DE3738469A1 - Bildaufzeichnungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildaufzeichnungsgerät zum Erzeugen eines Bilds auf einem Aufzeichnungsmaterial wie einem fotoempfindlichen Material.

Die Drucker für die elektrofotografische Bildreproduktion durch das Ein- und Ausschalten eines Laserstrahls entsprechend einem Bildsignal können hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen dem reproduzierten Bild und dem Ein/Ausschaltzustand des Laserstrahls in zwei Kategorien eingeordnet werden.

Zur ersten Kategorie zählen Drucker, bei denen die sog. Abbildungsabtastung bzw. Abbildungsaufzeichnung angewandt wird, bei der der Laserstrahl an Stellen schwarzer Bildelemente eingeschaltet wird, mit denen das Bild reproduziert wird, und an Stellen weißer Bildelemente ausgeschaltet wird, an denen das Bild nicht reproduziert wird. Zur zweiten Kategorie zählen Drucker, bei denen die sog. Hintergrundabtastung bzw. Hinteraufzeichnung ausgeführt wird, bei der der Laserstrahl an den den schwarzen Bildelementen entsprechenden Stellen ausgeschaltet und an den Stellen weißer Bildelemente eingeschaltet wird.

Fig. 9 zeigt eine Bilderzeugungseinheit eines Laserstrahldruckers, in der an einer Lasereinheit 91 ein Laserstrahl entsprechend zugeführten Bildsignalen ein- und ausgeschaltet wird. Der abgegebene Laserstrahl wird durch eine Kollimatorlinse 90 geleitet, danach an einem mit konstanter Drehzahl umlaufenden Polygonalspiegel 92 reflektiert und schließlich nach einer Lichtwegkorrektur mittels eines optischen Korrektursystems 93 auf einem fotoempfindlichen Material 96 fokussiert. Durch die dargestellte Drehung des Polygonalspiegels 92 bewirkt jede Reflexionsfläche des Spiegels, daß der Laserstrahl das fotoempfindliche Material 96 einmal in einer Richtung Hs überstreicht. Eine zweidimensionale Abtastung wird durch Drehung des fotoempfindlichen Materials 96 mit konstanter Drehzahl erreicht, wodurch die Bildreproduktion erzielt wird.

Ein Teil des Abtaststrahls wird mit einem Spiegel 94 reflektiert und in einem Fotosensor 95 fotoelektrisch umgesetzt, um ein Strahlerfassungssignal bzw. Horizontalsynchronisiersignal BD zu erzeugen.

Die mit einem derartigen Laserstrahldrucker hergestellten Bilder sind hauptsächlich Schriftbilder mit Schriftzeichen und Symbolen, in denen die Anzahl weißer Bildelemente bzw. deren Fläche im allgemeinen weitaus größer als diejenige der schwarzen Bildelemente ist. Daher ist bei der Abbildungsaufzeichnung, bei der der Laserstrahl an den Stellen schwarzer Bildelemente eingeschaltet wird, die gesamte Einschaltzeit des Laserstrahls kürzer, so daß bei der Verwendung eines Halbleiterlasers als Laserstrahlenquelle im Hinblick auf die Lebensdauer die Abbildungsaufzeichnung der Hintergrundaufzeichnung vorzuziehen ist.

Andererseits entstehen bei dieser Abbildungsaufzeichnung häufig Schwierigkeiten bei der Reproduktion von sog. tiefschwarzen Bildern aus aufeinanderfolgenden schwarzen Bildelementen, da Ungleichförmigkeiten der Reflexionsflächen des Polygonalspiegels und mechanische Vibrationen Schwankungen hinsichtlich des Teilungsabstands der Abtastzeilen ergeben, wodurch in dem Bild Streifenmuster in der Abtastrichtung entstehen.

Andererseits kann mit der Hintergrundaufzeichnung ein gleichförmig schwarzes Bild reproduziert werden, da der Laserstrahl an den Stellen schwarzer Bildelemente nicht eingeschaltet wird.

Ferner führen bei der Reproduktion einer dünnen Linie bzw. eines Striches mit einer Breite von ungefähr einem Bildelement die Abbildungsaufzeichnung und die Hintergrundaufzeichnung zu unterschiedlichen Ergebnissen. Dies ist auf den Umstand, daß der auf dem fotoempfindlichen Material fokussierte Laserstrahlpunkt eine annähernd Gaußsche zweidimensionale Energieverteilung hat, und auf die Entwicklungscharakteristik bei dem Entwickeln für das Sichtbarmachen eines mit diesem Laserstrahlpunkt auf dem fotoempfindlichen Material erzeugten Latentbilds zurückzuführen. Fig. 10A und 10B veranschaulichen eine solche Strichreproduktion bei dem Abbildungsabtastprozeß bzw. der Abbildungsaufzeichnung. Bei der Reproduktion einer schwarzen Linie mit der Breite eines Bildelements gemäß Fig. 10A wird der Laserstrahl an den durch weiße Kreise dargestellten Bildelementen ausgeschaltet und an den durch schwarze bzw. schraffierte Kreise dargestellten Bildelementen eingeschaltet. Infolge des vorstehend erläuterten Verlaufs der Energieverteilung des Laserstrahlpunkts an dem fotoempfindlichen Material sowie der Charakteristik bei der elektrofotografischen Entwicklung wird die Breite l 1 des Reproduktionsbilds größer. Andererseits wird gemäß der Darstellung in Fig. 10B aus den gleichen Gründen eine weiße Linie mit der Breite einer Abtastzeile schmäler. Daher werden kleine Zeichen und Symbole unlesbar. Diese Tendenz wird ausgeprägter, wenn der Strahlpunktdurchmesser und die Entwicklungsbedingungen derart gewählt werden, daß zum Verhindern der vorstehend beschriebenen Ungleichmäßigkeiten in der völlig schwarzen Fläche, die durch die Fehler in dem optischen Abtastsystem verursacht sind, die benachbarten Abtastzeilen einander überlappen; insbesondere wird eine weiße Linie mit der Breite einer Abtastzeile von den schwarzen Bereichen überdeckt und daher nicht reproduziert.

Fig. 11A und 11B veranschaulichen die Hintergrundaufzeichnung. Im Gegensatz zur Abbildungsaufzeichnung wird gemäß Fig. 11A eine schwarze Linie schmäler und gemäß Fig. 11B eine weiße Linie stärker. Infolgedessen werden Schriftzeichen und Symbole dünner reproduziert, wobei in Abhängigkeit von dem Strahlpunktdurchmesser und den Entwicklungsbedingungen infolge der vorstehend erläuterten Gründe eine dünne Linie bzw. ein Strich mit der Breite einer Abtastzeile überhaupt nicht reproduziert werden kann.

Gemäß der vorstehenden Erläuterung haben die Abbildungsaufzeichnung und die Hintergrundaufzeichnung jeweils ihre Vor- und Nachteile.

Andererseits wurde schon zum Verbessern der Reproduzierbarkeit von Zwischentönungsbildern bzw. Gradationsbildern mit einem Laserstrahldrucker ein Bildreproduktionsverfahren vorgeschlagen, bei dem ein Bildsignal mit Gradationswerten bzw. Graustufen mit einem periodischen Signal wie einem mit dem Bildsignal synchronisierten Dreiecksignal verglichen wird und ein Signal mit einem der Tönung bzw. Graustufe des Bildsignals entsprechenden Impulsbreite erzeugt wird, um dadurch eine Impulsbreitenmodulation des Laserstrahls zu erreichen.

Bei diesem Verfahren wird die Tönungswiedergabe nicht durch das Ändern der Punkteschwärzungsdichte bzw. des Punkteschwärzungsgrades, sondern durch das Ändern des Verhältnisses von schwarzen zu weißen Flächen je Flächeneinheit erreicht, wobei die Eigentümlichkeiten des menschlichen Sichtvermögens genutzt werden.

Dieses Verfahren kann zur Korrektur der vorstehend beschriebenen Verstärkung oder Verengung der Bildelemente genutzt werden, die bei der vorstehend erläuterten Abtastung in dem Laserstrahldrucker entsteht.

Fig. 12 zeigt den grundlegenden Aufbau einer Einrichtung für dieses Verfahren. Ein digitales Bildsignal VIDEO mit Zwischentönungen bzw. Graustufen wird in einem Zwischenspeicher 1201 mit einem Bildtaktsignal Φ T synchronisiert, danach mit einem Digital/Analog- bzw. D/A-Wandler 1202 und einem Widerstand 1203 in eine dem Bilddichtewert entsprechende Spannung umgesetzt und dann einem Eingang eines Vergleichers 1204 zugeführt.

Andererseits wird mit einem Dreieckwellengenerator 1205 ein mit dem Bildtaktsignal Φ T synchronisierten Dreieckwellensignal erzeugt, das dem anderen Eingang des Vergleichers 1204 zugeführt wird, welcher das Dreieckwellensignal mit dem in die Spannung umgewandelten Bildsignal vergleicht. Auf diese Weise wird ein binäres Signal mit einer dem Pegel des Bildsignals entsprechenden Impulsbreite erzielt, das für die Ansteuerung des Lasers verwendet wird, wodurch die Gradationsbild- Reproduktion ermöglicht ist.

Dieses Verfahren kann zum Beheben des Verstärkens oder Verengens der Bildelemente angewandt werden, das bei den vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsvorgängen in dem Laserstrahldrucker entsteht. Im einzelnen ist es möglich, hinsichtlich des Signalpegels das Verhältnis zwischen einem Ziel-Bildelement und benachbarten Bildelementen zu untersuchen und die Bedingungen bei der Impulsbreitenmodulation zu verändern, falls ermittelt wird, daß das Ziel-Bildelement ein Teil einer dünnen Linie bzw. eines Striches ist. Beispielsweise wird bei der Abbildungsaufzeichnung, bei der die Tendenz besteht, daß ein schwarzer Strich dicker reproduziert wird, die Impulsbreite für ein Bildelement verringert, falls ermittelt wird, daß dieses Bildelement ein Teil einer schwarzen dünnen Linie ist.

Obwohl dieses Verfahren wirkungsvoll für eine zur Strahlabtastrichtung senkrechte dünne Linie angewandt werden kann, kann es nicht für eine zur Strahlabtastrichtung parallele dünne Linie angewandt werden.

Darüber hinaus wurden schon in den US-PS 43 87 983, 45 17 579 und 44 76 474 verschiedenerlei Verfahren zum Verhindern einer Verschlechterung der Bildqualität wie einer Verengung oder Verdickung der Abbildung vorgeschlagen, jedoch wurden damit noch keine zufriedenstellende Ergebnisse erzielt.

Ferner wurde in der am 20. August 1986 eingereichten US- Patentanmeldung Seriennummer 8 98 096 ein Verfahren zur getreuen Reproduktion eines Zwischentönungs- bzw. Gradationsbilds durch Verändern sowohl der Impulsbreite bei dem Einschalten eines Strahls als auch der Strahlintensität vorgeschlagen, jedoch war es mit diesem Verfahren noch nicht möglich, auf zufriedenstellende Weise die vorstehend erläuterte Bildqualitätsverminderung zu verhindern.

Weiterhin wurde in der am 1. September 1987 eingereichten US- Patentanmeldung Seriennr. 0 91 773 vorgeschlagen, die Strahlintensität gemäß der ermittelten Bildbeschaffenheit zu steuern, jedoch ist in dieser Hinsicht eine weitere Verbesserung erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Ausschalten der vorstehend angeführten Mängel ein Bildaufzeichnungsgerät zu schaffen, das eine Bildreproduktion mit hoher Bildqualität ermöglicht.

Ferner soll das erfindungsgemäße Bildaufzeichnungsgerät eine Bildreproduktion mit hoher Geschwindigkeit ermöglichen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Laserstrahl-Steuerschaltung des Bildaufzeichnungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen Strömen und Lichtstärken einer Leuchtdiode veranschaulicht.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die die Steuerung der Breite einer dünnen Linie durch Steuerung der Laserstrahlintensität veranschaulicht.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Strich/Rand- Detektorschaltung.

Fig. 5 zeigt eine Matrix mit einem Ziel-Bildelement und benachbarten Bildelementen.

Fig. 6A bis 6L zeigen Bedingungen bei dem Ermitteln eines schwarzen Rands oder eines schwarzen Strichs.

Fig. 7A bis 7L zeigen Bedingungen bei dem Ermitteln eines weißen Rands oder eines weißen Strichs.

Fig. 8A und 8B sind Darstellungen von Bildsignal- Umsetzungskennlinien für die Impulsbreitenmodulation.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer Bilderzeugungseinheit eines Laserstrahldruckers.

Fig. 10A und 10B sind schematische Darstellungen der Reproduktion einer dünnen Linie bei der Abbildungsaufzeichnung.

Fig. 11A und 11B sind schematische Darstellungen der Reproduktion einer dünnen Linie bei der Hintergrundaufzeichnung.

Fig. 12 ist eine schematische Ansicht, die das Funktionsprizip einer früher vorgeschlagenen Impulsbreitenmodulationsschaltung für die Gradationswiedergabe mit einem Laserstrahldrucker zeigt.

Laserstrahlsteuerung Fig. 2 und 3)

Zunächst wird zur Erläuterung einer möglichen Steuerung der Breite eines zu der Strahlabtastrichtung Hs parallelen dünnen Striches durch Steuerung der Laserstrahlintensität auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen.

Die Fig. 2 zeigt die Lichtabgabekennlinie eines Halbleiterlasers bzw. einer Laserdiode, wobei die Laserstrahlintensität bzw. Lichtmenge auf der Ordinate als Funktion von Strömen an der Abszisse dargestellt ist. Bei einem Strom I 1, I 2 oder I 3 wird jeweils eine Laserstrahlintensität L 1, L 2 bzw. L 3 erzielt. Zwischen dem Strom und der Laserstrahlintensität besteht nahezu linearer Zusammenhang, wobei die diesen Zusammenhang darstellende Gerade einen Schwellenstrom Ith bei L=0 bestimmt. Die Laserdiode gibt praktisch kein Licht ab, bis der Strom diesen Schwellenwert übersteigt.

Die Fig. 3 zeigt Energieverteilungen von Latentbildern, die durch das Bestrahlen des fotoempfindlichen Materials mit Laserstrahlintensitäten L 1, L 2 und L 3 erzeugt werden und die bei dem Entwickeln mit einem Entwicklungs-Schwellenwert P Bildpunktedurchmesser d 1, d 2 und d 3 ergeben, gleichermaßen als ob der Durchmesser des Laserstrahlpunktes verändert wäre. Daher werden bei dem Abtasten mit diesen Laserstrahlen in der Richtung Hs dünne Linien bzw. Striche mit den unterschiedlichen Breiten d 1, d 2 und d 3 erzielt. Die vorstehende Erläuterung betrifft zwar den Abbildungsabtastprozeß bzw. die Abbildungsaufzeichnung, jedoch kann natürlich auch bei der Hintergrundaufzeichnung die Strichbreite durch Steuerung der Laserstrahlintensität gesteuert werden.

Laserstrahlsteuerungsverfahren (Fig. 1 und 4 bis 7L)

Die Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Laserstrahl-Steuereinheit des Bildaufzeichnungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Ein Bildsignal VIDEO wird einer Strich/Rand-Detektorschaltung 100 zugeführt, die eine Verzögerungsschaltung enthält. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Bildsignal VIDEO ein digitales 6-Bit-Signal mit Tönungswerten bzw. Graustufen in sechs Bit.

Im folgenden wird diese Strich/Rand-Detektorschaltung 100 erläutert, die in Fig. 4 ausführlich dargestellt ist.

Das 6-Bit-Bildsignal VIDEO wird in einem Zwischenspeicher 403 mit einer einem Bildelement entsprechenden Verzögerung gespeichert und ferner in jeweiligen Zwischenspeichern 404 und 405 jeweils um ein Bildelement weiter verzögert. Das Bildsignal VIDEO wird auch einem Zeilenpufferspeicher 401 für das Speichern der Bildelementedaten für eine Zeile und das Verzögern um eine Zeile zugeführt. Das Ausgangssignal dieses Zeilenpufferspeichers 401 wird einem weiteren Zeilenpufferspeicher 402 zugeführt und mit diesem um eine weitere Zeile verzögert. Die Bildelementedaten aus den Zeilenpufferspeichern 401 und 402 werden jeweils in Zwischenspeichern 406 bis 408 bzw. 409 bis 411 um jeweils ein Bildelement verzögert. Die Zeilenpufferspeicher 401 und 402 und die Zwischenspeicher 403 bis 411 werden mit einem Bildelemente-Taktsignal Φ c synchronisiert.

Wenn ein in dem Zwischenspeicher 407 gespeichertes Bildelement X als ein Ziel-Bildelement betrachtet wird, das mit dem Laserstrahl auf dem fotoempfindlichen Material aufzuzeichnen ist, ist ein Bildelement E in dem Zwischenspeicher 408 ein Bildelement, das unmittelbar zuvor aufgezeichnet wurde, während Bildelemente F, G und H in den Zwischenspeichern 409 bis 411 Bildelemente auf einer vorangehenden Zeile sind und Bildelemente A, B und C in den Zwischenspeichern 403 bis 405 Bildelemente einer nachfolgenden Zeile sind. Ein Bildelement D in dem Zwischenspeicher 406 ist ein unmittelbar nach dem Bildelement X aufzuzeichnendes Bildelement.

Daher stellen die Bildelemente A bis H in den Zwischenspeichern 403 bis 406 und 408 bis 411 dem Ziel-Bildelement X benachbarte Bildelemente mit der in Fig. 5 dargestellten tatsächlichen Anordnung nach dem Aufzeichnungsvorgang dar.

Mit Differenzermittlungsschaltungen 412 bis 419 werden jeweils die Absolutwerte der Differenzen zwischen dem Tönungs- bzw. Gradationswert des Ziel-Bildelements X und den Gradationswerten der benachbarten Bildelementen A bis H aus den Zwischenspeichern 403 bis 406 und 408 bis 411 ermittelt, wonach an den Ermittlungsergebnissen in einem Strich/Rand- Detektor 420 festgestellt wird, ob die Differenzen einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigen. Die Differenzermittlungsschaltungen 412 bis 419 können auf einfache Weise mit einer Speichereinrichtung wie einem Festspeicher gebildet werden. Im einzelnen können die Signalleitungen für das Ziel- Bildelement X und die benachbarten Bildelemente A bis H als Adressenleitungen eines Festspeichers benutzt werden, um die Berechnung der Differenz und den Vergleich mit dem Schwellenwert für alle Kombinationen dieser Adressen auszuführen und die sich ergebenden Daten an den entsprechenden Adressen zu speichern.

Das Ausgangssignal einer jeden Differenzermittlungsschaltung 412 bis 419 besteht aus zwei Bit, von denen ein Bit anzeigt, ob die Differenz den Schwellenwert übersteigt, während das andere Bit anzeigt, ob der Wert höher oder niedriger als derjenige für das Ziel-Bildelement ist, was dem Vorzeichen der Differenz entspricht.

In dem Strich/Rand-Detektor 420 wird aus den Ausgangssignalen der Differenzermittlungsschaltungen 412 bis 419 ermittelt, ob das Ziel-Bildelement in einer feinen Linie bzw. einem Strich oder an einem Rand liegt.

Die Fig. 6A bis 6L veranschaulichen Bedingungen, die anzeigen, daß das Ziel-Bildelement X ein Bildelement eines in bezug auf den Umgebungsbereich schwarzen Randes oder feinen schwarzen Striches.

Die Fig. 6A zeigt einen Zustand, bei dem das Ziel-Bildelement X in der Mitte einer 3 × 3-Matrix als an einem Rand liegend erkannt wird, der parallel zu der Strahlabtastrichtung verläuft. Bei diesem Zustand haben die Bildelemente A bis E nahezu gleiche Werte, so daß die Differenzerkennungsschaltungen 412 bis 416 Signale abgeben, die anzeigen, daß die Differenz kleiner als der Schwellenwert ist. Andererseits zeigen die Signale aus den Differenzermittlungsschaltungen 417 bis 419 an, daß in bezug auf das Ziel-Bildelement X die Bildelemente F bis H Pegeldifferenzen über dem Schwellenwert haben und daß im Vergleich zu dem Ziel-Bildelement X die Bildelemente F bis H als annähernd weiße Bildelemente zu bewerten sind. Aus der Kombination dieser Ermittlungen wird erkannt, daß das Ziel-Bildelement X auf einem horizontalen Rand liegt.

Auf gleichartige Weise zeigt die Fig. 6B die Bedingungen für die Erkennung, daß das Ziel-Bildelement X auf einem horizontalen schwarzen Rand liegt, während die Fig. 6C die Bedingungen bei der Lage des Ziel-Bildelements auf einem horizontalen feinen schwarzen Strich zeigt. In den Fig. 6D und 6E sind die Bedingungen bei der Lage des Ziel-Bildelements an einem zur Abtastrichtung senkrechten schwarzen Rand dargestellt, während in Fig. 6F die Bedingungen bei der Lage des Ziel-Bildelements auf einer vertikalen feinen schwarzen Linie dargestellt sind. Die Fig. 6G, 6H, 6J und 6K zeigen die Bedingungen bei der Lage des Ziel-Bildelements auf einem diagonalen schwarzen Rand, während die Fig. 6I und 6L die Bedingungen bei der Lage des Ziel-Bildelements auf einer diagonalen feinen schwarzen Linie bzw. einem diagonalen Strich zeigen. In diesen Fig. sind mit "" Bildelemente markiert, die bei der Lageerkennung nicht berücksichtigt werden müssen.

In den Fig. 7A bis 7L sind Bedingungen dargestellt, die anzeigen, daß das Ziel-Bildelement X auf einem in bezug auf den Umgebungsbereich weißen Rand oder einem feinen weißen Strich liegt.

Die Fig. 7A zeigt die Bedingungen, aus denen erkannt wird, daß das Ziel-Bildelement X auf einem zur Strahlabtastrichtung parallelen Rand liegt. Bei diesem Zustand werden für die Bildelemente A bis E nahezu gleiche Werte ermittelt, wobei die Differenzermittlungsschaltungen 412 bis 416 Signale abgeben, die anzeigen, daß die Differenz kleiner als der Schwellenwert ist. Andererseits geben die Differenzermittlungsschaltungen 417 bis 419 Signale ab, die anzeigen, daß in bezug auf das Ziel-Bildelement X die Bildelemente F bis H Werte nahe einem Schwarzwert haben, wobei die Differenzen den Schwellenwert übersteigen. Aus der Kombination dieser Ermittlungen wird erkannt, daß das Ziel-Bildelement auf einem horizontalen weißen Rand liegt. Gleichermaßen zeigt die Fig. 7B die Bedingungen für die Lage des Ziel-Bildelements X auf einem horizontalen weißen Rand, während die Fig. 7C die Bedingungen für die Lage des Ziel-Bildelements X auf einer horizontalen weißen Linie zeigt. Die Fig. 7D und 7E zeigen die Bedingungen bei der Lage des Ziel-Bildelements X auf einem zur Strahlabtastrichtung senkrechten weißen Rand, während die Fig. 7F die Bedingungen bei der Lage auf einer vertikalen weißen Linie zeigt. Die Fig. 7G, 7H, 7J und 7K zeigen die Bedingungen bei der Lage des Ziel-Bildelements X auf einem diagonalen weißen Rand, während die Fig. 7I und 7L die Bedingungen bei der Lage auf einer diagonalen feinen weißen Linie zeigen. In diesen Fig. sind mit "#" Bildelemente markiert, die bei der Lageermittlung nicht in Betracht gezogen werden müssen.

Entsprechend diesen Bedingungen gibt der Strich/Rand-Detektor 420 Signale V 1, V 2, H 1 und H 2 gemäß folgender Tabelle ab:

Die Signale H 1 und H 2 werden zum Steuern der Laserstrahlintensität herangezogen, während die Signale V 1 und V 2 zum Steuern der Impulsbreite des Laserstrahls benutzt werden. Dieser Strich/Rand-Detektor 420 kann gleichfalls mit einer Speichereinrichtung wie einem Festspeicher aufgebaut werden. Im einzelnen ist es möglich, die Ausgangssignale der Differenzermittlungsschaltungen 412 bis 419 als Adressensignale einzusetzen und die entsprechenden Ausgangssignale zu speichern. Das Ausgangssignal des Strich/Rand-Detektors 420 wird in einem Zwischenspeicher 421 mit dem Bildtaktsignal Φ c synchronisiert.

Laserstrahl-Steuerungsvorgang (Fig. 1 und 8)

Es wird nun auf die Fig. 1 Bezug genommen, die eine Laserstrahl- Modulierschaltung für das Steuern der Intensität und der Einschaltdauer des Laserstrahls entsprechend den Ergebnissen der vorstehend erläuterten Ermittlungen zeigt.

Aus der Strich/Rand-Detektorschaltung 100 wird das Bildsignal für das Ziel-Bildelement X zugeführt und in einem Zwischenspeicher 101 mit dem Bildtaktsignal Φ c synchronisiert, um die Synchronisierung mit den Ermittlungssignalen V 1, V 2, H 1 und H 2 zu erhalten. Das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 101 wird Adressenleitungen eines Umsetzungs-Festspeichers 102 zugeführt, der an weiteren zwei Adressenleitungen die Ermittlungssignale V 1 und V 2 aus der Strich/Rand-Detektorschaltung 100 aufnimmt. In dem Festspeicher 102 sind den Adressensignalen entsprechende Umsetzungsdatentabellen γ1 bis γ3 gemäß Fig. 8A gespeichert. Daher wird dann, wenn die Adressensignale (V 1, V 2) jeweils (0, 0), (1, 0) oder (1, 1) sind, das eingegebene Videosignal gemäß der Tabelle γ1, γ2 bzw. γ3 umgesetzt. Das umgesetzte Videosignal wird dann mittels eines D/A-Wandlers 103, eines Widerstands 104, eines Dreieckwellengenerators 105 und eines Vergleichers 106 nach dem schon in Verbindung mit Fig. 12 erläuterten Prinzip in ein Signal mit einer dem Videosignalpegel entsprechenden Impulsbreite umgewandelt.

Das hinsichtlich der Impulsbreite modulierte Signal aus dem Vergleicher 106 wird über einen Puffer 107 Abschlußwiderständen 108 und 109 zur Spannungskompensation und weiter über einen Basiswiderstand 110 einem Schalttransistor 111 zugeführt. Der Transistor 111 wird durch ein Impulsbreitenmodulationssignal mit dem hohen Pegel H (der bei der Abbildungsaufzeichnung "schwarz" oder bei der Hintergrundaufzeichnung "weiß" entspricht) durchgeschaltet und durch ein Signal mit dem niedrigen Pegel L gesperrt. Wenn der Transistor 111 durchgeschaltet ist, wird ein Strom I aus einer durch einen Transistor 121 gebildeten Konstantstromquelle einer Laserdiode 112 zugeführt, wodurch der Laserstrahl über eine der Impulsbreite entsprechende Zeitdauer eingeschaltet wird. Wenn andererseits der Transistor 111 gesperrt ist, fließt der Strom I über eine Diode 123, so daß der Laserstrahl ausgeschaltet bleibt.

Wie schon in Verbindung mit Fig. 2 erläutert wurde, hängt die Lichtstärke bzw. Strahlintensität der Laserdiode 112 von dem über die Laserdiode fließenden Strom I ab. Der Strom I ist durch das Basispotential des Transistors 121 bestimmt und kann daher durch das Basispotential gesteuert werden. Dieses Basispotential wird durch eine Spannung VR bestimmt, welche durch das Teilen der Spannungsdifferenz zwischen Spannungen V ₊ und V _- mit Widerständen gebildet und nach einer Impedanzwandlung mit einem durch einen Rechenverstärker 119 gebildeten Spannungsfolger dem Transistor 121 zugeführt wird.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Basispotential VR für den Transistor 121 durch Spannungsteilung mit vier Widerständen R 1, R 2, R 3 und R 4 (115 bis 118) bestimmt, so daß die Laserdiode mit einem Strom I eingeschaltet wird, der durch folgende Spannung bestimmt ist:

Damit ist der Strom I durch I=(VR-VBE-V _- )/RE festgelegt, wobei RE der Emitterwiderstand des Transistors 121 ist und VBE die Basis-Emitter-Spannung dieses Transistors ist. Bei diesem Zustand ist die Laserstrahlintensität L 1 festgelegt. Zu den Widerständen R 2 und R 3 sind jeweils Analogschalter 113 bzw. 114 parallel geschaltet, welche jeweils durch den Zustand "1" oder "0" der Steuersignale H 1 und H 2 ein- bzw. ausgeschaltet werden.

Bei dem Zustand "1" des Steuersignals H 1 ist der Analogschalter 113 eingeschaltet bzw. geschlossen, so daß durch das wird:

Infolgedessen wird der Strom I verringert, so daß die Laserdiode 112 die verringerte Intensität L 2 abgibt. Wenn dann das Steuersignal H 2 den Zustand "1" annimmt, wird der Analogschalter 114 geschlossen, so daß der Kurzschluß des Widerstands R 3 folgende Spannung VR ergibt:

dadurch wird der Strom I weiter verringert, was die weiter verringerte Intensität L 3 des Laserstrahls aus der Laserdiode 112 ergibt.

Wenn ermittelt wird, daß das Ziel-Bildelement X nicht auf einem Rand oder einer feinen Linie liegt, nehmen die Ermittlungssignale H 1, H 2, V 1 und V 2 die Werte 0, 0, 0, 0 an, so daß die Analogschalter 113 und 114 geöffnet sind, wodurch die Laserdiode den Strahl mit der Intensität L 1 abgibt. Andererseits wird die einem Normalzustand entsprechende Kurve bzw. Tabelle γ1 in dem Festspeicher 102 der Impulsbreitenmodulationsschaltung gewählt.

Falls andererseits erkannt wird, daß das Ziel-Bildelement X auf einem zur Strahlabtastrichtung parallelen Rand oder Strich liegt, nehmen die Ermittlungssignale H 1, H 2, V 1 und V 2 die Werte 1, 1, 0, 0 an, so daß die Analogschalter 113 und 114 geschlossen sind, wodurch die Laserstrahlintensität auf L 3 verringert wird. Dadurch ist es möglich, bei der Abbildungsaufzeichnung die Verbreiterung einer schwarzen bzw. die Verengung einer weißen zur Strahlabtastrichtung parallelen feinen Linie bzw. bei der Hintergrundaufzeichnung die Verbreiterung einer weißen oder die Verengung einer schwarzen zur Strahlabtastrichtung parallelen feinen Linie zu korrigieren.

Falls ermittelt wird, daß das Ziel-Bildelement X auf einem zur Strahlabtastrichtung senkrechten Rand oder Strich liegt, nehmen die Ermittlungssignale H 1, H 2, V 1 und V 2 die Werte 0, 0, 1, 1 an. Da die Analogschalter 113 und 114 geöffnet bleiben, behält die Laserstrahlintensität den Wert L 1 bei, während dagegen in dem Festspeicher 102 der Impulsbreitenmodulationsschaltung die Umsetzungskurve bzw. Tabelle q3 gewählt wird. Daher wird der Wert für das Ziel-Bildelement X, obgleich er der selbe wie bei den vorangehend beschriebenen Fällen ist, auf einen kleineren Wert als bei der Wahl der Tabelle γ1 umgesetzt, so daß die Dauer des hinsichtlich der Impulsbreite modulierten Signals verkürzt wird.

Auf diese Weise ist es ermöglicht, bei der Abbildungsaufzeichnung die Verbreiterung einer schwarzen oder die Verengung einer weißen zur Strahlabtastrichtung senkrechten feinen Linie oder bei der Hintergrundaufzeichnung die Verbreiterung einer weißen oder die Verengung einer schwarzen zur Strahlabtastrichtung senkrechten feinen Linie zu korrigieren.

Falls ermittelt wird, daß das Ziel-Bildelement X auf einem diagonalen Rand oder Strich liegt, nehmen die Ermittlungssignale H 1, H 2, V 1 und V 2 die Werte 1, 0, 1 und 0 an, so daß der Analogschalter 113 geschlossen wird, aber der Analogschalter 114 offen bleibt, wodurch die Laserstrahlintensität den zwischen den Werten L 1 und L 3 liegenden Wert L 2 annimmt. In der Impulsbreitenmodulationsschaltung wird an dem Festspeicher 102 die Umsetzungskurve bzw. Tabelle γ2 gewählt, wodurch die Impulsdauer des hinsichtlich der Impulsbreite modulierten Signals kürzer als gemäß der Tabelle γ1, jedoch länger als gemäß der Tabelle γ3 wird. In diesem Fall werden die Laserstrahlintensität und die Einschaltdauer beide verringert, um bei der Abbildungsaufzeichnung die Verbreiterung einer diagonalen schwarzen feinen Linie oder die Verengung einer diagonalen weißen feinen Linie bzw. bei der Hintergrundaufzeichnung die Verbreiterung einer diagonalen weißen feinen Linie oder die Verengung einer diagonalen schwarzen feinen Linie zu korrigieren.

Gemäß der vorstehenden Erläuterung ist es bei dem Bildaufzeichnungsgerät gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ermöglicht, auf wirkungsvolle Weise das Verbreitern oder Verengen einer feinen Linie dadurch zu verhindern, daß aus der gegenseitigen Beziehung zwischen einem Ziel-Bildelement und benachbarten Bildelementen ermittelt wird, ob das Ziel- Bildelement auf einer feinen Linie oder einem Rand liegt, und daß entsprechend dem Ermittlungsergebnis über die Intensität des Laserstrahls und dessen Dauer der Durchmesser eines auf das fotoempfindliche Material aufgestrahlten Lichtpunktes gesteuert wird.

Ferner ist es auch möglich, auf gleichförmige Weise eine Verbreiterung oder Verengung einer in einem beliebigen Winkel verlaufenden feinen Linie dadurch zu verhindern, daß der Winkel eines Striches oder Randes in bezug auf die Strahlabtastrichtung ermittelt wird und entsprechend dem dermaßen ermittelten Wert die Laserstrahlintensität und die Strahleinschaltdauer gleichzeitig gesteuert werden; auf diese Weise ergibt sich ein Laserstrahldurcker, der eine Bildreproduktion mit hoher Bildqualität ermöglicht.

Wenn bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im Falle der Abbildungsaufzeichnung ermittelt wird, daß das Ziel-Bildelement auf einem schwarzen Rand oder Strich liegt, wird eine Steuerung zum Verringern der Laserstrahlintensität und/oder der Impulsbreite vorgenommen, wogegen bei der Lage auf einem weißen Rand oder Strich keine Steuerung vorgenommen wird. Falls jedoch bei der Abbildungsaufzeichnung ermittelt wird, daß das als "weiß" bewertete Ziel-Bildelement auf einem weißen Rand oder Strich liegt, jedoch nicht den absoluten Weißpegel hat, kann gleichfalls eine Steuerung zum Verringern der Laserstrahlintensität und/oder der Impulsbreite ausgeführt werden, um eine Verengung oder Verbreiterung einer feinen Linie wirkungsvoller zu verhindern.

Auf ähnliche Weise kann dann, wenn bei der Hintergrundaufzeichnung ermittelt wird, daß das Ziel-Bildelement auf einem schwarzen Rand oder Strich liegt, aber nicht den absoluten Schwarzpegel hat, gleichermaßen eine Steuerung zum Verringern der Laserstrahlintensität und/oder der Impulsbreite ausgeführt werden, um auf diese Weise wirkungsvoll eine Verengung einer schwarzen feinen Linie oder eine Verbreiterung einer weißen feinen Linie zu verhindern.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird für die Erkennung einer feinen Linie oder eines Randes eine 3 × 3-Matrix verwendet, jedoch kann eine größere Matrix verwendet werden, um eine genauere Ermittlung und die Erfassung verschiedener Winkel zusätzlich zu den Winkeln 0°, 45°, 90° und 135° zu erreichen. Die Verengung oder Verbreiterung einer feinen Linie wird noch wirkungsvoller dadurch verhindert, daß durch Steigern der Anzahl der Pegel für den Strom I die Anzahl der Strahlintensitätspegel und/oder die Anzahl der Umsetzungskurven bzw. Tabellen in dem Festspeicher 102 entsprechend der Anzahl der erfaßbaren Winkel erhöht und eine geeignete Kombination dieser Steuerwerte entsprechend dem erfaßten Winkel angewandt wird.

Die vorstehende Beschreibung ist zwar auf die Beschreibung des Laserstrahldruckers beschränkt, jedoch kann die Gestaltung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel im Prinzip auch für das Ausschalten ähnlicher Mängel in anderen Druckern wie Punktematrix-Nadeldruckern angewandt werden, welche das Erzeugen jeweiliger Bildelemente in unterschiedlichen Schwärzungsdichten ermöglichen.

Es wird ein Bildaufzeichnungsgerät wie ein Laserstrahldrucker beschrieben, in dem Bildelemente durch Abtasten eines Aufzeichnungsmaterials in einer ersten und einer zweiten Richtung erzeugt werden und die Abmessungen der jeweiligen Bildelemente in der ersten und der zweiten Richtung entsprechend den eingegebenen Signalen korrigiert werden.

Claims (12)

1. Bildaufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch eine Bildsignal- Eingabeeinrichtung, eine Bilderzeugungseinrichtung (103 bis 112, Fig. 9) zum Abbilden vorbestimmter Bildelemente entsprechend einem mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignal (VIDEO) unter Abtastung eines Aufzeichnungsträgers (96) in einer ersten und einer zweiten Abtastrichtung und eine Korrektureinrichtung (100 bis 102) zum Korrigieren der Größe des Bildelements in der ersten und der zweiten Abtastrichtung, wobei mit der Korrektureinrichtung die Größe des Bildelements durch Steuern des Pegels eines der Bilderzeugungseinrichtung zugeführten Ansteuerungssignals veränderbar ist.

2. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Erkennungseinrichtung (100) zum Ermitteln der Beschaffenheit des mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignals (VIDEO), wobei die Korrektureinrichtung (100 bis 102) die Größe des Bildelements entsprechend dem Ermittlungsergebnis der Erkennungseinrichtung korrigiert.

3. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Charakteristik-Umsetzeinrichtung (102) mit mehreren unterschiedlichen Tabellen für das Umwandeln der Charakteristik des mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignals (VIDEO), von denen die Korrektureinrichtung (100 bis 102) eine Tabelle entsprechend dem Ermittlungsergebnis der Erkennungseinrichtung (100) wählt.

4. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung (103 bis 112; Fig. 9) eine Moduliereinrichtung zum Modulieren eines Aufzeichnungsstrahls entsprechend dem mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignal (VIDEO) aufweist.

5. Bildaufzeichungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Korrektureinrichtung (100 bis 102) entsprechend dem Ermittlungsergebnis der Erkennungseinrichtung (100) ein Schreibstrom veränderbar ist, um die Intensität des Aufzeichnungsstrahls zu ändern.

6. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung (100) zum Ermitteln der Beschaffenheit eines jeden Bildelements des eingegebenen Bildsignals (VIDEO) ausgebildet ist.

7. Strahlaufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch eine Bildsignal- Eingabeeinrichtung, eine Moduliereinrichtung (103 bis 111) zum Modulieren eines Aufzeichnungsstrahls entsprechend einem mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignal (VIDEO) und eine Korrektureinrichtung (100 bis 103) zum Korrigieren der Intensität des Aufzeichnungsstrahls und der Dauer desselben entsprechend der Beschaffenheit des eingegebenen Bildsignals.

8. Strahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Erkennungseinrichtung (100) zum Ermitteln der Beschaffenheit des mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignals (VIDEO), wobei mit der Korrektureinrichtung (100 bis 103) entsprechend dem Ermittlungsergebnis der Erkennungseinrichtung die Stärke eines Schreibstroms für die Strahlabgabe steuerbar ist, um dadurch die Intensität des Aufzeichnungsstrahls zu ändern.

9. Strahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Charakteristik-Umsetzeinrichtung (103) mit mehreren unterschiedlichen Tabellen für das Umwandeln der Charakteristik des mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignals (VIDEO), von denen die Korrektureinrichtung (100 bis 103) eine Tabelle entsprechend dem Ermittlungsergebnis der Erkennungseinrichtung (100) wählt.

10. Strahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung (100) zum Ermitteln der Beschaffenheit eines jeden Bildelements des eingegebenen Bildsignals (VIDEO) ausgebildet ist.

11. Strahlaufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch eine Bildsignal- Eingabeeinrichtung, eine Moduliereinrichtung (103 bis 112) zum Modulieren eines Aufzeichnugnsstrahls entsprechend dem mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignal (VIDEO) und eine Erkennungseinrichtung (100) zum Ermitteln der Beschaffenheit des mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Bildsignals, wobei mit der Moduliereinrichtung die Dauer und die Intensität des Aufzeichnungsstrahls entsprechend dem Ermittlungsergebnis der Erkennungseinrichtung steuerbar ist.

12. Strahlaufzeichnungsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Moduliereinrichtung (103 bis 112) zum Steuern der Intensität des Aufzeichnungsstrahls die Stärke eines Schreibstroms für die Strahlabgabe steuerbar ist.