DE4302651C2

DE4302651C2 - Imaging device

Info

Publication number: DE4302651C2
Application number: DE19934302651
Authority: DE
Inventors: Kenichirou Asada
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1993-01-30
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-01-31
Also published as: GB2264024A; DE4302651A1; GB9301731D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungseinrichtung gemäß dem Anspruch 1 und betrifft insbesondere eine Bilderzeugungseinrichtung, welche ein Halbtonbild durch Mehrpegel- Bilddaten erzeugt, wie beispielsweise ein Laserstrahldrucker oder -printer, ein Laserkopierer oder eine Laser-Faksimile-Sende/Empfangseinheit.The invention relates to an image forming device according to claim 1 and relates in particular an image generation device which produces a halftone image by means of multi-level Image data is generated, such as a laser beam printer or printer, a laser copier or a laser facsimile transceiver.

Ein Laserstrahldrucker oder -printer, der in einem elektrophotographischen System verwen det wird, ist als ein sehr schneller und geräuscharmer Drucker von besonderem Interesse. Da ein Laserstrahldrucker tatsächlich verwendet wird, um Zeichen, Linien, Figuren und andere Zweipegel-Bilder zu erzeugen und üblicherweise keine Halbtonbilder verarbeitet, sind der Aufbau des Druckes und eine in ihm integrierte Bildverarbeitungsschaltung einfach. Selbst bei einem solchen Zweipegel-Drucker kann ein Halbtonbild erzeugt werden, wenn ein Dither- oder Zitterverfahren oder ein Dichtemusterverfahren angewendet wird. Jedoch kann ein Zweipegel-Drucker, bei welchem das Zitter- oder das Dichtemuster-Verfahren angewen det wird, kein Halbtonbild mit einer hohen Auflösung erzeugen. Angesicht dieser Fakten wird in letzter Zeit häufig von einem Drucker gesprochen, bei welchem mit Hilfe eines Zweipegel-Aufzeichnungsystems ein hoch aufgelöstes Halbtonbild ausgeführt werden kann. Bei diesem Drucker wird ein Laser durch eine Pulsbreiten-Modulation (PWM) eines Bild signals angesteuert, und der Drucker ist auch unter anderem bei Farbbildern verwendbar. Es ist daher auch bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, mittels welchem ein Halbtonbild durch Ansteuern eines Lasers durch die Leistungsmodulation (PM) eines Bildsignals erzeugt wird. Insbesondere wird bei dem PM-Verfahren die Intensität eines Laserstrahls in An passung an einen Ton geändert, um zu bestimmen, ob die Potentialverteilung eines latenten Bildes in der Tiefenrichtung, d. h. das Potential auf eine, photoleitfähigen Element zu erniedrigen ist oder nicht. Folglich wird die auf das photoleitfähige Element aufzubringende Tonermenge geändert, um an jedem Bildelement eine spezielle Dichteänderung, d. h. eine speziellen Ton zu schaffen.A laser beam printer or printer used in an electrophotographic system is of particular interest as a very fast and quiet printer. There A laser beam printer is actually used to make characters, lines, figures and others Generating two-level images and usually not processing halftone images are the Structure of the print and an image processing circuit integrated in it simply. Even in such a two-level printer, a halftone image can be generated if one Dither or dither method or a density pattern method is used. However, can a two-level printer using the dither or density pattern method det is not produce a halftone image with a high resolution. Given these facts has recently been spoken of a printer which uses a Two-level recording system can perform a high-resolution halftone image. In this printer, a laser is made by pulse width modulation (PWM) an image signals controlled, and the printer can also be used for color images, among other things. It has therefore already been proposed a method by means of which a halftone image generated by driving a laser through the power modulation (PM) of an image signal becomes. In particular, the intensity of a laser beam in An is in the PM method matched a tone to determine whether the potential distribution of a latent Image in the depth direction, d. H. the potential for a photoconductive element is humiliate or not. Consequently, the one to be applied to the photoconductive member Amount of toner changed to accommodate a specific change in density on each pixel. H. a to create special sound.

Bilderzeugungseinrichtungen, bei welchem das PWM-Verfahren angewendet wird, sind beispielsweise in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 192 966/1990, 308 473/1988 und 49 781/1987 beschrieben. Jedoch haben alle diese herkömmlichen Einrichtun gen bisher nicht gelöste Schwierigkeiten.Imaging devices to which the PWM method is applied for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 192 966/1990, 308 473/1988 and 49 781/1987. However, all of these have conventional facilities problems that have not yet been solved.

Die DE 33 29 311 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Thermodruckkopfes. Hierbei werden eine Anzahl wärmeerzeugender Elemente versendet, wobei elektrische Widerstandselemente an dem Druckkopf zum Einsatz kommen. Die Widerstandselemente werden basierend auf Meßwerten einer Detektoreinrichtung angesteuert. Eine Korrekturein richtung korrigiert die Impulsbreite von an den Druckkopf anzuliegenden Steuerimpulsen, wobei die von der Detektoreinrichtung erfaßten Werte zum Einsatz gelangen.DE 33 29 311 C2 discloses a device for controlling a thermal print head. Here, a number of heat-generating elements are sent, whereby electrical Resistance elements are used on the printhead. The resistance elements are controlled based on measured values from a detector device. A correction direction corrects the pulse width of control pulses to be applied to the printhead, the values detected by the detector device being used.

Die JP 63-11342 A offenbart eine Bildsignalerzeugungseinrichtung, die eine Pulsbreitenmo dulation mittels jeweilige Grauwerte darstellenden Bildsignalen, die in digitaler Form vorliegen, durchführt. Diese digitalen Daten werden zeilenspezifisch in einem Schiebe register abgespeichert, um diese über eine Zeit- bzw. Taktsteuerung aus dem Schieberegister auszulesen, um mittels der sich daraus ergebenden Daten über eine Zeitsteuerung Bilddaten zu erzeugen, die den entsprechenden gewünschten Grauwerten der Bilddaten entsprechen.JP 63-11342 A discloses an image signal generating device which has a pulse width mo dulation by means of image signals representing gray values, which are in digital form are available. This digital data becomes row-specific in a slide register stored in order to use a time or clock control from the shift register to read out image data by means of the resulting data via a time control to generate that correspond to the corresponding desired gray values of the image data.

Die DE 40 17 427 A1 offenbart einen Laserdrucker für ein Bilderzeugungsgerät, um ver schiedene Grautöne zu drucken. Dieser Laserdrucker weist eine Steuerung auf, die dazu in der Lage ist, Bezugstakte auszuwerten, so daß aufgrund dieser Auswertung eine Modulation durchgeführt werden kann, um Bilddaten mit einem optimierten Grauwert wiedergeben zu können.DE 40 17 427 A1 discloses a laser printer for an image forming device in order to ver to print different shades of gray. This laser printer has a controller that is used in is able to evaluate reference clocks, so that a modulation based on this evaluation can be performed to reproduce image data with an optimized gray value can.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungs einrichtung zu konzipieren, mit der es mittels eine Lichtstrahls möglich ist, eine größere Anzahl von verschiedenen Arten Lichtstrahlenergien bzw. Lichtintensitäten zur Verfügung zu stellen, falls dies im Falle der Erfindung einer Pulsbreitenmodulation der Fall ist. Diese Aufgabe wird mittels einer Bilderzeugungseinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bilderzeugungseinrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.In contrast, it is the object of the present invention to produce an image to design a facility with which it is possible to use a light beam, a larger one Number of different types of light beam energies or light intensities are available if this is the case in the case of the invention of pulse width modulation. This The object is achieved by means of an image generation device according to patent claim 1. Appropriate embodiments of the image generation device according to the invention are possible from the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Be zugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:In the following, the invention is described on the basis of preferred embodiments under Be Access to the accompanying drawings explained in detail. Show it:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, in welchem schematisch eine Bilderzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung wiedergegeben ist; Fig. 1 is a block diagram in which an image generating device according to the invention is shown schematically;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, in welchem schematisch erste und zweite Zeitsignal-Erzeugungseinrichtungen im einzelnen dargestellt sind; Fig. 2 is a block diagram showing schematically first and second timing signal generating means are shown in detail;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, in welchem eine Beziehung zwi schen einem ersten und einem zweiten Zeitsignal und einer Impulsbreite aufgezeigt sind; Fig. 3 is a timing diagram in which a relationship Zvi rule are shown a first and a second time signal and a pulse width;

Fig. 4 ein der Fig. 3 ähnliches Zeitdiagramm, in welchem ein Fall dargestellt ist, bei welchem ein Modula tionsstartzeitpunkt festgelegt ist; FIG. 4 is a time chart similar to FIG. 3, in which a case is shown in which a modulation start time is defined;

Fig. 5 ein der Fig. 3 ähnliches Zeitdiagramm, in welchem ein Fall dargestellt ist, bei welchem ein Modula tionsendzeitpunkt festgelegt wird; FIG. 5 is a time chart similar to FIG. 3, in which a case is shown in which an end of modulation time is determined;

Fig. 6 eine der Fig. 3 ähnliches Zeitdiagramm, das einen Fall darstellt, bei welchem der Modulationsstart zeitpunkt festgelegt wird, um ein schmales Zeilen bild zu erzeugen; FIG. 6 is a timing chart similar to FIG. 3, illustrating a case in which the start of modulation is set to produce a narrow line picture;

Fig. 7 ein der Fig. 6 ähnliches Zeitdiagramm, das einen Fall zeigt, bei welchem der Modulationsendzeitpunkt für denselben Zweck festgelegt wird; Fig. 7 is a timing chart similar to Fig. 6, showing a case where the modulation end timing is set for the same purpose;

Fig. 8 durch Pulsbreiten-Modulation (PWM) erzeugte Bild elemente; Fig. 8 by pulse width modulation (PWM) generated image elements;

Fig. 9 Bildelemente/Pixels verschiedener Farben, die in Kombination ein Farbbild darstellen; Fig. 9 picture elements / pixels of different colors which constitute in combination a color image;

Fig. 10 ein Diagramm, das schematisch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wiedergibt; Fig. 10 is a diagram schematically showing part of another embodiment of the invention;

Fig. 11 ein Blockdiagramm, das eine spezielle Ausführung einer Strahlsteuereinrichtung in der weiteren Ausführungsform darstellt; 11 is a block diagram illustrating a specific embodiment of a beam control device in another embodiment.

Fig. 12 ein Zeitdiagramm, welches die Verknüpfung von Pulsbreiten-Modulation (PWM) und Leistungs-Modu lation (PW) darstellt; Fig. 12 is a timing diagram illustrating the combination of pulse width modulation (PWM) and power modulation (PW);

Fig. 13A bis 13D Schwellenwertdaten, die in Festwertspeichern in der Strahlsteuereinrichtung gespeichert sind; FIG. 13A to 13D threshold data that are stored in read-only memories in the beam control means;

Fig. 14A bis 14D spezifische Ausgangsmuster von Digital-Ver gleichern, die ebenfalls in der Strahlsteuerein richtung vorgesehen sind;Gleichern 14A to 14D specific output pattern of digital Ver that direction also in the Strahlsteuerein are provided.

Fig. 15 ein spezifisches Ansteuerpegelmuster für einen Halbleiterlaser in der Strahlsteuereinrichtung; Figure 15 is a specific Ansteuerpegelmuster for a semiconductor laser in the beam control means.

Fig. 16A bis 16B eine Beziehung zwischen Energieverteilungen des Halbleiterlasers und dadurch aufgezeich nete Bildelemente oder Pixels; FIG. 16A to 16B, a relationship between the energy distributions of the semiconductor laser, thereby drawing up designated picture elements or pixels;

Fig. 17A bis 17D weitere spezifische Ansteuerpegelmuster für den Halbleiterlaser; FIG. 17A to 17D further specific Ansteuerpegelmuster for the semiconductor laser;

Fig. 18 ein Blockdiagramm, das schematisch einen Teil einer herkömmlichen Bilderzeugungseinrichtung wiedergibt; FIG. 18 is a block diagram schematically illustrating a part of a conventional image forming device;

Fig. 19 ein Zeitdiagramm von wesentlichen Signalen in der Einrichtung der Fig. 18; Fig. 19 is a timing diagram of essential signals in the device of Fig. 18;

Fig. 20A und 20B Dreiecksignale, welche in der herkömmlichen Einrichtung anliegen; FIG. 20A and 20B triangular signals which abut in the conventional device;

Fig. 21 einen Graphen, in welchem die Pulsbreiten-Kenn linie eines PWM-Signals bezüglich eines Eingangs bildes insbesondere in der herkömmlichen Einrich tung aufgetragen ist; Fig. 21 is a graph in which the pulse width characteristic of a PWM signal with respect to an input image, especially in the conventional Einrich is applied tung;

Fig. 22 einen Graphen, in welchem eine Bilddichte-Kenn linie bezüglich der Pulsbreite des PWM-Signals ebenfalls insbesondere in der herkömmlichen Ein richtung aufgetragen ist, und Fig. 22 is a graph in which an image density characteristic curve with respect to the pulse width of the PWM signal also in particular in the conventional direction A is applied, and

Fig. 23 einen Graphen, in welchem die Pulsbreiten-Kenn linie des PWM-Signals bezüglich eines Eingangs signals aufgetragen ist. Fig. 23 is a graph in which the pulse width characteristic line of the PWM signal is plotted with respect to an input signal.

Eine PWM-Schaltung für eine herkömmliche Bilderzeugungsein richtung, welche ein Halbtonbild durch die Pulsbreitenmodu lation (PWM) von Bildsignalen erzeugt, ist in der offengeleg ten japanischen Patentanmeldung Nr. 192 966/1990 offenbart und wird anhand von Fig. 18 und 19 beschrieben. Wie dargestellt, werden parallele 8 Bit-Bildsignale eines TTL-(Transistor-Tran sistor-Logic)Pegels a durch einen TTL-Zwischenspeicher 101 ge halten u. durch einen Pegelumsetzer 102 in einen Emitter-Kopp lungslogig-(ECL-)pegel umgesetzt. Die Bildsignale des ECL- Pegels werden mittels eines ECL-Digital/Analog-Umsetzers (DAC) 103 in ein analoges Signal umgewandelt. Das analoge Signal b wird an einen Eingang eines ECL-Vergleichers 104 angelegt. Ein Taktoszillator (OSC) 106 erzeugt ein Signal mit einer Frequenz von 2f. Ein Dreieckwellen-Generator 107 erzeugt eine im wesentlichen ideale Dreieckswelle (ein Mustersignal) mit einer Frequenz f synchron mit dem Taktsignal von dem Taktoszillator 106. Die Dreieckwelle wird an den anderen Eingang des ECL-Vergleichers 104 angelegt. Ein Frequenzteiler 108 halbiert die Frequenz 2f des Taktsignals; das sich erge bende Pixel-Taktsignal mit Frequenz f und einem Tastver hältnis von 50% wird an den TTL-Zwischenspeicher 101 angelegt. Entsprechend dem Pixel-Taktsignal hält der TTL-Zwischenspei eher 101 die parallelen Bildsignale a.A PWM circuit for a conventional image forming apparatus which generates a halftone image by pulse width modulation (PWM) of image signals is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 192 966/1990 and will be described with reference to FIGS . 18 and 19. As shown, parallel 8-bit image signals of a TTL (transistor transistor logic level) a by a TTL latch 101 ge hold u. converted by a level converter 102 into an emitter coupling logic (ECL) level. The image signals of the ECL level are converted into an analog signal by means of an ECL digital / analog converter (DAC) 103 . The analog signal b is applied to an input of an ECL comparator 104 . A clock oscillator (OSC) 106 generates a signal with a frequency of 2f. A triangular wave generator 107 generates a substantially ideal triangular wave (a pattern signal) having a frequency f in synchronism with the clock signal from the clock oscillator 106 . The triangular wave is applied to the other input of the ECL comparator 104 . A frequency divider 108 halves the frequency 2f of the clock signal; the resulting pixel clock signal with frequency f and a duty ratio of 50% is applied to the TTL buffer 101 . According to the pixel clock signal, the TTL latch 101 rather holds the parallel image signals a.

Insbesondere sind, wie in Fig. 19 dargestellt, die Perioden des Pixel-Taktsignals und des dreieckigen Signals iden tisch mit den Perioden der Pixels (Bildsignale a). Der ECL- Vergleicher 104 gibt ein PWM-Signal mit einem ECL-Pegel ab, welcher einer Differenz zwischen dem Analogsignal b von dem DA-Umsetzer 103 und dem dreieckigen Signal von dem Dreieck wellen-Generator 107 entspricht. Ein Pegelumsetzer 105 setzt den ECL-Pegel des PWM-Signal in den TTL-Pegel um. Eine Laser treibereinheit 109 bewirkt, daß eine Laserdiode in Anpassung an die Pulsbreite des PWM-Signal blinkt. Folglich wird ein latentes Halbtonbild elektrostatisch auf einem photoleitfähi gen Element erzeugt.In particular, as shown in Fig. 19, the periods of the pixel clock signal and the triangular signal are identical to the periods of the pixels (image signals a). The ECL comparator 104 outputs a PWM signal with an ECL level, which corresponds to a difference between the analog signal b from the DA converter 103 and the triangular signal from the triangular wave generator 107 . A level converter 105 converts the ECL level of the PWM signal to the TTL level. A laser driver unit 109 causes a laser diode to flash to match the pulse width of the PWM signal. As a result, a halftone latent image is electrostatically generated on a photoconductive member.

Die Schwierigkeit bei der vorstehend beschriebenen, herkömm lichen Schaltung besteht darin, daß, da die Bilderzeugungsge schwindigkeit von der Frequenz f abhängt, die erstere nicht erhöht werden kann, wenn nicht die letzere erhöht wird. Wenn nunmehr die Frequenz f 5 MHz ist, ist die Zeitdauer, die einem einzigen Pixel zugeteilt ist, kleiner als 200 ns. Folg lich ist es schwierig, in einer kurzen Zeitspanne ein idea les Dreiecksignal zu erzeugen, wie in Fig. 20A dargestellt ist. Das tatsächliche Dreiecksignal, das eine kurze Periode hat, ist beträchtlich verzerrt, wie in Fig. 20B dargestellt ist. Insbesondere hängt die Genauigkeit einer Pulsbreite davon ab, wie nahe eine Referenzwelle einer idealen Welle kommt. Im all gemeinen gilt, je höher die Wiederholungsfrequenz der Referenz welle ist, umso größer ist die Verzerrung der Welle und das Streuen unter den Geräten. Obwohl eine höhere Geschwindigkeit und genauere Elemente verwendet werden können, um solche Verzerrungen zu beseitigen, werden dadurch jedoch die Kosten der Schaltung erhöht. Das kritischte Problem ist, daß, sobald die Referenzwelle verzerrt wird, keine Einstellungsmaßnahmen verfügbar sind, selbst wenn die Schaltung selbst genau ist.The difficulty with the conventional circuit described above is that since the imaging speed depends on the frequency f, the former cannot be increased unless the latter is increased. If the frequency f is now 5 MHz, the time period allocated to a single pixel is less than 200 ns. As a result, it is difficult to generate an ideal triangular signal in a short period of time, as shown in Fig. 20A. The actual triangular signal, which has a short period, is considerably distorted, as shown in Fig. 20B. In particular, the accuracy of a pulse width depends on how close a reference wave comes to an ideal wave. In general, the higher the repetition frequency of the reference wave, the greater the distortion of the wave and the scatter among the devices. However, although higher speed and more accurate elements can be used to remove such distortions, this increases the cost of the circuit. The most critical problem is that once the reference wave is distorted, no adjustment measures are available even if the circuit itself is accurate.

Wenn ein ideales Mustersignal (Referenzsignal) verwendet wird, ändert sich die Pulsbreite des PWM-Signal, das den Eingangsbildsignalen a zugeordnet ist, linear, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 21 angezeigt ist. Wenn jedoch ein verzerrtes Mustersignal verwendet wird, ändert sich die Puls breite nicht linear, wie durch eine ausgezogene Linie in Fig. 21 dargestellt ist. Ferner ändert sich in einer Bilder zeugungseinrichtung, in welcher ein elektrophotographischer Prozeß durchgeführt wird, eine Bilddichte nicht lienar be züglich der Pulsbreite des PWM-Signals, wie in Fig. 22 darge stellt ist. Um diese Kennlinie zu korrigieren, muß daher die Breite des PWM-Signals, welches den Bildsignalen zugeordnet worden ist, mit einer ganz bestimmten, in Fig. 23 dargestell ten Charakteristik versehen sein. Außerdem muß die Breite des PWM-Signals geändert werden, wenn die elektrostatischen Prozeßbedingungen sich infolge von Alterung, von Änderungen in der Umgebungstemperatur u. ä. ändern.When an ideal pattern signal (reference signal) is used, the pulse width of the PWM signal associated with the input image signals a changes linearly as indicated by a broken line in FIG. 21. However, when a distorted pattern signal is used, the pulse width does not change linearly as shown by a solid line in FIG. 21. Furthermore, in an image forming apparatus in which an electrophotographic process is carried out, an image density does not change with respect to the pulse width of the PWM signal, as shown in FIG. 22. In order to correct this characteristic, the width of the PWM signal which has been assigned to the image signals must therefore be provided with a very specific characteristic shown in FIG . In addition, the width of the PWM signal must be changed if the electrostatic process conditions change due to aging, changes in the ambient temperature and. change.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 49 781/ 1987 ist vorgeschlagen, die Periode eines Mustersignal in An passung an ein Zeichenbild oder an ein photographisches Bild ohne Ändern der Amplitude und der Vorspannung zu ändern. Wenn jedoch die Bilderzeugungsgeschwindigkeit erhöht wird, kann ein Mustersignal mit einer gewünschten Wellenform nicht er zeugt werden, wie vorstehend bereits ausgeführt ist.Japanese Patent Application Laid-Open No. 49 781 / In 1987 it was proposed to change the period of a pattern signal into An Matching a drawing picture or a photographic picture without changing the amplitude and bias. If however, the imaging speed can be increased a pattern signal with a desired waveform is not he be witnessed, as already stated above.

Eine weitere herkömmliche Bilderzeugungseinrichtung ist in der offengelegten japanischen Patentanmneldung Nr. 308 473/ 1988 beschrieben, in welcher die Ausgangspunkte (oder End punkte) von Impulsen eines fortlaufenden PWM-Signals in Abhängigkeit von der Art eines Bildes z. B. eines Textbil des oder eines photographischen oder ähnlichen graphischen Bildes geändert werden. Hierzu ist eine Anzahl verschiede ner Arten von Referenzwellen erforderlich, und folglich muß die Schaltung vergrößert werden.Another conventional imaging device is shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 308 473 / 1988, in which the starting points (or end points) of pulses of a continuous PWM signal in Depending on the type of an image e.g. B. a Textbil or a photographic or similar graphic Image can be changed. There are a number of different ones ner types of reference waves required, and consequently must the circuit will be enlarged.

Anhand von Fig. 1 wird nunmehr eine Bilderzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Wie dargestellt, hat die Ein richtung erste und zweite Zeitsignal-Erzeugungseinrichtungen 1 bzw. 2, welche ein erstes bzw. ein zweites Zeitsteuersignal synchron mit einem Schreibzeitsteuersignal Bildelement für Bildelement entsprechend einem von der Bilddaten-Steuerein richtung 5 angelegten Steuersignal erzeugen. Die beiden Zeit steuersignale werden an eine PWM-Signal-Erzeugungseinrichtung 3 angelegt. Das Steuersignal von der Steuereinrichtung 5 paßt zu der Tönung der Eingangsbilddaten, d. h. der Tondaten, die einen Impulssignal-Startbefehl enthalten.An image generation device according to the invention will now be described with reference to FIG. 1. As shown, the device has first and second time signal generating devices 1 and 2 , which generate a first and a second time control signal synchronously with a write timing signal picture element by picture element in accordance with a control signal applied by the image data control device 5 . The two timing signals are applied to a PWM signal generator 3 . The control signal from the control means 5 matches the hue of the input image data, the sound data, which contain a pulse signal that is start command.

Wie in Fig. 2 dargestellt, haben die Zeitsignal-Erzeugungsein richtungen 1 und 2 Verzögerungseinrichtungen 10, um das Schreibzeitsignal durch eine Anzahl Zeiteinheiten t₁ bis t₃ usw. und durch eine Anzahl Zeiteinheiten t'₁ bis t'₃ usw. zu verzögern, und Datenauswähleinrichtungen 11, um eines der Zeitsignale, welche von der Verzögerungseinrichtung 10 ver zögert worden sind, entsprechend einem Steuersignal von der Bilddaten-Steuereinrichtung 5 auszuwählen. Im Ergebnis werden, wie in Fig. 3 dargestellt, die ersten und zweiten Zeitsteuer signale, die jeweils um vorherbestimmte Zeitabschnitte ver zögert werden, aus dem Schreibzeitsteuersignal in Verbindung mit den Bilddaten (Tönen) erzeugt.As shown in Fig. 2, the time signal generating means 1 and 2 have delay means 10 for delaying the write time signal by a number of time units t ₁ to t ₃ etc. and by a number of time units t ' ₁ to t' ₃ etc. and data selectors 11 for selecting one of the time signals delayed by the delay device 10 in accordance with a control signal from the image data controller 5 . As a result, as shown in Fig. 3, the first and second timing signals, each delayed by predetermined periods, are generated from the writing timing signal in connection with the image data (sounds).

Wie ebenfalls in Fig. 3 dargestellt, liefert die PWM-Signal erzeugungseinrichtung 3 an die Strahlsteuereinrichtung 4 ein impulsförmiges Signal in Form von Impulsen, welche synchron mit dem ersten Zeitsteuersignal hoch und synchron mit dem zweiten Zeitsteuersignal runtergehen (t'₁ - t₁, t'₂ - t₂, t'₃ - t₃ usw). Die Strahlsteuereinrichtung 4 erzeugt einen Lichtstrahl, der durch ein solches impulsförmiges Signal moduliert worden ist, um dadurch ein elektrostatisches, la tentes Bild zu erzeugen, das zu den Bilddaten auf einem nicht dargestellten, photoleitfähigen Element paßt. Das latente Bild wird mittels eines Toners erzeugt. Eine Pulsbreiten- Korrigiereinrichtung 6 und eine Bilderzeugungszustand-Fühlein richtung 7 werden im einzelnen später noch beschrieben. As also shown in FIG. 3, the PWM signal generating device 3 supplies the beam control device 4 with a pulse-shaped signal in the form of pulses which go up synchronously with the first time control signal and go down synchronously with the second time control signal (t ' ₁ - t ₁ , t ' ₂ - t ₂ , t' ₃ - t _3, etc.). The beam control device 4 generates a light beam which has been modulated by such a pulse-shaped signal, thereby generating an electrostatic, la tentes image that matches the image data on a photoconductive element, not shown. The latent image is created using a toner. A pulse width correcting device 6 and an image forming condition sensing device 7 will be described in detail later.

Eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale kann wie folgt festgelegt werden. Wenn ein Bild mittels des PWM-Systems zu erzeugen ist, ändert sich die Dichte, die Auflösung und die Qualität des Bildes in beachtlicher Weise in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Modulation beginnt, in der Periode eines Pixels und von der Impulsbreite. Hinsichtlich eines graphi schen Bildes, dessen Dichte sich über der ganzen Fläche än dert, hat vorzugsweise das Ausgangsbild eine konstante Periodi zität. In diesem Fall bleiben, wie in Fig. 4 oder 5 dargestellt ist, wenn die Datenwähleinrichtung 11 das erste Zeitsteuersig nal auswählt, so daß t₁ bis t₃ usw. gleich sind, oder das zweite Zeitsteuersignal auswählt, so daß t'₁ bis t'₃ usw. gleich sind, das zeitliche Steuern zum Starten und Beenden der Modulation konstant.One of the first and second timing signals can be set as follows. When an image is to be formed by the PWM system, the density, the resolution and the quality of the image change remarkably depending on the time when the modulation starts, in the period of a pixel and on the pulse width. With regard to a graphical image, the density of which changes over the entire area, the output image preferably has a constant periodicity. In this case, as shown in Fig. 4 or 5, when the data selector 11 selects the first timing signal so that t ₁ to t ₃ etc. are the same, or selects the second timing signal so that t ' ₁ to t ' ₃ etc. are the same, the timing for starting and stopping the modulation is constant.

Ferner kann eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale in Anpassung an die Art eines Bildes auf folgende Weise fest gelegt werden. Ein Festlegen eines der zwei Zeitsteuersig nale macht den Schwärzungsgrad des Ausgangsbildes gleich förmig und ist daher für graphische Bilder erwünscht, wie vorstehend bereits ausgeführt ist. Sollte jedoch eine derar tige Ausführung bei einer Vorlage angewendet werden, die hauptsächlich aus Zeichen gebildet ist, würden kleine Zei chen nicht voll ausgefüllt, und schlimmstenfalls würden in ihnen auffällige Streifen erscheinen, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Hinsichtlich dichten und fetten Zeichen sind die Strei fen nicht auffällig, da die Impulsbreite proportional zu der Dichte zunimmt. Da jedoch die Abgrenzungen zwischen den Zei chen und dem Papier oder dem Untergrund als die durchschnitt liche Dichte bzw. der durchschnittliche Schwärzungsgrad der Zeichen gelesen werden, erscheinen in auffälliger Weise Streifen um die Zeichen herum, wie ebenfalls in Fig. 6 darge stellt ist.Furthermore, one of the first and second timing signals can be set in the following manner in accordance with the type of an image. Setting one of the two timing signals makes the degree of blackening of the output image uniform and is therefore desirable for graphic images, as already stated above. However, should such a design be applied to a template mainly composed of characters, small characters would not be filled in completely and, at worst, striking stripes would appear in them, as shown in FIG. 6. With regard to dense and bold characters, the stripes are not noticeable since the pulse width increases in proportion to the density. However, since the boundaries between the characters and the paper or the background are read as the average density or the average degree of blackening of the characters, stripes appear in a conspicuous manner around the characters, as is also shown in FIG. 6.

Die vorstehend beschriebenen Streifen können beseitigt werden, wenn der Modulationsstart- und Beendigungszeitpunkt auf der Seite höherer Dichte festgelegt wird, d. h. wenn die Modula tionsimpulse sich in der Mitte eines Zeichens konzentrieren, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Insbesondere zeigt Fig. 7 einen Zustand, bei welchem das zweite Zeitsteuersignal mit der Pulsbreite eines Pixels I und das erste Zeitsteuersignal mit der Pulsbreite des nächsten Pixels II festgelegt werden.The stripes described above can be eliminated if the modulation start and end timing is set on the higher density side, that is, if the modulation pulses are concentrated in the center of a character, as shown in FIG. 7. In particular, Fig. 7 shows a state in which the second timing signal with the pulse width of a pixel I and the first timing signal having the pulse width of the next pixel II are defined.

Wenn, wie in Fig. 8 dargestellt, ein Bild durch das PWM-System in mehreren Stufen abgegeben wird, wird ein einziges Bildele ment durch einen einzigen Rahmen gebildet; eine Dichte ist durch Schraffieren dargestellt. In Fig. 8 ist angenommen, daß alle Bildelemente/Pixels dieselbe Dichte haben und daß die Modulationsstart- und Beendigungszeitpunkte überall in den Bildelementen identisch sind. In diesem Fall erstrecken sich daher die Bildelemente in der Unterabtastrichtung (in welcher sich der Bildträger bewegt) senkrecht zu der Hauptabtastrich tung (in welcher sich der Strahl bewegt).As shown in FIG. 8, when an image is output by the PWM system in multiple stages, a single image element is formed by a single frame; a density is shown by hatching. In Fig. 8 it is assumed that all picture elements / pixels have the same density and that the modulation start and end times are identical everywhere in the picture elements. In this case, therefore, the picture elements extend in the sub-scanning direction (in which the image carrier moves) perpendicular to the main scanning direction (in which the beam moves).

In einer Farbbild-Erzeugungseinrichtung ist es jedoch übliche Praxis, ein Farbbild dadurch zu erzeugen, daß gelbe, magenta rote und cyanblaue Tonerbilder und erforderlichenfalls ein schwarzes Tonerbild einander überdecken. Üblicherweise werden diese Tonerbilder nicht gleichzeitig erzeugt, sondern sie wer den nacheinander erzeugt und einander überlagert. Hierdurch kommt es leicht dazu, daß die Tonerbilder nicht deckungs gleich sind, was dann irreguläre Farben zur Folge hat. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird, wie in Fig. 9 darge stellt, bei der wiedergegebenen Ausführungsform der Modula tionsstartzeitpunkt (d. h. der Modulationsbeendigungszeitpunkt) geändert, während die Impulsbreite konstant erhalten bleibt. Dies ist gleichbedeutend damit, jede Farbe mit einem Raster winkel, wie bei der Plattenherstellung zu versehen, und folg lich ist Erfolg verhindert, daß Unregelmäßigkeiten in der Farbe und ein Moiré infolge von fehlender Deckung vorkommen.In a color image forming device, however, it is common practice to create a color image by overlaying yellow, magenta, and cyan toner images and, if necessary, a black toner image. Usually, these toner images are not generated at the same time, but they are created one after the other and superimposed on one another. This easily results in the toner images not being congruent, which then results in irregular colors. In order to overcome this difficulty, as shown in FIG. 9, in the reproduced embodiment, the modulation start timing (ie, the modulation termination timing) is changed while the pulse width is kept constant. This is tantamount to providing each color with a screen angle, as in plate making, and consequently success prevents color irregularities and a moiré due to lack of coverage.

Bei Bilderzeugungseinrichtungen, bei welchen ein elektro photographischer Prozeß angewendet wird, unterscheidet sich die Bildqualität, insbesondere die Dichte-Linearität, welche die Gammacharakteristik eines Bildes ist, etwas von einem Gerät zum anderen infolge von Unregelmäßigkeiten in der Empfind lichkeitscharakteristik eines photoleitfähigen Elements, in einer Entwicklungs-Gamma-Charakteristik und in der Form und Leistung eines Lichtstrahls, wie in Fig. 22 dargestellt ist. Außerdem ändert sich die Bildqualität infolge von Alterung, in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen usw. Um das Streuen zwischen den einzelnen Geräten zu beseitigen und um Änderungen in der Bildqualität bezüglich der Alterung und sich ändernder Umgebungsbedingungen zu verringern, ist es not wendig, angemessene Prozeßbedingungen aufrechtzuerhalten und die Pulsbreite des PWM-Signals für die jeweiligen Bilddaten in angemessener Weise auszuwählen und einzustellen, wie in Fig. 23 dargestellt ist. Um dieser Forderung zu genügen, wird bei der Ausführungsform ein Korrekturwert gesetzt, der eine Unregelmäßigkeit speziell bei dem Gerät über die Pulsbreiten- Korrigiereinrichtung 6 anpaßt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Hierdurch kann eine angemessene Pulsbreite ausgewählt und ein gestellt werden, um dadurch das Streuen unter den Geräten aus zugleichen. Insbesondere kann die Pulsbreite fein eingestellt werden, wenn ein einstellbarer Zeitabschnittat zu dem Erzeu gungszeitpunkt beispielsweise des ersten Zeitsteuersignals hinzugefügt wird.In image forming devices using an electrophotographic process, the image quality, particularly the density linearity, which is the gamma characteristic of an image, differs somewhat from one device to another due to irregularities in the sensitivity characteristic of a photoconductive element in development -Gamma characteristic and in the shape and power of a light beam, as shown in Fig. 22. In addition, the image quality changes as a result of aging, depending on the environmental conditions, etc. In order to eliminate scattering between the individual devices and to reduce changes in the image quality with regard to aging and changing environmental conditions, it is necessary to maintain adequate process conditions and appropriately select and set the pulse width of the PWM signal for the respective image data, as shown in FIG. 23. In order to meet this requirement, a correction value is set in the embodiment which adjusts an irregularity especially in the device via the pulse width correction device 6 , as shown in FIG. 1. As a result, an appropriate pulse width can be selected and set in order to compensate for the scatter among the devices. In particular, the pulse width can be set finely if an adjustable time segment is added to the generation time, for example of the first time control signal.

Um zu verhindern, daß die Bildqualität durch Altern und Um gebungsbedingungen beeinflußt wird, fühlt die Bilderzeugungs zustands-Fühleinrichtung 7 den Bilderzeugungszustand, welcher einem Prozeßzustand entspricht, in regelmäßigen oder unregel mäßigen Intervallen und automatisch oder entsprechend einem Befehl von außen. Insbesondere liefert die Fühleinrichtung 7 ein Signal, welches die augenblickliche Bilderzeugungsbedin gung auf dem photoleitfähigen Element darstellt, an die Puls breiten-Korrigiereinrichtung 6. Dementsprechend berechnet die Korrigiereinrichtung 6 eine Korrekturgröße des Impulses für die jeweiligen Bildelementdaten und führt sie der Bilddaten- Steuereinrichtung 5 zu. Dann bestimmt die Steuereinrichtung 5 ein erstes und ein zweites Zeitsteuersignal, das zu dem Kor rekturwert paßt, um dadurch die Datenauswähleinrichtung (Fig. 2) zu steuern.In order to prevent the image quality from being affected by aging and environmental conditions, the image formation state sensing device 7 senses the image formation state, which corresponds to a process state, at regular or irregular intervals and automatically or according to an external command. In particular, the sensing device 7 supplies a signal, which represents the current imaging condition on the photoconductive element, to the pulse width correction device 6 . Accordingly, the correction device 6 calculates a correction quantity of the pulse for the respective picture element data and supplies it to the picture data control device 5 . Then, the controller 5 determines first and second timing signals that match the correction value, thereby controlling the data selector ( Fig. 2).

Die Bilderzeugungsbedingung kann hinsichtlich zumindest des Ladungspotentials des photoleitfähigen Elements sowie des Oberflächenpotentials des Elements, das einer Belichtung un terzogen worden ist, einer aufgebrachten Tonermenge, einer Bilddichte usw. festgestellt werden. Erforderlichenfalls kön nen solche Bilderzeugungsbedingungen kombiniert werden, obwohl dadurch das Steuerverfahren verkompliziert wird. Ferner können Temperatur und Feuchtigkeit gefühlt werden, oder die Anzahl, wie oft ein Bild erzeugt wird, kann gespeichert werden, um verschiedene Arten von Bilderzeugungsbedingungen zu fühlen und festzustellen.The imaging condition can be at least as far as the Charge potential of the photoconductive element and the Surface potential of the element that is unexposed to exposure has been trained, an amount of toner applied, one Image density, etc. can be determined. If necessary such imaging conditions are combined, though this complicates the taxation process. Can also Temperature and humidity can be felt, or the number how many times an image is generated can be saved to to feel different types of imaging conditions and determine.

Durch die Ausführungsform wird somit im Vergleich zu der her kömmlichen Einrichtung, bei welcher eine einzige Referenz welle verwendet wird, die Genauigkeit, die Reproduzierbarkeit und die Stabilität einer Pulsbreite gesteigert. Da bei dieser Ausführungsform die Pulsbreite und die Position zum Erzeugen eines Impulses entsprechend dem Schreibsteuersignal frei ge steuert werden kann, kann die Bildqualität mit einer größeren Freiheit ausgeführt werden. Ferner können bei dieser Ausfüh rungsform Änderungen in Bilderzeugungsbedingungen infolge von Alterung und sich ändernder Umgebungsbedingungen durch Hand haben der Impulsbreite korrigiert werden. Außerdem kann eine derartige Korrektur vorgenommen werden, ohne die Parameter einer Bildverarbeitungsschaltung zu beeinflussen, welche bei der Ausführungsform bevorzugt werden.The embodiment is thus compared to that conventional facility, with a single reference wave is used, the accuracy, the reproducibility and increased the stability of a pulse width. Because with this Embodiment the pulse width and the position for generation a pulse corresponding to the write control signal freely ge can be controlled, the image quality with a larger Freedom to be executed. Furthermore, in this embodiment Form of change in imaging conditions due to Aging and changing environmental conditions by hand have the pulse width to be corrected. In addition, a such correction can be made without the parameters to influence an image processing circuit, which at the preferred embodiment.

Anhand von Fig. 10 bis 17D wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei welcher sowohl Pulsbreite als auch Leistung moduliert werden. Wie in Fig. 10 dargestellt, ist die Ausführungsform abgesehen von einer Strahlsteuerein richtung 4' der vorher beschriebenen Ausführungsform im we sentlichen ähnlich. Wie in Fig. 11 dargestellt, erzeugt die Strahlsteuereinrichtung 4' einen Lichtstrahl auf der Basis eines Pegels, welcher einem Pulssignal SG1 von der PWM-Sig nalerzeugungseinrichtung 3 und Tondaten S1 angepaßt ist. Die Strahlsteuereinrichtung 4' weist im allgemeinen eine Tonver arbeitungsschaltung 250 und eine Lasertreibereinheit 260 auf, um einen Halbleiterlaser 43 durch Verknüpfen von PWM und PM zu modulieren, wie in Fig. 12 dargestellt ist. In Fig. 12 stellen die Pegel des Lasermoduliersignals, welches durch gestrichelte Linien dargestellt ist, und die Pegel desselben, welche durch ausgezogene Linien dargestellt sind, PWM und die Kombination aus PWM und PM dar.A further embodiment of the invention is described with reference to FIGS . 10 to 17D, in which both pulse width and power are modulated. As shown in Fig. 10, the embodiment is apart from a beam control device 4 'of the previously described embodiment we substantially similar. As shown in Fig. 11, the beam control device 4 'generates a light beam based on a level which is adapted to a pulse signal SG1 from the PWM signal generating device 3 and sound data S1. The beam controller 4 'generally has a sound processing circuit 250 and a laser driver unit 260 for modulating a semiconductor laser 43 by combining PWM and PM, as shown in FIG . In Fig. 12, the levels of the laser modulation signal represented by broken lines and the levels thereof shown by solid lines represent PWM and the combination of PWM and PM.

Die Tonverarbeitungsschaltung 250 hat Festwertspeicher (ROMs) 250 bis 254 und Digitalvergleicher 255 bis 258. Die Festwert speicher 251 bis 254 speichern Laserleistung-Schwellenwertda ten, wie in Fig. 13a bis 13d dargestellt ist. Ein Bildsignal S1 mit 8 Bits wird im allgemeinen an die Eingänge A der Digi talvergleicher 255 bis 258 angelegt. Schwellenwertdaten SDa, SDb, SDc und SDd, die aus den Festwertspeichern 251 bis 254 ausgelesen worden sind, werden jeweils an die anderen Ein gänge B der Vergleicher 255 bis 258 angelegt. In der darge stellten Ausführungsform hat der Adressenanschluß jeder der Festwertspeicher 251 bis 254 vier Bits. Zwei niedrigere Bits SSx einer Abtastadresse in der Hauptabtastrichtung werden bei zwei der vier Bits jedes Adressenanschlusses verwendet, während zwei niedrigere Bits SSy einer Abtastadresse in der Unterabtastrichtung bei den anderen zwei Bits angewendet werden. Daher geben die Festwertspeicher 251 bis 254 jeweils Ausgangsdaten ab, welche einer augenblicklichen Abtastposi tion entsprechen.The sound processing circuit 250 has read only memories (ROMs) 250 to 254 and digital comparators 255 to 258 . The read only memories 251 through 254 store laser power threshold data as shown in FIGS. 13a through 13d. A picture signal S1 with 8 bits is generally applied to the inputs A of the digital comparators 255 to 258 . Threshold value data SDa, SDb, SDc and SDd, which have been read out from the read-only memories 251 to 254 , are respectively applied to the other inputs B of the comparators 255 to 258 . In the illustrated embodiment, the address port of each of the read-only memories 251 to 254 has four bits. Two lower bits SSx of a scan address in the main scan direction are used for two of the four bits of each address port, while two lower bits SSy of a scan address in the sub-scan direction are used for the other two bits. Therefore, the read-only memories 251 to 254 each output data corresponding to an instantaneous scanning position.

Wie in Fig. 13A bis 13D dargestellt, speichern die Festwert speicher 251 bis 254 jeweils 16 (= 4 × 4) verschiedene 8 Bit Daten, (was durch hexadezimale Zahlen in den Figuren darge stellt ist). Die Adressen x und y jeder Matrix in den Haupt- und Unterabtastrichtungen sind durch die Bits SSx bzw. SSy bezeichnet. Insbesondere teilt jeweils (4 × 4) einen ganz be stimmten Schwellenwert jeder Bildelementposition in einer kleinen Fläche zu, welche eine Anzahl Bildelemente bedeckt. Im allgemeinen wird eine solche Matrix verwendet, um eine Dither- bzw. Zitterverarbeitung durchzuführen. Ferner sind alle in den Figuren dargestellten Matrizen verschieden bezüg lich der Daten. Insbesondere ist an entsprechenden Bildele mentpositionen der Schwellenwert des Festwertspeichers (ROM) 252 um vier größer als derjenige des ROM 251; der Schwellen wert des ROM 253 ist um vier größer als derjenige des ROM 252, und der Schwellenwert des ROM 254 ist um vier größer als derjenige des ROM 253.As shown in FIGS. 13A to 13D, the fixed value memories 251 to 254 each store 16 (= 4 × 4) different 8-bit data (which is represented by hexadecimal numbers in the figures). The addresses x and y of each matrix in the main and sub-scanning directions are denoted by the bits SSx and SSy, respectively. In particular, each (4 × 4) assigns a certain threshold to each pixel position in a small area covering a number of pixels. Such a matrix is generally used to perform dithering. Furthermore, all matrices shown in the figures are different with respect to the data. In particular, at corresponding picture element positions, the threshold value of the read-only memory (ROM) 252 is four larger than that of the ROM 251 ; the threshold of the ROM 253 is four times larger than that of the ROM 252 , and the threshold value of the ROM 254 is four times larger than that of the ROM 253 .

Folglich vergleichen an jeder Abtastposition die Digitalver gleicher 255 bis 258 das Bildsignals S1 mit entsprechenden Schwellenwertdaten SDa bis SDd. Wenn das Bildsignal S1 größer als die Schwellenwerte SDa bis SDd ist (A ≧ B), erzeugen die Vergleicher 255 bis 258 jeweils Signale Soc, Sob, Soe und Sod mit hohem Pegel, wie beispielsweise in Fig. 14A bis 14D darge stellt ist. In Fig. 14A bis 14D sollen alle Bildelemente des Bildsignals S1 einen Dichtepegel 59 haben; Einsen und Nullen zeigen schwarz bzw. weiß an.Consequently, the digital comparators 255 to 258 compare the image signal S1 with corresponding threshold value data SDa to SDd at each scanning position. When the image signal S1 is larger than the threshold values SDa to SDd (A ≧ B), the comparators 255 to 258 generate high-level signals Soc, Sob, Soe and Sod, for example, as shown in FIGS . 14A to 14D. In Fig. 14A to 14D are all the pixels of the image signal S1 have a density level of 59; Ones and zeros indicate black and white, respectively.

NAND-Glieder 262 bis 264 sind in der Lasertreibereinheit 260 enthalten und steuern die Ausgangssignale Soa bis Sod der Vergleicher 255 bis 258 auf der Basis des impulsförmigen Sig nals SG1 mit der vorerwähnten Breite. Die Ausgangssignale der NAND-Glieder 262 bis 265 werden an die Basen von PNP-Tran sistoren Q1, Q2, Q3 bzw. Q4 angelegt. Eine Energiequelle 261 legt eine konstante Spannung über zugeordnete Widerstände Ra bis Rd an die Emitter der Transistoren Q1 bis Q4 an. Ebenso ist die Energiequelle 261 mit den Kollektoren der Transistoren Q1 bis Q4 über einen Widerstand Ro und mit dem Halbleiterlaser 43 verbunden. Wenn in dieser Anordnung die Ausgangssignale Soa bis Sod der Vergleicher 255 bis 258 hoch gehen, schalten die zugeordneten Transistoren Q1 bis Q4 ein, wodurch deren Emitterströme zu den Kollektoren fließen. Die Emitterströme werden zu den entsprechenden Ausgangssignalen Soa bis Sod der Vergleicher 255 bis 258 hinzuaddiert. Wenn die in Fig. 14A bis 14D dargestellten Ausgangssignale Soa bis Sod erscheinen, werden die daraus resultierenden, in Fig. 15 dargestellten Summen an den Laser 43 angelegt, um die Ausgangsleistung des Lasers 43 zu modulieren.NAND gates 262 to 264 are contained in the laser driver unit 260 and control the output signals Soa to Sod of the comparators 255 to 258 on the basis of the pulse-shaped signal SG1 with the aforementioned width. The output signals of the NAND gates 262 to 265 are applied to the bases of PNP transistors Q1, Q2, Q3 and Q4. An energy source 261 applies a constant voltage to the emitters of transistors Q1 to Q4 via associated resistors Ra to Rd. Likewise, the energy source 261 is connected to the collectors of the transistors Q1 to Q4 via a resistor Ro and to the semiconductor laser 43 . In this arrangement, when the output signals Soa to Sod of the comparators 255 to 258 go high, the associated transistors Q1 to Q4 turn on, whereby their emitter currents flow to the collectors. The emitter currents are added to the corresponding output signals Soa to Sod of the comparators 255 to 258 . When the 14A appearing in FIG. 14D shown output signals Soa to Sod, sums 15 are shown the resulting, in Fig. 43 applied to the laser, the output power of the laser 43 to modulate.

In der speziellen, in Fig. 11 dargestellten Schaltung wird die konstante Spannung von der Energiequelle 261 als eine Vorspannung Vo an den Laser 43 angelegt. Die Emitterwiderstände Ra bis Rd sollen denselben Wert r haben, der Einschaltwider stand der Transistoren Q1 bis Q4, die Spannung zwischen den Anschlüssen des Lasers 43 und der Vormagnetisierungsstrom des Lasers 43 sollen vernachlässigbar sein und die Anzahl der eingeschalteten Transistoren Q1 bis Q4 soll n sein. Dann läßt sich ein Strom I, welcher dem Laser 43 zuzuführen ist, fol gendermaßen ausdrücken:
I = n.Vo/r.In the particular circuit shown in FIG. 11, the constant voltage from the energy source 261 is applied to the laser 43 as a bias voltage Vo. The emitter resistors Ra to Rd should have the same value r, the on resistance of the transistors Q1 to Q4, the voltage between the connections of the laser 43 and the bias current of the laser 43 should be negligible and the number of transistors Q1 to Q4 switched on should be n. Then a current I to be supplied to the laser 43 can be expressed as follows:
I = n.Vo / r.

Hieraus folgt, daß die Ausgangsleistung des Lasers 43 in fünf aufeinanderfolgenden Stufen ("0" bis "4") auf der Basis der vier Bitsignale Soa bis Sod von der Tonverarbeitungsschaltung 250 moduliert wird. Da die Laserleistung bezüglich des An steuerstroms I nicht linear ist, wird durch den Vorwiderstand Ro bewirkt, daß sie linear wird.It follows that the output power of the laser 43 is modulated by the sound processing circuit 250 in five successive stages ("0" to "4") based on the four bit signals Soa to Sod. Since the laser power is not linear with respect to the control current I, the series resistor Ro causes it to become linear.

In Fig. 16A sind Energieverteilungen des Laserstrahls bei aufeinanderfolgenden Ansteuerpegeln L1 bis L4 dargestellt, während Fig. 16B Bildelement/Pixel-Größen AR1 bis AR4 zeigt, welche durch den Laserstrahl bei den Ansteuerpegeln L1 bis L4 definiert sind. In Fig. 16B stellt die rechteckige Fläche ARP eine theoretische Aufzeichnungsfläche dar, welcher ein einziges Bildelement zugeordnet ist. Soweit das elektropho tographische System betroffen ist, ist die Tonerdichte eines einzelnen Punktes in der Mitte des Bildelements am höchsten und nimmt zu dem Umfang hin ständig ab.In Fig. 16A energy distributions are illustrated L1 to L4 of the laser beam in successive drive levels, while, Fig. 16B-picture element / pixel sizes, AR1 to AR4, which are defined by the laser beam at the drive levels L1 to L4. In Fig. 16B, the rectangular area ARP represents a theoretical recording area to which a single picture element is assigned. As far as the electrophotographic system is concerned, the toner density of a single point in the middle of the picture element is highest and decreases continuously in the area.

Fig. 17A bis 17D betreffen den Dichtepegel L1 des Ausgangs bildes S1 und geben die Anzahl an Transistoren Q1 bis Q4 an, um sie bei jeder Bildelementposition einzuschalten, d. h. Dichtepegel und mittlere Dichten Lp des (4 × 4) Bildbereichs, wenn der Dichtepegel L 5D, 61, 65 und 69 ist. Wie diese Figuren zeigen, führt eine Änderung in dem Dichtepegel L1 un mittelbar zu einer Änderung in dem mittleren Pegel Lp. Folg lich können durch Pulsbreiten-(PWM) und Leistungsmodulation (PM) mehr verschiedene Arten von Strahlenergie als nur im Falle von Pulsbreitenmodulation (PWM) erzeugt werden. Dies, verbunden mit der Tatsache, daß die Position, in welcher ein Punkt erzeugt wird, frei definiert werden kann, erlaubt es, daß hochqualitative Bilder mit hoher Geschwindigkeit mittels einer preiswerten und einfachenSchaltungsanordnung erzeugt werden. FIG. 17A to 17D relate to the density level L1 of the output image S1, and output the number of transistors Q1 to Q4 to turn it at each pixel position, ie density level and medium densities Lp of the (4 x 4) image area when the density level L 5D , 61, 65 and 69. As these figures show, a change in the density level L1 immediately leads to a change in the average level Lp. Consequently, pulse width (PWM) and power modulation (PM) can generate more different types of beam energy than only in the case of pulse width modulation (PWM). This, coupled with the fact that the position at which a point is created can be freely defined, allows high quality images to be generated at high speed using inexpensive and simple circuitry.

In den in Fig. 11 dargestellten Schaltungen sind nur mittels Leistungsmodulation (PM) nur siebzehn Töne verfügbar, da eine Zitterverarbeitung auf der Basis einer Matrix von (4 × 4) Bildelementen durchgeführt wird. Im Unterschied hierzu können in Fig. 17A bis 17D 65 Töne (= 256/4 + 1) insgesamt gebildet wer den, da vier verschiedene Umwandlungen der Eingangsdaten in 256 aufeinanderfolgenden Schritten die Dichte beeinflussen.In the circuits shown in Fig. 11, only seventeen tones are available only by means of power modulation (PM), since dither processing is carried out on the basis of a matrix of (4 × 4) picture elements. In contrast to this, 65 tones (= 256/4 + 1) can be formed in total in FIGS . 17A to 17D, since four different conversions of the input data in 256 successive steps influence the density.

Erforderlichenfalls können die Emitterwiderstände Ra bis Rd mit einem ganz bestimmten Widerstand versehen werden und so gar die (4 × 4) Matrix kann durch eine andere ersetzt werden.If necessary, the emitter resistors Ra to Rd with a very specific resistance and so even the (4 × 4) matrix can be replaced by another.

Durch die Erfindung ist somit eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen, mit welcher hochqualitative Bilder unabhängig von der Wellenform eines Referenzsignals erzeugt werden können, was bisher ein Problem gewesen ist. Eine Verarbeitung kann durch eine preiswerte und einfache Schaltungsanordnung durch geführt werden. Da ein graphisches Bild, dessen Dichte sich über dem gesamten Bereich ändert, mit einer bestimmten Periodizität abgegeben wird, erreichen nicht nur ein derar tiges Bild, sondern auch ein Textbild eine hohe Qualität. Ein wirksames Äquivalent, um einen Rasterwinkel bei jeder Farbe in der Plattenherstellung zu schaffen, ist erreichbar, um irreguläre Farben und Moiré zu beseitigen, was auf die Verschiebung von Bildelementen zurückzuführen ist. Ein hoch qualitatives Bild kann durch eine preiswerte und einfache Schaltung unabhängig von der Streuung, der Alterung und sich ändernder Umgebungsbedingungen erzeugt werden. Wenn darüber hinaus Pulsbreitenmodulation (PWM) und Leistungsmodulation (PM) kombiniert werden, um einen Lichtstrahl zu modulieren, können mehr verschiedene Arten von Strahlenergie als bei Ver wenden nur mittels Breitenmodulation erzeugt werden. Da außerdem die Position zum Erzeugen eines Punktes frei fest gelegt werden kann, ist ein hochqualitatives Bild mit einer preiswerten und einfachen Schaltung erreichbar.The invention thus makes an image generation device created with which high quality images regardless of the waveform of a reference signal can be generated, which has been a problem so far. Processing can through an inexpensive and simple circuit arrangement be performed. Because a graphic image, its density changes over the entire area, with a certain one Periodicity is given, not only reach a derar picture, but also a text picture of high quality. A effective equivalent to a screen angle at each Creating color in plate making is achievable to eliminate irregular colors and moiré, which is due to the Displacement of picture elements is due. A high qualitative picture can be through an inexpensive and simple Switching regardless of the spread, the aging and itself changing environmental conditions are generated. If about it pulse width modulation (PWM) and power modulation (PM) can be combined to modulate a light beam, can use more different types of radiation energy than with Ver only be generated using width modulation. There also fix the position for creating a point freely can be placed is a high quality picture with a inexpensive and simple circuit available.

Claims

1. Image generation device for generating an image by modulating a light beam by means of pulse width modulation (PWM) in adaptation to a gray value of image data and by means of power modulation (PM)

1. a first time control generating device for generating a number of first time control signals in synchronism with the time control for writing image data, the number of first time control signals each defining a point in time for the start of modulation of a pulse width;
2. a second time control generating device for generating a number of second time control signals in synchronism with the time control for writing image data, the number of second time control signals each defining a time control for modulation termination of the pulse width;
3. - a control device ( 5 ) to select one of the first and second timing signals that match a gray value of image data;
4. - a jet control device ( 4 ') with
- 1. a gray tone processing circuit ( 250 ) comprising a plurality of storage devices ( 250-254 ) which store laser power threshold data of a semiconductor laser ( 43 ), and comparison devices ( 255-258 ), at whose ( 255-258 ) inputs image signals (S1) and the threshold value data (SDa, SDb, SDc, SDd) are applied, outputs of the comparison devices for power modulation for the semiconductor laser being linked together to form a link signal,
- 2. a laser driver unit ( 260 ) for operating the semiconductor laser ( 43 ) which is operated in accordance with the link signal and a correction size (Δt);
5. - a PWM signal generating device ( 3 ) for generating a modulating signal which has the pulse width of the first or of the second timing signal which has been determined by means of the control device,
6. a correction device ( 6 ), to which the control device ( 5 ) is connected, for correcting the pulse width,
7 - a detector device (7), the conditions for detecting the Bilderzeugungsbedin the detector means (7) is connected to said correction means (6), wherein the correction means (6) input variable, the correction amount (At) according to the off generated.

2. Device according to claim 1, characterized in that through the Detektorein direction ( 7 ) imaging conditions in regular or irregular time intervals are detectable.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the imaging conditions can be detected in response to an external command by means of the detector device ( 7 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the imaging conditions include in particular the following parameters:
a charging potential and a surface potential of a photoconductive element before and after exposure, an amount of toner supplied, an image density, a temperature, a humidity, a number of images produced.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Control means one of the first and second timing signals regardless of Selects and fixes gray values of the image data while the other timing signal is on is selected based on the gray value of image data.

6. Device according to claim 5, characterized in that the control device ( 5 ) selects and corrects the first or the second time control signal so that it matches a detected correction value (Δt).