DE3921049C2

DE3921049C2 -

Info

Publication number: DE3921049C2
Application number: DE3921049A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Osaka Jp Ito
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1992-05-07
Also published as: US4905027A; JPH029652A; DE3921049A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Steuern eines optischen Druckers gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 4.

Bei bekannten optischen Druckern, wie z. B. LED-Druckern, wurden beispielsweise Zittersignal-Systeme (dither systems) sowie Dichte-Muster-Systeme (density pattern systems) zur Darstellung von Abstufungen verwendet.

Obwohl hier eine gewisse Verbesserung der Darstellungsmöglichkeiten der Abstufungen des Druckers durch Erhöhen der Matrixgröße möglich ist, führt die vergrößerte Matrix jedoch zwangsläufig zu einer verschlechterten Bildauflösung.

Im Hinblick auf diese Probleme wurden zur Darstellung von Abstufungen mehrstufige Punktsteuerschemata vorgeschlagen.

Ein solches mehrstufiges Punktsteuerschema ist z. B. aus der JP-OS 59-1 27 468 bekannt, bei dem die Werte der Versorgungsströme der jeweiligen LED-Elemente getrennt entsprechend einer Anzahl von vorgegebenen Punktabstufungen verändert werden, um dadurch die Ausgangslichtmengen der LED-Elemente innerhalb einer Abtastperiode unabhängig voneinander zu steuern.

Die JP-OS 60-0 05 387 und die US 45 96 995 offenbaren ein wechselndes Mehrstufenpunktsteuerschema, bei dem die Ansteuerzeiten der jeweiligen LED-Elemente getrennt, entsprechend der Anzahl der vorgegebenen Abstufungen verändert werden.

Bei beiden oben beschriebenen Systemen wird das entsprechende LED-Element ein Mal in einer Abtastperiode zur Lichtemission aktiviert. Dementsprechend ist eine aufwendige Schaltung für die getrennte Steuerung der Ströme bzw. Steuerzeiten der Elemente erforderlich, um jedes LED-Element mit einem unterschiedlichen Strom bzw. unterschiedlichen Steuerzeit zu betreiben. Es ist somit nicht möglich, einen herkömmlichen Druckerkopf oder eine Treiberschaltung, die auf einem zweistufigen Steuerschema basiert, zu verwen den.

Aus der DE 37 31 278 A1 ist eine Treiberschaltung für einen Thermokopf bekannt, bei dem ein Treiberpuls mit vorgegebener Pulslänge entsprechend der Abstufung dem Kopf zugeführt wird. Zur Kompensation der Eigenschaften des Thermokopfes werden in dieser Treiberschaltung die Abstufungsdaten in einen Hauptbitteil und einen Hilfsbitteil unterteilt, wobei der Thermokopf kontinuierlich mit einem Treiberpuls, der eine dem Hauptbitteil entsprechende Pulslänge aufweist, und einem weiteren Treiberpuls, der eine dem Hilfsbitteil entsprechende Pulslänge aufweist, versorgt wird. Bei diesem System sind Datenübertragungen erforderlich, deren Anzahl der Summe der Abstufungen aus dem Hauptbitteil und dem Hilfsbitteil entspricht. Aufgrund dessen ist die Anzahl der Datenübertragungen nicht verringert, was bedeutet, daß die Datenübertragung bei dieser Treiberschaltung relativ lange dauert. Dies mag sich bei Thermodruckern mit einer relativ geringen Druckgeschwindigkeit kaum auswirken, für optische Drucker, die eine relativ hohe Druckgeschwindigkeit aufweisen, ist diese Schaltung jedoch nicht geeignet.

Die nicht vorveröffentlichte DE 38 43 645 A1 zeigt eine Treiberschaltung zur Verwendung bei LED-Köpfen. In dieser Schaltung werden zur Aufzeichnung einer dreiwertigen Abstufung Treiberpulse der gleichen Länge mehrere Male zugeführt. Dies bedeutet, daß die Anzahl der Datenübertragungen der Anzahl der Abstufungen entspricht. Bei Verwendung in einem optischen Drucker mit hoher Druckgeschwindigkeit steht nur eine kurze Zeitspanne für die Datenübertragung zur Verfügung, so daß diese Schaltung zum Einsatz bei einer höheren Anzahl von Abstufungsgeraden nicht geeignet ist.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4 dahingehend weiterzubilden, daß ein herkömmlicher zweistufig gesteuerter Druckerkopf oder eine Steuerschaltung ohne weiteres mit einem mehrstufigen Punktsteuerschema betreibbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Steuern eines optischen Druckers mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch eine Steuervorrichtung für einen optischen Drucker mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 4; die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung besteht so mit darin, daß die Zeitperiode, die für eine Zeilenbe lichtung vorgesehen ist, in verschiedene Unterperioden un terteilt wird, in denen jeweils die entsprechenden licht emittierenden Elemente ein/ausgeschaltet werden, wodurch die mehrstufige Punktsteuerung durch die unterschiedlichen Kombinationen der EIN-Zeiten der LED-Elemente erhalten wird.

Folglich kann die Anzahl der Punktsteuerstufen vergrößert werden, während gleichzeitig die Frequenz des Datenaus gabevorganges reduziert wird.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung eines LED-Druckerkopfes und eines photoempfindlichen Bauteils eines optischen Druckers und anderer Bau elemente in ihrer Umgebung;

Fig. 2 eine Vorderansicht des LED-Druckerkopfes;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines elektrischen Schaltkreises, der in dem LED-Druckerkopf verwendet wird;

Fig. 4 eine Darstellung, die unterschiedliche Belichtungs perioden der LEDs in Beziehung mit einem Zeilen sychronsignal zeigt; und

Fig. 5 eine Zeittafel, die die betriebsmäßigen Zeitsteue rungen der Schaltung wiedergibt.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Aufbau eines optischen Druckers mit einem LED-Druckerkopf 10. Dieser Druckerkopf 10 liegt einer Oberfläche eines trommelartigen photoempfind lichen Bauteils 11 gegenüber. Im Betrieb, wenn das von den LEDs emittierte Licht die durch einen Koronalader 12 gleichförmig geladene Trommeloberfläche erreicht, wird ein elektrostatisches Ladungsbild auf der Oberfläche des photoempfindlichen Bauteils ausgebildet. Anschließend wird durch eine Entwicklungsvorrichtung 13 ein Tonerbild ent sprechend dem elektrostatischen Ladungsbild auf der Trom meloberfläche ausgebildet, wobei dieses Tonerbild dann auf ein Aufnahmeblatt mittels eines Übertragungsladers 14 übertragen wird. Nach dieser Bildübertragung wird das auf der Oberfläche des photoempfindlichen Bauteils 11 verblei bende Tonermaterial durch einen Reiniger 16 entfernt. Dann wird die Restladung auf der Trommeloberfläche durch ein Löschelement 15 gelöscht.

Fig. 2 ist eine schematische Vorderansicht eines LED-Drucker kopfes 10, die eine LED-Anordnung 1, dargestellt in Fig. 3, zeigt mit einer Viel zahl von punktförmigen LED-Elementen L 1, L 2 . . . Ln. Diese LED-Elemente L 1, L 2 . . . Ln der LED-Anordnung 1 sind recht winklig zu einer Bewegungsrichtung (durch einen Pfeil an gedeutet) des photoempfindlichen Bauteils 11 ausgerichtet.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, daß den elektrischen Aufbau des LED-Druckerkopfes 10 wiedergibt. Dieser LED-Drucker kopf 10 umfaßt zusätzlich zu den LED-Elementen L 1, L 2 . . . Ln Schaltelemente S 1 bis Sn zum jeweiligen Schalten der ent sprechenden LED-Elemente, logische Gatter N 1 bis Nn zur Ausgabe der Daten (Daten zum Steuern der LED-Elemente) zu einem Zeitpunkt, der durch ein Abtastsignal STR bestimmt wird, ein Schaltregister 2 und ein Schieberegister 3. Die logischen Gatter N 1 bis Nn geben, bei einem EIN-Zustand des Abtastsignals STR, EIN- oder AUS-Druckdaten zum Ein- oder Ausschalten der entsprechenden LED-Elemente aus.

Die von einem nicht dargestellten Hilfscomputer an einen Datenprozessor 5 übertragenen Druckdaten werden reihen weise, Zeile für Zeile in das Schieberegister 3 geladen, in Synchronisation mit einem Schiebetaktsignal SCLK, das durch einen Signalerzeuger 4 erzeugt wird. Dann werden die Daten, die in dem Schieberegister 3 geladen sind, in das Schaltregister 2 überführt, um dort zu einem Zeitpunkt geschaltet zu werden, der durch einen Schalt impuls LA bestimmt wird.

Anschließend werden die geschalteten Daten von den lo gischen Gattern N 1 bis Nn parallel ausgegeben, synchron mit dem Abtastsignal STR, um dadurch die entsprechenden LED-Elemente EIN- oder AUSzuschalten.

In dieser speziellen Ausführungsform, wie in Fig. 4 ge zeigt, sind acht Arten von Abtastsignalen ST0 bis ST7 vorgesehen. Diese Abtastsignale umfassen drei Arten von Basissignalen und vier Arten von zusammengesetzten Signalen, die jeweils aus einer unterschiedlichen Kombination von drei Arten von Basissignalen zusammengesetzt sind. Im speziellen haben die Basisabtastsignale ST1, ST2 und ST4 jeweils eine Impulsdauer von 1/7 · T, 2/7 · T und 4/7 · T, wobei T für die Dauer eines Abtastzyklus steht. Die zusammengesetzten Abtastsignale ST3, ST5, ST6 und ST7 haben jeweils Impuls dauern, die durch die folgenden Gleichungen bestimmt sind:

ST3 = ST1 + ST2
ST5 = ST1 + ST4
ST6 = ST2 + ST4
ST7 = ST1 + ST2 + ST4

Wenn dann ein Arbeitszyklus d ist, werden die EIN-Zeiten (d. h. die Impulslängen) innerhalb einer Abtastperiode der je weiligen Abtastsignale durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt:

ST0 = 0
ST1 = (1/7) · T · d
ST2 = (2/7) · T · d
ST3 = (1/7) · T · d + (2/7) · T · d = (3/7) · T · d
ST4 = (4/7) · T · d
ST5 = (1/7) · T · d + (4/7) · T · d = (5/7) · T · d
ST6 = (2/7) · T · d + (4/7) · T · d = (6/7) · T · d
ST7 = (1/7) · T · d + (2/7) · T · d + (4/7) · T · d = (7/7) · T · d

Falls dann der Arbeitszyklus z. B. auf 3/5 eingestellt wird, werden die Belichtungs-(EIN-)Perioden innerhalb einer Abtast periode der LEDs entsprechend der jeweiligen Abtastsignale ST0 bis ST7:

Abtastsignal
Belichtungsdauer
ST0
0
ST1	(3/35) · T
ST2	(6/35) · T
ST3	(9/35) · T
ST4	(12/35) · T
ST5	(15/35) · T
ST6	(18/35) · T
ST7	(21/35) · T

Wie oben beschrieben, kann das System dieser Ausführungs form LED-Belichtungsperioden in acht unterschiedlichen Stufen schaffen.

Die Zeitdauer T des Liniensynchronsignals wird durch fol gende Gleichung ausgedrückt:

T = 1/f = V_p · P_i ,

wobei V die Bearbeitungsgeschwindigkeit (Drehgeschwin digkeit des photoempfindlichen Bauteils) ist, und P_i die Druckdichte ist.

Dann ist der Datenübergang möglich mit einem Bereich, der bestimmt wird durch:

(m - 1) f · n < f_SCLK < (f_SCLK)_MAX

Mit
m: Anzahl der Stufen der mehrstufigen Punktsteuerung,
n: die gesamte Anzahl der Punkte des Kopfes,
f_SCLK: die Frequenz des Schiebetaktsignals,
(f_SCLK)_MAX: maximale Antwortfrequenz des Kopfes.

Wenn die Daten in geteilten Gruppen übertragen werden, wird der obige Ausdruck modifiziert zu:

f_SCLK/k

mit
k: der Anzahl der Unterteilungen.

Wenn ferner die Druckdaten aufgrund der LED-Kapazität ab fallen, sollte die Bereichssteuerung durch ein Programm aktiviert werden, um so AUS-Daten zu den überlasteten LED-Elementen über den festgelegten Bereich hinaus zu übertragen.

Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen den übertragenen Daten und den Abtastsignalen. In dieser Ausführungsform wird derselbe Datenabtastwert dreimal übertragen, d.h. als D 1, D 2 und D 3 innerhalb einer Abtastdauer T. In der Stufe 7/7 z. B. werden innerhalb einer Abtastdauer T die LED- Elemente zur Lichtemission angeregt für eine Dauer: 1/7 · T · d basierend auf den Daten D 1, für eine Dauer: 2/7 · T · d basierend auf den Daten D 2 und für eine Dauer: 4/7 · T · d basierend auf den Daten D 3. Folglich werden die LED-Elemente innerhalb einer Abtastdauer T angeregt, für eine Gesamtzeit, die durch die folgende Gleichung bestimmt ist:

(1/7) · T · d + (2/7) · T · d + (4/7) · T · d = (7/7) · T · d

Ebenso werden die LED-Elemente in der Stufe 5/7 innerhalb einer Abtastperiode T zur Lichtemission angeregt, für eine Periode: 1/7 · T · d und für eine Periode 4/7 · T · d basierend auf den Daten D 3. Folglich werden die LED-Ele mente innerhalb einer Abtastdauer T angeregt, für die Ge samtzeit, die durch die folgende Gleichung festgelegt wird:

(1/7) · T · d + (4/7) · T · d = (5/7) · T · d

Wie oben beschrieben, wird durch die Steuerung der auf das photoempfindliche Bauteil innerhalb einer Abtastperiode aufgebrachten Belichtungsenergie der Abstufungsgrad der mehr stufigen Wiedergabe möglich, während gleichzeitig die Frequenz des Datenausgabevorganges verringert wird.

Obgleich die oben beschriebene Ausführungsform sich einzig auf einen LED-Druckerkopf bezieht, kann die Erfindung auch in einem Flüssigkristallverschluß, einem PLZT-Verschluß etc. ausgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zum Steuern eines optischen Druckers mit einem bewegbaren photoempfindlichen Bauteil und einer Vielzahl von punktförmigen, lichtemittierenden Elementen, die linear, rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung des photoempfindlichen Bauteils ausgerichtet sind, wobei die einzelnen lichtemittierenden Elemente durch ein Abtastsignal zur Lichtemission angeregt werden, das auf einer Zeilenmenge aufgenommener Bilddaten basiert, um dadurch ein Bild auf dem photoempfindlichen Bauteil abzubilden, dadurch gekennzeichnet,
daß das Abtastsignal (ST0 bis ST7) aus einer Gruppe von Signalen ausgewählt wird, die eine vorbestimmte Anzahl von Basissignalen (ST1, ST2, ST4), jedes mit einer unterschiedlichen Einschaltzeit und eine Vielzahl von zusammengesetzten Signalen (ST3, ST5, ST6, ST7), die jeweils aus einer unterschiedlichen Kombination der Basissignale (ST1, ST2, ST4) zusammengesetzt sind, umfaßt,
daß die Zeilenmenge der Bilddaten innerhalb des Zeitraums, der für eine Zeilenbelichtung vorgesehen ist, mehrere Male ausgegeben wird, und zwar so oft als es der Anzahl der Basisabtastsignale (ST1, ST2, ST4) entspricht, und
daß die lichtemittierenden Elemente (L 1, L 2 . . . Ln) entsprechend den Bilddaten zur Lichtemission aktiviert werden für eine Zeitdauer, die der Einschaltzeit des ausgewählten Abtastsignals entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Einschaltzeiten der jeweiligen Basissignale mit der für die Belichtung einer Zeile vorgesehenen Zeit übereinstimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Abtastsignale aus drei Basissignalen (ST1, ST2, ST4) mit den Zeitdauern 1/7 T, 2/7 T und 4/7 T, wobei T die Zeilenbelichtungsdauer ist, und aus vier zusammengesetzten Signalen (ST3, ST5, ST6, ST7) besteht, die aus dem ersten und zweiten, dem ersten und dritten, dem zweiten und dritten bzw. dem ersten, zweiten und dritten Basissignal zusammengesetzt sind.

4. Eine Steuervorrichtung für einen optischen Drucker mit einem bewegbaren, photoempfindlichen Bauteil und einer Vielzahl von punktförmigen, lichtemittierenden Elementen, die linear, rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung des photoempfindlichen Bauteils ausgerichtet sind, wobei die Steuervorrichtung die lichtemittierenden Elemente zur Lichtemis sion anregt, basierend auf einer Zeilenmenge der empfangenen Bilddaten, wobei die Steuervorrichtung umfaßt:
Ein Schieberegister zur Aufnahme der Bilddaten,
ein Schaltregister zur Aufnahme der Bilddaten aus dem Schieberegister,
Ausgabemittel zur Ausgabe eines Abtastsignals, und
logische Elemente zur Aufnahme der Signale aus dem Schaltregister und den Abtastsignal-Ausgabemitteln und zum Aktivieren der lichtemittierenden Elemente zur Lichtemission entsprechend der Bilddaten für einen Zeitraum, der einer Einschaltzeit des Abtastsignals entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastsignal-Erzeugungsmittel (4) in Abhängigkeit von der Bilddichteinformation eines aus einer Vielzahl von Abtastsignalen (ST1 bis ST7) auswählt, die jeweils eine unterschiedliche Einschaltzeit haben, wobei die Abtastsignale (ST1 bis ST7) eine vorbestimmte Anzahl von Basissignalen (ST1, ST2, ST4), die jeweils eine unterschiedliche Einschaltzeit haben, und eine Vielzahl von zusammengesetzten Signalen (ST3, ST5, ST6, ST7) umfassen, die jeweils aus einer unterschiedlichen Kombination von Basissignalen zusammengesetzt sind, und daß das Schaltregister einen Zeilenbetrag der Bilddaten mehrere Male, entsprechend der vorbestimmten Anzahl der Basissignale (ST1, ST2, ST4) empfängt.