DE4444837B4

DE4444837B4 - Verfahren und Belichtereinheit zum Aufzeichnen von Graustufenbelichtungen mit verschiedenen Bittiefendimensionen

Info

Publication number: DE4444837B4
Application number: DE4444837A
Authority: DE
Inventors: Yee Seung Ng; Hieu Trong Pham
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: NexPress Solutions LLC
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2014-12-17
Also published as: JPH07221927A; US5604527A; GB2285360B; GB2285360A; GB9425547D0; DE4444837A1

Abstract

Belichtereinheit zum Aufzeichnen von Graustufenbelichtungen mit verschiedenen Bittiefendimensionen mit
– einem Auf zeichnungselement (20a);
– Mitteln (26a) zum Speichern von Bilddatensignalen einer vorgegebenen Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension;
– einem Belichtungstaktzähler (30) zum Zählen von Belichtungstaktimpulsen und Erzeugen eines Zählsignals in Abhängigkeit von den Belichtungstaktimpulsen, wobei das Zählsignal einen Zählwert darstellt;
– einem Komparator (28) zum Vergleichen eines Multibit-pro-Pixel Bilddatensignals mit dem Zählsignal des Zählers und Erzeugen eines Ausgangssignals;
– vom Ausgangssignal des Komparators abhängigen Mitteln (32, 23) zum Steuern des Aufzeichnungselements, um die Belichtungsdauer zu steuern;
gekennzeichnet durch
– Mittel (119, 30, 112) für die Aufnahme eines die vorgegebene Bittiefendimension darstellenden Signals; und
– Mittel (30, 112, 123, FF7, FF8), die von dem die vorgegebene Bittiefendimension darstellenden Signal abhängen, zum Einstellen des Zählvorgangs im Zähler entsprechend der Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Druckgewerbe sind verschiedene Belichtereinheiten zur Verwendung als Punktbelichter bekannt. Beispiele für diese Belichter sind elektrostatische Belichter, LED-Matrixbelichter (lichtemmitierende Diode), thermische Belichter usw. Während die Erfindung uneingeschränkt in bezug auf Belichtereinheiten im allgemeinen zur Anwendung kommen wird, bezieht sich die Erörterung hier auf LED-Belichter, für die die Erfindung speziell geeignet ist.

In WO 91/10311 wird ein LED-Drucker beschrieben, in dem in gerader Reihe angeordnete LEDs selektiv für kurze Zeiträume aktivierbar sind, um ein punktgleiches Bild auf einer Aufzeichnungsfläche zu bilden. Bei dem in diesem Patent beschriebenen Belichter wird die Grauskalenaufzeichnung durch Zuordnung eines digitalen Komparators zu jeder LED erzielt. An einem Eingang des Komparators werden die Daten in Form einer Vielzahl von digitalen Datenbits bereitgestellt, die eine Belichtung für diese LED dieses PEL (Bildelements) während dieser Bildelementaufzeichnungsdauer darstellen. An einem zweiten Eingang des Komparators wird ein Eingang von einem Zweirichtungszähler bereitgestellt, der sich gemäß den von einem Hochgeschwindigkeitstaktgeber ausgesendeten Belichtungstaktsignalen ändert. Während sich der Zählerausgabewert nach Null verringert, wird zu einem bestimmten Zeitpunkt von dem Komparator eine Übereinstimmung zwischen den beiden Eingängen zum Komparator festgestellt (gemäß dessen Betriebskriterium). Die LED schaltet sich dann ein und bleibt für eine sehr kurze Zeit eingeschaltet, bis eine darauffolgende Übereinstimmung durch den Komparator während der Hochzählungsphase des Zählers festgestellt wird. In der zuvor genannten Anmeldung wird der "Belichtungsraum" durch Bereitstellung eines programmierbaren Takts optimiert, deren Periodizität innerhalb des Zählzyklus wechselt. Das heißt, die Belichtungstaktimpulse können als "nicht linear" bezeichnet werden. Die bereitgestellten Belichtungsabstufungen sind möglichst realistisch auf die menschliche Sehwahrnehmung bezogen. Die zuvor genannte Anmeldung erwähnt auch, daß die Daten eingestellt werden können, um auch den Belichtungsausgleich von LEDs zu berücksichtigen. Dies ist wünschenswert, wenn mit ungleichmäßiger Belichtung von LED zu LED auf dem Belichter gerechnet werden muß. Daraus ergibt sich das Problem, daß bestimmte Belichtersysteme erforderlich sind, um bei hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeiten zu arbeiten. Wenn ein 8-Bit-Zähler benutzt wird, der 511 nicht lineare Belichtungstakte für jede Pixel-Zeile zählt, tritt das Problem auf, genügend Zeit zur Beendigung der Zählung vor Wiederbeginn des Zählprozesses zur Aufzeichnung der nächsten Pixel-Zeile zu haben. In solchen Belichtersystemen wird möglicherweise nur eine angemessene Qualität zur Belichtung von Informationen benötigt, so daß eine 8-Bit-pro-Pixel-Tiefendimension möglicherweise nicht erforderlich ist. Dafür kann beispielsweise eine 6-Bit-pro-Pixel-Tiefendimension ausreichend sein. Auf der anderen Seite können andere Belichtersysteme in der Lage sein, bei geringeren Aufzeichnungsgeschwindigkeiten zu arbeiten, die aber eine höhere Qualität der Rastertoninformationen und damit eine 8-Bit-pro-Pixel-Tiefendimension benötigen. In der hier gebrauchten Verwendung bezieht sich der Begriff "Bittiefendimension" auf eine Anzahl von Bilddatenbits, die zur Steuerung der Aufzeichnungsdauer eines Pixels oder Punktes verwendet werden. In dem hier hinsichtlich einer bevorzugten Ausführungsform beschriebenen Beispiel bezieht sich die Bittiefendimension auf ein korrigiertes Graustufenbilddatensignal und nicht nur auf die Graustufe des aufzuzeichnenden Pixels allein. Beispielsweise beträgt eine Bittiefendimension von 6 Bit die Anzahl der Graustufen zur Pixelaufzeichnung 15 (ohne Belichtung), aber 6 Bit werden zur Definition von 15 zuweisbaren, korrigierten Belichtungszeiten aus einer Menge von 63 verfügbaren Zeiten verwendet. Natürlich kann in einem System, in dem eine Korrektur als nicht notwendig erachtet wird, die Bittiefendimension direkt den Graustufenbilddaten entsprechen.

Aus der US 49 51 159 A ist zudem ein Belichtungsgerät bekannt, welches mittels eines Abwärtszählers die Belichtungsdauer zählt. Dieser Zähler wird mit einem zuvor gespeicherten Bilddatenwert entsprechend einer Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension geladen, um damit bis Null zu zählen, wobei eine zählerinterne Verarbeitung ein Signal ausgibt, das den Zeitraum der Belichtungsdauer anzeigt. Hervorzuheben ist bei diesem bekannten Gerät das vom Bilddatensignal abgezweigte Signal B2, das entsprechend einem die Bittiefe darstellenden bzw. steuernden Signal auf Mittel wirkt, woraufhin sich das die resultierende Belichtungszeit darstellende Signal, je nach dem Wert des Bittiefensignals, um einen halben Taktschritt verändern lässt und sich somit anstatt der 63 Grauwerte nun 127 Grauwerte wahlweise erzielen lassen. Das Setzen des Bits wirkt sich bei dem bekannten Gerät aber nicht auf den Zählvorgang des Zählers aus.

Darüber hinaus beschreibt die JP 63-193843 A ein Druckverfahren, bei dem ein 4 Bit-Pixelwert in Bitgruppen mittels eines dem Bittiefensignal vergleichbaren Steuersignals gruppiert werden kann. Die Bitgruppen können 1, 2 oder 4 Bit umfassen, was entsprechend die Zahl der Grauwerte beeinflusst und somit einer einstellbaren Bittiefendimension entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung weiter zu verbessern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

1 eine perspektivische Ansicht der allgemeinen Anordnung einer Belichtereinheit, wie sie in der Ausführung der Erfindung benutzt wird und nach dem bisherigen Stand der Technik bekannt ist,

2 eine schematische Darstellung einer Belichterschaltung zur erfindungsgemäßen Aufzeichnung von Graustufeninformationen,

3 ein Blockschaltbild des Zählers der Erfindung in Kooperation mit Elementen eines Treiberkanals zur Steuerung der Dauer eines Aufzeichnungselements, beispielsweise einer LED,

4 eine schematische Darstellung eines variablen Bittiefendimensions-Vorwärtszählers aus 3, der in der Belichterschaltung von 2 zur erfindungsgemäßen Aufzeichnung von Graustufeninformationen eingesetzt wird, und

5 ein Taktdiagramm zur Darstellung der Ausgabe von Zähler 4.

Da die hier beschriebenen Vorrichtungen wohl bekannt sind, bezieht sich die vorliegende Beschreibung insbesondere auf Elemente, die ein Teil der vorliegenden Erfindung bilden oder damit zusammenarbeiten.
Die Vorrichtung für die hier offengelegte Erfindung wird durch die Darstellung von 1 typisiert; eine Zeilenmatrix 10 von beispielsweise 3584 auslösbaren Auf zeichnungselementen oder Strahlungsquellen, z. B. LEDs, wird selektiv einem lichtempfindlichen Bildempfangsmedium 12 ausgesetzt, das zur Matrix durch geeignete herkömmliche Mittel bewegbar ist, etwa eine Antriebsrolle 13, die durch einen mechanischen Antrieb oder Motor angetrieben wird, dessen Drehzahl durch Signale aus einer Schaltungs- und Steuerungseinheit 31 gesteuert wird. Optische Einrichtungen zur Fokussierung der LEDs auf das Medium sind ebenfalls vorhanden. Diesbezüglich sind optische Gradientenfasergeräte, wie Selfoc (Warenzeichen von Nippon Sheet Glass Co., Ltd.), besonders geeignet. Die LEDs der Matrix werden mit Hilfe von Bildverarbeitungselektronik 14 in Betrieb gesetzt, die ihrerseits auf Bildsignalinformationen ansprechen. Abhängig von der Dauer, für die jede gegebene LED eingeschaltet wird, ist die von dieser LED durchgeführte Belichtung länger oder kürzer. Wenn es sich bei Medium 12 um beispielsweise fotografischen Film handelt, kann das zeilenweise durch selektive Belichtung durch diese LEDs gebildete latente Bild nachfolgend mit herkömmlichen Mitteln entwickelt werden, um ein sichtbares Bild herzustellen. Wenn es sich bei dem Medium 12 um einen elektrofotografischen Empfänger handelt, können die LEDs benutzt werden, um ein elektrostatisches Bild auf einem gleichmäßig elektrostatisch geladenen Fotoleiter zu bilden, so daß mit Hilfe von farbigen oder pigmentierten Tonerpartikeln das entwickelte Bild auf ein Kopierblatt übertragen werden kann, siehe US-A-3,850,517.
Mit Bezug auf 2 wird eine Schaltung gezeigt, die zur selektiven Auslösung der LEDs 20a, 20b, 20c usw. benutzt werden kann, die zusammen die Matrix 10 bilden. Nur die zugehörige Treiberschaltung zur Ansteuerung dieser drei LEDs wird zur Verdeutlichung gezeigt, wobei klar ist, daß die Schaltung zur Ansteuerung anderer LEDs ähnlich der zur Ansteuerung der gezeigten Beispiele beschriebenen ist. Während die Fig. die gesamte den LEDs zugeordnete Treiberschaltung auf einer Seite der LEDs zeigt, ist bekannt, daß diese Treiberschaltungen auf beiden Seiten der LED-Zeile angeordnet werden können, um eine effizientere Raumnutzung zu ermöglichen. Normalerweise sind Treiberschaltungen integrierte Schaltungen, die die Treiberschaltung zur Ansteuerung von etwa 32 oder 64 LEDs beinhalten.
Die für jede Zeile zu belichtenden Daten haben die Form binärer digitaler Signale, z. B. Einsen und Nullen. Diese Daten auf den mit D₀–D₇ bezeichneten Zeilen werden parallel auf dem Datenbus 22 aus einem Nachschlagetabellen-Speicher 16 ausgegeben. Während hier auf diese Daten als 8-Bit-Daten Bezug genommen wird, können sie in einer anderen Betriebsart natürlich 6 Bit groß sein. Die Eingänge zum Nachschlagetabellen-Speicher 16 umfassen entweder ein unkorrigiertes Datensignal von 4 oder 6 Bit aus einer Datenquelle 21 und ein Signal aus einem Adreßgenerator 25, das eine Adresse im Nachschlagetabellen-Speicher 16 bezeichnet, wo die Korrektureigenschaften der speziellen LED gespeichert sind, die das Datensignal belichten soll. Die Datenquelle 21 kann eine Datenquelle umfassen, die Daten von unterschiedlichen Bittiefendimensionen handhaben kann, oder der Belichter kann auf die Bittiefendimension der Datenquelle eingestellt werden. Typische Datenquellen umfassen Rasterbildprozessoren, die Daten von Computern verarbeiten, und Scanner, die Signale bei Abtastung von Daten auf Dokumenten erzeugen. Die Daten auf Zeilen D₀–D₇ umfassen in diesem Beispiel ein korrigiertes 8-Bit-Datensignal, das einen Belichtungszeitzähler für eine bestimmte LED zum Belichten eines einzelnen Graustufengunktes darstellt. Synchron mit diesen Signalen wird mit Schaltungs- und Steuerungseinheit 31 (LCU) ein Token-Bit-Signal erzeugt, das ein Ein-Bit-Binärsignal ist, das in einem durch eine Vielzahl einzelner Register 24a, 24b, 24c usw. gebildeten Schieberegister nach unten geschoben wird. Jedes derartige Register 24 ist mit einer bestimmten LED verbunden, da es sich hier um eine als Multibit-Register 26a, 26b, 26c usw. bezeichnete Schaltungsstruktur handelt. Dieses Token-Bit legt fest, für welche der LEDs eine bestimmte Datenmenge auf Bus 22 vorgesehen ist. Im Betrieb wird eine Reihe von 8-Bit-Datensignalen auf Bus 22 bereitgestellt, und ein 8-Bit-Signal wird durch jedes der jeder LED zugeordneten 3584 Multibitregister 26 verriegelt. Das Verriegeln erfolgt in Abhängigkeit vom Vorhandensein des Token-Bits in dem bestimmten Register 24. Eine weitere Beschreibung hinsichtlich der Schaltung zur selektiven Verriegelung von Daten dieses Typs wird in US-A-4,746,941 beschrieben. Nachdem ein 8-Bit-Datensignal in jedem der Multibitregister 26 gespeichert ist, wird ein Latch-Aktivierungssignal (LED) von LCU 31 bereitgestellt, um dieses 8-Bit-Signal zu einer Ausgabestufe oder Latch jedes Registers zu verschieben, so daß ein 8-Bit-Stufendatensignal (z. B. dezimal 10 für LED 20 für diese besondere PEL-Periode) zu einer Eingangsklemme (B) eines jeder der LEDs zugeordneten entsprechenden Digitalkomparators 28a, 28b, 28c usw. ausgegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt werden Digitalzähler 30 (einer für jeden Treiberbaustein) durch LCU 31 zum Rückwärtszählen aktiviert, und zwar in diesem besonderen Beispiel zum Rückwärtszählen von 255 bis 0. Die Zähler 30 sind Zweirichtungszähler, ein Begriff, der hier auch zur Definition eines Zählers benutzt wird, der in Vor- und Rückwärtszählarten betrieben wird. Die Ausgabe jedes der Zähler 30 sind in diesem Beispiel 8-Bit-Signale. C₀–C₇ stellen Ziffern in digitaler Form oder Zählwerte dar, die sich periodisch gemäß einem Belichtungstaktimpuls für einen programmierbaren Belichtungstaktgeber 33 ändern. Mit jedem Impuls (oder fallender Flanke) aus dem Belichtungstaktgeber 33 ändert der Zähler 30 die Zählung an seinen Ausgängen. Die Ausgänge des Zählers 30 werden der Eingangsklemme (A) des Digitalkompatators 28 eingegeben. Der Komparator 28 für jede LED vergleicht jetzt die Signale an den entsprechenden A- und B-Eingängen anhand der Betriebskriterien des Komparators, d. h. ist A gleich B? Wenn während der Rückwärtszählart der Zähler der an Klemme A eingegebene Zählstand von Zähler 30 gleich einem entsprechenden Eingabedatensignal an Klemme B ist (der Zählstand kann eine beliebige Zahl zwischen 1 und 255 sein), dann geht der Ausgang eines entsprechenden Komparators auf ein digitales, logisches High und wird an einem entsprechenden Latch-Register 32 verriegelt. Das verriegelte Signal ermöglicht es, daß Treiber 37 mit steigender Flanke des nächsten Taktimpulses vom programmierbaren oder variablen Taktgeber 33 aktiviert wird, um einen entsprechenden Strom an LED 20 anzulegen und zu halten. Nachdem Zähler 30 bis Null zurückgezählt hat, wird Zähler 30 entweder durch den nächsten Taktimpuls in eine Vorwärtszählbetriebsart zurückgesetzt, oder daran gehindert, weitere Taktimpulse für eine Mindestzeit T_MIN zu zählen, die in jedem Zähler programmiert ist oder über geeignete Mittel bereitgestellt wird. In einer Ausführungsform kann die Dauer von T_MIN von Zählstand 1 in der Rückwärtszählbetriebsart bis zum Zählstand 1 in der Vorwärtszählbetriebsart reichen. Nach dieser vorgegebenen Zeitdauer T_MIN wird der Zählstand zur Zählung in den Vorwärtszählbetriebsarten eingestellt und beginnt das Zählen der Taktimpulse erneut. Wenn die Ausgabe von Zähler 30 in der Vorwärtsbetriebsart eine in Klemme B von Komparator 28 gespeicherte Anzahl erreicht und ein entsprechendes Vergleichskriterium überschreitet, ändert sich die Ausgabe von Komparatator 28, und eine entsprechende Verriegelung der Latches 32a, 32b, 32c usw. wird zurückgesetzt, und der Strom zur LED 20 wird weggenommen. Die anderen LEDs 20 arbeiten auf ähnliche Weise, aber ihre Daten erfordern, daß verschiedene Zählwerte ein- und ausgeschaltet werden, und zwar entsprechend der in ihren jeweiligen Multibit-Registern und ausgewählten Zählern bereitgestellten Graustufendaten. In dieser Ausführungsform können die LEDs zunächst ausgeglichen werden, indem beispielsweise ein jedem Treiberbaustein zugeordneter Trimwiderstand 78a, 78b usw. eingestellt wird, siehe US-A-4,831,395. Andere bekannte Techniken zur Ausgleichung von Ausgängen der Aufzeichnungselemente sind ebenfalls möglich. Siehe beispielsweise US-A-4,885,597 und 5,257,039. Weiterhin wird eine weitere Ausgleichung oder Korrektur ungleicher Lichtausgabe durch Einstellung der Daten entsprechend der Eigenschaften jeder LED bereitgestellt. Der Speicherbaustein, wie beispielsweise ein programmierbarer nur lesbarer Speicher oder PROM, etwa ein Nachschlagetabellen-Speicher 16, speichert die Eigenschaften jeder LED, und die Daten für diese LED können durch Korrekturfaktoren für Alter und Temperatur, die über den Nachschlagetabellen-Speicher 16a bereitgestellt und modifiziert werden, um einen Eingabezählstand an Klemme B bereitzustellen, der durch Belichtungseigenschaften der LED modifizierte Daten darstellt. Bei einer LED, die eine relativ starke Lichtquelle ist, würde der Nachschlagetabellen-Speicher 16 in Abhängigkeit von einem Adreßgenerator 25, der eine Kennung einer LED darstellt, Datenbits für diese LED modifizieren, um das 6-Bit-Graustufensignal aus der Datenquelle 21 zu einem korrigierten geräteabhängigen 8-Bit-Signal zu ändern, um z. B. die Eigenschaften des Aufzeichnungselements zu berücksichtigen.
Während in der bevorzugten Ausführungsform die eingesetzten Takte programmierbare Takte sind, wie in der zuvor erwähnten internationalen Anmeldung beschrieben, ist die Erfindung unter ihren weiteren Gesichtspunkten nicht so eingeschränkt.
Die weitere Beschreibung nimmt Bezug auf eine Schaltung 33 zur Erzeugung von Taktimpulsen, die sich mit variierender Periodizität ändern. Eine Speichereinrichtung, etwa ein FIFO-Speicher 18 wird in diesem Beispiel mit einer entsprechenden 12-Bit-Zahl geladen, die über ein serielles Signal von LCU 31 bereitgestellt wird. Diese entsprechenden 12-Bit-Zahlen werden parallel über Leitungen 40 aus FIFO 18 ausgegeben und in einen 12-Bit-Zähler 17 eingegeben, der einen Komparator beinhaltet. Zu Beginn einer PEL-Aufzeichnungsperiode (PEL = Bildelement) wird der Zähler 17 durch ein entsprechendes Signal von LCU 31 zurückgesetzt und beginnt in Abhängigkeit von einem Synchronisiersignal von LCU 31 mit dem Zählen von Taktimpulsen von Haupttaktgeber 19. Bei Erreichen der an seinem Eingang bereitgestellten entsprechenden 12-Bit-Zählung gibt der Zähler 17 einen Einzelimpuls ab und setzt sich selbst zur Wiederholung dieser Operation zurück. Alternativ hierzu kann der Zähler auf die 12-Bit-Zählung zurückgesetzt werden, der dann zurück bis Null zählt und einen Einzelimpuls über Leitung 41 abgibt, der als Belichtungstaktimpuls verwendet wird. Wenn die 12-Bit-Zahl an seinem Eingang unverändert bleibt, gibt Zähler 17 eine Reihe von Impulsen im gleichmäßigen Abstand ab. Vorzugsweise ist aber ein Belichtungstaktimpuls vorhanden, der Impulse nicht linear zur Zeit oder partiell linear zur Zeit abgibt, so daß ein erhöhter Belichtungsraum vorhanden ist. In einem teilweise linearen Belichtungstaktraum handelt es sich bei dem Ausgang von Taktgeber 33 um Gruppen von seriellen Taktimpulsen, wobei in jeder Gruppe die entsprechenden Impulse gleichmäßig verteilt sind. Die Abstände zwischen Belichtungstaktimpulsen steht in direkter Beziehung zur entsprechenden 12-Bit-Zahl oder zum Taktkoeffizientenausgang 40 von FIFO-Speichereinrichtung 18. Z. B. in dem FIFO-Speicher 18 können 127 Taktkoeffizienten von LCU 31 eingehen. Da die Belichtungstaktimpulse mit Gruppen von Impulsen gleichmäßigen Abstands erzeugt werden können, sind einige der Koeffizienten die gleichen, so daß nach Zählen der 12-Bit-Zahl und Abgabe eines einzelnen Impulses mit variablem Takt der Zähler 33 die nächste 12-Bit-Zahl empfängt, die gleich der vorherigen 12-Bit-Zahl sein kann. Diese 12-Bit-Zahlen stellen somit die Periodizität der Impulse aus Belichtungstaktgeber 33 dar und ermöglichen damit Belichtungstaktimpulse, die mit der Zeit nicht linear wechseln. Andere Beispiele für nicht lineare Taktgeber sind bekannt und können verwendet werden, so etwa einer, in dem Taktdatenbits, d.h. digitale Einsen und Nullen, in einem Schieberegister gespeichert sind, so daß beim Herausschieben unter Taktsteuerung die Einsen einen Belichtungstaktimpuls definieren und die Nullen zur Trennung der Einsen verwendet werden. Die Anzahl der die Einsen trennenden Nullen definiert einen nicht einheitlichen Abstand zwischen den Taktimpulsen.
In der oben ausgeführten Erörterung wurde erwähnt, daß die Datenquelle 21 Graustufendateninformationen mit 4 oder 6 Bits pro Pixel bereitstellen, während die Daten entlang Datenbus D₀–D₇ aus 6 oder 8 Bit pro Pixel bestanden. Wie in 2 zu sehen ist, wird die Ausgabe von Datenquelle 21 in einen Nachschlagetabellen-Speicher 16 eingegeben, und zwar zusammen mit einer von Adreßgenerator 25 bereitgestellten Adresse. Dieser Adreßgenerator zeigt auf die Lage in Speicher 16, wo Daten für eine bestimmte LED gespeichert werden. Eine Speichertabelle wird somit für jede LED bereitgestellt und bezeichnet für diese LED eine entsprechende Belichtungszeit für jede Graustufe, die zu belichten ist. Es ist diese Belichtungszeit, bei der es sich um eine digitale Zahl mit 6 oder 8 Bit handelt, die als Daten auf Datenbus D₀–D₇ ausgegeben werden. Die 6-Bit-Zahl wird in Abhängigkeit von einem 4-Bit-Datensignal aus Datenquelle 21 ausgegeben, und die 8-Bit-Zahl wird in Abhängigkeit von einem 6-Bit-Datensignal aus Datenquelle 21 ausgegeben. Es bleibt zu erwähnen, daß die hier genannten speziellen Beispiele exemplarisch gebraucht werden, und daß die Daten für Aufzeichnungselemente nicht korrigiert werden müssen, die allgemein einheitlicher sind als Strahlungsquellen, oder die Daten können durch andere Bittiefen als die hier beschriebenen korrigiert werden.
Während das 8-Bit-pro-Pixel-Signal (D₀–D₇) um Nichtlinearität der LEDs korrigierte Informationen darstellt, wird erkannt, daß während des Gebrauchs der Belichtereinheit Uneinheitlichkeiten aufgrund unterschiedlicher Alterung der LEDs oder aufgrund von Unterschieden in der Temperatur entstehen können. Alterungsunterschiede entstehen, wenn einige LEDs häufiger als andere im Verlauf unterschiedlicher Belichtungsaufträge verwendet werden. In US-A-4,799,071 wird vorgeschlagen, die Alterungsunterschiede zu minimieren, indem unterdurchschnittlich benutzte LEDs aktiviert werden, während die Belichtereinheit nicht zur Belichtung von Aufträgen benutzt wird, oder Ungleichmäßigkeiten, aufgrund unterschiedlicher Alterung während der Benutzung der Belichtereinheit, anderweitig zu korrigieren. So können Faktoren, wie Umgebung/Nutzung, Rechnung berücksichtigt werden, indem aktualisierte Einträge automatisch einem Nachschlagetabellen-Speicher 16 aus einem Korrekturrechner 16a bereitgestellt werden.
Auch das Datensignal D₀–D₇ kann eine unterschiedliche Zahl für Rückwärtszählung als für Vorwärtszählung sein. Dies läßt sich erreichen, indem ein 12-Bit-Datensignal vor jeder PEL-Aufzeichnungsperiode gesendet wird, und zwar mit 6 Bit zum Rückwärtszählen und 6 Bit zum Vorwärtszählen, oder es können 6 Bits vor der PEL-Periode verschoben werden und 6 Bits während einer T_MIN Periode zwischen Rückwärtszählen und Vorwärtszählen. Der Vorwärts-/Rückwärtszähler kann durch einen Einrichtungszähler mit geeigneten Mitteln zur Ermittlung, wann das Zählen zu beginnen und zu beenden ist, ersetzt werden. In dieser Hinsicht werden Start- und Stopp-Register bereitgestellt, um: die entsprechenden Zählungen zu speichern. Es wird auch Bezug auf US-A-5,111,214 genommen, wo verschiedene Zählfrequenzen während des Vorwärtszählens und des Rückwärtszählens benutzt werden.
Die Beschreibung erfolgt jetzt für eine bevorzugte Ausführungsform eines Zweirichtungszählers 30, der einen Belichtungstaktzähler mit variabler Bittiefendimension ermöglicht. Der Zähler ist in der Lage, einen Reset in einer Vorwärtszählart nach 255 Belichtungstaktimpulsen in der 8-Bit-korrigierten Bilddatenart durchzuführen und nach 63 Belichtungsimpulsen in der 6-Bit-korrigierten Bilddatenart.
Mit Bezug auf 3 und 4 und das Zeittaktdiagramm von 5 werden ein sechsstufiger Synchronzähler (FF1–FF6) und ein zweitstufiger Synchronzähler (FF7 und FF8) bereitgestellt. Die entsprechenden Ausgänge Q des Sechsstufenzählers stellen eine Sechs-Bit-Rückwärtszählart dar, während die Ausgänge Q eine Sechs-Bit-Vorwärtszählart darstellen. Die kombinierten acht Stufen werden für einen 8-Bit-Zähler benutzt, wobei die Ausgänge Q in der Rückwärtszählart und die Ausgänge Q in der Vorwärtszählart benutzt werden. Ein Reset-Signal (RSTB) (aktiv bei "low") auf Leitung 101 wird zum Löschen der Flipflops (FF1–FF6) benutzt, während die Flipflops FF7 und FF8 durch ein Logikausgang-CLRB-Signal (7, 8) (aktiv bei "low") auf Leitung 105 von NAND-Gatter 110 gelöscht werden Das CLRB-Signal (7, 8) wird in Abhängigkeit davon erzeugt, daß das Reset-Signal auf Leitung 101 "low" ist und das 8/6^– Signal auf Leitung 119 "high" ist, um anzuzeigen, daß der 8-Bit-pro-Pixel-Modus gewählt ist. Ein Vor-/Zurück-Eingangssignal auf Leitung 121 aktiviert über Inverter 122 Multiplexer (M1–M8), um entweder in eine Vor- oder Rückwärtszählung zu schalten. Wenn das Vor-/Zurück-Eingangssignal "high" ist, stellt der Ausgang der Multiplexer einen Vorwärtszählcode dar, und wenn das Vor-/Zurück-Eingangssignal "low" ist, stellt der Ausgang der Multiplexer eine Rückwärtszählart dar. Zu beachten ist, daß der Multiplexer-Ausgang nur eine Auswahl von einem oder zwei der Eingänge Q, Q von jedem der Flipflops FF1–FF8 widergibt. Die parallelen Ausgänge der Multiplexer (CNT 7:02) stellen eine 8-Bit-Zählung dar, die an Klemme A des Kompa- rators 28 im Treiber unterhalb des Zweirichtungszählers eingegeben wird. Wenn sich das Zähleraktivierungssignal (CNT EN) auf Leitung 107 nach dem Reset-Signal durchsetzt, warten die Flipflops zwecks Zählung auf die über Leitung 109 eingehenden Belichtungstaktimpulse (EPCLK). Das Signal CNT EN ist aktiv, wenn es "high" ist, und die Schaltungs- und Steuerungseinheit das Signal CNT EN so steuert, daß es für 511 EPCLK-Impulse im 8-Bit-pro-Pixel-Modus und für 127 EPCLK-Impulse im 6-Bit-pro-Pixel-Modus aktiv ist. Die an Carry-Over-Klemme (CO) ausgegebenen entsprechenden Ausführungssignale der Flipflops (FF1–FF8) werden von FF1 bis FF8 verbunden. Die Carry-Over-Signale sind aktiv in Zustand "high". Die Ausgabe von FF6 ist Cout6 auf Leitung 111, und die Ausgabe von FF8 ist Cout8 auf Leitung 113. Cout6 und Cout8 werden zur Erzeugung des Signals Cout benutzt, um den Zweirichtungszähler bei einem Zählstand von Null in eine Vorwärtszählart zu bringen. Die Signale Cout6 und Cout8 werden über Schaltungskombination 112 kombiniert, die auch an einem ihrer Eingänge ein Auswahlsignal 8/6^– auf Leitung aufweist, das festlegt, ob sich der Zähler in einer 8-Bit oder in einer 6-Bit-Zählart befindet. Wenn er sich in einer 6-Bit-Zählart befindet, und der durch die FF1–FF6 Ausgänge Q dargestellte 6-Bit-Zählerausgang gleich Null ist, ist der Carry-Over-Ausgang (CO) von FF6 "high" und bewirkt, daß der Vor-/Rückwärts-Logikpegel auf Leitung 21 direkt umschaltet, nachdem Cout aktiv ist, so daß die Multiplexer M1–M6 oder M1–M8, je nach 8-Bit- oder 6-Bit-Wahl, sich jetzt in einer Vorwärtszählart befinden.
Die Ausgänge Q, Q der Flipflops FF1–FF8 sind an die Eingänge (10 und 11) der Multiplexer M1–M8 angeschlossen. Einer dieser Ausgänge wird ausgewählt, um am Ausgang (Z) eines Multiplexers (M1–M8) anzuliegen, abhängig davon, ob bei Mittelimpuls mit Modulationsschema vor- oder zurückgezählt wird. Ein als Leitung bezeichneter Eingangs-Bittiefenauswahlkontakt (8/6^–) wird nicht nur mit dem Reset-Signal (RSTB) verbunden, um über NAND-Gatter 110 ein Löschsignal für die Flipflops FF-7 und FF-8 zu erzeugen (CLRB(7, 8)), sondern erzeugt auch auf Leitung 123 ein Vorlastsignal (PRB(7, 8)) über NAND-Gatter 112 für FF-7 und FF-8. Die Löschleitungen (CLR) von FF7 und FF8 sind von denen der anderen sechs Flipflops (FF1–FF6) getrennt, die weiterhin durch Signal RSTB gelöscht werden. Wenn eine 8-Bit-pro-Pixel-Funktion wie angezeigt über das Signal auf Leitung 119 gewählt wird, wird Signal CLRB(7, 8) durch das Eingangssignal RSTB gesetzt, aber das Vorlastsignal (PRB(7, 8)) für FF7 und FF8 wird nicht erzeugt. Der Flipflop-Bereieh des Zweirichtungszählers arbeitet dann als 8-Bit-Zähler. Wenn aber die 6-Bit-pro-Pixel-Funktion gewählt wird, wird Signal CLRB (7, 8) nicht durch das Reset-Signal RSTB erzeugt, sondern es wird auf Leitung 123 (PRB(7, 8)) für FF7 und FF8 ein Vorlastsignal erzeugt. Im Falle einer 6-Bit-pro-Pixel-Betriebsart werden FF1–FF6 durch Reset-Signal RSTB gelöscht, aber FF7 und FF8 werden vorgeladen. Auf der Ausgangsseite des Carry-Over werden Cout6 (von FF6) und Cout8 (von FF8) durch Schaltungseinheit 112 mit dem Bittiefenauswahlkontakt (8/6^–) kombiniert, um Cout auf Leitung 115 auszugeben. Wenn sich das System im 8-Bit-pro-Pixel-Betrieb befindet, wird Cout8 an den Ausgang als Cout übergeben. Im 6-Bit-Betrieb wird Cout als Cout an den Ausgang übergeben. Mit der Wahl des 8-Bit/Pixel-Kontakts oder des 6-Bit/Pixel-Kontakts kann derselbe Treiber für 8-Bit- und für 6-Bit-Systeme verwendet werden.
Eine Modifikation dieses Systems kann die Verwendung von Funktionsbits zur Auswahl des (8/6^–) Kontakts anstelle eines Dämpfungsglieds beinhalten. Das kann vorteilhaft sein, da mehr als zwei Bittiefen-Auswahlmöglichkeiten über ein Multiplexing für das funktionelle Bit erzielt werden. Es ist zudem möglich, das vorhandene System so zu modifizieren, daß mehr als die hier beschriebenen beiden Bittiefen-Auswahlmöglichkeiten erzielt werden.
Während der Haupttaktgeber 19 so beschrieben wurde, daß Taktimpulse in regelmäßigen Abständen erzeugt werden, die vom 12-Bit-Zähler gezählt werden, kann der Haupttaktgeber auch programmierbar sein, so daß trotz Ausstrahlung regelmäßiger Taktimpulse die Zeitdauer zwischen diesen regelmäßigen Taktimpulsen einstellbar ist. Diese Einstellbarkeit kann durch Kopplung des Haupttaktgebers 19 an die LCU erzielt werden, so daß entweder Eingaben durch einen Bediener oder durch automatische Betriebssignale von der LCU zum Haupttaktgeber 19 erfolgt, um die Periode zwischen Haupttaktgeberimpulsen einstellen zu können, wie das für das farbige Belichten oder andere Prozeßsteuerungen, beispielsweise des Kontrastes, erforderlich ist.
Beim farbigen Belichten, beispielsweise anhand von wohlbekannten elektrofotografischen Reproduktionsvorrichtungen, wie in US-A-4,821,066 beschrieben, werden aufeinanderfolgende, separate Bildfelder auf einem Fotoleiter belichtet, und zwar mit zu entwickelnden Auszugsbildern und zugehörigen Tonern in den Farben cyan, magenta und gelb. Die entwickelten Bildfelder werden dann paßgenau auf ein Kopierblatt übertragen. Bei der Modulation der elektrostatischen Ladung auf jedem Bildfeld mit der hier beschriebenen Belichtungseinrichtung zur Bildung der Farbauszugsbilder kann sich die Variierbarkeit des Haupttaktgebers 19 als nützlich erweisen. Die Taktimpulsperiode vom einstellbaren Haupttaktgeber 19 kann automatisch zur Erzeugung von Belichtungen auf einem Farbbildfeld eingestellt werden, beispielsweise cyan, und auf das nächste Farbildfeld, beispielsweise das zur Erzeugung des Magentabildes. Die Einstellbarkeit von Haupttaktgebern 19 in Verbindung mit den variablen programmierbaren Taktsignalen vom programmierbaren Taktgeber 33 stellt eine sehr effiziente und flexible Belichtungssteuerung dar. In dem zuvor genannten Beispiel zur Farbreproduktion wird erwogen, daß die Dauer jeder zum Belichten eines Farbauszugsbildfeldes verwendeten Haupttaktgeberperiode um einige Prozent von der bei der Belichtung eines anderen Farbauszugsbildfeldes verwendeten abweicht, um die Feinsteuerung der Belichtungszeit zu ermöglichen.
Obwohl die Erfindung anhand eines speziellen Beispiels mit Bezug auf sechsstufige und zweistufige Zählregister beschrieben wurde, können natürlich n-stufige Zählregister und m-stufige Zählregister benutzt werden, wobei m und n jeweils ganze Zahlen größer eins sind. Weiterhin können andere Zähler von variabler Bittiefe benutzt werden.
Es wird daher ein Verfahren und eine Belichtungseinheit beschrieben, bei der ein Taktschema zur Erzeugung getakteter Belichtungsimpulse zur Bildung von Pixel herangezogen wird, das in der Lage ist, auf verschiedenen Bitstufen oder Dimensionen pro Pixel betrieben zu werden und daher mit Hochgeschwindigkeitsbelichtern eingesetzt werden kann, bei denen keine sehr hochwertigen Reproduktionen erforderlich sind, sowie mit Belichtern geringerer Geschwindigkeit, die zur Herstellung hochwertiger Reproduktionen benötigt werden. Vorwärtszähler 30, Datenregister 26, Komparatoren 28, Latches 32 und Stromtreiberstufen 23 können in einem integrierten Treiberschaltungsbaustein zusammengefaßt werden. Mehrere integrierte Treiberschaltungsbausteine und LED-Bausteinmatrizen werden dann auf einem nach dem Stand der Technik wohlbekannten Belichterkopf montiert.
Die Erfindung wurde im einzelnen mit besonderem Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, natürlich können aber Varianten und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung vorgenommen werden.

Fig. 1: Stand der Technik

10: LED-Matrix
12: Bildempfangsmedium
14: Bildverarbeitungselektronik
a: von LCU 31
b: Antrieb
c: Bildsignal-Informationen

Fig. 2

16a: Korrekturfaktoren, Alterung, Temperatur
17: 12-Bit-Zähler, Last, Takt
18: FIFO-Speicher
19: Haupttaktgeber
21: Datenquelle
22: Token-Bit-Takt
23a, b, c: Treiber
25: Adreßgenerator
26a, b, c: Multi-Bit-Register
28a, b, c: Komparator B
30: Zweirichtungszähler
32a, b, c: Latch
41: von LCU
d: 4 oder 6 Bits/Pixel
e: 6 oder 8 Bits/Pixel

Fig. 3

8: Eingabedaten
23: Stromtreiber
32: Ausgabetreiber-Latch
f: Zählertakt, Belichtertakt
g: von LCU 31 deaktivierter Zähler
h: von LCU 31 zurückgesetzter Zähler
i: Takt
k: deaktivieren
l: rücksetzen
m: vorwärts/rückwärts
n: 8-Bit-Komparator
o: bei erster Gleichheitsentsprechung setzen,
: bei zweiter Gleichheitsentsprechung rücksetzen
p: Nullstellschaltung
q: Zählrichtungsschaltung

Fig. 4

m: vorwärts/rückwärts

Fig. 5

r: Zähler
s: Ausgabe (8-Bit-Betrieb)
r: Zähler
t: Ausgabe (6-Bit-Betrieb)
u: Zählertaktsignal
v: Taktimpulsnummer
w: 6-Bit-Betrieb
x: Ausgabeimpulse
y: 8-Bit-Betrieb
x: Ausgabeimpulse
m: vorwärts/rückwärts

Claims

Belichtereinheit zum Aufzeichnen von Graustufenbelichtungen mit verschiedenen Bittiefendimensionen mit – einem Auf zeichnungselement (20a); – Mitteln (26a) zum Speichern von Bilddatensignalen einer vorgegebenen Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension; – einem Belichtungstaktzähler (30) zum Zählen von Belichtungstaktimpulsen und Erzeugen eines Zählsignals in Abhängigkeit von den Belichtungstaktimpulsen, wobei das Zählsignal einen Zählwert darstellt; – einem Komparator (28) zum Vergleichen eines Multibit-pro-Pixel Bilddatensignals mit dem Zählsignal des Zählers und Erzeugen eines Ausgangssignals; – vom Ausgangssignal des Komparators abhängigen Mitteln (32, 23) zum Steuern des Aufzeichnungselements, um die Belichtungsdauer zu steuern; gekennzeichnet durch – Mittel (119, 30, 112) für die Aufnahme eines die vorgegebene Bittiefendimension darstellenden Signals; und – Mittel (30, 112, 123, FF7, FF8), die von dem die vorgegebene Bittiefendimension darstellenden Signal abhängen, zum Einstellen des Zählvorgangs im Zähler entsprechend der Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension.
Belichtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein Zweirichtungszähler mit einer Vorwärts- und Rückwärtszählung ist.
Belichtereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein n-stelliges und m-stelliges Zählregister aufweist, wobei m und n jeweils ganzzahlige Werte größer als 1 darstellen, und daß die Mittel zum Einstellen des Zählvorgangs ein Signal zum Umschalten zwischen den Vor- und Rückwärtszählarten entsprechend dem eine aktuelle Bittiefendimension darstellenden Signal erzeugen.
Belichtereinheit nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen mit den Ausgängen der n- und m-stelligen Register verbundenen Multiplexer zum Erzeugen eines kombinierten Zählwerts.
Verfahren zum Aufzeichnen von Graustufenbelichtungen mit verschiedenen Bittiefendimensionen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Zählen der Belichtungstaktimpulse in einem Zähler und Erzeugen eines Zählsignals in Abhängigkeit von den Taktimpulsen, wobei das Zählsignal einen Zählwert darstellt; – Vergleichen eines Multibit-pro-Pixel Bilddatensignals mit dem Zählsignal und Erzeugen eines Taktsignals in Abhängigkeit von dem die Belichtungsdauer eines Aufzeichnungselements steuernden Signal; und – Einstellen des Zählvorgangs im Zähler entsprechend der Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension des Bilddatensignals.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler vorwärts und rückwärts zählt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein n- und m-stelliges Zählregister aufweist, wobei m und n jeweils ganzzahlige Werte größer als 1 darstellen, und daß in dem Einstellschritt des Zählvorgangs ein Signal zum Umschalten zwischen den Vor- und Rückwärtszählarten entsprechend dem eine- aktuelle Bittiefendimension darstellenden Signal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Multiplexen der Ausgabewerte der n- und m-stelligen Register zum Erzeugen eines kombinierten Zählwerts.
Treiberbaustein zur Verwendung in einer Belichtereinheit zum Aufzeichnen von Graustufenbelichtungen mit – Mitteln (26a) zum Speichern von Bilddatensignalen einer vorgegebenen Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension; – einem Belichtungstaktzähler (30) zum Zählen von Belichtungstaktimpulsen und Erzeugen eines Zählsignals in Abhängigkeit von den Belichtungstaktimpulsen, wobei das Zählsignal einen Zählwert darstellt; – einem Komparator (28) zum Vergleichen eines Multibit-pro-Pixel Bilddatensignals mit dem Zählsignal des Zählers und Erzeugen eines Ausgangssignals; – vom Ausgangssignal des Komparators abhängigen Mitteln (32, 23) zum Steuern des Aufzeichnungselements, um die Belichtungsdauer zu steuern; gekennzeichnet durch – Mittel (119, 30, 112) für die Aufnahme eines die vorgegebene Bittiefendimension darstellenden Signals; und – Mittel (30, 112, 123, FF7, FF8), die von dem die vorgegebene Bittiefendimension darstellenden Signal abhängen, zum Einstellen des Zählvorgangs im Zähler entsprechend der Multibit-pro-Pixel Bittiefendimension.
Treiberbaustein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein Zweirichtungszähler mit einer Vorwärts- und Rückwärtszählung ist, und daß der Zähler ein n- und m-stelliges Zählregister auf weist, wobei m und n jeweils ganzzahlige Werte größer als 1 darstellen, und die Mittel zum Einstellen des Zählvorgangs ein Signal zum Umschalten zwischen den Vor- und Rückwärtszählarten entsprechend dem eine aktuelle Bittiefendimension darstellenden Signal erzeugen.