DE4302651A1 - - Google Patents

Abstract

An image forming apparatus for forming a halftone image of high quality by subjecting a light beam to pulse width modulation. The image data is processed in the image data control means 5 to produce two control signals for controlling the write timing means 1, 2. The PWM signal generate means 3 produces a modulating pulse which is applied to the beam control means 4. This pulse goes high in synchronism with the first timing pulse and low in synchronism with the second timing pulse. The beam control means 4 produces a light beam modulated by such a pulse signal which is used to form an electrostatic latent image on a photo conductive element (not shown). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft insbesondere eine Bilderzeugungseinrichtung, welche ein Halbtonbild durch Mehrpegel-Bilddaten erzeugt, wie beispielsweise ein Laser­ strahldrucker oder -printer, ein Laserkopierer oder eine Laser-Faksimile-Sende/Empfangseinheit.The invention relates to an image forming device according to the preamble of claim 1 and relates in particular an image forming device which passes a halftone image Multi-level image data is generated, such as a laser jet printer or printer, a laser copier or a Laser facsimile transmitter / receiver unit.

Ein Laserstrahldrucker oder -printer, der in einem elektro­ photographischen System verwendet wird, ist als ein hoch­ schnell und geräuscharmer Drucker von besonderem Interesse. Da ein Laserstrahldrucker tatsächlich verwendet wird, um Zeichen, Linien, Figuren und andere Zweipegel-Bilder zu er­ zeugen und üblicherweise keine Halbtonbilder verarbeitet, sind der Aufbau des Druckers und eine in ihm integrierte Bildver­ arbeitungsschaltung einfach. Selbst bei einem solchen Zwei­ pegel-Drucker kann ein Halbtonbild erzeugt werden, wenn ein Dither- oder Zitterverfahren oder ein Dichtemusterverfahren angewendet wird. Jedoch kann ein Zweipegel-Drucker, bei wel­ chem das Zitter- oder das Dichtemuster-Verfahren angewendet wird, kein Halbtonbild mit einer hohen Auflösung erzeugen. Angesichts dieser Fakten wird in letzter Zeit häufig von ei­ nem Drucker gesprochen, bei welchem mit Hilfe eines Zweipe­ gel-Aufzeichnungssystems ein hoch aufgelöst Halbtonbild aus­ geführt werden kann. Bei diesem Drucker wird ein Laser durch eine Pulsbreiten-Modulation (PWM) eines Bildsignals angesteuert, und der Drucker ist auch unter anderem bei Farbbildern ver­ wendbar. Es ist daher auch bereits ein Verfahren vorgeschla­ gen worden, mittels welchem ein Halbtonbild durch Ansteuern eines Lasers durch die Leistungsmodulation (PM) eines Bild­ signals erzeugt wird. Insbesondere wird bei dem PM-Verfahren die Intensität eines Laserstrahls in Anpassung an einen Ton geändert, um zu bestimmen, ob die Potentialverteilung eines latenten Bildes in der Tiefenrichtung, d. h. das Potential auf einem photoleitfähigen Element zu erniedrigen ist oder nicht. Folglich wird die auf das photoleitfähige Element aufzubrin­ gende Tonermenge geändert, um an jedem Bildelement eine spe­ zielle Dichteänderung, d. h. einen speziellen Ton zu schaffen.A laser beam printer or printer that works in an electro photographic system is used as a high fast and quiet printer of particular interest. Because a laser beam printer is actually used to Signs, lines, figures and other two-level images witness and usually no halftone images are processed the structure of the printer and an integrated image ver working circuit simple. Even with such a two level printer, a halftone image can be generated if one Dither or tremor process or a density pattern process is applied. However, a two-level printer, at wel chem the tremor or the density pattern method applied will not produce a halftone image with a high resolution. In view of these facts, ei spoken to a printer, with the help of a two-pipe gel recording system from a high-resolution halftone image can be performed. With this printer a laser is going through triggering a pulse width modulation (PWM) of an image signal,  and the printer is also ver among other things with color images reversible. A method is therefore already proposed by means of which a halftone image by driving of a laser through the power modulation (PM) of an image signals is generated. In particular, the PM process the intensity of a laser beam to match a tone changed to determine whether the potential distribution of a latent image in the depth direction, d. H. the potential a photoconductive element is to be lowered or not. Consequently, that will apply to the photoconductive element amount of toner changed to have a specific amount at each picture element partial density change, d. H. to create a special tone.

Bilderzeugungseinrichtungen, bei welchem das PWM-Verfahren angewendet ist, sind beispielsweise in den offengelegten ja­ panischen Patentanmeldungen Nr. 192 966/1990, 308 473/1988 und 49 781/1987 beschrieben. Jedoch haben alle diese herkömm­ lichen Einrichtungen bisher nicht gelöste Schwierigkeiten.Imaging devices in which the PWM method is applied, for example, in the disclosed yes Panic Patent Applications No. 192 966/1990, 308 473/1988 and 49 781/1987. However, all of them are conventional facilities that have not yet been solved.

Gemäß der Erfindung soll daher eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen werden, bei welcher mit einer preiswerten und im Aufbau einfachen Schaltungsanordnung mit hoher Geschwindig­ keit ein hochqualitatives Bild erzeugt werden kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Bilderzeugungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale in dessen kennzeichnenden Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der auf den Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche.According to the invention, therefore, an image generation device be created in which with an inexpensive and in Construction of simple circuit arrangement with high speed high quality image can be created. According to the This is the invention in an image forming device according to the preamble of claim 1 by the features in it characteristic part reached. Advantageous further training are the subject of the claims referring back to claim 1.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is based on preferred embodiments tion forms with reference to the accompanying drawings explained in detail. Show it:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, in welchem schematisch eine Bilderzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung wiedergegeben ist; Fig. 1 is a block diagram in which an image generating device according to the invention is shown schematically;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, in welchem schematisch erste und zweite Zeitsignal-Erzeugungseinrichtungen im einzelnen dargestellt sind; Fig. 2 is a block diagram showing schematically first and second timing signal generating means are shown in detail;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, in welchem eine Beziehung zwi­ schen einem ersten und einem zweiten Zeitsignal und einer Impulsbreite aufgezeigt sind; Fig. 3 is a timing chart showing a relationship between a first and a second time signal and a pulse width;

Fig. 4 ein der Fig. 3 ähnliches Zeitdiagramm, in welchem ein Fall dargestellt ist, bei welchem ein Modula­ tionsstartzeitpunkt festgelegt ist; FIG. 4 is a time chart similar to FIG. 3, in which a case is shown in which a modulation start time is fixed;

Fig. 5 ein der Fig. 3 ähnliches Zeitdiagramm, in welchem ein Fall dargestellt ist, bei welchem ein Modula­ tionsendzeitpunkt festgelegt wird; FIG. 5 is a time chart similar to FIG. 3, in which a case is shown in which an end of modulation time is determined;

Fig. 6 ein der Fig. 3 ähnliches Zeitdiagramm, das einen Fall darstellt, bei welchem der Modulationsstart­ zeitpunkt festgelegt wird, um ein schmales Zeilen­ bild zu erzeugen; FIG. 6 is a timing chart similar to FIG. 3, illustrating a case in which the start of modulation is set to generate a narrow line image;

Fig. 7 ein der Fig. 6 ähnliches Zeitdiagramm, das einen Fall zeigt, bei welchem der Modulationsendzeitpunkt für denselben Zweck festgelegt wird; Fig. 7 is a timing chart similar to Fig. 6, showing a case where the modulation end timing is set for the same purpose;

Fig. 8 durch Pulsbreiten-Modulation (PWM) erzeugte Bild­ elemente; Fig. 8 by pulse width modulation (PWM) generated image elements;

Fig. 9 Bildelemente/Pixels verschiedener Farben, die in Kombination ein Farbbild darstellen; Fig. 9 picture elements / pixels of different colors which constitute in combination a color image;

Fig. 10 ein Diagramm, das schematisch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wiedergibt; Fig. 10 is a diagram schematically showing part of another embodiment of the invention;

Fig. 11 ein Blockdiagramm, das eine spezielle Ausführung einer Strahlsteuereinrichtung in der weiteren Ausführungsform darstellt; 11 is a block diagram illustrating a specific embodiment of a beam control device in another embodiment.

Fig. 12 ein Zeitdiagramm, welches die Verknüpfung von Pulsbreiten-Modulation (PWM) und Leistungs-Modu­ lation (PW) darstellt; Fig. 12 is a timing diagram illustrating the combination of pulse width modulation (PWM) and power modulation (PW);

Fig. 13A bis 13D Schwellenwertdaten, die in Festwertspeichern in der Strahlsteuereinrichtung gespeichert sind; FIG. 13A to 13D threshold data that are stored in read-only memories in the beam control means;

Fig. 14A bis 14D spezifische Ausgangsmuster von Digital-Ver­ gleichern, die ebenfalls in der Strahlsteuerein­ richtung vorgesehen sind;Gleichern 14A to 14D specific output pattern of digital Ver that direction also in the Strahlsteuerein are provided.

Fig. 15 ein spezifisches Ansteuerpegelmuster für einen Halbleiterlaser in der Strahlsteuereinrichtung; Figure 15 is a specific Ansteuerpegelmuster for a semiconductor laser in the beam control means.

Fig. 16A bis 16B eine Beziehung zwischen Energieverteilungen des Halbleiterlasers und dadurch aufgezeich­ nete Bildelemente oder Pixels; FIG. 16A to 16B, a relationship between the energy distributions of the semiconductor laser, thereby drawing up designated picture elements or pixels;

Fig. 17A bis 17D weitere spezifische Ansteuerpegelmuster für den Halbleiterlaser; FIG. 17A to 17D further specific Ansteuerpegelmuster for the semiconductor laser;

Fig. 18 ein Blockdiagramm, das schematisch einen Teil einer herkömmlichen Bilderzeugungseinrichtung wiedergibt; Fig. 18 is a block diagram schematically showing a part of a conventional image forming device;

Fig. 19 ein Zeitdiagramm von wesentlichen Signalen in der Einrichtung der Fig. 18; Fig. 19 is a timing diagram of essential signals in the device of Fig. 18;

Fig. 20A und 20B Dreiecksignale, welche in der herkömmlichen Einrichtung anliegen; FIG. 20A and 20B triangular signals which abut in the conventional device;

Fig. 21 einen Graphen, in welchem die Pulsbreiten-Kenn­ linie eines PWM-Signals bezüglich eines Eingangs­ bildes insbesondere in der herkömmlichen Einrich­ tung aufgetragen ist; Fig. 21 is a graph in which the pulse width characteristic of a PWM signal with respect to an input image, especially in the conventional Einrich is applied tung;

Fig. 22 einen Graphen, in welchem eine Bilddichte-Kenn­ linie bezüglich der Pulsbreite des PWM-Signals ebenfalls insbesondere in der herkömmlichen Ein­ richtung aufgetragen ist, und Fig. 22 is a graph in which an image density characteristic curve with respect to the pulse width of the PWM signal also in particular in the conventional direction A is applied, and

Fig. 23 einen Graphen, in welchem die Pulsbreiten-Kenn­ linie des PWM-Signals bezüglich eines Eingangs­ signals aufgetragen ist. Fig. 23 is a graph in which the pulse width characteristic of the PWM signal with respect to an input signal is applied.

Eine PWM-Schaltung für eine herkömmliche Bilderzeugungsein­ richtung, welche ein Halbtonbild durch die Pulsbreitenmodu­ lation (PWM) von Bildsignalen erzeugt, ist in der offengeleg­ ten japanischen Patentanmeldung Nr. 1 92 966/1990 offenbart und wird anhand von Fig. 18 und 19 beschrieben. Wie dargestellt, werden parallele 8 Bit-Bildsignale eines TTL-(Transistor-Tran­ sistor-Logic)Pegels a durch einen TTL-Zwischenspeicher 101 ge­ halten und durch einen Pegelumsetzer 102 in einen Emitter-Kopp­ lungslogig-(ECL-)pegel umgesetzt. Die Bildsignale des ECL- Pegels werden mittels eines ECL-Digital/Analog-Umsetzers (DAC) 103 in ein analoges Signal umgewandelt. Das analoge Signal b wird an einen Eingang eines ECL-Vergleichers 104 angelegt. Ein Taktoszillator (OSC) 106 erzeugt ein Signal mit einer Frequenz von 2 f. Ein Dreieckwellen-Generator 107 erzeugt eine im wesentlichen ideale Dreieckswelle (ein Mustersignal) mit einer Frequenz f synchron mit dem Taktsignal von dem Taktoszillator 106. Die Dreieckwelle wird an den anderen Eingang des ECL-Vergleichers 104 angelegt. Ein Frequenzteiler 108 halbiert die Frequenz 2 f des Taktsignals; das sich erge­ bende Pixel-Taktsignal mit Frequenz f und einem Tastver­ hältnis von 50% wird an den TTL-Zwischenspeicher 101 angelegt. Entsprechend dem Pixel-Taktsignal hält der TTL-Zwischenspei­ cher 101 die parallelen Bildsignale a.A PWM circuit for a conventional image forming apparatus which generates a halftone image by pulse width modulation (PWM) of image signals is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1 92 966/1990 and will be described with reference to FIGS . 18 and 19. As shown, parallel 8-bit image signals of a TTL (transistor transistor logic) level a are held by a TTL buffer 101 and converted by a level converter 102 into an emitter coupling logic (ECL) level. The image signals of the ECL level are converted into an analog signal by means of an ECL digital / analog converter (DAC) 103 . The analog signal b is applied to an input of an ECL comparator 104 . A clock oscillator (OSC) 106 generates a signal with a frequency of 2 f. A triangular wave generator 107 generates a substantially ideal triangular wave (a pattern signal) having a frequency f in synchronism with the clock signal from the clock oscillator 106 . The triangular wave is applied to the other input of the ECL comparator 104 . A frequency divider 108 halves the frequency 2 f of the clock signal; the resulting pixel clock signal with frequency f and a duty ratio of 50% is applied to the TTL buffer 101 . In accordance with the pixel clock signal, the TTL latch 101 holds the parallel image signals a.

Insbesondere sind, wie in Fig. 19 dargestellt, die Perioden des Pixel-Taktsignals und des dreieckigen Signals iden­ tisch mit den Perioden der Pixels (Bildsignale a). Der ECL- Vergleicher 104 gibt ein PWM-Signal mit einem ECL-Pegel ab, welcher einer Differenz zwischen dem Analogsignal b von dem DA-Umsetzer 103 und dem dreieckigen Signal von dem Dreieck­ wellen-Generator 107 entspricht. Ein Pegelumsetzer 105 setzt den ECL-Pegel des PWM-Signal in den TTL-Pegel um. Eine Laser­ treibereinheit 109 bewirkt, daß eine Laserdiode in Anpassung an die Pulsbreite des PWM-Signal blinkt. Folglich wird ein latentes Halbtonbild elektrostatisch auf einem photoleitfähi­ gen Element erzeugt.In particular, as shown in Fig. 19, the periods of the pixel clock signal and the triangular signal are identical to the periods of the pixels (image signals a). The ECL comparator 104 outputs a PWM signal with an ECL level which corresponds to a difference between the analog signal b from the DA converter 103 and the triangular signal from the triangular wave generator 107 . A level converter 105 converts the ECL level of the PWM signal into the TTL level. A laser driver unit 109 causes a laser diode to flash to match the pulse width of the PWM signal. As a result, a halftone latent image is electrostatically generated on a photoconductive member.

Die Schwierigkeit bei der vorstehend beschriebenen, herkömm­ lichen Schaltung besteht darin, daß, da die Bilderzeugungsge­ schwindigkeit von der Frequenz f abhängt, die erstere nicht erhöht werden kann, wenn nicht die letzere erhöht wird. Wenn nunmehr die Frequenz f 5MHz ist, ist die Zeitdauer, die einem einzigen Pixel zugeteilt ist, kleiner als 200 ns. Folg­ lich ist es schwierig, in einer kurzen Zeitspanne ein idea­ les Dreiecksignal zu erzeugen, wie in Fig. 20A dargestellt ist. Das tatsächliche Dreiecksignal, das eine kurze Periode hat, ist beträchtlich verzerrt, wie in Fig. 20B dargestellt ist. Insbesondere hängt die Genauigkeit einer Pulsbreite davon ab, wie nahe eine Referenzwelle einer idealen Welle kommt. Im all­ gemeinen gilt, je höher die Wiederholungsfrequenz der Referenz­ welle ist, umso größer ist die Verzerrung der Welle und das Streuen unter den Geräten. Obwohl eine höhere Geschwindigkeit und genauere Elemente verwendet werden können, um solche Verzerrungen zu beseitigen, werden dadurch jedoch die Kosten der Schaltung erhöht. Das kritische Problem ist, daß, sobald die Referenzwelle verzerrt wird, keine Einstellungsnaßnahmen verfügbar sind, selbst wenn die Schaltung selbst genau ist.The difficulty with the conventional circuit described above is that since the imaging speed depends on the frequency f, the former cannot be increased unless the latter is increased. Now, when the frequency f is 5MHz, the amount of time allocated to a single pixel is less than 200 ns. As a result, it is difficult to generate an ideal triangular signal in a short period of time, as shown in Fig. 20A. The actual triangular signal, which has a short period, is considerably distorted, as shown in Fig. 20B. In particular, the accuracy of a pulse width depends on how close a reference wave comes to an ideal wave. In general, the higher the repetition frequency of the reference wave, the greater the distortion of the wave and the scatter among the devices. However, although higher speed and more accurate elements can be used to remove such distortions, this increases the cost of the circuit. The critical problem is that once the reference wave is distorted, no adjustment measures are available, even if the circuit itself is accurate.

Wenn ein ideales Mustersignal (Referenzsignal) verwendet wird, ändert sich die Pulsbreite des PWM-Signal, das den Eingangsbildsignalen a zugeordnet ist, linear, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 21 angezeigt ist. Wenn jedoch ein verzerrtes Mustersignal verwendet wird, ändert sich die Puls­ breite nicht linear, wie durch eine ausgezogene Linie in Fig. 21 dargestellt ist. Ferner ändert sich in einer Bilder­ zeugungseinrichtung, in welcher ein elektrophotographischer Prozeß durchgeführt wird, eine Bilddichte nicht linear be­ züglich der Pulsbreite des PWM-Signals, wie in Fig. 22 darge­ stellt ist. Um diese Kennlinie zu korrigieren, muß daher die Breite des PWM-Signals, welches den Bildsignalen zugeordnet worden ist, mit einer ganz bestimmten, in Fig. 23 dargestell­ ten Charakteristik versehen sein. Außerdem muß die Breite des PWM-Signals geändert werden, wenn die elektrostatischen Prozeßbedingungen sich infolge von Alterung, von Änderungen in der Umgebungstemperatur u.ä. ändern.When an ideal pattern signal (reference signal) is used, the pulse width of the PWM signal associated with the input image signals a changes linearly, as indicated by a broken line in FIG. 21. However, when a distorted pattern signal is used, the pulse width does not change linearly as shown by a solid line in FIG. 21. Furthermore, in an image forming apparatus in which an electrophotographic process is carried out, an image density changes non-linearly with respect to the pulse width of the PWM signal, as shown in FIG. 22. In order to correct this characteristic, the width of the PWM signal which has been assigned to the image signals must therefore be provided with a very specific characteristic shown in FIG . In addition, the width of the PWM signal must be changed if the electrostatic process conditions change due to aging, changes in the ambient temperature and the like. to change.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 49 781/ 1987 ist vorgeschlagen, die Periode eines Mustersignal in An­ passung an ein Zeichenbild oder an ein photographisches Bild ohne Ändern der Amplitude und der Vorspannung zu ändern. Wenn jedoch die Bilderzeugungsgeschwindigkeit erhöht wird, kann ein Mustersignal mit einer gewünschten Wellenform nicht er­ zeugt werden, wie vorstehend bereits ausgeführt ist.Japanese Patent Application Laid-Open No. 49 781 / In 1987 it was proposed to change the period of a pattern signal into An Matching a drawing picture or a photographic picture without changing the amplitude and bias. If however, the imaging speed may be increased a pattern signal with a desired waveform is not he be witnessed, as already stated above.

Eine weitere herkömmliche Bilderzeugungseinrichtung ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 3 08 473/ 1988 beschrieben, in welcher die Ausgangspunkte (oder End­ punkte) von Impulsen eines fortlaufenden PWM-Signals in Abhängigkeit von der Art eines Bildes z. B. eines Textbil­ des oder eines photographischen oder ähnlichen graphischen Bildes geändert werden. Hierzu ist eine Anzahl verschiede­ ner Arten von Referenzwellen erforderlich, und folglich muß die Schaltung vergrößert werden.Another conventional imaging device is shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3 08 473 / 1988, in which the starting points (or end points) of pulses of a continuous PWM signal in Depending on the type of image z. B. a Textbil or a photographic or similar graphic Image can be changed. There are a number of different ones ner types of reference waves required, and consequently must the circuit will be enlarged.

Anhand von Fig. 1 wird nunmehr eine Bilderzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung beschrieben. Wie dargestellt, hat die Ein­ richtung erste und zweite Zeitsignal-Erzeugungseinrichtungen 1 bzw. 2, welche ein erstes bzw. ein zweites Zeitsteuersignal synchron mit einem Schreibzeitsteuersignal Bildelement für Bildelement entsprechend einem von der Bilddaten-Steuerein­ richtung 5 angelegten Steuersignal erzeugen. Die beiden Zeit­ steuersignale werden an eine PWM-Signal-Erzeugungseinrichtung 3 angelegt. Das Steuersignal von der Steuereinrichtung 5 paßt zu der Tönung der Eingangsbilddaten, d. h. der Tondaten, die einen Impulssignal-Startbefehl enthalten.An image generation device according to the invention will now be described with reference to FIG. 1. As shown, the device has first and second time signal generating devices 1 and 2 , which generate a first and a second timing signal synchronously with a write timing signal picture element by picture element in accordance with a control signal applied by the image data control device 5 . The two timing signals are applied to a PWM signal generating device 3 . The control signal from the control means 5 matches the hue of the input image data, the sound data, which contain a pulse signal that is start command.

Wie in Fig. 2 dargestellt, haben die Zeitsignal-Erzeugungsein­ richtungen 1 und 2 Verzögerungseinrichtungen 10, um das Schreibzeitsignal durch eine Anzahl Zeiteinheiten t₁ bis t₃ usw. und durch eine Anzahl Zeiteinheiten t′₁ bis t′₃ usw. zu verzögern, und Datenauswähleinrichtungen 11, um eines der Zeitsignale, welche von der Verzögerungseinrichtung 10 ver­ zögert worden sind, entsprechend einem Steuersignal von der Bilddaten-Steuereinrichtung 5 auszuwählen. Im Ergebnis werden, wie in Fig. 3 dargestellt, die ersten und zweiten Zeitsteuer­ signale, die jeweils um vorherbestimmte Zeitabschnitte ver­ zögert werden, aus dem Schreibzeitsteuersignal in Verbindung mit den Bilddaten (Tönen) erzeugt.As shown in Fig. 2, the time signal generating devices 1 and 2 have delay devices 10 to delay the write time signal by a number of time units t ₁ to t ₃ etc. and by a number of time units t ' ₁ to t' ₃ etc. and data selectors 11 for selecting one of the time signals delayed by the delay device 10 in accordance with a control signal from the image data controller 5 . As a result, as shown in Fig. 3, the first and second timing signals, each delayed by predetermined periods, are generated from the writing timing signal in connection with the image data (tones).

Wie ebenfalls in Fig. 3 dargestellt, liefert die PWM-Signal­ erzeugungseinrichtung 3 an die Strahlsteuereinrichtung 4 ein impulsförmiges Signal in Form von Impulsen, welche synchron mit dem ersten Zeitsteuersignal hoch und synchron mit dem zweiten Zeitsteuersignal runtergehen (t′₁-t₁, t′₂-t₂, t′₃-t₃ usw). Die Strahlsteuereinrichtung 4 erzeugt einen Lichtstrahl, der durch ein solches impulsförmiges Signal moduliert worden ist, um dadurch ein elektrostatisches, la­ tentes Bild zu erzeugen, das zu den Bilddaten auf einem nicht dargestellten, photoleitfähigen Element paßt. Das latente Bild wird mittels eines Toners erzeugt. Eine Pulsbreiten- Korrigiereinrichtung 6 und eine Bilderzeugungszustand-Fühlein­ richtung 7 werden im einzelnen später noch beschrieben. As also shown in Fig. 3, the PWM signal generating device 3 delivers to the beam control device 4 a pulse-shaped signal in the form of pulses which go up synchronously with the first timing signal and go down synchronously with the second timing signal (t ′ ₁ -t ₁ , t ′ ₂ -t ₂ , t ′ ₃ -t _3, etc.). The beam control device 4 generates a light beam which has been modulated by such a pulse-shaped signal, thereby generating an electrostatic, la tentes image that matches the image data on a photoconductive element, not shown. The latent image is created using a toner. A pulse width correcting device 6 and an image forming condition sensing device 7 will be described in detail later.

Eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale kann wie folgt festgelegt werden. Wenn ein Bild mittels des PWM-Systems zu erzeugen ist, ändert sich die Dichte, die Auflösung und die Qualität des Bildes in beachtlicher Weise in Abhängigkeit von der Zeit, wenn die Modulation beginnt, in der Periode eines Pixels und von der Impulsbreite. Hinsichtlich eines graphi­ schen Bildes, dessen Dichte sich über der ganzen Fläche än­ dert, hat vorzugsweise das Ausgangsbild eine konstante Periodi­ zität. In diesem Fall bleiben, wie in Fig. 4 oder 5 dargestellt ist, wenn die Datenwähleinrichtung 11 das erste Zeitsteuersig­ nal auswählt, so daß t₁ bis t₃ usw. gleich sind, oder das zweite Zeitsteuersignal auswählt, so daß t′₁ bis t′₃ usw. gleich sind, das zeitliche Steuern zum Starten und Beenden der Modulation konstant.One of the first and second timing signals can be set as follows. When an image is to be generated by the PWM system, the density, the resolution and the quality of the image change remarkably depending on the time when the modulation starts, in the period of a pixel and on the pulse width. With regard to a graphical image, the density of which changes over the entire area, the output image preferably has a constant periodicity. In this case, as shown in Fig. 4 or 5, when the data selector 11 selects the first timing signal so that t ₁ to t ₃ , etc. are the same, or selects the second timing signal so that t ' ₁ to t ' ₃ etc. are the same, the timing for starting and stopping the modulation constant.

Ferner kann eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale in Anpassung an die Art eines Bildes auf folgende Weise festgelegt werden. Ein Festlegen eines der zwei Zeitsteuersig­ nale macht den Schwärzungsgrad des Ausgangsbildes gleichförmig und ist daher für graphische Bilder erwünscht, wie vorstehend bereits ausgeführt ist. Sollte jedoch eine derar­ tige Ausführung bei einer Vorlage angewendet werden, die hauptsächlich aus Zeichen gebildet ist, würden kleine Zei­ chen nicht voll ausgefüllt, und schlimmstenfalls würden in ihnen auffällige Streifen erscheinen, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Hinsichtlich dichten und fetten Zeichen sind die Strei­ fen nicht auffällig, da die Impulsbreite proportional zu der Dichte zunimmt. Da jedoch die Abgrenzungen zwischen den Zei­ chen und dem Papier oder dem Untergrund als die durchschnitt­ liche Dichte bzw. der durchschnittliche Schwärzungsgrad der Zeichen gelesen werden, erscheinen in auffälliger Weise Streifen um die Zeichen herum, wie ebenfalls in Fig. 6 darge­ stellt ist.Furthermore, one of the first and second timing signals can be set in the following manner in accordance with the type of an image. Setting one of the two timing signals makes the darkness of the output image uniform and is therefore desirable for graphic images, as stated above. However, if such a design were applied to a template mainly composed of characters, small characters would not be filled in completely and, at worst, striking stripes would appear in them, as shown in FIG. 6. With regard to dense and bold characters, the stripes are not noticeable since the pulse width increases in proportion to the density. However, since the boundaries between the characters and the paper or the background are read as the average density or the average degree of blackening of the characters, stripes appear conspicuously around the characters, as is also shown in FIG. 6.

Die vorstehend beschriebenen Streifen können beseitigt werden, wenn der Modulationsstart- und Beendigungszeitpunkt auf der Seite höherer Dichte festgelegt wird, d. h. wenn die Modula­ tionsimpulse sich in der Mitte eines Zeichens konzentrieren, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Insbesondere zeigt Fig. 7 einen Zustand, bei welchem das zweite Zeitsteuersignal mit der Pulsbreite eines Pixels I und das erste Zeitsteuersignal mit der Pulsbreite des nächsten Pixels II festgelegt werden.The stripes described above can be eliminated if the modulation start and end timing is set on the higher density side, that is, if the modulation pulses are concentrated in the center of a character, as shown in FIG. 7. In particular, Fig. 7 shows a state in which the second timing signal with the pulse width of a pixel I and the first timing signal having the pulse width of the next pixel II are defined.

Wenn, wie in Fig. 8 dargestellt, ein Bild durch das PWM-System in mehreren Stufen abgegeben wird, wird ein einziges Bildele­ ment durch einen einzigen Rahmen gebildet; eine Dichte ist durch Schraffieren dargestellt. In Fig. 8 ist angenommen, daß alle Bildelemente/Pixels dieselbe Dichte haben und daß die Modulationsstart- und Beendigungszeitpunkte überall in den Bildelementen identisch sind. In diesem Fall erstrecken sich daher die Bildelemente in der Unterabtastrichtung (in welcher sich der Bildträger bewegt) senkrecht zu der Hauptabtastrich­ tung (in welcher sich der Strahl bewegt).As shown in Fig. 8, when an image is output by the PWM system in multiple stages, a single image element is formed by a single frame; a density is shown by hatching. In Fig. 8 it is assumed that all picture elements / pixels have the same density and that the modulation start and end times are identical everywhere in the picture elements. In this case, therefore, the picture elements extend in the sub-scanning direction (in which the image carrier moves) perpendicular to the main scanning direction (in which the beam moves).

In einer Farbbild-Erzeugungseinrichtung ist es jedoch übliche Praxis, ein Farbbild dadurch zu erzeugen, daß gelbe, magenta­ rote und cyanblaue Tonerbilder und erforderlichenfalls ein schwarzes Tonerbild einander überdecken. Üblicherweise werden diese Tonerbilder nicht gleichzeitig erzeugt, sondern sie wer­ den nacheinander erzeugt und einander überlagert. Hierdurch kommt es leicht dazu, daß die Tonerbilder nicht deckungs­ gleich sind, was dann irreguläre Farben zur Folge hat. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird, wie in Fig. 9 darge­ stellt, bei der wiedergegebenen Ausführungsform der Modula­ tionsstartzeitpunkt (d. h. der Modulationsbeendigungszeitpunkt) geändert, während die Impulsbreite konstant erhalben bleibt. Dies ist gleichbedeutend damit, jede Farbe mit einem Raster­ winkel, wie bei der Plattenherstellung zu versehen, und folg­ lich ist Erfolg verhindert, daß Unregelmäßigkeiten in der Farbe und ein Moir´ infolge von fehlender Deckung vorkommen.In a color image forming device, however, it is common practice to create a color image by overlaying yellow, magenta, and cyan toner images and, if necessary, a black toner image. Usually these toner images are not generated at the same time, but they are created and superimposed on one another. This easily leads to the fact that the toner images are not congruent, which then results in irregular colors. To eliminate this difficulty, as shown in FIG. 9, in the reproduced embodiment, the modulation start timing (ie, the modulation termination timing) is changed while the pulse width remains constant. This is tantamount to providing each color with a screen angle, as in plate making, and consequently success prevents color irregularities and a moiré due to lack of coverage.

Bei Bilderzeugungseinrichtungen, bei welchen ein elektro­ photographischer Prozeß angewendet wird, unterscheidet sich die Bildqualität, insbesondere die Dichte-Linearität, welche die Gammacharakteristik eines Bildes ist, etwas von einem Gerät zum anderen infolge von Unregelmäßigkeiten in der Empfind­ lichkeitscharakteristik eines photoleitfähigen Elements; in einer Entwicklungs-Gamma-Charakteristik und in der Form und Leistung eines Lichtstrahls, wie in Fig. 22 dargestellt ist. Außerdem ändert sich die Bildqualität infolge von Alterung, in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen usw. Um das Streuen zwischen den einzelnen Geräten zu beseitigen, und um Änderungen in der Bildqualität bezüglich der Alterung und sich ändernder Umgebungsbedingungen zu verringern, ist es not­ wendig, angemessene Prozeßbedingungen aufrechtzuerhalten und die Pulsbreite des PWM-Signals für die jeweiligen Bilddaten in angemessener Weise auszuwählen und einzustellen, wie in Fig. 23 dargestellt ist. Um dieser Forderung zu genügen, wird bei der Ausführungsform ein Korrekturwert gesetzt, der eine Unregelmäßigkeit speziell bei dem Gerät über die Pulsbreiten- Korrigiereinrichtung 6 anpaßt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Hierdurch kann eine angemessene Pulsbreite ausgewählt und ein­ gestellt werden, um dadurch das Streuen unter den Geräten aus­ zugleichen. Insbesondere kann die Pulsbreite fein eingestellt werden, wenn ein einstellbarer Zeitabschnitt Δt zu dem Erzeu­ gungszeitpunkt beispielsweise des ersten Zeitsteuersignals hinzugefügt wird.In image forming devices using an electrophotographic process, the image quality, particularly the density-linearity, which is the gamma characteristic of an image, differs somewhat from one device to another due to irregularities in the sensitivity characteristic of a photoconductive element; in a development gamma characteristic and in the shape and power of a light beam as shown in FIG. 22. In addition, the image quality changes due to aging, depending on the environmental conditions, etc. In order to eliminate the scattering between the individual devices and to reduce changes in the image quality with regard to aging and changing environmental conditions, it is necessary to maintain adequate process conditions and appropriately select and set the pulse width of the PWM signal for the respective image data, as shown in FIG. 23. In order to meet this requirement, a correction value is set in the embodiment which adjusts an irregularity especially in the device via the pulse width correction device 6 , as shown in FIG. 1. This allows an appropriate pulse width to be selected and set in order to compensate for the scattering among the devices. In particular, the pulse width can be finely adjusted if an adjustable time period Δt is added to the generation time, for example of the first time control signal.

Um zu verhindern, daß die Bildqualität durch Altern und Um­ gebungsbedingungen beeinflußt wird, fühlt die Bilderzeugungs­ zustands-Fühleinrichtung 7 den Bilderzeugungszustand, welcher einem Prozeßzustand entspricht, in regelmäßigen oder unregel­ mäßigen Intervallen und automatisch oder entsprechend einem Befehl von außen. Insbesondere liefert die Fühleinrichtung 7 ein Signal, welches die augenblickliche Bilderzeugungsbedin­ gung auf dem photoleitfähigen Element darstellt, an die Puls­ breiten-Korrigiereinrichtung 6. Dementsprechend berechnet die Korrigiereinrichtung 6 eine Korrekturgröße des Impulses für die jeweiligen Bildelementdaten und führt sie der Bilddaten- Steuereinrichtung 5 zu. Dann bestimmt die Steuereinrichtung 5 ein erstes und ein zweites Zeitsteuersignal, das zu dem Kor­ rekturwert paßt, um dadurch die Datenauswähleinrichtung (Fig. 2) zu steuern.In order to prevent the image quality from being affected by aging and environmental conditions, the image formation state sensing device 7 senses the image formation state, which corresponds to a process state, at regular or irregular intervals and automatically or according to an external command. In particular, the sensing device 7 supplies a signal, which represents the current imaging condition on the photoconductive element, to the pulse width correction device 6 . Accordingly, the correction device 6 calculates a correction quantity of the pulse for the respective picture element data and supplies it to the picture data control device 5 . Then, the controller 5 determines first and second timing signals that match the correction value, thereby controlling the data selector ( FIG. 2).

Die Bilderzeugungsbedingung kann hinsichtlich zumindest des Ladungspotentials des photoleitfähigen Elements sowie des Oberflächenpotentials des Elements, das einer Belichtung un­ terzogen worden ist, einer aufgebrachten Tonermenge, einer Bilddichte usw. festgestellt werden. Erforderlichenfalls kön­ nen solche Bilderzeugungsbedingungen kombiniert werden, obwohl dadurch das Steuerverfahren verkompliziert wird. Ferner können Temperatur und Feuchtigkeit gefühlt werden, oder die Anzahl, wie oft ein Bild erzeugt wird, kann gespeichert werden, um verschiedene Arten von Bilderzeugungsbedingungen zu fühlen und festzustellen.The imaging condition can be at least as far as the Charge potential of the photoconductive element and the Surface potential of the element that is unexposed to exposure has been trained, an amount of toner applied, one Image density, etc. can be determined. If necessary such imaging conditions are combined, though this complicates the taxation process. Can also Temperature and humidity can be felt, or the number how many times an image is generated can be saved to to feel different types of imaging conditions and determine.

Durch die Ausführungsform wird somit im Vergleich zu der her­ kömmlichen Einrichtung, bei welcher eine einzige Referenz­ welle verwendet wird, die Genauigkeit, die Reproduzierbarkeit und die Stabilität einer Pulsbreite gesteigert. Da bei dieser Ausführungsform die Pulsbreite und die Position zum Erzeugen eines Impulses entsprechend dem Schreibsteuersignal frei ge­ steuert werden kann, kann die Bildqualität mit einer größeren Freiheit ausgeführt werden. Ferner können bei dieser Ausfüh­ rungsform Änderungen in Bilderzeugungsbedingungen infolge von Alterung und sich ändernder Umgebungsbedingungen durch Hand­ haben der Impulsbreite korrigiert werden. Außerdem kann eine derartige Korrektur vorgenommen werden, ohne die Parameter einer Bildverarbeitungsschaltung zu beeinflussen, welche bei der Ausführungsform bevorzugt werden.The embodiment is thus compared to that conventional facility with which a single reference wave is used, the accuracy, the reproducibility and increased the stability of a pulse width. Because with this Embodiment the pulse width and the position for generation a pulse corresponding to the write control signal freely ge can be controlled, the image quality with a larger Freedom to run. Furthermore, in this embodiment Form in imaging conditions changes due to Aging and changing environmental conditions by hand have the pulse width to be corrected. In addition, a such correction can be made without the parameters to influence an image processing circuit which at the preferred embodiment.

Anhand von Fig. 10 bis 17D wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei welcher sowohl Pulsbreite als auch Leistung moduliert werden. Wie in Fig. 10 dargestellt, ist die Ausführungsform abgesehen von einer Strahlsteuerein­ richtung 4′ der vorher beschriebenen Ausführungsform im we­ sentlichen ähnlich. Wie in Fig. 11 dargestellt, erzeugt die Strahlsteuereinrichtung 4′ einen Lichtstrahl auf der Basis eines Pegels, welcher einem Pulssignal SG1 von der PWM-Sig­ nalerzeugungseinrichtung 3 und Tondaten S1 angepaßt ist. Die Strahlsteuereinrichtung 4 weist im allgemeinen eine Tonver­ arbeitungsschaltung 250 und eine Lasertreibereinheit 260 auf, um einen Halbleiterlaser 43 durch Verknüpfen von PWM und PM zu modulieren, wie in Fig. 12 dargestellt ist. In Fig. 12 stellen die Pegel des Lasermoduliersignals, welches durch gestrichelte Linien dargestellt ist, und die Pegel desselben, welche durch ausgezogene Linien dargestellt sind, PWM und die Kombination aus PWM und PM dar.A further embodiment of the invention is described with reference to FIGS . 10 to 17D, in which both pulse width and power are modulated. As shown in Fig. 10, the embodiment is apart from a beam control device 4 'of the previously described embodiment we substantially similar. As shown in Fig. 11, the beam control device 4 'generates a light beam based on a level which is adapted to a pulse signal SG1 from the PWM signal generating device 3 and sound data S1. The beam controller 4 generally includes a sound processing circuit 250 and a laser driver unit 260 to modulate a semiconductor laser 43 by combining PWM and PM, as shown in FIG. 12. In Fig. 12, the levels of the laser modulation signal represented by broken lines and the levels thereof shown by solid lines represent PWM and the combination of PWM and PM.

Die Tonverarbeitungsschaltung 250 hat Festwertspeicher (ROMs) 250 bis 254 und Digitalvergleicher 255 bis 258. Die Festwert­ speicher 251 bis 254 speichern Laserleistung-Schwellenwertda­ ten, wie in Fig. 13a bis 13d dargestellt ist. Ein Bildsignal S1 mit 8 Bits wird im allgemeinen an die Eingänge A der Digi­ talvergleicher 255 bis 258 angelegt. Schwellenwertdaten SDa, SDb, SDc und SDd, die aus den Festwertspeichern 251 bis 254 ausgelesen worden sind, werden jeweils an die anderen Ein­ gänge B der Vergleicher 255 bis 258 angelegt. In der darge­ stellten Ausführungsform hat der Adressenanschluß jeder der Festwertspeicher 251 bis 254 vier Bits. Zwei niedrigere Bits SSx einer Abtastadresse in der Hauptabtastrichtung werden bei zwei der vier Bits jedes Adressenanschlusses verwendet, während zwei niedrigere Bits SSy einer Abtastadresse in der Unterabtastrichtung bei den anderen zwei Bits angewendet werden. Daher geben die Festwertspeicher 251 bis 254 jeweils Ausgangsdaten ab, welche einer augenblicklichen Abtastposi­ tion entsprechen.The sound processing circuit 250 has read only memories (ROMs) 250 to 254 and digital comparators 255 to 258 . The read only memories 251 through 254 store laser power threshold data as shown in FIGS. 13a through 13d. A picture signal S1 with 8 bits is generally applied to the inputs A of the digital comparators 255 to 258 . Threshold value data SDa, SDb, SDc and SDd, which have been read out from the read-only memories 251 to 254 , are respectively applied to the other inputs B of the comparators 255 to 258 . In the illustrated embodiment, the address port of each of the read-only memories 251 to 254 has four bits. Two lower bits SSx of a scan address in the main scan direction are used for two of the four bits of each address port, while two lower bits SSy of a scan address in the sub-scan direction are used for the other two bits. Therefore, the read-only memories 251 to 254 each output data corresponding to an instantaneous scanning position.

Wie in Fig. 13A bis 13D dargestellt, speichern die Festwert­ speicher 251 bis 254 jeweils 16 (= 4×4) verschiedene 8 Bit Daten, (was durch hexadezimale Zahlen in den Figuren darge­ stellt ist). Die Adressen x und y jeder Matrix in den Haupt- und Unterabtastrichtungen sind durch die Bits SSx bzw. SSy bezeichnet. Insbesondere teilt jeweils (4×4) einen ganz be­ stimmten Schwellenwert jeder Bildelementposition in einer kleinen Fläche zu, welche eine Anzahl Bildelemente bedeckt. Im allgemeinen wird eine solche Matrix verwendet, um eine Dither- bzw. Zitterverarbeitung durchzuführen. Ferner sind alle in den Figuren dargestellten Matrizen verschieden bezüg­ lich der Daten. Insbesondere ist an entsprechenden Bildele­ mentpositionen der Schwellenwert des Festwertspeichers (ROM) 252 um vier größer als derjenige des ROM 251; der Schwellen­ wert des ROM 253 ist um vier größer als derjenige des ROM 252, und der Schwellenwert des ROM 254 ist um vier größer als derjenige des ROM 253.As shown in FIGS. 13A to 13D, the fixed value memories 251 to 254 each store 16 (= 4 × 4) different 8-bit data (which is represented by hexadecimal numbers in the figures). The addresses x and y of each matrix in the main and sub-scanning directions are denoted by the bits SSx and SSy, respectively. In particular, each (4x4) assigns a very certain threshold to each pixel position in a small area covering a number of pixels. Such a matrix is generally used to perform dithering. Furthermore, all matrices shown in the figures are different with respect to the data. In particular, at corresponding image element positions, the threshold value of the read-only memory (ROM) 252 is four larger than that of the ROM 251 ; the threshold of the ROM 253 is four times larger than that of the ROM 252 , and the threshold value of the ROM 254 is four times larger than that of the ROM 253 .

Folglich vergleichen an jeder Abtastposition die Digitalver­ gleicher 255 bis 258 das Bildsignals S1 mit entsprechenden Schwellenwertdaten SDa bis SDd. Wenn das Bildsignal S1 größer als die Schwellwerte SDa bis SDd ist (A B), erzeugen die Vergleicher 255 bis 258 jeweils Signale Soa, Sob, Soc und Sod mit hohem Pegel, wie beispielsweise in Fig. 14A bis 14D darge­ stellt ist. In Fig. 14A bis 14D sollen alle Bildelemente des Bildsignals S1 einen Dichtepegel 59 haben; Einsen und Nullen zeigen schwarz bzw. weiß an.Consequently, the digital comparators 255 to 258 compare the image signal S1 with corresponding threshold value data SDa to SDd at each scanning position. When the image signal S1 is larger than the threshold values SDa to SDd (AB), the comparators 255 to 258 generate high-level signals Soa, Sob, Soc and Sod, for example, as shown in FIGS . 14A to 14D. In Fig. 14A to 14D are all the pixels of the image signal S1 have a density level of 59; Ones and zeros indicate black and white, respectively.

NAND-Glieder 262 bis 264 sind in der Lasertreibereinheit 260 enthalten und steuern die Ausgangssignale Soa bis Sod der Vergleicher 255 bis 258 auf der Basis des impulsförmigen Sig­ nals SG1 mit der vorerwähnten Breite. Die Ausgangssignale der NAND-Glieder 262 bis 265 werden an die Basen von PNP-Tran­ sistoren Q1, Q2, Q3 bzw. Q4 angelegt. Eine Energiequelle 261 legt eine konstante Spannung über zugeordnete Widerstände Ra bis Rd an die Emitter der Transistoren Q1 bis Q4 an. Ebenso ist die Energiequelle 261 mit den Kollektoren der Transistoren Q1 bis Q4 über einen Widerstand Ro und mit dem Halbleiterlaser 43 verbunden. Wenn in dieser Anordnung die Ausgangssignale Soa bis Sod der Vergleicher 255 bis 258 hoch gehen, schalten die zugeordneten Transistoren Q1 bis Q4 ein, wodurch deren Emitterströme zu den Kollektoren fließen. Die Emitterströme werden zu den entsprechenden Ausgangssignalen Soa bis Sod der Vergleicher 255 bis 258 hinzuaddiert. Wenn die in Fig. 14A bis 14D dargestellten Ausgangssignale Soa bis Sod erscheinen, werden die daraus resultierenden, in Fig. 15 dargestellten Summen an den Laser 43 angelegt, um die Ausgangsleistung des Lasers 43 zu modulieren.NAND gates 262 to 264 are contained in the laser driver unit 260 and control the output signals Soa to Sod of the comparators 255 to 258 on the basis of the pulse-shaped signal SG1 with the aforementioned width. The output signals of the NAND gates 262 to 265 are applied to the bases of PNP transistors Q1, Q2, Q3 and Q4. An energy source 261 applies a constant voltage via associated resistors Ra to Rd to the emitters of transistors Q1 to Q4. Likewise, the energy source 261 is connected to the collectors of the transistors Q1 to Q4 via a resistor Ro and to the semiconductor laser 43 . In this arrangement, when the output signals Soa to Sod of the comparators 255 to 258 go high, the associated transistors Q1 to Q4 turn on, whereby their emitter currents flow to the collectors. The emitter currents are added to the corresponding output signals Soa to Sod of the comparators 255 to 258 . When the 14A appearing in FIG. 14D shown output signals Soa to Sod, sums 15 are shown the resulting, in Fig. 43 applied to the laser, the output power of the laser 43 to modulate.

In der speziellen, in Fig. 11 dargestellten Schaltung wird die konstante Spannung von der Energiequelle 261 als eine Vorspannung Vo an den Laser 43 angelegt. Die Emitterwiderstände Ra bis Rd sollen denselben Wert r haben, der Einschaltwider­ stand der Transistoren Q1 bis Q4, die Spannung zwischen den Anschlüssen des Lasers 43 und der Vormagnetisierungsstrom des Lasers 43 sollen vernachlässigbar sein und die Anzahl der eingeschalteten Transistoren Q1 bis Q4 soll n sein. Dann läßt sich ein Strom 14, welcher dem Laser 43 zuzuführen ist, fol­ gendermaßen ausdrücken:In the particular circuit shown in FIG. 11, the constant voltage from the energy source 261 is applied to the laser 43 as a bias voltage Vo. The emitter resistors Ra to Rd should have the same value r, the on resistance of the transistors Q1 to Q4, the voltage between the connections of the laser 43 and the bias current of the laser 43 should be negligible and the number of transistors Q1 to Q4 switched on should be n. Then a current 14 , which is to be supplied to the laser 43 , can be expressed as follows:

I = n·Vo/rI = n · Vo / r

Hieraus folgt, daß die Ausgangsleistung des Lasers 43 in fünf aufeinanderfolgenden Stufen ("0" bis "4") auf der Basis der vier Bitsignale Soa bis Sod von der Tonverarbeitungsschaltung 250 moduliert wird. Da die Laserleistung bezüglich des An­ steuerstroms I nicht linear ist, wird durch den Vorwiderstand Ro bewirkt, daß sie linear wird.It follows that the output power of the laser 43 is modulated by the sound processing circuit 250 in five successive stages ("0" to "4") based on the four bit signals Soa to Sod. Since the laser power is not linear with respect to the control current I, the series resistor Ro causes it to become linear.

In Fig. 16A sind Energieverteilungen des Laserstrahls bei aufeinanderfolgenden Ansteuerpegeln L1 bis L4 dargestellt, während Fig. 16B Bildelement/Pixel-Größen AR1 bis AR4 zeigt, welche durch den Laserstrahl bei den Ansteuerpegeln L1 bis L4 definiert sind. In Fig. 16B stellt die rechteckige Fläche ARP eine theoretische Aufzeichnungsfläche dar, welcher ein einziges Bildelement zugeordnet ist. Soweit das elektropho­ tographische System betroffen ist, ist die Tonerdichte eines einzelnen Punktes in der Mitte des Bildelements am höchsten und nimmt zu dem Umfang hin ständig ab.In Fig. 16A energy distributions are illustrated L1 to L4 of the laser beam in successive drive levels, while, Fig. 16B-picture element / pixel sizes, AR1 to AR4, which are defined by the laser beam at the drive levels L1 to L4. In Fig. 16B, the rectangular area ARP represents a theoretical recording area to which a single picture element is assigned. As far as the electrophotographic system is concerned, the toner density of a single point in the middle of the picture element is highest and decreases continuously with the circumference.

Fig. 17A bis 17D betreffen den Dichtepegel L1 des Ausgangs­ bildes S1 und geben die Anzahl an Transistoren Q1 bis Q4 an, um sie bei jeder Bildelementposition einzuschalten, d. h. Dichtepegel und mittlere Dichten Lp des (4×4) Bildbereichs, wenn der Dichtepegel L 5D, 61, 65 und 69 ist. Wie diese Figuren zeigen, führt eine Änderung in dem Dichtepegel L1 un­ mittelbar zu einer Änderung in dem mittleren Pegel Lp. Folg­ lich können durch Pulsbreiten-(PWM) und Leistungsmodulation (PM) mehr verschiedene Arten von Strahlenergie als nur im Falle von Pulsbreitenmodulation (PWM) erzeugt werden. Dies, verbunden mit der Tatsache, daß die Position, in welcher ein Punkt erzeugt wird, frei definiert werden kann, erlaubt es, daß hochqualitative Bilder mit hoher Geschwindigkeit mittels einer preiswerten und einfachen Schaltungsanordnung erzeugt werden. FIG. 17A to 17D relate to the density level L1 of the output image S1, and output the number of transistors Q1 to Q4 to turn it at each pixel position, ie density level and medium densities Lp of the (4 x 4) image area when the density level L 5D , 61, 65 and 69. As these figures show, a change in the density level L1 immediately leads to a change in the average level Lp. Consequently, pulse width (PWM) and power modulation (PM) can generate more different types of beam energy than only in the case of pulse width modulation (PWM). This, coupled with the fact that the position at which a point is created can be freely defined, allows high quality images to be generated at high speed using inexpensive and simple circuitry.

In der Fig. 11 dargestellten Schaltungen sind nur mittels Leistungsmodulation (PM) nur siebzehn Töne verfügbar, da eine Zitterverarbeitung auf der Basis einer Matrix von (4·4) Bildelementen durchgeführt wird. Im Unterschied hierzu können in Fig. 17A bis 17D 65 Töne (= 256/4+1) insgesamt gebildet werden, da vier verschiedene Umwandlungen der Eingangsdaten in 256 aufeinanderfolgenden Schritten die Dichte beeinflussen.Circuits shown in Fig. 11 are only available by means of power modulation (PM) only seventeen tones, since dither processing is carried out on the basis of a matrix of (4 x 4) picture elements. In contrast to this, 65 tones (= 256/4 + 1) can be formed in total in FIGS. 17A to 17D, since four different conversions of the input data in 256 successive steps influence the density.

Erforderlichenfalls können die Emitterwiderstände Ra bis Rd mit einem ganz bestimmten Widerstand versehen werden und sogar die (4·4) Matrix kann durch eine andere ersetzt werden.If necessary, the emitter resistors Ra to Rd with a very specific resistance and even the (4 × 4) matrix can be replaced by another.

Durch die Erfindung ist somit eine Bilderzeugungseinrichtung geschaffen, mit welcher hochqualitative Bilder unabhängig von der Wellenform eines Referenzsignals erzeugt werden können, was bisher ein Problem gewesen ist. Eine Verarbeitung kann durch eine preiswerte und einfache Schaltungsanordnung durchgeführt werden. Da sich ein graphisches Bild, dessen Dichte sich über dem gesamten Bereich ändert, mit einer bestimmten Periodizität abgegeben wird, erreichen nicht nur ein derar­ tiges Bild, sondern auch ein Textbild eine hohe Qualität. Ein wirksames Äquivalent, um einen Rasterwinkel bei jeder Farbe in der Plattenherstellung zu schaffen, ist erreichbar, um irreguläre Farben und Moir´ zu beseitigen, was auf die Verschiebung von Bildelementen zurückzuführen ist. Ein hoch­ qualitatives Bild kann durch eine preiswerte und einfache Schaltung unabhängig von der Streuung, der Alterung und sich ändernder Umgebungsbedingungen erzeugt werden. Wenn darüber hinaus Pulsbreitenmodulation (PWM) und Leistungsmodulation (PM) kombiniert werden, um einen Lichtstrahl zu modulieren, können mehr verschiedene Arten von Strahlenergie als bei Ver­ wenden nur mittels Breitenmodulation erzeugt werden. Da außerdem die Position zum Erzeugen eines Punktes frei fest­ gelegt werden kann, ist ein hochqualitatives Bild mit einer preiswerten und einfachen Schaltung erreichbar.The invention thus constitutes an image generation device created with which high quality images regardless of the waveform of a reference signal can be generated, which has been a problem so far. Processing can  performed by an inexpensive and simple circuit arrangement will. Since there is a graphic image, its density changes over the entire area, with a certain one Periodicity is given, not only reach a derar picture, but also a text picture of high quality. A effective equivalent to a screen angle at each Creating color in plate making is achievable to get rid of irregular colors and moir´ on the Displacement of picture elements is due. A high qualitative picture can be through an inexpensive and simple Switching regardless of the spread, the aging and itself changing environmental conditions are generated. If about it pulse width modulation (PWM) and power modulation (PM) can be combined to modulate a light beam, can use more different types of radiation energy than Ver only be generated using width modulation. There also fix the position for creating a point freely can be placed is a high quality picture with a inexpensive and simple circuit available.

Claims (7)

1. Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Bildes durch Modulieren eines Lichtstrahles mittels Pulsbreitenmodulation (PWM) in Anpassung an einen Ton von Bilddaten, gekenn­ zeichnet durch
eine erste Zeitsteuer-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Anzahl von ersten Zeitsteuersignalen synchron mit der zeitlichen Steuerung zum Schreiben von Bilddaten, wobei die Anzahl erster Zeitsteuersignale jeweils einen Zeitpunkt zum Modulationsbeginn einer Pulsbreite festlegen;
eine zweite Zeitsteuer-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Anzahl zweiter Zeitsteuersignale synchron mit der zeitlichen Steuerung zum Schreiben von Bilddaten, wobei die Anzahl zweiter Zeitsteuersignale jeweils eine zeitliche Steu­ erung zur Modulationsbeendigung der Pulsbreite festlegt;
eine Steuereinrichtung, um eines der ersten und zweiten Zeit­ steuersignale, die zu einem Ton von Bilddaten passen, auszu­ wählen, und eine PWM-Signalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Moduliersignals, das die Pulsbreite des ersten oder des zweiten Zeitsteuersignals hat, das mittels der Steuereinrich­ tung festgelegt worden ist.1. Image generating device for generating an image by modulating a light beam by means of pulse width modulation (PWM) in adaptation to a tone of image data, characterized by
a first timing generator for generating a number of first timing signals in synchronism with the timing for writing image data, the number of first timing signals each defining a time to start modulating a pulse width;
a second timing generator for generating a number of second timing signals in synchronism with the timing for writing image data, the number of second timing signals defining timing for modulation termination of the pulse width;
control means for selecting one of the first and second timing control signals corresponding to a tone of image data; and PWM signal generation means for generating a modulation signal having the pulse width of the first or second timing control signal set by the control means has been. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ständig eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale unabhängig von dem Ton der Bilddaten ständig festlegt und auswählt, während das andere Zeitsteuersignal auf der Basis des Tones von Bilddaten ausgewählt wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the control device is always one of the first and second timing signals regardless of the tone of the image data constantly sets and selects while the other timing signal selected based on the tone of image data becomes. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale, welche zu der Bilddatenart passen, festlegt. 3. Device according to claim 1, characterized in that the control device is one of the first and second timing signals related to the image data type fit, sets.   4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung, wenn ein Farbbild zeugen ist, das erste Zeitsteuersignal Farbe für Farbe aus­ wählt, um die zeitliche Steuerung zu Modulationsbeginn der Impulsbreite zu ändern.4. Device according to claim 1, characterized records that the controller if a color image witness is the first timing signal color by color chooses to control the timing at the start of modulation Change pulse width. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale auswählt, die zu dem Bilddaten­ ton und einer Unregelmäßigkeit insbesondere bei der Einrich­ tung paßt.5. Device according to claim 1, characterized records that the control device is one of the first and selects second timing signals associated with the image data tone and an irregularity, especially when setting up tion fits. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung eines der ersten und zweiten Zeitsteuersignale auswählt, die zu dem Bilddaten­ ton und einer elektrophotographischen Bilderzeugung passen.6. Device according to claim 1, characterized records that the control device is one of the first and selects second timing signals associated with the image data ton and electrophotographic imaging fit. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Moduliersignals, welches eine Intensität des Lichtstrahles bei einem Pegel moduliert, der zu dem Bilddatenton paßt.7. Device according to claim 1, characterized by means for generating a modulating signal, which is an intensity of the light beam at a level modulated to match the image data tone.