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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Reproduktion von Dokumenten und insbesondere
Vorrichtungen und Verfahren zur Verarbeitung von Bilddokumentdaten
mit elektronischen Hochleistungskopierern und -druckern und anderen Bildausgabeeinrichtungen,
die mit dem Oberbegriff Anzeigeeinrichtungen bezeichnet werden.
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Aus dem Stand der Technik ist die
Verwendung von Vorrichtungen zur Reproduktion von Dokumenten mittels
anschlagfreier Aufzeichnungsvorrichtungen bekannt, die Laser, Leuchtdioden
(LED), Thermoübertragung,
Tintenstrahl oder andere Aufzeichnungsquellen verwenden, um jeweils
Bilder auf ein geeignetes Medium zu übertragen, wobei Bildelemente
oder Pixel ausgebildet werden. Die aufzuzeichnenden Daten können von
einem Computer, einer Faksimileeinrichtung oder anderen Quellen
elektronischer Information oder von einem Vorlagen-Scanner als Teil
einer elektronischen Kopiervorrichtung entnommen werden. Mit einer
Hochleistungs-Wiedergabevorrichtung können Kopien mit einem Durchsatz
von mehr als 100 Kopien pro Minute bei sehr hoher Bildqualität bzw. Auflösung von
beispielsweise 600 Punkten pro Inch (dpi) (23,6 Punkte pro mm) erzeugt
werden. Bei einem typischen Arbeitsvorgang kann es erforderlich
sein, mehrere Kopien einer mehrseitigen Vorlage in sortierter Reihenfolge
zu drucken. Wie im US-Patent 5,047,955 A offenbart ist, läßt sich
eine beträchtliche
Zeitersparnis erzielen, wenn die Daten für ein Bild nur einmal gerastert
werden und das Bild mehrmals aus einem auftragsbezogenen Bildpufferspeicher
(JIB = job Image buffer) gedruckt wird, in dem das gerasterte Bild
in verdichteter Form gespeichert ist. Auf ähnliche Weise ergibt sich bei
hoher Produktivität
auch ein Druck von mehreren sortierten Kopien einer mehrseitigen
Vorlage, ohne das Bild erneut abtasten oder die elektronischen Informationen
erneut rastern zu müssen.
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In der PCT-Veröffentlichun WO 94/13099 A1 wird
eine Reproduktionsvorrichtung mit zwei JIB-Verarbeitungspfaden beschrieben. In
einer Hochleistungsbetriebsart zur Verarbeitung von binären, gerasterten
Einzelbit-Bilddaten werden gerasterte Daten für die nächste im JIB-Speicher zu speichernde Vorlagenseite
in verdichteter Form in dem JIB-Speicher gespeichert, der mehr Speicherkapazität verfügbar hat.
Bei einer zu druckenden Seite werden die Daten für die betreffende Seite aus
dem JIB-Speicher entnommen, erweitert und weiterverarbeitet, um
in der richtigen Reihenfolge an den Drucker gesandt zu werden. Die
Produktivität
einer derartigen Vorrichtung ist aber durch die Chips begrenzt,
die zur Verarbeitung der Daten im Anschluß an den JIB-Speicher eingesetzt
werden.
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In dem europäischen Patent
EP 334 102 B1 wird eine Vorrichtung
offenbart, die eine Bildseite in eine Vielzahl von Blöcken unterteilt,
ermittelt, ob die Blöcke
effektive Daten enthalten oder es sich um "leere" Blöcke handelt.
Diese leeren Blöcke
werden nicht an den Bildspeicher weitergeleitet sondern lediglich
auf das vorhandensein eines leeren Blocks hingewiesen, so dass das
vollständige
Bild wieder aus dem Bildspeicher zusammengesetzt werden kann. Durch
diese Reduzierung der Bilddaten ist es möglich, die Speicherkapazität des Bildspeichers
in bezug auf Anzahl der speicherbaren Bildseiten zu erhöhen.
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In der deutschen Offenlegungsschrift
DE 37 36 220 A1 wird
eine Informationsspeicher- und – sucheinrichtung
vorgestellt, mit der eine Bildinformation schnell gefunden werden
kann. Dabei werden Teile eines Bildes in Blöcke eines Speichers eingelesen,
getrennt verdichtet und wieder erweitert.
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In der deutschen Offenlegungsschrift
De 32 40 617 A1 ist
ein Bilderzeugungsgerät
beschrieben, bei dem eine Mehrzahl von Speicherelementen in einer
synchronisierten Reihenfolge beschrieben und ausgelesen werden.
Dadurch ist eine Reduzierung der erforderlichen Speicherkapazität möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Produktivität von elektronischen
Vorrichtungen zur Reproduktion von Vorlagen bereitzustellen. Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Erhöhung
der Speicherkapazität
von elektronischen Reproduktionsvorrichtungen zu schaffen.
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Diese und weitere Zielsetzungen werden
mit einem Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen
gemäß Anspruch
7 erreicht. Weitere Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine
Vorrichtung zur Reproduktion von Vorlagen gemäß dem Stand der Technik in
schematischer Darstellung;
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2 einen
Teilabschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reproduktion
von Vorlagen, die zur Erhöhung
der Produktivität
der in 1 wiedergegebenen
Vorrichtung eingesetzt werden kann in schematischer Darstellung;
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3 einen
LED-Druckkopf, der einen Teil der in 2 wiedergegebenen
Vorrichtung bildet, in schematischer Darstellung;
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4 ein
Ablaufdiagramm mit der Darstellung der Betriebsweise eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens und einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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5 ein
Ablaufdiagramm mit der Darstellung der Betriebsweise eines zweiten
Ausführungsbeispiels
eines Verfahrens und einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Die Vorrichtung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
wird in Zusammenhang mit einem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium
beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf Vorrichtungen zum
Herstellen von Bildern auf einem derartigen Medium beschränkt, da
auch andere Medien, wie beispielsweise fotografischer Film usw.
im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, sowie auch andere Aufzeichnungsarten,
wie beispielsweise Tintenstrahl, Thermotransfer, elektrografische
Aufzeichnung usw.
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Da elektrostatografische Reproduktionsvorrichtungen
bereits bekannt sind, behandelt die Beschreibung insbesondere Elemente,
die Bestandteil der Erfindung sind oder die direkt damit zusammenwirken.
In der Beschreibung nicht spezifisch dargestellte oder beschriebene
Vorrichtungen können
aus den nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ausgewählt werden.
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In 1 enthält eine
elektrostatografische Reproduktionsvorrichtung 10 ein Aufzeichnungsmedium,
wie beispielsweise ein fotoleitfähiges
Band 11 oder ein anderes lichtempfindliches Medium, das über drei
Transportrollen 12, 13 und 14 gezogen
wird und dabei ein fortlaufendes Endlosband bildet. Die Rolle 12 ist
auf konventionelle Weise an einen Antriebsmotor M gekoppelt. Der
Motor M ist mit einer Potentialquelle verbunden, wenn ein (nicht
dargestellter) Schalter durch eine Logik-Steuereinheit (LCU) 15 geschlossen
wird. Ist der Schalter geschlossen, wird die Rolle 12 durch
den Motor M angetrieben, und sie bewegt das Band 11 im Uhrzeigersinn,
wie durch den Pfeil A angegeben ist. Diese Bewegung bewirkt, daß nachfolgende
Bildbereiche des Bandes 11 nacheinander eine Reihe elektrofotografischer
Arbeitsstationen der Reproduktionsvorrichtung passieren.
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Im Interesse einer vollständigen Offenbarung
sind einige Arbeitsstationen entlang der vom Band zurückgelegten
Strecke dargestellt. Diese Stationen werden kurz beschrieben.
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Zunächst ist eine Ladestation 17 vorgesehen,
an der die fotoleitfähige
Oberfläche 16 des
Bandes 11 sensibilisiert wird, indem sie mit einer gleichmäßigen elektrostatischen
Primärladung
mit vorbestimmter Spannung beaufschlagt wird. Die Ausgabe der Ladeeinrichtung
kann über
ein mit einer programmierbaren Stromversorgung verbundenes Gitter
gesteuert werden (nicht dargestellt). Die Stromversorgung wird wiederum
durch die LCU 15 gesteuert, so daß der Spannungspegel VO eingestellt
wird, mit dem die Oberfläche 16 durch
die Ladeeinrichtung 17 beaufschlagt wird.
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An einer Belichtungsstation 18 wird
ein elektrostatisches Bild erzeugt, indem die Primärladung auf
einem Bildbereich der Oberfläche 16 mittels
selektiver Energiezufuhr zu punktförmigen Strahlungsquellen in
Abhängigkeit
von Signalen moduliert wird, die von einer Bilddatenquelle 19 – bei spielsweise
von einem Bildvorlagen-Scanner, einer Computer-Arbeitsstation, einem Textbearbeitungssystem
oder ähnlichen
Einrichtungen – bereitgestellt
werden. Die Druckaufträge
können
in die Warteschlange eines Druckerservers eingereiht werden und
jeweils seitenweise zu einem Rasterbildprozessor (RIP) gespult werden.
Die punktförmigen
Strahlungsquellen sind in einem Druckkopf 20 angeordnet,
der im folgenden ausführlicher
beschrieben wird.
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Eine Entwicklerstation 21 enthält Entwickler, der,
wie bereits bekannt ist, zusammengesetzt sein kann aus Eisenträgerpartikeln
und elektroskopischen Tonerpartikeln, deren elektrostatische Ladung
sich zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes eignet.
Der Entwickler wird über
die fotoleitfähige Oberfläche 16 des
Bandes 11 gebürstet,
und Tonerpartikel haften am latenten elektrostatischen Bild, um ein
sichtbares, übertragbares
Tonerpartikelbild zu bilden. Die Entwicklerstation kann die Bauart
einer Magnetbürsten-Entwicklerstation
mit einer oder zwei Rollen aufweisen.
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Die Vorrichtung 10 umfaßt auch
eine Übertragungsstation 25,
die mit einem Koronalader 22 dargestellt ist und an der
das Tonerbild auf dem Band 11 auf ein Kopieblatt S übertragen
wird; sowie eine Reinigungsstation 28, an der die fotoleitfähige Oberfläche 16 des
Bandes 11 von restlichen Tonerpartikeln gereinigt wird,
die nach dem Übertragen
der Tonerbilder übriggeblieben
sind. Nach der Übertragung
der nicht fixierten Tonerbilder auf ein Kopieblatt S wird das Blatt
zu einem beheizten Druckrollenfixierer 27 befördert, an
dem das Bild auf dem Kopieblatt S fixiert wird.
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Wie in 1 dargestellt
ist, wird ein Kopieblatt S aus einem Vorrat 23 zu den Antriebswalzen 24 geführt, die
das Blatt dann veranlassen, sich vorwärts und auf das Band 11 zu
bewegen, so daß es hinsichtlich
eines an der Übertragungsstation 25 vorliegenden
Tonerbildes ausgerichtet ist.
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Um den Betrieb der unterschiedlichen
Arbeitsstationen 17, 18, 21 und 25 mit
der Vorbeibewegung der Bildbereiche auf dem Band 11 an diesen Stationen
zu koordinieren, verfügt
das Band über eine
Vielzahl von Marken, wie beispielsweise Perforationen an einer seiner
Kanten. Diese Perforationen sind im allgemeinen an der Kante des
Bandes 11 im gleichen Abstand zueinander angeordnet. An
einer festen Position an der vom Band 11 zurückgelegten Strecke
sind geeignete Kodiereinrichtungen 26 zum Erkennen der
Bandperforationen bereitgestellt. Durch diesen Lesevorgang werden
Eingangssignale für
die LCU 15 der Arbeitsstation erzeugt, die über einen
digitalen Computer und vorzugsweise über einen Mikroprozessor verfügt. Der
Mikroprozessor hat ein gespeichertes Programm, das auf die Eingangssignale
reagiert, um die Arbeitsstationen nacheinander zu aktivieren und
dann zu deaktivieren und um den Betrieb zahlreicher anderer Funktionen
der Einrichtung zu steuern. Zusätzliche
oder andere nach dem Stand der Technik bekannte Kodiereinrichtungen können bereitgestellt
sein, um genaue Zeitgebersignale zur Steuerung der verschiedenen
Funktionen der Vorrichtung 10 zu liefern.
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Die Programmierung einer Anzahl handelsüblicher
Mikroprozessoren ist eine herkömmliche
Fähigkeit,
mit der Fachleute auf diesem Gebiet vertraut sind. Die folgende
Beschreibung soll einen Programmierer mit üblichen Kenntnissen auf diesem
Gebiet in die Lage versetzen, ein geeignetes Steuerprogramm für den oder
die in der Vorrichtung eingesetzten Mikroprozessoren) zu erstellen.
Die Einzelheiten eines derartigen Programms richten sich selbstverständlich nach
der Architektur des vorgesehenen Mikroprozessors.
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In 1 und 3 ist der Druckkopf 20 wie
eingangs erwähnt
mit einer Vielzahl erregbarer punktförmiger Strahlungsquellen ausgestattet,
die vorzugsweise in einer Reihe angeordnete Leuchtdioden (LED) sind,
obwohl auch andere Aufzeichnungseinrichtungen berücksichtigt
sind, z. B. Thermoübertra gungseinrichtungen,
Flüssigkristall-Anzeigeelemente
oder Nadelelektroden. Optische Mittel 29 können bereitgestellt
sein, um Licht von jeder einzelnen LED auf die fotoleitfähige Oberfläche zu fokussieren.
Die optischen Mittel umfassen vorzugsweise eine Anordnung von Lichtwellenleitern,
wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen SELFOC verkauft werden, einem
Warenzeichen einer von Nippon Sheet Glass, Limited vertriebenen
Linsenanordnung mit Neigungsindex. Wegen der Fokussierwirkung der
optischen Mittel 29 wird eine Emitterreihe auf einer entsprechenden
auf dem Aufzeichnungsmedium quer verlaufenden Zeile abgebildet.
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Der Druckkopf 20 (siehe 3) besitzt einen geeigneten
Träger
mit einer Reihe darauf angebrachter LED-Chips 31, so daß eine in
einer einzelne Reihe strukturierte Anordnung von mehreren tausend LED-Elementen
gebildet wird. Im Interesse der besseren Verständlichkeit nehme man an, daß jeder
der Chips 31 in diesem Beispiel 100 in einer einzelnen Reihe
angeordnete LEDs enthält,
deren jeweilige Mittelpunkte so beabstandet sind, daß ein gleichmäßiger Abstand
von 600 dpi bereitgestellt wird. Die Chips 31 sind ebenfalls
hintereinander in einer Reihe angeordnet, so daß sich der Druckkopf bei einer
derartigen Anordnung von neunzig LED-Chips über die Breite des Bandes 11 erstreckt
und 9000 in einer einzelnen Reihe angeordnete LEDs umfaßt. An beiden Seiten
der LED-Reihe sind
bei diesem Beispiel neunzig identische Treiberchips 40 angeordnet.
Jeder dieser Treiberchips enthält
eine Schaltung zum Adressieren der jeder einzelnen von insgesamt
50 LEDs zugeordneten Logik, um die Energiezufuhr bzw. die Aktivierung
der LED zu steuern. Somit sind jedem Chip mit 100 LEDs jeweils zwei
Treiberchips 40 zugeordnet. Jeder der beiden Treiberchips
ist zur Ansteuerung jeweils abwechselnder LEDs angeschlossen. Somit
steuert jeweils ein Treiberchip von den insgesamt 100 LEDs diejenigen
mit ungerader Numerierung an, und der jeweils andere Treiberchip
steuert die gerade numerierten LEDs unter den 100 LEDs an. Die Trei berchips 40 sind
auf bereits bekannte Weise in Parallelschaltung elektrisch mit einer
Vielzahl von Leitungen verbunden, die verschiedene elektrische Steuersignale
und Potentiale bereitstellen. Eine Vielzahl von Leitungen (nicht
dargestellt) stellt in Abhängigkeit
vom jeweiligen Spannungsbedarf elektrische Energie und den Nulleiter
für den
Betrieb der verschiedenen Logikbauteile und Stromtreiber bereit;
und gemäß bekannten
Techniken stellen die Leitungen auch Taktsignale und andere Impulse für die Steuerung
der Datenbewegung zu den LED-Elementen bereit.
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Wie in 3 dargestellt
ist, sind Datenleitungen zum Druckkopf D0-5 mit
gerade bzw. ungerader Numerierung vorhanden. Zur Beschleunigung
der Daten für
den Druckkopf ist der Datenfluß zum Druckkopf
so geteilt, daß die
Datenleitung D0 serielle Daten für gerade
numerierte LED-Elemente für
ein erstes Drittel des Druckkopfs bereitstellt. Die Datenleitung
D2 stellt serielle Daten für gerade
numerierte LED-Elemente für
ein zweites bzw. mittleres Drittel des Druckkopfs bereit; und die
Datenleitung D4 stellt serielle Daten für gerade
numerierte LED-Elemente für
ein drittes Drittel des Druckkopfs bereit. Auf ähnliche Weise stellt die Datenleitung
D1 serielle Daten für ungerade numerierte LED-Elemente
für ein
erstes Drittel des Druckkopfs bereitstellt. Die Datenleitung D3 stellt serielle Daten für ungerade numerierte LED-Elemente
für ein
zweites bzw. mittleres Drittel des Druckkopfs bereit; und die Datenleitung
D5 stellt serielle Daten für ungerade
numerierte LED-Elemente für
ein drittes Drittel des Druckkopfs bereit. Die bereitgestellten
Daten liegen als Einzelbits pro Pixel vor. Somit werden beispielsweise
die Datenflüsse
zu den Treiberchips 40, die das erste Drittel des Druckkopfs bilden,
in einem seriellen Datenstrom aus binären Bits beispielsweise für die LED-Elemente 0, 2, 4, 6,... 2998
bereitgestellt. Die Daten werden taktgesteuert seriell in den ersten
Treiberchip eingegeben. Jeder Treiberchip enthält ein Schieberegister, und
die Schiebe register der Treiberchips im ersten Drittel des Druckkopfs
auf der geraden Seite sind effektiv so verbunden, daß sie als
einzelnes Schieberegister wirken, damit Daten in das Register einströmen können, bis
dieses mit 1500 Datenbits gefüllt
ist. Struktur und Betriebsweise der anderen fünf Abschnitte des Druckkopfs
sind ähnlich.
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In 2 ist
ein Druckersteuersystem 100 wiedergegeben. Das Druckersteuersystem 100 kann zusammen
mit der LCU 15 der Reproduktionsvorrichtung 10 entsprechend
der eingangs in Zusammenhang mit 1 wiedergegebenen
Beschreibung betrieben werden oder innerhalb der LCU angeordnet sein.
Das Druckersteuersystem 100 ist somit mit der Bildquelle 19 und
dem Druckkopf 20 verbunden. Damit bleiben die allgemeine
Motorsteuerung und die Steuerung der anderen Funktionen der Arbeitsstationen,
entsprechend der eingangs bezüglich
der LCU 15 wiedergegebenen Beschreibung, unverändert.
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Die in 2 wiedergegebenen
Elemente mit einem auftragsbezogenen Bildpuffer bzw. JIB 101a, 101b, 101c werden
ausführlich
beschrieben im US-Patent 5,047,955, auf dessen Inhalt hier ausdrücklich Bezug
genommen wird. Die Bilddatenquelle 19 erzeugt Druckaufträge als Zeichenkodesignale und/
oder als Halbtonsignale von einer Bildquelle 19a, wie beispielsweise
einer Computer-Arbeitsstation, einem Plattenlaufwerk oder einer
Faksimileeinrichtung. Die Datenquelle 19 enthält auch
eine alternative Bilddatenquelle mit einem Vorlagen-Scanner und
Bildprozessor 19b. Entsprechend der Darstellung kann der
Vorlagen-Scanner und Bildprozessor 19b eine Auflageplatte 102 enthalten,
wobei eine Zuführeinrichtung
mit Zuführrollen
oder anderen geeigneten Zuführelementen
Vorlagen nacheinander zur Abtastung durch den Scanner auf eine Platte
führt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
tastet der Scanner die Vorlagenseiten D ab, während die Seiten in Folge von
einem Vorlagenzuführ-
oder Positionierschacht 103 unter den Scanner 104 und
anschließend
zu einem Ausgabefach oder einem Speicherbereich zur Aufnahme der
abgetasteten Vorlagen bewegt werden. Geeignete Antriebsmittel sind
bereitgestellt, um die Vorlagenseiten nacheinander durch den Scanner
zu befördern.
Alternativ dazu kann das Abtasten erfolgen, indem der Scanner sich über ortsfeste
Vorlagenseiten bewegt, die auf einer mit dem Scanner verbundenen
Platte gehalten werden. Ein Bildprozessor 105 des Vorlagen-Scanners
setzt die vom Scanner 104, der eine CCD-Einrichtung sein kann,
erzeugten Signale um und erzeugt dabei unter Verwendung bekannter
Schwellwertalgorithmen gerasterte binäre oder digitale Einzelbitsignale.
Der Prozessor kann einen Einseitenpuffer zur Speicherung der gerasterten
Binärsignale
enthalten. Die gerasterten digitalen Signale stellen somit Daten
aus einer Menge von zu kopierenden Vorlagenblättern dar, die vom Scanner
abgetastet worden sind.
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Druckaufträge von der Computer-Arbeitsstation 19a werden
in einem Druckerserver 108 in eine Warteschlange gestellt
und jeweils seitenweise zu einem Rasterbildprozessor (RIP) 110 gespult.
Der RIP setzt die dort eingegangenen Kodesignaleingaben in einen
gerasterten Videodatenstrom zum pixelweisen Druck entsprechend der
Beschreibung um. Die Datensignale vom Bildprozessor 105 des
Vorlagen-Scanners enthalten ebenfalls einen ähnlichen gerasterten Videodatenstrom
zum pixelweisen Druck, wiederum entsprechend der Beschreibung. Die
Datenausgabe vom RIP oder vom Bildprozessor 105 des Vorlagen-Scanners,
die entweder nominell direkt den RIP durchläuft oder auch den RIP umgehen
kann, ist ein binär
gewichtetes digitales Signal mit 1 Bit pro Pixel, das für jedes
aufzuzeichnende Pixel eine Entscheidung bezüglich des Druckens oder Nichtdruckens
darstellt. Da die drei JIB-Elemente 101a, b und c im
wesentlichen ähnlich
sind, wird im folgenden der JIB 101a beschrieben, wobei
die Beschreibung selbstverständlich
auch für
die JIB-Elemente 101b und 101c gilt.
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Der JIB 101a empfängt für das gerade
verarbeitete Bildfeld den Bilddatenstrom mit einem einzelnen Bit
pro Pixel vom RIP 110 oder dem Bildprozessor 105 des
Vorlagen-Scanners. Der JIB 101a enthält einen Datenverdichter 112a,
der vorzugsweise eine Hardware-Implementierung eines geeigneten
Algorithmus ist, der redundante Informationen in eine kompaktere
Form kodiert, bevor der verdichtete Datenstrom zu einem Mehrseiten-Bildpufferspeicher 114a geleitet
wird, der ebenfalls Bestandteil des JIB ist. Datenverdichtungsalgorithmen
sind nach dem Stand der Technik bereits bekannt, und ein bestimmter
Algorithmus kann aus den verschiedenen bekannten Algorithmen ausgewählt werden.
Ein bekannter Algorithmus ist beispielsweise CCITT Gruppe IV. Der
Datenverdichter 112a enthält einen Datenstrom-Verdichtungstreiber
und einen Zeilenspeicher zur Pufferung des Dateninhalts einer ganzen
Zeile.
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Eine Erweiterungsschaltung 120a ist
das Gegenstück
zum Datenverdichter 112a. Die Schaltung enthält einen
Datenerweiterungsprozessor und einen Zeilenspeicher. Die Erweiterungsschaltung entnimmt
den verdichteten Datenstrom aus dem Mehrseiten-Bildpufferspeicher 114a und
rekonstruiert die Ausgabedaten zu ihrer näherungsweisen ursprünglichen
Form als Eingabe in den Datenverdichter 112a. Der Datenstrom
Da wird in Form von Sechzehn-Bit-Datenwörtern über eine parallele Datenverbindung
an eine Datenumsortierungsschaltung übertragen, die Teil einer Schreibschnittstelle 125 ist.
Die Umsortierungsschaltung besteht aus Zeilenspeichereinrichtungen
zum Umsortieren, und sie ist gleichzeitig dafür eingerichtet, die serielle
Dateneinspeisung in entsprechende gerade bzw. ungerade numerierte Datenleitungen
D0, D1 für die LED-Elemente
im ersten Drittel des Druckkopfs bereitzustellen. Auf ähnliche
Weise gibt der JIB Nr. 2 bzw. 101b die erweiterten Daten
Db aus, die dann von der Schreibschnittstelle 125 an
entsprechende gerade bzw. ungerade numerierte Datenleitungen D2, D3 am mittleren
Drittel des Druckkopfs umsortiert werden. Der JIB Nr. 3 bzw. 101c gibt
die erweiterten Daten Dc aus, die dann von der
Schreibschnittstelle 125 an entsprechende gerade bzw. ungerade
numerierte Daten leitungen D4, D5 am dritten Drittel des Druckkopfs umsortiert
werden.
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Ein Mehrseiten-Bildpufferspeicher 114a ist bereitgestellt,
um Bilddaten zu speichern, damit die elektronische Rückführung von
Bildern zum Sortieren möglich
wird. Dadurch entfällt
die Notwendigkeit einer mechanischen Vorlagenrückführeinrichtung. Kern des Bildpufferspeichers 114a der
JIB-Elemente ist eine großdimensionierte
Bank mit dynamischem Direktzugriffsspeicher (DRAM) zum Speichern
der Bilddaten, die vom Datenverdichter 112a verarbeitet werden.
Alternativ dazu kann eine Platte den Speicher im Puffer enthalten,
oder es können
andere Massenspeichereinrichtungen verwendet werden.
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Eine Steuereinrichtung 122a ist
dem JIB Nr. 1 zugeordnet, und sie wirkt als Direktzugriffsspeicher-Steuerung,
die dem Datenverdichter 112a und der Erweiterungsschaltung 120a ohne
einen Mikroprozessor den Direktzugriff auf den DRAM-Puffer ermöglicht;
sowie als DRAM-Steuereinrichtung, die zwischen Lese-, Schreib- und
Auffrischzyklen des Speichers entscheidet. Weitere Steuereinrichtungen 122b und 122c,
die der Steuereinrichtung 122a ähnlich sind, sind den JIB-Elementen
Nr. 2 bzw. Nr. 3 zugeordnet.
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Ein Mikrocontroller 136 wirkt
als Systemverwalter und überwacht
den Gesamtbetrieb der JIB-Elemente 101a, 101b und 101c.
Der Mikrocontroller 136 übernimmt die Kommunikation
mit dem Mikroprozessor der Logik-Steuereinheit (LCU) 15 der Druckeinrichtung;
es speichert die internen Pointer, die z. B. die Anfangs- und Endadressen
jedes einzelnen Bildfeldes sowie jedes einzelnen Abschnitts eines
Bildfeldes angeben; es initiiert die Übertragungen vom RIP 110 oder
vom Bildprozessor 105 des Vorlagen-Scanners; und es steuert
den Prozeß der Verdichtung
und der Erweiterung der Daten.
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Die Schreibschnittstelle 125 empfängt eine vollständige Zeile
mit Bilddaten von den Erweiterungsschaltungen 120a, 120b und 120c.
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Gemäß der Erfindung und entsprechend dem
in 4 wiedergegebenen
Ablaufdiagramm ist der JIB-Mikrocontroller 136 so programmiert,
daß nach
jedem Laden eines Bildes, d.h. eines vollständigen Bildfeldes aus gerasterten
Daten, in die drei JIB-Elemente, Schritt 200, die verbleibende Bildspeicherkapazität in jedem
der JIB-Elemente 101a, 101b und 101c berechnet
wird (Schritt 210). Im nächsten Schritt
(220) werden die JIB-Elemente entsprechend der verfügbaren Speicherkapazität geordnet.
Der JIB mit der größten verbleibenden
Speicherkapazität wird
dann als der JIB festgesetzt, der die Bilddaten aus dem mittleren
Abschnitt B des nächsten
Bildes empfängt.
Wie in 2 ersichtlich
ist, ist die Vorlage D während
des Abtastens ein zentriert ausgerichtetes Dokument. Nimmt man an,
daß eine
Vorlage mit 8,5" × 11" üblich ist
und daß ein
Fotoleiter mindestens 14" breit ist, dann ist ersichtlich, daß bezüglich der Datenverdichtung
der mittlere Abschnitt der aktivste der drei Abschnitte ist. Der
Datenverdichter 112a,b,c kann relativ aktive Daten, beispielsweise
mit häufigen
Wechseln von binär
"1" zu "0" und umgekehrt, nicht so gut verdichten wie lange Folgeketten
aus "1" und "0". Bei einem zentriert ausgerichteten Dokument mit
einer Länge
von 11" auf einer 14" langen Platte kann angenommen werden, daß die Abschnitte
A und C wegen der weißen
Flächen
oberhalb und unterhalb des Dokuments D weniger aktiv sind als der
Abschnitt B. Es kann weiter angenommen werden, daß der Abschnitt
A im Mittel aktiver ist als der Abschnitt C, da obere Abschnitte
von Dokumenten intuitiv dahin tendieren, aktiver zu sein als die
unteren Abschnitte. Alternativ dazu kann zwischen den Abschnitten
B und C auch keine Rang ordnung erforderlich sein. In jedem Fall
bestimmt die im Schritt 230 auf der Grundlage der in Schritt 220
festgelegten Rangordnung getroffene Entscheidung, welcher JIB den mittleren
Abschnitt B des nächsten
Bildes empfängt. Das
heißt,
daß der
JIB mit der größten verfügbaren Speicherkapazität die Daten
vom mittleren Abschnitt B des nächsten
Bildes empfängt.
Den beiden anderen JIB-Elementen werden dann auf der Grundlage der
Rangordnung oder einer Zufallsauswahl die Seitenabschnitte A und
C zugeordnet.
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Die Bilddaten für die zugeordneten Abschnitte
werden gleichzeitig in die dazugehörigen JIB-Elemente 101a, 101b und 101c geladen,
um eine hohe Verarbeitungsleistung bereitzustellen. Der Mikrocontroller 136 erkennt
in jedem JIB die Anfangs- und
Endadressen für
jeden der Abschnitte. Jede JIB-Steuereinrichtung 122a, 122b und 122c liefert
dem Programmschaltwerk 136 Daten zur verbleibenden Speicherkapazität im dazugehörigen JIB-Pufferspeicher, nachdem
der jeweilige Bildabschnitt in den betreffenden JIB-Pufferspeicher
(101a,b,c) geladen worden ist. Der Prozeß wiederholt
dann die Rangeinteilung der JIB-Elemente und wählt aus, welcher JIB die Daten
für den
mittleren Abschnitt des nächsten
Bildes empfängt
und welche JIB-Elemente die Daten der anderen Datenabschnitte des
nächsten
vom RIP ausgegebenen Vorlagenblattes empfangen. Alternativ dazu
kann der JIB-Mikrocontroller 136 die verbleibende Speicherkapazität in den
Puffern direkt ermitteln, oder die Funktion kann auch einer anwendungsspezifischen
integrierten Schaltung (ASIC) zugewiesen sein.
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Nach der Festlegung der Zuordnung
von Seitenabschnitten einer Folgeseite auf der Grundlage der Rangordnung
(Schritt 230) erfolgt eine Bestimmung, ob im Auftrag zusätzliche
Bildseiten vorliegen (Schritt 240). Falls keine weiteren Bildseiten
vorliegen, wird der Auftrag als geladen betrachtet (Schritt 250),
und für
den Beginn des Druckvorgangs des Reproduktionsauftrags zur Erzeugung sortierter
Kopien werden geeignete Signale bereitgestellt (Schritt 250). Alternativ
dazu kann der Druckvorgang einiger Aufträge beginnen, nachdem eine Bildseite
des Auftrags in die JIB-Elemente (101a,b,c) geladen worden
ist. Falls mehrere Bildseiten in Zusammenhang mit diesem Auftrag
in die JIB-Elemente zu laden sind, wird die Hardware bzw. die Logik
vom Mikrocontroller 136 mit der neuen Ladesequenz für die nächste Bildseite programmiert
bzw. konfiguriert (Schritt 260). Die nächste Bildseite wird anschließend entsprechend den
in Schritt 260 bereitgestellten Anweisungen in die JIB-Elemente geladen
(Schritt 270). Der Prozeß kehrt
daraufhin zum Schritt 200 zurück.
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Anstelle der Feststellung, welcher
JIB 101a,b,c die größte verfügbare Speicherkapazität hat, kann
die Erfindung in ihrem weiter gefaßten Rahmen eine Betriebsweise
des Datenflusses aufweisen, bei der JIB-Elemente 101a,b,c einfach
nach dem Rotationsprinzip bestimmte Bildabschnitte empfangen. Wie
z. B. in dem in 5 wiedergegebenen Ablaufdiagramm
könnte
das erste Bild einen ersten Bildrotationsstatus X = N aufweisen,
wobei der Abschnitt A → JIB
Nr. 1 101 a zugewiesen wird; Abschnitt B wird → JIB Nr. 2 101 b zugewiesen,
und Abschnitt C wird → JIB
Nr. 3 101 c zugewiesen. Beim zweiten Bildrotationsstatus Y = N+1
könnte
die Zuordnung wie folgt lauten: Abschnitt A → JIB Nr. 2 101 b, Abschnitt
B → JIB
Nr. 3 101 c und Abschnitt C → JIB Nr.
1 101 a. Der dritte Bildrotationsstatus Z = N+2 hätte dann
die folgende Zuordnung: Abschnitt A → JIB Nr. 3 101 c, Abschnitt
B → JIB
Nr. 1 101 a und Abschnitt C → JIB
Nr. 2 101 b. Beim vierten Bild würden sich
dann die Zuordnungen für
den ersten Bildrotationsstatus wiederholen und so weiter, entsprechend einem
Schema, das als blinde Rotation bezeichnet werden kann, d.h. daß dabei
keine Rangordnung vorliegt hinsichtlich des Puffers mit der größten Speicherkapazität, wobei
aber der Prozeß annimmt,
daß der
Abschnitt, der dazu neigt, am aktivsten zu sein, von den JIB-Elementen
anders verarbeitet wird.
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Allgemein gilt somit für den durch
das Ablaufdiagramm in 5 dargestellten
Prozeß,
daß der
Mikrocontroller 136, nachdem die Daten zu einer Bildseite
in alle JIB-Elemente (101a,b,c) geladen worden sind (Schritt
300), den Bildrotationsstatus der betreffenden Bildseite aufruft
(Schritt 310) und anschließend
den Status für
die Seitenzuordnung heraufsetzt oder verändert, um eine neue Zuordnung
von Seitenabschnitten für
die nächste
Bildseite zu bestimmen (Schritt 320). Die so bestimmte neue Zuordnung
von Seitenabschnitten für
das nächste
Bild wird dann gespeichert (Schritt 330). Anschließend erfolgt
eine Bestimmung, ob im Auftrag zusätzliche Bildseiten vorliegen.
Falls keine weiteren Bildseiten vorliegen, wird der Auftrag als
geladen betrachtet (Schritt 350), und für den Beginn des Druckvorgangs
des Reproduktionsauftrags zur Erzeugung sortierter Kopien werden geeignete
Signale bereitgestellt. Alternativ dazu kann der Druckvorgang einiger
Aufträge
beginnen, nachdem eine Bildseite des Auftrags in die JIB-Elemente 101a,b,c geladen
worden ist. Falls mehrere Bildseiten in Zusammenhang mit diesem
Auftrag in die JIB-Elemente 101a,b,c zu laden sind, wird
die Hardware bzw. die Logik vom Programmschaltwerk 136 mit
der neuen Ladesequenz für
die nächste
Bildseite programmiert bzw. konfiguriert (Schritt 360). Die nächste Bildseite
wird anschließend
entsprechend den in Schritt 360 bereitgestellten Anweisungen in die
JIB-Elemente 101a,b,c geladen (Schritt 370). Der Prozeß kehrt
daraufhin zum Schritt 300 zurück.
-
Obwohl die Erfindung mit Bezugnahme
auf die Einteilung eines Bildes in drei Abschnitte beschrieben wurde,
behandelt die Erfindung in ihren weiter gefaßten Aspekten selbstverständlich die
getrennte Verarbeitung eines Bildfeldes mit Daten auf zwei oder
mehreren JIB-Verarbeitungspfaden. Sind nur zwei JIB-Verarbeitungspfade
bereitgestellt und ist beispielsweise das Dokument D auf der Platte
mit Ausrichtung seiner Oberkante positioniert (oder relativ zu einer
Begrenzung des Scanners 104 in Längsrichtung ausgerichtet),
d.h., falls es sich um eine Vorlage mit ausgerichteten Ecken handelt,
dann kann angenommen werden, daß der
Abschnitt, der die obere Hälfte
darstellt, am aktivsten ist, da im Abschnitt in der unteren Hälfte des
Scanners 104 mehr weiße
Flächen
vorliegen, weil der Scanner 104 typischerweise so bemessen
ist, daß er
länger
ist als die Länge
des Blattes durchschnittlicher Größe, das verarbeitet wird. Weiter
kann anstelle des intuitiven Ansatzes mit der Annahme, daß bei drei
Verarbeitungspfaden unter Verwendung von drei JIB-Elementen 101a,b,c entsprechend
der oben wiedergegebenen Beschreibung der mittlere Abschnitt am
aktivsten ist, auch eine statistische Analyse hinsichtlich des aktivsten
Abschnitts durchgeführt
werden, und die Zuordnung von Abschnitten zu JIB-Elementen 101a,b,c kann
dementsprechend erfolgen. Die Verteilung kann beispielsweise bei
10.000 Dokumenten ermittelt werden, wobei die Bestimmung des wahrscheinlich
aktivsten Abschnittes gemäß der Analyse
erfolgt, ohne weiter zu prüfen,
ob diese Bewertung bei einer bestimmten Vorlagengruppe weiterhin
zutrifft. Andererseits kann der RIP so programmiert werden, daß die Aktivität der Bildabschnitte
beispielsweise für
die letzten 10 Bilder erfaßt
wird, so daß eine
laufende Neubewertung vorgenommen wird, um zu bestimmen, welcher
Abschnitt beim nächsten
vom RIP eingehenden Bild wahrscheinlich am aktivsten ist. Im Rahmen
der weiter gefaßten
Aspekte der Erfindung sind noch weitere Abwandlungen berücksichtigt,
wie beispielsweise die Echtzeitbewertung des aktuellen Bildes und
die dementsprechende Zuordnung der JIB-Elemente 101a,b,c.
-
Der in der Beschreibung verwendete
Begriff der Pixel, die einer Vorlage zugeordnet sind, bezieht sich
nicht notwendigerweise auf alle Pixel einer Dokumentvorlage oder
einer davon hergestellten Kopie, sondern auf alle Pixel, die in
einem einzelnen Bildfeld des Druckers gedruckt werden sollen. Wenn
somit ein gedrucktes Dokument erzeugt werden soll, wobei das Blatt
unterschiedliche Farben enthält,
könnte
der Drucker Teilbereiche des Bildes in unterschiedlichen Bildfeldern
aufzeichnen und diese Bildfelder jeweils mit Toner unterschiedlicher
Farben entwickeln und die zwei oder mehr entwickelten Bilder deckungsgleich
auf ein Empfangsblatt übertragen,
um ein zusammengesetztes Mehrfarbenbild zu bilden. Alternativ dazu
sind Drucker für
den Druck von Farbkopien bekannt, wobei ein Bildfeld zum Drucken
mehrerer Farben verwendet wird. Die Erfindung berücksichtigt, daß alle Pixel,
die einer bestimmten Farbe eines Bildfeldes zugeordnet sind, in
"Seitenabschnitte" entsprechend der hier wiedergegebenen Beschreibung eingeteilt
und demgemäß als eine
Seite verarbeitet werden können.
-
Bei einer weiteren Alternative können Einzelbit-
oder Binärdaten
bezüglich
eines Bildpixels durch dem Druckkopf zugeordnete Korrekturmittel
erweitert werden, um Ungleichmäßigkeiten
in der Lichtausgabe der LEDs zu korrigieren, indem die Pulsweiten-Einschaltzeiten
der LEDs oder die Intensität
der Lichtausgabe auf bereits bekannte Weise über Einstellungen des Strompegels
angepaßt
werden.
-
Obwohl die Erfindung und deren bevorzugte Ausführungsbeispiele
mit Bezugnahme auf den binären
Druck von Pixeln beschrieben werden, berücksichtigt die Erfindung in
ihren weiter gefaßten
Aspekten Graustufenpixel-Bilddaten, die gemäß dem Inhalt der hier wiedergegebenen
Beschreibung in Abschnitte eingeteilt werden.
-
Obwohl die JIB-Elemente 101a,b,c vorzugsweise
zum Speichern von gerasterten Daten in verdichteter Form verwendet
werden, berücksichtigt
die Erfindung, daß die
gerasterten Daten unverdichtet gespeichert werden können.
-
Wie eingangs anhand des spezifischen
Beispiels mit Bereitstellung von drei JIB-Elementen 101a,b,c erwähnt wird,
ist die Schreibeinrichtung zweckmäßigerweise in drei Komponenten
oder Schreibabschnitte unterteilt, die jeweils einem dazugehörigen JIB 101a,b,c zugeordnet
sind. Sind zwei JIB-Elemente bereitgestellt, ist die Schreibeinrichtung
auf ähnliche
Weise zweckmäßigerweise
in zwei Komponenten oder Schreibabschnitte unterteilt. Alternativ
dazu kann die Anzahl der Schreibkomponenten von der Anzahl der JIB-Elemente 101a,b,c abweichen,
wobei die Schreibschnittstelle dazu benutzt wird, in geeigneter
Weise die Daten von den JIB-Elementen 101a,b,c zusammenzufügen oder
zu verarbeiten, so daß sie
in geeigneter Reihenfolge an die Schreibeinrichtung übermittelt
werden.
-
Die Erfindung ist auch auf zweidimensionale Anzeigeeinrichtungen
anwendbar, einschließlich elektronischer
Schreibeinrichtungen und Sichtanzeigen, wie beispielsweise zweidimensionaler
Punktmatrix-Anzeigen und Sichtgeräten mit Kathodenstrahlröhren. Die
Abänderung
der angezeigten Daten für die
Auflösung
der Anzeigeeinrichtung ist ebenfalls berücksichtigt und kann erfolgen,
indem auf nach dem Stand der Technik bereits bekannte Weise Prozessoren
zum Zusammenfügen
oder zur Reduzierung oder zur Erweiterung von Daten verwendet werden.
-
Damit wurden eine verbesserte Vorrichtung und
ein Verfahren zur Verarbeitung von gerasterten Bilddaten bei hoher
Verarbeitungsgeschwindigkeit beschrieben, wobei mehrere JIB-Elemente 101a,b,c verwendet
werden, um Daten zu verarbeiten, die sich gleichzeitig auf dasselbe
Bildfeld beziehen, und wobei die Bildspeicherkapazität verbessert
wird, indem auf der Grundlage des verfügbaren Speichers den unterschiedlichen
JIB-Elementen 101a,b,c verschiedene Abschnitte zugeordnet
werden.
-
Die Erfindung wurde ausführlich mit
besonderer Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben;
jedoch können
innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung Änderungen und Abwandlungen
vorgenommen werden.
-
- Fig.
1
- Stand
der Technik
- 19
- Datenquelle
- 26
- Zur
LCU
- Fig.
2
-
- 19a
- Computer-Arbeitsstation
- 105
- Bildprozessor
des Vorlagen-Scanners
- 108
- Druckerserver
- 136
- JIB-Mikrocontroller
- 122a
- JIB
Nr. 1 – Steuereinrichtung
- 125
- Schreibschnittstelle
- Fig.
3
-
- Fig.
4
-
- 200
- Laden
des Bildes in allen JIB-Elementen
-
- abgeschlossen
- 210
- Für jeden
JIB verbleibende Bildspeicherkapazität
-
- berechnen
- 220
- JIB-Elemente
nach verfügbarer
Speicherkapazität
-
- sortieren
- 230
- Seitenabschnitte
der nächsten
Bildseite auf der
-
- Grundlage
der Rangordnung zuordnen
- 240
- Weitere
Bilder?
- 250
- Auftrag
geladen
- 260
- Anweisung
an Hardware mit der neuen Ladesequenz
-
- für das nächste Bild
- 270
- Nächstes Bild
laden
- Fig.
5
-
- 300
- Laden
des Bildes in allen JIB-Elementen
-
- abgeschlossen
- 310
- Bildrotationsstatus
der vorangegangenen Bildseite
-
- abrufen
- 320
- Status
heraufsetzen und neue Zuordnung der
-
- Seitenabschnitte
der nächsten
Bildseite bestimmen
- 330
- Seitenabschnitte
der nächsten
Bildseite auf der
-
- Grundlage
der neuen Zuordnung zuweisen
- 340
- Weitere
Bilder?
- 350
- Auftrag
geladen
- 360
- Anweisung
an Hardware mit der neuen Ladesequenz
-
- für das nächste Bild
- 370
- Nächstes Bild
laden