hauptabtastrichtung,

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

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Steuergliedes,

Fig. 9 ein Schaltbild eines Strahldetektors,

Fig. 10 ein elektrisches Schaltbild eines Laserabtast-Zeit-Steuergliedes,

Fig. 11 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Be­ triebes der Schaltung von Fig. 10,

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Video-Taktgenerators,

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

Fig. 14 ein elektrisches Schaltbild eines Lasermodulators.

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

Fig. 1 zeigt beispielsweise einen Laserdrucker 199. Dieser Laserdrucker ist mit einem Hilfssystem, wie beispielsweise einem externen Rechner oder Wortprozessor über ein Kabel (nicht gezeigt) verbunden und er druckt ein Bild auf ein Papier­ blatt in einer vorbestimmten Farbe gemäß Punktbilddaten, die vom Hilfssystem eingespeist sind. In Fig. 1 dient ein trommelähnlicher lichtempfindlicher Körper 200 als ein Bildträger, der durch eine Antriebsquelle (nicht gezeigt) in Pfeilrichtung gedreht wird. Eine Ladeeinheit 201, eine Entwicklungseinheit 206, eine Vorübertragungs- Endladelampe 207, eine Übertragungs-Ladeeinheit 208, eine Trenn-Ladeeinheit 209, eine Reinigungseinheit 210 und eine Entladeeinheit 211 sind in der angegebenen Rei­ henfolge um eine Umfangsfläche des lichtempfindlichen Körpers 200 entlang von dessen Drehrichtung vorgesehen.

Eine Papierzufuhreinheit 213 ist auf einer Seite unter­ halb des lichtempfindlichen Körpers 200 angeordnet und speist Papier P in eine Position unterhalb des licht­ empfindlichen Körpers 200. Die Papierzufuhreinheit 213 umfaßt lös­ bare obere und untere Papierzufuhrkassetten 214 und 215, die eine Vielzahl von Papierblättern P enthalten, Papierzufuhrwalzen 216 und 217 zum aufeinanderfolgenden Herausgreifen jeweils eines Papierblattes P aus den Kassetten 214 und 215, einen Handpapierzufuhrtrog 219, der an einer Handpapierzufuhröffnung 218 angebracht ist, welche sich oberhalb der oberen Papierzufuhrkassette 214 befindet, zwei Papierzufuhrwalzen 220 zum Fördern eines Papieres P, das vom Trog 219 eingespeist ist, und zwei Registerwalzen 221 zum Ausrichten einer Vor­ derkante eines durch die Walzen 216, 217 und 220 ge­ förderten Papieres P und zum Liefern dieses Papieres synchron mit einem Bild auf dem lichtempfindlichen Körper 200.

Das durch die Registerwalzen 221 geförderte Papier P wird zu einem Abschnitt der Übertragungs-Ladeeinheit 208 gespeist und dort in Berührung mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers 200 gebracht. Daher wird ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Körper 200 auf das Papier P durch die Ladeeinheit 208 übertragen. Das Papier P, auf das das Tonerbild übertragen ist, wird elektrostatisch vom lichtempfindlichen Körper 200 durch die Trenn-Ladeeinheit 209 getrennt und dann durch ein Saugförderband 222 zu Heizwalzen 223 als einer Fixier­ einheit gefördert. Wenn das Papier P zwischen den Walzen 223 läuft, so wird das übertragene Bild auf dem Papier P erwärmt und fixiert. Nach dem Fixieren wird das Papier P zu einem Papierentnahmetrog 225 durch zwei Papier­ entnahmewalzen 224 ausgegeben. In diesem Fall werden Resttonerteilchen auf der Oberfläche des lichtempfind­ lichen Körpers 200, nachdem das Tonerbild darauf übertra­ gen ist, durch die Reinigungseinheit 210 entfernt. Dann wird der lichtempfindliche Körper 200 durch die Entlade­ einheit 201 entladen, und er kehrt zu einem Anfangszu­ stand zurück.

Ein optisches System wird im folgenden in Einzelheiten erläutert. Das optische System umfaßt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, eine einzige Basis 318, eine Drehspiegel- Abtasteinheit 212, reflektierende Spiegel 311 und 312 zum Leiten eines ersten und zweiten Laserstrahles 309 bzw. 310, gesteuert durch die Abtasteinheit 212, zu jeweils vorbestimmten Positionen, ein transparentes Glas 313, das verhindert, daß Staub in das optische System ein­ dringt, eine Linse 317 zum Korrigieren einer Strahlab­ lenkung in Folge einer Oberflächenablenkung eines Poly­ gonalspiegels (Drehspiegels) 300, der weiter unten näher erläutert wird, und einen weiter unten näher beschrie­ benen Strahldetektor.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung des opti­ schen Systems von Fig. 1. In Fig. 2 umfaßt die Dreh­ spiegel-Abtasteinheit 212 einen einzigen Halbleiterlaser­ oszillator (Strahlquelle) 302 als ein Hauptelement zum Aussenden von zwei Laserstrahlen, eine Kollimatorlinse 304, die die vom Oszillator 302 ausgesandten Strahlen in parallele Strahlen einstellt, den Polygonalspiegel (Drehspiegel) 300 mit acht oktogonal angeordneten Spie­ gelflächen 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 und 51a jeweils entsprechend den Dioden 50 und 51. Die Dioden 50 und 51 können unabhängig von­ einander angesteuert werden, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Die Dioden 50 und 51 sind auf einem ein­ zigen Halbleiterchip ausgebildet, und Abstand der Dioden 50 und 51 in einer y-Achsen-Richtung in Fig. 4A und 4B beträgt etwa 200 µm. Die Dioden 50 und 51 sind wie folgt angeordnet. Erstens ist, wie dies in Fig. 4A gezeigt ist, der Oszillator 302 derart geneigt, daß der Abstand der Dioden 50 und 51 in einer z-Achsen-Richtung ungefähr 8 µm wird. Zweitens sind die Dioden 50 und 51 derart angeordnet, daß, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist, deren Lichtemis­ sionspositionen voneinander versetzt sind. Drittens sind, wie dies aus Fig. 4C zu ersehen ist, die Dioden 50 und 51 auf dem Oszillator 302 derart gebildet, daß der Abstand der Dioden 50 und 51 in der y-Achsen-Richtung 15 µm wird, und der Oszillator 302 ist aufrecht oder leicht geneigt angeordnet. Als Er­ gebnis wird ein Intervall zwischen einer Abtastlinie des ersten Laserstrahls 309 und derjenigen des zweiten Laserstrahles 310 auf dem lichtempfindlichen Körper 200 80 µm, d. h. es entspricht einem Druckabstand 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 Laserdioden 50 und 51 emittierten Laserstrahlen. Die Strahlmengen der von den Dioden 50 und 51 emittierten Laserstrahlen werden abhängig vom Ausgangssignal der Photodiode 56 in einer weiter unten näher beschriebenen Weise konstant gehalten. Da die Photodiode 56 aus einem einzigen Element besteht, kann ein Ausgangsstrom proportional zu jeder Lichtmenge der Dioden 50 und 51 hiervon erhalten werden.

Die Dioden 50 und 51 emittieren erste und zweite Laser­ strahlen 309 und 310 für Aufzeichnungs/Belichtungsdaten nach rechts in Fig. 3 und dritte und vierte Laserstrah­ len 55a und 55b für Lichtmengenüberwachung darin nach links.

Zwei Lichtemissionspunkte 50a und 51a, die in Fig. 3 gezeigt sind, werden auf dem lichtempfindlichen Körper 200 als zwei Strahlflecken 57 und 58, die dicht beieinan­ derliegen, wie dies aus Fig. 5 zu ersehen ist, durch das in Fig. 2 gezeigte optische System bestrahlt. Das optische 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 Un­ terabtastteilung.

Die Strahlflecken 57 und 58 tasten gleichzeitig mit einer konstanten Geschwindigkeit von links nach rechts in Fig. 5 entsprechend der Drehung des Polygonalspie­ gels 300 ab. Daher beginnen die Strahlflecken 57 und 58 ein Abtasten von am linken Ende in Fig. 5 liegenden Punkten 59a und 59b und beenden ein Abtasten von zwei Abtastlinien an Punkten 60a und 60b. Gleichzeitig kehren die Strahlflecken 57 und 58 zum linken Ende durch die nächste Spiegelfläche des Spiegels 300 zurück und be­ ginnen ein Abtasten für die nächsten Abtastlinien von Punkten 59c und 59d zu Punkten 60c und 60d.

In einem tatsächlichen Aufzeichnungsbetrieb wird die Strahlstärke optisch gemäß Bilddaten moduliert, so daß der Oszillator 302 synchron mit obiger Zweistrahl-Abtastung und gemäß der Aufzeichnungsdichte in einer Hauptabtastrichtung ein/ausgeschaltet wird. Somit kann ein elektro­ statisches latentes Bild auf dem lichtempfindlichen Kör­ per 200 in einer vorbestimmten Aufzeichnungsdichte ge­ bildet werden.

Eine derartige Zweistrahl-Abtastvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß infolge eines gleichzeitigen Abtastens von zwei Strahlen die Abtastgeschwindigkeit auf die Hälfte von derjenigen einer herkömmlichen Vorrichtung, bei der eine Abtastung durch einen einzigen Strahl vorge­ nommen wird, unter der Bedingung reduziert werden kann, daß die Aufzeichnungsdichten und Druckgeschwindigkeiten die gleichen sind.

Daher können die Drehzahl des Abtastmotores für den Polygonalspiegel 300 und die Frequenz des Videotaktes in der Hauptabtastrichtung auf die Hälfte reduziert werden. Das heißt, die obige Vorrichtung kann sehr wirksam zur Realisierung eines Hochge­ schwindigkeitsbetriebes des Laserstrahldruckers einge­ setzt werden.

Eine Lagebeziehung der jeweiligen Punkte der Strahl­ flecken 57 und 58 in der Hauptabtastrichtung in Fig. 5 wird weiter unten anhand der Fig. 6 näher beschrieben. Diese zeigt einen Strahlabtaststartpunkt 61 am linken Ende, einen Strahlabtastendpunkt 67 am rechten Ende, eine Position 62 eines Strahldetektors 308, eine linke Endseite 63 des lichtempfindlichen Körpers 200, eine rechte Endseite 66 hiervon, einen Druckstartpunkt 64 für eine maximale Druckbreite und einen Druckendpunkt 65 hiervon.

Ein Mechanismus um den Strahldetektor 308 zum Erzeugen eines Horizontalsynchronsignales, das in einer Druck­ steuerung des Laserdruckers 199 wesentlich ist, wird im folgenden beschrieben. In Fig. 2 ist ein reflektie­ render Spiegel 307 in einer vorbestimmten Position eines Abtastbereiches eines ersten und eines zweiten Laserstrah­ les 309 bzw. 310, die von der Drehspiegelabtasteinheit 212 ausgesandt sind, d. h., außerhalb eines effektiven Druckbereiches vorgesehen. Die Laserstrahlen 309 und 310 werden durch den Spiegel 307 re­ flektiert bzw. abgelenkt und zum Detektor 308 geleitet.

Wie in Fig. 7A und 7B gezeigt ist, besteht der Detektor 308 aus beispielsweise einem PIN-Photodiodenelement 68 und einer Maske 69 mit einer rechteckförmigen Öffnung 69a zum Formen einer Strahlwellenform in deren Mitten­ teil. Daher kann eine Verzerrung der Ausgangswellen­ form, die erzeugt wird, wenn der Laserstrahl durch einen Endseitenteil des Elementes 68 verläuft, durch die Maske 69 verhindert werden.

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

Fig. 8 zeigt einen Steuerabschnitt des Laserdruckers 199 mit dem obigen Aufbau. In Fig. 8 sind dargestellt eine Zentraleinheit (CPU) 501 als ein Hauptsteuerab­ schnitt zum Steuern eines Gesamtsystems, ein Festwert­ speicher 502, der ein Steuerprogramm zum Betreiben des Laserdruckers 199 speichert, ein Festwertspeicher 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 vorbe­ stimmten Prozesses, der für eine Bilderzeugung beim Papierfördern und um den lichtempfindlichen Körper 200 erforderlich ist, und ein Eingabe/Ausgabeanschluß 506 zum Ausgeben von Anzeigedaten zu einem Betriebsanzei­ geabschnitt 507, zum Empfangen von Eingangssignalen von einer Vielzahl von Detektoren, wie beispielsweise Mikroschaltern und Sensoren, zum Senden eines Aus­ gangssignales zu einer Ansteuereinheit 509 zum Ansteu­ ern eines Antriebssystems 510 bestehend aus beispiels­ weise einem Motor, einer Kupplung und einem Solenoid, zum Senden eines Ausgangssignales zu einer Motor-An­ steuereinheit 511 zum Ansteuern des Abtastmotores 303 und zum Versorgen eines Prozeßsteuer­ gliedes 522, das eine Eingabe/Ausgabe hinsichtlich eines Abschnittes 523 einschließlich verschiedener Sensoren, einer Hochspannungsquelle usw. steuert.

Ein Druckdatenschreibsteuerglied 513 steuert einen Lasermodulator 514 zum Modulieren der Laserdioden 50 und 51 des Oszillators 302 für das Schreiben von Bilddaten, um so das optische Schreiben von Druckdaten eines von dem externen Hilfssystem zu einer vorbestimmten Position auf dem lichtempfind­ lichen Körper 200 gesandten Videobildes zu steuern. Zu dieser Zeit erfaßt der Detektor 308, der aus einer PIN-Diode besteht, welche mit hoher Geschwindig­ keit anspricht, lediglich einen der beiden Laserstrah­ len 309 und 310, die eine Abtastung unter Steuerung der Abtasteinheit 212 durchführen. Ein Synchronsig­ nalgenerator 517 digitalisiert ein Analogsignal von dem Detektor 308 durch einen Hochgeschwindigkeitsver­ gleicher, um ein Horizontalsynchronsignal HSYN zu er­ zeugen, und speist das Signal zum Steuerglied 513. Eine Schnittstellenschaltung 519 liefert Statusdaten zu dem externen Hilfssystem, empfängt Befehlsdaten und Druckdaten von diesem usw.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, besteht der Generator 517 aus Vorspannungswiderständen R 1, R 2, R 3, R 4 und R 5 zum Anlegen eines Eingangssignales und einer Bezugs­ spannung, einem positiven Rückkopplungswiderstand R 6, einem Störentfernungskondensator C 1, einem Hochge­ schwindigkeits-Rückkopplungskondensator C 2 und einem Hochgeschwindigkeitsvergleicher 79.

Das heißt, das Ausgangssignal von dem Detektor 308 wird mit der Bezugsspannung verglichen, und das Sig­ nal HSYN wird als ein Vergleichsergebnis ausgegeben.

In diesem Fall wird lediglich der erste Laserstrahl 309 auf den Detektor 308 gestrahlt, und das Signal HSYN wird vom Generator 517 gemäß dem Ausgangssignal des Detektors 308 ausgegeben.

Das Steuerglied 513 besteht aus einem Laserabtast- Zeitsteuerglied 513a und einem Videotaktgenera­ tor 513b, die weiter unten näher beschrieben werden.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, hat das Steuerglied 513a einen Inverter 80 zum Invertieren des vom Generator 517 eingespeisten Signales HSYN, zwei Zeitgeber mit Gatter- bzw. Torfunktion, in welcher eine von der Zentraleinheit 501 über einen CPU-Bus eingespeiste Zeitgeber-Zeit gesetzt wird und die Ausgangssignale vom Inverter 80 als Torsignale (G) und Taktsignale CLK von der Zentraleinheit 501 als Taktimpulse (CP) gezählt werden, ein D-Flipflop (im folgenden auch als FF-Schaltung bezeichnet) 83, das abwechselnd gesetzt/rückgesetzt wird und daher ein Auswahlsignal von einem Setz-Ausgangsanschluß Q oder einem Rücksetz- Ausgangsanschluß abgibt, sooft das Ausgangssignal als ein Taktimpuls CP vom Inverter 80 eingespeist ist, einen Inverter 84 zum Invertieren eines Zeit-Aus-Signales vom Ausgangsanschluß (O) des Zeitgebers 82, ein UND- Gatter 85, das eine UND-Funktion am Zeit-Aus-Signal vom Zeitgeber 81 und am Ausgangssignal von der Schal­ tung 84 vornimmt und ein Video-Taktstopsignal abgibt, ein UND-Gatter 86, von dem ein Gatter oder Tor durch ein Setz- Ausgangssignal vom Flipflop 83 geöffnet wird und das das Ausgangssignal vom UND-Gatter 85 als ein Abtast­ signal zum Überwachen der Laserdiode 50 abgibt, und ein UND-Gatter 87, von dem ein Gatter durch ein Rück­ setz-Ausgangssignal vom UND-Gatter 83 geöffnet wird und das das Ausgangssignal vom UND-Gatter 85 als ein Abtastsignal zum Überwachen der Laserdiode 51 abgibt.

Der Betrieb des Laserabtast-Zeitsteuergliedes 513a mit dem oben beschriebenen Aufbau wird im fol­ genden anhand des Zeitdiagrammes von Fig. 11 näher er­ läutert. Das heißt, das vom Generator 517 eingespeiste Signal HSYN wird durch den Inverter 80 invertiert und zu Gatteranschlüssen G der Zeitgeber 81 und 82 und zu einem Taktimpulseingangsanschluß 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, so ändert sich auch der Zustand des Flipflops 83, d. h., die Schaltung 83 wird gesetzt. Als Ergebnis wird das UND-Gatter 86 durch das Setz-Ausgangssignal offen gehalten. Da kein Zeit- Aus-Signal vom Zeitgeber 82 ausgegeben wird, wird zu­ sätzlich das UND-Gatter 85 durch das Aus­ gangssignal vom Inverter 84 offen gehalten.

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

Wenn die im Zeitgeber 82 voreingestellte Zeit abgelaufen ist, so wird dessen Zeit-Aus-Signal als ein erzwungenes EIN-Signal zum Modulator 514 gespeist. Zusätzlich wird das Ausgangssignal vom Inverter 84 durch das Zeit-Aus- Signal vom Zeitgeber 82 invertiert, und das UND-Gatter 85 wird geschlossen. Daher wird die Erzeugung des Videotaktsignales und des ersten Abtastsignales unter­ brochen.

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

Wenn die im Zeitgeber 81 voreingestellte Zeit abgelau­ fen ist, so wird dessen Zeit-Aus-Signal als das Video- Taktstopsignal 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 abgelaufen ist, so wird dessen Zeit-Aus-Signal als ein erzwunge­ nes EIN-Signal zum Modulator 514 ausgegeben. Zusätz­ lich wird das Ausgangssignal vom Inverter 84 durch das Zeit-Aus-Signal invertiert, und das UND-Gatter 85 wird geschlossen. Daher wird die Erzeugung des Video- Taktstopsignales und des zweiten Abtastsignales unter­ brochen.

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 Videotaktgene­ rator 513b in Reihe verbundene UND-Gatter 88, 99, 100, 101, 102 und 107, einen Quarzoszillator 89 mit einer Schwingungsfrequenz des gleichen Zyklus wie derjenige des Videotaktes, eine Verzögerungsschaltung 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-Schaltungen be­ zeichnet) 95, 96, 97 und 98, ein NOR-Gatter 104, einen Inverter 105 und einen Zähler 106 zum Zählen der Video­ takte vom ODER-Gatter 103 und zum Ausgeben eines Video­ taktsignales VCLK von einer wirksamen Druckfläche.

Der Betrieb des Generators 513b wird im folgenden anhand des Zeitdiagrammes von Fig. 13 näher erläutert. Das heißt, ein Bezugstakt einer Periode T wird vom Oszillator 89 zur Verzögerungs­ schaltung 90 gespeist. Daher werden Takte mit sequen­ tiell um T/4 verzögerten Perioden von den Abgriffen 01, 02, 03 und 04 der Verzögerungsschaltung 90 ausgege­ ben und zu Taktimpuls-Eingangsanschlüssen CP jeweils der Flipflops 95 bis 98 gespeist. Die Flipflops 95 bis 98 werden durch das Videotaktsignal vom Laserabtast- Zeitsteuerglied 513a gelöscht, und das UND-Gatter 88 wird durch das Ausgangssignal vom NOR-Gatter 104 geöffnet.

In diesem Zustand wird das Signal HSYN vom Strahldetektor 517 zum UND-Gatter 88 gespeist. Dann werden "1"-Signale vom UND-Gatter 88 ausgegeben und zu Dateneingangsan­ schlüssen D der Flipflops 95 bis 98 über jeweils die 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 UND-Gatter 99 wird durch das Setz- Ausgangssignal vom Flipflop 95 geöffnet. Daher wird der Takt vom Abgriff 01 der Schaltung 90 als ein Video­ takt 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 UND-Gatter 88. Zusätzlich wird das Setz-Ausgangssignal vom Flipflop 95 zum Daten­ eingangsanschluß D des Flipflops 95 über das ODER-Gat­ ter 91 gespeist. Daher wird lediglich das Flipflop 95 gesetzt gehalten.

Wenn der Zähler 106 einen Zählerstand entsprechend einer Aufzeichnungsstartposition erreicht, so wird das UND-Gatter 107 geöffnet, und ein Videotakt VCLK vom ODER-Gatter 103 wird ausgegeben.

Gemäß dem Takt VCLK werden Druckdaten VDAT1 und VDAT2 von der Schnittstellenschaltung 519 zum Modulator 514 ausgegeben.

Wenn in ähnlicher Weise Takte von anderen Abgriffen 02 bis 04 der Verzögerungsschaltung 90 ansteigen und ent­ sprechende 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 erläutert. Das heißt, der Modulator 514 umfaßt einen Operationsvertärker 108 zum Verstärken eines Über­ wachungssignales, 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 Laser­ lichtmengen-Steuerbezugsspannung, die von einem Wider­ stand R 14, einem veränderlichen Widerstand VR 2, einem Widerstand R 15 und einem veränderlichen Widerstand VR 3 erhalten ist, einen invertierenden Transistor 110, Ana­ logschalter 111 und 121, die an der Seite eines Kanales 1 eingeschaltet sind, d. h., wenn eine Lichtmenge der Laserdiode 50 zu steuern ist, Analogschalter 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 Impedanzen von Spannungen VC 1 und VC 2, die durch Kondensatoren C 3 und C 4 geladen sind, Hochgeschwindigkeitskondensatoren 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, Ana­ logschalter 116 und 118, die eingeschaltet sind, wenn die Dioden 50 und 51 ausgeschaltet sind, Puffer 125 bis 128, 123 und 124 zum Ansteuern jeweils 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 Ab­ tastsignal vom Laserabtast-Zeitsteuerglied 513a eingespeist wird, so werden die Analogschalter 111 und 121 durch das erste Abtastsignal eingeschaltet. Zusätz­ lich nimmt ein Ausgangssignal vom NOR-Gatter 129 den Wert "0" durch das erste Abtastsignal an, und damit schaltet der Schalter 115 ein. Da der Kondensator C 3 nicht geladen ist, wird zu dieser Zeit ein Ausgangssignal vom Verstärker 113 zu 0V, und an der Basis des Transistors 119 liegen eben­ falls 0V. Daher emittiert die Laserdiode 50 zu dieser Zeit kein Licht. In diesem Fall beträgt ein Überwachungs­ strom von der Photodiode 56 ebenfalls 0V, und ein Aus­ gangssignal von 0V wird vom Verstärker 108 eingespeist. Dann wird ein Ausgangssignal vom Vergleicher 109 auf einen Pegel "L" geschaltet, und der Transistor 110 wird ausgeschaltet. Da der Transistor 110 ausgeschaltet ge­ halten ist, wird der Kondensator C 3 geladen. Die Aus­ gangsspannung vom Verstärker 113 wird schrittweise er­ höht, da der Kondensator C 3 geladen ist, und der Kollek­ torstrom des Transistors 119 wird ebenfalls vergrößert. Wenn der Kollektorstrom des Transistors 119 einen Vor­ wärts- oder Durchlaßstrom erreicht, so sendet die Laser­ diode 50 Licht aus.

Während danach das erste Abtastsignal eingespeist ge­ halten wird, wird die Diode 50 so gesteuert, daß sie eine vorbestimmte Lichtmenge gemäß dem Überwachungs­ strom der Photodiode 56 aussendet.

Wenn in ähnlicher Weise das zweite Abtastsignal einge­ speist wird, so 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 wird der Schal­ ter 117 eingeschaltet. Da zu dieser Zeit der Kondensator C 4 nicht geladen ist, beträgt ein Ausgangssignal vom Verstärker 114 0V, und die Basis des Transistors 120 ist bei 0V. Daher sendet die Laserdiode 51 zu dieser Zeit kein Licht aus. In diesem Fall beträgt der Über­ wachungsstrom der Photodiode 56 ebenfalls 0V, und das Ausgangssignal von 0V wird vom Verstärker 108 ausgegeben. Dann wird das Ausgangssignal vom Vergleicher 109 auf einen Pegel "L" geschaltet, und der Transistor 110 wird ausgeschaltet. Da der Transistor 110 ausgeschaltet ge­ halten wird, wird der Kondensator C 4 geladen. Die Aus­ gangsspannung vom Verstärker 114 wird schrittweise er­ höht, da der Kondensator C 4 geladen ist, und der Kollek­ torstrom des Transistors 120 wird vergrößert. Wenn der Kollektorstrom des Transistors 120 den Vorwärts- bzw. Durchlaßstrom erreicht, sendet die Laserdiode 51 Licht aus.

Während danach das Abtastsignal eingespeist gehalten wird, wird die Diode 51 gesteuert, um eine vorbestimmte Licht­ menge gemäß dem Überwachungsstrom der Photodiode 56 aus­ zusenden.

Ein Fall, bei dem Druckdaten VDAT1 und VDAT2 von der Schnittstellenschaltung 519 zu den Puffern 130 und 132 bzw. den NOR-Gattern 129 und 131 ausgegeben werden, soll im folgenden näher erläutert werden. Da hier 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 VDAT1 ein/ausgeschaltet, und der Schalter 115 wird gemäß einem Ausgangssignal vom NOR- Gatter 129 ein/ausgeschaltet. Somit sendet die Laser­ diode 50 Licht bzw. kein Licht aus.

Das heißt, wenn die VDAT1 Daten "1" betragen werden der Schalter 115 eingeschaltet und der Schalter 116 ausge­ schaltet, so daß die Diode 50 Licht aussendet. Wenn die Daten VDAT1 "0" betragen, wird der Schalter 115 ausgeschaltet, und der Schalter 116 wird eingeschaltet, so daß die Diode 50 kein Licht aussendet.

Gemäß den Daten VDAT2, die vom Puffer 132 ausgegeben sind, wird der Schalter 118 eingeschaltet/ausgeschaltet, und der Schalter 117 wird gemäß einem Ausgangssignal vom NOR-Gatter 131 eingeschaltet/ausgeschaltet. Somit sendet die Laserdiode 51 Licht aus bzw. kein Licht aus.

Das heißt, wenn die Daten VDAT2 "1" betragen, werden der Schalter 117 eingeschaltet und der Schalter 118 ausgeschaltet, so daß die Diode 51 Licht aussendet. Wenn die Daten VDAT2 "0" betragen, werden der Schalter 117 ausgeschaltet und der Schalter 118 einge­ schaltet, so daß die Diode 51 kein Licht aussendet.

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

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 ledig­ lich die Diode 50 Licht aussendet, wird nur der Strahldetektor 308 bestrahlt.

Wie oben erläutert wurde, erzeugen zwei Laserdioden zwei Laserstrahlen als Abtaststrahlen, und Lichtmengen der beiden Laserstrahlen werden unabhängig durch einen einzigen Strahldetektor simultan bzw. in "Time-sharing" erfaßt, um dadurch den Licht­ aussendebetrieb der Laserdioden gemäß den jeweiligen Erfassungsergebnissen zu steuern.

Daher sind lediglich ein einziger Strahldetektor und ein einziges Lichtmengen-Steuerglied erforderlich.

Wie oben erläutert wurde, schafft die Erfindung eine Mehrstrahl-Abtastvorrichtung, bei der nur ein einziges Lichtmengen-Steuerglied erforderlich ist, so daß der Aufbau vereinfacht werden kann.

Claims (3)

1. Mehrstrahl-Abtastvorrichtung, mit:

• - mehreren Lichtquellen (50, 51), die jeweils einen Strahl erzeugen,
• - einer optischen Abtasteinrichtung (212) zum Empfangen der Strahlen von den mehreren Lichtquellen (50, 51) und zum Richten der Strahlen als eine Vielzahl von Abtaststrahlen zu einem abzutastenden Objekt,
• - einer Photodetektoreinrichtung zum Erfassen der Lichtmengen der mehreren Abtaststrahlen und
• - einer Steuereinrichtung zum Steuern der Lichtmengen der jeweiligen Strahlen von den mehreren Licht­ quellen (50, 51) gemäß Lichtmengen-Erfassungssignalen,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Photodetektoreinrichtung einen oder mehrere Photosensoren (56) aufweist, deren Anzahl jedoch kleiner als die Anzahl der mehrern Lichtquellen (50, 51) ist,
• - der Photosensor (56) materialeinheitlich mit den mehreren Lichtquellen (50, 51) derart vorgesehen ist, daß er direkt wenigstens einen Teil der Licht­ mengen von Überwachungsstrahlen der jeweiligen Strahlen der mehreren Lichtquellen (50, 51) simultan zu erfassen vermag, um so die Lichtmengen der Abtaststrahlen von der optischen Abtasteinrichtung (212) zu ermitteln, und
• - die Steuereinrichtung (514) die mehreren Lichtquellen (50, 51) simultan ansteuert, um Lichtmengen der durch den Photosensor (65) zu erfassenden je­ weiligen Strahlen von den Lichtquellen simultan zu steuern.

2. Mehrstrahl-Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Photosensor derart angeordnet ist, daß alle Richtungen der jeweiligen Strahlen von dem mehreren Lichtquellen (50, 51) gemeinsam erfaßbar sind.