DE69738508T2

DE69738508T2 - Bildvorrichtung

Info

Publication number: DE69738508T2
Application number: DE69738508T
Authority: DE
Inventors: Robert D. San diego Haselby; Curtis J. San Diego Behrend; Jack H. Carlsbad Schmidt; Morad Poway Samii
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: EP1349365A2; EP1292103A2; US5991055A; EP1349365A3; EP1292103A3; EP0831639B1; EP0831639A2; EP0831639A3; DE69738508D1; JPH10114109A

Description

Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf bildbezogene Vorrichtungen von einer Größe für z. B. einen Tisch oder ein Zeichenbüro zum Erfassen von Bildern von oder zum Drucken von Text oder Grafiken auf Bildmedien; und spezieller auf Systeme zur Beleuchtung oder Farbtrennung oder zum Bandscannen oder Integriertes-Band-Scannen und Banddrucken für eine derartige Vorrichtung.
Der Begriff „bildbezogene Vorrichtung" soll eine Maschine umfassen, die ein Scanner oder ein Drucker oder beides (d. h. ein Kopierer) oder ein Faksimile-Sende-Empfangs-Gerät sein kann, oder die eine beliebige Kombination dieser Funktionen durchführen kann.
„Bildmedien" soll zum Zweck dieses Dokuments z. B. Papier, Transparentmedienmaterial und Glanzmedien umfassen – und auch, sollte dies im jeweiligen Rahmen angemessen sein, Artikel wie z. B. Bücher, Pakete und andere Gegenstände, die in der Lage sind, ein Bild zu tragen oder zu definieren. Ferner seien Folgende mitaufgenommen: sowohl

• bildtragende Medien (die, was die Optik betrifft, als ein „Objekt" dienen), von denen ein Bild erfasst oder „gescannt" werden soll; als auch
• Druckmedien oder bilderhaltende Medien, auf die ein Bild gedruckt werden soll.

Der Ausdruck „Bandscanner" bezeichnet ein Scansystem, das seriell aufeinanderfolgende Bänder eines Dokuments erfasst. Ein derartiges System unterscheidet sich somit von einem Scanner eines früheren Typs, bei dem ein Lineardetektorarray eingesetzt wird, – das sich vollständig über das Doku ment erstreckt – um ganze Pixelreihen eine nach der anderen zu erfassen.
Bei einem pixelbasierten Scanner, Drucker, Kopierer oder Faxgerät besteht ein Band aus einer Anzahl von Pixelreihen, bei modernen Geräten in der Größenordnung von 20 bis 200. Bei einem Bandscansystem werden die Pixelspalten innerhalb jedes Bands durch ein Bildaufnehmer- und ein Detektorarray, die sich zusammen auf einem Wagen über das Dokument bewegen, seriell erfasst, und zwar eine Pixelspalte nach der anderen.
Dieser Betriebstyp wird als „Wagenscannen", „Bandscannen" oder „Scannen vom Bandtyp" bezeichnet – und die Vorrichtungen als „Wagenscanner", „Bandscanner" oder „Scanner vom Bandtyp". Sie werden manchmal auch als „sich bewegende Scanner" bezeichnet.
In diesem Dokument bezeichnet der Ausdruck „vollständig querlaufender Reihenscanner" oder einfach „Reihenscanner" einen Scanner des früheren Typs, der eine Pixelreihe nach der anderen erfasst. Der Ausdruck „Pixelzeile" wird als allgemeine Bezeichnung verwendet, die sowohl (1) eine Pixelspalte, die in der Regel eine Länge gleich der Höhe des Bands bei einem Bandscanner aufweist; und (2) eine Pixelreihe, die in der Regel eine Länge gleich der Bildbreite bei einem Reihenscanner aufweist, umfasst. Kurz gesagt kann eine Pixelzeile, je nachdem wie es der Kontext erlaubt, entweder eine Pixelspalte oder eine Pixelreihe sein.
Reihenscanner im Allgemeinen – ein Scanner dieser Art ist im Allgemeinen einer von drei Typen. Einer ist ein Papiertransporttyp, das das Bildmedium an einem stationären breiten, niedrigen Fenster, das die empfangende Optik bedeckt, vorbei verschiebt.
Ein zweiter ist ein Flachbetttyp, der entweder den gesamten Strahlengang oder einen Teil desselben umgekehrt unter oder über dem stationären Bildmedium bewegt – das oft mit der Bildseite nach unten auf einer transparenten Scheibe angeordnet ist und durch dieselbe betrachtet wird. Ein dritter Typ hat die Form eines kleinen Handgeräts, das alles oder den größten Teil der Vorrichtung enthält, und das manuell über das Bildmedium bewegt wird.
Am häufigsten wurden in derartigen Reihenscannern Breitbandbeleuchtung – d. h. Licht, das nominal weiß ist – und Filter oder ein Prisma eingesetzt, um das sich ergebende Weißlichtbild von dem beleuchteten bildtragenden Medium in drei Bilder getrennter Farben zur entweder zeitgestaffelten oder räumlich gestaffelten Erfassung zu trennen.
Ein Reihenscanner beleuchtet eine gesamte Reihe auf dem ursprünglichen Objekt oder Dokument – was relativ hohe Leistung und, abhängig von dem Typ der verwendeten Lichtquelle, hohe Spannungen und relativ große Mengen von Wärme nach sich zieht. Um eine Intensitätsfluktuation aufgrund einer Spannungswelligkeit bei Fluoreszenzquellen zu vermeiden, findet die Erregung manchmal bei hohen Frequenzen statt – was wiederum Aufmerksamkeit erfordert, um eine elektromagnetische Störung von Hochfrequenz- und Hochimpedanzsignalen in den Scannerschaltungen zu vermeiden.
Bei solchen Systemen ist in der Regel die Beleuchtung während des Scannens durchgehend. Als Sensoren verwenden vieler dieser Systeme ladungsgekoppelte Vorrichtungen (CCDs) oder integrierende Photodiodenarrays – die regelmäßig an Datenübertragungsschaltungen ausgelesen werden.
CCDs, und auch einige integrierende Photodiodenarrays, reagieren empfindlich auf akkumuliertes Licht, das zwischen den periodischen Auslesungen auftrifft. Bei derartigen Systemen mit kontinuierlicher Beleuchtung müssen spezielle Vorkehrungen getroffen werden, um diese Empfindlichkeit der Detektoren für die Akkumulation optischer Energie zwischen Auslesungen zu verwalten.
Manche Systeme haben Probleme mit den heiklen Anforderungen an die Zeitsteuerung (und „Scheinpixel") bei CCD-Auslesungen und mit für beste Ergebnisse einem Bedarf an arithmetischen Einstellungen, um Farbsignale in Einklang mit Industrienormen zu bringen.
Die EP-A-0,452,759 offenbart ein Scannersystem zum Umwandeln von Bildern von Transparentmedien und Negativen in ein Format, das mit Mikrocomputersystemen kompatibel ist. Bei einem Ansatz werden Leuchtdioden verschiedener Farben (rot, grün und blau) und einen Stromtreiber, der jede Farb-LED getrennt ansteuert, verwendet. Die Belichtungszeiten für die drei LEDs sind zu verschiedenen Zeitpunkten gesetzt, um ein Ungleichgewicht zu kompensieren, das sonst durch die Nettobeträge von Lichtintensität für die drei Farbbereiche bewirkt würde.
Die EP-A-0,411,954 offenbart einen asynchronen Dokumentscanner, der ein eindimensionales Scanarray mit einem Wagenpositionssensor, der bereitgestellt ist, um eine Bewegung des Wagens zu verfolgen, aufweist. Ein variabler Interpolator ist zum Interpolieren von Teilleitungen von Bildsignalen von dem Array mit vorhergehenden Leitungen von Bildsignalen bereitgestellt, um ein zusammengesetztes Bildsignal zu liefern. Die Steuerung spricht auf die Zeitsteuerung des Startintegrationssignals an das Array an, um den Interpolationskoeffizienten des Interpolators zu verändern.
Die EP-A-0,038,070 offenbart ein weiteres Scansystem.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte bildbezogene Vorrichtung bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine bildbezogene Vorrichtung, wie sie in Anspruch 1 spezifiziert ist, bereitgestellt.
Die Einstellung der Länge von Beleuchtungspulsen, um Farbe zu steuern, bringt wichtige Vorteile mit sich. Zum einen kann das Abweichen von Normquellenverteilungen bei LED- oder anderen spektralen Verteilungen mit gepulsten Quellen in seiner Wichtigkeit stark vermindert werden.
Anders ausgedrückt können Farbdaten (und daher auch resultierende Wiedergabe, die unter Verwendung dieser Daten erstellt werden) auf die einen oder anderen spektralen Eigenschaften der LEDs usw. hin korrigiert werden. Diese Aussage impliziert natürlich, dass eine bestimmte Beleuchtung zum Betrachten der Wiedergabe verwendet wird.
Ferner kann das Drucken für eine gewünschte Farberscheinung unter einer Vielfalt unterschiedlicher angenommener Beleuchtungsverhältnisse eingestellt werden. Zum Beispiel kann ein Satz farbiger Diagramme oder ähnlichem, die in einem Konferenzraum mit einfallenden Spotlichtern präsentiert werden sollen, anders als die gleichen Diagramme zur Präsentation bei Fluoreszenzlicht oder wiederum anders als die gleichen Diagramme zur Präsentation bei Tageslicht gedruckt werden.
Da die spektralen Verteilungen von LEDs in der Regel Emissionszeilen sind, jedoch möglicherweise auch komplizierte Mehrzeilenspektren sein können, ist es unter Umständen nicht möglich, fein abgestimmte Farbeinstellungen, die genau mit den Farbempfindlichkeitsspektren des Auges abgestimmt sind, zu erzeugen. Es werden jedoch relativ grobe oder vorläufige Farbeinstellungen erwogen.
Die Bedeutung dieses bevorzugten Merkmals liegt darin, dass diese Vorteile lediglich durch ein einfaches Einstellen der Pulsdauer, ohne arithmetische Umwandlung von einem Farbraum in einen anderen, erlangt werden. Diese Pulsbreitenmodulation (PWM = pulse-width modulation) von Farbgleichgewicht oder Farbsteuerung führt somit zur Einsparung von Rechenschritten.
Bei einem derartigen System bewirkt die veränderbare Scangeschwindigkeit, dass sich die Leseabstände verändern. Diese Vorrichtung umfasst jedoch im Wesentlichen keine Einrichtung zum Einstellen einer Amplitude von Signalen von dem Detektor, um Schwankungen in der veränderbaren Scangeschwindigkeit zu kompensieren.
Diesbezüglich wird der Ausdruck „im Wesentlichen keine" verwendet, und nicht nur Systeme, die überhaupt keine Kompensation umfassen, sondern auch Systeme, die Scheinkompensationen oder unnötige Kompensationen vornehmen, abzudecken.
Bei Einsatz eines beliebigen Kumulativdetektors – wie z. B. eines CCD oder einer integrierenden Photodiode – deren Empfindlichkeit sich mit Abständen zwischen Auslesezyklen verändert, kann gepulste Beleuchtung verwendet werden, um den Akkumulationsabstand zu definieren. Diese Pulsfunktion muss einen Schritt weitergehen als die Sequentialisierung oder das einfache „Pulsen" des Stands der Technik.
Dies gilt im Besonderen, wenn der Ausdruck Pulsen ein Abschalten jeder Lichtquelle beim Einschalten der nächsten Lichtquelle in der Reihe bedeuten kann. Ein derartiges Verfahren kann jedoch im Wesentlichen kontinuierliche Beleuchtung erzeugen, die nicht in der Lage ist, die im Vorhergehenden beschriebenen Sequentialisierungsprobleme zu lösen.
Aus diesem Grund sind die Nominalpulsabstände derart eingestellt, dass die Gesamtbelichtungszeit für alle Farben wesentlich kürzer ist als die gesamte für jedes Pixel verfügbare Zeit. Somit werden Dunkelabstände zwischen den Lichtpulsen verschiedener Farben bereitgestellt. Aus Gründen der Bestimmtheit kann eine derartige Zeitsteuerung als „Unterpulsen" bezeichnet werden.
Diese Bedingung wird für die schnellste zu erwartende Scangeschwindigkeit während des Betriebs festgesetzt, so dass sie unbeachtet einer Schwankung der Geschwindigkeit erfüllt werden kann. Diese Bedingung kann auch festgesetzt werden, um in dem pixelbasierten Zyklus Zeit für weitere Veränderungen, wie z. B. eine PWM-Farbkorrektur, zu lassen.
Um diese Strategie zu realisieren, wird auch eine geeignete Steuerung von Umgebungslicht oder anderem Streulicht benötigt. In der Regel wird eine derartige Steuerung ohne weiteres geeignet in einem gewöhnlichen Scanner- oder Druckergehäuse bereitgestellt, und es wird bevorzugt, dass eine derartige Steuerung bereitgestellt ist.
Durch geeignetes Unterpulsen der Beleuchtung kann erreicht werden, dass die wirksame Empfindlichkeit des Detektors im Wesentlichen unabhängig von äußeren Faktoren wie z. B. der Scangeschwindigkeit ist. Durch Pulsen der Beleuchtung in Synchronisation mit Positionsinformationen werden Lichtackumulationsabstände an genau den Stellen (d. h. den Positionsbereichen) festgesetzt, wo Pixelpositionen erwünscht sind.
Einem Systementwickler ist es daher selbst überlassen, bestmögliche Verwendung der sich verändernden Scangeschwindigkeit in der Vorrichtung zu machen. Hochfahr- und Abfallabschnitte des Querlaufs können genauso wie eine große Breite bei der Steuerung der Scangeschwindigkeit, selbst während der Datenerfassung, aufgenommen werden, ohne dass dadurch die Daten nachteilig beeinflusst werden.
Die im Vorhergehenden erwähnten Merkmale können in einen Drucker eingebaut sein, und speziell in einen Drucker, der einen gewöhnlichen Wagen einsetzt, der den Detektor und einen Druckstift hält.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein im Wesentlichen einheitlicher Detektor zum Erzeugen eines Signalarrays ansprechend auf Muster von erhaltender sichtbarerer und unsichtbarer Strahlung bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst auch eine bestimmte Einrichtung zum Beleuchten zumindest eines Abschnitts eines Objekts mit sichtbarer Strahlung mehrfacher Farben oder mit unsichtbarer Strahlung.
Ferner kann die Vorrichtung eine Auswahleinrichtung zum Betätigen der Beleuchtungseinrichtung umfassen. Die Auswahleinrichtung kann bewirken, dass die Beleuchtungseinrichtung selektiv entweder die sichtbare Strahlung oder die unsichtbare Strahlung bereitstellt.
Außerdem kann die Vorrichtung eine Einrichtung zum Platzieren von Strahlung von einem beleuchteten Abschnitt des Objekts auf dem Detektor umfassen, so dass zumindest ein Teil des Signalarrays das Objekt visuell darstellt. Dementsprechend erzeugt der Detektor selektiv ein Signalarray ansprechend auf sichtbare bzw. unsichtbare Indizien des Objekts.
Dieses Merkmal kann ferner als ein Werkzeug zum Lesen nicht nur der sichtbarer Indizien, wie z. B. sichtbarer Farben, Muster usw., an die normalerweise in Verbindung mit Scannen und Drucken gedacht wird – sondern auch unsichtbarer Indizien dienen. Letztere Indizien können vorher angewendet werden, um Druckmedien unterschiedlicher Typen zu kennzeichnen oder um vorbedruckte Formen, die gescannt werden sollen nach Daten, die bereits in die Formen eingegeben sind, zu kennzeichnen, oder um vorbedruckte Formen, in die Daten gedruckt werden sollen, zu kennzeichnen – dies alles ohne die Form oder die Medien sichtbar zu überhäufen.
Verfügbare Sensoren sprechen gut auf gewisse unsichtbare Strahlung, wie z. B. Infrarotlicht bei z. B. einem Mikrometer, sowie auf alle sichtbaren Farben an. Somit kann ein einziger Sensor für beide Zwecke verwendet werden, und es ist bevorzugt, dieses zu tun.
Infrarot-LEDs können das unsichtbare Licht liefern. Geeignete Tinten, die lediglich im Infrarot absorbieren, können verwendet werden, um unsichtbare Indizien zum Lesen durch den Sensor bei ausreichender Beleuchtung einzudrucken – um Medientypen oder eine Form usw. zu kennzeichnen.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen umfasst die bildbezogene Vorrichtung einen Detektor zum Erzeugen eines Signalarrays, ansprechend auf Muster von erhaltenem Licht, und eine bestimmte Einrichtung zum Beleuchten zumindest eines Abschnitts eines Objekts.
Die Vorrichtung kann ebenfalls eine Einrichtung zum Platzieren von Licht von einem beleuchteten Abschnitt des Objekts auf dem Detektor, so dass das Signalarray das Objekt visuell darstellt, und eine Stifteinrichtung zum Anlegen des Signalarrays, um ein Bild des Objekts auf einem Druckmedium zu drucken, aufweisen. Ferner kann die Vorrichtung eine Einrichtung zum Verwenden desselben Detektorarrays, um zumindest eine dieser Hilfsdruckfunktionen durchzuführen, aufweisen:

• Bestimmen, ob die Stifteinrichtung ohne Tinte ist oder ob die Tinte ausgeht,
• Bestimmen der Druckqualität durch die Stifteinrichtung, im Besonderen Schließen eines Farbqualitätsregelkreises,
• falls die Stifteinrichtung eine Mehrzahl von Stiften aufweist, Bestimmen der gegenseitigen Ausrichtung der Stifte, und
• Anordnen der Kante des Druckmediums im Allgemeinen gleichzeitig mit dem Drucken auf dasselbe.

Dieses Merkmal ist dahingehend vorteilhaft, dass es bewirkt, dass der Sensor in der Vorrichtung eine Doppelfunktion einmal als ein Scannersensor zum Erfassen eines Bilds und einmal als ein Hilfsdruckfunktionssensor zum Optimieren und Verfeinern des Betriebs der Druckerstufe der Vorrichtung erfüllt.
Bei Systemen, die ein Bild von einem bildtragenden Medium erfassen, das in einer Richtung von einem Wagen angeordnet ist, und die ein Bild auf ein Druckmedium drucken, das in einer anderen Richtung von dem selben Wagen angeordnet ist, ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zum Auswählen der Richtung, aus der der Detektor Licht erhält, umfasst. Diese Auswahlvorrichtung kann eine Vielfalt von Formen aufweisen, wie es später erläutert wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel stellt eine bildbezogene Vorrichtung zum Erzeugen eines Signalarrays bereit, das einem Bild eines Eingangsobjekts entspricht, die eine Einrichtung zum Erfassen eines Teilarrays von Signalen, die einem Band eines derartigen Objekts entsprechen, umfasst.
Die Vorrichtung kann auch eine Einrichtung zum sequentiellen Definieren unterschiedlicher Bänder zum Verarbeiten durch die Erfassungseinrichtung umfassen. Diese „Definiereinrichtung" ist wirksam, um ein Signalarray als eine Sequenz der Teilarrays zu erzeugen.
Ferner ist eine Einrichtung zum Steuern der Definiereinrichtung enthalten, so dass sich aufeinanderfolgende Bänder überlappen. Dies ermöglicht eine Nutzung all der vielen Vorteile der im Vorhergehenden erörterten gut entwickelten Druckmodustechnologie im Rahmen eines Bandscannens.
Es wird bevorzugt, die „Scanmodi", wie sie ab jetzt bezeichnet werden können, für verschiedene Zwecke, wie z. B. Vermindern der Augenfälligkeit von Medienvorbewegungsunvollkommenheiten, einzurichten. Somit können lineare Sequenzen von Pixelmustern, die in einem flachen Winkel zu der Vorbewegungsachse ausgerichtet sind, bei gewissen Umständen hilfreich sein.
Eine Drehung von Scanmodusmasken ohne gleichzeitiges Bereitstellen einer gewissen Vorbewegung des Mediums kann gegen Ende des Scannens eines Objekts hilfreich sein, wo die Mechanik für die Bildmedienvorbewegung besonders anfällig für Fehler ist. Eine Vorbewegung des Bildmediums in Schritten, die ein ungerader Teiler einer Bandhöhe sind – z. B. 1/3 oder 1/5 – und/oder in Verbindung mit Scanmaskendichten gleicher Einheitsbrüche können ebenfalls hilfreich sein.
Derartige gebrochene Vorbewegungen und Dichten können besonders für einige Typen von Objekten eingesetzt werden, um ein Eingangssignalarray herzustellen, das tatsächlich zur Verwendung beim Drucken durch eine integrierte Tintenstrahldruckerstufe präkonditioniert ist. Vorteilhafterweise teilt der Scanner mechanische, elektronische, und softwaremäßige Teilsysteme eines derartigen Druckers: sämtliche derartige Integrationen sind besonders vorteilhaft,. da sie die Kosten der Scanner- und Druckerfunktionen, werden einmal nur diese in Betracht bezogen, fast halbieren.
Bei bevorzugen Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung einen Bandscanner zum Erzeugen eines Signalarrays durch mechanisches Bewegen eines Sensors über ein Eingangsobjekt, um aufeinanderfolgende Pixelspalten eines Pixelbands des Objekts zu erfassen.
Die Vorrichtung kann einen Banddrucker zum Drucken eines Bilds von dem Signalarray durch mechanisches Bewegen einer Stifteinrichtung über ein Druckmedium umfassen. Als Ergeb nis werden aufeinanderfolgende Pixelspalten eines Pixelbands des Objekts gedruckt.
Zudem kann die Vorrichtung eine Einrichtung zum elektronischen Umkehren der Reihenfolge der erfassten Pixelspalten in dem Signalarray umfassen. Diese Spalten in umgekehrter Reihenfolge in dem Array dienen zur Verwendung durch den Banddrucker zum Drucken aufeinanderfolgender Spalten des Bands. Die Umkehrung der Reihenfolge der Spalten bringt verschiedene wichtige Vorteile und erlaubt die Verwendung besonders vielversprechender Geometrien. Zum Beispiel können sich der Bandscanner und der Banddrucker einen gemeinsamen, im Wesentlichen unitären, Wagen zum gemeinsamen Bewegen des Sensors und der Stifteinrichtung teilen. Diese Bewegungsaktion findet entlang einer Bewegungsachse über das Objekt und das Druckmedium statt.
Dieser Wagen erlebt eine relative Bewegung mit dem Objekt, die entlang einer Vorbewegungsachse orthogonal zu der Bewegungsachse erfolgt.
Überdies kann der Wagen eine relative Bewegung mit dem Druckmedium, entlang derselben Vorbewegungsachse, erleben. Entlang der Vorbewegungsachse erfolgt die Wagenbewegung relativ zu dem Objekt und dem Druckmedium in einer gemeinsamen Richtung.
Diese bevorzugte Geometrie unterscheidet sich somit vom Stand der Technik, bei dem die relativen Bewegungen des Wagens mit Bezug auf das Objekt und das Druckmedium in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. Die Verwendung einer gemeinsamen relativen Bewegung für sowohl das Objekt als auch das Medium wird durch die elektronische Umkehrung der Pixelspaltenreihenfolge ermöglicht.
Wie es ersichtlich sein wird, wird es auch bevorzugt, dass das Objekt und das Druckmedium tatsächlich stationär bleiben und jegliche Bewegung durch den Wagen und ein Gerüst, das den Wagen entlang der Vorbewegungsachse verschiebt bereitgestellt wird. Bei dem bevorzugten System werden das Objekt und das Medium stationär und parallel zueinander, jedoch beabstandet, gehalten.
Vorzugsweise arbeiten der Wagen und das Gerüst in dem Raum zwischen dem Objekt und dem Medium. Durch diese Dualflachbettanordnung werden die unerwünschten Charakteristika der Stemmle-Konfigurationen beseitigt und stattdessen ein sehr stabiler und planmäßiger Betrieb, der auf lediglich einem einzigen Arbeitsgang eines einzigen Vorbewegungsmechanismus beruht, bereitgestellt. Auch bidirektionales Bewegen ist möglich, wie es nachfolgend erläutert wird.
Eine weitere Möglichkeit ist es, keine elektronische Umkehrung bereitzustellen, so dass die Vorrichtung stattdessen Spiegelbilder druckt.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend lediglich als Beispiel, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, beschrieben. Es zeigen:
1 einen Aufriss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels von Abschnitten eines Bandscanners, einschließlich eines Wagens, der zwei Stifte und eine Sensoranordnung mit aufgelegter Abdeckung hält;
2 einen Aufriss der Sensoranordnung der 1, bei der die Abdeckung entfernt ist;
3 ein elektronisches Schema, das eine typische Schaltung zeigt, die besonders für die Form des Bandscanners der 1 und 2 geeignet ist;
4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Unteransichtflachbettreihenscanners mit integriertem Drucker, die in der Lage sind, zusammen als ein Kopierer zu funktionieren – und der mit angehobener Abdeckung gezeigt ist;
5 eine ähnliche Zeichnung des Ausführungsbeispiels der 4, bei dem die Abdeckung angehoben ist, die Abdeckung und die transparente Flachbettauflage jedoch weggebrochen gezeigt sind, um Abschnitte des Inneren der Vorrichtung zu zeigen;
6 ein Diagramm, das sehr schematisch einen typischen Strahlengang für das Ausführungsbeispiel der 4 und 5 in einer Farbvorrichtung zeigt;
7 ein Blockdiagramm, das sehr schematisch bestimmte Firmware-Module in einem Reihenscanner, der Farbdaten erzeugt, die reihenverschachtelt sind, zeigt;
8 ein ähnliches Diagramm für einen Bandscanner, der Farbdaten erzeugt, die bandverschachtelt sind;
9 ein ähnliches Diagramm für einen Banddrucker, der Farbdaten produziert, die spaltenverschachtelt sind;
10 ein ähnliches Diagramm bestimmter Firmware-Module in einem Scanner-Drucker-Kopierer mit Farbvorkorrektur und Vorwiedergabe während des Scannens, mit veränderbarer Scangeschwindigkeit, jedoch keiner kompensierenden Amplitudeneinstellung, mit Hilfsdruckfunktionen und mit Funktionsauswahl durch die Bedienungsperson;
11 ein Zeitdiagramm, das Unterpulsen und PWM-Farbsteuerung veranschaulicht,
12 ein Zeitdiagramm, das eine „Last-In/First-Out"-Pixelspaltenumkehrung innerhalb jedes Bands veranschaulicht;
13 eine Skizze eines Unteransichtdualflachbett-Scanner-Drucker-Kopierers, bei dem sich die Bildeingangs- und -ausgangsstufen ein Vorbewegungsachsengerüst teilen, und der einen Positionscodestreifen umfasst – der mit seiner Flachbettscannerauflage in Betriebsposition gezeigt ist;
14 eine Skizze der Vorrichtung aus 13, bei der die Scannerauflage zum leichteren Zugang zu der Druckauflage hochgeschwenkt ist;
15 ein Zeitdiagramm analog zu 12, das jedoch stattdessen eine FIFO-Spaltenwiedergabe zur Verwendung zur Erzeugung von Spiegelbildern zeigt;
16 ein Firmwareblockdiagramm, das sehr schematisch den Betrieb der Vorrichtung der 13 und 14 in einem Vorwärts-Scan-/Rücklauf-Direkt-Druck-Betriebsmodus zeigt; und
17 ein ähnliches Teildiagramm, das Abweichungen von dem in 16 dargestellten System für einen Verzögert-Teilband-Betriebsmodus zeigt.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein Scansystem, das im Allgemeinen zur Verwendung in einem Scanner vorgesehen ist; jedoch kann es auch in einem Drucker, Kopierer, Faxgerät oder in einer anderen verwandten Vorrichtung verwendet werden. Bevorzugte Ausführungsbeispiele können vorteilhafterweise in eine Vorrichtung, die einen Wagen 11 (1), wie er in der Regel einem Automatikdrucker wie z. B. einem Thermo-Tintenstrahl-Tischdrucker zugehörig ist, aufweist, eingebaut sein.
Diese Kombination ist besonders leistungsstark, da viel der benötigten Mechanik, Elektronik und Firmware zum Scannen bereits in einem derartigen Drucker vorhanden ist. Die Scanfunktionen können daher bei ausgesprochen maßvollen Direktkosten hinzugefügt werden.
Der Wagen 11 hält eine schwarze Stiftkassette 12 und eine Farbstiftkassette 13. Auch ist eine Sensoranordnung 14, die mit aufgelegter Abdeckung 15 gezeigt ist, ist sicher an dem Wagen 11 angebracht.
Innere Elemente der Sensoranordnung 14 umfassen ein Gehäuse 21 (2) mit mindestens vier Buchten 23 (von denen nur zwei in der Illustration sichtbar sind) zum Halten von Leuchtdioden (LEDs) 22. Eine LED 22 sollte in jede der vier Buchten 23 eingebaut sein.
Zu diesem Zweck sollten im Fall von Farbbetrieb die zur Verwendung angesteuerten vier LEDs 22 in der Lage sein, jeweils in jedem von vier unterschiedlichen Spektralbanden – z. B. Rot, Grün, Blau und Infrarot – ausreichend zum Bilden von Farbinformationen und auch zum Bereitzustellen eines Ansprechens auf unsichtbare Indizien, die auf Bildmedien vorgedruckt wurden, zu emittieren.
Wie es in Fachkreisen weithin bekannt ist, erfüllt der Spektralgehalt von Emissionen in jeder der sichtbaren Banden vorzugsweise bestimmte Bedingungen. Insbesondere sollte der Spektralgehalt derart sein, um eine Extraktion von Farbinformationen zu ermöglichen, die mit Industrienormspezifikationen von Farbe vergleichbar ist, oder zumindest näherungsweise in derartige Normspezifikationen umwandelbar ist. Zu diesem Zweck im Besonderen wurden anfänglich sehr helle Rot, Grün und Blau emittierende Dioden von Nichia verwendet.
Das Gehäuse 21 weist auch einen Kanal 26 zum Durchlass ankommenden Lichts von einem Dokument 20 oder anderen Objekt unter der Vorrichtung 14 auf. In dem Gehäuse 21 ist ein Bildaufnehmer 24 angebracht, der hier in Form eines kompakten optischen Blocks gezeigt ist, dessen Oberflächen gebogene innere Spiegel und einen planaren Faltspiegel definieren.
Ein kurzer optischer Weg und ein begrenztes Sichtfeld, wie es in der Zeichnung vorgeschlagen ist, ermöglichen die Verwendung eines telezentrischen optischen Systems als Bildaufnehmer. Diese Art von System beseitigt die verzerrenden Effekte einer veränderbaren Vergrößerung aufgrund von mechanischen Toleranzen in dem System – und auch aufgrund von Umrissen oder Verformung (z. B. Kräuselung oder Knitterung) bei einem Bildmedium oder anderem Objekttyp 20, der gelesen wird.
Die Einheitsvergrößerung bei einem derartigen optischen System wirkt sich auch mildernd auf die Anforderungen an die Optiksensorstrukturgröße aus. Dies erlaubt die Verwendung eines Sensorarrays von z. B. 100 Elementen, die um etwa 0,08 mm (0,0033 Zoll) entlang der Vorbewegungsachse beabstandet sind – statt einer typischen Beabstandung von 0,016 mm (0,0005 Zoll) für ein seitenbreites CCD-Array von 2500 oder mehr Elementen. Die 100-Elemente-Erfassungsvorrichtung ist kleiner, kann jedoch mehr integrierte Merkmale aufweisen, als dies bei einem CCD möglich wäre.
Ein derartiges optisches System kann auch vorgesehen sein, um veränderbare Auflösung, Helligkeit und chromatische Effekte über der Bandhöhe, die sonst zu wahrnehmbarer Streifenbildung bei dem resultierenden Bild führen würden, zu minimieren. Die Kompaktblockausführung mit einem Faltspiegel ist lediglich eines von verschiedenen Ausführungsbeispielen, die wirksam in der Sensoranordnung 14 funktionieren können.
Das Gehäuse 21 enthält ferner ein Detektorarray 25. Der Bildaufnehmer 24 ist positioniert, um Licht von dem Dokument, das gescannt wird, durch einen Kanal 26 zu erhalten, und das Licht zu dem Detektorarray 25 zu leiten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel bildet der Bildaufnehmer an dem Detektorarray 25 ein Bild von Dokumentobjekten, die im Sichtfeld des Bildaufnehmers angeordnet sind. Das Detektorarray 25 spricht auf das Licht, das es empfängt, durch Erzeugen eines entsprechenden Arrays von elektrischen Signalen an – die es zu einer Systemelektronik oder Firmware zur Speicherung, Verarbeitung und Verwendung weiterleitet.
Diese einfache Kombination mehrfarbiger LEDs und einem monochromen Sensor hat sich als ein extrem leistungsstarkes Werkzeug herausgestellt.
Im Prinzip können der Bildaufnehmer 24 und das Detektorarray 25 zusammen durch einen Kontaktsensor von einem Typ, der direkt benachbart zu dem Objekt 20 angeordnet ist, ersetzt werden. Ein derartiger Austausch würde ein Verwalten der Beleuchtung, Positionsveränderungen bei dem Material des Dokuments oder anderen Objekts 20 und ähnliche praktische Erwägungen erforderlich machen.
Die Verwendung von LEDs von drei Farben macht es möglich, dass das Beleuchtungssystem extrem kostengünstig ist, ermöglicht jedoch auch ein Pulsen der Beleuchtung mit gesteuerten, außergewöhnlich kurzen Zeiträumen und Abständen. Ein Steuern (3 und 11) der Lichtquellen in kurzen Hochintensitätspulsen liefert ein bekanntes Zeitintegral von Beleuchtung für jeden Sensorauslesezyklus.
Die Leistung, die für die LEDs erforderlich ist, ist wesentlich geringer, als jene, die für einen beliebigen anderen Typ von Beleuchtung erforderlich ist. Für Arbeiten an einem Prototyp wurde die gesamte Scannersteuerungszeit gebung ohne weiteres in ein feldprogrammierbares Gatearray (FPGA) implementiert und einem preisgünstigen Druckermechanismus hinzugefügt.
Durch Ausnützen der Pulsfähigkeit der LEDs ist es möglich, bei unterschiedlichen Wagenraten einschließlich Hochfahr- und Abfallgeschwindigkeiten zu scannen. Diese Fähigkeit des genauen Scannens, die davon abhängt, dass ein Codierstreifen die Position der Scannerabtastungen synchronisiert, ermöglicht Hochqualitätsscannen, bei dem sehr kostengünstige Mechanik die Bewegung steuert.
Ein typischer Tintenstrahldruckerwagen weist Geschwindigkeitsabweichungen auf, die bis zu zehn Prozent der Durchschnittsgeschwindigkeit betragen können. Diese Abweichungen werden auch, wegen Reibungsanomalien entlang des Überquerungsmechanismus, von Band zu Band korreliert.
Bei einem Scanner würden diese vertikal korrelierten Geschwindigkeitsabweichungen, wenn sie nicht korrigiert werden, zu sehr auffallenden Streifenbildungen bei dem Ausgangsbild führen. Dies wurde in einem Experiment nachgewiesen, in dem unser System mit betrieben wurde, wobei die Unterpulsschaltung gesperrt war, oder eingestellt war, um die Dunkelabstände zwischen Pulsen verschiedener Farben zu entfernen, und dadurch kontinuierliche Beleuchtung bereitzustellen.
Bei einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker sind derartige Geschwindigkeitsschwankungen unerheblich, da die Abfeuerposition eher durch Bezug auf den Positionscodierer gesteuert ist, als ausschließlich durch die Zeit. Die Verwendung von gepulsten LEDs ermöglicht eine Nutzung eben dieses Vorteils in einem Scanner.
Hier wird die Beleuchtung in Stößen geliefert, die kürzer sind als der kürzeste zu erwartende Ausleseabstand (z. B. die gewünschte Pixelbreite geteilt durch die höchste zu erwartende Geschwindigkeit – und auch geteilt durch die Anzahl von unterschiedlichen Farben, einschließlich Infrarot). Diese Stöße werden, wie auch die Auslesetaktung der Sensorvorrichtung, mit der Codierer-bestimmten Wagenposition synchronisiert. Das Ergebnis ist das Erzielen eines wiederholbaren Hochqualitätsscannens unter Verwendung einer sehr kostengünstigen mechanischen Vorrichtung mit vielen losen funktionalen Toleranzen.
Die gepulste Beleuchtung bietet noch einen weiteren Vorteil. Ein Scannersystem, das zum Definieren der Auslesezeitsteuerung ausschließlich von der verstrichenen Zeit abhängt, ist anfällig für die Entwicklung eines geometrischen Versatzes der wirksamen Zeile des Sensorarrays, im Besonderen, wenn die Detektordaten seriell aus dem Detektor verschoben werden.
Anders ausgedrückt kann ein derartiges Array unerwünscht Daten sammeln, die eine Gruppe von Pixelpositionen entlang einer abgewinkelten oder sogar gekrümmten Linie statt der idealen vertikalen geraden Linie repräsentieren. Durch ein zeitliches Steuern jedes Beleuchtungsstoßes dahingehend, erst zu beginnen, nachdem alle Elemente ausgelesen und rückgesetzt worden sind, kann ein derartiger Versatzeffekt beseitigt werden – und so die Auswahl nützlicher Detektortypen vergrößert werden.
Dieses System wurde erstmals in einem Prototyp unter Verwendung eines TSL401- oder TSL1301-Sensors von Texas Instruments implementiert. Dieser Sensor ist ein Photodiodenarray von 128 Elementen, das von einer 5-Volt-Versorgung aus arbeitet.
Dieser Sensor erfordert einen „Init"-Puls (mit = Initialisierung) an seinem Anschluss SI, gefolgt von 128 Taktpulsen, um die Ausgaben aller Erfassungselemente an den einzigen Ausgangsstift zu übertragen. Dieser Sensor ist eine monochrome Vorrichtung mit einer Elementbeabstandung von 32 Pixel/mm (400 Pixel/Zoll).
Um ihn zu Testzwecken in einen bestehenden Tintenstrahldrucker einzubauen, wurden die zwei Positionscodiererleitungen, die Zwillingspositionssignale in Phasenverschiebung um 90 Grad und die +5 Volt und +21 Volt Stiftleistung tragen, angezapft und einige Leitungen von dem Stiftwagen-Schleppkabel requiriert, zur Verwendung für die Sensorsteuerung, die Leistung, und die Ausgangssignale. Der Sensor wurde an einer optischen Einheit angebracht, die auf den Stiftwagen installiert wurde.
Dieses optische Modul enthielt Optiken, um das Dokument auf den Sensor abzubilden, und Halterungen zum Anbringen von LEDs nahe dem Dokument. Eine Gesamtzahl von 16 oberflächenmontierten LEDs wurde in zwei Gruppen angebracht: Vier rote, vier blaue und acht grüne.
Diese wurden durch die Hauptstiftversorgung durch strombeschränkende Serienwiderstände und drei 2N7000 MOSFET-Transistoren mit Leistung versorgt. Es wurde ein feldprogrammierbares Gatearray (FPGA) programmiert, um den Zweiphasenlinearcodierer auf dem Drucker zu decodieren, wobei die resultierenden decodierten Positionssignale angelegt wurden, um einen Aufwärts-/Abwärts-Positionszähler in dem FPGA zu speisen.
Das Zeichenbit dieses Zählers wird verwendet, um die Scanzone anzuzeigen. Wenn der Wagen an dem Beginn der Scanzone positioniert ist und der Zähler zurückgesetzt ist, geht das FPGA automatisch dazu über, die LEDs zu betreiben und den Sensor eingehend zu befragen.
Da der Wagen über dem Bildmedium beginnt und sich das Zeichenbit des Positionszählers verändert, um anzuzeigen, dass sich der Wagen in der Scanzone befindet, geht eine Zustandsmaschine von einem Ruhezustand in einen Zustand über, der die SI-Pulse erzeugt, um den TSL401- oder TSL1301-Sensor zu initialisieren. Wenn der Sensor derart gespannt ist, gibt er bei jedem nachfolgenden Taktpuls Pixeldaten aus.
Die Zustandsmaschine erzeugt dann 128 derartiger Taktpulse bei einer Rate von 1 MHz, um die Daten an eine Anordnung aus A/D-Wandler und gedruckter Schaltung in einem Personalcomputer auszugeben. Diese Takte bewegen auch die Daten in eine MetraByte^TM-A/D-Baugruppe in dem Computer vor.
Nachdem sämtliche Daten gesammelt wurden, schaltet die Zustandsmaschine die Beleuchtung für nominale 272 μ-Sekunden an – abhängig von den im Vorhergehenden erörterten PWM-Erwägungen. Die Pulsdauer unterliegt auch verschiedenen grundlegenden Systementwurfparametern, im Besonderen einschließlich der maximal erwogenen Scangeschwindigkeit.
Wenn der Beleuchtungsabstand beendet ist, ist die Zustandsmaschine inaktiv bis die zweite 24-Pixel/mm-(600 Pixel/Zoll-)Codiererflanke erscheint – die sich mit 12 Pixel/mm bewegt. Dies bewirkt, dass sich der Zyklus wiederholt, während sich der Wagen in der Scanzone befindet.
Bei seiner Nominalgeschwindigkeit benötigt der Wagen etwa 500 μ-Sekunden, um ein 1/12 Millimeter (1/300 Zoll) zurückzulegen. Die Zustandsmaschine ist für etwa 400 μ-Sekunden mit dem soeben beschriebenen Verfahren beschäftigt, was nominale 100 μ-Sekunden für Dunkelabstände übrig lässt. Um ein Zeitsteuerungsüberlappen zu vermeiden, weist somit der Wagen eine obere Geschwindigkeitsbegrenzung von 25% schneller als nominal auf.
Zu Testzwecken wurde die A/D-Karte eingerichtet, eine erwünschte Anzahl von Spalten pro Band zu erfassen und dann zu stoppen und zurückzukehren. Die Zustandsmaschine fährt während des Wagenrücklaufs fort, bis der Positionszähler anzeigt, dass der Wagen die Scanzone verlassen hat.
Dieses System kann ohne weiteres angepasst werden, um auch beim Rücklauf Daten aufzunehmen, wodurch bidirektionales Bewegung ermöglicht wird. Dieser Betriebsmodus ist geringfügig komplizierter, da die Rücklaufperiode nicht länger ausschließlich für das Entladen der A/D-Karte und Verarbeiten der Banddaten zur Verfügung steht.
Wie es später noch ersichtlich wird, ist es jedoch für einige bevorzugte Formen von Bandkopierern für die sofortige Wiedergabe durch die Druckstufe lediglich notwendig, Daten von einem oder einer sehr kleinen Anzahl von Bändern cachemäßig zu speichern.
Durch die Zustandsmaschine wird auch eine Farbsequentialisierung des Systems hergestellt. Sie weist zwei unterschiedliche Beleuchtungssteuermodi auf.
Bei einem von diesen wird die Beleuchtungsfarbe jedes Mal, wenn der Wagen in die Scanzone eintritt, geändert – so dass der Scanner durch ein Erfolgen von drei Arbeitsgängen, und zwar einen für jede Farbe, und anschließendes Vorbewegen des Mediums um eine Bandhöhe (oder Teilbandhöhe) betrieben wird. Im zweiten Modus werden die Farben für jede Spalte des Bands periodisch wiederholt – d. h. es werden alle drei Sichtbare-Farbe-LEDs in Reihe bei jeder Pixelspalte gepulst – was zu einer Speicherung von Bilddaten mit spaltenverschachtelten Farben führt, und zwar Rot-Blau-Grün/Rot-Blau-Grün usw.
Dieses Bild befindet sich bei unserem Prototypsystem auf einem gröberen Pixelgitter von 4 Pixel/mm (100 Pixel/Zoll), mit Versatzen von einem Pixel zwischen den Farben. Angemessene LED-Helligkeit oder ansonsten ein angemessenes Signal-/Rausch-Verhältnis bei dem Detektor vorausgesetzt, können die Quellen für kürzere Abstände und öfter gepulst werden, um das Norm-1/12mm- oder selbst -1/24mm-Pixelgitter aufrechtzuerhalten.
Die Vorteile gepulster Beleuchtung und quellenbasierter Farbtrennung sind nicht auf Bandscanner beschränkt. Viel mehr sind diese Vorteile auch bei Reihenscannern und Kopierern verfügbar und wirksam.
Ein typisches System ist eine Tischvorrichtung zur Wiedergabe eines Dokuments 121 (4). Das Verfahren ist jedoch genau so auf Systeme anwendbar, die lediglich eine Scannerfunktion oder lediglich eine Druckfunktion. bereitstellen – oder welche stattdessen oder auch Faxübertragung oder Faxerhalt oder beide beinhalten.
Ein typisches Ausführungsbeispiel weist in der Regel einen Scannerabschnitt 122 und einen Druckerabschnitt 119 auf. Der Scannerabschnitt kann ein transparentes Flachbett 123 zum Aufnehmen des mit der Schrift nach unten gerichteten Originals 121 umfassen – das ein Blatt eines bildtragenden Mediums, wie gezeigt, oder ein Buch oder Magazin oder ein anderer Typ eines Objekts sein kann.
Dies gilt auch für viele andere Systeme, z. B. ein Flachauflagesystem, bei dem sich die transparente dokumenttragende Auflage an dem Scanner vorbei verschiebt. Es ist ebenfalls anwendbar auf einem System, wie es durch Dobbs u. a. beschrieben ist, bei dem sich stattdessen eine Dokumentseite sich durch ein System von Gleitschienen, Rollen usw. an einem schmalen stationären Scanschlitz vorbeibewegt, wo ein Bilderzeugungssystem eine Pixelreihe nach der anderen liest.
Somit umfasst das System einen sehr großen, pixelbasierten Scanner/Drucker/Plotter, wie er in einem modernen Zeichenbüro verwendet wird, sowie ein Tisch-Scanner/Kopierer/Faxgerät für das Büro und die private Verwendung.
Bei einem typischen Tischsystem teilen sich in der Regel der Scannerabschnitt 122 und der Druckerabschnitt 119 eine Steuertafel 124. Ein Flachauflage- oder Flachbettsystem umfasst in der Regel eine schwenkbare Abdeckung 125.
Der Druckerabschnitt 119 umfasst typischerweise eine Eingangsablage 126 zum Zuführen von Blättern eines Druckmediums, wie z. B. Papier, um wiedergegebene Bilder zu erhalten – und eine Ausgangsablage 127 zum Erhalten derselben Blätter 128 (5), nachdem die Blätter mit diesen Bildern bedruckt worden sind. Das System kann auch mit einer kontinuierlichen Rolle eines Druckmediums verwendet werden.
Ein typisches Stationärflachbettsystem kann einen Reihenscanner mit einem Linearsensorarray in einem flachen Gehäuse 131, mit einem Schlitz 132 zum Eintritt von Licht von einem Dokument auf dem transparenten Bett 123 umfassen. Das Gehäuse weist Räder 133 auf und wird mechanisch, z. B. durch eine Verstellspindelschraube 136, versetzt.
Zum Farbscannen wird das Sensorarray durch gepulste Lichtquellen unterschiedlichen Spektralgehalts zeitgestaffelt betrieben, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist. Bei einem Bewegungsscanner-Flachbettsystem können Signale von einem Lineararray mit der Systemelektronik 113 gekoppelt werden, z. B. durch ein flexibles Bandkabel 135 oder ähnliches.
Was die Druckstufe 119 betrifft, kann eine beliebige Anzahl unterschiedlicher pixelbasierter Systeme aus dem Gebiet der Tischvorrichtungen verwendet werden – wobei das Tintenstrahldrucken ein typisches System ist. Bei diesem Beispiel laufen Stifte 141, die vorzugsweise einen Farbstift und einen schwarzen Stift umfassen, in einem Wagen 142 entlang einer Stütz- und Führungsstange 143. Ein Codierstreifen 144 ermöglicht eine Bestimmung der Wagen- und Stiftposition bezüglich des Druckmedienstützsystems 126, 127 – und des zugehörigen Transportsystems (nicht gezeigt) – und dadurch auch bezüglich jedes einzelnen Ausgangsblatts 128.
Ein typisches optisches System zur Verwendung zum Erfassen von Bilddaten von einem Dokument oder Objekt 121 (6), umfasst zur praktischen Verwendung von Reihenscannerausführungsbeispielen ein transparentes Flachbett oder eine Auflage 123. Unterhalb dieser Auflage befindet sich ein sich bewegendes Gehäuse 131 mit einem Schlitz 132 – die alle den im Vorhergehenden erörterten mit gleichen Bezugszeichen versehenen Elementen in den 4 und 5 entsprechen.
In dem Gehäuse und direkt unterhalb des Schlitzes 132 befinden sich drei oder vier gepulste Lampen 141, vorzugsweise drei oder vier Banken von LEDs. Diese Lampen emittieren in Folge Licht 142 – von jeweils unterschiedlicher spektraler Verteilung – aufwärts zu dem Schlitz 132 und auch seitwärts zu einem Spiegel 143.
(Ist eine vierte, infrarote, Quelle enthalten, wird diese Quelle nicht notwendigerweise der Reihe nach mit den anderen drei betrieben, da bei einem derartigen Betrieb Belichtungszeit für das Sichtbare-Farbe-Scannen verloren ginge. Vielmehr wird sie vorzugsweise allein in einem anderen Betriebsmodus betrieben, z. B. direkt nach dem Laden eines Blatts eines Druckmediums oder einer Form, in einem getrennten Vorgang, um den Charakter des Mediums oder der Form zu bestimmen.)
Der Spiegel reflektiert das seitlich empfangene Licht aufwärts, und fügt dadurch der Beleuchtung, die sich aufwärts zu und durch den Schlitz 132, und durch die Scheibe 123 zu dem Dokument usw. 121 bewegt, zusätzliches Licht 142 hinzu. Licht, das visuelle Details des Objekts, z. B. Dokuments, trägt, geht als ein Lichtstrahl 144 abwärts durch einen zweiten Schlitz 145 in der Lampenanordnung und so in ein inneres Fach des Bewegungsgehäuses 131.
In diesem Fach wird das Licht von einer Reihe von Faltspiegeln 146 reflektiert, wodurch ein spiraliger Strahl 147 gebildet wird, der zum Erzeugen eines Bilds der Details des Dokuments usw. 121 einen weiten Weg zurücklegt, der zu einer Linse 148 führt. Jenseits der Linse befindet sich ein kurzer Weg 149 zu einem CCD-Array 112 oder einer ähnlichen Sensoranordnung, die positioniert ist, um das Bild zu empfangen.
Die Weglängenverhältnisse stellen eine geeignete Verkleinerung visueller Details von dem Objekt 121 an den viel kleineren Sensoren 112 her. Wie es bereits im Vorhergehenden erwähnt wurde, stellen die abfolgend gepulsten LEDs 141 eine zeitliche Trennung der Farben in dem Licht 144–147–149, das sich dem monochromen Sensorarray 112 nähert, bereit.
Der Treiber und die Datenschnittstellenschaltung (3) und der Hauptprozessor in dem Drucker oder Computer machen eine Firmware (7) erforderlich, um die erwünschte Reihenverschachtelung aufzuerlegen und Dunkelabstände einzurichten. Es ist nur eine sehr einfache Sequentialisierung erforderlich.
Es wird nun zu der Erörterung von Bandscannern zurückgekehrt. Da die Positionierung sehr genau durch den Codierstreifen bestimmt und gesteuert wird, kann das Bildmedium für jede Farbe erneut gescannt werden (8), bevor der Medienvorwärtsbewegungsmechanismus bewegt wird, ohne dass Farbregistrierungsprobleme auftauchen. Ein derartiger Betrieb kann als ein Bereitstellen von „bandverschachtelten" Farbdaten gekennzeichnet werden.
Es wird jedoch bevorzugt, dass stattdessen die drei LEDs in Folge bei jeder Pixelposition (9) betrieben werden, um „spaltenverschachtelte" Farbdaten bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus erscheint wegen seiner relativen Unempfind lichkeit auf jede beliebige mögliche Bewegung des Bildmediums und auch – wie es vorhergehend vorgeschlagen wurde – zum Reduzieren des Betrags von mechanischer Aktivität in dem System bevorzugt.
Um derartige Spaltenverschachtelung zu erhalten, z. B. kann der Wagen bei einem höheren Durchsatz mit dreimal gröberer Auflösung bewegt werden – oder sogar bei der gleichen Auflösung, wenn hellere (oder mehr) LEDs oder ein wirksam empfindlicherer Detektor verwendet werden. In dieser letzteren Hinsicht ist nicht die grobe Detektorempfindlichkeit als solche ein beschränkender Faktor, sondern eher der verwendbare oder wirksame Wert der Empfindlichkeit, wird das Signal-/Rausch-Verhältnis in dem Detektor in Betracht gezogen.
Bandscannen und Banddrucken zusammen in einer gemeinsamen Vorrichtung stellen Möglichkeiten zum Teilen fast des gesamten Elektronik- und Firmwaresystems bereit, sowie auch der mechanischen Transport- und Codiereinrichtungen. Die Ausnutzung dieser Möglichkeiten kann eine Integration 406, 406', 407, 407' (10) der Scan- und Druckpixelgitter, einer Farbvorkorrektur 412, 412' und einer Vorwiedergabe 428 bei Scanzeit umfassen, um später, falls dies erwünscht ist, besonders schnellen und einfachen Ausdruck 416, und Hilfsdruckfunktionen 408, 408', die von dem Scannersensor 414 abhängen, zu ermöglichen.
Die Scannerstufe 413–415, 421–429 sowie die Druckerstufe 416–418 können entworfen sein, um die veränderbare Scangeschwindigkeit auszunützen – ohne jegliche kompensierende Amplitudeneinstellung oder eine Scheinpixelauslesung, die in den Signalweg 421–425 von dem Detektor 414 eingeschoben werden und Analog-Digital-Wandlung (ADC = analog-to-digital-conversion; nicht gezeigt) zu dem Drucken 416 oder der Speicherung 429. Auch Faxfähigkeit wird direkt hinzugefügt. Vorzugsweise ermöglicht das System eine Auswahl 411 von Scan-, Druck-, Kopier- oder Fax-Funktion durch den Benutzer.
Bei der vorhergehenden Erörterung führt werden Ausführungsbeispiele in Reihenscanner und in Bandscanner eingebracht. Diesen beiden Vorrichtungstypen kann das Unterpulsen und die PWM-Farbkorrektur gemeinsam sein.
Wir stellen Dunkelabstände (441, 11) zwischen Pulsen bereit – unabhängig davon, ob Pulse der gleichen Farbe, wie z. B. bei einem monochromen Scanner oder Kopierer, oder Pulse R, G, B unterschiedlicher Farben für die Farbbearbeitung verwendet werden. Diese Bereitstellung ist entscheidend für den Gewinn optimaler Unabhängigkeit von den starren Sequentialisiererfordernissen von CCDs und anderen integrierenden Detektoren.
Da Dunkelabstände 441 in die Abfolge aufgenommen sind, werden Taktsignale SI (oder „init"), zum Einleiten einer Detektorauslesung einfach während dieser Abstände erzeugt. Jeder Takt SI wird schon früh in seinem jeweiligen Dunkelabstand bereitgestellt, um genügend Zeit für einen Abschluss der jeweiligen Ausleseverschiebungsabfolge RD zu lassen.
Manche CCDs weisen ein Abtasten-Und-Halten-Merkmal auf, das es ermöglicht, analoge Eingangsdaten in einer Schattenspeicherung zu halten, und zwar der Analog-Digital-Wandlung vorgeschaltet. Wird dieses Merkmal verwendet, kann der Dunkelabstand für sich fast überlappende Farben minimal sein: nach den ersten 18 Auslesetakten kann das Detektorarray mit dem Integrieren des nächsten Datensatzes beginnen.
Ein neuer Puls R, G, B beginnt erst weit nachdem jede Detektorausleseperiode RD abgeschlossen ist. Dementsprechend sind die Datenerfassungs- und Auslesephasen gegenseitig unabhängig, wodurch ebenfalls eine Unabhängigkeit von der Pixelzeilenerfassungsfrequenz (d. h. Scangeschwindigkeit 442, 442', 442'', 442''') sichergestellt wird.
Bei einem Scannerbetrieb bei sieben Punkten pro Millimeter (180 Punkte/Zoll) wird ohne weiteres eine feste Periodizität für jeden Messteilabstand – d. h. für jede Farbe – verwendet; jedoch wird bei zwölf Punkten pro Millimeter (300 Punkte/Zoll), bei dem die Auslesetoleranz im ungünstigsten Fall 500 Mikrosekunden beträgt, vorzugsweise ein kurzer Dunkelabstand von etwa sechs Mikrosekunden eingeschoben, wodurch dem gesamten aktiven Teil des Zyklus nicht mehr als 400 Mikrosekunden zugewiesen werden.
Ist die Scangeschwindigkeit 442 relativ hoch, ist der Zeitzwischenraum oder der abschirmende Dunkelabstand 443 zwischen jedem Lichtpuls, z. B. Puls B, und seinem darauf folgenden Ausleseinitialisierungspuls SI minimal. Bei dem breitesten LED-Puls B ist der Dunkelabstand besonders klein (willkürlich wurden in 11 die blauen Pulse B zur Veranschaulichung ausgewählt, da sie länger als die anderen sind).
Ist die Scangeschwindigkeit 442' niedrig, verlängert sich der Zwischenraum 443' zwischen z. B. dem längsten Lichtpuls B und dem darauffolgenden „init"-Puls SI. Die Belichtungen bleiben jedoch unverändert, da auch die jeweiligen Breiten aller Pulse R, G, B die gleichen wie zuvor bleiben.
Ähnlich bleiben die Datenausleseabstände RD unverändert. Ferner wird jeder dieser Abstände durch einen weiteren Dunkelabstand 444 von dem jeweiligen nachfolgenden Lichtpuls R, G, B getrennt – auch dies wieder, um einen ordnungsgemäßen Abschluss der Ausleseabfolge sicherzustellen und dadurch eine Unabhängigkeit der Daten von der Scangeschwindigkeit zu gewährleisten.
Ist eine PWM-Farbkorrektur erwünscht, werden die Pulse von Licht unterschiedlicher Farbe entsprechend unterschiedli chen Zeiträumen zugeordnet. Um ein vereinfachtes Beispiel zu betrachten: wenn wiedergegebene Bilder dazu neigen, eine gelbliche Nuance aufzuweisen, können die Pulse B für Blau auf Kosten der Pulse G, R für Grün und Rot verbreitert werden (wie veranschaulicht) – wobei z. B. der Gesamtbetrag von Zeit, der auf die Pulse verwendet wird, konstant gehalten wird.
In der Praxis neigen die relativen Intensitäten von LEDs von einem gemeinsamen Hersteller dazu, besser ausgeglichen zu sein als es dieses vereinfachte Beispiel erscheinen lassen mag. Der Grad der erwünschten Einstellung ist daher in der Regel subtiler.
Andererseits kann, ist eine arithmetische Farbraumumwandlung erwünscht, PWM in Form einer vorausgehenden Einstellung verwendet werden, um sicherzustellen, dass die arithmetischen Vorgänge geordnet ablaufen. Zum Beispiel kann eine derartige Einstellung hilfreich sein, um alle Farbkomponenten „positiv" usw. zu machen.
Ist keine Farbkorrektur erforderlich oder erwünscht, können alle drei Sätze von Pulsen R, G, B die gleiche Breite aufweisen. Dieser Zustand wird als zwischen Rot und Grün veranschaulicht, wofür davon ausgegangen wird, dass die LED-Farben intrinsisch ausgeglichen sind.
Auch die veränderbare Scangeschwindigkeit ist zu einem gewissen Grad sowohl den Reihen- als auch den Bandscannern gemeinsam, und zwar in der Bedeutung, dass beide Scanner unbeabsichtigten Schwankungen in der Vorbewegungsgeschwindigkeit des Bewegungsmechanismus ausgesetzt sind. Wie es im Vorhergehenden erwähnt wurde, können derartige Schwankungen 442/442'/442'' aus z. B. Reibungsunregelmäßigkeiten in dem Mechanismus entstehen.
Geschwindigkeitsveränderungen sind jedoch bei Bandvorrichtungen von größerer Wichtigkeit, da hier absichtlich einge führte Geschwindigkeitsveränderungen – und tatsächlich Richtungsumkehrungen – sowohl inhärent als auch häufig sind. Somit beginnt jeder Arbeitsgang eines Bandscanners mit einer Beschleunigung 445 ab Nullgeschwindigkeit und endet mit einer Abbremsung 446 auf Nullgeschwindigkeit pro Umdrehung 447, gefolgt von einer negativen Beschleunigung, d. h. einer Beschleunigung 448 in der Rücklaufrichtung – Ereignisse, die viele Male pro Seite erforderlich sind.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele kommen mit allen derartigen Geschwindigkeitsveränderungen zurecht, ohne dass Pixelregistrierung, Farbverschachtelungsabfolge oder Farbausgleich verloren gehen. Dabei bleiben die Pulsbreiten unverändert.
Bei Bandscannern ist die Verwendung von LIFO-Spaltenumkehrung (12) bezeichnender, da dieses Ausführungsbeispiel gewissen bandbasierten Konfigurationen, wie denen, die in 13 und 14 gezeigt sind, besonders günstige Fähigkeiten verleiht – und auch, weil die Speicherung von lediglich einem oder zwei Bändern ausreicht, während ein entsprechender Reihenscanner (d. h. ein Reihenscanner mit LIFO-Reihenumkehrung) die Speicherung des im Wesentlichen gesamten Bilds erfordern würde. Dennoch ist eine derartige LIFO-Reihenumkehrungsvorrichtung nützlich, z. B. für die Erzeugung von Spiegelbildern.
Bei Verwendung von LIFO-Spaltenumkehrung führt ein System seinen ersten, vorwärts gerichteten Arbeitsgang 451 (12) durch, ohne dass gedruckt wird. Bei diesem Arbeitsgang 451 liest das System lediglich, und erfasst Daten für Pixelspalten a (die linke Spalte) bis einschließlich z (die rechte, letzte Spalte).
Nach dem Ändern der Richtung führt das System einen Rücklaufarbeitsgang 452 durch, bei dem die Daten, die soeben für die Spalten a bis einschließlich z erfasst worden waren, gedruckt werden – jedoch in umgekehrter Reihenfolge, beginnend mit der Spalte z und endend mit der Spalte a. Gleichzeitig werden neue Daten von dem nächsten Band erfasst, jetzt beginnend mit der rechten Spalte z' (Lesen während des Druckens der Daten für z des soeben erfassten Bands), und endend mit der linken Spalte a' (Lesen während des Druckens von Daten für die soeben erfasste Spalte a) dieses zweiten Bands.
Somit ist es für diesen Betriebsmodus vorteilhaft, dass der Sensor und die Druckköpfe um ein Band versetzt sind. Bei jedem nachfolgenden Durchlauf 453, 454 usw. des Wagens, werden für eine Spalte a ... z innerhalb des Bands Daten erfasst, während die Daten, die für die jeweils gleiche Spalte a' ... z' des vorhergehenden Bands erfasst wurden, gedruckt werden – bis zum letzten Band 455, das ein Rücklaufband ist, bei dem lediglich Drucken stattfindet.
Bandscannerfunktionen sind sehr anpassungsfähig für unterschiedliche mechanische Varianten, sei es, um Vorrichtungen für spezielle Märkte zu optimieren, oder um die Vorzüge des Systems zu optimieren. Das System kann in einer Dual-Gegenüber-Flachbett-Vorrichtung, die ein Scanner-Drucker-Kopierer ist, verwendet werden.
Hier dient ein einziges Transportsystem 211, 243, 233 (13, 14) nicht nur in doppelter Funktion für das Scannen und für das Drucken, sondern tut dies sogar gleichzeitig. Wie bei allen bevorzugten Bandscanausführungsbeispielen umfasst ein derartiges System vorzugsweise einen riemengetriebenen Wagen 211 – der sich in einer „Bewegungsachse" entlang einer Stütz- und Führungsstange 243 hin- und herbewegt – und einen Positionscodierstreifen oder „Codestreifen" 244 (13 und 14) mit einem zugeordneten Sensor 244' auf dem Wagen 211, um die momentane Position und Geschwindigkeit des Wagens zu bestimmen.
Ähnlich kann das System einen Mechanismus zum Bereitstellen einer relativen Bewegung in einer orthogonalen Richtung oder einer „Medienvorbewegungsachse" umfassen – hier in Form eines Gerüsts 231 implementiert, mit Rädern oder Ritzeln 233 zum körpermäßigen Verschieben des Wagens 211 mit seiner Führungsstange 243 und dem Codestreifen 244 entlang eines Paars von Schienen oder Stangen 233'. Das Gerüst 231 wird durch einen getrennte Führungsschraube vorwärts bewegt, oder durch einen Motor auf dem Gerüst, um die Ritzel 233 anzutreiben, oder am wirtschaftlichsten durch einen Riemenantrieb mit einem Vorbewegungsachsencodierstreifen; oder, falls bevorzugt durch irgendeinen anderen Bandvorbewegungsmechanismus.
Der Wagen 211 und das Gerüst 231 arbeiten in dem Raum zwischen zwei parallelen, stationären Flachbetten – d. h. zwischen der oberen, transparenten Auflage oder dem Bett 223 und dem unteren Bett 227. An den Wagen 211 sind ein aufwärts gerichteter Sensor 214, 214' zum Lesen eines Originals 221 auf der oberen Auflage 223 und nach unten zeigende Stifte 212, 213 zum Drucken auf ein Blatt 226/228 eines Druckmediums auf der unteren Auflage 227 angebracht.
Dieses System kann verwendet werden, um ein Magazin, eine Broschüre oder eine Buchseite, sowie ein Normblatt 221 eines bildtragenden Mediums zu scannen oder zu kopieren – was immer der Benutzer auf der transparenten oberen Auflage 223 positioniert hat. Das System ist auch nützlich bei kleinen oder unregelmäßigen Stücken eines Bildmediums – wie sie im Vorhergehenden aufgezählt wurden – und anderen Gegenständen, die nicht ohne weiteres durch Dokumenttransportmaschinen geleitet werden können.
Eine lichtundurchlässige weiche Abdeckung 225 ist vorteilhafterweise bereitgestellt, um Streulicht zu unterdrücken, für den Fall, dass das Raumlicht stark ist, um so die Leistung der Datenerfassungsmodule mit gepulsten LEDs zu optimieren. Um dem Benutzer Zugang zu der unteren Auflage oder dem Bett 227 zum Positionieren oder Entfernen eines Blatts eines Druckmediums 226/228 zu erleichtern, sind die obere Auflage 223 und die Vorderwand 229 des Gehäuses vorteilhafterweise so angebracht, dass sie nach oben bzw. nach vorn in offene Positionen 223' bzw. 229' geschwenkt werden können.
Es ist bevorzugt, die Gerüstlaufräder 231 in den linken und rechten Endzonen zu schützen, wenn das Gerüst in die Betriebsregion über der Druckmedienposition vorwärts gerollt wird – und auch den gesamten Wagen 211 und das Gerüst 231 zu schützen, wenn sie rückwärts gerollt und am hinteren Ende des Gehäuses verstaut werden. Zu diesem Zweck laufen horizontale Schirme (nicht gezeigt) entlang der Seiten und der Rückseite des Gehäuses, die sich von den oberen Rändern der Seitenwände 220 und der Rückwand in das Innere erstrecken.
Diese bildbezogene Vorrichtung kann verwendet werden, um getrennt zu drucken oder zu scannen. Während sie auch verwendet werden kann, um ein Dokument zu drucken, während ein anderes gescannt wird, scheint ein derartiger unabhängiger Betrieb nicht die effizienteste Verwendung der Systemressourcen darzustellen. Ein unabhängiger Betrieb kann ein gewissen Duplizieren von Datenkanälen sowie gewisse Unannehmlichkeiten für einen Benutzer voraussetzen.
Die wichtigste und beste Verwendung dieses System ergibt sich aus einem im Wesentlichen gleichzeitigen Scannen und Drucken in einem Kopiermodus – d. h. in einem, in dem das Dokument 226/228, das gedruckt wird, eine Kopie des Dokuments 221 ist, das gescannt wird. Dieser Kopiermodus ist besonders ressourceneffizient, dahingehend, dass der einzige Wagen 211 und das einzige Gerüst 231 (und deren Steuersysteme) sowohl den aufwärts gerichteten Scansensor 214/214' als auch den abwärts gerichteten schwarzen Stift 212 und (falls vorhanden) den Farbstift oder die Stifte 213 gemeinsam und gleichzeitig positionieren und die Betätigung derselben lenken.
Um die Verwendung desselben aufwärts gerichteten Sensors 214 sowohl zum Scannen als auch für Hilfsdruckfunktionen zu vereinfachen, kann der Sensor ausgerichtet werden, um seinen Eingangsstrahl entlang einer horizontalen Achse aufzufangen und mit einem Strahlwegfaltspiegel 214' versehen sein. Dieser Spiegel kann zwischen zwei Ausrichtungen mechanisch bewegbar sein, um Licht selektiv von dem Original 221 über einer transparenten Auflage 223, die das obere Flachbett bildet, oder von dem Druckmedium 126/128 in dem unteren Bett des Dualflachbettsystems zu empfangen.
Alternativ kann der Spiegel oder irgendein anderes Element ein elektronisch steuerbarer optischer Schalter sein, wie z. B. ein spannungsgesteuertes dichroitisches Element, zur Auswahl der Strahlempfangsrichtung, ohne dass Teile bewegt werden.
In der Zwischenzeit positionieren das einzige Gerüst 231 und sein Steuersystem den Wagen 211 schrittweise entlang der Medienvorbewegungsachse und synchronisieren eine Bewegung des Wagens mit den Gerüstschritten. Ein derartiger Betrieb ist dank einer parallelen Ausrichtung der dualen sich gegenüberliegenden Betten 223, 227, die das Original 221 und die Kopie 226/228 halten, möglich.
Wenn das Dokument 221 keine Farbwiedergabe erfordert, kann die Maschine eingestellt werden (oder kann in manchen Fällen diese Bedingung automatisch erfassen und sich selbst einstellen), um im Wesentlichen in einem Direktübertragungsmodus zu drucken. In diesem Fall drucken die Stifte dasselbe Band, das gescannt wird.
Dieser Betrieb kann buchstäblich fast gleichzeitig, Pixelspalte für Pixelspalte innerhalb des Bands, erfolgen, wenn ein Spiegelbild des Originals erwünscht oder annehmbar ist (15). Dieser Datenfluss ist nicht nur First-In/First-Out (FIFO), sondern auch umgehend. In einem gewissen Sinn erscheint dieser Betriebsmodus selbstverständlicher, da er weder eine Verzögerung noch eine Umkehrung der Spaltensequentialisierung erfordert.
Ansonsten, und häufiger, ist das System in der Regel eingestellt, um beim Rücklauf (16) das Band, das soeben im Vorwärtsdurchlauf erfasst wurde, zu drucken – wobei es jedoch sämtliche Pixelspalten in entgegengesetzter, LIFO-Reihenfolge (12) wiedergibt. Die hervorragende Effizienz des Systems im Positivbildmodus ist aus dem Vergleich der 9 und 16 ersichtlich: außerordentlich wenig zusätzliche Hardware und Firmware 251–253 werden benötigt, um das Bild zu drucken, das erfasst wird; für den Spiegelbildmodus ist natürlich sogar noch weniger erforderlich.
Für höheren Durchsatz sind der Sensor 214, 214' und die Stifte 212, 213 entlang der Vorbewegungsachse um ein oder zwei Bänder – oder Teilbänder, falls Scan-/Druck-Modi in der Maschine verwendet werden sollen – gegenseitig versetzt. Ein derartiger Versatz ermöglicht sowohl Vorwärts- als auch Rücklauf-Scannen, und -Drucken – wobei jedoch stets das Band, das in dem vorhergehenden Durchlauf erfasst wurde, gedruckt wird, entweder vorwärts oder im Rücklauf. Der Versatz kann entweder ein mechanischer Versatz von Stift und Sensor selbst sein, oder ein cachemäßiges Datenspeichern mit einem mechanischen Versatz der Eingangs- und Ausgangsdokumente.
So findet z. B. in einem ersten, vorwärts gerichteten Durchlauf lediglich ein Scannen eines ersten Bands oder Teilbands statt, während die Druckköpfe ruhen; anschließend wird in einem zweiten, einem Rücklaufdurchlauf, ein zweites Band oder Teilband gescannt, während die Pixelspalten des ersten, auf einer Last-In/First-Out-(LIFO-)Basis gedruckt werden. Als Nächstes wird in einem dritten, einem Vorwärtsschritt, ein drittes Band oder Teilband erfasst, während das zweite in derselben LIFO-Reihenfolge gedruckt wird – usw., bis das letzte Band oder Teilband im Rücklauf gedruckt wird, während der Scanner ruht.
Die Sensor- und Stiftbandhöhen sind vorteilhafterweise derart ausgewählt, dass ein Dokument, das Reihen von Text in einer Normbeabstandung trägt, gescannt und gedruckt werden kann, ohne dass Schriftzeichen zwischen Bändern aufgeteilt werden – vorausgesetzt, dass der Text auf dem oberen Bett einigermaßen parallel zu der Scanbewegung ausgerichtet ist. Die Vorrichtung kann programmiert sein, um diese Bedingungen zu erkennen (entweder mit oder ohne Hilfe einer Betreibereinstellung), und in einem solchen Fall das Gerüst angemessen für das erste Band zu indexieren und dadurch die Maschine für einen Höchstgeschwindigkeitsbetrieb entlang der Seite, gemeinsam für sowohl die Scan- als auch die Druckstufe einzurichten.
In demselben Fall kann die Vorrichtung programmiert sein, um zu erkennen, dass eine spätere Zeile zwischen zwei Bändern aufgeteilt ist (z. B. aufgrund einer nicht normgerechten Beabstandung der Originalzeile, oder aufgrund dessen, dass das Dokument, das als ein Original benutzt wird, selbst als eine Kopie mit einer geringfügigen Reduzierung oder Vergrößerung hergestellt wurde) – und mit einem geringfügigen Indexieren aufwärts oder abwärts zu korrigieren. Für den Gesamterfolg dieses Betriebs sind jedoch der Sensor und der Stift vorzugsweise miteinander ausgerichtet und nicht versetzt.
Andererseits ist der Versatz der Eingangs- und Ausgangsstufen bei Bildern des Typs, der eine Farbwiedergabe erfordert, vonnöten. Ein Versatz oder eine Verzögerung um eine kleine Anzahl von Teilbändern (17) ist erforderlich, um es dem Prozessor zu ermöglichen, sämtliche notwendigen Informationen zu sammeln – besonders für bestimmte Wiedergabetechniken, die dazu neigen, Daten zwischen benachbarten Bändern weiterzugeben – bevor damit begonnen wird, das aufbereitete Band zu drucken. Derartige Strategien erscheinen speziell in dem Fall, bei dem Bildstrukturen sich über eine Bandbegrenzung erstrecken, vonnöten.

Claims

Eine bildbezogene Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: einen Detektor (25, 214) zum Erzeugen eines Signalarrays (R, G, B) ansprechend auf Muster von empfangenem Licht; eine Einrichtung (22, 141) zum Beleuchten mindestens eines Abschnitts eines Objekts (20, 221); eine Einrichtung (24) zum Platzieren von Licht (144) von einem beleuchteten Abschnitt des Objekts auf dem Detektor derart, dass das Signalarray das Objekt visuell darstellt; eine Einrichtung (413) zum Pulsen der Beleuchtungseinrichtung, wobei die Pulseinrichtung eine Einstellungseinrichtung (412, 412') umfasst, die wirksam ist, um die Dauer (R, G, B) von Lichtpulsen verschiedener Farben jeweils einzustellen, um die Farbabstimmung zu steuern; eine Einrichtung (401–407, 407', 419) zum Auswählen, mit einer veränderbaren Scangeschwindigkeit, aufeinanderfolgender Abschnitte eines derartigen Eingangsobjekts zum Platzieren durch die Platziereinrichtung; eine Einrichtung (415–429) zum Lesen von Signalen von dem Detektor in Abständen (RD), um ein derartiges Signalarray zu erzeugen; wobei die veränderbare Scan geschwindigkeit der Auswahleinrichtung bewirkt, dass die Leseabstände variieren, und die Pulseinrichtung weist eine Einrichtung (403–406, 413) zum Setzen der Dauer von Lichtpulsen derart, dass die Gesamtbelichtungszeit für Farben kürzer als die für jedes Pixel verfügbare Gesamtzeit ist, auf, und die Pulseinrichtung ist wirksam, um die Beleuchtungseinrichtung in Synchronisation mit einer sich auf die Position der Veränderbare-Scangeschwindigkeit-Auswahleinrichtung beziehenden Information zu pulsen, so dass ein Dunkelabstand vor im Wesentlichen jedem Puls auftritt, wobei der Dunkelabstand eine Kompensation für durch Schwankungen bei der Abtastgeschwindigkeit durch die Auswahleinrichtung verursachte Schwankungen bei den Leseabständen erlaubt.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung (413) zum Trennen von Farben eines derartigen Objekts durch automatisches Steuern der Beleuchtungseinrichtung, um zyklisch Licht aufeinanderfolgender unterschiedlicher Farben zu verwenden.
Eine bildbezogene Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: die bildbezogene Vorrichtung einen Farbbandscanner aufweist; die Auswahleinrichtung eine Einrichtung (401–403) zum Leiten eines Sensorarrays (25) über das Objekt, um aufeinanderfolgende Pixelspalten innerhalb im Wesentlichen jedem Band in einem Bild auszuwählen, aufweist; und die Pulseinrichtung eine Einrichtung (413) zum Bewirken, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Lichtpuls für jede Pixelspalte (a-z) während jedem Leiten des Sensorarrays über das Objekt emittiert, aufweist; und die ferner eine Einrichtung (413) zum Bewirken, dass die Beleuchtungseinrichtung Licht unterschiedlicher Farben in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen emittiert, um eine Bandverschachtelung von Farbdaten zu erzeugen, aufweist.
Eine bildbezogene Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: die bildbezogene Vorrichtung einen Farbbandscanner (11) aufweist; die Auswahleinrichtung eine Einrichtung zum Auswählen aufeinanderfolgender Pixelzeilen aufweist, wobei jede Pixelzeile: eine Pixelzeile eines Bilds ist, wenn der Scanner ein Reihenscanner ist, und eine Pixelspalte innerhalb im Wesentlichen jedem Band in einem Bild ist, wenn der Scanner ein Bandscanner (11) ist; und die Pulseinrichtung eine Einrichtung zum Bewirken, dass die Beleuchtungseinrichtung Lichtpulse jeweiliger mehrfacher Farben in Folge für jede Pixelzeile emittiert, um eine Zeilenverschachtelung von Farbdaten zu erzeugen, aufweist.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der: die veränderbare Scangeschwindigkeit auch bewirkt, dass die Abstände (441) zwischen Pulsen variieren; eine Belichtung an dem Detektor im Wesentlichen unabhängig von den Abständen (441) zwischen Pulsen und Leseabständen (RD) ist; und eine Schwankung bei der Belichtung im Wesentlichen ausschließlich von dem Eingangsobjekt, der Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung, falls diese veränderbar ist, und der Dauer der Pulse stammt.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1: die eine Einrichtung (404, 405) zum Bestimmen der Auswahleinrichtungs (402) – Position bezüglich des Objekts aufweist; und bei der die Auswahleinrichtung (401, 407, 407', 419) gemäß der durch die Positionsbestimmungseinrichtung bestimmten Position wirksam ist.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der die Positionsbestimmungseinrichtung eine Kombination aus einem über dem Objekt angeordneten Codestreifen (404); einem Sensor (405), der mit der Auswahleinrichtung zum Lesen des Codestreifens getragen ist und Teilen (413) eines programmierten Mikroprozessors zum Interpretieren von ansprechend durch den Sensor erzeugten Signalen (415) aufweist; und die Pulseinrichtung eine Einrichtung zum Bewirken, dass die Beleuchtungseinrichtung Lichtpulse in Synchronisation mit Pixelpositionen, wie durch die Positionsbestimmungseinrichtung bestimmt, emittiert, aufweist.
Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der: der Detektor (25) ein im Wesentlichen einheitlicher Detektor zum Erzeugen eines Signalarrays ansprechend auf Muster von empfangener sichtbarer und unsichtbarer Strahlung ist; und die Beleuchtungseinrichtung eine Einrichtung zum Beleuchten mit sichtbarer Strahlung einer Mehrzahl von Farben oder mit unsichtbarer Strahlung umfasst; und folgende Merkmale aufweist: eine Auswahleinrichtung zum Betätigen der Beleuchtungseinrichtung, um die sichtbare Strahlung oder die unsichtbare Strahlung selektiv bereitzustellen; und wobei der Detektor selektiv wirksam ist, um ein Signalarray ansprechend auf sichtbare bzw. unsichtbare Indizien des Objekts zu erzeugen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Vorrichtung zum Drucken auf verschiedene Typen von Druckmedien oder von teilweise vorbedruckten Formen verwendet wird, wobei jeder der Typen unsichtbare Indizien trägt, die diesen Typ von Druckmedium oder -form kennzeichnen; und eine Einrichtung zum Interpretieren eines Signalarrays von dem Detektor ansprechend auf die unsichtbaren Indizien, um zu bestimmen, welcher Typ von Druckmedium oder teilweise vorgedruckter Form verwendet wird, und eine Einrichtung zum Einstellen von Druckparametern, um einen Typ von Druckmedium, der verwendet wird, aufzunehmen, oder um Drucken zu steuern, um Informationen in einen Typ einer Form, der verwendet wird, zu drucken, aufweist.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die folgende Merkmale aufweist: eine Stifteinrichtung (418) zum Anlegen des Signalarrays, um ein Bild des Objekts eines Druckmediums zu drucken; und eine Einrichtung zum Verwenden des gleichen Detektors (214) zum Durchführen mindestens einer Hilfsdruckfunktion (408'), die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Folgendes umfasst: Bestimmen, ob die Stifteinrichtung ohne Tinte ist oder die Tinte ausgeht, Bestimmen der Druckqualität durch die Stifteinrichtung, wenn die Stifteinrichtung eine Mehrzahl von Stiften aufweist, Bestimmen der gegenseitigen Ausrichtung der Stifte, und Anordnen der Kante des Druckmediums, im Allgemeinen gleichzeitig mit dem Drucken auf dasselbe.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der beim Empfangen von Licht von dem Objekt der Detektor Licht aus einer ersten Richtung empfängt; beim Empfangen von Licht für die Hilfsdruckfunktion der Detektor Licht aus einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, empfängt; wobei die Vorrichtung eine mechanische oder elektrooptische Einrichtung (214') zum Auswählen der Richtung, aus der der Detektor Licht empfängt, aufweist.