<Desc/Clms Page number 1>
Appareil permettant de produire la gamme des gris pour système d'impression éloctronique à dispositif à rayons cathodiques,
La présente Invention concerne un système d'impression électronique à dispositif à rayons cathodiques et plus particu- lièrement un appareil pour produire la gamme des gris sur le support d'impression du système.
De nombreux supports d'impression actuellement uti- lisés dans les systèmes d'impression électroniques à dispositif 'à rayons cathodiques ont une caractéristique de transfert généra- lement non linéaire. Les papiers électrophotographiques et les pellicules photographiques sensibilisées, par exemple, permettent
<Desc/Clms Page number 2>
la reproduction en blanc ou en noir dans un intervalle étendu d'intensités de la lumière incidente, mais ne peuvent reproduire les tons gris que dans une gamme très limitée, L'emploi de ces supports d'impression donne des résultats acceptables dans ces systèmes électroniques lorsqu'il s'agit uniquement de reproduire une image noire sur fond blanc ou une image blanche sur fond noir, mais laisse beaucoup à désirer s'il faut aussi'reproduire la gamme des nuances du blanc au noir.
Du fait que les supports d'impression de ce genre restituent mal la gamme des gris, les reproductions n'ont ni la finesse ni le détail des reproductions obtenues, par exemple, par impression lithographique.
L'appareil suivant l'invention comprend un moyen pour fournir un signal périodique permettant d'intensifier le faisceau électronique d'un tube imprimeur à rayons cathodiques. Ce signal est modulé par des signaux vidéo représentant l'information qui doit être reproduite. Cet agencement permet de former un pointillé sur le support d'impression du système. Dans un mode de réalisation de l'invention, le signal périodique a la forme d'une onde rectan- gulaire qui est modulée en largeur par l'information vidéo. Dans un autre mode de réalisation, le pointillé est produit en recourant à un signal sinusoïdal d'intensification qui est modulé au moyen du signal vidéo pour faire varier le niveau de courant continu de ce signal.
Dans les deux formes d'exécution, de petits points très espacés donnent un gris clair, tandis que des points plus gros et moins espacés donnent un gris foncé.
L'invention ressortira clairement de la description qui en est faite ci-après avec référence au dessin annexé dans lequel:
Fig, l. est un diagramme montrant la caractéristique de transfert non linéaire de beaucoup des supports d'impression actuellement utilisés dans les systèmes d'impression électroniques
<Desc/Clms Page number 3>
à tube cathodique imprimeur;
Fig. 2 est un schéma d'une l'or e d'appareil suivant l'invention ; et
Fig. 3 est un schéma d'une autre forme d'appareil suj.vant l'invention.
La Fig, 1 qui montre la caractéristique de transfert, est un diagramme représentant la restitution des noirs de l'imago reproduite, ordonnées en fonction de la quantité de lumière incidente, en abscisses, dans le cas d'un support d'impression ordinaire à caractéristique non linéaire. Lorsque la quantité do lumière incidente passe de zéro au niveau L1, la restitution dos noirs, qui est très faible au début, no subit qu'une très légère augmentation .Du niveau L1 au niveau L2, c'est-à-dire dans un intervalle plus petit que celui de zéro à L1, la restitution augmente notablement et atteint très rapidement uno valeur élevée. A partir du niveau L2, la restitution des noirs reste en substance constante à cette valeur.
L'information fournie par un tube à rayons catho- diques et ayant des luminosités de zéro à L1 et de L2 et plus est donc reproduite par la support d'impression, un papier électro- photographique par exemple, en blanc et on noir, respectivement,
D'autre part, l'information transmise par un tube à rayons catho- diques et dont les luminosités vont de L1 à L2 donne uno Image grise. La caractéristique de restitution des noirs de la Fig, 1 est idéale pour l'Impression au trait, mais elle ne convient pas pour une reproduction normale en déni-teintes, parce que les di- verses tonalités de gris correspondant aux luminosités de z6ro à Li et de L2 et plus ne peuvent pas être reproduites sur le sup- port d'impression.
La Fig. 2 représente une forme d'appareil suivant l'in- vention permettant une reproduction des demi-teintes, même si le
<Desc/Clms Page number 4>
support compression présenta la caractéristique non linéaire ci- dessus.. L'appareil comprend un tube imprimeur à rayons cathodiques 10 auquel des signaux de déflexion sont envoyés par un étage à circuit de déflexion 12 pour faire dévier son faisceau électronique.
Un signal d'intensification du faisceau électronique est produit par un oscillateur à ondes rectangulaires 14 et est envoyé au tube 10 par l'intermédiaire d'un multivibrateur monostable 16 et d'un étage de commande de niveau pointe à pointe 18. Un dispositif d'im- prossion électrophotographique 20, qui fait aussi partie de l'appa- reil de la Fig. 2, forme et emmagasine à l'état d'enregistrement permanent l'information fournie par le tube 10.'..Cette information ost reçue par l'appareil sous la forme d'un signal analogique qui est envoyé à une borne d'entrée 22 qui peut représenter la sortie d'un détecteur vidéo.
Ce signal est ensuite amplifié dans un ampli- ficateur vidéo 24 et envoyé au multivibrateur 16 afin de moduler la largeur du signal d'intensification du faisceau électronique qui y est créé, comme il sera décrit ci-après. La commande pointe à pointe 18 joue le rôle d'un régulateur de luminosité et peut être réglée de façon à établir l'extrémité négative et l'extrémité posi- tive de ce signal d'intensification à un niveau correspondant respectivement à un fort courant de faisceau et à un courant de faisceau nul dans le tube à rayons cathodiques 10. Un circuit de signaux de synchronisation 26 réagissant au signal analogique amplifié est également prévu dans l'appareil de la Fig. 2 pour régler de façon appropriée la déflexion du faisceau.
Comme on le sait, le temps de transition dans un multi- vibrateur monostable entre son état quasi stable et son état stable peut être réglé en faisant varier la constante de temps de charge du multivibrateur.Ce temps de transition peut être cepehdant aussi modifié en faisant varier les niveaux de tension utilisés dans le
<Desc/Clms Page number 5>
multivibrateur, par exempt le niveau de tension constituant la plate-forme de départ de la montée exponentielle* Cette variation de tension peut être utilisée dans cette forme de réalisation de l'invention pour moduler la largeur du signal d'intensification du faisceau en fonction de l'amplitude du signal analogue reçu,
de maniera à produire un pointillé sur le support d'impression électrophotographique du dispositif 20 de la Fig. 2. Comme on l'a déjà indiqué, des demi-teintes sont produites sur le support d'im- pression par les points du pointillé qui, sans être facilement visibles séparément, déterminent par leurs dimensions et leur densité le ton foncé ou clair obtenu.
Sur la fige 2, on peut voir au-dessous du tube à rayons cathodiques 10 une forme d'onde composite correspondant au signal d'intensification du faisceau dans différentes conditions du signal analogique reçu. En allant de gauche à droite, cette forme d'onde représente plus particulièrement le signal d'intensification pro- duit lorsque le signal analogique augmente d'un niveau de tension. correspondant au blanc dans l'information reçue à un niveau corres- pondant au noir.
Durant la partie portant la référence "A", la tension produite par 1.'amplificateur 24 en réponse au signal analo- gique a une amplitude insuffisante pour que le multivibrateur 16 soit actionné par l'oscillateur 14.. Le multivibrateur 16 est main- tenu dans son état stable dans ce cas et la commande pointe à pointe
18 règle le signal d'intensification du multivibratour lo à un niveau correspondant à un fort courant de faisceau dans le tube à rayons cathodiques 10.
Durant les parties "B", "C", "D", "E", et "F" de la forme d'onde du signal d'intensitification, la tension de l'amplificateur varie en fonction du signal analogique de manière à régler le niveau à partir duquel la montée exponentielle commence dans le multivibrateur 16 et, par conséquent, le temps de transition
<Desc/Clms Page number 6>
entre l'état quasi stable du multivibrateur et son état stable.
Durant la partie portant la référence "G", la tension produite par l'amplificateur 24 maintient le multivibrateur 16 dans son état quasi érable précité et la commande 18 établit le signal d'intensi- fication au niveau de coupure du faisceau de rayons cathodiques,.
En utilisant un papier électrophotographique qui a la caractéris- tique de transfert représentée par la Fig. 1, c'est-à-dire qui attire les particules de pigment en donnant du noir par exposition à la lumière d'un tube à rayons cathodiques, on obtient une série de pointa noirs. La dimension de chaque point formé sur le papier électrophotographique correspond au temps "de marche" du faisceau de rayons cathodiques au cours de chacune des parties "A"-"G" et, par conséquent, au niveau d'amplitude du signal analogique qui commande ces périodes. Avec ce type de support d'impression, ces parties "A"-"G" se traduisent par des gradations de ton du noir au blanc.
Dans le cas d'un papier électrophotographique qui attire 'des particules de pigment en donnant du blanc par exposition à la lumière, c'est-à-dire un papier dont la caractéristique de transfert a en substance la même forme que celle de la Fig. 1, mais qui est un diagramme de la restitution des blancs en fonction de la lumière incidente, ces mêmes parties correspondent à des gradations de ton du blanc au noir. Le pointillé formé par la modulation précitée du signal intensificateur est aussi représenté sur la Fige 2.dans le cas du premier type de papier d'impression.
La fig. 3 représente une autre forme d'appareil suivant l'invention. Le signal intensificateur du faisceau électronique du tube à rayons cathodiques 10 est produit ici par un oscillateur à ondes sinusoïdales 30 et est envoyé, par l'intermédiaire d'un disposi- tif de décalage d'enveloppe 32 et d'un dispositif de clamping de la polarisation zéro 34, au tube 10.
Le signal d'inforation vidéo
<Desc/Clms Page number 7>
analogique reçu par la. borne 22 est amplifié dans, un étage 24 comme précédemment, et est utilisa pour déca@er le niveau du courant con- tinu et l'enveloppe du support électrophotographique, Le dispositif de clamping de la polarisation zéro 34 limita les excursions de -tension sur le tube 10 et' empêche son grillage,
La Figé 3 montre, au-dessous du tube à rayons cathodiques
10, uno forme d'onde composite représentant le signal intensifica- teur de faisceau en fonction de l'augmentation du signal analogique d'un niveau de tension correspondant au blanc à un niveau corres- pondant au noir.
Durant la partie du signal composite portant la référence "M", la tension produite par l'amplificateur 24 en réponse au signal analogique a une amplitude suffisante pour faire glisser 3:'enveloppe entière au-dessus d'un niveau de courant de faisceau du tube à rayons cathodiques 10 correspond.nt au niveau lumineux de transition auquel a lieu l'impression du support élec- trophotographique. Durant les parties "N", "O", "P", "Q" et "R", la tension de l'amplificateur varie en fonction du signal analogi- que, de manière à faire descendre au-dessous de ce niveau des par- ties croissantes de l'enveloppe. Durant la partie "S", la tension produite par l'amplificateur 24 fait ;lisser toute l'envoloppe au-dessous du niveau de transition.
La dimension de chaque point formé sur le support d'impression correspond au temps pendant lequel le signal intensificateur dépasse le niveau lumineux de transition et, par conséquent, au niveau d'amplitude du signal analogique qui commande ces périodes. Comme déjà indiqué suivant la caractéristique de transfert du support d'impression électrophotographique utilisé, ces parties donneront des gradations de ton allant du noir au au blanc ou du blanc au noir. Le pointillé formé par la modulation précitée du signal intensificateur pour le premier typo de repro- duction des tonalités est aussi représenté sur la Fig. 3.
<Desc/Clms Page number 8>
Les deux modes de réalisation décrits offrent l'avan- tage que la luminosité de pointe du tube imprimeur à rayons catho- digues est indépendante du niveau de tension du signal analogique constituant l'information. Les lignes de balayage du tube à rayons cathodiques peuvent donc être réglées de manière à exposer de façon
EMI8.1
appropriée le papier 'électrophotograph1que, indépendamment du niveau réel en présence.
Pour obtenir des effets spéciaux ou pour compenser la non-linéarité des signaux analogiques, une correction de gamma peut être incluse dans l'amplificateur vidéo 24 de façon connue,
Bion que la présente invention ait été décrite en se référant au cas où le signal déformation analogique module le signal intensificateur du faisceau électronique d'un tube à rayons cathodiques, il va de soi que ses principes s'appliquent aussi bien à d'autres faisceaux d'exploration, par exemple à un faisceau de laser.
Il est évident aussi que si la dimension de chaque point des pointillés représentés sur les Fig. 2 et 3 varie en fonction inverse du niveau d'amplitude du signal analogique reçu, il suffit d'une inversion appropriée de polarité pour que la dimension des points varie en fonction directe de ce niveau.
Il est clair, en outre, que dans toutes les formes de réalisation décrites, la fréquence du signal intensificateur du faisceau non modulé, c'est- à-dire la fréquence de l'onde rectangulaire de la Fig. 2 et de l'onde sinusoïdale de la Fig, 3, est choisie de manière à obtenir un pouvoir de résolution horizontal voulu pour 1-'information à reproduire, tandis que son amplitude est choisie de manière que, lorsque ce signal est modulé pour donner un gris moyen, le faisceau de balayage est aussi longtemps "en service" que "hors service".
<Desc / Clms Page number 1>
Apparatus for producing the gray scale for an electronic printing system with cathode ray device,
The present invention relates to a cathode ray device electronic printing system and more particularly to an apparatus for producing the gray scale on the printing medium of the system.
Many printing media currently in use in electronic cathode ray device printing systems have a generally non-linear transfer characteristic. Electrophotographic papers and sensitized photographic films, for example, allow
<Desc / Clms Page number 2>
reproduction in white or black in a wide range of incident light intensities, but can only reproduce gray tones in a very limited range, The use of these printing media gives acceptable results in these electronic systems when it comes only to reproducing a black image on a white background or a white image on a black background, but leaves much to be desired if it is also necessary to reproduce the range of tones from white to black.
Because printing media of this kind poorly reproduce the gray scale, the reproductions have neither the finesse nor the detail of the reproductions obtained, for example, by lithographic printing.
The apparatus according to the invention comprises a means for supplying a periodic signal making it possible to intensify the electron beam of a cathode ray printing tube. This signal is modulated by video signals representing the information to be reproduced. This arrangement makes it possible to form a dotted line on the printing medium of the system. In one embodiment of the invention, the periodic signal has the form of a rectangular wave which is width modulated by the video information. In another embodiment, the dotted line is produced by using a sinusoidal boost signal which is modulated with the video signal to vary the DC level of that signal.
In both embodiments, small, widely spaced dots give a light gray, while larger, less spaced dots give a dark gray.
The invention will emerge clearly from the description which is given below with reference to the appended drawing in which:
Fig, l. is a diagram showing the nonlinear transfer characteristic of many of the printing media currently used in electronic printing systems
<Desc / Clms Page number 3>
cathode ray tube printer;
Fig. 2 is a diagram of an apparatus according to the invention; and
Fig. 3 is a diagram of another form of apparatus suj.vant the invention.
Fig, 1 which shows the transfer characteristic, is a diagram representing the restitution of the blacks of the reproduced imago, ordered according to the quantity of incident light, on the abscissa, in the case of an ordinary printing medium at non-linear characteristic. When the amount of incident light goes from zero to the L1 level, the black back restitution, which is very low at the beginning, undergoes only a very slight increase. From the L1 level to the L2 level, that is to say in a interval smaller than that from zero to L1, the restitution increases notably and very quickly reaches a high value. From level L2, the restitution of blacks remains substantially constant at this value.
The information supplied by a cathode ray tube and having luminosities of zero to L1 and of L2 and more is therefore reproduced by the printing medium, an electro-photographic paper for example, in white and on black, respectively. ,
On the other hand, the information transmitted by a cathode ray tube and whose luminosities range from L1 to L2 gives a gray image. The black rendering characteristic of Fig. 1 is ideal for line printing, but it is not suitable for normal denial reproduction, because the various gray tones corresponding to the brightnesses from z6ro to Li and L2 and above cannot be reproduced on the print media.
Fig. 2 shows a form of apparatus according to the invention allowing reproduction of halftones, even if the
<Desc / Clms Page number 4>
The compression medium exhibited the above nonlinear characteristic. The apparatus comprises a cathode ray printing tube 10 to which deflection signals are sent by a deflection circuit stage 12 to deflect its electron beam.
An electron beam intensification signal is produced by a rectangular wave oscillator 14 and is sent to the tube 10 via a monostable multivibrator 16 and a point-to-point level control stage 18. The electrophotographic imprint 20, which also forms part of the apparatus of FIG. 2, forms and stores in a permanent recording state the information supplied by the tube 10. This information is received by the apparatus in the form of an analog signal which is sent to an input terminal 22 which may represent the output of a video detector.
This signal is then amplified in a video amplifier 24 and sent to the multivibrator 16 in order to modulate the width of the intensification signal of the electron beam which is created there, as will be described below. The point-to-point control 18 acts as a brightness regulator and can be adjusted so as to set the negative end and the positive end of this boost signal at a level corresponding respectively to a high current of. beam and at zero beam current in the cathode ray tube 10. A sync signal circuit 26 responsive to the amplified analog signal is also provided in the apparatus of FIG. 2 to properly adjust the beam deflection.
As is known, the transition time in a monostable multivibrator between its quasi-stable state and its stable state can be adjusted by varying the charging time constant of the multivibrator. This transition time can however also be modified by making vary the voltage levels used in the
<Desc / Clms Page number 5>
multivibrator, for example the voltage level constituting the starting platform of the exponential rise * This voltage variation can be used in this embodiment of the invention to modulate the width of the intensification signal of the beam as a function of the amplitude of the analog signal received,
so as to produce a dotted line on the electrophotographic printing medium of the device 20 of FIG. 2. As already indicated, halftones are produced on the print medium by the dots of the dotted line which, without being easily visible separately, determine by their size and density the dark or light tone obtained. .
In Fig. 2, below the cathode ray tube 10, a composite waveform can be seen corresponding to the beam intensification signal under different conditions of the received analog signal. Going from left to right, this waveform more specifically represents the boost signal produced when the analog signal increases by a voltage level. corresponding to white in the information received at a level corresponding to black.
During the portion marked "A", the voltage produced by amplifier 24 in response to the analog signal has an insufficient amplitude for multivibrator 16 to be actuated by oscillator 14. Multivibrator 16 is main- tained. kept in its stable state in this case and the control point to point
18 sets the multivibratour lo boost signal to a level corresponding to a strong beam current in cathode ray tube 10.
During the "B", "C", "D", "E", and "F" parts of the boost signal waveform, the amplifier voltage varies according to the analog signal so as to adjust the level from which the exponential rise begins in multivibrator 16 and, therefore, the transition time
<Desc / Clms Page number 6>
between the almost stable state of the multivibrator and its stable state.
During the part bearing the reference "G", the voltage produced by amplifier 24 maintains multivibrator 16 in its aforementioned quasi-maple state and control 18 establishes the intensification signal at the cut-off level of the cathode ray beam, .
Using an electrophotographic paper which has the transfer characteristic shown in FIG. 1, that is, which attracts the pigment particles by giving black by exposure to the light of a cathode ray tube, a series of black dots is obtained. The size of each point formed on the electrophotographic paper corresponds to the "on" time of the cathode ray beam during each of the "A" - "G" parts and, therefore, to the amplitude level of the analog signal which controls. these periods. With this type of print media, these "A" - "G" parts result in gradations of tone from black to white.
In the case of an electrophotographic paper which attracts pigment particles giving white on exposure to light, i.e. a paper whose transfer characteristic has substantially the same shape as that of FIG. . 1, but which is a diagram of the restitution of whites as a function of the incident light, these same parts correspond to gradations of tone from white to black. The dotted line formed by the aforementioned modulation of the intensifying signal is also shown in Fig. 2 in the case of the first type of printing paper.
Fig. 3 shows another form of apparatus according to the invention. The intensifying signal of the electron beam from the cathode ray tube 10 is produced here by a sine wave oscillator 30 and is sent, via an envelope shifter 32 and a clamping device. zero bias 34, at tube 10.
The video information signal
<Desc / Clms Page number 7>
analog received by the. terminal 22 is amplified in a stage 24 as before, and is used to decay the DC level and the envelope of the electrophotographic holder. The zero-bias clamping device 34 limited voltage excursions over the tube 10 and 'prevents its scorching,
Fig. 3 shows, below the cathode ray tube
10, a composite waveform representing the beam intensifier signal as a function of increasing the analog signal from a voltage level corresponding to white to a level corresponding to black.
During the portion of the composite signal referenced "M", the voltage produced by amplifier 24 in response to the analog signal has sufficient magnitude to slide the entire envelope above a beam current level of the signal. Cathode ray tube 10 corresponds to the transition light level at which printing of the electrophotographic medium takes place. During parts "N", "O", "P", "Q" and "R", the voltage of the amplifier varies according to the analog signal, so as to lower the levels below this level. increasing parts of the envelope. During the "S" part, the voltage produced by amplifier 24 smooths the entire wrap below the transition level.
The size of each dot formed on the print medium corresponds to the time during which the intensifying signal exceeds the transition light level and, therefore, the amplitude level of the analog signal which controls these periods. As already indicated according to the transfer characteristic of the electrophotographic printing medium used, these parts will give gradations of tone ranging from black to white or from white to black. The dotted line formed by the aforementioned modulation of the intensifier signal for the first type of tone reproduction is also shown in FIG. 3.
<Desc / Clms Page number 8>
The two embodiments described offer the advantage that the peak brightness of the cathode ray printing tube is independent of the voltage level of the analog signal constituting the information. The scan lines of the cathode ray tube can therefore be adjusted to expose so
EMI8.1
appropriate electrophotograph1que paper, regardless of the actual level present.
To obtain special effects or to compensate for the non-linearity of the analog signals, a gamma correction can be included in the video amplifier 24 in a known manner,
Although the present invention has been described with reference to the case where the analog distortion signal modulates the intensifying signal of the electron beam of a cathode ray tube, it goes without saying that its principles apply equally well to other beams. exploration, for example to a laser beam.
It is also evident that if the dimension of each point of the dotted lines shown in Figs. 2 and 3 vary inversely with the amplitude level of the analog signal received, a suitable polarity inversion is sufficient for the dimension of the dots to vary as a direct function of this level.
It is further clear that in all the embodiments described, the frequency of the intensifier signal of the unmodulated beam, i.e. the frequency of the rectangular wave of FIG. 2 and the sine wave of Fig, 3, is chosen so as to obtain a desired horizontal resolving power for the information to be reproduced, while its amplitude is chosen such that when this signal is modulated to give medium gray, the scanning beam is both "on" and "off" for a long time.