DE68919027T2

DE68919027T2 - Verfahren zur Verminderung des durchschnittlichen Datenflusses in einer Laserregistriervorrichtung mit drehbarem Spiegel.

Info

Publication number: DE68919027T2
Application number: DE68919027T
Authority: DE
Inventors: John Michael C O Minne Mcquade
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1988-08-25
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2009-08-25
Also published as: DE68919027D1; KR900004164A; AU3903889A; CA1327383C; JPH02106359A; BR8904232A; US4899176A; AU625230B2; EP0356238A2; EP0356238A3; EP0356238B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Laserdrucksysteme mit Mehrfachfacetten-Spiegel. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Reduzierung des durchschnittlichen Datenflusses in einem solchen System auf unkomplizierte und kostenwirksame Weise.

Allgemeiner Stand der Technik

Bei der Laserabbildungsvorrichtung Laser Imager P831 der Minnesota Mining & Manufacturing Company, die in dem U.S. Patent US-A-4.583.128 beschrieben ist, handelt es sich um ein Beispiel für ein Laserdrucksystem mit Polygonspiegel. Diese Systeme erzeugen eine Hardcopy eines Bildes dadurch, daß ein strahlungsempfindliches Medium einem Laserstrahl ausgesetzt wird, wobei die Intensität des Laserstrahls durch digitale Daten bestimmt wird, die von einer Hostvorrichtung mit einer Eingabe- Übertragungsgeschwindigkeit digitaler Daten in das Drucksystem eingegeben werden. Das Bild wird dadurch erzeugt, daß das strahlungsempfindliche Medium bildpunktweise durch den Laserstrahl bestrahlt wird, dessen Intensität gemäß den eingegebenen digitalen Daten moduliert wurde. Die digitalen Eingabedaten bewirken eine Modulation der Strahlenintensität an jedem Bildpunkt, während der Strahl rasterweise das strahlungsempfindliche Medium abtastet. Das strahlungsempfindliche Medium wird in eine Längsrichtung bewegt, während der Strahl in die Querrichtung abtastet. Jedesmal wenn der Strahl das Medium abtastet, erzeugt er eine Abtastzeile. Das zu druckende Bild umfaßt in der Längsrichtung eine Mehrzahl (nominal 300) von Abtastzeilen je Inch (125/cm) und in der Querrichtung eine Mehrzahl (nominal 300) von Bildpunkten je Inch (125/cm).
Um allgemein eine Abbildung höchster Güte zu erreichen, muß das gesamte digitale Bild ohne Unterbrechung gedruckt werden. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, das photosensible Medium in der Längsrichtung auf ruckfreie, ununterbrochene Weise zu transportieren, und nicht inkremental und schrittweise. Bei einem ununterbrochenen Transport wird das Medium nach dem Beginn des Druckvorgangs nicht mehr angehalten. Somit müssen die digitalen Daten von der Hostvorrichtung schnell genug zu dem Laserdrucker geleitet werden, so daß kein Qualitätsverlust des Bildes aufgrund eines Synchronisierungsfehlers zwischen der Eingabe- Übertragungsgeschwindigkeit der digitalen Daten von der Hostvorrichtung und den Übertragungsgeschwindigkeitsanforderungen des Laserdruckers auftritt. Die Geschwindigkeit, mit der die Hostvorrichtung digitale Daten an den Drucker übertragen muß, wird durch das Produkt der Bildpunktanzahl je Zeile und der Anzahl gedruckter Zeilen je Sekunde bestimmt.
Bei einem Hochgeschwindigkeits-Laserdrucker passiert es sehr häufig, daß die erforderliche Ausgabegeschwindigkeit die höchste Geschwindigkeit überschreitet, mit welcher die Hostvorrichtung digitale Daten an den Drucker übertragen kann. Der Laser Imager P831 setzt zum Beispiel an den Laser eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von ungefähr 2,5 Millionen Bildpunkten je Sekunde (Durchschnittswert über eine Abtastzeile) voraus. Dieser Wert übersteigt normalerweise die Datenübertragungsmöglichkeiten einer Hostvorrichtung, die kennzeichnenderweise unter 1 Million Bildpunkten je Sekunde liegt. Somit gilt es die Schwierigkeit zu beseitigen, wie die Voraussetzungen für die Dateneingabegeschwindigkeit des Laserdruckers an die eingeschränkte Übertragungsgeschwindigkeit der Hostvorrichtung angeglichen werden kann.
In der Vergangenheit wurde dieses Problem durch den Einschluß eines Massenspeichersystems in dem Laserdrucker bzw. einem eng mit dem Laserdrucker verbundenen Massenspeichersystem angegangen. Dieser Speicher wird durch die Hostvorrichtung vor dem Beginn des Druckvorgangs mit den digitalen Daten geladen, welche das gesamte zu druckende Bild darstellen. Somit liegen die Einschränkungen bezüglich der Datenübertragung nicht bei der Hostvorrichtung. Durch die neuesten Speichertechnologien und Konstruktionen ist es möglich, daß die in dem Speicher gespeicherten digitalen Daten mit einer Geschwindigkeit ausgelesen werden, die den Datengeschwindigkeitsanforderungen des Laserdruckers entspricht. Der Laser Imager P831 weist zum Beispiel bis zu 20 Megabyte RAM auf, die dazu verwendet werden, vor dem Drucken eine Bilddatenseite temporär zu speichern.
Bezüglich dieser Annäherung zum Angleichen der Datenflußgeschwindigkeiten gibt es verschiedene Nachteile. Erstens kann die Anzahl zur Darstellung eines komplexen, digitalen Bildes mit hoher Auflösung erforderlicher digitaler Daten verhältnismäßig groß sein, und obwohl manchmal Magnetplattenspeicher als Alternative zu integrierten Speicherschaltungen verwendet werden können, ist eine sehr schnelle Zugriffszeit erforderlich. Dieser Speicher ist aufgrund seiner Größe und Zugriffszeit sehr kostenintensiv.
Zweitens erfordert ein solches System eine signifikante Duplizierung von Betriebsmitteln. Wenn die Hostvorrichtung und der Laserdrucker als ein vollständiges System betrachtet werden, so kann der zu dem Laserdrucker hin zukommende Speicher einen Speicher duplizieren, der bereits in der Hostvorrichtung vorhanden ist.
Bei der Implentierung sind drittens spezielle Techniken erforderlich, um einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb eines solch großen Halbleiterspeichers zu gewährleisten. Diese Techniken sind sehr komplex und kostspielig.
In JP-A-59-77406 ist ein Laserdrucker offenbart, der einen Drehspiegel zum Abtasten eines Strahls über ein Aufzeichnungsmedium aufweist. Damit eine verringerte Druckgeschwindigkeit möglich ist, sind nur alternierende Oberflächen des Drehspiegels poliert. Somit kann der Spiegel des langsamen Druckers mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht werden wie der Spiegel eines schnellen Druckers. Diese Druckschrift wird zur Gestaltung des Oberbegriffs der anhängigen Ansprüche verwendet.

Offenbarung der Erfindung

Vorgesehen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Bildes auf einem Medium als eine Funktion digitaler Bildpunktdaten, wobei die Vorrichtung eine Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Strahlungsbündels umfaßt, welches gemäß den akkumulierten Bildpunktdaten moduliert wird, und wobei die Vorrichtung ferner einen Drehspiegel zur Reflektion des Strahlungsbündels umfaßt, um den Strahl über dem Medium in einer ersten Richtung abzutasten, wobei der Spiegel eine Mehrzahl von Facetten aufweist, wobei nicht die gesamte Facettenmehrzahl zum Abtasten des Strahls verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß:
die gesamte Mehrzahl der Facetten des Spiegels reflektierend ist, wodurch jede Facette den Strahl über dem Medium abtasten kann; und daß
die Vorrichtung ferner eine Steuereinrichtung zur Sperrung der Erzeugungseinrichtung umfaßt, wodurch eine gewünschte Anzahl nicht-aufeinanderfolgender Facetten des Spiegels zum Abtasten des Strahles verwendet werden kann.
Vorgesehen ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Aufzeichnung eines Bildes auf einem Medium durch Abtasten eines Strahles, der gemäß akkumulierter Bildpunktdaten über einem Medium moduliert worden ist, und zwar unter Verwendung nicht-aufeinanderfolgender Facetten eines Drehspiegels mit einer Mehrzahl von Facetten, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ausstattung der gesamten Facettenmehrzahl des Spiegels mit reflektierenden Oberflächen, wodurch jede Facette den Strahl über dem Medium abtasten kann, und
selektives Sperren des Strahles, wodurch eine gewünschte Anzahl nicht-aufeinanderfolgender Facetten des Spiegels zum Abtasten des Strahles verwendet wird.
Offenbart wird somit eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auf zeichnen eines Bilds auf einem Medium als Funktion digitaler Daten, die mit einer Eingabe-Datenflußgeschwindigkeit empfangen werden, die keinen Massenspeicher zur Zwischenspeicherung der Daten für ein vollständiges Bild voraussetzt, um die Unterschiede zwischen einer durchschnittlichen Abtast-Datenflußgeschwindigkeit durch den Laserdrucker und einer Dateneingabegeschwindigkeit auszugleichen. Eine Strahlerzeugungseinrichtung erzeugt einen Strahl zur Aufzeichnung von Bildpunkten des Bilds auf dem Medium. Eine Modulationseinrichtung ist zur Modulation der Intensität des Strahls als eine Funktion der eingegebenen digitalen Daten vorgesehen. Der Strahl tastet unter Verwendung einer Abtasteinrichtung in der Querrichtung das Medium in der Querrichtung ab. Die Abtasteinrichtung reflektiert den Strahl von einem Drehspiegel mit mehreren Facetten, wobei jede Facette je eine Abtastung des Strahls über das Medium mit einer Abtastgeschwindigkeit erzeugen kann, die proportional zu der Winkelgeschwindigkeit des Drehspiegels ist. Zur Steuerung des Strahls ist eine Strahlsteuereinrichtung vorgesehen, so daß der Strahl nur von einer von N-Facetten des Spiegels mit einer Mehrzahl von Facetten abgetastet wird. Somit wird eine durchschnittliche Datenabtastgeschwindigkeit erzielt, die so verändert werden kann, daß sie zu der Dateneingabegeschwindigkeit verträglich ist, wobei die Augenblicksabtastgeschwindigkeit beibehalten wird. Eine Mediumtransporteinrichtung wird zum Vorschub des Mediums in eine Längsrichtung verwendet, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die gemäß der durch die Strahlsteuereinrichtung erzeugten durchschnittlichen Datenabtastgeschwindigkeit geregelt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Systems der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 schematisch den Optik/Abtaster-Teil und den Abtastbeginndetektor (SOS) der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A den auf dem photosensiblen Medium auftreffenden Strahl;
Fig. 3 einen Teil der in dem Laserdrucker verwendeten Steuerlogik;
die Fig. 4A und 4B Taktdiagramme, welche die frühere Abtasterfunktionsweise mit der vorliegenden Erfindung vergleichen;
Fig. 5 einen Graph gemessener DlogE-Kurven von Prüfbelichtungen, wobei gemäß dem Stand der Technik keine Facetten übersprungen werden; und
Fig. 6 einen Graph gemessener DlogE-Kurven von Prüfbelichtungen, wobei je drei von vier Facetten gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung übersprungen werden.

Genaue Beschreibung

Die Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird. Die Hostvorrichtung 10 überträgt Eingabedaten, die ein zu druckendes Bild darstellen, an den Laserdrucker 12. Die Steuerschaltung 14 des Laserdruckers 12 empfängt die Eingabedaten und verwendet diese zur Steuerung der Laserdioden 16, 18 und 20. Die Laserdioden 16, 18 und 20 emittieren Strahlungsbündel 22, 24 und 26 mit unterschiedlichen Wellenlängen. Die Steuerschaltung 14 steuert die Laserdioden 16, 18 und 20 so, daß die Intensität der Strahlen 22, 24 und 26 gemäß den von der Hostvorrichtung 10 empfangenen Eingabedaten moduliert wird.
Die Strahlen 22, 24 und 26 werden in dem Optik/Abtasterteil 28 des Laserdruckers 12 parallel gerichtet und gebündelt, was zu dem Strahlungsbündel 30 führt. Der Strahl 30 trifft auf dem strahlungsempfindlichen Medium 32 auf und wird durch den Optik/Abtaster 28 über dem Medium 32 in der durch den Pfeil 34 dargestellten Querrichtung abgetastet. Die Steuerschaltung 14 verwendet die Eingabedaten von der Hostvorrichtung 10 zur Modulation der Intensität der Strahlen 22, 24 und 26, die von den Laserdioden 16, 18 und 20 emittiert werden, so daß die Intensität des Strahls 30 bildpunktweisemoduliert wird, während der Strahl 30 das Medium 32 abtastet. Dies führt zu einer Reihe von Lichtflecken (Bildpunkten) auf der Breite des Mediums 32 in der durch den Pfeil 34 angezeigten Richtung. Diese Reihe von Bildpunkten wird als Abtastzeile bezeichnet.
Die Geschwindigkeit, mit welcher der Strahl 30 das Medium 32 in der durch den Pfeil 34 angezeigten Querrichtung abtastet (d. h. die Augenblicksabtastgeschwindigkeit), wird durch den Abtastspiegelantrieb 36 bestimmt, der durch die Steuerschaltung 14 gesteuert wird. Während der Strahl 30 mit der Augenblicksabtastgeschwindigkeit in der durch den Pfeil 34 dargestellten Richtung das Medium 32 abtastet, bewegt die Transporteinrichtung 38 das Medium 32 in die durch den Pfeil 40 angezeigte Längsrichtung, die senkrecht zu der durch den Pfeil 34 angezeigten Querrichtung liegt. Durch die Bewegung des Mediums 32 in die durch den Pfeil 40 angezeigte Längsrichtung und durch das Abtasten des Strahls 30 in der durch den Pfeil 34 angezeigten Querrichtung über das Medium 32, sammelt sich auf dem Medium 32 eine Reihe von Abtastzeilen an, die in der Kombination ein zu druckendes Bild erzeugen, das durch die Eingabedaten dargestellt wurde, die von der Hostvorrichtung 10 an den Laserdrucker 12 übertragen worden sind.
Der Abtastbeginndetektor (SOS) 42, der später in der Beschreibung genauer beschrieben wird, ist dem Optik/Abtaster 28 zugeordnet, um ein Abtastbeginnsignal (SOS) zu erzeugen, welches anzeigt, daß der Strahl 30 mit dem Abtasten des Mediums 32 beginnt. Das SOS- Signal wird als Rückführungssignal zur Taktung und Synchronisierung in der Steuerschaltung 14 verwendet.
Die Fig. 2 und 2A zeigen ein vereinfachtes Diagramm des Optik/Abtasterteils 28 des Laserdruckers 12. Dieser Teil gleicht dem in der U.S. Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 06/736.252 dargestellten Zusammenbau, wobei es sich um den gleichen Anmelder wie bei der vorliegenden Erfindung handelt. Die optischen Elemente 44 und 46 werden dazu verwendet, die Strahlen 22, 24 und 26 parallel zu richten, zu formen und in übereinstimmende Bahnen zu bringen. Das optische Element 44 kombiniert die Strahlen 22 und 24 zu einem zusammenfallenden Zweikomponenten-Strahl 48, während das optische Element 46 die Strahlen 26 und 48 kombiniert und einen zusammenfallenden Dreikomponenten-Strahl 30 erzeugt. Der Strahl 30 ist auf die Fläche eines polygonalen Drehspiegels 50 mit einer Mehrzahl von Facetten gerichtet, wobei sich der Spiegel in die durch den Pfeil 52 angezeigte Richtung dreht. Jede Facette des Drehspiegels 50 kann den Strahl 30 reflektieren und einen reflektierten Strahl 30' erzeugen, der durch die Abtastlinierisierungslinse 54 verläuft, die in der U.S. Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 06/736.252 genau beschrieben ist, und wobei der Strahl dadurch nach der Reflektion durch das Reflektionselement 56 auf das Medium 32 fokussiert wird. Jede Facette des Drehspiegels 50 tastet den reflektierten Strahl 30' wirksam in der Querrichtung ab, nachdem sich der Drehspiegel gemäß der Darstellung durch den Pfeil 58 gedreht hat.
Wenn jede Facette des Drehspiegels 50 damit beginnt den reflektierten Strahl 30' abzutasten, wird der Strahl 30' entlang dem durch die gestrichelte Linie 60 angezeigten Strahlengang auf den SOS-Detektor 42 gerichtet. Der SOS-Detektor 42, bei dem es sich vorzugsweise um einen Photoempfänger handelt, gibt dann das SOS-Signal aus, welches anzeigt, daß eine Abtastzeile beginnt. Das SOS-Signal wird in der Steuerschaltung 14 verwendet und wird später im Text genauer beschrieben.
Die durch den von einer Facette des Drehspiegels 50 reflektierten Strahl 30 bewirkte Abtastbewegung erzeugt eine kreisförmige Fokalabtastung, die durch die Linse 54 in eine lineare Fokalabtastung umgesetzt wird. Dies führt zu einer konstanten linearen Augenblicksabtastgeschwindigkeit in Querrichtung, die an dem Reflektionselement 56 und folgend auf dem Medium 32 beobachtet wird. Ein Abtastvorgang des reflektierten Strahls 30' über dem Medium 32 entspricht der Rotation einer Facette des Drehspiegels 50 über den Strahl 30 und führt zu einer einzigen Abtastzeile auf dem Medium 32.
Durch den gleichmäßigen Transport eines strahlungsempfindlichen Mediums 32 in die durch den Pfeil 40 angezeigte Längsrichtung, kann auf dem strahlungsempfindlichen Medium 32 ein Bild erzeugt werden. Jede Abtastzeile des Bildes entspricht einer Facette des Drehspiegels 50. Die Geschwindigkeit, mit der das strahlungsempfindliche Medium in die durch den Pfeil 40 angezeigte Längsrichtung transportiert wird, wird durch die Drehgeschwindigkeit des Drehspiegels 50 geregelt und synchronisiert, so daß die gewünschte Zeilendichte und das resultierende Bild erzeugt werden.
Hier wird ersichtlich, daß die Geschwindigkeit, mit welcher Daten gemäß der Darstellung in Fig. 1 von einer Hostvorrichtung 10 zu dem Laserdrucker 12 geführt werden, proportional zu der Abtastgeschwindigkeit, der Anzahl von Bildpunkten je Abtastvorgang, der Anzahl von Abtastzeilen je Sekunde und der Anzahl von Abtastzeilen je Bild ist.
Ein ruckfreier, kontinuierlicher Mediumtransport 38 ist anstatt eines schrittweisen, inkrementalen Transports sehr wünschenswert. Ferner ist es wünschenswert, die Augenblicksabtastgeschwindigkeit so hoch zu halten, daß ein Schräglauf des zu druckenden Bildes vermieden wird, da sich das strahlungsempfindliche Medium 32 konstant in Bewegung befindet. Ferner ist es wünschenswert, die Winkelgeschwindigkeit des Drehspiegels 50 hoch zu halten, da die Abtastgeschwindigkeit in unmittelbarem Verhältnis zu der Winkelgeschwindigkeit des Drehspiegels 50 steht. Ferner ist die Rotation des Spiegels 50 bei höheren Geschwindigkeiten allgemein stabiler.
Wie dies bereits vorstehend erläutert worden ist, kann die Hostvorrichtung 10 normalerweise Daten jedoch nur mit einer Dateneingabegeschwindigkeit zuführen, die wesentlich niedriger ist als die von dem Laserdrucker verwendete Datenübertragungsgeschwindigkeit. Zwar können die Winkelgeschwindigkeit des Drehspiegels 50 und die Transportgeschwindigkeit so verringert werden, daß sie an die Dateneingabeübertragungsgeschwindigkeit der Hostvorrichtung 10 angeglichen werden, doch setzt dies eine Modifizierung der Eigenschaften des strahlungsempfindlichen Mediums 32 voraus, um die längeren Expositionen zu ermöglichen, die sich durch die wesentlich niedrigere Augenblicksabtastgeschwindigkeit ergeben würden.
Die vorliegende Erfindung erhält die verlangte hohe Augenblicksabtastgeschwindigkeit aufrecht, während die erforderliche durchschnittliche Datenübertragungsgeschwindigkeit von der Hostvorrichtung 10 zu dem Laserdrucker 12 dadurch verringert wird, daß die Anzahl von Abtastzeilen je Sekunde reduziert wird, so daß die durchschnittliche Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit der Dateneingabegeschwindigkeit von der Hostvorrichtung 10 entspricht. Dies erfolgt durch Überspringen einer Anzahl von Facetten an dem Drehspiegel 50, wodurch für nur eine von N-Facetten (wobei N eine größere Integerzahl als 1 darstellt) eine Abtastzeile auf dem strahlungsempfindlichen Medium 32 verursacht wird. Dadurch wird die Augenblicksabtastgeschwindigkeit aufrechterhalten (da die Winkelgeschwindigkeit des Drehspiegels 50 nicht verändert wird), während die erforderliche durchschnittliche Datenübertragungsgeschwindigkeit von der Hostvorrichtung 10 um einen Faktor von N verringert wird. Nach der Verringerung der Abtastzeilenanzahl ist es jedoch erforderlich, die Transportgeschwindigkeit 38 zu reduzieren, mit der das strahlungsempfindliche Medium 32 durch den Transport in die durch den Pfeil 40 dargestellte Längsrichtung bewegt wird, so daß die Abtastzeilendichte (d. h. die Anzahl der Abtastvorgänge je Inch) konstant bleibt. Dies führt zur Beibehaltung der Bildqualität.
Das Blockdiagramm in Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung 14, die ein Überspringen von N Facetten des Drehspiegels 50 bewirkt, wobei die Augenblicksabtastgeschwindigkeit beibehalten wird. Die Steuerschaltung 14 erhält auch eine Abtastzeile für eine von N Facetten aufrecht und steuert den Transport 38 für das strahlungsempfindliche Medium, so daß die Abtastzeilendichte konstant bleibt.
Wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt die Steuerschaltung 14 die Laserdioden-Steuerschaltungen 62, 64 und 66, eine alternierende Pufferauswahlschaltung 68, einen Austastimpulsgenerator 70, einen Division-durch-N-Zähler 72, den Bildpunkttaktgeber 74, das UND-Gatter 76, die Transportkontrolle 78, den Transporttreiber 80 und den Anforderungsgenerator 81. Die Laserdioden-Steuerschaltungen 62, 64 und 66 steuern entsprechend die Laserdioden 16, 18 und 20, als eine Funktion der von der Hostvorrichtung 10 empfangenen Eingabe-Bildpunktdaten. Die Schaltungen 62, 64 und 66 sind identisch, und somit ist in Fig. 3 nur die Schaltung 66 genauer dargestellt. Jede der Laserdioden- Steuerschaltungen 62, 64 und 66 umfaßt erste und zweite Zeilenpuffer 82 und 84, ein ODER-Gatter 86, einen Digital-Analog- Umsetzer 88 (DAU) und einen Laserdiodentreiber 90.
Die ersten und zweiten Zeilenpuffer 82 und 84 arbeiten in doppeltgepufferter Anordnung unter der Steuerung der alternierenden Pufferauswahlschaltung 68. Einer der Puffer 82, 84 empfängt Bildpunktdaten von der Hostvorrichtung 10 für eine vollständige Abtastzeile mit einer durch ein Eingangstaktsignal (IC) bestimmten Geschwindigkeit, wobei aus dem anderen Puffer Daten für die vorhergehende Zeile als Reaktion auf ein Ausgangstaktsignal (OC) durch das ODER-Gatter 86 an den DAU 88 ausgelesen werden können. Der digitale Wert für jeden Bildpunkt wird durch den DAU 88 in ein analoges Signal umgesetzt und dem Laserdiodentreiber 90 zugeführt. Die Größe des analogen Signals des DAU 88 bestimmt das Ausmaß des Antriebs an die Laserdiode 16, 18, 20 und somit die Intensität des von der entsprechenden Laserdiode 16, 18, 20 emittierten Laserstrahls 22, 24, 26. Die Intensität des Laserstrahls 22, 24, 26 bestimmt das Ausmaß der Exposition der strahlungsempfindlichen Schicht des Mediums 32, die bezüglich der Wellenlänge des bestimmten Strahls sensibel ist, so daß die Intensität auch die resultierende Farbdichte des als Folge der Exposition aufgezeichneten Bildpunktes bestimmt.
Die Funktionsweise der Steuerschaltung 14 ist zu der Hostvorrichtung 10 abgestimmt, so daß die zur Übertragung einer vollständigen Abtastzeile von Bildpunktdaten in einen der Puffer 82, 84 erforderliche Zeit geringer oder gleich der Zeit ist, die zur Rotation von N-Facetten des Drehspiegels durch den Pfad des Strahls 30 erforderlich ist. Durch die Verwendung von nur einer von N-Facetten des Spiegels 50 zur Erzeugung einer Abtastzeile, wird die durchschnittliche Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit zu der Dateneingabegeschwindigkeit von der Hostvorrichtung 10 kompatibel gestaltet. Die Hostvorrichtung 10 stellt als Eingabe in die Steuerschaltung 14 den digitalen Wert N bereit, der die durchschnittliche Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit bestimmt. Der Wert N wird einem Division-durch-N-Zähler 72 zugeführt, um die Anzahl der zu überspringenden Facetten zu regeln, und der Wert wird der Transportkontrolle 78 zugeführt, um die Transportgeschwindigkeit des Mediums 32 in die Längsrichtung zu regeln.
Ein Bildanfangssignal (SOP) von der Hostvorrichtung 10 an die Transportkontrolle 78 bewirkt, daß der Transport 38 damit beginnt das strahlungsempfindliche Medium 32 mit einer durch N geregelten Geschwindigkeit in die Längsrichtung (angezeigt durch den Pfeil 40 in Fig. 2) zu bewegen. Jedesmal wenn eine Facette an dem Drehspiegel 50 den Strahl 30' in den Abtastbeginndetektor (SOS) 42 reflektiert, wird von dem SOS-Detektor 42 ein SOS-Signalimpuls erzeugt und dem Division-durch-N-Zähler 72 zugeführt. Bei der Ausgabe des Division-durch-N-Zählers 72 handelt es sich um ein Abtastzeilensignal (SL), das ein Impulssignal darstellt, das alle N-Impulse des SOS-Signals einmal auftritt (d. h. jedesmal, wenn insgesamt N-Facetten des Drehspiegels 50 den Strahl 30' in den SOS-Detektor 42 reflektiert haben). Das SL-Signal stellt den Anfang jeder Abtastzeile dar, während die Bildpunkte des Bilds aufgezeichnet werden, und das Signal steuert die Taktgebung und die Synchronisierung der digitalen Datenübertragung und Umsetzung.
Eine Erzeugung eines SL-Signalimpulses schaltet den Austastimpulsgenerator 70 ab, der im eingeschaltenen Zustand dazu verwendet wird, den Laserdiodentreiber 90 zu sperren. Der SL- Signalimpuls wird ferner der alternierenden Pufferauswahlschaltung 68 zugeführt, welche den ersten oder zweiten Zeilenpuffer 82 oder 84 (abhängig davon, welcher die Bildpunktdaten für die zu druckende Abtastzeile aufweist) zum Lesen und den anderen Puffer zum Schreiben vorbereitet. Ferner wird das SL-Signal dem Anforderungsgenerator 81 zugeführt, der ein Datenanforderungssignal an die Hostvorrichtung 10 überträgt, welches anzeigt, daß die Hostvorrichtung 10 mit der Übertragung von Bildpunktdaten für eine neue Abtastzeile an die Steuerschaltung 14 beginnen soll. Ferner ermöglicht das SL-Signal die Übertragung eines Bildpunkttaktsignals (PC) von dem Bildpunkttaktgeber 74 durch das UND-Gatter 76. Dies führt zu dem Ausgangstaktsignal (OC), welches die gespeicherten digitalen Bildpunktdaten gemäß einer der Abtastzeilen aus einem der Zeilenpuffer (z. B. dem Puffer 82) taktet. Die digitalen Bildpunktdaten werden durch die ODER-Gatter 86 geleitet und in den Digital-Analog-Umsetzern (DAU) 88 in analoge Signale umgesetzt. Die analogen Signale werden dann zu den Laserdiodentreibern 90 übertragen, die wiederum die Laserdioden 16, 18 und 20 betreiben, so daß die Ausgaben der Laserdioden 16, 18 bzw. 20 entsprechend den analogen Signalen der Digital-Analog- Umsetzer 88 moduliert werden. Auf diese Weise werden die durch die Laserdioden 16, 18 und 20 erzeugten Strahlen 22, 24 und 26 durch die digitalen Bildpunktdaten moduliert, die vorher von der Hostvorrichtung 10 in den ersten Zeilenpuffer 82 übertragen worden sind.
Wenn das SL-Signal wieder den niedrigen Zustand annimmt, kann der Austastimpulsgenerator 70 durch folgende SOS-Signale des SOS- Detektors 42 freigegeben werden. Bei den folgenden N-1 Signalen des SOS-Detektors 42 werden die Laserdiodentreiber 90 somit gesperrt, was dazu führt, daß die Laserdioden 16, 18 bzw. 20 keine Strahlung abgeben. Es muß beachtet werden, daß die Laserdioden 16, 18 und 20 nur dann abgeschaltet werden, wenn der reflektierte Strahl 30' das Medium 32 abtastet, so daß eine ausreichende Strahlung der Laserdioden 16, 18 und 20 zur Verfügung steht, wenn der reflektierte Strahl 30' durch den SOS- Detektor 42 tritt, so daß ein SOS-Signalimpuls erzeugt wird. Wenn sich das SL-Signal im niedrigen Zustand befindet, wird auch das Ausgangstaktsignal (OC) niedrig gehalten (d. h. ausgeschaltet), so daß keine digitalen Informationen an die Digital-Analog-Umsetzer 88 übertragen werden.
Während der N-Facetten-Periode, die mit der Abtastung der Zeile beginnt, die durch die Bildpunktdaten aus dem Puffer 82 moduliert worden ist, wird die nächste Datenzeile von der Hostvorrichtung 10 in den anderen Puffer 84 übertragen.
Wie dies bereits oben festgestellt worden ist, beträgt die Geschwindigkeit, mit der Daten in die Puffer 82 und 84 eingeschrieben werden, ungefähr N-Facetten-Perioden, während die Geschwindigkeit, mit der Daten aus den Puffern 82 und 84 ausgelesen werden, eine (1) Facettenperiode beträgt. Somit wird die Zeit, welche die Hostvorrichtung 10 zur Übertragung der digitalen Daten zur Verfügung hat, erhöht, während die Augenblicksabtastgeschwindigkeit gleich bleibt (die Geschwindigkeit, mit welcher der Strahl 30' das strahlungsempfindliche Medium 32 abtastet).
Die Fig. 4A und 4B zeigen zwei Anordnungen von Taktdiagrammen. Die erste Anordnung aus Fig. 4A veranschaulicht das Taktdiagramm dem Stand der Technik entsprechender Systeme, wobei keine Facetten an dem Drehspiegel 50 übersprungen werden (d. h. N=1). Das SOS-Signal wird jedesmal gepulst, wenn eine Facette des Drehspiegels 50 an dem SOS-Detektor 42 vorbei gedreht wird. Wenn keine Facetten übersprungen werden, muß während jeder Periode des SOS-Signals eine Zeile der Eingabe-Bildpunktdaten von der Hostvorrichtung 10 an den Laserdrucker 12 übertragen werden, da während jeder Periode des SOS-Signals eine Abtastzeile erzeugt wird.
Wenn jede zweite Facette an dem Drehspiegel 50 übersprungen wird (d. h. N=2), wie dies in Fig. 4B dargestellt ist, so pulsiert das SOS-Signal weiterhin jedesmal, wenn eine Facette des Drehspiegels 50 das Auftreffen des Strahls 30' auf dem SOS-Detektor 42 bewirkt. Jedoch können die Eingabebildpunktdaten für jede Abtastzeile von der Hostvorrichtung 10 über einen Zeitraum übertragen werden, der zwei SOS-Perioden entspricht. Die Ausgabedaten werden jedoch weiterhin so bereitgestellt, daß die Laserdioden 16, 18 und 20 innerhalb einer Periode des SOS-Signals moduliert werden. In der Fig. 4B wird dargestellt, daß die Periode, während der die Hostvorrichtung 10 digitale Daten übertragen kann, um einen Faktor von zwei erhöht wird, während die Augenblicksabtastgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit, mit welcher der reflektierte Strahl 30' das strahlungsempfindliche Medium 32 abtastet, im Vergleich zu Fig. 4A unverändert bleibt.
Die Ausführung der vorliegenden Erfindung in bezug auf die optische Abbildung wird aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich. Die Fig. 5 zeigt Kurven der Dichte zur Logarithmusexposition (D-log E) eines Laserdruckers, der mit normaler Geschwindigkeit druckt (d. h. es werden keine Facetten des Drehspiegels 50 übersprungen), und wobei die Eingabedaten unter Verwendung eines großen gepufferten Vollbildspeichers gepuffert werden. Mit anderen Worten zeigt die Fig. 5 die D-log E-Kurven eines Laserdruckers, der gemäß den dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren arbeitet.
Die Fig. 6 zeigt die D-log E Kurven des Laserdruckers unter Verwendung der vorliegenden Erfindung. Der Laserdrucker gemäß der D-log E Kurve aus Fig. 6 verwendete N=4 und druckte somit mit einem Viertel der normalen Transportgeschwindigkeit (für jede vierte Facette an dem Drehspiegel 50 wurde eine Abtastzeile erzeugt). Diese niedrige durchschnittliche Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit ermöglichte die zeilenweise Datenübertragung von der Hostvorrichtung 10, ohne daß ein großer Vollbild-Pufferspeicher erforderlich war. Es wird deutlich, daß bezüglich der D-log E Kurven der drei Farben Gelb, Zyan und Magentarot, in den Fig. 5 und 6 eine enge Beziehung besteht. Beim Vergleich der Fig. 5 und 6 wird deutlich, daß sich die Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich von der früherer Drucker unterscheidet, mit Ausnahme einer Verringerung der durchschnittlichen Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit um einen Faktor von vier. Dabei bleibt die Augenblicksabtastgeschwindigkeit unverändert und es wird nur die Periode zwischen dem Abtasten benachbarter Zeilen erhöht, um die niedrigere Datenübertragungsgeschwindigkeit der Hostvorrichtung auszugleichen.
Die vorliegende Erfindung erhöht die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abtastzeilen. Wenn die sich auf einem Medium 32 bildende Dichte auf der Ansammlung aufeinanderfolgender Abtastzeilen basiert (aufgrund einer gewissen Überlappung des Strahlprofils auf der Abbildungsebene), so muß das Medium 32 so beschaffen sein, daß diese Energieansammlung durch die erhöhte Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abtastzeilen nicht beeinflußt wird. Zum Beispiel muß die Exposition, die sich aus zwei teilweise überlappenden Abtastzeilen aufeinanderfolgender Facetten ergibt, das Medium 32 auf die gleiche Weise beeinflussen wie die Exposition, die sich aus zwei teilweise überlappenden Abtastzeilen ergibt, die dazwischen eine unbenutzte Facettenperiode aufweisen.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar in bezug auf eine Dreikanal- Farblaserabbildungsvorrichtung beschrieben, doch ist das Konzept auch direkt auf einen Polygon-Laserabtaster übertragbar. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, daß die Geschwindigkeit, mit der ein Laserdrucker die Eingabe digitaler Daten voraussetzt, welche das zu druckende Bild darstellen, zu der Geschwindigkeit kompatibel ist, mit der eine Hostvorrichtung diese digitalen Daten an den Laserdrucker übertragen kann. Die Erfindung erreicht dies ohne den Einsatz eines großen Pufferspeichers. Somit treten die Nachteile großer Pufferspeicher, wie etwa die hohen Kosten, die Komplexität und die Duplizierung von Betriebsmitteln, hier nicht auf. Außerdem behält die Erfindung die zur Laserexposition einer Zeile des strahlungsempfindlichen Mediums bei (d. h. die Augenblicksabtastgeschwindigkeit). Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Augenblicksabtastgeschwindigkeit, die durch die Winkelgeschwindigkeit des Drehspiegels geregelt wird, unverändert bleibt. Somit bleiben die Bildpunktverweilzeit und die Energieverteilung auf dem strahlungsempfindlichen Medium unverändert. Durch eine Erhöhung der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Abtastzeilen um einen Faktor N, wird die durchschnittliche Datenflußgeschwindigkeit des Laserdruckers so verringert, daß sie zu der Datenflußgeschwindigkeit der Hostvorrichtung verträglich ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Bildes auf einem Medium als eine Funktion digitaler Bildpunktdaten, wobei die Vorrichtung eine Erzeugungseinrichtung (16, 18, 20, 62, 64, 66) zur Erzeugung eines Strahlungsbündels (30) umfaßt, welches gemäß den akkumulierten Bildpunktdaten moduliert wird, und wobei die Vorrichtung ferner einen Drehspiegel (50) zur Reflektion des Strahlungsbündels (30) umfaßt, um den Strahl (30) über dem Medium (32) in einer ersten Richtung abzutasten, wobei der Spiegel eine Mehrzahl von Facetten aufweist, wobei nicht die gesamte Facettenmehrzahl zum Abtasten des Strahls (30) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß:

die gesamte Mehrzahl der Facetten des Spiegels reflektierend ist, wodurch jede Facette den Strahl (30) über dem Medium (32) abtasten kann; und daß

die Vorrichtung ferner eine Steuereinrichtung (14) zur Sperrung der Erzeugungseinrichtung umfaßt, wodurch eine gewünschte Anzahl nicht-aufeinanderfolgender Facetten des Spiegels (50) zum Abtasten des Strahles (30) verwendet werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Einrichtung zur Bewirkung einer relativen Bewegung des Mediums im Verhältnis zu dem Strahl in eine zweite Richtung, die allgemein im rechten Winkel zu der ersten Richtung steht.

3. Vorrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem auf einem Medium (32) aufgezeichneten Bild um eine Funktion digitaler Daten handelt, die mit einer Eingabedatenflußgeschwindigkeit empfangen werden, und wobei der Strahl (30) Bildpunkte des Bildes auf dem Träger (32) aufzeichnen kann, und wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zur Regelung der Intensität des Strahles (30) umfaßt, so daß eine aller N-Facetten des Spiegels (50) den Strahl (30) über dem Medium (32) in die Querrichtung abtastet, während die Intensität des Strahles (30) als eine Funktion akkumulierter Daten moduliert wird, welche eine Abtastzeile des Bildes darstellen; wobei N eine größere Integerzahl als Eins darstellt.

4. Vorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Vorrichtung (12) zum Aufzeichnen eines Bildes auf einem Medium (32) um einen Laserdrucker handelt, und wobei die Intensität des Laserstrahls (30) als eine Funktion digitaler Daten mit einer ersten Geschwindigkeit moduliert wird, wobei die digitalen Daten von dem Laserdrucker mit einer zweiten, niedrigeren Datenflußgeschwindigkeit empfangen werden, wobei der Laserdrucker eine Einrichtung zur Akkumulation der digitalen Daten aufweist, die eine Abtastzeile darstellen und die mit der zweiten Geschwindigkeit empfangen werden, sowie zur Zufuhr der akkumulierten digitalen Daten, wobei die Daten mit der ersten Geschwindigkeit zugeführt werden; ferner umfassend eine Einrichtung zur Modulation des Laserstrahles (30) als eine Funktion digitaler Daten, die während jedem Abtastvorgang des Strahles (30) über das Medium (32) durch die Einrichtung zur Akkumulation zugeführt werden; wobei die Einrichtung zur Sperrung (14) der Erzeugungseinrichtung eine durchschnittliche Datenaufzeichnungsgeschwindigkeit auf dem Medium (32) erzeugt, welche zu der zweiten Datenflußgeschwindigkeit kompatibel ist.

5. Verfahren zur Aufzeichnung eines Bildes auf einem Medium (32) durch Abtasten eines Strahles, der gemäß akkumulierter Bildpunktdaten über einem Medium moduliert worden ist, und zwar unter Verwendung nicht-aufeinanderfolgender Facetten eines Drehspiegels mit einer Mehrzahl von Facetten, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Ausstattung der gesamten Facettenmehrzahl des Spiegels mit reflektierenden Oberflächen, wodurch jede Facette den Strahl über dem Medium abtasten kann, und

selektives Sperren dem Strahles (30), wodurch eine gewünschte Anzahl nicht-aufeinanderfolgender Facetten des Spiegels (50) zum Abtasten des Strahles verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Aufzeichnung des Bildes mit einer durchschnittlichen Ausgabedatenflußgeschwindigkeit erfolgt, die kompatibel zu der Eingabedatenflußgeschwindigkeit ist, ferner umfassend die folgenden Schritte: Erzeugung eines Strahlungsbündels (30), welches Bildpunkte des Bildes auf einem strahlungsempfindlichen Medium (32) auf zeichnen kann; Drehen des Spiegels (50) mit einer Mehrzahl von Facetten mit einer solchen Winkelgeschwindigkeit, daß jede Facette den Strahl (30) so reflektieren kann, daß der Strahl (30) über dem strahlungsempfindlichen Medium (32) mit einer Abtastgeschwindigkeit abgetastet wird, die proportional zu der Winkelgeschwindigkeit des Spiegels (50) mit einer Mehrzahl von Facetten ist; Erfassung des Zeitpunktes, zu dem der jeder Facette auf dem Spiegel (50) mit einer Facettenmehrzahl zugeordnete Abtastvorgang beginnt und Beförderung des strahlungsempfindlichen Mediums (32) an dem Strahl (30) vorbei, so daß der Strahl (30) über dem strahlungsempfindlichen Medium (32) rasterartig abgetastet wird, und wobei der genannte Schritt des Sperrens die Sperrung des Strahles (30) nach der Erkennung des Beginns des Abtastvorgangs umfaßt, und zwar während der Rotation von N-1 Facetten des Spiegels (50) mit einer Mehrzahl von Facetten, so daß nur ein Abtastvorgang des Strahles (30) über dem strahlungsempfindlichen Medium (32) bei Rotationen aller N Facetten des Spiegels (50) mit einer Mehrzahl von Facetten auftritt, wobei N eine größere Integerzahl als Eins darstellt.