DE4116387A1 - Steuersystem fuer einen laserdrucker - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen Laserdrucker mit
einer Resonanz-Abtasteinrichtung.
Schnelle Laserdrucker mit hohem Auflösungsvermögen werden beispiels
weise zur Herstellung von Abbildungen für medizinische Zwecke verwendet.
Das Resonanz-Abtastsystem führt ein Laserbündel in horizontaler Richtung
entlang jeder Zeile eines stationären Druckmediums, beispielsweise eines
fotografischen Films, wobei das Bündel selektiv gepulst wird, also einge
schaltet und ausgeschaltet wird, um Licht auf spezielle Stellen oder Pixel
in der Zeile zu richten. Die das Licht empfangenden Pixel werden als
solche auf dem Druckmedium aufgezeichnet.
Die Resonanz-Abtasteinrichtung führt das Laserbündel über jede Zeile
von Pixeln unter Verwendung eines oszillierenden Spiegels. Wenn der Spiegel
in der einen Richtung schwingt, richtet er das Bündel auf aufeinanderfolgende
Stellen entlang der horizontalen X-Achse, so daß mit dem Bündel eine
Abtastung des Films erfolgen kann. Der Laser wird nicht betätigt, wenn
der Spiegel in der entgegengesetzten Richtung schwingt, so daß das Drucken
nur in eine Richtung erfolgt. Der Spiegel wiederholt seine Schwingungen
für jede Zeile von Pixeln.
Der Spiegel schwingt sinusförmig, wobei er seine Schwingung auf
der einen Seite des Films oder der horizontalen Achse beginnt, beschleunigt
wird, wenn er das Bündel entlang der Achse zu und vorbei an der Mitte
des Films führt, und verzögert wird, wenn er das Bündel zu der entfernten
Seite des Films führt.
Um Abbildungen drucken zu können, die nicht durch die sinusförmige
Bewegung des Spiegels verzerrt sind, findet typischerweise ein nicht linearer
Taktgeber Verwendung, um die Erzeugung der Laserimpulse zu steuern
(Mecklenburg, Medical Imaging, Proceedings of the Society of Photo-Optical
Instrumentation Engineers (1987), Band 767, Seiten 536-542). Dieser nicht
lineare Taktgeber arbeitet synchron mit dem oszillierenden Spiegel, derart
daß der Laser zu Zeitpunkten pulsiert wird, welche gleichförmigen Abstands
intervallen in der abgetasteten Zeile entsprechen. Die Taktrate muß deshalb
proportional der Winkelgeschwindigkeit des Spiegels sein.
Bei einem bekannten System dieser Art (US-PS 45 41 061) findet
ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) als Taktgeber für die Laserimpulse
Verwendung. Das Ausgangssignal des VCO dient als Takt für einen Pixel
zähler, der einen dem nächsten Pixelort entsprechenden Zählstand erzeugt,
womit das Laserbündel ausgerichtet wird. Der Zähler adressiert (1.) einen
ersten Speicher, welcher Informationen über die gewünschte Abbildung
enthält, und (2.) einen zweiten Speicher, der Informationen über die Winkel
geschwindigkeit des Spiegels zu diesem Zeitpunkt enthält. Das Ausgangs
signal des ersten Speichers steuert das Pulsieren des Lasers, so daß jedesmal
ein Impuls auftritt, wenn ein Punkt an dem Pixelplatz gewünscht wird,
mit dem das Bündel dann ausgerichtet wird. Das Ausgangssignal des zweiten
Speichers steuert über einen Digital-Analog-Wandler (DAC) die Spannung
zur Frequenzsteuerung, die dem VCO zugeführt wird. Der zweite Speicher
bestimmt deshalb die Rate, mit der der Zähler zählt.
Die Arbeitsweise des VCO und des Pixelzählers wird durch ein Abtast
signal gesteuert, das an gewissen Stellen eines Abtastzyklus geltend gemacht
und negiert wird. Ein Abtastzyklus beginnt mit einem Schreibteil, was
eine Abtastung in der Richtung bedeutet, in der der Laserdrucker auf
den Film schreibt, und endet mit einer zurücklaufenden Abtastung, was
eine Abtastung über den Film in der entgegengesetzten Richtung bedeutet.
Dabei wird das Abtastsignal beim Beginn des Schreibteils eines Abtastzyklus
geltend gemacht, wodurch die Arbeitsweise des VCO und des Pixelzählers
freigegeben wird. Der VCO und der Zähler arbeiten dann zusammen, um
Takt- und Lasersteuersignale zu erzeugen. Wenn der Schreibteil des Abtast
zyklus beendet ist, wird das Abtastsignal negiert. Dadurch wird der Pixel
zähler zurückgestellt und der VCO gesperrt, so daß diese Einheiten keine
Takt- und Steuersignale erzeugen können. Beim Beginn des Schreibteils
des nächsten Abtastzyklus wird das Abtastsignal geltend gemacht und der
VCO und der Pixelzähler werden wieder freigegeben.
Es ist wichtig, daß der Schreibteil einer Abtastoperation in der
selben horizontalen Position für jede Zeile beginnt und daß der Laser zu
den geeigneten Zeitpunkten pulsiert wird, um Punkte an den richtigen
horizontalen Stellen zu erzeugen. Ist das nicht der Fall, werden die ausgedruckten
Abbildungen verzerrt. Deshalb muß die Arbeitsweise des Takt- und Laser
steuermechanismus genau mit der Arbeitsweise der Abtasteinrichtung
synchronisiert werden.
Bei bekannten Systemen dieser Art wird der VCO und damit der Takt
geber und der Laserregler beim Beginn bzw. beim Ende des Schreibteils
eines Abtastzyklus eingeschaltet bzw. ausgeschaltet. Wenn der Schreibteil
beginnt, muß deshalb der VCO erneut synchronisiert werden. Das System
kann erneut den VCO einschalten, wenn ein Detektor den Beginn des
Schreibteils des Abtastzyklus erfaßt. Der VCO wird dann während einer
Zeitspanne mit der Frequenz der Abtasteinrichtung synchronisiert. Wahl
weise kann das System einen getrennten VCO-Taktgeber für eine erneute
Synchronisation enthalten, dessen Frequenz um ein Vielfaches höher als
die Resonanzfrequenz der Abtasteinrichtung ist. Wenn der VCO beim
Beginn des Schreibteils des Abtastzyklus eingeschaltet wird, wird er zu der
Frequenz des Taktgebers für eine erneute Synchronisation synchronisiert.
Das Ausgangssignal des VCO wird dann einer Teilerschaltung zugeführt,
die den kleineren Takt für den Pixelzähler erzeugt. Ein derartiger Takt
geber für eine erneute Synchronisation ist sowohl teuer als auch schwierig
herzustellen, weil er um ein Mehrfaches schneller als das schnellste Takt
signal sein muß, das zum Antreiben des Pixelzählers benötigt wird. Ferner
muß der Taktgeber für die erneute Synchronisation kontinuierlich synchron
mit der Abtasteinrichtung sein. Unabhängig davon, welcher Synchronisations
mechanismus bei dem System benutzt wird, benötigt das System noch eine
Synchronisation des VCO beim Beginn des Schreibteils jedes Abtastzyklus.
Deshalb kann das System verzerrte Abbildungen verursachen, während der
VCO synchronisiert wird.
Eine Verzerrung kann ferner auftreten, wenn der VCO eine Ausgangs
frequenz erzeugt, die keine lineare Beziehung zu der zugeführten Spannung
für die Frequenzsteuerung aufweist. Dies kann beispielsweise dann auftreten,
wenn der VCO Änderungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist. Diese
Nichtlinearität verursacht einen nachteiligen Einfluß auf das zeitliche Ver
halten des Taktgebers und der Steuersignale, die dem Rest des Systems
zugeführt werden.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, Nachteile und Schwierigkeiten
der genannten Art möglichst weitgehend zu vermeiden.
Gemäß der Erfindung findet deshalb ein Steuersystem Verwendung,
das eine Laserquelle mittels eines Pixel-Taktgebers steuert, wobei die
Operationen der Abtasteinrichtung von Pixel zu Pixel und Zyklus zu Zyklus
erfaßt werden. Der Pixel-Taktgeber enthält einen VCO mit negativer Rück
kopplung, um eine Taktfrequenz zu erzeugen, die in einer linearen Beziehung
zu dem Frequenzsteuersignal steht, das dem Oszillator zugeführt wird. Das
Ausgangssignal des Oszillators wird einem Frequenz/Spannungs-Wandler
zugeführt. Das Ausgangssignal dieses Wandlers wird mit einer Frequenzsteuer
spannung verglichen, die in Abhängigkeit von pixelbezogenen Steuersignalen
erzeugt wird und die Differenz zwischen diesen Spannungen ist ein Fehler
signal, das integriert und dem Frequenzsteueranschluß des VCO zugeführt
wird. Das Ausgangssignal des VCO, das deshalb eine lineare Beziehung
zu der Frequenzsteuerspannung aufweist, wird einem Laser-Regler als Takt
signal zugeführt.
Ferner dient das VCO-Signal zur Taktsteuerung eines Pixel-Adressen
zählers. Der Zähler adressiert einen Speicher, der Informationen enthält,
die Pixelplätze der Winkelgeschwindigkeit des oszillierenden Spiegels zuordnen.
Der Speicher überträgt die gespeicherten Informationen an den VCO über
einen Digital/Analog-Wandler (DAC), dessen Ausgangssignal die Frequenz
steuerspannung ist und der VCO stellt seine Frequenz entsprechend ein.
Der Speicher erzeugt auch über eine Verzögerungsschaltung oder ein
Latch ein Abtastsynchronisationssignal. Das Abtastsynchronisationssignal
wird einem Phasenfehler-Detektor zugeführt, der die Differenz zwischen
dem Auftreten dieses Signals und einem anderen Synchronisationssignal
erfaßt, das während jedes Abtastzyklus zu einem vorherbestimmten Zeit
punkt erzeugt wird, beispielsweise am Beginn jedes Abtastzyklus. Wenn
die beiden Synchronisationssignale nicht koinzidieren, überträgt der Phasen
detektor ein Phasenfehlersignal an den D/A-Wandler. Der D/A-Wandler
multipliziert dann sein Ausgangssignal mit einem Faktor, der in einer
Beziehung zu dem Phasenfehler steht. Dadurch muß der VCO die Frequenz
seines Ausgangssignals um denselben phasenbezogenen Faktor einstellen,
wodurch effektiv die Phase des Pixel-Taktgebers eingestellt wird.
Der VCO arbeitet während des gesamten Abtastzyklus, also während
der Spiegel in beiden Richtungen schwingt. Deshalb muß der VCO nicht
erneut gestartet werden und muß nicht beim Beginn jedes Abtastzyklus
erneut vollständig synchronisiert werden. Deshalb können ohne weiteres
Frequenzänderungen in der Resonanz-Abtasteinrichtung überwacht und
erfaßt werden. Die Laserimpulse werden deshalb genau mit der Arbeits
weise der Abtasteinrichtung synchronisiert.
Um gleichförmige Aufzeichnungsintensitäten entlang dem Aufzeichnungs
medium erzeugen zu können, beispielsweise gleichförmige Grautöne an unter
schiedlichen Pixelplätzen, muß das System ermöglichen, jedes Pixel demselben
Betrag von Laserenergie auszusetzen. Die Ausgangsleistung des Lasers muß
deshalb genau gesteuert werden, so daß die Laserleistung geringer an dem
Ende einer Zeile ist, wenn der Spiegel zum Ablenken des Bündels sich
relativ langsam bewegt und wenn das Bündel auf den Pixelplatz während
einer verhältnismäßig langen Zeitspanne gerichtet wird, und mehr Leistung
für Pixel im Zentrum einer Linie, wenn der Spiegel sich schnell bewegt.
Das System benutzt das Frequenzsteuersignal für den VCO zur Steuerung
der Ausgangsleistung des Lasers. Die Ausgangsleistung des Lasers weist
deshalb eine lineare Beziehung zu der Spiegelgeschwindigkeit auf.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert
werden. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß der Erfindung
für einen Laserdrucker,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Pixel-Taktgebers in Fig. 1; und
Fig. 3 ein Blockschaltbild des spannungsgesteuerten Oszillators in
Fig. 2.
Das in Fig. 1 dargestellte Steuersystem enthält eine Laserquelle 10,
einen Laser-Regler 12, eine Resonanz-Abtasteinrichtung 14, einen optischen
Abtast-Detektor 16, eine Treiberschaltung 18 für die Abtasteinrichtung,
einen Pixel-Taktgeber 22 und einen Phasendetektor 20. Die unterschiedlichen
Komponenten arbeiten während einer Anzahl von Abtastzyklen zusammen,
um eine gewünschte Abbildung auf einem Druckmedium auszudrucken, das
beispielsweise ein Film 15 sein kann.
Der Regler 12 pulsiert den Laser 10, um Laserimpulse zu erzeugen.
Diese Impulse werden durch einen oszillierenden Spiegel 14a reflektiert,
um das Laserbündel über jede Zeile des Films 15 zu führen. Der Regler
12, der Takt- und Leistungssteuersignale von dem Pixel-Taktgeber 22
erhält, steuert das Pulsieren des Lasers 10, um Pixel oder Punkte an unter
schiedlichen horizontalen Plätzen entsprechend der zugeführten Bildinformation
auszudrucken.
Der Taktgeber 22, der unter Bezugnahme auf Fig. 2 noch näher
beschrieben werden soll, ist mit den Schwingungen des Spiegels 14a synchronisiert.
Der optische Abtastdetektor 16 ist derart angeordnet, daß er einen
Laserimpuls von dem Spiegel 14a an einer vorherbestimmten Stelle in jedem
Abtastzyklus erfaßt, beispielsweise am Beginn des Zyklus. Der Detektor
überträgt ein entsprechendes Signal an die Treiberschaltung 18 und den
Phasendetektor 22.
Die Treiberschaltung 18 benutzt das Synchronisationssignal, um die
geeignete Amplitude des Stroms beizubehalten, durch den die Abtastein
richtung 14 angetrieben wird. Der Phasendetektor 22 vergleicht die Phase
dieses Synchronisationssignals mit der Phase eines Synchronisationssignals,
das durch den Taktgeber 22 erzeugt wird. Wenn die beiden Synchronisations
signale nicht koinzidieren, erzeugt der Phasendetektor 22 ein Phasenfehler
signal, das an den Taktgeber 22 übertragen wird. Der Taktgeber 22
benutzt dieses Fehlersignal, um die Synchronisation mit den Schwingungen
des Spiegels 14a beizubehalten, wie im folgenden noch näher erläutert
werden soll.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Phasendetektor
20 eine Bandbreite, die etwa ein Zehntel der Resonanzfrequenz der Abtast
einrichtung beträgt. Deshalb spricht der Phasendetektor 20 nicht auf
Änderungen der Resonanzfrequenz der Abtasteinrichtung 14 an, die nur einen
Abtastzyklus beeinflussen, beispielsweise Änderungen, die durch Jitter
(Zittern) verursacht werden. Der Phasendetektor spricht deshalb nur auf
Änderungen an, die während einer beträchtlichen Anzahl von Abtastzyklen
auftreten, beispielsweise auf Änderungen aufgrund einer Erhöhung oder
Verringerung der Umgebungstemperatur.
Wie bereits erwähnt wurde, ändert sich die Winkelgeschwindigkeit
des Spiegels 14a mit seiner Lage. Die Winkelgeschwindigkeit des Spiegels
14a ist geringer am Ende der Schwingung als in deren Zentrum. Damit
jedes Pixel derselben Laserenergie ausgesetzt wird, muß das System die
Ausgangsleistung des Lasers verringern, wenn sich der Spiegel verhältnis
mäßig langsam bewegt, und die Leistung erhöhen, wenn der Spiegel sich
schnell bewegt. Dadurch kann das System Abbildungen mit gleichförmigen
Farbabstufungen erzeugen, beispielsweise gleichförmigen Grautönen an
unterschiedlichen Positionen entlang dem Aufzeichnungsmedium. Der Takt
geber 22, der synchron mit der Abtasteinrichtung 14 und den Schwingungen
des Spiegels 14a arbeitet, liefert an den Regler 12 ein Leistungskorrektur
signal, das dazu benutzt wird, die Ausgangsleistung des Lasers einzustellen,
wie im folgenden noch eingehender erläutert werden soll.
Fig. 2 zeigt Einzelheiten des Pixel-Taktgebers 22 in Fig. 1. Der Takt
geber 22 enthält einen D/A-Wandler 38, einen Pixeladressenzähler 30, ein
PROM 34, das Informationen hinsichtlich unterschiedlicher Pixelplätze
speichert, einen VCO 24, ein Synchronisationslatch 36 und ein Steuerlatch
40. Der Taktgeber 22 enthält ferner ein UND-Gatter 42, das ein Aktiv
pixel-Ausgangssignal geltend macht, wenn es von dem Synchronisationslatch
40 ein geltendgemachtes Pixelfreigabesignal empfängt, das den Beginn des
Schreibteils eines Abtastzyklus anzeigt.
Beim Beginn eines Abtastzyklus beginnt der Pixeladressenzähler 30
Taktimpulse von dem VCO 24 zu zählen. Der in dem Zähler 30 vorhandene
Zählstand wird vom PROM 34 und einer Taktlogik 32 zugeführt. Die "b" Bits
mit höchstens Stellenwert des Zählstands werden an den PROM 34 als
eine Adresse übertragen und die beiden Bits mit dem niedrigsten Stellenwert
werden an den Taktgeber 32 übertragen. Der Taktgeber 32 sendet ein
Taktsignal an das Latch 36 und an das Latch 40, sowie ein Signal ADDR
mit einem Bit an den PROM 34. Der PROM 34 benutzt dieses Signal ADDR
mit einem Bit als Adressenbit mit höchstem Stellenwert. Das Signal ADDR
bestimmt deshalb, welche Hälfte des PROM 34 zu irgendeinem gegebenen
Zeitpunkt adressiert wird.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der PROM 34
Informationen, die in die Synchronisation und in das Latch 36 und das Latch
40 geladen sind. Eine Hälfte des PROM 34, beispielsweise die durch Signale
mit dem geltend gemachten Signal ADDR adressierte Hälfte, enthält
Informationen für das Synchronisationslatch 40. Diese Informationen werden
durch das System benutzt, um Synchronisation zwischen dem Pixel-Taktgeber
22 und der Abtasteinrichtung 14 beizubehalten, was eine Zyklus zu Zyklus
Synchronisation bedeutet. Die andere Hälfte des PROM 34, die durch Signale
adressiert wird, wenn das Signal ADDR negiert wird, enthält Informationen
für das Steuerlatch 36. Dies sind die Informationen, die durch das System
benutzt werden, um Synchronisation zwischen dem Pixel-Taktgeber 22 und
der Winkelgeschwindigkeit des oszillierenden Spiegels 14a (Fig. 1) aufrecht
zu erhalten, was eine Pixel zu Pixel Synchronisation bedeutet.
Der PROM 34 enthält Steuer- und Synchronisationsinformationen für
jeden n-ten Pixelplatz. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist n=4.
Jedesmal wenn der PROM 34 getaktet wird sendet er entweder Steuer-
oder Synchronisationsinformationen an das Latch 36 oder das Latch 40.
Der PROM 34 sendet jedoch die gleichen Informationen an jedes Latch
36 und 40 mindestens zweimal. Dies bedeutet, daß der PROM 34 nur
zwölf Bits mit höchstem Stellenwert eines Pixelzählstands mit vierzehn
oder sechszehn Bit empfängt, wobei die beiden Bits mit niedrigstem Stellen
wert, welche Bits jeden Zählstand ändern, zu der Taktlogik 32 übertragen
werden. Die Taktlogik 32 benutzt diese Bits, um das Signal ADDR mit
einem Bit geltend zu machen oder zu negieren, während die verbleibenden
Adressenbits sich nur bei jedem vierten Taktsignal ändern.
Das Steuerlatch 40 empfängt pixelbezogene Informationen von dem
PROM 34 bei jedem zweiten Taktimpuls. Der multiplizierende D/A-Wandler
38 benutzt die Informationen und das Fehlersignal von dem Phasendetektor
20 (Fig. 1), um die Frequenzsteuerspannung zu erzeugen, die er an den
VCO 24 sendet. Deshalb multipliziert der D/A-Wandler 38 die Signale,
die er von dem Steuerlatch 40 erhält, mit einem dem Phasenfehler des
VCO 24 entsprechenden Faktor, falls ein derartiger Phasenfehler vorhanden
ist. Das Ausgangssignal des D/A-Wandler stellt deshalb die Frequenz des
VCO 24 nicht nur ein, um die Pulsrate des Lasers 10 in der beschriebenen
Weise zu ändern, sondern auch um diesen mit den Schwingungen des Spiegels
14a (Fig. 1) zu synchronisieren.
Der VCO 24 spricht in einer vorherbestimmten Weise auf die Steuer
spannung von dem D/A-Wandler 38 an. Dies bedeutet, daß ein Taktsignal
mit einer Frequenz erzeugt wird, die eine lineare Beziehung zu der Steuer
spannung aufweist, wie im folgenden in Verbindung mit Fig. 3 noch näher
erläutert werden soll.
Wenn der Pixeladressenzähler einen Zählstand erreicht, der der Stelle
in dem Abtastzyklus entspricht, an der ein geltend gemachtes Pixel
synchronisationssignal an den Phasenfehlerdetektor 20 (Fig. 1) gesendet
werden soll, sendet der PROM 34 an das Synchronisationslatch 36
Informationen, damit dieses ein Pixelfreigabesignal überträgt. Am Ende des
Schreibteils des Abtastzyklus empfängt das Synchronisationslatch 36 von
dem PROM 34 Informationen, damit dieser sein Signal negiert. Am Ende
jedes Abtastzyklus empfängt schließlich das Synchronisationslatch 36
Informationen von dem PROM 34, wodurch dieses von Pixeladressenzähler
22 löscht, um den nächsten Abtastzyklus vorzubereiten. Kurz danach empfängt
bei dem Beginn des Schreibteils des nächsten Abtastzyklus des Synchronisations
latch 36 Informationen, wodurch dieses erneut das Pixelfreigabesignal geltend
macht.
Das Ausgangssignal des VCO, das den Pixelzähler für jeden Pixel
taktet, hat eine Frequenz, die sich direkt mit der Ausgangsspannung des
D/A-Wandlers 38 ändert. Deshalb kann das Ausgangssignal des D/A-Wandlers
dazu benutzt werden, die Ausgangsleistung des Lasers zu steuern, um für
jedes Pixel eine gleichförmige Belichtung zu erzielen. Das Ausgangssignal
des D/A-Wandlers wird deshalb einem analogen Puffer 42 zugeführt, welcher
dem Laser-Regler 12 (Fig. 1) ein Leistungskorrektursignal zuführt, um
die Ausgangsleistung des Lasers derart zu steuern, daß jedes Pixel einen
gewünschten Betrag von Laserenergie erhält. Wenn beispielsweise das Laser
bündel mit einem Pixel in dem Zentrum einer Zeile ausgerichtet ist, wobei
die Spiegelgeschwindigkeit maximal ist, bewirkt das Signal von dem analogen
Puffer, daß der Laser maximale Ausgangsleistung für irgendwelche dort
aufzuzeichnende Punkte zuführt. In dieser Weise empfängt das Pixel die
selbe Gesamtenergie wie ein Pixel in der Nähe des Endes einer Zeile,
wobei die Geschwindigkeit minimal ist und die Laserleistung entsprechend
geringer ist.
Fig. 3 zeigt Details des VCO 24 in Fig. 2, der entsprechend den
obigen Ausführungen seine Frequenz in lineare Weise in Abhängigkeit von
Änderungen der Frequenzsteuerspannung von dem D/A-Wandler 38 ändert.
Der VCO 24 enthält einen konventionellen spannungsgesteuerten Oszillator
25 und eine negative Rückkopplungsschleife mit einem Frequenz/Spannungs-
Wandler 26 und einer addierenden und integrierenden Schaltung 27. Der
Oszillator 25 liefert sein Ausgangssignal an den Wandler 26, welcher eine
entsprechende Spannung erzeugt, die proportional zu der Oszillatorfrequenz
ist. Die addierende und integrierende Schaltung 27 subtrahiert diese
Spannung von der Ausgangsspannung des D/A-Wandlers 38, also von der Frequenz
steuerspannung für den VCO, und integriert die Differenz. Das resultierende
Fehlersignal treibt den Oszillator 25, welcher deshalb ein Signal erzeugt,
dessen Frequenz sich linear mit Änderungen der Ausgangsspannung des
D/A-Wandlers ändert.
Claims (16)
1. Steuersystem für einen Lasersdruck, mit
- A. einer Laserquelle (10) zur Erzeugung eines Laserbündels, welches Laserbündel einen Punkt auf der Oberfläche eines Druckmediums (15) druckt,
- B. einer Resonanz-Abtasteinrichtung (14) mit einem oszillierenden Spiegel (14a), der das Laserbündel über die Oberfläche des Druckmediums führt, um aufeinanderfolgende Pixelplätze mit dem Laserbündel zu belichten, wobei jede vollständige Spiegel schwingung einem Abtastzyklus entspricht,
- C. einem Regler (12) zum Pulsieren der Laserquelle entsprechend einer ausgewählten Abbildung, sowie mit
- D. einer Synchronisationseinrichtung zum Synchronisieren der Arbeitsweise des Reglers mit der Winkelbewegung des Spiegels, wobei die Synchronisationseinrichtung, die kontinuierlich während jedes Abtastzyklus arbeitet, die Betriebsfrequenz des Reglers in Abhängigkeit von (2.) Änderungen der Resonanzfrequenz der Resonanz-Abtasteinrichtung einstellt, indem dem Regler ein Laserimpuls-Zeitgebersignal zugeführt wird.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Synchronisationseinrichtung
- A. einen Speicher zur Speicherung von Positions- und Geschwindig keitsinformationen enthält, die sich auf die Pixel in Plätzen beziehen, die durch einen Pixelzählstand adressierbar sind,
- B. einen Zähleinrichtung zur Erzeugung von Speicheradressen ent sprechend ausgewählten Pixelplätzen enthält und die Adressen dem Speicher zuführt,
- C. eine Wandlereinrichtung enthält, die zum Empfang der Informationen angeschlossen ist, die in einem adressierten Speicherplatz enthalten sind, welche Wandlereinrichtung eine Steuerspannung erzeugt, deren Amplitude den Informationen entspricht, sowie
- D. einen spannungsgesteuerten Oszillator enthält, der zum Empfang der Steuerspannung angeschlossen ist, welcher Oszillator seine Frequenz in Abhängigkeit von der Steuerspannung einstellt und sein Ausgangssignal (1.) dem Regler als Laserimpuls-Zeitgeber signal und (2.) der Zähleinrichtung zuführt, um die Arbeitsweise der Zähleinrichtung mit der Winkelbewegung des Spiegels zu synchronisieren.
3. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es
- A. einen Phasenfehlerdetektor zur Erfassung von Phasendifferenzen zwischen der Resonanzfrequenz der Resonanz-Abtasteinrichtung und der Frequenz der Synchronisationseinrichtung enthält, welcher Detektor ein der Phasendifferenz entsprechendes Fehlersignal erzeugt, und daß
- B. eine multiplizierende Einrichtung in der Wandlereinrichtung enthalten ist, welche multiplizierende Einrichtung auf das Fehler signal anspricht und die Steuerspannung mit einem Faktor multi pliziert, welcher dem Phasenfehler entspricht, bevor die Spannung dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird.
4. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungs
gesteuerte Oszillator
- A. einen Frequenz/Spannungs-Wandler enthält, um ein Ausgangssignal mit einer Spannung zu erzeugen, welche der Frequenz des Aus gangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators entspricht, und daß
- B. eine Einrichtung zum Vergleich der Steuerspannung, die durch die Wandlereinrichtung erzeugt wird, mit dem Wandlerausgangs signal vorgesehen ist, um ein resultierendes Fehlersignal zu erzeugen, das der Differenz entspricht,
wobei der Oszillator dieses Signal als Frequenzsteuerspannung benutzt
und sein Ausgangssignal derart einstellt, daß er mit der Frequenz der
Resonanz-Abtasteinrichtung synchronisiert ist.
5. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichs
einrichtung eine Integriereinrichtung zum Integrieren der Differenz enthält,
um das resultierende Fehlersignal zu erzeugen, welches sich linear mit
der Steuerspannung ändert.
6. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
spannungsgesteuerte Oszillator
- A. einen Frequenz/Spannungs-Wandler enthält, um ein Ausgangs signal mit einer Spannung zu erzeugen, die der Frequenz des Ausgabesignals des spannungsgesteuerten Oszillators entspricht, und daß
- B. eine Einrichtung zum Vergleich der Steuerspannung, die durch die Wandlereinrichtung erzeugt wurde, mit dem Ausgangssignal des Wandlers vorgesehen ist, um ein resultierendes Fehler signal zu erzeugen, das dem Unterschied entspricht,
wobei der Oszillator dieses Signal als Frequenzsteuerspannung benutzt
und sein Ausgangssignal derart einstellt, daß er mit der Frequenz der
Resonanz-Abtasteinrichtung synchronisiert ist.
7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
gleichseinrichtung eine Integriereinrichtung zum Integrieren der Differenz
enthält, um das resultierende Fehlersignal zu erzeugen, welches sich
linear mit der Steuerspannung ändert.
8. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine
Leistungssteuereinrichtung zur Steuerung der Ausgangsleistung der Laser
quelle enthält, und daß die Leistungssteuereinrichtung angeschlossen
ist, um das Steuersignal zu empfangen, das durch die Wandlereinrichtung
erzeugt wurde und um in Abhängigkeit davon ein Leistungssteuersignal
zu erzeugen, das dazu dient, die Ausgangsleistung des Lasers synchron
mit der Winkelbewegung des Spiegels zu steuern.
9. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eine
Leistungssteuereinrichtung zur Steuerung der Ausgangsleistung der Laser
quelle enthält, und daß die Leistungssteuereinrichtung angeschlossen
ist, um das Steuersignal zu empfangen, das durch die Wandlereinrichtung
erzeugt wurde und um in Abhängigkeit davon ein Leistungssteuersignal
zu erzeugen, das dazu dient, die Ausgangsleistung des Lasers synchronisiert
mit der Winkelbewegung des Spiegels zu steuern.
10. Steuersystem für einen Laserdrucker, mit
- A. einer Laserquelle zur Erzeugung eines Laserbündels, welches einen Punkt auf der Oberfläche eines Druckmediums ausdruckt,
- B. einer Resonanz-Abtasteinrichtung, die einen oszillierenden Spiegel enthält, der das Laserbündel über die Oberfläche des Druckmediums führt, um aufeinanderfolgende Pixelplätze durch das Laserbündel zu belichten, wobei jede vollständige Spiegelschwingung einem Abtastzyklus entspricht,
- C. einem Regler zum Pulsieren der Laserquelle in Abhängigkeit von einer ausgewählten Abbildung, sowie mit
- D. einer Synchronisationseinrichtung zum Synchronisieren der
Arbeitsweise des Reglers mit der Winkelbewegung des
Spiegels, welche Synchronisationseinrichtung die Betriebs
frequenz des Reglers in Abhängigkeit von Änderungen der
Winkelgeschwindigkeit des Spiegels und von Änderungen der
Resonanzfrequenz der Resonanz-Abtasteinrichtung einstellt,
indem dem Regler ein Laserimpuls-Zeitgebersignal zugeführt
wird, wobei die Synchronisationseinrichtung
- 1. einen Speicher zur Speicherung von Informationen über die Position und die Geschwindigkeit des Spiegels auf weist, welche Informationen im Zusammenhang mit den Pixeln in Plätzen stehen, die durch einen Pixelzählstand adressierbar sind,
- 2. eine Zähleinrichtung zur Erzeugung von Speicheradressen aufweist, die ausgewählten Pixelplätzen entsprechen und um die Adressen dem Speicher zuzuführen,
- 3. eine Wandlereinrichtung aufweist, die zum Empfang der Informationen angeschlossen sind, die in einem adressierten Speicherplatz enthalten sind, welche Wandlereinrichtung eine Steuerspannung erzeugt, deren Amplitude den Informationen entspricht,
- 4. einen spannungsgesteuerten Oszillator aufweist, der zum Empfang der Steuerschaltung angeschlossen ist, welcher Oszillator seine Frequenz in Abhängigkeit von der Steuer spannung einstellt und sein Ausgangssignal (1.) dem Regler als das Laserimpuls-Zeitgebersignal und (2.) der Zähleinrichtung zuführt, um die Arbeitsweise der Zähl einrichtung mit der Winkelbewegung des Spiegels zu synchronisieren,
- 5. einen Phasendetektor aufweist, um Phasendifferenzen zwischen der Resonanzfrequenz der Resonanz-Abtasteinrichtung und der Frequenz der synchronisierenden Einrichtung zu erfassen, welcher Detektor ein Fehlersignal erzeugt, das der Phasendifferenz entspricht, sowie
- 6. eine in der Wandlereinrichtung enthaltene multiplizierende Einrichtung aufweist, die auf das Fehlersignal anspricht, welche multiplizierende Einrichtung die Steuerspannung mit einem Faktor multipliziert, welcher dem Phasenfehler entspricht, bevor diese Spannung dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt wird.
11. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Synchronisationseinrichtung kontinuierlich während jedes Abtast
zyklus arbeitet.
12. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
spannungsgesteuerte Oszillator
- A. einen Frequenz/Spannungs-Wandler aufweist, um ein Signal mit einer Spannung zu erzeugen, das der Frequenz des Aus gangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators zugeordnet ist, und
- B. eine Einrichtung zum Vergleich der multiplizierten Steuer spannung mit dem Ausgangssignal des Wandlers aufweist, welche Einrichtung ein resultierendes Fehlersignal erzeugt, das der Differenz entspricht,
wobei der Oszillator dieses Signal als Frequenzsteuerschaltung
benutzt und sein Ausgangssignal einstellt, um diesen mit der Frequenz
der Resonanz-Abtasteinrichtung zu synchronisieren.
13. Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vergleichseinrichtung eine Integriereinrichtung zum Integrieren der
Differenz aufweist, um das resultierende Fehlersignal zu erzeugen,
welches Fehlersignal sich linear mit der Steuerspannung ändert.
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