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Diese Erfindung betrifft die Umschaltung von Videosignalen, die es
erlaubt, eine gebrochene Anzahl von Abtastungen zum Belichten jedes
Datenrasters in einem Rasterausgabescanner (ROS) zu verwenden, und die
es im besonderen erlaubt, eine einzelne Abtastung mit Videodaten von
einem Raster zu beginnen und an jedem Punkt der Daten ohne einen
sichtbaren Hinweis auf den Umschaltpunkt auf das nächste Raster
umzuschalten.
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Im einfachsten Fall verfügt der Rasterausgabescanner über eine
Abtastung pro Raster. Ein Beispiel ist eine Abtastung, die von einem
rotierenden Polygon erzeugt wird, das benutzt wird, um eine Abbildung
auf einen Photorezeptor zu werfen. Zu Beginn der Abtastung (SOS) wird
eine Videozeile ausgetaktet und zum Modulieren der Strahlstärke
benutzt, um ein Raster zu erzeugen. Es ist auch möglich, zwei oder mehr
Abtastungen für jedes Raster zu verwenden, wobei in diesem Fall die
Videosignale für jede Abtastung in einem Raster identisch sind.
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Ein Problem tritt auf, wenn die Abtastung und die benötigten
Rasterpixeldichten keine Vielfachen voneinander sind. Zum Beispiel sei
angenommen, daß ein 10 Punkte pro mm Videogenerator benutzt wird, um
einen 14 Punkte pro mm Drucker zu treiben. In der Abtastrichtung kann
die Taktgeschwindigkeit des Videos so verändert werden, daß sie der
Abtastgeschwindigkeit entspricht, um die richtige Bildbreite zu
ergeben. In der Prozeßrichtung ist jedoch die Anpassung der Videorate
an die Zahl von Abtastungen pro mm des Druckers ein sehr schwieriger
Vorgang. Die Anzahl von Abtastungen pro Längeneinheit am Drucker ist
nomalerweise nicht veränderbar, so daß der einzige Weg darin besteht,
das Video elektronisch, in diesem Beispiel von 10 auf 14 Abtastungen
pro mm, umzusetzen. Dies kann erfolgen, indem das gesamte Bild in ein
stetiges Graustufenbild mit Hilfe eines numerischen Prozesses
umgewandelt und dann dieses stetige Bild in die gewünschten 14
Abtastzeilen pro mm umgesetzt wird. Natürlich werden bei dem Prozeß viel
viel Computerzeit und Speicher verbraucht, und ein Verlust von
Einzelheiten ist unvermeidlich.
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Es wird ein besseres Verfahren benötigt, um eine fraktionäre
Anpassung in der Anzahl von Abtastzeilen pro Längeneinheit vorzunehmen.
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Eine Lösung geht von der Vorstellung aus, daß eine gebrochene Anzahl
von Abtastungen pro Raster vorhanden sein kann. In einem System, wo
z.B. der ROS acht Abtastungen in der Zeit erzeugt, die der
Datengenerator braucht, um drei Datenzeilen oder Raster zu erzeugen, kann das
System jedem Raster 2 2/3 Abtastzeilen zuweisen. Mit anderen Worten,
für die ersten zwei Zellen werden die gleichen Daten an den ROS
gesendet. Für die dritte Zeile werden die ersten Rasterdaten für die
ersten zwei Drittel und die zweiten Rasterdaten für das letzte Drittel
der dritten Abtastung benutzt werden. Dann werden die zweiten
Rasterdaten für die nächsten 2 1/3 Zeilen benutzt Zum Schluß werden die
dritten Rasterdaten für die letzten zwei Drittel der sechsten
Abtastzeile und für die nächsten zwei ganzen Abtastzeilen benutzt. Auf diese
Weise sind drei gleiche Raster von acht Abtastungen gedruckt worden.
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Ein Restproblem ist, daß der Übergangapunkt, wo die Abtastung Daten
von einem Raster auf das nachste umschaltet, sichtbar sein wird. Es
wird ein Verfahren benötigt, das diese Stelle unsichtbar macht.
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Wenn das Video von einem Raster auf das nächste umschaltet, kann es
einen sichbaren Übergang geben. Im schlimmsten Fall kann ein
plötzlicher Übergang zwischen einem weißen Raster und einem schwarzen
Raster sichtbar sein. Um diesen Übergang zu verteilen, kann das Raster
dazu gebracht werden, sich allmählich von hell nach dunkelgrau zu
verändern. Bei einer Analoganzeige kann dies erreicht werden, indem die
Intensität des Strahles verändert wird. Im digitalen Fall lehrt
jedoch die vorliegende Beschreibung das Teilen jedes Pixels in ein
Tastverhältnis von zwei Teilen Während des ersten Teils des
Tastverhältnisses werden die ersten Rasterdaten benutzt, und während des
zweiten Teils werden die zweiten Rasterdaten benutzt. Dann kann durch
Verändern des Tastverhältnisses der Übergang zwischen den Rastern
dazu gebracht werden, weich von einer Farbe zur nachsten zu wechseln,
ohne daß eine sichtbare Verbindung erzeugt wird.
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Lichtpunktscanner, auch als Rasterausgabescanner bekannt, besitzen
herkömmlich ein reflektierendes, vielfach facettiertes Polygon, das
um seine Mittelachse gedreht wird, um einen oder mehrere
intensitätsmodulierte Lichtstrahlen in einer Schnellabtast- oder
Zeilenabtastrichtung über ein lichtempfindliches Aufzeichnungsuedlum streichen
zu lassen, während das Aufzeichnungsmedium in einer rechtwinkligen
Langsamabtast- oder Prozeßrichtung vorgeschoben wird, so daß der oder
die Strahl(en) das Aufzeichnungsmedium in einem Rasterabtastmuster
abtaste(t)n. Das digitale Drucken wird durchgeführt, indem jeder der
Strahlen nach Maßgabe eines binären Probenstromes seriell
intensitätsmoduliert wird, wodurch das Aufzeichnungsmedium dem durch die
Proben dargestellten Bild, sowie es abgetastet wird, ausgesetzt wird.
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Wie man weiß, hängt die Qualität eines von einem digitalen Drucker
gedruckten Bildes zu einem wesentlichen Teil von der Genauigkeit ab, mit
der die einzelnen Bildelemente, "Pixels", des gedruckten Bildes auf
dem Aufzeichnungsmedium positioniert werden. In der Prozeßrichtung muß
der Abstand der Abtastzeilen genau sein, um Halbtonbilder zu erzeugen,
die frei von Verbindungsstellen sind, die durch Wackeln der
Polygonfacetten, die Verzahnung des Prozeßgetriebes, Drehzahlabweichungen des
Prozeßmotors und andere Prozeßunregelmäßigkeiten verursacht werden,
die zur ungleichen Beabstandung der Abtastungen beitragen.
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Typischerweise wird ein Abtastbeginn-Detektor benutzt, um den oder die
Lichtpunkt(e) mit den Datenrastern zu synchronisieren, und ein Raster
von Daten wird für jede Abtastung durch jeden Punkt ausgegeben. Bei
jedem neuen Abtastbeginnsignal wird einzelnes Raster ausgegeben. Bei
einigen Abtastschemas, z.B. der "Zeilenverdopplung" oder der
"Zeilenverdreifachung", wird ein einzelnes Raster zweimal oder mehr während
zwei oder mehr Abtastungen ausgegeben. Dies hat den Vorteil, daß etwas
von dem Wackeln des Polygons verwischt wird, hat aber den Nachteil,
daß eine Polygon-Winkelgeschwindigkeit erforderlich ist, die
zweioder dreimal höher als nomalerwelse benötigt ist. Außerdem ist die
Rastertrennung auf die ganzzahligen Vielfachen der Abtasttrennung
beschränkt, was die Möglichkeit ausschließt, einen
Geschwindigkeitsausgleich oder eine Dichtesteuerung, außer bei einer relativ groben
(Abtastabstand) Auflösung, vorzunehmen.
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Das hier beschriebene System wird eine Geschwindigkeitskompensation
und eine Dichtesteuerung auf beliebig feiner Auflösung in der
Prozeßrichtung zur Verfügung stellen und beruht auf der Trennung des
Abtastbeginnsignals von der Modulationsübertragung von einem
Datenraster auf das nächste und benutzt stattdessen die räumliche
Position des Belichtungsmediums, um zu bestimmen, welches Raster
auszugeben ist. Anstatt jedes Raster während des "Rücksprung"-Teils der
Schnellabtastung zu beginnen und zu beenden, kann die Übertragung auf
das nächste Raster während einer Abtastung eingeleitet werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun als Beispiel mit Verweis auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen
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Fig. 1 eine Draufsicht eines Photorezeptors ist, die ein
erfindungsgemäßes Rastermuster zeigt;
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Fig. 2 eine ähnliche Ansicht eines anderen Rastermusters dieser
Erfindung ist;
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Fig. 3 eine Darstellung ist, die die Zusammensetzung eines
Rastersignals zeigt, und
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Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Modulationsschaltung ist, die zur
praktischen Ausführung dieser Erfindung nützlich ist.
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Fig. 1 zeigt ein Beispiel dieser veränderbaren Beziehung zwischen
Abtastungen und Rastern. Es sei eine rechteckige Fläche des
Photorezeptors angenommen, die auf der linken Seite durch die Linie 27, die
den Abtastbeginn definiert, und auf der rechten Seite durch die Linie
26, die das Abtastende definiert, begrenzt wird. Das Rechteck umfaßt
ferner die oberen drei Raster des Bildes, die Raster 21, 22 und 23.
Nun sei angenommen, daß die Zeilen 13 bis 20 eine Frequenz derart
besitzen, daß diese Abtastungen die drei Raster bedecken werden. Jetzt
werden erfindungsgemäß die Bilddaten für das erste Raster der ganzen
ersten Abtastung 13 zugeführt, dieselben Bilddaten werden der zweiten
vollen Abtastung 14 zugeführt, und dieselben Daten werden der
dritten Abtastung 15 zugeführt, aber nur für die ersten 2/3 der Abtastung.
Am Punkt 24 wird ein Übergang auftreten, und die Daten werden auf die
Daten des Rasters 22 umgeschaltet. Wenn z.B. das erste Raster 21 weiß
ist und das zweite Raster 22 schwarz ist, dann werden weiße Pixels an
die Abtastungen 13 und 14 und die ersten 2/3 der Abtastung 15
geliefert. Am Übergangspunkt 24 werden die Bilddaten umgeschaltet, und
danach werden schwarze Pixels an den Rest der Abtastung 15, an alle
Abtastungen 16 und 11 und das erste Drittel der Abtastung 18 geliefert.
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Man kann nun erkennen, daß dieses Verfahren benutzt werden kann, um
jede Zahl von Abtastungen an jede Zahl von Datenrastern anzupassen,
währen die absolute Genauigkeit jeder Rasterdimension in der
Prozeßrichtung beibehalten wird. Dieses Verfahren wird nicht nur eine
einzelne Abtastgeschwindigkeit an eine abweichende Rasterdichte anpassen,
sondern es wird auch Abweichungen der Prozeßgeschwindigkeit
ausgleichen,
da die tatsächliche Position des Rasters und nicht der
nominelle Zeitbetrag zwischen den Rastern der Mechanismus sein kann, mit
dem der Beginn jedes Rasters bestimmt wird.
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Wie einzusehen ist, kann das Umschalten von einem Datenraster auf
ein anderes in der Mitte einer Abtastung ohne irgendeine Art von
Kompensationsverfahren sichtbare Effekte hervorrufen. Diese Effekte
können durch das Schweben der Rasterfrequenz mit der Abtastfrequenz
erzeugt werden. Durch Erhöhen der Anzahl von Abtastungen pro Raster
können diese hochfrequenten Effekte wie im Fall der
Abtastverdopplung- oder -verdreifachung verwischt werden.
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Es ist nicht nötig, die Polygondrehzahl zu erhöhen, um die Anzahl von
Abtastungen pro Raster zu erhöhen. Dies kann in der Tat verboten teuer
sein. Eine alternative Möglichkeit ist, ein Mehrpunkt-Abtasten mit
einem elektronischen Rasterzwischenspeicher bereitzustellen, der die
Ausgänge der letzten n Raster enthält, wo n die Zahl der von den
Mehrfachpunkten momentan auf dem Belichtungsmedium überspannten Raster
plus eins ist. Sowie jeder Punkt auf dem Belichtungsmedium unter dem
von einem einzelnen Abtaststrahl besetzten Raum hindurchläuft, wird
das mit dieser Position verbundene Raster ungeachtet der
Polygon-Winkelgeschwindigkeit oder -phase ausgegeben.
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Fig. 2 zeigt ein solches System mit vier Punkten, die den
Photorezeptor zur gleichen Zeit abtasten. Man beachte, daß der Abstand
zwischen den Strahlen zur Vereinfachung der Erklärung auf eine Abtastung
gesetzt worden ist, obwohl vorausgesetzt wird, daß der Strahlenabstand
auf jeden gewünschten Wert, z.B. drei, festgelegt werden kann, wobei
eine Verschachtelung benutzt werden würde, um die Belichtung
auszufüllen. Der erste Satz von Punkten 31 - 34 tastet den Photorezeptor
wie gezeigt ab, gefolgt von der nächsten Abtastung mit dem Punkten
35 - 38. Im ungünstigsten Fall wird ein Satz von Punkten in fünf
Raster eintreten, wie durch den zweiten Satz gezeigt, der die Punkte
35 - 38 umfaßt, die in Teile der Raster 40 - 43 eintreten.
Einschließlich eines zusätzlichen Rasterpuffers, der ein neues Raster aufnimmt,
muß daher der Datenerzeuger einen Rasterpuffer besitzen, der
wenigstens fünf Raster von Daten hält. Der erste Punkt 35 läuft durch
Teile der Raster 40, 41 und 42, während die letzten Punkte 31 und 38
auch in das Raster 43 eintreten. Sowie jeder Punkt die Rastergrenze,
z.B. an der Stelle 48, erreicht, wird das Video des Punktes
umgeschaltet
werden, hier vom Raster 39 auf das Raster 40.
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In einem herkömmlichen ROS liegen die Raster parallel zu den
Abtastungen, die leicht diagonal sind, da sich das Belichtungsmedium
eine Strecke weit bewegt, während der Punkt horizontal bewegt wird. Im
Gegensatz dazu liegen bei der hier beschriebenen Erfindung die Raster
horizontal, da die Grenzen zwischen den Rastern jetzt von der Position
des Belichtungsmediums und nicht von der Abtastnummer abhängen. Ein
einzelnes Raster wird aus der Summe der Belichtungen von jedem der
Punkte in dem Mehrstrahlsystem zusammengesetzt. Durch Steuern des
Betrages, um den die Raster inkrementiert werden, wenn die Punkte über
das Aufnahmemedium hinweglaufen, kann eine veränderliche Dichte bei
beliebig hoher Auflösung erreicht werden.
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Ein besonderer Effekt, der in einem von diesem System erzeugten Bild
auftreten wird, wird hervorgerufen, wenn in der Mitte einer Abtastung
von einem Raster auf ein anderes umgeschaltet wird. Wenn dies nur
einmal während des Druckens eines Bildes vorkommen sollte, könnte dieser
Effekt, überschüttet durch das Zufallsrauschen in dem Bild,
unsichtbar sein. Dieses Umschalten kann jedoch einmal pro Raster für jeden
Strahl vorkommen, und wenn die Prozeßgeschwindigkeit mit einem
Raster pro Abtastung gleichmäßig ist, wird das Umschalten während jeder
Abtastung an der gleichen horizontalen Stelle auftreten und einen
leicht erkennbaren senkrechten Effekt in der Längsrichtung des Bildes
hervorbringen. In der Praxis ist der Prozeß aber nicht konstant,
sondern variierend, und beschleunigt oder verzögert sich in einer mehr
oder weniger regellosen sinusförmigen Weise, was zur Folge hat, daß
der Vertikaleffekt in einer ebenso regellosen Weise nach links oder
rechts verschoben wird, um einen Effekt zu erzeugen, der in einer
wellenfömigen Linie bildabwärts läuft. Ein Verfahren, um diesen Effekt
zu beseitigen, wird im Folgenden beschrieben.
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Um zu bestimmen, wo die Übergangspunkte liegen sollten, wenn es
erwünscht ist, eine Bewegungssteuerung zu erreichen, können ein
Drehcodierer oder eine andere Geschwindigkeits- oder
Positionsmeßeinrichtung an dem Belichtungsmedium als eine Einrichtung zum Ermitteln der
Prozeßgeschwindigkeit angebracht werden. Die von einer solchen
Einrichtung erzeugten Impulse können direkt als eine Angabe der
Prozeßposition benutzt werden, aber nur, wenn die gewünschte Rasterdichte
mit der Dichte des Codierers übereinstimmt. Aus Gründen der
Wirtschaftlichkeit
werden wahrscheinlich weniger Impulse pro gemessener
Einheit in der Prozeßrichtung von der Meßeinrichtung ausgegeben
werden als Raster pro Längeneinheit vorhanden sind. Um einen Rastertakt
zu erzeugen, einen Takt mit einer Frequenz von einem Zyklus pro Raster
und mit einer der Prozeßgeschwindigkeit proportionalen Frequenz, ist
irgendeine Art von Frequenzvervielfachung erforderlich.
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Eine Möglichkeit, ein solches vervielfachtes Taktsignal zu erzeugen,
besteht darin, einen auf Arithmetik basierenden Frequenz-Synthesizer
zu verwenden. Betreffs Lehren über das grundlegende
Frequenz-Syntheseverfahren siehe US-A-4,186,580 und US-A-893,136 betreffs einer
Erörterung eines Schnellabtastausgleichs, der ein Rechenverfahren
verwendet, das dem hier benutzten ähnlich ist. Für
Langsamabtast-Posltionierungsfehler kann ein solches Verfahren benutzt werden, um einen
Rastertakt bei jeder gewünschten nominellen Rasterdichte zu erzeugen,
wobei Frequenzveränderungen vorgesehen sind, um Raster von konstanter
Dichte auf dem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen. Ein wichtiger Aspekt
dieses Frequenz-Syntheseverfahrens ist, daß Zahlen verwendet werden,
um Frequenzen zu erzeugen, und Phasenveschiebungen durch geeignete
Modifizierung dieser Zahlen mit arithmetischen Verfahren erzeugt werden
können.
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Was den vorangehend erwähnten Effekt betrifft, ist es offensichtlich,
daß ein Problem in dem Ausmaß besteht, daß das Umschalten der Raster
von Abtastung zu Abtastung eine Schleppe erzeugt, der das Auge die
Seite hinunter leicht folgen kann. Um dieses Problem zu mindern, kann
jedes Pixel rechts und links von dem Übergang in Teile geteilt
werden, wobei die Größe von jedem durch ein veränderbares Tastverhältnis
bestimmt wird, um den Übergang zu verteilen und so die sichtbare
Schleppe in dem Prozeß zu vernichten.
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In dieser Erfindung werden zwei wesentliche Kompromisse gemacht.
Erstens (obwohl theoretisch ein Elnstrahlsystem benutzt werden kann),
kann ein Mehrpunkt-Abtastsystem zur Rasterdichte- und/oder
Prozeßsteuerung mit dichterem Abtastabstand anstelle von schnellerem
Drukken benutzt werden. Jeder Punkt wird mit dem ganzen Inhalt der
Quelldatendatei moduliert, nicht mit einem Bruchteil wie bei der
herkömmlichen Verschachtelung. Da jedes Rechteck des Aufnahmemediums
einmal pro Strahl belichtet wird, werden niedrige Belichtungspegel pro
Strahl benötigt. Zweitens, der Übergang, der theoretisch an einer
Stelle auftreten sollte, wird über eine Strecke verwischt werden, was
die Details in gewissen Umfang abschwächt. Dies kann jedoch
minimiert werden, indem der zum Beseitigen der Sichtbarkeit des Effektes
erforderliche Mindestabstand experimentell ermittelt wird.
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Wegen der physikalischen Beschrängungen der Scannertechnologie werden
die meisten Drucker gebaut, um bei einer bestimmten Bitdichte zu
arbeiten. Es ist im allgemeinen nicht durchführbar, eine Datendatei, die
bereits Halbtöne enthält oder für eine einzelne Dichte formatiert ist,
auf einem Drucker zu benutzen, der für eine andere Dichte ausgelegt
ist, da das Bild entsprechend der festgelegten Dichte des Druckers
physikalisch vergrößert oder verkleinert werden wird. Z.B. würde eine
216 x 219 mm Datei bei 12 x 12 Pixels pro mm 162 x 209 mm sein, wenn
sie auf einem 16 Punkte pro mm Drucker gedruckt wird. Parallele
Druckverfahren, wie z.B. Diodenreihen, mit fest beabstandeten
Druckelementen in der Schnellabtastrichtung können die Dichte nur in der
Langsamabtastrichtung verändern. Polygonscannern, obwohl durchaus in der
Lage, die Dichte in der Schnellabtastrichtung zu variieren, ist durch
die nicht veränderbare Rastertrennung in der Langsamabtastrichtung
eine feste Dichte auferlegt worden. Es sollte beachtet werden, daß
eine Änderung der Geschwindigkeit des Polygons, um eine varibale
Langsamabtastichte zu erreichen, sich in der Vergangenheit zum Teil wegen
der Zeit, die das Polygon braucht, um sich auf die passende
Geschwindigkeit einzuregeln, als nicht erfolgreich erwiesen hat. Bei dieser
Erfindung wird es möglich sein, Dateien, die für eine breite
Vielfalt von Dichten formatiert sind, auf demselben Drucker zu drucken.
Es ist in der Tat durchaus möglich, Daten unterschiedlicher Dichten
in dasselbe Bild zu mischen.
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In der Vergangenheit sind Abweichungen der Prozeßgeschwindigkeit, wie
sie z.B. durch Getriebezahnung, Verschleiß des Umlaufgetriebes und
Veränderungen der Drehzahl des Prozeßmotors hervorgerufen werden, ein
Hindernis für eine hochwertige Wiedergabe gewesen. Andere Probleme,
wie das Wackeln des Polygons oder Farbenüberdeckung bei Farbdruckern,
beeinflussen die Qualität der Wiedergabe. Diese Probleme wurden
normalerweise gelöst, indem man Geriebe, Motoren und mechanische Teile
von so hoher Qualität zur Verfügung stellte, so daß diese Probleme auf
ein annehmbares Maß reduziert wurden, aber dies kann mit hohen Kosten
verbunden sein. Durch Überwachen der Prozeßgeschwindigkeit und/oder
der -position in Echtzeit und Rücksenden dieser Information an die
Dichtesteurungselektronik kann diese Erfindung diese Probleme,
abhängig von der Genauigkeit und Auflösung der Information über die
Prozesßgeschwindigkeit und -position, zu einem gewissen Grad mindern.
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Es wäre hilfreich, dieses Verfahren der Rasterübergangsmodulation
durch die Einführung einer weniger groben Einheit zum Messen der
Vertikalposoltion des Punktes zu beschreiben. Raster kann man sich als
horizontale Streifen von gleichmäßiger Größe, genannt Bänder,
vorstellen, wobei das hintere Band von jedem Raster an das vordere Band
des nächsten Rasters an den Rastergrenzen antößt. Dies wird in Fig. 3
gezeigt. Das Rasterbandfeld minus dem vorderen und dem hinteren Band
wird die Rastermittelbreite genannt. Die Grenzen zwischen den Rastern
sind mit dem Reziprokwert der Rasterdichte beabstandet. Wenn sich der
Punkt vertikal bewegt, kann seine Position in Einheiten von Bändern
gemessen werden.
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Um mit dem Messen der Vertikalposition fortzufahren, ist es hilfreich,
das Rasterband weiter in eine Anzahl von noch feineren gleichmäßigen
Scheiben, genannt Schritte, zu unterteilen. Diese Schritte sind
wiederum ein Maß des Abstandes innerhalb des Bandfeldes.
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Für die folgende Erörterung wird der Begriff "Tastverhältnis" als das
Verhältnis zwischen (logisch wahr) und (logisch unwahr) mal 100% in
in einem periodischen Signal definiert. Ein Tastverhältnis von 0%
bedeutet z.B., daß das Signal immer umwahr ist, und ein Tastverhältnis
von 40% bedeutet, daß das Signal während 40% der Signalperiode wahr
ist. Das Signal wird als periodisch angenommen.
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Die hier beschriebene Erfindung ist ein Verfahren, daß die Übergänge
zwischen Rastern mit Hilfe einer Pulsbreitenmodulation verwischt, die
durch die Vertikalposition des Photorezeptors in bezug auf den Punkt
gesteuert wird. Wenn sich der Punkt vertikal vom Inneren des hinteren
Bandes von einem Raster in das Innere der vorderen Bandes des nächsten
angrenzenden Rasters bewegt, wird der Videostrom Daten von beiden
Rastern mit einem Tastverhältnis aussenden, das für die Daten von dem
augenblicklichen Raster gleich dem Absolutwert des Schrittabstandes,
den der Punkt in Inneren des Bandfeldes von diesem Raster, wie von
der Raster-Raster-Grenze gemessen, ist, geteilt durch zweimal die
Schrittweite des Bandfeldes mal 100% ist.
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Wenn der Punkt die tatsächliche Raster-Raster-Grenze kreuzt, wird das
Tastverhältnis z.B. 50% betragen. Wenn sich der Punkt in der Mitte
des vorderen oder hinteren Bandes befindet, dann wird das
Tastverhältnis für Daten von diesem Band 75% sein, während 25% der Daten von
dern vorangehenden bzw. dem nächsten Raster kommen werden. Dieser
allmähliche Übergang der Rasterdaten während des vorderen und hinteren
Bandfeldes wird den andernfalls plötzlichen Horizontalübergang
verwischen.
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Die folgende Erörterung erläutert eine wirkliche Ausführung der
Erfindung. Es wird angenommen, daß ein Zähler oder Akkumulator
vorhanden ist, der die räumliche Position des Rasters auf dem
Photorezeptor laufend verfolgt und einen ganzzahligen und einen gebrochenen
Teil aufweist. Die Frequenz des höchstwertigen Bits des gebrochenen
Teils besitzt Einheiten von Rastern pro Sekunde. Die Zahl, RasAddr,
Punkte zu einem einzelnen Raster in einem zusammenhängenden
Rasterspeicher, wird in einer Weise aktualisiert, daß der gebrochene Teil
die nominelle gebrochene Position der Mitte des Laserpunktes zwischen
den Grenzen des Rasters darstellt.
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Das höchstwertige Bit des gebrochenen Teils von RasAddr bestimmt, in
welcher Hälfte des Rasterfeldes sich der Punkt befindet: 0 = die
vordere Hälfte. Dieses Bit wird benutzt, um einen Adressenerzeuger zu
steuern, der im Fall der vorderen Hälfte 1 von dem ganzzahligen Teil
von RasAddr subtrahiert und im Fall der hinteren Hälfte 1 dazu
addiert. Die erzeugte Adresse, AltAddr, wird zusammnen mit RasAddr
benutzt, um von der Videoquelle auf ihre jeweiligen Rasterkanäle
zuzugreifen.
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Diese zwei Rasterkanäle werden einem 2:1 Multiplexer übergehen,
dessen Ausgang der Videostrom für den Kanal ist. Da nur eines der
Quellenraster an den Ausgang geliefert werden wird, wird die
Auswahlsteuerleitung des Multiplexers das Verhältnis von jedem Raster
bestimmen, das an den Ausgangskanal ausgegeben wird. Es wird erwartet,
daß für die Rasterposition innerhalb der Mittelbreite, wie durch Ras-
Addr bestimmt, das Tastverhältnis der Auswahlsteuerleitung, die den
durch RasAddr gesteuerten Videostrom freigibt, 100% sein wird, wobei
für den von AltAddr gesteuerten Videostrom 0% übrig bleiben.
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Es ist nur außerhalb der Rastermittelbreite, daß das Tastverhältnis
der Auswahlsteuerleitung, die den durch RasAddr gesteuerten
Videostrom freigibt, 1) im Fall des vorderen Bandes stufenweise von 50%
auf 100% zunehmen, und 2) im Fall des hinteren Bandes stufenweise von
100% auf 50% abnehmen wird.
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Weil es die Ergänzung ist, wird das Tastverhältnis derselben
Auswahlsteuerleitung, die den durch AltAddr gesteuerten Videostrom
freigibt, 3) im Fall des vorderen Bandes stufenweise von 50% auf 0%
abnehmen, und 4) im Fall des hinteren Bandes stufenweise von 0% auf 50%
zunehmen.
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Eine Schaltung, die ein periodisches Signal mit einem gesteuerten
Tastverhältnis erzeugen kann, ist ein Akkumulator. Das heißt, ein
Addierer mit einem Register, das mit seinem Ausgang verbunden ist,
wobei der Ausgang des Registers an einen der Eingänge des Addieres
zurückgeführt wird. Sowie das Register getaktet wird, wird es die an
den anderen Eingang des Addierers angelegte Zahl wiederholend zu
seinem eigenen Inhalt addieren. Der Übertrag dieses Addierers wird ein
Tastverhältnis von N/2 aufweisen, wo N die Zahl ist, die
akkumuliert wird, und R die Bitbreite des Akkumulators ist.
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2&sup8; sei die Zahl der Bänder, in die das Rasterfeld zu unterteilen ist.
Frak( ) sei der gebrochene Teil eines gegebenen eingeklammerten
Ausdruckes, und Int( ) sei die Ganzzahl eines gegebenen eingeklammerten
Ausdruckes. Dann wird Frak(RasAddr x 2&sup8;) ein einzelnes Bandfeld
unterteilen.
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Es besteht eine Forderung, nur den halben Dynamikbereich des
Tastverhältniserzeugers zu benutzen, da während des Bandes die benötigte
Änderung im Tastverhältnist im Bereich von 0% bis 50% usw., wie in
den vier Fällen oben beschrieben, liegt. Da R die Zahl der Bits in
dem Akkumulator ist, sei R-1 die Zahl der Bits, die das
Tastverhältnis der Vorrichtung steuert. Dies bedeutet, daß 2R-1 Schritte in
einem Band vorhanden sind, und N Int(Frak(RasAddr x 2&sup8;) x 2R-1), wo
N von 0 bis 2R-1 variiert.
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Die Zahl N erhöht sich wiederholend von 0 auf 2R-1-1, sowie RasAddr
aufsteigt. Für R=4 reicht N z.B. von 0 bis 7. Wenn das höchstwertige
Bit des Addierereingangs, der unbenutzte Eingang, während des vorderen
Bandes "wahr" gesetzt wird, dann wird sich N wiederholdend von 8 auf
15 erhöhen. Dann wird N/2 x 100% in acht Schritten im Bereich von
5% bis etwa 94% liegen. Während der Mittelbreite kann die Steuerung so
gesetzt werden, daß ein Tastverhältnis von 100% erzeugt wird. Dieses
resultierende Signal kann an die Auswahlsteuerleitung des Multiplexers
angelegt werden, um den Fall 1 oben zu erfüllen.
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Alternativ kann das höchstwertige Bit des Addierers während des
hinteren Bandes auf "unwahr" gesetzt werden, was einen
Tastverhältnisausgang von 0 bis fast 44% zur Folge hat. Indem dieses resultierende
Signal des Übertrages des Addierers logisch invertiert und an die
Auswahlsteuerleitung des Multiplexers angelegt wird, wird das
Tastverhältnis des RasAddr Videos im Bereich von 100% bis 56% liegen. Die
erfüllt den obigen Fall 2.
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Die Fälle 3 und 4 werden als die logischen Ergänzungen der Fälle 1 und
2 automatisch durch den Multiplexer berücksichtigt.
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Obwohl das Tastverhältnis das zeitliche Verhältnis zwischen "wahr" und
"unwahr" in einem logischen Signal ausdrücken kann, enthält es keine
Information über die Periode des Signals. Hier wird beabsichtigt, die
Periode des Tastverhältnisses kleiner als die eines Bits in dem
horizontalen Bitstrom zu machen, so daß die Pulsbreitenmodulation die
Wirkung haben wird, Bits von aneinandergrenzenden Rastern entsprechend
der Vertikalposition des Punktes in bezug auf die Rastergrenzen
vertikal zu interpolieren. Die Periode der Auswahlsteuerleitung des 2:1
Multiplexers kann in der Tat mehrmals kürzer sein als ein Bit, und
sie muß nicht mit dem Bittakt synchronisiert werden.
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Das variable Tastverhältnis kann entweder in der Schnellabtastrichtung
entlang einer horizontalen Strecke der Abtastung auf beiden Seiten der
Übergangsstelle oder in der Prozeßrichtung über eine vertikale Strecke
auf einen Bruchteil einer Abtastung oder auf ganze Abtastungen über
oder unter der Übergangsstelle angewandt werden. Fig. 4 zeigt eine
Schaltung für diese Übergangsmodulation in der Prozeßrichtung. Ein
Positionssensor erzeugt die Positionsdaten des Rasterphotorezeptors, wie
in Fig. 3 gezeigt, wobei die Daten in dem Puffer 48 gespeichert und
aktualisiert werden, wie in der Form von sechs Bits auf der linken
Seite des Dezimalpunktes, die den acht Rasterbändern entsprechen, und
von sechs Bits auf der rechten Seite des Dezimalpunktes, die acht
Schritten pro Band entsprechen, gezeigt wird.
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Die niedrigstwertigen drei Bits von RasAddr werden als die Eingabe
in
den Summierer benutzt, der zwei 2-Bit-Addierer 41, 42 umfaßt. Wenn
diese drei Bits alle Null sind, wird der Addierer überhaupt nicht
zählen, und der Übertragausgang, der als der Tastverhältniserzeuger
benutzt wird, wird die ganze Zeit EIN sein, was ein Tastverhältnis
von 100% darstellt. Sowie diese Zahl zunimmt, wird der Übertragausgang
häufiger werden, und wenn die Eingabe nur aus Einsen besteht, wird
sich der Ausgang einem Tastverhältnis von 50% nähern.
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Die drei Bits auf der rechten Seite des Dezimalpunktes werden an das
Gater 53 angelegt. Wenn alle Eingänge an dieses Gatter entweder "wahr"
oder "unwahr" sind, was dem vorderen oder hinteren Band entspricht,
wird der Ausgang das Gatter 54 freigeben, das dem Tastverhältnis
erlaubt, den 2:1 Multiplexer 55 zu treiben. Die Eingänge zu diesem
Multiplexer 55 sind entweder das augenblickliche Rastervideo RasVideo
oder das vorangehende oder das nächste Video AltVideo. Das
Tastverhältnis wird eines und dann das andere in dem Verhältnis des
Tastverhältnisses freigeben. Der obere Eingang des Gatters 54 ist eine
Freigabeleitung.
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Ob das AltVidio das vorangehende oder das nächste Rastervideo ist,
wird durch das Flipflop 50 gesteuert, das eine EINS oder eine NULL auf
der Basis des Zustandes des -1 Bits erzeugt, das für das vordere Band
0 und für das hintere Band 1 sein wird. Dieses + oder - Bit wird zu
der Rasternummer addiert, um die Adresse der AltVideo Daten zu
erzeugen.
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Die Bits -1, -2 und -3 werden in dem Gatter 41 benutzt, um
festzustellen, ob das augenblickliche Band das vordere Band ist, wobei in diesem
Fall alle Bits null sein würden. Die Summierer 41, 42 werden dann ein
Tastverhältnis erzeugen, das sich zwischen 50% und 100% verändert.
Andernfalls wird das Tastverhältnis im hinteren Band von 100% auf 50%
gehen.