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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein prozessorlesbares Medium, ein
System, eine ASIC, ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät, ein Verfahren
und ein Bilderzeugungsgerät.
Elektrophotographische Bilderzeugungsgeräte, wie beispielweise Laserdrucker,
Scanner, Kopierer und Faxgeräte, können ein
Abtastgerät
verwenden, um latente elektrostatische Bilder auf einem Photoleiter
zu bilden. Bei einem Laserdrucker können Bilderzeugungsdaten z.
B. verwendet werden, um Bereiche einer sich drehenden photoleitenden
Trommel selektiv einem Lichtstrahl aus einer Laserdiode auszusetzen,
die durch das Abtastgerät über (d.
h. horizontal) die Oberfläche
der Trommel gewobbelt wird. Bilder werden in kleine Regionen, genannt
Pixel, quantifiziert und mehr und mehr Pixelinformationen werden
auf die Trommel aufgebracht, um das latente Bild mit jedem Wobbeln
des Laserstrahls über
die Oberfläche der
photoleitenden Trommel zu bilden. Im allgemeinen verbessert sich
eine Bildqualität,
wenn sich der quantifizierte Bereich für Pixel in der Richtung verringert,
in die der Strahl über
die Oberfläche
des Photoleiters gewobbelt wird (d. h. horizontal). Die minimale horizontale
Quantifizierungsgröße kann
durch ein Verringern der minimalen Zeitdauer verringert werden,
die die Laserdiode während
eines Wobbelns über
die Oberfläche
des Photoleiters eingeschaltet sein kann.
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Ein
sichtbares Bild wird auf der Trommel unter Verwendung eines oder
mehrerer Typen von elektrostatischem Toner entwickelt. Zu einem
Schwarzweißdrucken
wird ein einziger schwarzer Toner verwendet. Zu einem Farbdrucken
werden mehrere unterschiedliche Farbtoner verwendet. Jeder Toner
wird selektiv auf die photoleitende Oberfläche der Trommel angezogen,
die entweder einem Licht ausgesetzt oder nicht ausgesetzt ist, abhängig von
den relativen elektrostatischen Ladungen auf der photoleitenden Oberfläche, Charakteristika
des Entwicklungstoners und dem verwendeten Tonertyp. Eine geladene Übertragungsrolle
kann verwendet werden, um den Toner von der photoleitenden Oberfläche zu ziehen, wobei
das entwickelte Bild auf ein geeignetes Aufzeichnungsmedium übertragen
wird, wie beispielsweise Papier oder Transparentmedien.
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Obwohl
eine Bildqualität
durch ein Verringern des quantifizierten Bereichs für Pixel
verbessert wird, werden zusätzliche
Vorteile durch eine Fähigkeit
erhalten, finite Abschnitte innerhalb quantifizierter Pixelbereiche
zu entwickeln. Vorteile umfassen ein Erhöhen der Anzahl von Farben und
Graustufen von denselben, die im übrigen von dem quantifizierten
Pixel erhältlich
sind. Eine Pulsweitenmodulation (PWM = pulse width modulation) kann
zu einem Entwickeln von lediglich einem Abschnitt einer Pixelregion
verwendet werden. Durch ein Modulieren des Laserstrahls über einen
Pulsweitenmodulator (PWM) resultieren Variationen in einer elektrostatischen
Ladung an der photoleitenden Trommel in entsprechenden Tonermengen,
die auf ein Blatt Papier aufgebracht werden. Somit ist der Vorteil
von feineren Farben und Graustufen realisiert.
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Eine
PWM-Technik ist in dem US-Patent Nr. 6,366,307 mit dem Titel „CLOCK
INDEPENDENT PULSE WIDTH MODULATION" beschrieben und hierin durch Bezugnahme
aufgenommen. Eine andere PWM-Technik ist in dem US-Patent Nr. 6,373,515 mit
dem Titel „VARIABLE
RESOLUTION TRANSITION PLACEMENT DEVICE" beschrieben und hierin durch Bezugnahme
aufgenommen.
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Obwohl
es bei der in dem US-Patent Nr. 6,373,515 beschriebenen nichtlinearen
Pulsweitenmodulation (NLPWM) verschiedene Vorteile gibt, bestehen
weiter Probleme hinsichtlich darauf, wie Übertragungsfunktionen auf eine
Weise angewandt werden sollen, die die Wahrscheinlichkeit eines
Druckens von Artefakten oder regelmäßigen Mustern, die innerhalb
der Pixelfrequenz resonant sind, in dem Ausgangsbild reduziert.
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Aus
der
DE 696 22 491
T2 ist bereits ein Verfahren zur Erhöhung des Auflösungsvermögens von Grautonbildern
be kannt, bei dem ein Bild mit Grautonwerten begrenzt wird, ein jedes
Segment des Bildes mit einem Satz von Vorlagenmustern verglichen wird,
wobei aufgrund des Vergleichs Ausgabesignale mit höherer Auflösung erzeugt
werden, wobei anschließend
bei Übereinstimmung
eines Segments des Bildes mit einem Muster von vorher bestimmten Mustern
ein Kennzeichnungssignal erzeugt wird, aufgrund dessen wiederum
weitere Ausgabesignale mit höherer
Auflösung
erzeugt werden, woraufhin eine Auswahl an Ausgabesignalen vorgenommen
wird, für
die das Kennzeichnungssignal berücksichtigt wird.
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Aus
der
US 6,366,307 B1 ist
bereits ein Verfahren zum Ansteuern eines Lasers in einem Laserdrucker
mittels Pulsbreitenmodulation bekannt, bei dem ein Phasenversatz
einer Abtastlinie des Lasers gegenüber einem Systemtakt erfasst
wird, um die Erzeugung einer Kante für ein bestimmtes Pixel nachzusteuern.
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Aus
der
US 6,373,515 ist
bereits eine Schaltung für
eine Ansteuerung mit veränderlicher
Auflösung
in einem elektrophotographischen Bilderzeugungsgerät bekannt,
bei dem ein Versatz zwischen einem künstlich erzeugten Takt und
dem Gerätetakt bestimmt
wird, indem die Lage eines ersten Übergangssignals bezogen auf
den künstlich
erzeugten Takt und die eines zweiten Übergangssignals bezogen auf
den Gerätetakt
erfasst wird, wobei der ermittelte Versatz und eine Phasendifferenz
zwischen dem Gerätetakt
und einem Bezugssignal für
ein Verschieben des zweiten Übergangssignals
verwendet wird, damit Signalübergänge in einem
Videodatenstrom so angeordnet werden können, dass eine Pixelauflösung unter
Verwenden eines Systemtaktes einstellbar ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein prozessorlesbares
Medium, ein System, eine ASIC, ein elektropho tographisches Bilderzeugungsgerät, ein Verfahren
oder ein Bilderzeugungsgerät
mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein prozessorlesbares Medium gemäß Anspruch
1 oder Anspruch 4, ein System gemäß Anspruch 9, eine ASIC gemäß Anspruch
11 oder Anspruch 12, ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch
15, ein Verfahren gemäß Anspruch
19 oder Anspruch 20, oder ein Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 21 gelöst.
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Druckdaten
werden in Pixel aufgelöst,
die je einen entsprechenden Plazierungsparameter umfassen. Eine
nichtlineare Übertragungsfunktion
wird auf einen Breitenparameter für jedes Pixel angewandt und
Daten werden auf transformierten Breitenparametern und den entsprechenden
Plazierungsparametern basierend erzeugt.
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Die
gleichen Bezugszeichen werden überall in
den Zeichnungen verwendet, um ähnliche
Komponenten und Merkmale zu bezeichnen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
exemplarische Umgebung zum Implementieren eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele
eines Bilderzeugungsgeräts,
das eine nichtlineare Pixelmodulation bereitstellt;
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2 eine
Blockdiagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines elektrophotographischen
Bilderzeugungsgeräts,
das ein Ausführungsbeispiel
eines Formatierers und ein Ausführungsbeispiel
eines Photoleiterbelichtungssystems umfaßt;
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3 eine
Blockdiagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines elektrophotographischen
Bilderzeugungsgeräts,
das ein Ausführungsbeispiel
einer Steuerschaltungsanordnung und ein Ausführungsbeispiel des Photoleiterbelichtungssystems
umfaßt;
und
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4 ein
Flußdiagramm,
das ein Beispielverfahren zum Verwenden eines Ausführungsbeispiels
eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts darstellt, das eine nichtlineare
Pixelmodulation bereitstellt.
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Die
folgende Erörterung
ist auf Systeme und Verfahren gerichtet, die die Erzeugung einer
nichtlinearen Lasermodulation von einem Pulsweitenmodulator ermöglichen,
der unerwünschte
Artefakte bei einer gedruckten Bildausgabe reduziert.
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Verfahren
zum Anwenden von Übertragungsfunktionen
auf pixelisierte Druckdaten umfassen ein mathematisch präzises Verfahren
und ein lineares Interpolationsverfahren. Das mathematisch präzise Verfahren
eines Anwendens von Übertragungsfunktionen
könnte
untragbar komplex und teuer zu implementieren sein. Ein derartiges
Verfahren könnte
ein Entwickeln von Hardware betreffen, um Differentialgleichungen
zum Bestimmen der exakten Positionen zum Plazieren von Kanten von
Pixeln zu lösen.
Die Anzahl von Logikgattern, die verwendet werden, um dieses Verfahren
zu implementieren, könnten
die meisten Laserdrucker und andere verwandte Bilderzeugungsgeräte zu teuer
für den
durchschnittlichen Verbraucher machen. Zusätzlich ist es möglich, daß eine Pulsweitenmodulations-
(PWM) Hardware nicht konfiguriert ist, um Druckdaten in der Form
von Pixelkanten anzunehmen. Daher könnte ein Verfahren, das ein
Senden von Kantenpositionen an die PWM-Schaltung betrifft, einen
erheblichen Neuentwurf (Redesign) einer PWM-Hardware betreffen.
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Das
lineare Interpolationsverfahren eines Anwendens von Übertragungsfunktionen
betrifft ein Abtasten einer Pixelfrequenz bei jedem Pixel und ein Interpolieren
des Teilpixelmodulationspunkts, der für dieses Pixel verwendet wird.
Dieses Verfahren kann kosteneffektiver als ein mathematisch präzises Verfahren
sein und ist auch konform zu den Datenerfordernissen einer PWM-Hardware,
wodurch Teilpixelmodulationen in vier Kategorien codiert werden:
zentriert, rechtsbündig,
linksbündig
und umgekehrt zentriert. Jedoch kann ein derartiges Verfahren Verzerrungen
der Pixelfrequenz in den Lasermodulationsausgang einbringen, wobei
visuelle Aberrationen bei dem gedruckten Bild bewirkt werden. Der
Grund für dies
ist, daß eine
Teilpixelmodulation eine aktivierende Kante (Assertion Edge) und
eine deaktivierende Kante (Deassertion Edge) umfaßt. Bei
kontinuierlich variierenden (d. h. nichtlinearen) Funktionen und
diskreten Funktionen variieren Kantenpositionen innerhalb einer
Pixelteilmodulation gemäß der Übertragungsfunktion
ebenso wie die Grenzen der Pixel selbst. Das lineare Interpolationsverfahren
kann eine nicht korrekte Teilpixelansteuerungszeit bewirken, die
in Graustufen resultieren kann, die sich wesentlich von der beabsichtigten
Schattierung unterscheiden. Dies kann wiederum in Schattierungsartefakten resultieren,
die durch eine visuelle Überprüfung ohne weiteres
erkennbar sind.
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Verschiedene
nichtlineare Übertragungsfunktionen
können
auf pixelisierte Druckdaten durch einen Algorithmus angewandt werden,
der eine transformierte Breite der Pixeldaten auf einer nichtlinearen Übertragungsfunktion
basierend berechnet. Ein Berechnen einer transformierten Teilpixelbreite und
nicht einer absoluten Teilpixelposition reduziert die Komplexität von Berechnungen,
während
eine Plazierung von Teilpixeln innerhalb von nichtlinearen Pixelgrenzen
auf aktuellen Teilpixelcodierungsschemata basierend verfügbare elektrophotographische Bilderzeugungshardware
ohne ein Bedürfnis
aufnimmt, eine herkömmliche
PWM-Hardware umzugestalten.
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1 stellt
eine exemplarische Umgebung zum Implementieren eines oder mehrerer
Ausführungsbeispiele
eines Bilderzeugungsgeräts
dar, das eine nichtlineare Pixelmodulation bereitstellt. Die Umgebung 100 von 1 umfaßt ein Bilderzeugungsgerät 102,
das durch eine direkte oder eine Netzwerkverbindung 106 wirksam
mit einem Hostcomputer 104 gekoppelt ist. Die direkte oder
Netzwerkverbindung 106 kann z. B. ein Druckerkabel, ein LAN
(local area network = Lokales Netz), ein WAN (wide area network
= Weites Netz), ein Intranet, das Internet oder eine jegliche andere
geeignete Kommunikationsverbindung umfassen. Die Verbindung 106 kann
ferner eine drahtlose Kommunikationsverbindung, wie beispielsweise
eine IR-(Infrarot) oder HF-(Hochfrequenz) Verbindung umfassen.
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Diese
Offenbarung ist auf verschiedene Typen von Bilderzeugungsgeräten anwendbar,
die zu einem Implementieren eines elektrophotographischen Prozesses
in der Lage sind, wie beispielsweise einem elektrophotographischen
Druck- (EP = electrophotographic printing) Prozeß zum Wiedergeben von PDL-
(page description language = Seitenbeschreibungssprache) Daten in
gedruckter Form auf einem Druckmedium. Daher kann das Druckgerät 102 Geräte, wie
beispielsweise laserbasierte Drucker, Photokopierer, Scanner, Faxgeräte, Multifunktionsperipheriegeräte und andere
EP-fähige
Geräte umfassen.
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Der
Hostcomputer 104 kann als eine Vielfalt von Universalrechenvorrichtungen
implementiert sein, einschließlich
z. B. eines Personalcomputers (PC), eines Servers, eines Web-Servers
und anderen Geräten,
die konfiguriert sind, um mit dem Bilderzeugungsgerät 102 zu
kommunizieren. Der Hostcomputer 104 versieht einen Benutzer
typischerweise mit der Fähigkeit,
ein Bild oder Dokument zu manipulieren oder anderweitig in elektronischer
Form vorzubereiten, das als ein Bild wiedergegeben werden soll, das
durch das Bilderzeugungsgerät 102 nach
einem Senden über
das Netzwerk 106 gedruckt oder anderweitig auf einem Druckmedium
gebildet wird. Im allgemeinen gibt der Hostcomputer 104 Hostdaten
in einem Treiberformat an das Bilderzeugungsgerät 102 aus, das für das Gerät 102 geeignet
ist, wie beispielsweise PCL oder PostScript. Das Bilderzeugungsgerät 102 wandelt
die Hostdaten um und gibt dieselben auf geeignete Aufzeichnungsmedien
aus, wie beispielsweise Papier oder Transparentmedien.
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2 ist
eine Blockdiagrammdarstellung eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, das
als ein elektrophotographischer/Laserdrucker 102 ausgeführt ist.
Die Blockdiagrammdarstellung des elektrophotographischen/Laserdruckers 102 umfaßt ein Ausführungsbeispiel
eines Bilddatenformatierers 200 und ein Ausführungsbeispiel
eines Bilderzeugungssystems 202. Der Computer 104 liefert
Daten, einschließlich
Druckdaten, an den Formatierer 200. Der elektrophotographische
Drucker 102 von 2 ist allgemein angeordnet,
um die Betriebsfrequenzen eines Pulsweitenmodulators (PWM) 204 zu modulieren,
um Pixel auf die Oberfläche
eines photoleitenden Elements 206 zum Halten eines Bilds
zu plazieren, das auf ein Druckmedium, wie beispielsweise Papier 208 gedruckt
werden soll.
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Der
Datenformatierer 200 ist typischerweise als eine ASIC (anwendungsspezifische
integrierte Schaltung) ausgeführt,
die verschiedene Hardwareblöcke
aufweist, die als Logikgatter implementiert sind. Somit umfaßt der Datenformatierer 200 einen
Rasterisiererblock 210, einen Anwendungsalgorithmusblock 212,
einen Block zum Implementieren einer oder mehrerer nichtlinearer Übertragungsfunktionen 214 und
einen PWM- (Pulsweitenmodulation) Schaltungsblock 204.
Der Formatierer 200 ist allgemein Teil einer größeren gedruckten
Schaltungsanordnung (nicht gezeigt), die z. B. einen Speicher, wie
beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM) zum Halten eines
Bilds, das gedruckt werden soll, einen Mikroprozessor zum Verarbeiten
des Bilds, das gedruckt werden soll, und eine andere allgemeine Schaltungsanordnung
umfaßt.
Details einer derartigen zusätzlichen
Peripherie schaltungsanordnung sind nicht in 2 enthalten,
aber hierin aufgenommen.
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Ein
Anwendungsalgorithmus 212 in dem Formatierer 200 erzeugt
einen Strom von Videodaten, der an die PWM-Treiberschaltung 204 geliefert wird.
Die PWM-Treiberschaltung 204 empfängt die Videodaten
und steuert den Fluß eines
Treiberstroms zu dem Bilderzeugungssystem 202. Genauer
gesagt, liefert die PWM-Treiberschaltung 204 einen Treiberstrom
zu einer Lichtquelle, wie beispielsweise einer Laserdiode 216.
Ansprechend auf den Treiberstrom erzeugt die Laserdiode 216 einen
pulsierenden Strahl 218. Die Zeitdauer der Pulse des Strahls
entspricht der Zeitdauer der Pulse der Videodaten. Das Bilderzeugungssystem 202 steuert
die Bewegung des pulsierenden Strahls 218 von der Laserdiode 216 über der
Oberfläche
des photoleitenden Elements 206. Der pulsierende Strahl 218 verläuft durch
eine Kollimierungslinse 220, wird von einem sich drehenden
Abtastspiegel 222 reflektiert und trifft auf das photoleitende
Element 206 auf. Der pulsierende Strahl 218 belichtet
Regionen auf der Oberfläche
des photoleitenden Elements 206, die eine Abmessung (in
der Richtung 224, in die sich der pulsierende Strahl 218 über die
Oberfläche
des photoleitenden Elements 206 bewegt) aufweisen, die
Zeitdauern der Pulse der Videodaten entspricht. Belichtete Regionen
weisen eine unterschiedliche elektrostatische Ladung auf als nicht
belichtete Regionen. Die elektrostatische Ladungsdifferenz bildet
ein latentes Bild und erlaubt eine Entwicklung eines Toners zu dem photoleitenden
Element 206 in einem Muster, das dem latenten Bild entspricht.
Eine Übertragungsrolle 228 erleichtert
die Übertragung
eines Toners von dem photoleitenden Element 206 auf ein
Druckmedium 208 in der Form eines sichtbaren Bilds.
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Obwohl 2 das
photoleitenden Element 206 in der Form einer photoleitenden
Trommel 206 darstellt, ist es klar, daß andere Formen von photoleitenden
Elementen 206 möglich
sind. Zum Beispiel kann das photoleitende Element 206 wahlweise
als ein kontinuierlicher photoleitender Riemen (nicht gezeigt) oder
ein anderes Übertragungsmedium,
ob photoleitend oder nicht, konfiguriert sein.
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Wieder
mit Bezug auf den Datenformatierer 200 von 2 wandelt
ein Rasterisierer 210 die Druckdaten von dem Computer 104 in
Pixeldaten um, die verwendet werden, um ein Bild auf einem Druckmedium 208 zu
bilden. Ein Codierungsschema, das bei dem Formatierer 200 verwendet
wird, betrifft ein Codieren von Pixeln innerhalb der Pixeldaten
in eine von vier Kategorien: zentriert; rechtsbündig; linksbündig; und
umgekehrt zentriert. Die vier Kategorien sind Parameter, die angeben,
wie eine Teilpixelmodulation innerhalb von Pixelgrenzen plaziert werden
soll. Der Rasterisierer 210 kann eine zweckgebundene Hardware
zum Erzeugen der Pixeldaten umfassen oder derselbe kann einen Prozessor
umfassen, der eine Firmware ausführt,
um die Daten zu erzeugen, wie es in einem nachfolgenden Ausführungsbeispiel
erörtert
ist.
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Eine
nichtlineare Übertragungsfunktion (Übertragungsfunktionen 214 kann
sich abhängig von
der erwünschten Übertragungsfunktion über einer
Abtastlinie (z. B. 226) von Pixeldaten ändern. Eine Übertragungsfunktion 214 kann
ausgewählt sein,
um eine relativ glatte Variation in einer Auflösung über die Abtastlinie 226 zu
erzeugen, die die variable Wobbelrate des pulsierenden Strahls 218 über das
photoleitende Element 206 kompensiert, die aus dem Nichtvorhandensein
einer flachen Fokussierungslinse resultiert. Alternativ könnte eine Übertragungsfunktion 214 ausgewählt sein,
um eine Schrittänderung
einer Auflösung über die
Abtastlinie 226 zu erzeugen, die z. B. verwendet werden
könnte,
um Aufnahmen mit einer Auflösung
und einen Text mit einer anderen Auflösung zu drucken. Oder eine Übertragungsfunktion 214 könnte ausgewählt sein,
um ein Bild zu skalieren, so daß ein
Bild mit einer niedrigeren Auflösung
(erzeugt durch ein Abtasten einer Medieneinheit) als die nominale
Auflösung
des Bilderzeugungsgeräts
mit der gleichen Größe wie in
der Medieneinheit erzeugt würde,
auf die ein Drucken durchgeführt
wurde. Oder eine Übertragungsfunktion 214 geführt wurde.
Oder eine Übertragungsfunktion 214 könnte ausgewählt sein,
um eine im wesentlichen konstante Auflösung über die Abtastlinie 226 zu
erzeugen. Zusätzlich
könnte
eine Übertragungsfunktion 214 ausgewählt sein,
um eine willkürliche
Auflösung über einer
Verschiebungsfunktion über
der Abtastlinie 226 zu erreichen.
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Es
ist anzumerken, daß die Übertragungsfunktion 214 nicht
auf eine glatt variierende Übertragungsfunktion
begrenzt ist, sondern eine jegliche analytische Übertragungsfunktion sein kann.
Selbst diskret variierende Funktionen weisen einen speziellen Nutzen
bei Bilderzeugungsgeräten
auf.
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Ein
Anwendungsalgorithmus 212 stellt eine Technik zum Anwenden
einer Übertragungsfunktion 214 auf
pixelisierte Daten von dem Rasterisierer 210 bereit, die
in einer Reduzierung von Artefakten bei dem gedruckten Bildausgang
resultiert. Während
ein mathematisch präzises
Verfahren eines Anwendens einer Übertragungsfunktion 214 verhindern
würde, daß unerwünschte Artefakte
in einem gedruckten Bildausgang erscheinen, kann ein derartiges
Verfahren untragbar komplex und teuer zu implementieren sein, wie
es oben erläutert
ist. Ein Bestimmen der exakten Positionen zum Plazieren von Kanten
von Pixeln ist berechnungsmäßig komplex
und würde
Gebrauch von zusätzlicher
Berechnungshardware und einer Rekonfiguration einer PWM-Hardware
machen, um Druckdaten in der Form von Pixelkanten anzunehmen.
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Der
Anwendungsalgorithmus 212 nimmt allgemein an, daß die präzise Plazierung
einer Teilpixelmodulation innerhalb nichtlinearer Pixelgrenzen nicht so
erheblich ist, wie die Tonermenge, von der erwartet wird, zu der
Teilpixelmodulation entwickelt zu werden. Daher berechnet der Anwendungsalgorithmus 212 transformierte
Breiten der Pixeldaten von dem Rasterisierer 210 auf einer
nichtlinearen Übertragungsfunktion 214 basierend.
Das heißt,
der Anwendungsalgorithmus 212 wendet die nichtlineare Übertragungsfunktion 214 auf
die Breitenwerte der Pixeldaten an. Somit berechnet die nichtlineare Übertragungsfunktion 214 die
transformierten Breiten von Pixeln und berechnet nicht absolute
Positionen auf berechneten Kanten basierend.
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Der
Anwendungsalgorithmus 212 erzeugt Ströme von Videodaten auf den transformierten
Pixelbreiten und den Plazierungsparametern (d. h. zentriert; rechtsbündig; linksbündig; und
umgekehrt zentriert) basierend, die in die Pixeldaten von dem Rasterisierer 210 codiert
sind. Da die transformierten Breiten berechnet werden als ob die
zwei Teilpixelkanten gemäß der nichtlinearen Übertragungsfunktion 214 bestimmt
wären,
werden unerwünschte
Artefakte aufgrund von Fehlern bei einer Grauabstufung bei dem gedruckten
Ausgangsbild wesentlich reduziert. Weil jedoch die codierten Pixeltypen
(d. h. zentriert; rechtsbündig;
linksbündig;
und umgekehrt zentriert) intakt gelassen werden (d. h. nicht durch
eine nichtlineare Übertragungsfunktion 214 transformiert), gibt
es Wirkungen zweiter Ordnung, die z. B. aus einer etwas nicht korrekten
Plazierung eines zentrierten Pixels neben einem rechtsbündigen Pixel
resultieren. Da eine im wesentlichen korrekte Tonermenge auf den
nichtlinear transformierten Pixelbreiten basierend aufgebracht wird,
sind die Graustufen bei dem gedruckten Ausgangsbild dennoch im wesentlichen
korrekt.
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Falls
die nichtlineare Übertragungsfunktion 214 nicht
analytisch ist (z. B. ein plötzlicher
Schritt von einer Pixelauflösung
zu einer anderen), bewirkt der Algorithmus 212 ein Artefakt
an der Grenze der Schrittfunktion oder -änderung. Die Gewichtung jeder Auflösung wird
dann in die Berechnung davon eingeschlossen, wo Teilpixelkanten
plaziert werden. Ein derartiges Artefakt an der Grenze der Schrittfunktion oder
-änderung
ist aus zwei Gründen
annehmbar. Zuerst werden plötzliche Änderungen
an der Auflösung
bei den meisten Druckerdokumenten im allgemeinen an Pixelgrenzen
ausgeführt
(was kein Artefaktproblem bewirkt). Zusätzlich werden plötzliche Auflösungsänderungen
normaler weise an den Grenzen eines Bilds vorgenommen, wo das Auge
ohnehin eine größere Änderung
bei dem Bild erwartet. Somit wird ein Versuchen, korrekt über Schrittübertragungsfunktionsgrenzen
zu kompensieren, als unnötig
angesehen und das Breite-Verfahren des Algorithmus 212 eines
Anwendens einer nichtlinearen Transformation 214 auf eine
Teilpixelmodulation reduziert unerwünschte Artefakte erheblich,
ohne einen extensiven Berechnungsmehraufwand oder eine Hardwareumgestaltung
zu umfassen.
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3 ist
eine weitere Blockdiagrammdarstellung eines elektrophotographischen
Bilderzeugungsgeräts,
das als ein elektrophotographischer/Laserdrucker 102 ausgeführt ist.
Die Blockdiagrammdarstellung des elektrophotographischen/Laserdruckers 102 umfaßt ein Ausführungsbeispiel
einer Steuerschaltungsanordnung 300 und ein Ausführungsbeispiel
eines Photoleiterbelichtungssystems 202.
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Der
elektrophotographische Drucker 102 von 3 ist
im wesentlichen in der gleichen Weise konfiguriert und wirksam wie
der elektrophotographische Drucker 102 der oben erörterten 2.
Somit ist das Bilderzeugungssystem 202 konfiguriert, um
einen Treiberstrom von einer PWM-Treiberschaltung 204 zu
empfangen und ein sichtbares Bild auf einem Druckmedium 208 auf
die gleiche Weise zu erzeugen, wie es oben mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel
von 2 beschrieben ist.
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Die
Steuerschaltungsanordnung 300 von 3 ist konfiguriert,
um die gleichen Datenformatierungsfunktionen durchzuführen, wie
dieselben oben mit Bezug auf den Datenformatierer 200 von 2 beschrieben
sind. Bei dem Ausführungsbeispiel
von 3 jedoch werden Datenformatierungsfunktionen durch
computer-/prozessorlesbare Befehle durchgeführt, die auf einem Prozessor
ausgeführt
werden. Daher umfaßt
die Steuerschaltungsanordnung 300 von 3 einen
Prozessor 302 und einen Speicher 304 (z. B. einen
ROM, eine Festplatte, eine Diskette, eine CD-ROM etc.). Der Speicher 304 stellt
im allgemeinen eine Speicherung von computer-/prozessorlesbaren
Befehlen, Datenstrukturen, Programmodulen und anderen Daten für den elektrophotographischen
Drucker 102 bereit. Folglich umfaßt der Speicher 304 Softwaremodule,
die den Hardwareblöcken des
Formatierers 200 (2) gleich
kommen.
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Ein
Rasterisierermodul 306 ist auf dem Prozessor 302 ausführbar, um
Druckdaten von dem Computer 104 in Pixeldaten umzuwandeln,
die verwendet werden, um ein Bild auf einem Druckmedium 208 zu
bilden. Wie es oben erörtert
ist, sind Pixel innerhalb der Pixeldaten in eine von vier Plazierungskategorien
codiert (zentriert; rechtsbündig;
linksbündig;
und umgekehrt zentriert), die angeben, wie eine Teilpixelmodulation
innerhalb von Pixelgrenzen plaziert werden soll. Wie die nichtlinearen Übertragungsfunktion(en) 214 von 2,
kann (können)
das (die) nichtlineare(n) Übertragungsfunktionsmodul(e) 310 von 3 verschiedenartig
sein und sich abhängig
von der erwünschten Übertragungsfunktion über einer
Abtastlinie (z. B. 226) von Pixeldaten ändern. Berechnungen durch nichtlineare Übertragungsfunktionen
werden durch eine Ausführung
von entsprechenden nichtlinearen Übertragungsfunktionsmodulen 310 auf
dem Prozessor 302 durchgeführt. Zusätzlich ist das Anwendungsalgorithmusmodul 308 auf dem
Prozessor 302 ausführbar,
um transformierte Breiten der Pixeldaten von dem Rasterisiermodul 306 auf
einer nichtlinearen Übertragungsfunktion 310 basierend
zu berechnen. Der Anwendungsalgorithmus 308 wendet die
nichtlineare Übertragungsfunktion 310 auf
die Breitenwerte der Pixeldaten an, derart, daß die nichtlineare Übertragungsfunktion 310 die transformierten
Breiten von Pixeln berechnet. Der Anwendungsalgorithmus 308 erzeugt
Ströme
von Videodaten auf den transformierten Pixelbreiten und den Plazierungsparametern
basierend (d. h. zentriert; rechtsbündig; linksbündig; und
umgekehrt zentriert), die in die Pixeldaten von dem Rasterisierer 306 codiert
sind.
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Ein
Beispielverfahren zum Verwenden eines Ausführungsbeispiels eines elektrophotographischen
Bilderzeugungsgeräts,
wie es beispielsweise oben beschrieben ist, wird nun hauptsächlich unter Bezugnahme
auf das Flußdiagramm
von 4 beschrieben. Das Verfahren gilt allgemein für die exemplarischen
Ausführungsbeispiele,
die oben mit Bezug auf die 1 – 3 erörtert sind.
Die Elemente des beschriebenen Verfahrens können durch eine jegliche geeignete
Einrichtung durchgeführt
werden, einschließlich
z. B. durch Hardwarelogikblöcke
oder eine ASIC oder durch die Ausführung von prozessorlesbaren
Befehlen, die auf prozessorlesbaren Medien definiert sind, wie beispielsweise
einer Diskette, einem ROM oder einem anderen derartigen Speichergerät.
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Ein „prozessorlesbares
Medium", wie es hierin
verwendet ist, kann eine jegliche Einrichtung sein, die derartige
Befehle zu einer Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Bilderzeugungssystem
oder einer Bilderzeugungsvorrichtung enthalten, speichern, kommunizieren, übertragen
oder transportieren kann. Das prozessorlesbare Medium kann ohne
Einschränkung
ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches,
Infrarot- oder Halbleitersystem, Vorrichtung, Gerät oder Übertragungsmedium
sein. Spezifischere Beispiele eines prozessorlesbaren Mediums umfassen
u. a. eine elektrische Verbindung (elektronisch) mit einem oder mehreren
Drähten,
eine tragbare Computerdiskette (magnetisch), einen Direktzugriffsspeicher
(RAM) (magnetisch), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) (magnetisch),
einen löschbaren
programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine
optische Faser (optisch) und einen tragbaren CD-Platten-Nur-Lese-Speicher
(CDROM) (optisch). Es ist zu bemerken, daß das prozessorlesbare Medium
sogar Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein könnte, auf
dem das Programm gedruckt sein kann, da das Programm z. B. über ein
optisches Abtasten des Papiers oder anderen Mediums elektronisch
erfaßt,
dann kompiliert, interpretiert oder anderweitig falls erforderlich
auf eine geeignete Weise verarbeitet und dann in einem Speicher
gespeichert werden kann.
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Unter
Bezugnahme auf das in 4 dargestellte Verfahren empfängt bei
einem Block 400 ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät Druckdaten
von einem Computer. Bei einem Block 402 rasterisiert das
Bilderzeugungsgerät
die Daten oder löst
dieselben in ein Muster von Pixeln auf. Die Pixeldaten werden mit
Plazierungsparametern codiert (zentriert; rechtsbündig; linksbündig; und
umgekehrt zentriert), die angeben, wie Teilpixelmodulationen innerhalb
von Pixelgrenzen plaziert werden sollen. Bei einem Block 404 wird
eine nichtlineare Übertragungsfunktion
auf einen Breitenparameter für
jeden Pixel angewandt, um transformierte Pixelbreiten zu berechnen.
Bei einem Block 406 wird ein Strom von Videodaten basierend
auf den transformierten Pixelbreiten und entsprechend den Plazierungsparametern
erzeugt. Bei einem Block 408 wird ein Treiberstrom auf
dem Strom von Videodaten basierend erzeugt.
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Das
Verfahren fährt
bei einem Block 410 fort, bei dem der Treiberstrom verwendet
wird, um eine Laserdiode zu treiben. Die Laserdiode erzeugt einen pulsierenden
Laserstrahl, dessen Pulse eine Zeitdauer aufweisen, die der Zeitdauer
der Pulse des Stroms von Videodaten entspricht. Bei einem Block 412 wird
der pulsierende Laserstrahl über
ein photoleitendes Element, wie beispielsweise eine Trommel oder
einen Riemen bewegt. Das Bewegen erzeugt Regionen von elektrostatischen
Ladungsdifferenzen, die ein latentes Bild über die Oberfläche des
photoleitenden Elements bilden. Bei einem Block 414 wird Toner
auf das photoleitende Element entwickelt, basierend auf dem Muster
des latenten Bilds, das durch die elektrostatischen Ladungsdifferenzen
gebildet ist. Bei einem Block 416 wird der Toner von dem
photoleitenden Element als ein gedrucktes Bild auf ein Druckmedium übertragen.