DE69831379T2 - Dynamische Pulsbreitenmodulation für Laserdruck - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung, wie sie z. B. bei Laserdruckern verwendet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein genaueres Steuern der phasenverriegelten Pulsbreitenmodulation eines Abtaststrahls einer optischen oder einer anderen Energie, um die Qualität eines Bildes, das auf einer derartigen elektrophotographischen Ausrüstung erzeugt wird, zu verbessern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Beim elektrophotographischen Drucken wird ein Muster elektrostatischer Ladungen, die einem Druckbild entsprechen, auf einem optischen Photoempfänger (OPR) entwickelt. Toner wird auf den OPR aufgebracht und der Toner, der als ein Ergebnis dessen, dass er nicht durch elektrostatische Ladungen zurückgestoßen wird, erhalten bleibt, wird zur Erzeugung des Druckbildes verwendet. Das Druckbild wird dann auf ein Druckmedium (üblicherweise Papier) übertragen.
  • Der OPR könnte entweder mit Licht des sichtbaren Spektrums oder einer optischen Energie außerhalb des Spektrums sichtbaren Lichts arbeiten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vorweggenommen, dass Laserlicht im nahen Infrarotbereich verwendet wird, der OPR, wie er in Verbindung mit dieser Erfindung beschrieben ist, soll jedoch jeden Photoempfänger bedeuten, der auf abgestrahlte Energie anspricht.
  • Ein Laserdrucker erzeugt ein gedrucktes Bild durch ein Bewirken, dass eine Laserlichtquelle, wie z. B. eine Laserdiode, in einer Abfolge von Abtastlinien über die geladene Oberfläche eines photoempfindlichen Materials auf einem optischen Photoempfänger (OPR) abtastet. Jede Abtastlinie ist in Pixelbereiche unterteilt und der Laserstrahl wird derart moduliert, dass ausgewählte Pixelbereiche belichtet werden. Die Belichtung führt zu der Erschöpfung von Oberflächenladungen. Die Belichtung des OPR entlädt dadurch den OPR an diesem Ort und führt dazu, dass der OPR Toner entwickelt und dann den Toner an einen entsprechenden Ort auf dem Druckmedium (üblicherweise ein Blatt Papier) überträgt.
  • Es ist nicht praktisch, die Leistung des Lasers anders zu modulieren, als denselben an- und auszuschalten. Es gibt zu viele Umweltfaktoren, die schwierig zu steuern sind, die eine Funktionsweise der Diode in einem nicht-gesättigten Modus unpraktisch machen. Wir können die gleiche Wirkung jedoch durch ein Ein- und Ausschalten des Lasers (vollständig) für Zeiträume, die kürzer sind als die tatsächliche Pixelgröße, erzielen. Dies ist eine Standardanwendung eines pulsbreiten-modulierten Signals. Zusätzlich gibt es Zeitpunkte (zur Verhinderung gezackter Kanten in einer diagonalen Linie z. B.), zu denen wir den Pixelabschnitt nach rechts oder links verschieben, sowie seine effektive Intensität verändern möchten. Es ist deshalb erwünscht, einen Laserdrucker bereitzustellen, der es erlaubt, dass der Laser auf eine genau gesteuerte Art und Weise ein- und ausgeschaltet werden kann. Es wird ebenso erwünscht, einen Entwurf bereitzustellen, der diesen Typ von Modulation erlaubt, der mit dem Abtasten des Laserstrahls phasenverriegelt ist; andernfalls richten sich aufeinanderfolgende Linien nicht genau aus.
  • An Orten, an denen die OPR-Ladung erschöpft ist (durch das Laserlicht), werden Tonerteilchen aus der Emulsion konzentriert, wodurch das Bild erzeugt wird. An Orten auf dem OPR, die geladen sind, werden Tonerteilchen durch den OPR nicht behalten (der Nicht-Bildbereich). Dies macht den Laserdrucker insbesondere für ein rasterisiertes Druckmuster an passbar, obwohl es möglich ist, einen Laserdrucker für andere Typen von Abtasttechniken zu konfigurieren.
  • Eine Druckerauflösung ist teilweise eine Funktion der Größe des optischen Bildes, das durch den Laser oder Optiken erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung richtet sich auf Verbesserungen des optischen Bilds.
  • Die Hewlett-Packard Company, die Anmelderin dieses Patents, hat eine Technik zum Verbessern von Bildern für Druckkopievorrichtungen entwickelt, die pixelierte Bilder erzeugen. Die Technik umfasst ein Übereinstimmen einer Bitabbildung eines zu druckenden Bildes mit vorbestimmten gespeicherten Schablonen oder Mustern, um das Auftreten vorausgewählter Bitabbildungsmerkmale zu erfassen. Wenn eine Übereinstimmung auftritt, wird ein kompensiertes Muster erzeugt, was zu einer Druckverbesserung führt. Diese Technik ist in dem U.S.-Patent Nr. 4,847,641 von Charles Chen-Yuan Tung beschrieben und ist gemeinschaftlich zugewiesen. Ein Ergebnis dieser Technik ist eine Fähigkeit, die Größe von Pixeln entlang der Kanten diagonaler Linien zu verändern, um die gezackten Kanten dieser Linien zu reduzieren. Bei vorliegenden Druckerkonfigurationen werden hochentwickeltere Algorithmen zur Verbesserung einer Auflösung verwendet.
  • Laserdrucker drucken Seiten durch Aufbringen schwarzen Toners auf ausgewählte kleine Regionen mit fester Größe, Pixel genannt. Es ist möglich, den Effekt von Grauschattierungen zu erzeugen, indem Toner in nur einem Abschnitt der Pixelregion platziert wird. Dies kann durch ein Verwenden einer Pulsbreitenmodulation (PWM) durchgeführt werden. Es ist nicht ausreichend, nur eine Pulsbreitenmodulation des Pixels zu schaffen. Es ist ebenso nötig, die Phase der Pixel mit dem Beginn des Laserabtastens zu verriegeln; ein Einzelpuls-Synchronisationssignal von dem Laserscanner, „Strahlerfassung" genannt, liefert die Abtastphaseninformationen.
  • Es gibt mehrere Weisen zum Variieren der Pegel einer optischen Energie innerhalb eines Pixels. Eine häufige Technik, die Pulsbreitenmodulation (PWM), besteht einfach darin, die Zeitdauer der Energie, die an das optische Element (den Laser) angelegt wird, innerhalb der Pixelabtastzeit zu variieren. Auf diese Weise wird der Energiepegel durch die Zeit, die der Laser eingeschaltet ist, festgelegt, und nicht die Leistungsausgabe des Lasers.
  • Eine phasenverriegelte Schleife, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, kann nicht verwendet werden, da es in einem Laserdrucker kein Rückkopplungs- oder Fehlersignal gibt, das eine Frequenzphasendrift korrigieren kann. Das Strahlerfassungssignal liefert eine einzelne Flanke bei jedem Abtasten und weist so eine derart niedrige Frequenz auf, dass es nicht zum Einrichten einer Phasenverriegelungsschleife verwendet werden kann. Der Takterzeuger, der in dem U.S.-Patent Nr. 5,438,353, das gemeinschaftlich zugewiesen ist, beschrieben ist, liefert eine Beschreibung der Phasenverriegelung, die für diese Erfindung verwendet werden könnte. Der Takterzeuger erzeugt ein Taktsignal, das exakt mit dem Strahlerfassungssignalübergang phasenausgerichtet ist, innerhalb der Grenzen eines Quantisierungseffekts aufgrund einer internen Verzögerungskette. Er führt diese Ausrichtung einmalig durch und verändert die Phase nicht wieder, bis das nächste Strahlerfassungssignal auftritt. Das Strahlerfassungssignal wird durch die Druckermaschine bei Beginn einer Abtastung durch den Laser erzeugt, was zwangsläufig einmal pro Linie auftritt.
  • Das zuvor genannte U.S.-Patent Nr. 5,438,353 beschreibt ein Steuern der Zeitgebung eines Modulationseingangssignals, das zum Treiben einer Lasertreiberschaltung verwendet wird. Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung bei der Fähigkeit des Takterzeugers, beschrieben in dem U.S.-Patent Nr. 5,438,353. Es wird nicht mehr als ausreichend betrachtet, ein Pixel „AN" oder „AUS" zu drucken. Es wird als wünschenswert betrachtet, in der Lage zu sein, kontinuierlich variable Pixelausgaben bereitzustellen.
  • Laserdrucker unterscheiden sich von anderen Druckern durch ihre Fähigkeit, präzise Tonermengen mit relativ hoher Geschwindigkeit in sehr kleinen Regionen der Seite zu platzieren, wobei so eine Bildqualität resultiert, die viel größer ist als bei den meisten anderen Typen von Druckern. Da Laserdrucker durch ein Abtasten einer Trommel oder eines anderen optischen Photoempfängers, die/der das gedruckte Bild hält, funktionieren, führt dies zu einer intrinsischen Quantisierung des Bildes in der vertikalen Richtung der Seite, wenn das Bild den optischen Photoempfänger passiert. Zusätzlich quantisieren Beschränkungen des Schaltungsaufbaus, der das Horizontalabtasten moduliert, auch das Bild, so dass eine einzelne Zelle oder ein einzelnes Pixel effektiv gebildet wird. Wenn Pixel klein genug gemacht werden, können die Quantisierungseffekte zu klein, um gesehen zu werden, gemacht werden. Es gibt jedoch praktische Grenzen; die vertikale Quantisierung ist durch die Fähigkeit einer Übertragung von Daten in serieller Form zu dem abtastenden Laser eingeschränkt.
  • Die Laserdruckerauflösung ist gegenwärtig ausreichend, dass die Quantisierung normalerweise nicht sichtbar ist, selbst auf der Pixelebene. Es gibt mehrere indirekte Effekte der Quantisierung, die Interferenzwirkungen erzeugen, die allgemein Artefakte genannt werden. Derartige Fehler sind leicht zu erkennen, wenn der Laserdrucker verwendet wird, um photographische Bilder zu reproduzieren. Dies ist aufgrund der ausgedehnten Verwendung von Halbtönen bei der Reproduktion eines Photographiebildes so. Artefakte erscheinen oft, wenn ein Drucker versucht, kontinuierlich variierende Halbtonschattierungen mit quantisierten Regionen pigmentierter und nicht-pigmentierter Flächen zu drucken. Durch ein Mischen von Regionen von Schwarz und Weiß (in dem Fall eines Schwarz-Pigments) und die Tatsache, dass die Regionen dennoch extrem klein gehalten werden, ist es möglich, ein Bild bereitzustellen, das für das Auge als ein kontinuierlicher Graubereich erscheint. Wenn die Laserausgabe in sehr kleine Regionen geladener und nicht-geladener Flächen moduliert werden kann, kleiner als die quantisierten Pixelelemente, ist es möglich, Artefakte bei gedruckten Photographien zu reduzieren.
  • Dieses Problem wurde durch ein Bereitstellen mehrerer Takte mit variierender Phase angegangen. Bei einem derartigen Ansatz sind die Taktphasen mit dem Laserabtasten über ein Strahlerfassungssignal verriegelt, was den Beginn einer Abtastlinie anzeigt. Es ist möglich, dadurch eine präzise Pulsbreitenmodulation bis zu 1/8 eines Pixels, sogar mit sehr hohen Horizontalpixelraten, bereitzustellen. Fortschritte in der Druckermaschinentechnologie und -geschwindigkeit, sowie der Wunsch eines Druckens qualitativ hochwertiger Photographiebilder erfordern immer feinere Pulsbreitenmodulationsschritte.
  • Eine Technik des Stands der Technik verwendet einen Kondensator mit einer Stromquelle und einem Spannungskomparator. Eine Veränderung der Spannung, die aus dem Strom resultiert, der an den Kondensator angelegt wird, wird an den Spannungskomparator geliefert, so dass die Schaltung zu gesteuerten Zeiten triggermäßig an- und ausschaltet. Dieses System besitzt dahingehend potentielle Nachteile, dass die Reinitialisierungszeit die maximale Betriebsfrequenz einschränkt und die Schaltung Linearitätsprobleme an beiden Enden eines Pulsbreitenmodulationsbereichs (0 % und 100 %) darstellt. Es besitzt ebenso Probleme bei einer Stabilität gegenüber Temperatur und Spannung und einer Chipposten-(Komponenten-) Variation. Ein sehr wesentliches Problem besteht darin, dass diese Technik frequenzmäßig beschränkt ist. Es ist zu erwarten, dass Drucker in ihren Abtast- und Druckgeschwindigkeiten weiter ansteigen, und aus diesem Grund ist das Kondensatorverfahren nicht von Vorteil.
  • Gemäß der EP-A-0760578 wird ein mehrwertiges Eingangsaufzeichnungssignal einer Pulsbreitenmodulation bei einer Zeiteinheit unterzogen, die kürzer ist als die Periode eines Taktsignals innerhalb der Periode des Aufzeichnungssignals. Alternativ wird das mehrwertige Eingangsaufzeichnungssignal in eine Mehrzahl unterschiedlicher Signale umgewandelt, deren jeweilige Zeitlänge kürzer ist als ein Taktsignal innerhalb der Periode des Aufzeichnungssignals, wodurch eine Pulsbreitenmodulation gemäß einer vorbestimmten Gewichtung durchgeführt wird. Dies macht es möglich, ein Hochton-Aufzeichnungssignal zu erhalten, ohne die Frequenz des Taktsignals anzuheben. Ferner werden Dichtheitstondaten in Abhängigkeit von eingegebenen mehrwertigen Pixeldaten erzeugt und eine Steuerung wird unter Verwendung von sowohl der Bestrahlungszeit als auch der Emissionsintensität eines Lichtstrahls basierend auf den erzeugten Dichtheitstondaten durchgeführt. Ein Bild wird durch ein Bestrahlen eines photoempfindlichen Körpers mit dem gesteuerten Lichtstrahl gebildet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Takterzeuger bereitzustellen, bei dem es möglich ist, jede beliebige PWM-Flanke, die zu einer beliebigen Zeit während der gedruckten Linie erwünscht ist, bereitzustellen, eingeschränkt nur durch die Größe eines einzelnen Verzögerungselements innerhalb der Modulverzögerungskette, eingeschränkt nur durch die Größe des einzelnen Verzögerungselements, die beliebig klein gemacht werden kann.
  • Gemäß der Erfindung wird dies durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst.
  • Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Ermöglichen einer kontinuierlich variablen Pulsbreitenmodulation (PWM) eines Pixels, im Gegensatz zu früheren Techniken, die PWM-Schritte auf z. B. eine Größe von 1/8 Pixel beschränkten. Dies schafft deshalb ein Verfahren zur genaueren Steuerung der Modulation des Lasers. Die Erfindung umfasst einen Einpha sentakterzeuger und einen PWM-Schaltungsaufbau zur Bereitstellung einer wirksamen Lösung für das Problem des Bedarfs einer Verbesserung der Auflösung bei geringen Kosten. Die erfindungsgemäße Schaltung könnte ohne weiteres in eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) eingebaut werden, die zur Steuerung des Lasers eines Druckers verwendet wird. Zusätzlich kann die Technik mit wesentlich höheren Pixelfrequenzen als andere Verfahren implementiert werden, was deren Verwendung in den schnellsten verfügbaren Laserdruckern erlaubt.
  • Beim Einstellen des Signals, das normal von dem Takterzeuger empfangen wird, betrachtet die Erfindung ein dynamisches Umschalten zwischen mehreren verzögerten Versionen der Daten. Die Daten können vorverarbeitet werden, so dass Ströme von Daten mit bekannten stabilen Punkten erzeugt werden können. Die stabilen Punkte erlauben eine Zeit für eine Phasenverschiebungsauswahl. Ein Multiplexer sorgt für die Auswahl und sobald das Multiplexen stattgefunden hat, ist es möglich, alle Ströme zu rekombinieren, um das erwartete Laserausgangssignal zu regenerieren.
  • Das erfindungsgemäße System erlaubt eine Steuerung der Laserpulsdauer für Zeitperioden, die kürzer sind als eine Pixelgröße. Diese Steuerung macht es möglich, den Pixelabschnitt nach rechts oder links zu versetzen, sowie dessen Intensität effektiv zu verändern. Diese Erfindung liefert diese Funktion in einer phasenverriegelten Umgebung des Typs, der in Laserdruckern verwendet wird.
  • Die Pulsbreitenmodulation wird dynamisch durch ein Aktivieren unterschiedlicher Abschnitte des Stroms zu unterschiedlichen Zeiten verändert, wobei so ein Variieren der Breite oder Position des Pulses ermöglicht wird. Es ist deshalb möglich, diese Einstellungen durchzuführen, während eine Amplitude zum Treiben des Lasers, die immer entweder 0 oder 1 ist, beibehalten wird.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel liefert mehrere Datenströme, die jeweils so codiert sind, dass es eine Ruhezeit gibt. Zu dieser Ruhezeit sind alle verzögerten Abgriffsversionen stabil, so dass ein Multiplexer sicher jeden Abgriff ohne die Erzeugung eines unerwarteten Störimpulses auswählen kann. Die Ruhezeit ist eine Signal-Inaktiv-Zeit und deshalb in Bezug auf einen Datenstrom eine Strom-Inaktiv-Zeit. Die Verwendung der Ruhezeit ermöglicht es, dass die Einstellung der Modulation in jedem der Datenströme in einer metastabil-sicheren Weise erzielt werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel stellt vier Datenströme bereit, die jeweils so codiert sind, dass eine Drei-Zyklus-Ruhezeit vorliegt. Zu dieser Ruhezeit sind alle verzögerten Abgriffsversionen stabil, so dass ein Multiplexer sicher ohne Erzeugung eines unerwünschten Störimpulses jeden Abgriff auswählen kann. Die Ruhezeit ist eine Signal-Untätig-Zeit und deshalb in Bezug auf einen Datenstrom eine Strom-Inaktiv-Zeit. Die Verwendung der Ruhezeit ermöglicht es, dass die Einstellung der Modulation in jedem der Datenströme in einer metastabil-sicheren Weise erzielt werden kann.
  • Die eingehenden Daten werden in eine differenzierte Form umgewandelt, wie z. B. eine Flankenerfassung, und dann unter Verwendung von UND-Gattern und EX-OR-Gattern in die vier Ströme getrennt. Jeder Strom wird dann an eine Kette von Flip-Flops geliefert, die durch nacheinander verzögerte Takteingaben getaktet werden. Die Flip-Flop-Ausgaben gehen dann an den Multiplexer, der das Umschalten der Flip-Flop-Ausgaben während der Ruheperiode durchführt. Die Ausgaben der Multiplexer werden alle gemeinsam einer EX-OR-Verarbeitung unterzogen, um das ursprüngliche Signal wiederzugewinnen.
  • Die verzögerten Abgriffe liefern einen Abgriffzählwert und werden in ausreichend kleinen Inkrementen bereitgestellt, derart, dass eine Inkrementaleinstellung ausreichend ist, um die erwünschte Auflösung zu schaffen. Die Inkremental einstellung kann dahingehend als unendliche Einstellung bezeichnet werden, dass die Einstellinkremente ausreichend klein sind, um eine Fähigkeit, den Rest des optischen Entwicklungsvorgangs genau zu steuern, zu übertreffen. Dieser Abgriffzählwert wird dann verwendet, um eine präzise Dauer des Signals, das zur Steuerung einer Lasertreiberschaltung bereitgestellt wird, zu greifen. Die verzögerten Abgriffe werden in ein Register getaktet, woraufhin dieselben mit einer weiteren Schaltung gezählt werden können. Dies richtet eine Taktmesskette ein, die die Verzögerungszeit jedes Abgriffs kontinuierlich einrichtet. Dies erlaubt einen Schaltungsentwurf unabhängig von Temperatur, Spannung oder Chipposten- (Komponenten-) Variationen.
  • Einer der Datenströme ist ein aktiver Datenstrom. In dem aktiven Strom werden Daten für den aktiven (Nicht-Ruhe-) Zyklus durch die berechnete Abgriffauswahlzahl begleitet, was durch den Multiplexer verwendet wird, um sicher die erwünschte Phase auszuwählen, bei der die Daten übergehen sollen. Alle Ströme werden dann rekombiniert, indem sie gemeinsam einer EX-OR-Verarbeitung unterzogen werden, um das ursprüngliche Signal wiederzugewinnen. Die resultierende Ausgabe weist nun eine Pulsbreitenmodulationsfähigkeit bis zu der Grenze der Verzögerungskettenquantisierungsgröße auf. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt dies etwa 500 pS (Pikosekunden), ungünstigster Fall, und üblicherweise etwa die Hälfte hiervon oder 250 pS. Diese Modulation ist etwa 35 bis 70 Mal die Modulation, die ohne diese Erfindung verfügbar wäre, und wird ohne einen wesentlichen Anstieg der Kosten oder einer Formatiererkomplexität erzielt.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen Datencodierer, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
  • 2 zeigt eine Phasenmodulationsschaltung, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Datencodierers 13. Eingangsdaten 15 und ein Taktsignal 17 werden verwendet, um Daten für ein EX-OR-Gatter 21 bereitzustellen, um eine differenzierte Ausgabe der Eingangsdaten bereitzustellen. Die Daten werden dann an einem Decodierer 25 decodiert und an jeden von vier Datenströmen 3134 geliefert, bereitgestellt durch UND-Gatter 3639. Der Decodierer verwendet Bildintensitätsinformationen von Eingangsdaten, um auszuwählen, welche/r der vier Datenströme 3134 mit den Daten zu versorgen sind/ist. Die vier Datenströme werden an jede von vier Phasenmodulationsschaltungen 51 geliefert. Jede Phasenmodulationsschaltung 51 modifiziert die Phase eines Signals an ihrem Ausgang.
  • In der Schaltung aus 1 werden die ursprünglichen Daten niemals tatsächlich zu dem Ausgang des Decodierers 25 durchgeleitet, sondern statt dessen verwendet, um zu steuern, ob ein entsprechender Datenstromübergang erlaubt ist. Die vier Datenströme sind so eine indirekte codierte Kopie der eingehenden Daten, die durch eine gemeinsame EX-OR-Verarbeitung derselben extrahiert werden können, wie zu sehen sein wird.
  • 2 zeigt eine Pulsbreitenmodulationsschaltung 51. Die codierten Daten werden selektiv an eine Mehrzahl von D-Typ-Flip-Flops 61a61n geliefert. Die D-Typ-Flip-Flops 61 werden durch Zeitgebungssignale von einem Taktgeber 67 zeitlich abgestimmt, dessen Signal durch eine Taktverzögerungskette 69 übertragen wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Taktverzögerungskette aus einer Mehrzahl von Paaren invertierter Puffer 71a71n, obwohl andere geeignete Verzögerungselemente verwendet werden könnten.
  • Die Verzögerungskette 69 liefert Zeitgebungssignale, die von dem Datencodierer 13 zugeführt werden, an aufeinanderfolgende der D-Typ-Flip-Flops 61a61n, so dass Daten von den aufeinanderfolgenden Flip-Flops 61 inkremental verzögert werden. Die Ausgaben der D-Typ-Flip-Flops 61 werden an ein ODER-Gatter 81 geliefert und so an EX-OR-Gatter 9193. Die EX-OR-Gatter 9193 liefern einen einzelnen Strom von Daten an einen Lasertreiber 97.
  • Die verzögerten Abgriffe stellen einen Abgriffzählwert bereit. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Anzahl von Abgriffen so ausgewählt, dass eine Gesamtverzögerungszeit basierend auf einer minimalen Verzögerungszeit für die Taktverzögerungskette 69 ausgewählt werden kann, die allgemein bei hohen Betriebstemperaturen und einer geringen Betriebsspannung ist. Die verzögerten Abgriffe können in ein Register getaktet und gehalten werden, woraufhin sie mit einer weiteren Schaltung gezählt werden können. Dies richtet eine Taktmesskette ein. Durch ein Auswählen der bestimmten D-Typ-Flip-Flops 61a61n sind sehr kleine Inkremente der Pulsbreiteneinstellungen möglich.
  • Die Ausgaben der vier Datenströme 3134 von den UND-Gattern 3639 (1) werden an separate Phasenmodulationsschaltungen geliefert, die identisch zu der Phasenmodulationsschaltung 51 sind und die gemeinsame Verzögerungskette 69 gemeinschaftlich verwenden. Die Ausgaben der separaten Phasenmodulationsschaltungen werden an EX-OR-Gatter 4144 geliefert und so wird eine kombinierte Datenausgabe bereitgestellt, die auf einen einzelnen Datenstrom voreingestellt ist. Auf diese Weise liegt eine Drei-Zyklus-Ruhezeit für jeden der vier Datenströme vor.
  • Es sollte angemerkt werden, dass die Steuerung der Flip-Flops 61 die Drei-Zyklus-Ruhezeit wünschenswert macht, es ist jedoch möglich, die Erfindung mit einer unterschiedlichen Anzahl von Datenströmen zu implementieren. Die mehreren Datenströme werden verwendet, um eine Einstellung der Zeitgebung zu erlauben, während eine nachfolgende Steuerung des Lasertreibers 97 ohne wesentliche Unterbrechung erlaubt wird. Durch ein Verwenden der mehreren Datenströme ist es möglich, sicherzustellen, dass alle verzögerten Abgriffversionen stabil sind, so dass ein Multiplexer sicher jeden Abgriff ohne Erzeugung eines unerwarteten Störimpulses auswählen kann.
  • Wenn der Decodierer eine bestimmte der Modulationsschaltungen 51 auswählt, sind Daten an den EX-OR-Gattern 9193 von dieser bestimmten Modulationsschaltung 51 vorhanden und diese Daten sind die Daten, die dem Lasertreiber 97 vorgelegt werden.
  • Die Modulationsschaltungen 51 verwenden die gleiche Verzögerungskette 69 gemeinschaftlich. Deshalb legt jede Modulationsschaltung 51 eine ähnliche Modulationscharakteristik vor, was es erlaubt, dass die Modulationsschaltungen 51 für aufeinanderfolgende Pixel ohne Verzögerung identisch funktionieren. Durch ein Verwenden der EX-OR-Gatter 9193 ist es möglich, die Modulationscharakteristik in einer erwünschten Weise unabhängig davon, welche Modulationsschaltung 51 aktiviert ist, zu rekonstruieren. Ein entsprechendes einzelnes Ausgangssignal wird dem Lasertreiber 97 vorgelegt.
  • Die Verbindung der aufeinanderfolgenden D-Typ-Flip-Flops 61 mit dem Datencodierer 13 erlaubt die Verwendung einer Berechnungslogik zur Erzeugung von D-Steuerungen für jedes Flip-Flop in der Kette. Da eine derartige Berechnungslogik eine direkte Steuerung liefert, könnte es möglich sein, die Anzahl von Modulen 51 zu reduzieren. Alternativ ist es möglich, die Flip-Flops 61 so zu verbinden, dass aufeinanderfolgende der Flip-Flops 61b61n durch vorhergehende Flip-Flops in der Kette 61a61(n – 1) gesteuert werden.
  • Dies erzielt wirksam das gleiche Ergebnis, wie durch die Anordnung aus 2 gezeigt ist, da die aufeinanderfolgenden Flip-Flops ihre Zeitgebungssignale von den invertierten Puffern 71 erhalten. Es gibt deshalb mehrere Verfahren zur Erzeugung von Daten für jeden Strom.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Laserdruckers beschrieben. Es ist ebenso möglich, die erfindungsgemäßen Techniken auf einer anderen elektronischen Ausrüstung zu verwenden, die pixelierte Bilder bereitstellt. Ein Beispiel einer derartigen Ausrüstung wären Weitwinkel-CRTs, bei denen es erwünscht wird, ein Abtastmuster zu steuern, um eine Steuerung einer Abbildungsintensität bereitzustellen, während eine Synchronisation mit der Abtastrate einer CRT vorliegt. Während die erfindungsgemäßen Techniken besonders nützlich für Laserdrucker sind, können dieselben mit anderen Abtastmustern als Laserdruckern und für andere Typen von Druckern verwendet werden.

Claims (9)

  1. Eine Schaltung zum Bereitstellen einer variierenden phasenverriegelten Pulsbreitenmodulation eines Mehrpulssignals ansprechend auf ein Einzelpuls-Synchronisierungssignal, wobei die Schaltung folgende Merkmale aufweist: a. eine Bilderzeugerschaltung zur Pixelierung eines Bilds durch ein Auflösen des Bilds in ein Muster von Pixeln zur Entwicklung und Bereitstellung eines Ausgangssignals (15), das dem Muster von Pixeln entspricht; b. eine Schaltung zum Durchführen einer Differenzierung an dem Ausgangssignal (15), um eine Mehrzahl von Datenströmen (3134) zu erzeugen; c. eine Mehrzahl von Phasenmodulationsschaltungen (51), die synchron zu einem Referenzsignal sind; d. eine Datenausgangsauswahlschaltung (25, 3639) zum Sequenzieren von Datenströmen der Mehrzahl von Datenströmen (3134), die an die Phasenmodulationsschaltungen (51) geliefert werden, unter Verwendung von Informationen, die aus dem differenzierten Ausgangssignal hergeleitet sind, wobei jeder der Datenströme (3134) an eine jeweilige der Phasenmodulationsschaltungen (51) geliefert wird; und e. eine Treiberschaltung (97) zum Treiben einer Bildabtastvorrichtung ansprechend auf Ausgangssignale der Phasenmodulationsschaltungen (51) in einem Abtastmuster, wobei das Abtastmuster dem Muster von Pixeln entspricht.
  2. Die Schaltung gemäß Anspruch 1 zum Erhöhen der Auflösung einer modulierten Quelle einer optischen Energie, wobei die Datenausgangsauswahlschaltung eine Schaltung (25, 3639) zum Empfangen des differenzierten Ausgangssignals und Bereitstellen einer Mehrzahl getrennter Datenströme (3134) aufweist; wobei die Schaltung ferner eine Takterzeugerschaltung (67, 69) zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Taktungssignalen in einer Mehrzahl verzögerter Stufen aufweist; wobei die Mehrzahl von Modulationsschaltungen (51) der Mehrzahl getrennter Datenströme entspricht und angepasst ist, um die Daten in den jeweiligen Datenströmen mit ausgewählten Stufen der Mehrzahl verzögerter Stufen zu modulieren; wobei die Schaltung ferner eine Schaltung (9193) zum Kombinieren der Daten von den Modulationsschaltungen (51) in ein einzelnes Ausgangssignal, das an die Treiberschaltung (97) geliefert wird, aufweist.
  3. Die Schaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner folgende Merkmale aufweist: a. die Datenausgangsauswahlschaltung, die eine Schaltung zum Beliefern der Phasenmodulationsschaltungen (51) mit dem Ausgangssignal, das dem Muster von Pixeln entspricht, umfasst; und b. eine Schaltung (91, 92, 93) zum Beschränken von Bilddaten, die an die Treiberschaltung (97) ge liefert werden, auf ein einzelnes zusammengesetztes Bild.
  4. Die Schaltung gemäß Anspruch 3, die ferner folgendes Merkmal aufweist: die Schaltung zum Beschränken von Bilddaten, die an die Treiberschaltung (97) geliefert werden, auf ein einzelnes zusammengesetztes Bild, die eine Mehrzahl von EX-OR-Gattern (91, 92, 93) umfasst, wobei die EX-OR-Gatter (91, 92, 93) Daten auf eine einzelne Modulationsschaltung (51) beschränken, wodurch eine Einstellung der Phasenmodulationsschaltungen (51) auf eine metastabil-sichere Art und Weise erlaubt wird.
  5. Die Schaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Taktsignalverzögerungskette (69) zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Taktungssignalen in einer Mehrzahl verzögerter Stufen (71a71n) an die Phasenmodulationsschaltungen (51), wobei die Mehrzahl eine maximale Zeitgebungslänge zum Treiben der Bildabtastvorrichtung für ein Pixel in einem vorbestimmten ungünstigsten Fall basierend auf einer antizipierten minimalen Verzögerungszeit für jede verzögerte Stufe (71) antizipiert.
  6. Die Schaltung gemäß Anspruch 5, die ferner folgendes Merkmal aufweist: die Datenausgangsauswahlschaltung, die zum Bereitstellen der Datenströme (3134) an die Phasenmodulationsschaltungen (51) angepasst ist, und dadurch eine Ruhezeit, die aus einer Mehrzahl von Zyklen besteht, bereitstellt, wodurch die Auswahl auf eine stabile Art und Weise auftreten kann.
  7. Die Schaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner folgende Merkmale aufweist: a. eine Takterzeugerschaltung zum Bereitstellen einer Mehrzahl von Taktungssignalen an die Treiberschaltung (97) entsprechend einer Mehrzahl verzögerter Zeitgebungsstufen (71a71n); b. wobei jede der Phasenmodulationsschaltungen (51) eine Mehrzahl von D-Typ-Flip-Flops (61a61n), die nacheinander geschaltet sind, umfasst, wobei jedes der Flip-Flops zum Empfangen von Signalen von jeweiligen der verzögerten Zeitgebungsstufen (71a71n) angepasst ist, wobei die verzögerten Zeitgebungsstufen (71a71n) der Reihe nach einer Verbindungssequenz der Flip-Flops (61a61n) entsprechen; und c. die Kombination der Flip-Flops (61a61n) und der verzögerten Zeitgebungsstufen (71a71n) zum Bereitstellen eines erwünschen Phasenmodulationsbereichs.
  8. Ein Verfahren zum Steuern einer Datenintensität bei einer Datenabtastung, um eine Auflösung der elektronischen Abtastung zu erhöhen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a. Empfangen (50) eines pixelierten Bildes; b. Trennen des pixelierten Bildes in eine Mehrzahl von Datenströmen (3134) durch ein Durchführen einer Differenzierung an dem pixelierten Bild; c. Liefern des pixelierten Bildes an eine Mehrzahl von Modulationsschaltungen (51), die der Mehrzahl von Datenströmen (3134) entsprechen, durch ein Sequenzieren von Datenströmen der Mehrzahl von Datenströmen (3134) zu den Phasenmodulationsschaltungen (51) unter Verwendung von Informationen, die aus dem differenzierten pixelierten Bild hergeleitet sind; d. Bereitstellen einer Inkremental-Verzögerungskette (69); e. selektives Modulieren der Datenströme (3134) in den Phasenmodulationsschaltungen (51) mit durch die Verzögerungskette (69) eingerichteten Zeitverzögerungen; und f. Kombinieren der modulierten Daten in der Mehrzahl von Datenströmen (3134), wodurch eine im Wesentlichen ununterbrochene Ausgabe von Daten der sequenzierten Daten nach der Modulation bereitgestellt wird.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das folgende Schritte aufweist: a. Bereitstellen der Inkremental-Verzögerungskette (69) in einer Mehrzahl verzögerter Zeitgebungsstufen (71a71n); b. Verwenden einer Mehrzahl von Flip-Flops (61a61n), die nacheinander geschaltet sind, und Bereitstellen von Zeitgebungssignalen, die der Mehrzahl verzögerter Zeitgebungsstufen (71a71n) in der Inkremental-Treiberkette entsprechen; und c. Verwenden der Kombination der Flip-Flops (61a61n) und der verzögerten Zeitgebungsstufen (71a71n), um einen erwünschten Phasenmodulationsbereich bereitzustellen.
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