DE4447627C2 - Method for generating pixel signals - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildpunkttaktes für einen Abtaster, der eine Laserstrahlungsquelle und einen rotierenden Kreiselspiegel hat, der einen längs seiner Kreiselachse gerichteten Lichtstrahl auf eine teilzylindrische Trommel umlenkt. Dabei wird ein Kreiselmotor (224) mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht und seine Winkelgeschwindigkeit codiert, um eine erste Frequenz mit einer gegebenen Auflösung zu erzeugen. Die erste Frequenz wird durch eine gegebene Konstante C geteilt, um eine zweite Frequenz mit einer zweiten Auflösung zu erzeugen. Die Konstante wird so gewählt, daß die zweite Auflösung im wesentlichen höher als die erste Auflösung ist, und die zweite Frequenz wird als ein Bildpunkttakt zum Abgeben der Bilddaten zu der Laserstrahlungsquelle (26) verwendet, um ein Mediumblatt mit einer lichtempfindlichen Oberfläche zu belichten.The invention relates to a method for generating a pixel clock for a scanner, which has a laser radiation source and a rotating gyroscope, which deflects a light beam directed along its gyro axis onto a part-cylindrical drum. In this case, a gyro motor (224) is rotated at a constant speed and its angular velocity encoded to produce a first frequency at a given resolution. The first frequency is divided by a given constant C to produce a second frequency at a second resolution. The constant is chosen so that the second resolution is substantially higher than the first resolution, and the second frequency is used as a pixel clock for outputting the image data to the laser radiation source (26) to expose a medium sheet having a photosensitive surface.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Bildpunktsignalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE 43 05 183 A1 bekannt.The invention relates to a method for generating pixel signals The preamble of claim 1. Such a method is known from DE 43 05 183 A1 known.
Eine hohe Effizienz beim Belichten von Aufzeichnungsträgern durch Abtasten wird durch die Verwendung von Trommelplottern erreicht, die einen drehbaren Spiegel verwenden, der einen Lichtstrahl von einer Laserquelle nach unten auf den lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger lenkt, der an der Trommelhaltefläche gehalten wird. Die Aufzeichnungsträger bestehen aus einer fotoempfindlichen Schicht, z. B. einer Emulsion, auf einem Basismaterial aus Polyester oder Alumi nium.High efficiency in exposing record media through scanning is achieved through the use of drum plotters that have a rotatable Using a mirror, the light beam from a laser source down to directs the photosensitive recording medium attached to the drum support surface is held. The record carriers consist of a photosensitive Layer, z. As an emulsion, on a base material of polyester or alumi minium.
Damit ein gutes Druckergebnis erzielt werden kann, müssen bei einem solchen Trommelplotter die Drehbewegung des Spiegels und die Bildpunkttaktfrequenz der Bildpunktsignale zueinander synchronisiert werden. Dies bringt einen hohen Schaltungsaufwand mit sich und stellt hohe Anforderungen an den Gleichlauf des Spiegels.For a good print result can be achieved with such Drum plotter the rotational movement of the mirror and the pixel clock frequency the pixel signals are synchronized with each other. This brings a high Circuit complexity and makes high demands on the synchronization of the Mirror.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich auf einfache Weise ein gutes Druckergebnis erzielen läßt und das nur geringe Anforderungen an den Gleichlauf des Spiegels stellt.The object of the invention is to provide a method with which simple Way a good print result can be achieved and that only low requirements to the synchronization of the mirror.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method according to claim 1. advantageous Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Verfahren nach der Erfindung wird die Bildpunkttaktfrequenz direkt aus der Drehung des Spiegels hergeleitet. Dadurch läßt sich unabhängig von der Spiegeldrehzahl die Bildpunkttaktfrequenz mit der Spiegeldrehung synchronisie ren, wodurch ein gutes Druckergebnis ermöglicht wird.In a method according to the invention, the pixel clock frequency is directly off derived from the rotation of the mirror. This can be independent of the Mirror speed synchronizes the pixel clock frequency with the mirror rotation ren, which allows a good print result.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in denen:In the following the invention will become more apparent with reference to the drawings described in which:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung mit Plotter und Transportsystem mit Gehäuse ist, Fig. 1 is a perspective view of a device with plotter and transport system with housing,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung ohne Gehäuse ist, FIG. 2 is a perspective view of the device without housing shown in FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Trommel und eines drehbaren Spiegels ist, Fig. 3 is a side view of a drum and a rotatable mirror;
Fig. 4 eine vordere Teilansicht des Drehspiegelpositioniersystems ist, Fig. 4 is a partial front view of Drehspiegelpositioniersystems,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Drehspiegelwagens ist, FIG. 5 is a side view of a turn mirror carriage; FIG.
Fig. 6 eine Draufsicht des Drehspiegelwagens bei entfernter Führungs bahn ist, Fig. 6 is a plan view of the rotary mirror carriage is ground at remote guide,
Fig. 7 ein Schema der allgemeinen Systemsteuerung der Einrichtung ist, Fig. 7 is a schematic of the general system control of the device;
Fig. 8 ein Schema für das Erzeugen der Bildpunkttaktfrequenz ist, und Fig. 8 is a diagram for generating the pixel clock frequency, and
Fig. 9 ein Schema für die Steuerung der Linearverschiebung des drehba ren Spiegels ist. Fig. 9 is a diagram for the control of the linear displacement of the drehba ren mirror.
In Fig. 1 ist ein Fotoplotter- und Transportsystem gezeigt. Das System enthält eine Einrichtung 2 und einen Rechner 4, der mit einer in der Einrichtung 2 ange ordneten Systemsteuerung 6 verbunden ist, die zum Verarbeiten aus dem Rech ner 4 geladener Bildinformationen und zum gesteuerten Bewegen der Kompo nenten des Systems in Übereinstimmung mit numerischen Steuerbefehlen ver antwortlich ist. Der Rechner 4 und die Systemsteuerung 6 sind durch eine Steu erdatenleitung verbunden, die z. B. eine RS-232 C-Leitung sein kann. Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 2 eignet sich für lichtdichte Anwendungen. Zu diesem Zweck ist sie gegen ein Eindringen von Licht in einem Gehäuse 5 mit lichtdichten Türen 3 untergebracht. Ferner ist in einer Seite des Gehäuses eine Öffnung 1 zur Ausgabe von Aufzeichnungsträgern angebracht.In Fig. 1, a photoplotter and transport system is shown. The system comprises a device 2 and a computer 4 which is connected to a is in the device 2 associated system controller 6 for processing of the computing ner 4 charged image information and for controllably moving the compo of the system components in accordance with numerical control commands ver is responsible. The computer 4 and the system controller 6 are connected by a STEADER data line, the z. B. may be an RS-232 C-line. The device 2 shown in Fig. 1 is suitable for light-tight applications. For this purpose, it is housed against the ingress of light in a housing 5 with light-tight doors 3 . Further, in one side of the housing, an opening 1 for discharging recording media is mounted.
Die Einrichtung 2 besteht, wie in Fig. 2 dargestellt ist, aus einem Transportsystem 10 und einem Fotoplotter 12, die jeweils in einer kastenähnlichen Rahmenstruktur 14 bzw. 16 gehalten werden und als Module verbunden sind. Sie können auch getrennt voneinander betrieben werden.The device 2 consists, as shown in Fig. 2, of a transport system 10 and a photoplotter 12 , which are each held in a box-like frame structure 14 and 16 and are connected as modules. They can also be operated separately.
Der Fotoplotter 12 enthält eine Trommel 18, die eine teilzylindrische Haltefläche 20 zum Halten eines Aufzeichnungsträgers in einer gegebenen Ausrichtung rela tiv zu einem Punkt längs der Mittelachse Z hat. Es ist hier zu beachten, daß der Ausdruck "teilzylindrisch" bedeutet, daß die Haltefläche 20 entlang der Mittel achse Z einen gleichmäßigen Krümmungsradius hat, der ihr im Querschnitt eine gebogene Form gibt. Löcher 23 in der Haltefläche 20 dienen dazu, den Aufzeich nungsträger 22 mit Unterdruck auf die Trommel 18 zu ziehen. Die Trommel 18 enthält zu diesem Zweck ein Leitungssystem unter der Haltefläche 20 in Verbin dung mit den Löchern 23 und eine Saugpumpe (nicht gezeigt).The photoplotter 12 includes a drum 18 having a part-cylindrical support surface 20 for holding a record carrier in a given orientation relative to a point along the central axis Z. It should be noted here that the term "partially cylindrical" means that the holding surface 20 along the central axis Z has a uniform radius of curvature, which gives it a curved shape in cross section. Holes 23 in the support surface 20 serve to draw the Aufzeich tion carrier 22 with negative pressure on the drum 18 . The drum 18 includes for this purpose a conduit system under the holding surface 20 in conjunction with the holes 23 and a suction pump (not shown).
Der Fotoplotter 12 enthält eine Abtastvorrichtung 24 mit einer Laserstrahlungs quelle 26 an der Trommel 18 und einem Lichtumlenkspiegel 28, der ebenfalls am Rahmen 16 befestigt ist, um den von der Laserstrahlungsquelle 26 emittierten Lichtstrahl so umzulenken, daß er in Längsrichtung der Mittelachse Z der Trom mel 18 liegt. Die Abtastvorrichtung 24 enthält ferner einen Drehmechanismus 30 mit einem außeraxialen parabolischen Spiegel, der den längs der Z-Achse ge richteten Lichtstrahl auf die Haltefläche 20 richtet, entlang eines gegebenen Bo gens im Rasterformat über den Aufzeichnungsträger 22 hinwegstreicht und auf dessen Fläche fokussiert. Der Drehmechanismus 30 ist auf der Mittelachse Z durch ein nicht gezeigtes Bahnsystem gesteuert beweglich, das an der Trommel 18 befestigt ist.The plotter 12 includes a scanning device 24 having a laser radiation source 26 to the drum 18 and a Lichtumlenkspiegel 28 which is also secured to the frame 16 in order to deflect the beam emitted from the laser radiation source 26 light beam so that in the longitudinal direction of the central axis Z it of Trom mel 18 is located. The scanning device 24 further includes a rotating mechanism 30 having an off-axis parabolic mirror, which directs along the Z-axis ge focused light beam on the support surface 20, sweeps along a given Bo gens in raster format on the recording medium 22 and focused on the surface. The rotating mechanism 30 is movably controlled on the center axis Z by a web system, not shown, attached to the drum 18 .
In Fig. 3 und 6 ist zu sehen, daß der Drehmechanismus 30 an einem Haltesystem 184 aufgehängt ist, das an einer Seitenkante der Trommel 18 befestigt ist. Das Haltesystem 184 enthält einen Überhängblock 186, an dem eine sehr glatte rechteckige Bahn 188, die sich parallel zur Mittelachse Z erstreckt, ein Drehspie gelwagen 182, der sich längs der Bahn 188 bewegt, und Positioniereinrichtungen 190 montiert sind, die zum gesteuerten Positionieren des Wagens 182 mit sehr genau definierten Schritten längs der Mittelachse Z antriebsmäßig zwischen dem Wagen 182 und der Bahn 188 vorgesehen sind. Der von dem Wagen 182 getra gene Drehmechanismus 30 besteht aus einem Motor 24, einem Parabolspiegel 226, der einen auf der Mittelachse Z liegenden geometrischen Mittelpunkt hat, und einem Codierer 228 zum Abtasten der Drehschritte des Motors und Umsetzen in Impulssignale für die Systemsteuerung 6.In Figs. 3 and 6, it can be seen that the rotary mechanism 30 is suspended on a holding system 184 which is fixed to a side edge of the drum 18. Das Halteelement 184 ist in der Fig. 3 und 6 dargestellt. The retainer assembly 184 includes a Überhängblock 186 on which a very smooth rectangular web 188 extending parallel to the central axis Z, a rotary Spie gelwagen 182 which moves along the track 188, and positioning 190 are mounted, which for controlled positioning of the carriage 182 are provided with very well-defined steps along the central axis Z drivingly between the carriage 182 and the track 188 . The turntable mechanism 30 borne by the carriage 182 consists of a motor 24 , a parabolic mirror 226 having a geometric center located on the center axis Z, and an encoder 228 for sensing the rotational steps of the motor and converting them into pulse signals for the system controller 6 .
Der Drehspiegelwagen 182 enthält, wie am besten in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, ein Basiselement 192 und einen integral angeformten Montageflansch 194, der vom Basiselement 192 abwärts ragt. Der Montageflansch 194 hat eine Öff nung 196 zum Befestigen des Motors 224 an dem Wagen 182. Das Basiselement 192 hat, wie in Fig. 5 dargestellt ist, im vertikalen Querschnitt einen U-förmigen oberen Abschnitt 198 zum Aufnehmen der Bahn 188 und einen Vorder wandabschnitt 208 sowie eine Bodenfläche 213. Das Basiselement 192 enthält mehrere Magnetlager 202. Jedes Magnetlager 202 ist in einer Bohrung 204 mit einer Schraube 206 befestigt. Die Magnetlager 202 bilden Gleitlagerflächen 209 und 210, die längs gegenüberliegender Seiten der Bodenfläche 213 des U-förmi gen Abschnittes 188 angeordnet sind, um das Basiselement 192 nach oben an die metallische Bahn 188 zu ziehen. Ähnlich ist die vordere, nach oben stehende Wand 208 des U-förmigen Abschnittes mit Magnetlagern 203 versehen, die in derselben Weise wie die Magnetlager 202 befestigt sind. Die kombinierte Wir kung der Vorderwandlager und der Bodenflächenlager hält den Wagen 182 in der U-Richtung in Kontakt mit der Bahn 188 sowie in der I-Richtung seitlich in Kontakt mit der Bahn 188. Der Drehspiegelwagen 182 wird gegen die Kräfte, die durch die Magnetlager 202 und 203 erzeugt werden, unter der gesteuerten linearen Posi tionierkraft der Positioniereinrichtungen 190 verschoben. Diese enthalten, wie am besten in Fig. 4 dargestellt ist, einen Schrittmotor 211, der an der Bahn 188 befe stigt ist, eine Präzisionsleitspindel 212, die sich parallel zur Mittelachse Z er streckt und über ein 1 : 10-Reduktionsgetriebe durch den Schrittmotor 211 ange trieben ist, und eine Antriebsmutter 214, die zum Umwandeln der Drehbewegung des Schrittmotors 211 in eine lineare Positionierbewegung zwischen dem Wagen 182 und der Leitspindel 212 dient. Die Leitspindel hat eine solche Länge, daß der Wagen 182 außerhalb des Bewegungsbereiches des Sekundärwagens 34 ge parkt werden kann, wenn ein Aufzeichnungsträger 22 auf die Trommel 18 ge bracht wird. Auf diese Weise wird ein Zurückführen des Drehspiegelwagens 182 in eine Ausgangsstellung vor dem Transport des Aufzeichnungsträgers 22 ver mieden und daher der Durchsatz in dem System erhöht. Die Antriebsmutter 214 ist an dem Basiselement 192 bzw. am Montageflansch 194 konzentrisch mit der darin ausgebildeten Durchgangsöffnung 223 befestigt.The rotary mirror carriage 182 includes, as best shown in FIGS. 5 and 6, a base member 192 and an integrally molded mounting flange 194 projecting downwardly from the base member 192 . The mounting flange 194 has an opening 196 for fastening the motor 224 to the carriage 182 . The base member 192 has, as shown in Fig. 5, in vertical cross section a U-shaped upper portion 198 for receiving the web portion 188 and a front wall 208 and a bottom surface 213. The base member 192 includes a plurality of magnetic bearings 202 . Each magnetic bearing 202 is mounted in a bore 204 with a screw 206 . The magnetic bearings 202 form sliding bearing surfaces 209 and 210 along opposite sides of the bottom surface 213 of the U-förmi are arranged gene segment 188, to pull the base member 192 upward to the metallic web 188th Similarly, the front, upstanding wall 208 of the U-shaped portion is provided with magnetic bearings 203 which are fixed in the same manner as the magnetic bearings 202 . The combined effect of the front wall and bottom surface bearings keeps the carriage 182 in contact with the track 188 in the U direction and laterally in contact with the track 188 in the I direction. The rotary mirror carriage 182 is displaced against the forces generated by the magnetic bearings 202 and 203 under the controlled linear positioning force of the positioning devices 190 . These include, as best shown in Fig. 4, a stepper motor 211 , which is BEFE to the web 188 Stigt, a Präzisionsleitspindel 212 which extends parallel to the central axis Z he and a 1: 10 reduction gear through the stepping motor 211st is driven, and a drive nut 214 , which serves to convert the rotational movement of the stepping motor 211 in a linear positioning movement between the carriage 182 and the lead screw 212 . The lead screw has such a length that the carriage 182 can be parked outside of the range of motion of the secondary carriage 34 when a record carrier 22 is placed on the drum 18 . In this way, a return of the rotating mirror carriage 182 is avoided to a starting position before the transport of the recording medium 22 ver and therefore increases the throughput in the system. The drive nut 214 is fixed to the base member 192 and the mounting flange 194 concentrically with the through hole 223 formed therein.
Die Bahn 188 ist mit Verbindungsschrauben 218 an dem Überhängblock 186 be festigt, so daß die gegenüberliegenden Flächen der Bahn 188 und des Blocks 186 aneinandergepreßt werden. Um während des Abtastens die Wirkungen von relativen thermischen Expansionen zwischen der Bahn 188 und dem Überhäng block 186 zu vermindern, sind in dem Überhängblock 186 einwärts gerichtete Ausschnitte 220 ausgebildet und erstrecken sich parallel zur Z-Achse, um einen Teil der Länge der Überhängblockfläche von der Bahn 188 getrennt zu halten.The web 188 is fastened with connecting screws 218 to be the Überhängblock 186, so that the opposite surfaces of the web 188 and of the block are pressed together 186th In order during the scanning of the effects of relative thermal expansion between the web 188 and the Überhäng block to reduce 186, inwardly directed cutouts 220 are formed in the Überhängblock 186 and extend parallel to the Z axis, a portion of the length of the Überhängblockfläche of the Keep track 188 separate.
Die Trommel 18 ist an dem Rahmen 12 an vier tragenden Haltern 227 gehalten, die an den vier Ecken der rechteckigen Basisfläche der Trommel 18 angeordnet sind. Die Halter 227 sind jeweils mit einer Druckluftquelle verbunden und wirken im wesentliche als Einwegstellglieder, die die Trommel 18 aus ihrem abgesenkten harten Haltezustand am Rahmen 12 anheben. In ihrem abgesenkten Zustand, wenn die Halter 227 nicht beaufschlagt sind, ruht das Gewicht der Trommel 18 auf harten Anschlägen, die einen Teil jedes Halters 227 ausmachen, wodurch die Wiederholbarkeit des Transports der Aufzeichnungsträger auf die und von der Haltefläche 20 sichergestellt ist. Jedoch wird im Betrieb Druckluft in jeden Halter 227 eingeführt, um die Trommel 18 auf einem Luftkissen zu halten. Diese Anord nung begünstigt das Dämpfen von Vibrationen, die von anderen angetriebenen Komponenten auf den Fotoplotter 12 übertragen werden könnten. Zu diesem Zweck sind auch die Laserstrahlungsquelle 26 und der Lichtumlenkspiegel 28 beide an der Trommel 18 befestigt.The drum 18 is held on the frame 12 at four supporting brackets 227 disposed at the four corners of the rectangular base surface of the drum 18 . The brackets 227 are each connected to a source of pressurized air and substantially act as one way actuators lifting the drum 18 from its lowered, hard, holding state on the frame 12 . In its lowered state, when the retainers 227 are not urged, the weight of the drum 18 rests on hard stops that make up a portion of each retainer 227 , thereby ensuring the repeatability of the transport of the record carriers to and from the support surface 20 . However, in operation, compressed air is introduced into each holder 227 to hold the drum 18 on an air bag. This arrangement favors the damping of vibrations that could be transferred from other driven components to the photoplotter 12 . For this purpose, the laser radiation source 26 and the Lichtumlenkspiegel 28 are both attached to the drum 18 .
Fig. 7 zeigt ein Schema der Systemsteuerung 6 mit einem Haupt-Prozessor 250, der z. B. ein MOTOROLA 6800-Prozessor sein kann, einem Unterprozessor 252 zum Steuern der Bewegungen des Transportsystems 10 und mit einer Schnitt stelle 254 zum Steuern speziellerer Operationen des Fotoplotters 12. Fig. 7 shows a schematic of the system controller 6 with a main processor 250 , the z. B. may be a MOTOROLA 6800 processor, a sub-processor 252 for controlling the movements of the transport system 10 and an interface 254 for controlling more specific operations of Fotoplotters 12th
Der Prozessor 250 steuert die Geschwindigkeit des Spiegelmotors 224 durch ei nen geeigneten Verstärker 256, um eine konstante Spiegeldrehzahl sicherzustel len. Der Prozessor 250 steuert ferner ebenfalls den Schrittmotor 211 des Linear antriebs gemäß dem in Fig. 8 gezeigten Schema und erzeugt den Bildpunkttakt für den Laser 26 zum Abtasten des Bildes. Der Unterprozessor 252 steuert die Antriebsachsenmotoren des Transportsystems 10 und die Linearantriebsmotoren mit mehreren Steuerungen 260, die ihrerseits durch eine Bewegungssteuer schaltung 258 gesteuert werden, die durch einen geeigneten Datenbus 262 mit dem Unterprozessor 252 verbunden ist. Die Schnittstelle 254 ist u. a. für das Ab fragen des Kantendetektors 114 verantwortlich, um einen Bezugspunkt für den Beginn eines Abtastvorganges zu bestimmen.The processor 250 controls the speed of the mirror motor 224 by a suitable amplifier 256 to ensure a constant mirror speed. The processor 250 also controls the stepper motor 211 of the linear drive according to the scheme shown in Fig. 8 and generates the pixel clock for the laser 26 to scan the image. The sub-processor 252 controls the drive axis motors of the transport system 10 and the linear drive motors with multiple controllers 260 , which in turn are controlled by a motion control circuit 258 which is connected by a suitable data bus 262 to the sub-processor 252 . The interface 254 is responsible inter alia for querying the edge detector 114 to determine a reference point for the beginning of a scanning process.
Bei dem Fotoplotter 12 wird der Durchmesser des Abtaststrahls entsprechend der
gewünschten Auflösung variiert. Zum Beispiel kann der Fotoplotter 12 für das
wahlweise Abtasten mit einer Auflösung von 3810 Punkte pro Inch, 2540 Punkte
pro Inch, 1270 Punkte pro Inch oder 1905 Punkte pro Inch geeignet sein. In die
sem Fall wird der Durchmesser des Abtaststrahls entsprechend der gewählten
Auflösung folgendermaßen geändert:
In the photoplotter 12 , the diameter of the scanning beam is varied according to the desired resolution. For example, the photoplotter 12 may be suitable for optional scanning at a resolution of 3810 dots per inch, 2540 dots per inch, 1270 dots per inch, or 1905 dots per inch. In this case, the diameter of the scanning beam is changed according to the selected resolution as follows:
Außerdem wird der Unterprozessor 252 zum Auswählen des Abtaststrahldurch messers entsprechend der als ein Parameter des Abtastens angegebenen erfor derlichen Auflösung verwendet. Dabei kann mit dem Laser ein Abtaststrahl mit einem festen Durchmesser erzeugten werden, der anschließend mit einer aus gewählten Optik auf einen gegebenen Durchmesser entweder verkleinert oder vergrößert wird. Alternativ kann der Laser selbst einen Abtaststrahl mit veränder barem Durchmesser entsprechend direkt von dem Unterprozessor 252 ausgege benen Befehlen erzeugen. Ein derartiger LASAR wird von Special Optics Inc. of Little Falls, New Jersey, unter der Modell-Nr. 56-30-2-8X hergestellt und unter der Handelsbezeichnung "Variable Zoom Beam Expander" verkauft.In addition, the sub-processor 252 is used to select the scanning beam diameter according to the required resolution specified as a parameter of the scanning. In this case, a scanning beam with a fixed diameter can be generated with the laser, which is then either reduced or enlarged with a selected optics to a given diameter. Alternatively, the laser itself may generate a variable diameter scanning beam in accordance with commands directly issued by the sub-processor 252 . Such a LASAR is available from Special Optics Inc. of Little Falls, New Jersey, under model no. 56-30-2-8X and sold under the trade designation "Variable Zoom Beam Expander".
In Fig. 8 und 9 ist ein Schema zum Erzeugen einer Bildpunkttaktfrequenz gezeigt, mit der die Bildpunktinformationen vom Zentralrechner 4 an den LASAR übertra gen werden, und zum Erzeugen einer Antriebsfrequenz zum Antreiben des Schrittmotors 211, deren Rate dem Ende einer Abtastlinie und dem Anfang der nächsten folgenden Linie entspricht. Wie in Fig. 8 gezeigt, wird die Bildpunkttakt frequenz aus dem Ausgangssignal des Spiegelkodierers 228 erzeugt, das als der Referenztakt verwendet wird. Der Spiegelkodierer hat ferner einen Winkelpositi onsdetektor, der von der Steuerung 6 als ein Indikator verwendet wird, wann eine Abtastlinie für eine gegebene Abtastung beginnt. Als Bildpunkttakt zum Betreiben des LASAR's ist jedoch eine viel höhere Frequenz erforderlich, da der Kodierer nur in 1000 Schritte pro Umdrehung unterteilt ist. Daher wird das Ausgangssignal (erstes Signal) des Kodierers einer Phasenregelschleife 311 zugeführt, um die Frequenz (erste Frequenz) um eine bestimmte Konstante C zu erhöhen. Die Fre quenz (zweite Frequenz) des so erzeugten Signals (zweites Signal) entspricht der maximalen Druckauflösung des Systems und wird anschließend durch einen Da tenselektor 314 geteilt, um die Bildpunkttaktfrequenz für die gewünschte Auflö sung zu erzeugen.In Fig. 8 and 9, a scheme for generating a pixel clock frequency is shown, with the pixel information from the central computer 4 to the LASAR transmis gene, and for generating a drive frequency for driving the stepping motor 211 , the rate of the end of a scan line and the beginning of the next following line corresponds. As shown in Fig. 8, the pixel clock frequency is generated from the output of the mirror encoder 228 , which is used as the reference clock. The mirror encoder further has an angular position detector which is used by the controller 6 as an indicator of when a scan line for a given scan begins. However, as a pixel clock for driving the LASAR, a much higher frequency is required because the encoder is divided into only 1000 steps per revolution. Therefore, the output signal (first signal) of the encoder is supplied to a phase locked loop 311 to increase the frequency (first frequency) by a certain constant C. The frequency (second frequency) of the signal thus generated (second signal) corresponds to the maximum printing resolution of the system and is then divided by a data selector 314 to produce the pixel clock frequency for the desired resolution.
Da das System das Ausgangssignal des Spiegelkodierers als seinen Referenztakt
verwendet, sind Mittel vorgesehen, um den Spiegelmotor 224 genau mit einer
gewünschten Drehzahl zu betreiben. Dazu gehört ein Haupttaktgeber 300 mit ei
ner Taktfrequenz von 20 MHz, die durch eine geeignete Schaltung bei 302 geteilt
wird, um eine 20 KHz-Taktfrequenz zu erzeugen, die dann durch einen Phasen
detektor 301 hindurchgeleitet wird. Das Phasendifferential wird gefiltert und dann
in den Verstärker 256 eingegeben, der den Motor 224 antreibt, und seine Dreh
zahl steuert. Auf diese Weise wird die Spiegeldrehzahl konstant gehalten. Wie
vorstehend angegeben, ist das System zum Abtasten mit verschiedener Auflö
sung geeignet. Das Abtasten erfolgt bei dem System dann mit einer der jeweils
gewählten Auflösung entsprechenden Bildpunkttaktfrequenz, wie nachfolgend
angegeben:
Since the system uses the output of the mirror encoder as its reference clock, means are provided to operate the mirror motor 224 accurately at a desired speed. This includes a master clock 300 with egg ner clock frequency of 20 MHz, which is divided by a suitable circuit 302 to generate a 20 kHz clock frequency, which is then passed through a phase detector 301 . The phase differential is filtered and then input to the amplifier 256 which drives the motor 224 and controls its speed. In this way, the mirror speed is kept constant. As indicated above, the system is suitable for scanning with various resolution. The sampling then takes place at the system with a pixel clock frequency corresponding to the respectively selected resolution, as indicated below:
Die Drehzahl des Spiegelmotors ist für die höchste oben aufgelistete Auflösung geeignet gewählt. Das heißt, der Spiegelmotor 224 dreht sich mit einer Drehzahl von 200 Umdrehungen pro Sekunde, wodurch eine Frequenz von 200 KHz basie rend auf 200 U/s × 1000 Pulse/U erzeugt und der Phasenregelschleife 311 einge geben wird, um eine geeignete Frequenz für die höchste Auflösung zu erzeugen. Bei dem Ausführungsbeispiel hat das System einen Drehspiegel, der für be stimmte Anwendungen einen schnelleren Referenztakt erzeugen kann. Das heißt, die Datenrate von 54,8 MHz für die Auflösung von 3810 dpi ist eine obere Grenze bei der Takterzeugung und stellt gleichzeitig die Abtastrate auf 200 Abtastzeilen pro Sekunde ein. Die Bildpunkttaktfrequenzen bei 1270 dpi, 1905 dpi und 2540 dpi sind jedoch wesentlich geringer, so daß eine Abtastrate von 300 Abtastzeilen pro Sekunde oder eine ebenso große Spiegeldrehzahl verwendet werden kann. Dies ist wünschenswert, da bei einer höheren Abtastrate die Abbildungs- oder Bilderzeugungszeit vermindert wird.The speed of the mirror motor is selected for the highest resolution listed above. That is, the mirror motor 224 rotates at a speed of 200 revolutions per second, thereby generating a frequency of 200 KHz based on 200 U / s × 1000 pulses / U and inputting the phase locked loop 311 to provide an appropriate frequency for the to produce the highest resolution. In the embodiment, the system has a rotating mirror which can generate a faster reference clock for certain applications. That is, the data rate of 54.8 MHz for the resolution of 3810 dpi is an upper limit in clock generation and simultaneously adjusts the sampling rate to 200 scanning lines per second. However, the pixel clock frequencies at 1270dpi, 1905dpi and 2540dpi are significantly less so that a scan rate of 300 scan lines per second or an equally high mirror speed can be used. This is desirable because at a higher sampling rate, the imaging or imaging time is reduced.
Die Phasenregelschleife 311 hat einen Phasendetektor 310, einen Tiefpaßfilter 313 und einen spannungsgesteuerten Oszillator 312, dessen Ausgangssignal in den Datenselektor 314 eingespeist wird. Der Phasendetektor 310 erzeugt abhän gig davon, ob eine Phasennacheilung oder eine Phasenvoreilung detektiert wird, ein positives oder ein negatives Ausgangssignal. Der Tiefpaßfilter 313 filtert Rau schen oder Streusignale von dem spannungsgesteuerten Oszillator 312 aus, der die Ausgangsfrequenz erzeugt, die als der Bildpunkttakt verwendet wird. Ein di gitaler Frequenzteiler 315 teilt die Ausgangsfrequenz des Oszillators 311 durch die Konstante C und führt sie zum Phasendetektor 310 zurück. Der Phasende tektor 310 koppelt die Phase des Eingangssignals von dem Kodierer 228 mit der des Signals mit der geteilten Frequenz von dem Frequenzteiler 315.The phase locked loop 311 has a phase detector 310 , a low pass filter 313, and a voltage controlled oscillator 312 whose output is fed to the data selector 314 . The phase detector 310 generates depending on whether a phase lag or a phase advance is detected, a positive or a negative output signal. The low-pass filter 313 filters out noise or stray signals from the voltage-controlled oscillator 312 which produces the output frequency used as the pixel clock. A digital frequency divider 315 divides the output frequency of the oscillator 311 by the constant C and returns it to the phase detector 310 . The phase detector 310 couples the phase of the input signal from the encoder 228 with that of the divided frequency signal from the frequency divider 315 .
Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 311 wird in den Da tenselektor 314 oder Multiplexer eingegeben, dessen Ausgangssignal schließlich als Bildpunkttakt das Übertragen der Bildpunktinformationen durch ein Schiebe register 316 für den Laser 26 steuert. Bei dem beschriebenen System ist die Bild punkttaktfrequenz in Abhängigkeit von der für einen Abtastvorgang ausgewählten Auflösung variabel. Daher kann der Datenselektor 314 seine Eingangsfrequenz für die jeweils gewählte Auflösung mit Ausnahme der 3810-Auflösung geeignet ändern. Dies wird durch Teilen der Eingangsfrequenz durch 2, für eine Auflösung von 1905 dpi, durch Teilen der Eingangsfrequenz durch 3 für eine Auflösung von 1270 dpi, oder durch Multiplizieren der Eingangsfrequenz mit zwei Drittel (2/3) für eine Auflösung von 2540 dpi erfüllt.The output signal of the voltage-controlled oscillator 311 is input to the data selector 314 or multiplexer, the output of which finally controls, as a pixel clock, the transfer of the pixel information by a shift register 316 for the laser 26 . In the described system, the image dot clock frequency is variable depending on the resolution selected for a scanning operation. Therefore, the data selector 314 may suitably change its input frequency for the particular resolution selected except the 3810 resolution. This is accomplished by dividing the input frequency by 2, for a resolution of 1905 dpi, by dividing the input frequency by 3 for a resolution of 1270 dpi, or by multiplying the input frequency by two-thirds (2/3) for a resolution of 2540 dpi.
Fig. 9 zeigt ein Schema für die Steuerung des Schrittmotors 211. Dieses System
hat einen Differentialdatenakkumulator 378 mit einem Addierer 380, dessen Aus
gabe einem getakteten Register 382 zugeführt wird. Der Addierer 380 besteht aus
einem 42-Bit-Akkumulator mit im wesentlichen zwei Eingängen und einem Aus
gang 390, der den Schrittmotor 211 betreibt. An einem Eingang erhält der Addie
rer 380 die Ausgabe des Registers 382, das bei 383 die Bildpunkttaktfrequenz
oder auch Fotoplotter-Datenrate für die höchste Druckauflösung unabhängig von
der gewählten Auflösung als Taktsignal erhält. Die zweite Eingabe für den Addie
rer 380 wird von einem Datenbus 384 abgenommen und durch drei getrennte Re
gister 386 zugeführt, die dem Addierer 380 eine Konstante N eingeben. Diese
Konstante kann als ein Systemparameter zum Verändern der Frequenz geändert
werden, die den Schrittmotor 211 antreibt. Bei dem Ausführungsbeispiel hat das
System einen 16-Bit-Datenbus, über den die Konstante N in die drei Register 386
eingegeben wird, von denen jedes eine Größe von 16 bit hat. Wenn als Addierer
380 ein 42-Bit-Akkumulator verwendet wird, wird dessen Ausgabe 390 durch die
folgende Gleichung definiert:
FIG. 9 shows a scheme for the control of the stepping motor 211 . This system has a differential data accumulator 378 with an adder 380 , the output of which is supplied to a clocked register 382 . The adder 380 consists of a 42-bit accumulator having substantially two inputs and an output 390 which drives the stepper motor 211 . At one input, the addie 380 receives the output of the register 382 , which receives at 383 the pixel clock frequency or photoplotter data rate for the highest print resolution regardless of the selected resolution as a clock signal. The second input to the Addie rer 380 is removed from a data bus 384 and by three separate re gister 386 supplied to enter the adder 380 a constant N. This constant can be changed as a system parameter for changing the frequency that drives the stepping motor 211 . In the embodiment, the system has a 16-bit data bus through which the constant N is input to the three registers 386 , each having a size of 16 bits. When a 42-bit accumulator is used as the adder 380 , its output 390 is defined by the following equation:
Die konstante Zahl N wird in einen Eingang des Addierers 380 eingegeben. Die zweite Eingabe des Addierers 380 ist das vorherige Ergebnis. Bei jedem Takt 383 gibt das Register 382 das vorherige Ergebnis des Addierers 380 diesem als Ein gabewert wieder ein, der dann die Konstante N hinzuaddiert. Der Addierer 380 addiert so oft die Konstante N auf, bis sein Inhalt den Wert 242 übersteigt. Dann gibt der Addierer 380 ein Ausgangssignal 390 mit der Frequenz F(out) aus. Somit ist die Frequenz F(out) gleich der Frequenz in F(in) multipliziert mit der Konstante N durch 242. Wenn N somit 240 ist, wäre die Ausgabefrequenz F(out) bei 390 gleich einem Viertel der Frequenz F(in). Das Ausgangssignal 390 ist somit ein Überlaufsignal des Addierers 380 und wird zum Betreiben des Motors 211 ver wendet.The constant number N is input to an input of the adder 380 . The second input of the adder 380 is the previous result. At each clock 383 , the register 382 inputs the previous result of the adder 380 as an input value, which then adds the constant N. The adder 380 adds the constant N until its content exceeds 42 . Then, the adder 380 outputs an output signal 390 having the frequency F (out). Thus, the frequency F (out) is equal to the frequency in F (in) multiplied by the constant N by 2 42 . Thus, if N is 2 40 , the output frequency F (out) at 390 would be equal to a quarter of the frequency F (in). The output signal 390 is thus an overflow signal of the adder 380 and is used to operate the motor 211 ver.
Vorstehend wurden ein Fotoplotter und ein Transportsystem als bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Jedoch sind verschiedene Modifikationen und Ergänzungen möglich. Zum Beispiel kann die Spiegeldrehzahl und somit die Fre quenz des Referenztaktes erhöht werden, um einen höheren Durchsatz an Auf zeichnungsträgern zu bewirken. Schließlich wurden bei dem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel Schrittmotoren verwendet. Die angetriebenen Teile können aber auch mit servogesteuerten Motoren angetrieben werden.In the above, a photoplotter and a transport system have been preferred Embodiment described. However, there are several modifications and Supplements possible. For example, the mirror speed and thus the Fre frequency of the reference clock can be increased to a higher throughput on to effect the drawing media. Finally, in the preferred embodiment example used stepper motors. But the driven parts can also be powered by servo-controlled motors.
Claims (8)
bei dem ein blattförmiger Aufzeichnungsträger entsprechend dem Bildpunkt signal punktweise abgetastet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
aus der Drehung des Spiegels ein erstes Signal mit einer ersten Frequenz erzeugt wird, die ein Vielfaches der Spiegeldrehzahl ist,
daß ein zweites Signal mit einer zweiten Frequenz erzeugt wird, die um ei nen Faktor C größer ist als die erste Frequenz,
daß das zweite Signal durch eine Regelschleife in einer festen Phasenbe ziehung zu dem ersten Signal gehalten wird,
und daß die Bildpunkttaktfrequenz durch Teilen der zweiten Frequenz er zeugt wird.A method of generating pixel signals having a pixel clock frequency for a scanning device having a laser radiation source and a rotatable mirror,
in which a sheet-shaped recording medium is scanned pointwise in accordance with the pixel signal,
characterized in that
from the rotation of the mirror, a first signal is generated at a first frequency, which is a multiple of the mirror speed,
that a second signal is generated with a second frequency which is greater by a factor C than the first frequency,
that the second signal is held in a fixed phase relation to the first signal by a control loop,
and that the pixel clock frequency by dividing the second frequency he testifies.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/117,612 US5619246A (en) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | Apparatus and method of positioning photosensitive media on an exposure platen |
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