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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine digitale Druckvorrichtung und
Verfahren und insbesondere ein System zur Bildformung von lithographischen Druckelementen
on- oder off-press (auf einer Presse und weg von einer Presse) unter
Verwendung eines digital gesteuerten Laserausgangs.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
der Offset-Lithographie ist ein druckbares Bild auf einem Druckelement
als ein Muster von farbaufnehmenden (ölanziehenden) und farbabweisenden
(ölabstoßenden)
Oberflächengebieten
vorhanden. Wenn sie einmal auf diese Gebiete angebracht ist kann
die Farbe effizient an ein Aufzeichnungsmedium in einem bildartigen
Muster mit einer starken Wiedergabetreue transferiert werden. Trockendrucksysteme
verwenden Druckelemente, deren farbabweisende Abschnitte ausreichend
für die Farbe
abstoßend
sind, um deren direkte Anbringung zu erlauben. Farbe, die gleichförmig an
dem Druckelement angebracht wird, wird an das Aufzeichnungsmedium
nur in dem bildartigen Muster transferiert. Typischerweise bildet
das Druckelement zunächst
einen Kontakt mit einer nachgiebigen Zwischenoberfläche, die
als ein Deckenzylinder bezeichnet wird und die wiederum das Bild
auf das Papier oder ein anderes Aufzeichnungsmedium anbringt. In
typischen Blattzuführungs-Drucksystemen
wird das Aufzeichnungsmedium auf einen Andruckzylinder aufgesteckt,
was es in Kontakt mit dem Deckenzylinder bringt.
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In
einem nass-lithographischen System sind die Gebiete ohne Bild hydrophil
und die erforderliche Farbabstoßung
wird durch eine anfängliche
Aufbringung einer dämpfenden
(oder „Fontänen") Lösung auf
die Platte vor einer Farbanbringung bereitgestellt. Die farbabweisende
Fontänen-Lösung verhindert, dass
Farbe an den Gebieten ohne Bild anhaftet, beeinflusst aber den ölanziehenden
Charakter der Bildgebiete nicht.
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Wenn
eine Presse mehr als eine Farbe drucken soll wird ein getrenntes
Druckelement entsprechend zu jeder Farbe benötigt. Das wsprüngliche
Bild wird in eine Reihe von bildartigen Mustern oder „Separationen" zerlegt, die jeweils
den Beitrag der entsprechenden druckbaren Farbe reflektieren. Die
Positionen der Druckelemente werden so koordiniert, dass die Farbkomponenten,
die von den verschiedenen Elementen gedruckt werden, auf den gedruckten Kopien
ausgerichtet sein werden. Jedes Druckelement ist gewöhnlicherweise
auf einem „Platten" Zylinder angebracht
(oder einstückig
damit) und der Satz von Zylindern, die zu einer bestimmten Farbe auf
einer Presse gehören,
wird gewöhnlicherweise als
eine Druckstation bezeichnet.
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Um
die mühsame
fotographische Entwicklung, die Plattenanbringung- und Plattenausrichtungs-Vorgänge zu vermeiden,
die typisch für
traditionelle Drucktechnologien sind, haben Praktiker elektronische
Alternativen entwickelt, die das bildartige Muster in digitaler
Form speichern und das Muster direkt auf die Platte aufdrucken.
Platten-Bildformungseinrichtungen, die für eine Computersteuerung geeignet
sind, umfassen verschiedene Formen von Lasern. Zum Beispiel offenbaren
die U.S. Patente mit den Nummer 5.351.617 und 5.385.092 abtragende Aufzeichnungssysteme,
die Laserentladungen mit niedriger Leistung verwenden, um in einem
bildartigen Muster ein oder mehrere Schichten eines lithographischen
Druckrohlings entfernen, wodurch ein für die Farbe bereites Druckelement
ohne die Notwendigkeit einer fotographischen Entwicklung geschaffen
wird. Gemäß dieser
Systeme wird ein Laserausgang von der Diode auf die Druckoberfläche geführt und
auf dieser Oberfläche
(oder auf der Schicht, die für
eine Laserabtragung am empfänglichsten
ist, die allgemein unter der Oberflächenschicht liegen wird) fokussiert.
Andere Systeme verwenden eine Laserenergie, um einen Transfer von Material
von einer Geber- an eine Akzeptor-Schicht zu transferieren, um in
einer nicht-abtragenden Weise oder als eine punktweise Alternative
zu einer Gesamtbelichtung durch eine Fotomaske oder ein Negativ
eine Aufzeichnung vorzusehen.
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Wie
in dem '617 und '092 Patenten diskutiert kann
ein Laserausgang aus der Entfernung erzeugt werden und an den Aufzeichnungs-Rohling
mit Hilfe von optischen Fasern und Fokussierungslinsen-Aufbauten gebracht
werden. Wenn eine Strahlung auf dem Aufzeichnungs-Rohling fokussiert
wird ist es wichtig eine zufriedenstellende Fokustiefe – das heißt, die
tolerierbare Abweichung von einem perfekten Fokus auf der Aufzeichnungsoberfläche – aufrecht
zu erhalten. Eine geeignete Fokustiefe ist für die Konstruktion und Verwendung
der Bildformungs-Vorrichtung wichtig; je kleiner die Arbeits-Fokustiefe
ist, desto größer wird
die Notwendigkeit für mechanische
Feineinstellungen und eine Empfindlichkeit gegenüber einer Betriebsverschlechterung als
Folge der Ausrichtungsverschiebungen, die eine normale Verwendung
begleiten können,
sein. Eine Fokustiefe wird maximiert, indem eine Ausgangsstrahldivergenz
auf einem Minimum gehalten wird.
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Unglücklicherweise
verringern optische Effekte zum Reduzieren der Strahldivergenz (der Strahlaufweitung)
auch die Leistungsdichte, da eine Linse die Helligkeit der Strahlung,
die sie korrigiert, nicht verändern
kann; eine Linse kann nur den optischen Pfad verändern. Somit stellt eine optische
Korrektur einen inhärenten
Kompromiss zwischen der Fokustiefe und dem Leistungsverlust dar.
Die U.S. Anmeldung mit der Seriennummer 08/676.470, die am 08. Juli
1996 eingereicht wurde und den Titel DIODE-PUMPED LASER SYSTEM AND
METHOD trägt,
offenbart einen Ansatz, der den divergierenden Ausgang eines Halbleiter-
oder Diodenlasers verwendet, um ein Laserkristall optisch zu pumpen,
welches selbst eine Laserstrahlung mit einer wesentlich kleineren
Strahldivergenz, aber vergleichbarer Leistungsdichte emittiert;
der Laserkristall wandelt die divergierende ankommende Strahlung
in einem Monomode-Ausgang mit höherer
Helligkeit um.
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Der
Ausgang des Laserkristalls wird auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums
fokussiert, um die Bildformungsfunktion auszuführen. In Systemen eines Abtragungs-Typs
wird der Strahl auf der „Abtragungsschicht" des Aufzeichnungsmaterials
fokussiert, dass dafür
ausgelegt ist, um sich im Ansprechen auf eine Laserstrahlung zu
verflüchtigen;
wiederum stellt die Fokustiefe des Laserstrahls einen Grad einer
tolerierbaren Abweichung bereit. In Systemen des Transfer-Typs wird
der Strahl auf der Transferschicht fokussiert. Wie hier verwendet
bezieht sich der Ausdruck „Platte" oder „Element" auf irgendeinen Typ
von Druckelement oder Oberfläche,
die ein Bild aufzeichnen können,
welches durch Bereiche definiert wird, die unterschiedliche Affinitäten für Farbe und/oder
Fontänen-Lösung aufzeigen;
geeignete Konfigurationen umfassen die traditionellen planaren oder
gekrümmten
lithographischen Platten, die auf dem Plattenzylinder einer Druckpresse
montiert sind, können
aber auch nahtlose Zylinder (z. B. die Rollenoberfläche eines
Plattenzylinders), ein Endlosband, oder eine andere Anordnung umfassen.
Eine Laser-Bildformung wird ebenfalls in einem weit verbreiteten
Maß außerhalb
des Kontext einer Lithographie verwendet, um z. B. Farbabzüge und andere Produkte
der graphischen Kunst zu erzeugen.
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Ein
praktisches Bildformungs-Gerät
erfordert Laser, die fast unmittelbar auf Hochfrequenz-Rechteckwellen-Leistungsimpulse
(Energieimpulse) antworten, so dass Bildformungspunkte – das heißt, die Punkte,
die von dem Laserstrahl auf dem Aufzeichnungsmaterial erzeugt werden – als scharfe,
diskrete und gewöhnlicherweise
runde Formen einer konsistenten Größe erscheinen. Punkte müssen auch
bei sehr nach beabstandeten Intervallen gedruckt, oder Aufzeichnungsplatz
frei gelassen werden, um typische Druckauflösungen zu erzielen. Obwohl
die '470 Anmeldung
die Fähigkeit
offenbart, die Bildpunktgröße durch
Verändern
der Impulsbreite innerhalb bestimmter Grenzen zu steuern, ist festgestellt
worden, dass sich die Punktgröße auch
mit der Dichte, bei der Punkte gedruckt werden, verändern kann.
Der Ausdruck „Tastverhältnis" („Duty cycle") bezieht sich auf den
prozentualen Anteil von Pixelstellen in einem abgebildeten Feld,
die tatsächlich
eine Laserstrahlung empfangen (das heißt, das Verhältnis der
Zeit, in dem der Laserkristall aktiviert ist, zu der Zeit, in der
er nicht aktiv ist). Je größer das
Tastverhältnis
ist, desto dunkler wird die sich ergebende Farbe sein, da in digitalen
Drucksystemen Grauskala-Dichten oder Tönungen durch eine Veränderung
von Pixeldichten erzielt werden.
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Die
internationale Patentanmeldung WO-A-97/27065 und die europäische Patentanmeldung
EP-A-710005 offenbaren
beide eine Vorrichtung zur Bildformung einer Aufzeichnungskonstruktion,
bei der der Ausgangspegel einer Strahlungsquelle unter anderem in Übereinstimmung
mit einem Tastverhältnis
der Strahlungsquelle verändert
wird.
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Wenn
die Größen von
einzelnen Punkten sich mit dem Tastverhältnis verändern, wird es unmöglich sein
konsistente Kalibrierungen für
Farbdichten herzustellen, da die Punktgröße auch die Dichte beeinflusst.
Wenn zum Beispiel Punkte bei geringen Tastverhältnissen kleiner sind, werden
Gebiete, die bei geringen Pixeldichten abgebildet werden, heller gedruckt
werden als dies erwartet werden würde. Da Dokumente typischerweise
Bereiche mit sich verändernden
Dichten enthalten, die in komplexen Mustern verknüpft sein
können,
kann das Problem nicht einfach durch Ändern der Pixeldichte korrigiert
werden, um eine Korrektur für
sich verändernde
Punktgrößen vorzunehmen.
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Ein
verwandtes Bildformungsproblem beinhaltet die Veränderung
des Abstands zwischen dem Laserausgang und dem Aufzeichnungsmedium
während
des Verlaufs eines Scans. Dies ist allgemein die Folge von einer
gewissen mechanischen Fehlausrichtung in dem Bildformungssystem
und neigt dazu als eine periodische Bedingung zu erscheinen (was zum
Beispiel als Folge einer exzentrischen Drehung des Zylinders auftritt,
auf dem das Aufzeichnungsmedium während einer Bildformung befestigt
ist). Obwohl die zugrundeliegende Ursache dieses Problems in der
Mechanik des Bildformungssystems und nicht in dem Ansprechverhalten
des Lasers liegt, weisen Veränderungen
in dem Abbildungsabstand und der Laserleistung als eine Funktion
des Tastverhältnisses
eine Tendenz auf visuell ähnliche
Erscheinungen zu erzeugen (in der Form von sich ändernden Punktgrößen) und
erzeugen deshalb sich gegenseitig verstärkende Fehler.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung reduziert eine Veränderung in der Punktgröße über das
Spektrum von Tastverhältnissen
(allgemein im Bereich von 1% bis 100% – das heißt von Druckdichten, die jeweils
hundert Pixel zu jedem nachfolgenden Pixel überspannen) und als Konsequenz
von Abstandsveränderungen
oder beseitigt diese Veränderung
fast. Es sollte hervorgehoben werden, dass der Ausdruck „Bildformung" sich allgemein auf
eine permanente Änderung an
einem Aufzeichnungsmedium, z. B. den Affinitäts-Charakteristiken einer Druckplatte,
bezieht; in bevorzugten Implementierungen bedeutet eine Bildformung
eine Abtragung einer Aufzeichnungsschicht (in einer Platte eines
Abtragungs-Typs) oder einen Transfer eines Gebermaterials auf eine
Nehmer-Schicht (in einer Platte des Transfertyps).
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Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung eine Laserbildformung von lithographischen Druckelementen
beinhaltet, wird sie gewöhnlicherweise
auf eine breite Vielfalt von Laseraufzeichnungs-Systemen angewendet,
die verschiedene unterschiedliche Arten von Grafikkunst-Konstruktionen beinhalten.
Laser, die einer Korrektur in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zugänglich sind, umfassen zum Beispiel
Diodenlaser und diodengepumpte Kristalllaser. Diodenlaser sind Festkörpereinrichtungen
(die allgemein als Halbleiterlaser bezeichnet werden und typischerweise
auf Galliumaluminiumarsenid- oder Galliumaluminiumindium-Verbindungen
basieren) und emittieren für
Abbildungsanwendungen typischerweise in dem Infrarot (IR) oder nahem – (IR Spektralbereich).
Die Verwendung einer Strahlung im nahen IR erlaubt die Verwendung eines
breiten Bereichs von organischen und anorganischen Absorptionsverbindungen
und insbesondere halbleitenden und leitenden Typen.
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Demzufolge
stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Einrichtung
zum elektronischen Kompensieren der Effekte des Tastverhältnisses
auf den Ausgangspegel einer Bildformungseinrichtung bereit. Eine
beispielhafte Vorrichtung umfasst eine Strahlungsquelle (allgemein
einen Laser) mit einem Ausgangspegel, der sich sowohl mit einem Eingangsleistungspegel
als auch vorzugsweise mit dem Tastverhältnis verändert. Die Vorrichtung umfasst
auch eine Einrichtung zum Fokussieren der Strahlung auf eine Aufzeichnungsoberfläche und eine
Energieversorgung zum Ansteuern der Strahlungsquelle. Für den Fall
eines Diodenlasers liefert die Energieversorgung einen variablen
Strom, dessen Größe den Leistungsausgang
des Lasers bestimmt. Die Strahlungsquelle wird betrieben, um auf der
Aufzeichnungsoberfläche
ein bildartiges Muster von Punkten zu erzeugen, und eine Einstellungseinrichtung ändert den
Ausgang der Energieversorgung, um Ausgangspegelveränderungen,
die sich aus dem Tastverhältnis
ergeben – das
heißt,
aus dem jüngsten Muster
der Laseraktivität,
zu kompensieren.
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Gewöhnlicherweise
reflektiert eine Änderung in
dem Leistungsausgang mit dem Tastverhältnis Änderungen in der Effizienz
des Betriebs, die mit einer Nicht-Aktivität auftreten. Insbesondere für den Fall von
gepumpten Kristalllasern, die thermisch hervorgerufene konfigurationsmäßige Verformungen
durchlaufen müssen,
um einen Lasing-Vorgang durchzuführen,
führen
Perioden einer Nicht-Aktivität
zu einer Relaxation des Kristalls und demzufolge zu einem verringerten
Ausgang. Demzufolge verwendet die Erfindung die jüngste Aktivität der Strahlungsquelle,
um einen Korrekturfaktor zu identifizieren, der für das Aktivitätsmuster
geeignet ist. Der Korrekturfaktor verstärkt wiederum den Eingangsleistungspegel
auf ein Ausmaß,
welches zum Einstellen für
die erwartete Verringerung in der Ausgangsleistung geeignet ist.
In einer ersten Ausführungsform
umfasst die Erfindung einen Aufwärts-Abwärts-Zähler, der
als Eingang die gleichen Binärbilddaten
in serieller Form empfängt, die
verwendet werden, um den Zustand der Strahlungsquelle zu bestimmen,
wenn sie über
ein Aufzeichnungsmedium scannt (was eine Aktivierung der Quelle
nur dann verursacht, wenn angrenzend zu einer Stelle auf dem Aufzeichnungsmedium,
die beschrieben werden soll). Der Zähler wird während Taktzyklen, wenn die
Strahlungsquelle aktiv ist, inkrementiert und wird während inaktiven
Zyklen dekrementiert. Infolge dessen reflektiert der Zustand des Zählers allgemein
das jüngste
Muster der Strahlungsquellenaktivität und seine Inhalte werden
verwendet, um eine Liste von Korrekturwerten zu adressieren.
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In
einer zweiten Ausführungsform
werden serielle Bilddaten an einem Schieberegister und nicht an
einem Zähler
angelegt. Dies stellt eine genauere Aufzeichnung des Musters der
jüngsten
Aktivität
bereit und die momentanen Inhalte des Registers werden einmal verwendet,
um eine Liste von Korrekturwerten zu adressieren.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung eine Einrichtung zum elektronischen
Kompensieren der Effekte einer exzentrischen Drehung auf den Ausgangspegel
einer Bildformungseinrichtung bereit. Allgemein wird dieser Aspekt
der Erfindung in einer nützlichen
Weise auf eine zylindrische Bildformungsanordnung angewendet, umfassend
einen Drehzylinder, auf dem das Aufzeichnungsmedium angebracht ist,
eine Strahlungsquelle (die ein oder mehrere Laser umfassen kann);
eine Energieversorgung zum Ansteuern der Strahlungsquelle; und eine
Einrichtung, um die Strahlungsquelle axial entlang des Zylinders
zu ziehen, wobei eine axiale Bewegung der Strahlungsquelle und eine
Drehung des Zylinders einen Scan der Strahlungsquelle über das
an dem Zylinder angebrachte Aufzeichnungsmedium erlaubt. Eine exzentrische
Drehung des Zylinders verursacht Veränderungen in der Leistungsdichte,
die das Aufzeichnungsmedium erreicht (ungeachtet der Leistung, die
tatsächlich
die Strahlungsquelle verlässt), und
eine Einstellschaltung kompensiert diese periodischen Erhöhungen und
Verkleinerungen der Leistung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
nachstehende Erfindungsbeschreibung bezieht sich auf die beiliegenden
Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 schematisch eine repräsentative
Bildformungsumgebung, auf die die vorliegende Erfindung in vorteilhafter
Weise angewendet wird;
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2 die Veränderung
in der Punktgröße mit dem
Tastverhältnis
in einer herkömmlichen
(vom Stand der Technik) Laserkristallanordnung;
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3A eine Elevationsansicht,
die zeigt, wie eine exzentrische Drehung eines Zylinders eine Veränderung
in dem Abstand zwischen einem Schreibkopf und der Zylinderoberfläche verursachen
kann, und
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3B graphisch den Effekt
auf die Punktgröße während einer
vollständigen
Drehung des Zylinders;
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4A eine schematische Darstellung
einer Schaltung, die Leistungsveränderungen als Folge einer exzentrischen
Drehung eines Zylinders korrigiert;
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4B graphisch die Korrekturfunktion,
die von der Schaltung der 4A implementiert
wird;
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5 eine schematische Darstellung
einer Schaltung, die Leistungsveränderungen als Folge von Veränderungen
in dem Tastverhältnis
korrigiert; und
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6 eine schematische Darstellung
einer Alternative zu der in 5 gezeigten
Schaltung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG EINER ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Zunächst wird
auf 1 verwiesen, die schematisch
die grundlegenden Komponenten einer beispielhaften Ausführungsform
darstellt, auf die die Erfindung angewendet werden kann. Ein Aufzeichnungsmedium 50,
beispielsweise ein lithographischer Platten-Rohling oder eine andere
Grafik-Kunstkonstruktion,
ist an einer Halterung während
des Bildformungsprozesses befestigt. In der dargestellten Implementierung
ist die Halterung ein Zylinder 52, um den ein Aufzeichnungsmedium 50 gewickelt
ist. Wenn gewünscht,
kann der Zylinder 52 einfach in die Konstruktion einer
herkömmlichen
lithographischen Presse eingebaut werden, wobei er als der Plattenzylinder
der Presse dient. Der Zylinder 52 wird in einem Rahmen
gehaltert und von einem standardmäßigen elektrischen Motor oder
einer anderen herkömmlichen
Einrichtung gedreht. Die linke Position des Zylinders 52 wird
durch einen Wellenkodierer in Verbindung mit einem Detektor 55 überwacht.
Die optischen Komponenten der Erfindung, die nachstehend beschrieben
wird, können
in einem Schreibkopf zur Bewegung auf einem Gewindespindel- und Führungsstab-Aufbau
angebracht sein, der das Aufzeichnungsmedium 50 überquert,
wenn es sich dreht. Eine axiale Bewegung des Schreibkopfs ist die Folge
einer Drehung eines Schrittmotors, der die Gewindespindel dreht
und den Schreibkopf nach jedem Durchlauf über dem Zylinder 52 indiziert.
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Eine
Bildformungsstrahlung, die auf das Aufzeichnungsmedium 50 auftrifft,
um so einen bildartigen Scan zu bewirken, kommt von einem oder mehreren
Pumplaserdioden 60. Die optischen Komponenten, die nachstehend
diskutiert werden, konzentrieren den gesamten Laserausgang auf das
Aufzeichnungsmedium 50 als ein kleines Merkmal, was zu
hocheffektiven Leistungsdichten führt: Ein Controller 65 steuert
einen Lasertreiber 67, um einen Bildformungsburst zu erzeugen,
wenn der Ausgangsschlitz 69 des Lasers 60 geeignete
Punkte gegenüberliegend
zu dem Aufzeichnungsmedium 50 erreicht; der Laser 60 kann
ansonsten auf einem nicht abbildenden Basislinien-Energiepegel gehalten
werden, um eine Schaltzeit zu minimieren. Der Treiber umfasst vorzugsweise
eine Impulsschaltung, die in der Lage ist wenigstens 40.000 Laseransteuerimpulse/Sekunde
zu erzeugen, wobei jeder Impuls relativ kurz ist, d. h. in der Größenordnung
von Mikrosekunden.
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Der
Controller 65 empfängt
Daten von zwei Quellen. Die Winkelposition des Zylinders 52 in
Bezug auf den Laserausgang wird konstant von dem Detektor 55 überwacht,
der Signale bereitstellt, die diese Position an dem Controller 65 anzeigen.
Zusätzlich
stellt eine Bilddatenquelle (z. B. ein Computer) 705 auch
Datensignale an dem Controller 65 bereit. Die Bilddaten
definieren Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium 50, wo Bildpunkte
geschrieben werden sollen. Der Controller 65 korreliert
deshalb die momentanen relativen Positionen des Lasers 60 und
des Aufzeichnungsmediums 50 (wie von dem Detektor 55 berichtet)
mit den Bilddaten, um die geeigneten Lasertreiber zu den geeigneten
Zeiten während
eines Scans des Aufzeichnungsmediums 50 zu aktivieren.
Die Treiber- und Steuerungs-Schaltungsanordnung,
die zum Implementieren dieses Verfahrens benötigt wird, ist in dem technischen
Gebiet der Scanner und Plotter altbekannt; geeignete Konstruktionen
werden in dem '092
Patent und in dem U.S. Patent Nr. 5.174.205 beschrieben, beide gemeinsam im
Namen des Anmelders der vorliegenden Anmeldung.
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Der
Ausgang des Lasers 60 pumpt ein Laserkristall 75 und
es handelt sich um die Emission des Kristalls 75, die tatsächlich das
Aufzeichnungsmedium 50 erreicht. Eine Reihe von Linsen 77, 79 konzentrieren
den Ausgang des Lasers 60 auf eine Endfläche 85 des
Kristalls 75. Eine Strahlung verteilt sich, wenn sie den
Schlitz 69 des Lasers 60 verlässt, wobei sie an den Schlitzkanten
divergiert. Allgemein ist die Dispersion (ausgedrückt als
eine „numerische Apertur" oder NA) entlang
der kurzen oder „schnellen" Achse, die in 1 gezeigt ist, das Hauptaugenmerk;
diese Dispersion wird unter Verwendung einer Divergenz-Reduzierungslinse 77 reduziert.
Eine bevorzugte Konfiguration ist eine vollständig zylindrische Linse, im
Wesentlichen ein Glasstabsegment mit einem geeigneten Durchmesser;
jedoch können auch
in vorteilhafter Weise andere optische Anordnungen, beispielsweise
Linsen mit hemisphärischen Querschnitten
oder diejenigen, die sowohl die schnelle als auch die langsame Achse
korrigieren, verwendet werden.
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Eine
Fokussierungslinse 79 fokussiert die Strahlung, die von
der Linse 77 herauskommt, auf die Endfläche 85 des Laserkristalls 75.
Der optische Pfad zwischen den Linsen 77 und 79 kann
direkt sein oder kann anstelle davon durch ein faseroptisches Kabel vorsichgehen.
Die Linse 79 kann zum Beispiel eine biasphärische Linse
sein. Allgemein weisen die Endflächen 85, 87 Spiegelbeschichtungen
auf, die den Eintritt von anderer Strahlung als derjenigen, die
von der Pumpquelle kommt, begrenzen und die Ausgangsstrahlung einfangen.
In dieser Weise ermöglichen
die zwei Beschichtungen die interne Reflektionscharakteristik der
Laserverstärkung,
während
der Eintritt einer unechten Strahlung verhindert wird. Zum Beispiel
kann jede Fläche 85, 87 mit
einer HR Beschichtung (hoch reflektierenden Beschichtung) versehen
werden, die eine Reflektion von > 99,8%
einer 1064 nm (Ausgang) Strahlung und eine Transmission von 95%
einer 808 nm (Eingang) Strahlung erzeugt, und einer R Beschichtung,
die eine Reflektion von 95% (ñ 0,5%)
einer 1064 nm Strahlung und eine Transmission von > 95% einer 808 nm Strahlung erzeugt.
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Der
höchst
kollimierte Ausgang mit einer niedrigen NA des Kristalls 75 wird
schließlich
auf die Oberfläche
(oder eine geeignete innere Schicht) des Aufzeichnungsmediums 50 durch
eine Linse 90 fokussiert, die eine plankonvexe Linse (wie
dargestellt) oder eine andere geeignete optische Anordnung sein kann.
Der Laser, der Laserkristall und die optischen Komponenten werden
normalerweise in einem einzelnen länglichen Gehäuse aufgenommen.
Das Aufzeichnungsmedium 50 spricht auf die Bildformungsstrahlung,
die von dem Kristall 75 emittiert wird, an, z. B. durch
eine Abtragung einer Bildformungsschicht oder durch einen nicht-abtragenden
Transfer von Material von einer Geber- auf eine Nehmer-Schicht.
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Die
Funktion des Laserkristalls 75 besteht darin, einen Laserausgang
mit niedriger NA ohne einen übermäßigen Verlust
einer Energie von dem Laser 60 zu erzeugen; im Wesentlichen
stellt die verlorengegangene Energie den Preis einer erhöhten Fokustiefe
dar. Im Allgemeinen wird der Kristall 75 vorzugsweise (aber
nicht notwendigerweise) ein Flat-Flat Monolith aus einem „thermischen
Linsen" Material
sein. Optische Leistung, die an die Endfläche 85 geliefert wird,
veranlasst die Stirnflächen 85, 87 sich
in einer biegenden Weise zu verformen, wobei ein Resonatorhohlraum
erzeugt wird, der einen Lasing-Vorgang
erlaubt. Um einen glatten Bildformungspunkt zu schaffen ist es wünschenswert
einen einzelnen transversalen Betriebsmodus (vorzugsweise der TEM00 Grundmodus der niedrigsten Ordnung) zu
erhalten, wobei die Ausgangsdivergenz so nahe wie möglich zu
derjenigen einer beugungsbegrenzten Quelle ist.
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Das
Verhalten eines herkömmlich
betriebenen Laserkristalls in der voranstehend beschriebenen Anordnung
ist in 2 gezeigt. Der
Graph 100 zeigt eine Veränderung der Punktgröße mit einem Tastverhältnis für ein 2
mm dickes Nd: YVO4 Kristall dotiert mit
einer 5% Konzentration, während
der Graph 102 diese Veränderung
für ein
1 nun Kristall darstellt. In beiden Fällen ändert sich die Punktgröße bei niedrigen
Tastzyklen wesentlich und allmählich über dem
Rest des Bereichs. Diese Veränderungen sind
ausreichend, um die gedruckten Farbtöne signifikant relativ zu etwas,
was erwartet werden würde (für eine konsistente
Punktgröße), zu
verändern.
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3A zeigt die Vorgehensweise,
mit der eine exzentrische Verschiebung zu einer Veränderung
in der Leistung führt,
die an ein zylindrisch angebrachtes Aufzeichnungsmedium 150 geliefert
wird. Der Zylinder 152 dreht sich auf einer Welle 155,
die geringfügig
von der Mitte versetzt ist, und weist ein Leerstellensegment 157 auf,
in dem die Kanten des Aufzeichnungsmediums 150 aufgepinnt
sind. Als Folge der Verschiebung bzw. Versetzung verändert sich der
Abstand d zwischen einem Schreibkopf 160 und dem Aufzeichnungsmedium 150 um
einen Betrag Δd als
Folge der Exzentrizität
der Drehung. Obwohl die typische Größe der Exzentrizität in der
Figur für
Beschreibungszwecke übertrieben
ist, erzeugen sogar sehr kleine Abweichungen wahrnehmbare Veränderungen
in den angebrachten Bildpunktdichten, da die Strahlungsflussdichte,
die tatsächlich
das Aufzeichnungsmedium 150 erreicht, mit dem Quadrat des
Abstands abfällt. 3B zeigt allgemein die Vorgehensweise,
mit der sich die effektive Leistung an der Oberfläche des
Mediums 150 verändert,
wenn sich der Zylinder 152 dreht (unter der Annahme, für Illustrationszwecke,
dass 0° einer
Drehung dem Mittelpunkt der Exzentrizitätsexkursion oder einem „Herauslaufen" Δd entspricht). Der Effekt ist
eine sinusförmige
Erhöhung
und Verkleinerung in der Leistung, wenn sich der Zylinder 152 dreht.
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Eine
Schaltung, die eine Kompensation der Effekte einer exzentrischen
Drehung bereitstellt, ist in 4A gezeigt
und ihr Betrieb ist in 4B dargestellt.
Unter Bezugnahme auf die letztere Figur besteht der Zweck der Schaltung
darin eine Leistungsveränderung
in einer vereinfachten Weise zu kompensieren. Weil in der Praxis
nur 60–70%
des Umfangs des Zylinders 150 ein für die Bildformung fähiges Gebiet
darstellt, ist eine lineare Einweg-Korrektur (z. B. eine Erhöhung in
der Leistung, die zwischen 135° und
225° gegen
die Funktion, die in 3B gezeigt
ist, angewendet wird) allgemein ausreichend. Diese Form von Korrektur
ist in 4B dargestellt. Während des
VERZÖGERUNG
(DELAY) Segments der Drehung, von 0° bis 135°, wird die gegenwärtige Einstellung,
die an dem Lasertreiber 67 bereitgestellt wird, als ein
STARTWERT (STARTVALUE) aufrecht erhalten. Dieser digitale Wert wird
null sein, wenn eine Erhöhung
in der Leistung gewünscht
ist. An dem Ende des Verzögerungsabstands
(oder Winkels) wird der Einstellungsstrom einmal bei jeweils N Kodiererimpulsen
(wobei jeder Impuls eine diskrete Winkelverschiebung darstellt,
wie nachstehend diskutiert) inkrementiert, bis der gegenwärtige Strom
den STOPWERT (STOPVALUE) erreicht. Der Einstellungsstrom bleibt
auf dem STOPWERT, bis das Leerstellensegment 157 einmal
wieder vollständig
an dem Schreibkopf 160 vorbeigelaufen ist, wobei an diesem
Punkt der Einstellstrom einmal wieder auf den STARTWERT abfällt. Wenn
ein Abfall anstelle einer Erhöhung
in der Laserleistung gewünscht
ist, dann wird der STARTWERT irgendeinen positiven Betrag eines
hinzugefügten
Stroms sein und der STOPWERT wird null sein. Der Einstellstrom wird
zu existierenden Korrekturen, wie einem Vorstrom und einer Korrektur
für eine
tastzyklus-gestützte
Leistungsveränderung,
hinzugefügt.
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Dies
ist ein digitaler Wert, der den nicht modifizierten voreingestellten
Strompegel darstellt, und muß größer als
null sein, um eine Vorspannung bereitzustellen, die ein schnelles
Schalten des Laserkristalls 75 in einen Emissionszustand
erlaubt. Der STOPWERT, der erhalten wird, wenn eine Exzentrizität den Abstand
d bei 180° maximal
erhöht
hat, stellt die maximale Korrektur dar – d. h. die Erhöhung in dem
Treiberstrom – die über den
Rest der Drehung aufrecht erhalten wird. Die Steigung der Korrekturlinie
bestimmt, wie schnell die Korrektur angewendet wird (das heißt, den
Winkelabstand, um den sich der Zylinder 152 während der
Korrektur dreht). Wenn das Leerstellensegment 157 vollständig an
dem Schreibkopf 160 vorübergezogen
ist, wird der angewendete Strom auf den STARTWERT zurückgesetzt.
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Die
in 4A gezeigte Schaltung
ist in den Controller 65 integriert, wobei die übrige Logikschaltung,
der Speicher und Register davon mit 175 in einer repräsentativen
Weise verzeichnet sind. Der Controller 65 umfasst einen
Adressbus 180, der mit den verschiedenen Registern und
dem Speicher verbunden ist, um einen Zugriff auf spezifische Datenstellen
darin zu ermöglichen.
Diese Komponenten sind auch mit einem Datenbus 182 verbunden,
der den Austausch und die Ausbreitung von Daten darunter erlaubt.
Ein Kanalbus 184 erlaubt eine Auswahl von bestimmten Lasereinrichtungen,
wobei jede von diesen, wie nachstehend diskutiert, typischerweise ihre
eigene zugehörige
Betriebs- und Logikschaltung aufweist. Eine LADEN Leitung 186 erlaubt
dem Benutzer über
eine Schnittstelle (nicht gezeigt) verschiedene Parameterwerte bereitzustellen,
die in dem Speicher (d. h. RAM, EPROM, Flash ROM, oder irgendeine
Kombination) der Steuerlogik 175 gespeichert sind. Eine
KODIERER Leitung 190 empfängt Daten von dem Wellenkodierer
des Detektors 55. Eine LEERSTELLE Leitung 195 empfängt ein
Signal, wenn die Leerstelle 157 dem Schreibkopf 160 gegenüberliegt
(siehe 3A); das heißt, das
LEERSTELLE Signal ist während
des Intervalls, in dem eine Drehung des Zylinders 152 den
Schreibkopf 160 gegenüberliegend
zu der Leerstelle 157 bringt, wahr (true) und während des
Rests des Drehungszyklus unwahr (false).
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Die
Exzentrizitäts-Kompensationsschaltung umfasst
einen Verzögerungszähler 200,
einen Durch-N-Teilen
Zähler 202,
einen Ausgangswertzähler 204,
und einen arithmetischen Vergleicher 206, und ein Stopwert-Register 208,
das den STOPWERT Pegel hält.
Die Zähler 200, 202, 204 umfassen
auch interne Datenregister. Diese Register, sowie das Stopwert-Register 208,
empfangen ihre Inhalte über den
Datenbus 182. Sämtliche
voranstehend erwähnten
Komponenten können
als diskrete Einrichtungen oder als Multieinrichtungs-Schaltungen
implementiert werden.
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Der
Taktanschluss der Zähler 200, 202, 204 wird
durch Signale von der KODIERER Leitung 190 angesteuert.
Jeder Kodiererimpuls stellt eine Drehung des Zylinders 152 um
ein festes winziges Winkelinkrement dar. Demzufolge werden die Betriebszyklen
des Zählers
auf die Position des Zylinders anstelle auf Zeitintervalle getaktet.
Der Q Ausgang des Verzögerungszählers 200 ist
mit dem FREIGABE Anschluss eines Durch-N-Teilen Zählers 202,
verbunden und der Ausgang dieser Einrichtung ist an dem FREIGABE
Anschluss eines Ausgangswert-Zählers 204 vorgesehen.
Der Mehrbit-Ausgang des Ausgangswert-Zählers 204 stellt die
Daten dar, die zur Korrektur verwendet werden – d. h. zum Modifizieren der
Leistung, die der Treiber 67 an den Laser 60 anlegt
(siehe 1). Demzufolge,
und wie mit näheren Einzelheiten
nachstehend aufgeführt,
können
diese Daten direkt mit vorher existierenden Treiberdaten oder zusätzlich mit
Daten, die von einer Schaltung erzeugt werden, die tastverhältnis-gestützte Leistungsveränderungen
kompensiert, kombiniert werden. Der Ausgang des Zählers 204 wird
auch an den arithmetischen Vergleicher 206 angelegt, der
den Wert mit dem Wert in dem Stopwert-Register 208 vergleicht und
ein STOP Signal an den Verzögerungszähler 200 ausgibt,
wenn die zwei Werte gleich sind.
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Der
Wert in dem Register des Verzögerungszählers 200 stellt
das VERZÖGERUNG
Segment dar, das in 4B gezeigt
ist, d. h. eine Drehung durch den Zylinder 152 vor dem
Einsatz einer Korrektur. Der Wert N in dem Register des Durch-N-Teilen Zählers 202 gibt
die Steigung der Korrekturlinie vor – das heißt, die Rate, bei der eine
Korrektur angewendet wird. Dem VERZÖGERUNG Segment folgend gibt
der Durch-N-Teilen Zähler 202 ein
FREIGABE Signal an den Ausgangswert-Zähler 204 nach jeweils N
Kodiererimpulsen ab, was bewirkt, dass der Korrekturausgangswert
um eins inkrementiert wird; demzufolge ist die Steigung der Korrekturlinie
gleich zu 1/N. Die numerische Signifikanz von jedem Einheitskorrekturinkrement
wird durch die Vorgehensweise bestimmt, in der der Korrekturausgangswert
verwendet wird, wie nachstehend mit näheren Einzelheiten beschrieben.
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Im
Betrieb initialisiert die Steuerlogik 175 die Schaltung
durch Laden von Werten in die internen Register der Zähler 200, 202, 204 und
in den Zähler 208 hinein.
Für jede
von diesen Komponenten platziert die Steuerlogik 175 den
geeigneten Wert auf den Datenbus 182 und gibt ein LADEN
Signal ab, was die bestimmte Komponente (und nur diese Komponente)
veranlasst die Inhalte des Datenbusses zu laden. Der Zylinder 152 beginnt
sich zu drehen, wobei er eine stationäre Geschwindigkeit erreicht,
bei der eine Bildformung beginnen kann. Wenn die Drehung das Leerstellen-Segment 157 vorbei
an dem Schreibkopf 160 bringt, geht das LEERSTELLE Signal
auf unwahr und die Invertierung davon, die an den RÜCKSETZ Anschluss
des Zählers 200 von
einem Inverter 210 angelegt wird, veranlasst den Zähler einen
Zählvorgang
zu beginnen. Während
dieser Zeit ist der Durch-N-Teilen Zähler 202 deaktiviert,
sodass kein Korrektur-Ausgangswert
angewendet wird. Wenn der Verzögerungszähler 200 den
in seinem Register gespeicherten Wert – entsprechend zu dem Abschluss
des Verzögerungselements – erreicht, geht
sein Ausgang Q hoch, wobei der Durch-N-Teilen Zähler 202 freigeschaltet
wird. Nach jedem Satz von N Kodiererimpulsen gibt der Durch-N-Teilen
Zähler 202 ein
FREIGABE Signal an den Ausgangswert-Zähler 204 ab, der seinen
gegenwärtigen
Wert inkrementiert und diesen an seinen Ausgangsanschlüssen platziert.
Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis der Korrekturwertausgang den
Wert erreicht, der in dem Stopwert-Register 208 gespeichert
ist. An diesem Punkt gibt der Vergleicher 206 ein STOP
Signal an den Verzögerungszähler ab,
was diesen löscht. Das
invertierte LEERSTELLE (VOID) Signal verhindert, dass der Zähler 200 zählt, bis
das Leerstellen-Segment 157 an dem Schreibkopf 160 vorbeigegangen
ist.
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Natürlich sind
auch aufwendigere Korrekturverfahren möglich. Wenn zum Beispiel die
in 3B gezeigte Funktion
gut charakterisiert ist, kann deren Inverse in Software, die in
dem Controller 65 gespeichert ist, programmiert und direkt
auf den STARTWERT Pegel durch einen Addierer angewendet werden (dessen
Ausgang zum Beispiel einen Digital-zu-Analog-Wandler ansteuern kann),
dessen Ausgang den Ausgangsstrom des Treibers 67 bestimmt. Es
sei auch darauf hingewiesen, dass der Grad einer exzentrischen Drehung
sich entlang der Achse des Zylinders 152 verändern kann – das heißt, die
Drehung des Zylinders kann nicht nur eine Exzentrizität, sondern
auch ein Gieren, aufzeigen. In diesem Fall würde die Leistungsfunktion dreidimensional
sein (was zum Beispiel durch eine getrennte Leistungskurve, wie
in 3B gezeigt, für jedwedes
umfangsmäßige Vorbeilaufen
am Schreibkopf 160 über
der Oberfläche
des Zylinders 152 dargestellt ist). In diesem Fall ist
es möglich
(obwohl mühsam)
ein Bitkarten-Schema für
den Zylinder zu entwickeln, mit jedem einer Bildformung fähigem Punkt
assoziiert mit einem Leistungskorrektur-Pegel, der aus dem Speicher
zurückgeholt
und zusammen mit den entsprechenden Bilddaten angewendet wird.
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Eine
Korrektur einer Exzentrizität
kann zum Beispiel durch Addieren des Korrekturausgangswerts zu dem
STARTWERT und durch Anwenden der Summe auf einen Digital-zu-Analog-Wandler, dessen
Ausgang wiederum den Ausgangsstrom des Treibers 67 bestimmt,
implementiert werden. Wenn erforderlich können die Einheitsinkremente
des Korrekturausgangswerts unter Verwendung eines Multiplizierers
(sodass jede Einheitskorrektur einem aussagekräftigen Strombetrag entspricht),
skaliert werden.
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Vorzugsweise
wird der Korrekturausgangswert mit einer Korrektur für eine Leistungsveränderung
als eine Funktion des Tastverhältnisses
kombiniert, wie in den Schaltungen der 5 und 6 gezeigt (wobei
jede von diesen dafür
konstruiert ist, um einen einzelnen Laser unterzubringen, obwohl
Systeme mit mehreren Lasern eine entsprechende Anzahl von getrennten
Schaltungen erfordern). Das operative Konzept hinter jeder von diesen
Schaltungen stammt aus der Erkennung, das eine tastzyklus-gestützte Leistungsveränderung
von der Reduktion in dem Laserwirkungsgrad stammt, die Intervalle
zwischen Laserimpulsen begleitet; über eine Schwellenperiode einer Nicht-Aktivität hinaus
erzeugt ein gegebener Strom an dem Lasertreiber 67 einen
verringerten Ausgang, wobei das Ausmaß der Verringerung von der
Dauer des Intervalls abhängt.
In beiden Schaltungen werden demzufolge Korrekturwerte in einem
Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random-Access-Memory, RAM) gespeichert
und der bestimmte Wert, der an einem gegebenen Übergang angewendet wird, wird durch
die Vorgehensweise bestimmt, mit der der Laser vorher betrieben
worden ist. Die Ausgangsveränderung
ist eine nicht lineare Funktion des Tastverhältnisses, sodass eine Korrekturschaltung
nicht einfach eine voreingestellte Stromeinstellung mit einem proportionalen
Korrekturwert multiplizieren kann.
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Unter
Bezugnahme auf 5 verwendet
die dargestellte Schaltung die Inhalte einer Reihe von Flags und
Registern, die in der Steuerlogik 175 (siehe 4A) angeordnet sind. Ein
LASER-EIN Flag (eine Marke) zeigt an, ob der Laser 60 aktiv
oder inaktiv ist. Ein EIN-WERT Register enthält Daten, die den voreingestellten
(nicht korrigierten) Strompegel spezifizieren, der von dem Treiber 67 angewendet werden
soll, um den Laser 60 zu aktivieren, und ein AUS-WERT Register
enthält
Daten, die den Strompegel spezifizieren, der an den Laser 60 angelegt werden
soll, wenn der Laser nicht feuert. Wiederum, und wie in der '470 Anmeldung angezeigt,
ist dieser Strompegel typischerweise positiv, um den Kristall 75 (siehe 1) in einem für einen
Ausgang bereiten Zustand zu halten. Somit ist das LASER-EIN Flag hoch,
wenn der Laser mit dem EIN-WERT (oder einem modifizierten EIN-WERT)
Strompegel aktiviert ist, und es ist niedrig, wenn der Laser den
Strompegel empfängt,
der in dem AUS-WERT Register spezifiziert ist.
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Die
dargestellte Schaltung umfasst einen Aufwärts-Abwärts-Zähler 250; eine Begrenzungslogikschaltung 252;
ein RAM (das als eine getrennte Einrichtung oder als ein Datenabschnitt
in dem Hauptcontroller-Speicher implementiert ist) 254 zum Halten
einer geordneten Liste von Korrekturwerten; ein Paar von Addierern 260, 262;
einen Multiplizierer 265; und eine Schreibsteuerungs-Logikschaltung 270.
Der Lasertreiber 67 umfasst einen Digital-zu-Analog-Wandler
(DAC) und eine spannungsgesteuerte Stromquelle 275.
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Das
LASER-EIN Flag ist mit dem Eingangsanschluss eines Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 verbunden.
Somit bestimmt der Zustand des LASER-EIN Flags, bei jedem Taktimpuls,
ob der Zähler 250 inkrementiert
oder dekrementiert (der Effekt ist der gleiche, als ob der Eingangsanschluss
direkt mit der Bilddatenquelle 70 (siehe 1) verbunden wäre). Der Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 reflektiert
den Zustand des internen Zählregisters und
umfasst eine Vielzahl von Bits. Dieser Ausgang wird an der Zählersteuerlogik 254 und
an den Adressenleitungen des RAM 252 bereitgestellt. Ein
Ausgang der Zählersteuerlogik 254 ist
mit dem CHIP ENABLE (CHIP FREIGABE) Anschluss eines Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 verbunden.
Wenn der Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 ein
Maximum erreicht stellt die Zählersteuerlogik 254 ein
Signal bereit, um zu verhindern, dass der Aufwärts-Abwärts-Zähler 250 inkrementiert,
wenn das LASER-EIN Flag bei dem nächsten Taktimpuls wahr ist; in ähnlicher
Weise, wenn der Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 auf
null abfällt,
stellt die Zählersteuerlogik 254 ein
Signal bereit, um zu verhindern, dass der Aufwärts-Abwärts-Zähler 250 dekrementiert,
wenn das LASER-EIN Flag bei dem nächsten Taktimpuls unwahr ist.
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Mit
Hilfe seiner Verbindung zu dem RAM 252 arbeitet der Ausgang
des Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 zum Wählen der
Adresse des geeigneten Korrekturwerts, der in dem RAM gespeichert
ist. Somit kann ein n-Bit Zähler
unter 2n Korrekturwerten wählen. Diese
Werte werden in dem RAM 252 über die Schreibsteuerungs-Logikschaltung 270 platziert,
der einen nicht flüchtigen
Speicher und/oder eine Möglichkeit
eines Interfaces für
einen Betreiber einschließen
kann. Zum Beispiel kann sich das Feld von Korrekturwerten in Abhängigkeit
von dem Material, welches gerade abgebildet wird, verändern; alternativ kann
eine Benutzerschnittstelle mit einem graphischen „Schiebeschalter" versehen werden,
den der Benutzer steuert, um den Grad einer Korrektur zu verändern, und
der arbeitet, um eine Reihe von Voreinstellungswerten in dem RAM 252 in Übereinstimmung
mit der Benutzerauswahl zu verändern.
Die Schreibsteuerungs-Logikschaltung 270 empfängt Daten über die
LADEN Leitung 186. Eine einzelne derartige Logikschaltung
kann verwendet werden, um eine Vielzahl von RAMs zu programmieren,
wobei jedes einer anderen Lasereinrichtung entspricht, und zwar
unter Verwendung des Kanalbusses 184.
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Wenn
eine Korrektur für
einen Tastzyklus mit einer Korrektur einer Exzentrizität kombiniert
werden soll, werden die Daten, die aus dem RAM 252 durch den
Ausgang des Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 gewählt werden,
und der Korrekturwert von der in 4B gezeigten
Schaltung an den Addierer 260 angelegt, der sie addiert,
um einen zusammengesetzten Korrekturpegel abzuleiten. Dieser Wert
wird dann an den Addierer 262 angelegt, der den Korrekturpegel
zu dem voreingestellten EIN-WERT addiert. Der Multiplexer 265 empfängt als
seine Eingänge
den Ausgang des Addierers 262 und die Inhalte des AUS-WERT Registers. Der
Ausgang des Multiplexers 265 wird an den Lasertreiber 67 angelegt.
Wenn das LASER-EIN Flag hoch ist, platziert der Multiplexer 265 den
korrigierten EIN-WERT auf seine Ausgangsanschlüsse; wenn das LASER-EIN Flag
niedrig ist, platziert der Multiplexer 265 den AUS-WERT auf
seinen Ausgangsanschlüssen.
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Um
den Betrieb dieser Schaltung zu verstehen sei ein Aufwärts-Abwärts-Zähler 250 mit
vier Bit betrachtet; das heißt,
der Q Ausgang verändert
sich von 0–15.
Jeder von diesen Ausgangswerten entspricht einem Korrekturwert,
der in dem RAM 252 gespeichert ist und durch den Ausgang
des Aufwärts-Abwärts-Zählers 250 adressierbar
ist. Jeder Ausgangswert stellt auch ein früheres Muster der Laser-Feuerung
(Laser-Impulsausgabe)
dar, was die Größe des erforderlichen
Korrekturwerts diktiert. Im Extremfall schlägt ein Wert von null vor, dass
der Laser während
der letzten 15 Taktzyklen (d. h. während der letzten 15 Winkelinkremente
um den Zylinder 152 herum) selten, wenn überhaupt,
gefeuert worden ist; infolgedessen eine maximale Korrektur erforderlich sein
würde,
so entspricht der höchste
Korrekturwert einem Null- Ausgang
des Aufwärts-Abwärts-Zählers 250.
Ein Wert von 15 liegt nahe, dass der Laser während der vorangehenden 15
Taktzyklen sehr häufig gefeuert
worden ist, sodass der Korrekturwert null ist. Dazwischen werden
Werte gewählt,
um die Nichtlinearität
der Laseransprechfunktion zu reflektieren. Diese Werte können routinemäßig aus
einer Untersuchung der Druckpunkte, die sich aus verschiedenen Kombinationen
von Laseraktivierungen und Nicht-Aktivierungen ergeben, bestimmt
werden, wobei die Korrekturwerte gewählt werden, um Abweichungen
in der Punktgröße als Folge
der verschiedenen Kombinationen zu beseitigen oder wenigstens wesentlich
zu verringera.
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Ein
Problem mit diesem Ansatz ist die Tatsache, dass er nicht direkt
die Geschichte des Laser-Feuerungsmusters
reflektiert; das heißt,
verschiedene Muster von Aktivierungen und Nicht-Aktivierungen können den
gleichen Ausgang von dem Aufwärts-Abwärts-Zähler 250 erzeugen,
da dessen Ausgang nicht mehr als die Gesamtergebnisse der letzten
15 (für
den Fall eines Ausgangs mit vier Bit) Feuerungs-Möglichkeiten
reflektiert. Zum Beispiel erzeugt eine Sequenz von 10 Feuerungen,
gefolgt von fünf
Nicht-Feuerungen,
den gleichen Zählerausgang wie
eine Sequenz von fünf
Nicht-Feuerungen gefolgt durch 10 Feuerungen. Die zwei Situationen
können unter
Umständen
nicht identische Korrekturbeträge benötigen, da
in dem ersteren Fall der Laser für
fünf Taktzyklen
nicht aktiv gewesen ist, während
der Laser in dem letzteren Fall für 10 Zyklen kontinuierlich aktiv
gewesen ist. Wenn das Verhalten des Lasers feiner von dem Muster
von Feuerungen und Nicht-Feuerungen abhängt, als durch eine allgemeine „Rückschau" in den letzten 15
Zyklen ermittelt wird, wird ein Ansatz mit größerer Genauigkeit benötigt.
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Eine
Schaltung, die einen derartigen Ansatz implementiert, ist in 6 dargestellt. Anstelle
eines Aufwärts-Abwärts-Zählers und
einer Steuerlogik dafür
enthält
die Schaltung ein Schieberegister 300. Die Größe des Schieberegisters 300 – das heißt, die
Anzahl von dessen internen Einzelbit-Speicherzellen, die von einem
jüngsten
(niedrig wertigsten) Bit LSB zu einem jüngsten (höchst wertigsten) Bit MSB reichen – entspricht
der Anzahl von vorangehenden Taktzyklen, die verwendet werden, um
einen Korrekturwert zu bestimmen, weil die Inhalte des Schieberegisters 300 verwendet
werden, um die Inhalte des RAM 252 zu adressieren. Das
heißt,
die Datenleitungen des Schieberegisters 300 sind mit den
Adressenleitungen des RAM 252 verbunden und wählen deshalb
direkt den Korrekturwert für
jeden Taktzyklus. Jeder Taktzyklus verschiebt die Inhalte des Schieberegisters 300,
das deshalb eine exakte Aufzeichnung des Laseraktivierungsmusters
für so
viele vorangehende Taktzyklen, wie das Register Bits aufweist, aufrecht
erhält.
In der dargestellten Ausführungsfonn ist
das Schieberegister 300 mit sechs Bits gezeigt. Die Größe ist geeignet,
wenn eine Geschichte mit sechs Zyklen ausreicht, um den Betrag einer
erforderlichen Korrektur in sämtlichen
Fällen
zu bestimmen. Wenn zum Beispiel der Laser eine maximale Ineffizienz
nach sechs Zyklen einer Nicht-Aktivität erreicht, ist eine Aktivitätsgeschichte
von mehr als sechs Zyklen nicht nötig, um einen Korrekturwert
zu bestimmen, sodass ein Schieberegister mit sechs Bit geeignet
ist. Wenn das Schieberegister 300 n Bits lang ist, enthält das RAM 252 2n Korrekturwerte. Natürlich ist der Preis der größeren Genauigkeit,
die von diesem Ansatz bereitgestellt wird, die größere Anzahl von
Korrektureinträgen
und Adressenleitungen.
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Es
wird deshalb ersichtlich sein, dass die vorangehenden Ansätze für eine Korrektur
einer Leistungsdichteveränderung
in einem Bildformungssystem sowohl vielseitig sind, als auch leicht
implementiert werden können.
Die Wortwahl und die Ausdrücke,
die hier verwendet werden, werden als Wortwahl der Beschreibung
und nicht zur Beschränkung
verwendet, und es gibt bei der Verwendung von einer derartigen Wortwahl
und derartigen Ausdrücken
keine Absicht irgendwelche Äquivalente
der Merkmale, die gezeigt und beschrieben werden, oder Abschnitte davon
auszuschließen,
aber es wird erkannt, dass verschiedene Modifikationen innerhalb
des Umfangs der beanspruchten Erfindung möglich sind.