DE3903586A1 - Verfahren zum elektrophotographischen drucken mittels eines laserstrahles und drucker dafuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Laserdrucker, bei denen die Laser­ leistung zum Aktivieren oder Deaktivieren eines lichtemp­ findlichen Materiales in einem elektrophotografischen Prozeß moduliert wird, insbesondere ein- und ausgeschaltet wird, und die vor allem für zugeschnittenes Papier vorgesehen sind.

In Laserdruckern werden vor allem Halbleiterlaser, insbe­ sondere Laserdioden, als Lichtquellen verwendet. Um einen gleichmäßigen Druck zu erzielen, muß dabei die Laser-Aus­ gangsleistung konstant gehalten werden. Eine Eigenschaft von Halbleiterlasern ist jedoch, daß sich die Ausgangsleistung mit der Temperatur ändert. Um diese störende Leistungsände­ rung mit der Temperatur bei Geräten mit optischen Platten und bei Laserdruckern zu beseitigen, werden Überwachungsvor­ richtungen mit einem Photodetektor verwendet, um die Laser- Ausgangsleistung für eine Regelung mit negativer Rückkopp­ lung zur Konstanthaltung der Ausgangsleistung des Lasers festzustellen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der JP-OS 13 343/1979 beschrieben.

Bei den bekannten Vorrichtungen für Drucker wird ein Samp­ ling- und Haltevorgang (Abtast- und Haltevorgang) ausge­ führt, bei dem die Uberwachungsvorrichtung jedesmal die Laser-Ausgangsleistung feststellt, wenn der Laserstrahl über einen Photodetektor streicht, der am Startpunkt der Abtast­ ung vorgesehen ist. Auf der Basis dieser Feststellung wird eine Regelung mit negativer Rückkopplung ausgeführt, so daß die Ausgangsleistung des Lasers während des Drucks konstant gehalten wird.

Bezüglich Geräten mit optischen Platten ist es auch bekannt, einen Laser zu verwenden, der in zwei Richtungen Licht emit­ tiert, wobei die eine Richtung zur Abtastung und die entge­ gengesetzte Richtung zur Feststellung der Ausgangsleistung verwendet wird. Eine solche Anordnung ist zweckmäßig, wenn der Laser immer eingeschaltet ist, wie beim Lesen von opti­ schen Platten.

Beim Drucken wird der Laserstrahl jedoch moduliert, insbe­ sondere wird er während des Abtastens auch nur einer ein­ zigen Zeile mit hoher Geschwindigkeit aus- und eingeschal­ tet. Die Modulationsfrequenz ist dabei extrem hoch, und es ist nicht zweckmäßig, die Laser-Ausgangsleistung kontinuier­ lich überwachen zu wollen, das heißt es ist nicht zweck­ mäßig, die Laser-Ausgangsleistung in einer Emissionsrichtung zu überwachen, während die andere Emissionsrichtung zum Druck, mit entsprechender Modulation, verwendet wird.

Es ist auch möglich, die Laserregelung dadurch auszuführen, daß beim Abtasten einer Zeile am Ende oder Anfang der Abta­ stung für diese Zeile der Laser eingeschaltet bleibt, um einen reflektierenden Abschnitt der Trommel zu beleuchten, der nicht mit Papier abgedeckt ist und der auch nicht mit lichtempfindlichen Material versehen ist. Von einem Photo­ detektor kann damit bei jeder Abtastung einer Zeile durch den Laser ein Ausgangssignal erhalten werden. Aber auch bei diesem Verfahren liegt die Detektionsfrequenz bei einem bis zehn Kilohertz, was ein sehr großer Wert ist. Darüberhinaus ist es von Nachteil, daß die Abtastbreite über den Rand des Papieres hinaus ausgedehnt werden muß, um die Intensität des Laserstrahles festzustellen. Das Vergrößern der Abtastbreite erhöht die Abtastzeit, was nicht wünschenswert ist, und außerdem hat das Erhöhen der Abtastbreite Auswirkungen auf die Anforderungen an den Mechanismus, der die Abtastung bewirkt.

Bei dem obigen Beispiel eines herkömmlichen Systems wird der Sampling- und Haltevorgang am Beginn eines jeden Abtastvor­ ganges ausgeführt, das heißt mit einer Rate von hunderten bis tausenden von Hertz. Es ist abzusehen, daß aufgrund von Verbesserungen bei der Auflösung und der Druckgeschwindig­ keit diese Frequenz zukünftig noch weiter ansteigt. Solche erhöhten Abtastraten bzw. Frequenzen bringen jedoch erheb­ liche Schwierigkeiten bezüglich des Schaltungsaufbaus eines Sampling- und Haltesystems aufgrund der hohen Betriebsfre­ quenz mit sich. Je höher die Frequenz ist, um so mehr neue Schwierigkeiten ergeben sich dabei.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine zuverlässige Regelung der Laser-Ausgangsleistung bei einem Laser-Abtastdrucksystem zu schaffen. Dabei soll insbesondere die Frequenz des Sampling­ und Haltevorganges verringert sein. Auch soll dabei die Ab­ tastbreite nicht die für den eigentlichen Druck benötigte Breite übersteigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein reflektierender Bereich vorgesehen wird, der sich bezüglich der lichtempfindlichen Trommel in Längsrichtung erstreckt, in dem sich kein lichtempfindliches Material befindet und der in Längsrichtung der Trommel gesehen innerhalb der Be­ grenzung der Papierbreite liegt. Dieser reflektierende Be­ reich wird zweckmäßig durch eine Nahtstelle oder eine Fuge im lichtempfindlichen Material erhalten. Bei einer Naht­ stelle ergeben sich Vorteile daraus, daß das lichtempfind­ liche Material einfach und günstig in Bogen- oder Blattform vorgesehen werden kann, das auf die Trommel gewickelt wird. Die Anbringung und Erneuerung einer solchen lichtempfind­ lichen Schicht ist sehr einfach. Der Laser wird dadurch über eine negative Rückkopplung geregelt, daß die von der reflek­ tierenden Nahtstelle reflektierte Laserstrahlung festge­ stellt wird. Der Sampling- und Haltevorgang wird dabei ein­ mal für ein ganzzahliges Vielfaches von zu bedruckenden Bögen ausgeführt, so daß die Samplingfrequenz zum Beispiel ein Hertz beträgt, im Gegensatz zu den tausenden von Hertz bei den bekannten Vorrichtungen.

Erfindungsgemäß befindet sich die Nahtstelle im lichtemp­ findlichen Material nur einmal während des Drucks von einem oder mehreren Blättern eines zugeschnittenen Papieres an der Laser-Abtastposition. Der Sampling- und Haltevorgang, insbe­ sondere die Regelung der Ausgangsleistung des Laserstrahles erfolgt jedesmal dann, wenn sich die Nahtstelle an der La­ ser-Abtastposition befindet. Es wird damit möglich, die Sa­ mplingfrequenz auf sehr kleine Werte zu verringern. Die Ver­ ringerung kann in der Größenordnung eines Faktors 1000 oder mehr liegen. Die Feststellung der Ausgangsleistung wird während einer Zeitspanne ausgeführt, die ein bis zwei Se­ kunden lang sein kann, beispielsweise mit Frequenzen von einem bis zu zehn Hertz.

Um eine lichtempfindliche Trommel mit einem nahtlosen licht­ empfindlichen Element zu erhalten, ist es erforderlich, mit­ tels spezieller Techniken wie Aufdampfen oder Sputtern eine gleichmäßige Schicht eines lichtempfindlichen Materiales wie Se und Si auf dem Grundmaterial der Trommel aufzubringen. Bereits die Trommel aus dem Grundmaterial ist sehr teuer. Wenn das lichtempfindliche Material verbraucht ist, muß die ganze Trommel erneuert werden, was sehr aufwendig ist. Er­ findungsgemäß kann eine solche lichtempfindliche Trommel verwendet werden, bei der das lichtempfindliche Material zuerst gleichmäßig und nahtlos aufgebracht wird und danach durch Aufbringen von reflektierenden Material in einem axial verlaufenden Streifen über die vorhergehend angebrachte gleichmäßige Schicht des lichtempfindlichen Materiales eine Nahtstelle ausgebildet wird. Obwohl eine solche Nahtstelle brauchbar ist, ist der Nachteil davon, daß es aufwendig ist, das verbrauchte lichtempfindliche Material zu ersetzen, und ein weiterer Nachteil ist, daß die Herstellung einer solchen Trommel mit dem zusätzlichen Schritt der Beschichtung mit reflektierendem Material zur Ausbildung der Nahtstelle auf­ wendiger ist.

Die bevorzugte Ausführungsform ist daher eine lichtempfind­ liche Trommel mit einem eine Nahtstelle aufweisenden licht­ empfindlichen Element, das durch Umwickeln des Grundmate­ riales der Trommel mit einem lichtempfindlichen Material in der Form eines Blattes oder Bogens erhalten wird. Bei einer solchen Ausbildung kann das lichtempfindliche Material ein­ fach durch einen entsprechenden Bogen aus neuem Material ersetzt werden, ohne daß die ganze Trommel erneuert werden muß. Das lichtempfindliche Material kann dabei mechanisch an der Trommel angebracht sein oder es kann von einer Rolle innerhalb der Trommel durch einen Schlitz in der Trommel, außen um die Trommel herum und durch einen weiteren Schlitz neben dem ersten Schlitz in das Innere der Trommel zurück zu einer Aufwickelrolle geführt werden. Das lichtempfindliche Material kann dann durch Drehen der Zuführ- und der Auf­ wickelrolle sehr einfach erneuert werden. Bei einem solchen Zweirollensystem ist der Trommelabschnitt zwischen den Schlitzen reflektierend und bildet die Nahtstelle für die Feststellung der Laser-Ausgangsleistung.

Das zugeführte Papier ist bei den erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsformen vorzugsweise zugeschnittenes Papier, wobei die einzelnen Blätter oder Bögen nicht über der Nahtstelle zu liegen kommen. Eine mögliche Form des zugeschnittenen Pa­ pieres umfaßt auch kontinuierlich zugeführte Formulare, wobei zwischen den benachbarten Bögen in den kontinuier­ lichen Formularen jeweils eine Öffnung vorgesehen ist, das heißt, daß sich zwischen zwei benachbarten Papierbögen eine ausgeschnittene Öffnung befindet, so daß einzeln zugeschnit­ tene Papierbögen simuliert werden, die der Trommel in Ab­ ständen zugeführt werden. Bei kontinuierlich zugeführten, perforierten Formularen ist die Offnung so vorgesehen, daß sie über der Nahtstelle zu liegen kommt, das heißt die be­ nachbarten Bögen des kontinuierlichen Formulares sind an jeder Seite der Öffnung zugeschnitten, so daß kein Papier über der Nahtstelle auf der Trommel liegt.

Wenn sich die Nahtstelle zu der Laser-Abtastposition dreht, wird ein Unterschied in der Reflektion durch einen Photo­ detektor und eine separate Lichtquelle festgestellt, und der Laserstrahl bleibt zum Zeitpunkt des Abtastens der Nahtstel­ le eingeschaltet. Das optische Ausgangssignal für die Fest­ stellung der Leistung des Abtast-Laserstrahles wird mittels eines Überwachungs-Photodetektors erhalten, beispielsweise durch eine Photodiode. Deren Ausgangssignal wird dann in einer Regelvorrichtung mit einem Bezugspegel verglichen. Das Ergebnis des Vergleiches wird als negatives Rückkoppelsignal zur Steuerung der Ausgangsleistung des Lasers verwendet. Diese Steuerung wird so ausgeführt, daß die Ausgangsleistung des Lasers trotz sich ändernder Bedingungen, die ansonsten die Ausgangsleistung beeinflussen würden, konstant gehalten wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Laserdruckers wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau der bevorzugten Ausführungs­ form des Laserdruckers;

Fig. 2 ein Blockschaltbild für einen bei der Ausführungsform der Fig. 1 verwendeten Regler;

Fig. 3 Impulsdiagramme, die den zeitlichen Ablauf verschie­ dener Signale bei der Ausführungsform der Fig. 1 dar­ stellen; und

Fig. 4 schematisch eine Schaltung zum Konstanthalten der Ausgangsleistung eines Abtastlasers.

Wie in der Fig. 3 gezeigt, führt die Trommel eines Laser­ druckers während einer Periode T eine vollständige Umdrehung aus. Die Signalimpulse 9-1 und 9-2 sind jeweils in nicht druckenden Abschnitten der Periode T vorgesehen, das heißt jeweils zu Beginn der einzelnen Perioden T. Durch sie wird der Laserstrahl für einen relativ langen, nicht druckenden Abschnitt der Periode T eingeschaltet, während dem keine Lichtverbindung zwischen dem Laser und dem lichtempfind­ lichen Material besteht, beispielsweise wenn die Nahtstelle abgetastet wird. Das heißt, daß der Laser für die gesamte Breite der Impulse 9-1 und 9-2 am Beginn einer jeden Periode T zum Abtasten der Nahtstelle der Trommel eingeschaltet bleibt. Innerhalb der Periode T, das heißt zwischen den Impulsen 9-1 und 9-2, liegen Impulsgruppen 10-1, 10-2, 10-3 usw. bis zu einer beliebigen Zahl 10-n, wobei n eine ganze positive Zahl gleich oder größer als eins ist und der Anzahl von zu bedruckenden Blättern entspricht. Beispielsweise ent­ spricht die Impulsgruppe 10-1 den Zeiten, in denen der La­ serstrahl zur Erzeugung der hellen und dunklen Bereiche während des Abtastens und Druckens einer Zeile eingeschaltet ist. Auch wenn nur einige Impulse gezeigt sind, beispiels­ weise in der Impulsgruppe 10-1, sind beim Abtasten einer Zeile und noch mehr beim Abtasten eines Blattes tausende solcher Impulse vorgesehen. Vorzugsweise ist n gleich 2 oder größer, so daß bei jeder Umdrehung der Trommel zwei oder mehr Blätter oder Papierbögen bedruckt werden. Die Periode T liegt in der Größenordnung von einigen zehntel bis zu eini­ gen Sekunden. Die Ausgangsleistung des Lasers wird während der Perioden 9-1 und 9-2 festgestellt, mit einem Bezugspegel verglichen und über eine Regelschaltung geregelt, alles innerhalb des nicht druckenden Abschnittes in der Periode T, und der eingeregelte Wert wird dann während der darauffol­ genden Perioden 10-1, 10-2, . . . 10-n beibehalten.

Da die Nahtstelle aus einem Oberflächenabschnitt der Trommel besteht, der kein lichtempfindliches Material aufweist, das heißt da die Nahtstelle aus einem freiliegenden Abschnitt der Trommel besteht, der kein lichtempfindliches Material enthält, besteht auch keine Gefahr, daß bei der Abtastung der Nahtstelle Toner auf diesem Abschnitt der Trommel mit der Nahtstelle abgelagert wird, so daß als Ergebnis der Ab­ tastung der Nahtstelle auch keine Entwicklung erfolgt. Dies gilt auch dann, wenn der Drucker mit Umkehrentwicklung ar­ beitet, bei der der Laserstrahl für den größten Teil der Zeit eingeschaltet ist. Das heißt, daß diese Art der Rege­ lung mit der Abtastung einer Nahtstelle vorteilhaft sowohl bei Systemen mit positiver als auch negativer Ausbildung einer latenten Abbildung mittels eines Laserstrahles ver­ wendbar ist.

Anstelle einer zylindrischen Trommel kann beispielsweise auch eine umlaufende endlose Fläche vorgesehen werden, etwa in der Art eines Bandes, das durch im Abstand angeordnete Antriebsrollen, Zylinder oder dergleichen gehalten wird.

Eine Ausführungsform des Laserdruckers für zugeschnittenes Papier ist in der Fig. 1 gezeigt. Eine Trommel 1 mit einer lichtempfindlichen Oberfläche wird von einer zylindrischen Trommel gebildet, deren Grundkörper mit einem rechteckigen Bogen aus elektrophotografischem Material bedeckt ist, wobei der Bogen so auf der Trommel angebracht ist, daß die gegen­ überliegenden Enden des Materiales einen geringen Abstand aufweisen und dazwischen eine Nahtstelle 3 bilden, an der die darunterliegende reflektierende Oberfläche der Trommel 1 für ein gewisses Maß in Umfangsrichtung über die ganze axi­ ale Ausdehnung der Trommel 1 freiliegt. Die Nahtstelle 3 erstreckt sich somit parallel zur Drehachse der Trommel 1 und entspricht dem nicht druckenden Abschnitt innerhalb der Periode T für eine Umdrehung der Trommel. Ein Detektor für den nicht druckenden Abschnitt, das heißt ein Photodetektor 2 ist in der Nähe der Trommel 1 angeordnet, um das Licht von einem Nahtstellen-Erfassungs-LED-Laser 15 festzustellen, das von der Nahtstelle 3 reflektiert wird, wenn sich die Naht­ stelle 3 am Detektor 2 vorbeibewegt. Der Laserstrahl kann in bekannter Weise axial über die Oberfläche der Trommel ge­ lenkt werden. Das von der Nahtstelle 3 während des gesamten Abtastvorganges der Nahtstelle reflektierte Licht wird auf den Detektor 2 reflektiert.

Der von einem Abtast-Halbleiterlaser 14 emittierte Laser­ strahl fällt durch eine Kollimatorlinse 7 auf einen rotie­ renden Polygonspiegel 6, von dem der kollimierte reflektier­ te Laserstrahl zu einem Fokussierspiegel 5 läuft, von dem er zur Ausbildung einer latenten Abbildung beim Auffallen des Laserstrahles auf das lichtempfindliche Material der Trommel auf die Trommel 1 fokussiert wird. Die latente Abbildung wird danach mittels der Entwicklungseinheit 4 gemäß bekann­ ter Techniken auf dem Papier entwickelt. Während des nicht druckenden Abschnittes der Periode T wird der Laserstrahl daran gehindert, das lichtempfindliche Material auf der Trommel zu aktivieren, beispielsweise durch das Vorhanden­ sein der Nahtstelle, so daß hier diese normale Erzeugung einer latenten Abbildung und die darauffolgende Entwicklung beim Druckvorgang auch dann nicht erfolgt, wenn der Laser­ strahl eingeschaltet bleibt.

Während des nicht druckenden Abschnittes der Periode T bleibt der Laser 14 eingeschaltet, und das beispielsweise in der Darstellung der Fig. 1 von der Rückseite des Lasers emittierte Licht wird von einem Detektor 8 erfaßt. Das Signal aus dem Detektor 8 wird zu einem Regler 12 geführt, um eine Treiberschaltung 13 zu steuern, die durch Ändern der Energiezufuhr von einer Quelle 16 entsprechend Energie zu dem Laser 14 führt, wenn diese Funktion durch ein Signal von dem Detektor 2 für den nicht druckenden Abschnitt freige­ geben ist.

Mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 wird nun die Arbeitsweise des Reglers 12 erläutert. Auf der Basis eines Signales 101, das durch Feststellen des nicht druckenden Abschnittes der Periode T erhalten wird, das heißt das durch Feststellen der Nahtstelle 3 auf der lichtempfindlichen Trommel 1 durch den Nahtstellen-Erfassungs-Photodetektor 2 durch Überwachen des von der Laserdioden-Lichtquelle 15 reflektierten Lichtes erhalten wird, werden periodisch Signale 102 zum Befördern des zu bedruckenden Papieres ausgesendet, wie es in der Fig. 3(a) gezeigt ist. Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei dem drei Papierbögen in jeder Periode, das heißt bei jeder Um­ drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 bedruckt werden. Die Perioden können entsprechend beliebigen mehrfachen Um­ drehungen der Trommel oder nach anderen Gesichtspunkten festgelegt werden und beinhalten vorzugsweise das Bedrucken von mehr als einem Papierbogen. Das Einschalten der Leucht­ signale für den Abtastlaser 14 ist in der Fig. 3 im Teil (a) der Abbildung gezeigt. Die automatischen Ausgangsleistungs­ regelsignale mit den Signalen 9-1 und 9-2 werden synchron zu den Signalen 101 für die Erfassung der nicht druckenden Abschnitte erzeugt, wie sie durch die Nahtstelle 3 und die lichtempfindliche Trommel vorgegeben werden. Die Drucksi­ gnale 10-1, 10-2, 10-3 usw. für das zu bedruckende Papier sind für jede Periode zwischen den automatischen Ausgangs­ leistungsregelsignalen vorgesehen. Wenn die Ausgangslei­ stungsregelsignale 9-1, 9-2 usw. erhalten werden, wird syn­ chron dazu der Abtastlaser 14 für eine Zeit eingeschaltet, die der Zeit entspricht, während der die Ausgangsleistungs­ regelsignale 9-1, 9-2 usw. einen hohen Pegel aufweisen. In der Fig. 3 ist in vertikaler Richtung eine Leistungskompo­ nente, beispielsweise die Spannung, und in horizontaler Richtung die Zeit aufgetragen, letztere etwa in Einheiten von Bruchteilen einer Sekunde. Das durch Eingeschaltetlassen des Lasers 14 während des Vorhandenseins der Ausgangslei­ stungsregelsignale 9-1 und 9-2 erzeugte Signal wird auf die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Art durch den Photodetektor 8 überwacht. Die das Ausgangssignal des Überwachungs-Photo­ detektors 8 darstellende Spannung wird in einem Komparator 200 (Fig. 2) mit einer vorgegebenen Bezugsspannung VR ver­ glichen, um ein Differenzsignal 204 zu erhalten. Das Dif­ ferenzsignal 204 wird über eine Sampling- und Halteschaltung 201 und eine Leitung 205 zu der Laser-Treiberschaltung 13 geführt. Die Laser-Treiberschaltung 13 ist dafür vorgesehen, die Differenz zwischen der Spannung vom Detektor 8 und der vorgegebenen Bezugsspannung VR zu kompensieren und dafür den Abtastlaser 14 entsprechend zu steuern. Die Sampling- und Halteschaltung 201 ist nur dann in Betrieb, wenn das Signal 101 über die Feststellung der Nahtstelle 3 an ihr anliegt, um das Vorhandensein der Nahtstelle 3 an der Laserabtast­ position anzuzeigen. Die Fig. 3(b) zeigt die Ausgangslei­ stung des Lasers, wobei die Samplingzeit 121 und die Halte­ zeit 122 dargestellt ist. Im letzten Teil der Haltezeit 122 können der Pegel der Laser-Ausgangsleistung und der vorein­ gestellte Pegel etwa aufgrund der Temperatur leicht vonein­ ander abweichen, diese Abweichung wird in der darauffol­ genden Samplingzeit 121′ festgestellt und korrigiert.

Während der Zeit, während der Daten gedruckt werden, die durch das Vorhandensein der Signale 10-1 bis 10-3 angezeigt wird, wird die Größe der Signale in der Leitung 205 bei der obigen Regelung durch die Schaltung mittels eines Konden­ sators 400 (die Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine solche Halteschaltung) konstant gehalten. Der Wert für die Regelung kann, wie in der Fig. 4 gezeigt, durch den Kondensator 400 für eine bestimmte eingestellte Zeit konstant gehalten werden.

Wenn durch die Abwesenheit des Signales 101 ein Sampling­ schalter 401 ausgeschaltet ist, entlädt sich der Kondensator 400 jedoch nach und nach. Es ist daher erforderlich, perio­ disch die Ladung des Kondensators 400 zu erneuern. Die Er­ neuerungszeit ist bei der vorliegenden Ausführungsform der­ art gewählt, daß sie mit der Zeit übereinstimmt, zu der die Nahtstelle 3 an der lichtempfindlichen Trommel 1 erneut vom Laser 14 abgetastet wird.

Das Signal 101 zur Feststellung der Nahtstelle 3 auf der lichtempfindlichen Trommel 1 wird gleichzeitig mit dem An­ legen an die Schaltung 201 zu einem Rechner 206 gegeben. Dieses Signal 101 wird zur Bestimmung der Zeiten 10-1, 10-2, 10-3 usw., an denen die zu druckenden Daten zuzuführen sind, mit Bezug zu den zugeschnittenen Papierbögen zu jeder Pa­ piervorschubzeit 102 verwendet.

Auch wenn der Abtastlaser zur Stabilisierung der Laser-Aus­ gangsleistung auf die lichtempfindliche Trommel gerichtet ist, besteht keine Möglichkeit, daß dabei Toner auf der lichtempfindlichen Schicht abgelagert wird, da der Strahl des Abtastlasers während der Stabilisierung im nicht druckenden Zeitabschnitt auf die Nahtstelle fällt und die Nahtstelle keinerlei lichtempfindliches Material aufweist. Es wird daher die Ablagerung von Toner auf dem Abschnitt der Trommel vermieden, die von dem Abtastlaser während des nicht druckenden bzw. stabilisierenden Abschnittes der Periode T bestrichen wird.

Wenn zur Stabilisierung der Ausgangsleistung der Strahl des Abtastlasers für eine bestimmte Zeitdauer auf ein lichtemp­ findliches Element für eine Umkehrentwicklung einstrahlt, auf der ein abzutastender Abschnitt nicht besonders auf eine Nahtstelle begrenzt ist, wird notwendigerweise eine große Menge von Toner auf dem lichtempfindlichen Element abgela­ gert. Die Ablagerung einer großen Menge von Toner auf dem lichtempfindlichen Element kann auch in einem solchen Fall dadurch verhindert werden, daß die lichtempfindliche Trommel ein lichtempfindliches Element mit einer Nahtstelle wie vorstehend beschrieben aufweist und daß die Schritte des Abtastens der Nahtstelle 3 mit dem Strahl aus dem Abtast­ laser 14 und des Steuerns der Laser-Ausgangsleistung zu dessen Stabilisierung gleichzeitig ausgeführt werden. Alternativ kann eine andere Vorrichtung oder ein anderes Verfahren dazu verwendet werden, zu verhindern, daß der Laserstrahl während des nicht druckenden Abschnittes der Periode T auf lichtempfindliches Material trifft. Wenn bei­ spielsweise der nicht druckende Abschnitt der Periode T über eine Feststellung der Trommeldrehung erfaßt wird oder über eine Feststellung der Positionierung des Papieres oder einer Abteilung zwischen Bögen von kontinuierlich zugeführtem Papier oder über die Software des Rechners 206 festgestellt wird, können verschiedene Techniken zur Unterbrechung des Darüberstreichens des Laserstrahles über das lichtempfind­ liche Material angewendet werden. Beispielsweise kann eine Blende in den Abtaststrahl während des nicht druckenden Abschnittes der Periode T gebracht werden. Anstelle einer Überwachung des von der Rückseite des Lasers 14 emittierten Lichtes durch den Detektor 8 kann der Detektor 8 auch in der Nähe der Linse 7 angeordnet werden, und zwischen den Laser 14 und die Linse 7 kann während des nicht druckenden Ab­ schnittes ein Spiegel eingeschwenkt werden, um den Laser­ strahl auf den Detektor 8 zu lenken.

Während des nicht druckenden Abschnittes der Periode T er­ folgt eine Stabilisierung der Ausgangsleistung des Abtast­ lasers jedesmal dann, wenn der nicht druckende Abschnitt festgestellt oder erfaßt oder sein Vorhandensein bestimmt wird, das heißt bei der bevorzugten Ausführungsform jedesmal dann, wenn sich die Nahtstelle des lichtempfindlichen Ele­ mentes an der Abtaststelle befindet. Dies ermöglicht es, die Samplingfrequenz auf einen sehr kleinen Wert im Vergleich dazu zu verringern, daß die Stabilisierung wie bei den be­ kannten Vorrichtungen jedesmal dann ausgeführt wird, wenn der Laserstrahl während des normalen Abtastens eingeschaltet wird oder die Stabilisierung am Beginn oder Ende jeder Zeile durchgeführt wird. Die Frequenzcharakteristik der entspre­ chenden Schaltungen, insbesondere der Sampling- und Halte­ schaltung, kann daher auf einen niedrigen und stabilen Wert eingestellt werden.

Claims (31)

1. Laserdrucker, bei dem ein Laserstrahl moduliert wird, um einen Druck zu bewirken, wenn dieser ein drehbares Element (1) abtastet, mit einem sich wiederholenden Abtastzyklus mit einer relativen Abtastbewegung zwischen dem drehbaren Ele­ ment für die Datenaufzeichnung und dem Laserstrahl, und mit einer relativen Zuführbewegung zwischen den Zyklen im rech­ ten Winkel zu der Abtastbewegung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - das drehbare Element (1) eine nicht druckende Fläche (3) aufweist, die keine Daten aufnehmen kann und die sich über eine Länge erstreckt, die wenigstens einem Abtastzyklus entspricht und die nur für einen nicht druckenden Ab­ schnitt innerhalb einer Periode, die den gesamten Weg der relativen Bewegung des Laserstrahles und des drehbaren Elements für den ganzen Datenbereich des Aufzeichnungs­ mediums in der Vorschubrichtung umfaßt, vom Laserstrahl bestrichen wird; und daß
• - eine Einrichtung zur Korrektur der Ausgangsleistung des Lasers (14) während des nicht druckenden Abschnittes der Periode vorgesehen ist, wobei die Frequenz der Reflektion des Lichtes des Lasers von der nicht druckenden Fläche gleich der Frequenz der Abtastzeilen geteilt durch eine relativ große ganze Zahl ist.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ganze Zahl größer ist als die Anzahl der Abtastzeilen zum Bedrucken eines Papierbogens mit einem minimalen Standard­ maß.

3. Drucker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

• - eine Laserdiode (14) zur Erzeugung des Laserstrahles mit einer Ausgangsleistung, die durch ein negatives Rückkop­ pelsignal regelbar ist;
• - eine Einrichtung, die den Laser (14) eingeschaltet hält, wenn der Laserstrahl auf die nicht druckende Fläche (3) gerichtet ist;
• - einen lichtempfindlichen Detektor (8) zum Erfassen des Lichtes aus der Laserdiode (14) und Erzeugung eines Si­ gnales, das mit der Lichtleistung korreliert ist;
• - eine Einrichtung (200, 201) zum Vergleichen des Signales für die Lichtleistung mit einem Bezugssignal und zum Er­ zeugen des negativen Rückkoppelsignales nur dann, wenn der Laserstrahl die nicht druckende Fläche (3) überstreicht, um das von der Laserdiode ausgesendete Licht zu stabili­ sieren, und durch
• - eine Einrichtung (400) zum Halten des negativen Rückkop­ pelsignales für eine Zeit, die wenigstens einer Zuführbe­ wegung zwischen dem Laserstrahl und dem drehbaren Element (1) für den Druck während des Restes der Periode ent­ spricht.

4. Laserabtastvorrichtung für einen elektrophotografischen Drucker, mit

• - einer Abtast-Laserlichtquelle (14), die mittels negativer Rückkopplung einen Laserstrahl erzeugt;
• - einer Trommel (1);
• - einer Einrichtung zur relativen Bewegung der Trommel und des Laserstrahles axial dazu bei jedem Abtastzyklus; und mit
• - einer Einrichtung zur relativen Bewegung der Trommel und des Laserstrahls in Umfangsrichtung der Trommel für eine sich wiederholende Zuführperiode;

gekennzeichnet durch

• - ein elektro-lichtempfindliches Element, das im wesent­ lichen den wirksamen Bereich der Trommel (1) mit Ausnahme einer sich axial erstreckenden Nahtstelle (3) bedeckt, an der ein Licht reflektierender Abschnitt der Trommel (1) zwischen benachbarten gegenüberliegenden Enden des licht­ empfindlichen Elementes freiliegt;
• - eine Einrichtung, die die Abtast-Laserlichtquelle (14) beim Überstreichen der Nahtstelle (3) eingeschaltet hält;
• - eine Einrichtung (8, 12) zum Feststellen der Leistung des Laserstrahles, während er die Nahtstelle (3) überstreicht, und zum Erzeugen eines Regelsignales; und durch
• - eine Einrichtung zum Regeln der Abtast-Laserlichtquelle (14) durch negative Rückkopplung in Reaktion auf das Regelsignal unter Erzeugung eines Rückkoppelsignales, um die Ausgangsleistung des Lasers konstant zu halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung nur dann in Betrieb ist, wenn der Laser (14) die Nahtstelle (3) überstreicht; und daß eine Halte­ schaltung (201) zum Halten des Rückkoppelsignales für eine Zeitdauer, die wenigstens einer Wiederholperiode des Laser­ strahles während des normalen Betriebes entspricht, vorge­ sehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (8) ein Photodetektor ist, und daß die Abtast- Laserlichtquelle (14) eine Laserdiode ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Element ein rechteckiger Bogen aus einem lichtempfindlichen Material ist, der um die Trommel (1) gewickelt und für einen periodischen Austausch abnehmbar an der Trommel gehalten ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschaltung einen Haltekondensator (400) aufweist, der direkt mit dem Anschluß für die negative Rückkopplung der Abtast-Laserlichtquelle verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast-Laserlichtquelle (14) eine Regelung mit negativer Rückkopplung aufweist, die ein Signal für eine negative Rückkopplung aufnimmt, dieses mit einem Bezugssignal ver­ gleicht und die Ausgangsleistung der Abtast-Laserlichtquelle so steuert, daß die Ausgangsleistung unabhängig von Tempera­ turänderungen und dergleichen auf einem konstanten Wert ge­ halten wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zuführen eines Papierbogens an die Trommel derart, daß die Nahtstelle (3) an den oberen oder unteren Rand des Papierbogens angrenzt; wobei die Umfangslänge der Trommel größer ist als die entsprechende Länge einer Anzahl von Papierbögen, so daß die Nahtstelle jeweils nur einmal beim Bedrucken einer Anzahl von Papierbögen vom Laserstrahl überstrichen wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung für ein Papierübertragungssignal; wobei die Einrichtung, die den Laser eingeschaltet hält, nur einmal für jeweils eine Anzahl von Papierübertragungssignalen in Betrieb ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschaltung einen Haltekondensator (400) aufweist, wobei ein Schalter (401) nur dann das Rückkoppelsignal zu dem Kondensator führt, wenn der Laserstrahl durch die Ein­ richtung zum Eingeschaltetlassen des Lasers im Ein-Zustand ist; wobei ein anderer Anschluß des Kondensators mit dem Regler zum Aufrechterhalten einer im wesentlichen konstanten Bezugsspannung verbunden ist, die im wesentlichen nur dann selektiv änderbar ist, wenn der Schalter geschlossen ist, um dem Haltekondensator das Rückkoppelsignal zuzuführen.

13. Laserabtastvorrichtung für einen elektrophotografischen Drucker, mit

• - einer Abtast-Laserlichtquelle (14), die mittels negativer Rückkopplung einen Laserstrahl aussendet; einem drehbaren Element (1) mit einem elektro-lichtemp­ findlichen Material darauf, um entsprechend der Modulation des abtastenden Laserstrahles aus der Abtast-Laserlicht­ quelle eine latente Abbildung zu erzeugen; und mit
• - einer Einrichtung zum Modulieren des Laserstrahles der Ab­ tast-Laserlichtquelle zur Erzeugung einer latenten Abbil­ dung während eines druckenden Abschnittes einer Wiederhol­ periode bei der Rotation des drehbaren Elementes ent­ sprechend einer Anzahl von Abtastzeilen;

gekennzeichnet durch

• - eine Einrichtung zur relativen Bewegung des drehbaren Elementes (1) und des Laserstrahles, um Abtastzeilen und einen Zeilenvorschub für den druckenden Bereich einer Wiederholperiode zu erzeugen, wobei der druckende Bereich einem ganzzahligen Vielfachen einer Seitenlänge ent­ spricht;
• - eine Einrichtung zur Erzeugung eines Steuersignales für einen nicht druckenden Abschnitt der Wiederholperiode, der eine Stabilisierungsperiode bestimmt;
• - eine Einrichtung, die verhindert, daß der Abtast-Laser­ strahl auf das lichtempfindliche Material auf dem dreh­ baren Element während des nicht druckenden Abschnittes der Wiederholperiode einfällt, auch wenn die Abtast-Laser­ lichtquelle eingeschaltet ist;
• - eine Einrichtung zur Feststellung der Ausgangsleistung des Lasers, während er während des nicht druckenden Abschnit­ tes der Wiederholperiode eingeschaltet ist, so daß ein entsprechendes Leistungssignal erzeugt wird; und durch
• - eine Einrichtung, die in Reaktion auf das Leistungssignal mittels negativer Rückkopplung zu der Abtast-Laserlicht­ quelle deren Ausgangsleistung so steuert, daß sie während des nicht druckenden Abschnittes der Wiederholperiode auf einen konstanten Pegel eingestellt wird, wobei eine Ein­ richtung diesen Pegel während des druckenden Abschnittes der Wiederholperiode unabhängig von der Feststellungs­ einrichtung aufrechterhält.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung während des nicht druckenden Abschnittes in der Wiederholperiode ein Rückkoppelsignal erzeugt, dieses Rückkoppelsignal während des druckenden Abschnittes der Wiederholperiode festhält und das Rück­ koppelsignal zu der Abtast-Laserlichtquelle führt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserlichtquelle eine Laserdiode ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast-Laserlichtquelle (14) einen negativen Rück­ koppelanschluß aufweist; und daß die Schaltung einen Konden­ sator (400) enthält, der direkt mit dem Rückkoppelanschluß der Abtast-Laserlichtquelle verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangslänge des drehbaren Elementes größer ist als die Länge einer Anzahl von zu bedruckenden Papierbögen; und daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines Papierübertra­ gungssignales vorgesehen ist, wobei die Einrichtung zur Feststellung der Ausgangsleistung des Lasers nur während des nicht druckenden Abschnittes in Betrieb ist, der nur einmal für jeweils eine Anzahl von getrennten Papierübertragungs­ signalen auftritt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Schalter (401), der das Rückkoppelsignal nur dann an den Kondensator (400) führt, wenn der Laserstrahl während des nicht druckenden Abschnittes in der Wiederholperiode einge­ schaltet ist; und durch eine Einrichtung, die einen anderen Anschluß des Kondensators mit dem Rückkoppelanschluß verbin­ det, um eine im wesentlichen konstante Bezugsspannung während der Wiederholperiode zu erzeugen, die selektiv nur dann geändert werden kann, wenn der Schalter zum Anlegen des Rückkoppelsignales an den Haltekondensator geschlossen ist.

19. Verfahren zum elektrophotografischen Drucken, mit den Schritten

• - des Erzeugens eines Abtast-Laserstrahles mit negativer Rückkopplung;
• - des Erzeugens einer latenten Abbildung auf einem drehbaren Element (1) mit elektro-lichtempfindlichen Material ent­ sprechend einer Modulation des Abtast-Laserstrahles;
• - des Modulierens des Abtast-Laserstrahles zum Erzeugen einer latenten Abbildung entsprechend einer Anzahl von Abtastzeilen während eines druckenden Abschnittes inner­ halb einer Wiederholperiode der Rotation des drehbaren Elementes;

gekennzeichnet durch

• - eine relative Bewegung des drehbaren Elementes (1) und des Abtast-Laserstrahles zum Erzeugen der Abtastzeilen und eines Zeilenvorschubs für den druckenden Abschnitt der Wiederholperiode, wobei der druckende Abschnitt einem ganzzahligen Vielfachen einer Seitenlänge entspricht;
• - das Vorsehen eines Steuersignales für einen nicht drucken­ den Abschnitt der Wiederholperiode zur Bestimmung einer Stabilisierungsperiode;
• - einen Schritt des Verhinderns, daß der Abtast-Laserstrahl während des nicht druckenden Abschnittes in der Wiederhol­ periode auf das lichtempfindliche Material auf dem dreh­ baren Element fällt, und des Eingeschaltetlassens des Ab­ tast-Laserstrahles während des nicht druckenden Abschnit­ tes;
• - einen Schritt des Feststellens der Leistung des Laser­ strahles während des nicht druckenden Abschnittes der Wiederholperiode und des Erzeugens eines entsprechenden Leistungssignales; und durch
• - eine Steuerung des Abtast-Laserstrahles mittels negativer Rückkopplung in Reaktion auf das Leistungssignal, um den Abtast-Laserstrahl während des nicht druckenden Abschnit­ tes der Wiederholperiode auf einen konstanten Pegel ein­ zustellen, und durch Aufrechterhalten dieses Pegels während des druckenden Abschnittes der Wiederholperiode.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Erzeugung eines Rückkoppelsignales während des nicht druckenden Abschnittes in der Wiederholperiode und das Halten des Rückkoppelsignales während des druckenden Ab­ schnittes der Wiederholperiode sowie das Anlegen des Rück­ koppelsignales an eine Einrichtung zur Erzeugung des Abtast- Laserstrahles enthält.

21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch das Erzeugen eines Papier-Übertragungssignales für jeweils eine Anzahl von zu bedruckenden Papierbögen; wobei die Ausgangs­ leistung nur während des nicht druckenden Abschnittes fest­ gestellt wird, der nur einmal für jeweils eine Anzahl von separaten Papier-Übertragungssignalen auftritt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückkoppelsignal nur dann zu einem Kondensator (400) geführt wird, wenn der Abtast-Laserstrahl während des nicht druckenden Abschnittes der Wiederholperiode eingeschaltet ist; wobei ein anderer Anschluß des Kondensators zur Erzeu­ gung einer im wesentlichen konstanten Bezugsspannung während der Wiederholperiode an die negative Rückkopplung ange­ schlossen ist, um eine im wesentlichen konstante Bezugsspan­ nung während der Wiederholperiode zu erzeugen, die selektiv nur dann geändert werden kann, wenn der Kondensator an das Rückkoppelsignal angeschlossen ist.

23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückkoppelsignal nur dann zu einem Kondensator (400) geführt wird, wenn der Abtast-Laserstrahl während des nicht druckenden Abschnittes der Wiederholperiode eingeschaltet ist; wobei ein anderer Anschluß des Kondensators zur Erzeu­ gung einer im wesentlichen konstanten Bezugsspannung während der Wiederholperiode an die negative Rückkopplung ange­ schlossen ist, um eine im wesentlichen konstante Bezugsspan­ nung während der Wiederholperiode zu erzeugen, die selektiv nur dann geändert werden kann, wenn der Kondensator an das Rückkoppelsignal angeschlossen ist.

24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß für jeweils eine Anzahl von zu bedruckenden Papierbögen ein Papier-Übertragungssignal erzeugt wird; und daß die Aus­ gangsleistung nur während des nicht druckenden Abschnittes der Wiederholperiode festgestellt wird, die für jeweils eine Anzahl von separaten Papier-Übertragungssignalen nur einmal auftritt.

25. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des Verhinderns des Einfallens der Laserstrah­ lung auf das lichtempfindliche Material und des Eingeschal­ tetlassens des Lasers wenigstens während einer vollständigen Abtastzeile ausgeführt werden.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte des Verhinderns des Einfallens der Laserstrah­ lung auf das lichtempfindliche Element und des Eingeschal­ tetlassens des Lasers nur einmal für jeweils eine Anzahl von Abtastzeilen gleich einem ganzzahligen Vielfachen von Seiten ausgeführt werden.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Erzeugen eines Rückkoppelsignales während des nicht druckenden Abschnittes in der Wiederholperiode, das Halten des Rückkoppelsignales während des druckenden Ab­ schnittes der Wiederholperiode und das Anlegen des Rückkop­ pelsignales an die Einrichtung zur Erzeugung des Abtast-La­ serstrahles umfaßt.

28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Erzeugen eines Rückkoppelsignales während des nicht druckenden Abschnittes in der Wiederholperiode, das Halten des Rückkoppelsignales während des druckenden Ab­ schnittes der Wiederholperiode und das Anlegen des Rückkop­ pelsignales an die Einrichtung zur Erzeugung des Abtast-La­ serstrahles umfaßt.