DE69417973T2

DE69417973T2 - Verbesserungen in oder bezüglich des Druckens

Info

Publication number: DE69417973T2
Application number: DE69417973T
Authority: DE
Inventors: Vadlamannati Venkateswar
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1993-08-30
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2014-08-26
Also published as: DE69431078D1; JPH07232458A; EP0640488A2; DE69431078T2; EP0875386A1; KR100313410B1; KR950006653A; EP0875386B1; US5459492A; DE69417973D1; TW367691B; EP0640488A3; EP0640488B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Druckens und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die in der Lage ist, Anschlagdaten (stroke data) und Halbtondaten (contone data) zusammen zu drucken.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Vorrichtungen zum Erzeugen von Druckkopien, z. B. Drucker, drucken im allgemeinen zwei verschiedene Arten von Daten. Der erste Typ der Daten sind Anschlagdaten, normalerweise Text- und Graphikdaten. Der zweite Datentyp sind Halbtondaten, normalerweise Bilddaten, so z. B. eine datenmäßige Darstellung eines Photos.
Um Anschlagdaten mit hoher Qualität zu erzeugen, ist ein Drucker erforderlich, der eine räumliche Auflösung von 600 Punkten pro Inch ("dpi") oder mehr erzeugen kann. Diese Auflösung ist z. B. erforderlich, um die Unschärfe diagonaler Ränder zu vermindern oder feine Seriphen im Text zu reproduzieren.
Halbtondaten erfordern keine so große räumliche Auflösung. Sie erfordern jedoch einen Drucker, der Graustufen erzeugen kann. Wenn der Drucker in der Lage ist, 256 Graustufen (was eine typische Auflösung bei Bildscannern ist) zu erzeugen, reicht im allgemeinen ein Drucker mit einer Auflösung von 200-250 dpi aus. Ein solcher Drucker liefert eine ausreichende räumliche Auflösung für das menschliche Auge, um glatte Ränder wahrzunehmen.
Nun sind aber die meisten existierenden Drucker Binärdrucken, die nur zwei Graustufen, schwarz und weiß, erzeugen können. Diese Drucker simulieren mehrere Graustufen, indem sie in logischer Weise mehrere Punkte in Zellen kombinieren und sich auf das räumliche Integrationsvermögen des menschlichen Auges zum Simulieren glatter Schatten verlassen. Beispielsweise kann ein "3200 dpi"-Drucker geeignete Graustufen erreichen, in dem er Zellen mit 16 · 16 Punktmatrizen bildet, was zu 200 Zellen pro Inch (manchmal als Zeilen pro Inch bezeichnet) führt. Indem die Zahl schwarzer (oder weißer) Punkte in dieser Matrix gesteuert wird, kann jede Zelle bis zu 257 Graustufen (0 bis 256, wobei 256 dadurch dargestellt wird, daß alle Punkte schwarz sind) repräsentieren. Durch die räumliche Auflösung des menschlichen Auges werden hier bei einem solchen Drucker weiche Schatten wahrgenommen.
So reproduzieren Binärdrucker Halbtondaten hoher Qualität nur mit einer extrem großen Auflösung. Will man daher Halbton- und Anschlagdaten erzeugen, so wird die Auflösung durch die Anforderungen für das Halbtondatenbild definiert. Als Folge davon werden die Anschlagdaten mit einer Auflösung gedruckt, die größer als notwendig ist. Darüber hinaus macht das Drucken bei der hohen Auflösung, die für die Halbtondaten bei bestehenden Systemen erforderlich ist, diese teuer.
Daher besteht ein Bedarf an einem Drucker, der sowohl Anschlag- als auch Halbtondaten bei der Auflösung von Anschlagdaten drucken kann.
EP-A-0 540 221 offenbart einen Drucker, der eine Laserabtastvorrichtung verwendet und die Idee der Verwendung von "kleinen Pixeln" innerhalb eines "Zielpixels", um das Drucken von Graustufen zu erzielen. Die Pixel werden jedoch nicht unter Verwendung einer räumlichen Lichtmodulatormatrix aus Elementen gebildet.
EP-A-0 361 880, die einen Bildsignalprozessor offenbart, unterscheidet zwischen Zeichendaten und Halbtonbilddaten und wendet einen Fehlerausbreitungsprozeß und einen Digitalisierungsprozeß auf die Halbtondaten bzw. die Zeichendaten an. Diese Druckschrift bezieht sich ebenfalls auf das Erzeugen von Graustufen. Der Bildsignalprozessor umfaßt ein Bildsignalidentifikationsmittel, um ein Artidentifikationssignal des eingegebenen Bildsignals, basierend auf einer erfaßten Leistung bei einer festgelegten Frequenz wenigstens in einer Richtung der Haupt- oder Unterabtastung des eingegebenen Bildsignals, auszugeben.
EP-A-0 556 591 offenbart einen Drucker, der eine Matrix aus verformbaren Spiegelvorrichtungen (DMD), eine photoleitfähige Trommel und einen Prozessor zur Steuerung des räumlichen Lichtmodulators in einer solchen Weise verwendet, daß vorherbestimmte Flächen der photoleitfähigen Trommel Graustufenniveaus liefern.
EP-A-0 620 676 offenbart ein Verfahren und eine Architektur für einen Drucker mit digitalen Mikrospiegeln, um einen eine hohe Auflösung aufweisenden schnellen und graustufenerzeugenden Druckprozeß mit binären räumlichen Lichtmodulatoren zu erzielen. Das Verfahren umfaßt das Beleuchten eines SLMs mit mehreren Zeilen aus Elementen; die Verwendung der SLM-Elemente, um Licht in Verbindung mit der Bewegung einer photoleitfähigen Oberfläche zu modulieren, die eine Prozeßrichtung aufweist, und das Umwandeln der Graustufeninformationen in codierte Daten, die die Reflexion von Licht von ausgewählten einzelnen Elementen der mehreren Zeilen des SLMs zu der Bewegung der photoleitfähigen Oberfläche koordinieren, um Licht auf vorherbestimmte Flächen der photoleitfähigen Oberfläche zu reflektieren, die den Graustufeninformationen entsprechen. Außerdem kann jedes Pixel in vier Phasen in der Prozeßrichtung unterteilt werden und in Phasenpaaren gedruckt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung, die sowohl Anschlag- als auch Halbtondaten drucken kann, geschaffen, die im wesentlichen die Nachteile und Probleme beseitigen, die bei zum Stand der Technik gehörenden Druckern und Druckverfahren auftraten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren, mit dem sowohl Anschlag- als auch Halbtondaten gedruckt werden können, geschaffen, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Drucken von Anschlag- und Halbtondaten offenbart, bei dem die zu druckenden Daten entweder als Halbton- oder als Anschlagdaten identifiziert werden. Die Halbtondaten werden unter Intensitätsmodulation und räumlicher Modulation in der Prozeßrichtung und der senkrecht zur Prozeßrichtung stehenden Richtung erzeugt, und die An schlagdaten werden unter Intensitätsmodulation erzeugt. Bei einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Halbtondaten durch Reflektieren des Lichtes von vorherbestimmten einzelnen Elementen einzelner Reihen auf vorherbestimmte Phasen von Pixeln einer photoleitfähigen Trommel erzeugt, wobei die vorherbestimmten Phasen die Pixel mit Graustufenniveaus, die Bildqualität aufweisen, erzeugen. Anschlagdaten werden erzeugt, indem das Licht von vorherbestimmten einzelnen Elementen auf vorherbestimmte Phasen der photoleitfähigen Trommel reflektiert wird, wobei die vorherbestimmten Phasen die Anschlagdaten mit einer hohen Auflösung erzeugen.
Ein wichtiger technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß verschiedene Anforderungen an Anschlag- und Halbtondaten dadurch erfüllt werden, daß verschiedene Verfahren verwendet werden, um sie zu erzeugen, wobei hierfür räumliche und intensitätsmäßige Modulationsfähigkeiten eines DMD-Druckers ausgenutzt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Um die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile noch besser zu verstehen, wird nun Bezug auf die nachfolgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Druckers, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2a-2h zeigen verschiedene Phasen eines gemäß der vorliegenden Erfindung zu druckenden Pixels;
Fig. 3 zeigt Nachschlagetabellen gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt ein Polygon, das gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung gedruckt wurde; und
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung eines Druckers, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Fig. 1 zeigt einen Drucker 10, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Wie in der Fig. 1 dargestellt, besitzt ein räumlicher Lichtmodulator (SLM) meh rere einzelne Elemente, die eine Matrix 12 bilden. Bei einer besonderen Ausführungsform umfaßt die Matrix 12 eine Matrix aus DMDs. In dieser Beschreibung werden einzelne Elemente der Matrix 12 durchgängig als Spiegel bezeichnet. Die Matrix 12 kann eine Matrix aus DMDs umfassen, die so aufgebaut sind, wie es in dem U. S. Patent Nr. 4,956,619, "Spatial Light Modulator" offenbart ist.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, sind die einzelnen Reihen der Matrix 12 gegeneinander versetzt, so daß einzelne Spiegel (Elemente) von Reihe zu Reihe versetzt sind. Diese Versetzung wird, wie unten beschrieben, dazu ausgenutzt, viele Graustufen für das Drucken von Bilddaten und für das Drucken von glatten Rändern für Graphikdaten zu ermöglichen. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur ein Teil der Matrix 12 dargestellt, wobei die Matrix 12 selbstverständlich mehr Zeilen oder Spalten, je nach den speziellen Anforderungen der Anwendungen, umfassen kann.
Das Licht von einer Lichtquelle 14 wird durch die Matrix 12 entweder auf die OPC-Trommel 16 oder von der OPC-Trommel 16 weg reflektiert. Die Lichtquelle 14 kann eine LED umfassen. Licht von der Matrix 12 kann direkt auf die OPC-Trommel 16 reflektiert werden oder über die Optik 18 fokussiert werden.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, fällt das von der Matrix 12 reflektierte Licht auf die OPC-Trommel 16. Der Übersichtlichkeit halber ist lediglich eine Zeile logischer Pixel dargestellt, wobei zu erkennen ist, daß mehrere Pixelzeilen gleichzeitig durch die DMD-Matrix beleuchtet werden können. Jedes dieser Pixel wird beleuchtet und dadurch entweder geladen oder entladen für die Anziehung von Toner. Die Trommel 16 dreht sich dann über die zu bedruckende Seite, und der Toner wird von der Trommel 16 auf die Seite übertragen, wobei die Pixelzeile eine Zeile auf die Seite druckt.
Bei dem dargestellten Beispiel sei angenommen, daß die Position (AN oder AUS) der Spiegel in der Matrix bei jeder Viertelpixeltrommelbewegung aktualisiert wird. Andere Aktualisierungsgeschwindigkeiten sind möglich, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Bei diesem Beispiel empfängt, wie in der Fig. 1 dargestellt, ein als Beispiel gewähltes Pi xel 20 Licht von den Spiegeln 22-36 der Matrix 12. Das Licht wird von jeder Zeile aus Spiegeln an verschiedenen Zeitpunkten empfangen, wenn sich die Trommel dreht. In gleicher Weise reflektieren die Spiegel 38-52 Licht auf das Pixel 54 der OPC- Trommel 16. Auch das Pixel 21 ist dargestellt und wird unten erläutert werden. Das Pixel 21 wird durch die Spiegel 22-36 belichtet, wenn sich die OPC-Trommel 16 dreht.
Die Fig. 2a-2h zeigen Licht, das bei dem Pixel 20 von jedem der Spiegel 22-36 empfangen wird. Wie in der Fig. 2a dargestellt, fällt das Licht von den Spiegeln 22 und 24 zunächst auf den oberen Bereich des Pixels 20. Bei einer bestimmten Ausführungsform strahlen die Spiegel der Matrix 12 Licht auf eine Fläche, deren Größe ungefähr einem Viertel der Fläche des Pixels 20 beträgt. Z. B. kann die Fläche des Pixels 20 l/300 Inch · 1/300 Inch betragen, wobei das Licht von dem Spiegel 22 eine Fläche von 1/600 Inch · 1/600 Inch aufweisen kann. Es ist zu erkennen, daß Pixel und Spiegel anderer Größe und Form möglich sind oder daß die effektive Größe der Spiegel durch die Optik 18 verändert werden kann.
Die spezielle Fläche auf dem Pixel 20, auf die das Licht von irgendeinem Spiegel fällt, wird als "Phase" bezeichnet. So fällt, wie es in der Fig. 2a dargestellt ist, Licht von den Spiegeln 22 und 24 auf die Phasen A und B, was durch die mit Kreisen umrandeten Buchstaben A und B dargestellt ist. Die Zeitdauer, während das Licht eingestrahlt wird, kann dadurch gesteuert werden, daß die Spiegel ausgeschaltet oder alternativ dazu die Lichtquelle ausgeschaltet wird. Wie in der Fig. 2b dargestellt, fällt mit zunehmender Zeit und Drehung der OPC- Trommel 16, in diesem Fall eine Drehung um ein Viertel eines Pixels, Licht von den Spiegeln 22 und 24 auf die Phasen C und D.
Wie in der Fig. 2c dargestellt, fällt dann, wenn die OPC- Trommel 16 sich weiterdreht, Licht von den Spiegeln 22 und 24 auf die Phasen E und F und Licht von den Spiegeln 26 und 28 auf die Phasen G und H. Wie in der Fig. 2c zu erkennen, fällt die Phase H halb auf das Pixel 20 und halb auf das benachbarte Pixel auf der OPC-Trommel 16. Dieses auf das benachbarte Pixel fallende Licht kann in einer von zwei Weisen gehandhabt werden.
Erstens kann es dabei berücksichtigt werden, die für das benachbarte Pixel zu erzeugende Graustufe zu bestimmen. Das heißt, daß dann, wenn die Graustufe des benachbarten Pixels z. B. einem Niveau 200 von 256 Graustufen entsprechen soll, die auf dem Pixel empfangene Lichtmenge von der Phase H mit berücksichtigt werden kann. Als Alternative dazu kann das von der Phase H auf dem benachbarte Pixel empfangene Licht verworfen werden. Tatsächlich ist dann, wenn das benachbarte Pixel vollkommen weiß ist, dieses die einzige Alternative, und es wird eine gewisse Verschmierung zwischen den Pixeln geben.
Wie in der Fig. 2d zu erkennen, fällt dann, wenn sich die OPC-Trommel 16 weiterdreht, Licht von den Spiegeln 22 und 24 auf die Phasen I und J. Wie oben in Verbindung mit der Fig. 2c besprochen, überlappen die Phasen I und J auf dem Pixel in der nächsten Zeile der OPC-Trommel 16. Diese Überlappung kann entweder bei der Bestimmung der für dieses Pixel zu erzeugenden Graustufe berücksichtigt werden oder verworfen werden. Das Licht von den Spiegel 26 und 28 fällt auf die Phasen K und L.
Wie in der Fig. 2e dargestellt, fällt dann, wenn sich die OPC-Trommel 16 weiterdreht, das Licht von den Spiegeln 26 und 28 auf die Phasen M und N, wobei die Überlappung wie vorher besprochen gehandhabt wird. Darüber hinaus fällt Licht von den Spiegeln 30 und 32 auf die Phasen A und B, wie es in der Fig. 2e dargestellt ist. Darüber hinaus fällt zu diesem Zeitpunkt Licht von den Spiegeln 22 und 24 auf die Phasen A und B des Pixels 21. Wie in der Fig. 2f dargestellt, fällt Licht von den Spiegeln 26 und 28 als nächstes auf die Überlappungsphasen O und P, und das Licht von den Spiegeln 30 und 32 fällt als nächstes auf die Phasen C und D.
Wie in der Fig. 2g dargestellt, fällt das Licht von den Spiegeln 34 und 36 als nächstes auf die Phasen G und H und das Licht von den Spiegeln 30 und 32 auf E und F. Als nächstes fällt, wie in der Fig. 2f dargestellt, bei der fortwährenden Drehung der OPC-Trommel Licht von den Spiegeln 34 und 36 auf die Phasen K und L und Licht von den Spiegeln 30 und 32 auf I und J.
Die Intensitätsmodulation wird bei jeder Phase dadurch erreicht, daß in ausgewählter Weise der Spiegel EIN- oder AUS geschaltet wird (Die EIN-Position entspricht dem Fall, bei dem das Licht auf das OPC-Pixel reflektiert wird, und die AUS-Position entspricht dem Fall, bei dem das Licht von dem OPC-Pixel wegreflektiert wird). Beispielsweise können bei der Ausführungsform der Fig. 2a-2h für jede Phase drei Belichtungspegel erzeugt werden, indem jede Phase null, eine oder zwei Zeiteinheiten lang belichtet wird. Um beispielsweise einen Belichtungspegel von eins in der Phase A zu erzeugen, würde der Spiegel 22 in der Fig. 2a EIN-geschaltet sein, der Spiegel 30 jedoch bei der Fig. 2e AUS-geschaltet sein.
Mehr Belichtungspegel sind darüber hinaus möglich durch Intensitätsmodulation unter Amplitudenmodulation der Lichtquelle, die z. B. aus einer LED besteht. Die ganze Matrix kann z. B. bei einem bestimmten Grundbelichtungspegel (1) bei den Fig. 2a-2d belichtet werden und bei dem Zweifachen dieses Pegels (2) bei den Fig. 2e-2g. Dieser Zyklus an Intensitätspegeln wird in einer periodischen Weise wiederholt. Mit diesem Schema können vier Belichtungspegel (0, 1, 2 und 3) in jeder Phase erzeugt werden. Um z. B. einen Pegel von 3 in der Phase A zu erzeugen, würde man den Spiegel 22 in der Fig. 2a und den Spiegel 30 in der Fig. 2e einschalten. Sehr viel mehr Belichtungsintensitätspegel können dadurch erzeugt werden, daß mehr Reihen aus DMDs und mehr Lichtquellenpegel verwendet werden.
Das U. S. Patent Nr. 5,453,778, dessen entsprechende Anmeldung am 30. Juli 1993 eingereicht wurde und das den Titel "Method and Apparatus for Spatial Modulation in the Cross- Process Direction" trägt, offenbart im einzelnen die Verfahren, die bei der Verwendung der Vorrichtung der Fig. 1 zum Einsatz kommen können, um viele Graustufen für das Drucken von Halbtondaten zu erzeugen. Dieses Dokument wurde in der EP-A-636 997 (01. 02. 1993) veröffentlicht. Wie in dieser Anmeldung beschrieben, ist die Anordnung der Matrix 12 nur beispielhaft, und andere Anordnungen können genausogut verwendet werden. Allgemein gesprochen beschreibt diese Anmeldung das Erzeugen vieler Graustufen durch Integration des Lichtes von sämtlichen Phasen eines bestimmten Pixels, wobei die Phasen sowohl in der Prozeß richtung als auch in einer senkrecht zur Prozeßrichtung stehenden Richtung lokalisiert sind.
Es ist zu erkennen, daß die Größe einer Phase in der Prozeßrichtung durch die Zeitdauer bestimmt wird, während der die Lichtquelle eingeschaltet ist, wenn diese Phase belichtet wird. Die Fig. 2a-2g zeigen den Idealfall, bei dem die Belichtung in einem einzigen Moment erfolgt. In dem extremen Fall, bei dem die Lichtquelle während der gesamten Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datenladezeiten eingeschaltet ist, wird jede Phase ungefähr 4 eines Pixels breit sein, was zu einer Überlappung, z. B. zwischen den Phasen A und E, führt. Daraus ergibt sich, daß die Größe der Phasen auch verändert oder moduliert werden kann, um Graustufen zu erzeugen. Dieser Ansatz, der als Pulsdauermodulation bezeichnet wird, ist in dem U. S. Patent 5,461,411, dessen entsprechende Anmeldung am 29. März 1993 eingereicht wurde und das den Titel "Process and Architecture for Digital Micromirror Printer" (TI-17632) trägt, beschrieben. Dieses Patent wurde auf Texas Instruments Incorporated übertragen und in der EP-A-0 620 676 (19.10.1994) veröffentlicht. Obwohl die in dieser Anmeldung dargestellten Beispiele Phasen konstanter Dauer zeigen, ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung genausogut die Pulsdauermodulation verwenden kann.
Mit der vorliegenden Erfindung können Halbtondaten zusammen mit Anschlagdaten unter verschiedenen Auflösungen gedruckt werden, was das Drucken beider Arten von Daten in geeigneter Weise ermöglicht. Das wird dadurch ermöglicht, daß die Tatsache ausgenutzt wird, daß Raster-Image-Prozessoren (RIPs) zwischen Text- und Halbtondaten unterscheiden können. RIPs verarbeiten Drucksprachen, wie die Postscript-Sprache, die eine klare Identifizierung verschiedener Datentypen erfordern, z. B. von Bilddaten durch die Verwendung des Bildoperators (image operator), von Textdaten durch die Verwendung des Anzeigeoperators (show operator) und von Graphikdaten durch die Verwendung des Anschlagoperators (stroke operator). So wird bei der vorliegenden Erfindung der RIP so programmiert, daß Bilddaten mit einer Auflösung, die die Erzeugung vieler Graustufen ermöglicht, z. B. 300 dpi, geliefert werden, während Text- und Graphikdaten mit einer hohen Auflösung, z. B. von 600 dpi, geliefert werden. Die ses wird unter Ausnutzung der Struktur der Matrix 12 erreicht, was beschrieben werden wird.
Die Fig. 3 zeigt zwei Nachschlagtabellen, die von einem RIP verwendet werden, um Anschlag- und Halbtondaten zu liefern. Für die Halbtondaten wird die Nachschlagtabelle A verwendet. Die Nachschlagtabelle A liefert die Intensitätsniveaus, die auf jede Phase eines Pixels fallen müssen, um die geeignete Graustufe zu erzeugen. Die Phasen entsprechen denjenigen der Fig. 2a-2h, und die Graustufen werden dadurch geliefert, daß das Licht von den Phasen sowohl in der Prozeßrichtung als auch in der senkrecht zur prozeßstehenden Richtung integriert wird. Das Pixel 60 zeigt ein Halbtondatenpixel, z. B. mit einer Länge von 1/300 Inch, das bei einem Graustufenniveau 201 gedruckt werden soll. Ein Raster-Image-Prozessor verwendet die Nachschlagtabelle A, um die speziellen Lichtintensitäten zu bestimmen, die auf jede der Phasen des Pixels 60 fallen sollen, um das Graustufenniveau 201 zu erzeugen.
Im einzelnen ist es so, daß zur Erzeugung der Graustufe 201 auf dem Pixel 60, die spezifischen, für verschiedene Phasen gewünschten Belichtungspegel, durch die Nachschlagtabelle A erhalten werden. Diese Tabellen können experimentell oder durch Modellbildung abgeleitet werden. Die Tabelleneinträge werden in Spiegeleinstellungen (EIN oder AUS), basierend auf dem Lichtquellenintensitätszyklus, übersetzt. Z. B. können, unter der Annahme, daß die Lichtquelle periodisch von dem 1-, 2-, 4-, bis 8-fachen eines Grundintensitätspegels moduliert wird, die Spiegel, die die Phase A belichten, bei den Pegeln 2 und 8 eingeschaltet und bei den Pegeln 1 und 4 ausgeschaltet sein, um eine Gesamtintensität von 10 auf der Phase A zu erzeugen.
Die Anschlagdaten werden unter Verwendung der Nachschlagtabelle B, die in der Fig. 3 dargestellt ist, geliefert. Die Nachschlagtabelle B liefert die Intensitätspegel, die auf eine Phase fallen müssen, um ihr eine bestimmte Graustufe zu geben. Wie zu erkennen, ist das Pixel 62 in vier Phasen, die Phasen A, B, E und F eingeteilt, die den Phasen in den Fig. 2a und 2c entsprechen. Diese Phasen besitzen eine Auflösung, die groß genug ist, um Anschlagdaten hoher Qualität, z. B. bei 1/600 Inch zu liefern. Mit der bisherigen optischen Photoleitfähig keitstechnologie lassen sich Punkte in der Größenordnung von ungefähr 1/600 Inch bei ungefähr 8-32 Graustufen erzeugen. So kann die für die Erzeugung der geeigneten Graustufen der Phasen A, B, E und F erforderliche Intensität aus der Nachschlagtabelle B gewonnen werden. Wenn z. B. die Phase A mit einem Graustufenpegel von 30 erzeugt werden soll, wäre ein Intensitätspegel von z. B. 7 auf diese Phase zu richten. Entsprechend wäre dann, wenn die Phase F eine Graustufe von 100 erhalten soll, ein Intensitätspegel von 15 auf diese Phase zu richten. Obwohl 256 Graustufen in die Nachschlagtabelle B aufgenommen sind, werden weniger Intensitätsniveaus aus der Nachschlagtabelle aufgrund der oben erwähnten Tonerbegrenzungen ausgegeben.
Bei dem für die Anschlagdaten beschriebenen Beispiel werden die Anschlagdaten unter Verwendung der vier Phasen A, B, E und F des Pixels 62 geliefert. Bei einer solchen Anordnung sind die anderen Phasen des Pixels 62 inaktiv, und die Anschlagdaten werden mit einer räumlichen Auflösung geliefert, die doppelt so groß ist wie diejenige der Halbtondaten. Aus praktischen Gründen wurde diese Anordnung dargestellt, wobei zu erkennen ist, daß andere Anordnungen genausogut möglich sind. So kann das Pixel 62, wie oben erläutert, z. B. viele weitere Phasen, z. B. die Phasen C, D und G-P umfassen. Bei der vorliegenden Erfindung kann jede dieser Phasen verwendet werden, um die Anschlagdaten zu liefern. Wenn zusätzlich zu den Phasen A, B, E und F weitere Phasen verwendet werden, werden die Anschlagdaten mit der gleichen Gesamtauflösung geliefert, sie können jedoch mit einer feineren Auflösung angesteuert werden, und zwar aufgrund der Verschiebung der Zeilen der Matrix 12. Diese feinere Ansteuerung ist in der Druckschrift "Method and Apparatus for Spatial Modulation in the Cross-Process Direction" beschrieben. Darüber hinaus ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung auch ohne die versetzte Anordnung der Zeilen der Matrix 12 auskommt. Es ist zu erkennen, daß Verfahren zur Graustufenerzeugung durch Fleckenmustervariation oder Verfahren zur Halbtonerzeugung in Verbindung mit dem oben beschriebenen Verfahren und insbesondere zur Erzielung von Anschlagdaten ohne Ausnutzung einer räumlichen Modulation, verwendet werden können.
Einige eingegebene Halbtondaten können mit einer Auflösung von 600 dpi empfangen werden, und solche Halbtondaten können auf wenigstens drei Arten gehandhabt werden, um Graustufen zu erzeugen. Bei einer Alternative lassen sich die Halbtondaten (600 dpi) unter Verwendung der Nachschlagtabelle B unter Verwendung von vier Phasen erzielen, die in Verbindung mit dem Pixel 62 der Fig. 3 dargestellt sind, wobei dieses Verfahren mit anderen Schemata zur Graustufenerzeugung durch Fleckenmustervariation kombiniert werden kann. Bei einer zweiten Alternative kann die Graustufe jedes der Datenpunkte (600 dpi) einer Durchschnittsbildung unterzogen werden und dann durch die Verwendung einer Nachschlagtabelle, z. B. der Nachschlagtabelle A, geliefert werden. Wenn die Halbtondaten z. B. bei 600 dpi empfangen werden, gibt es vier Datenpunkte für jedes Pixel mit einer Größe von 1/300 Inch. Die Graustufe für jeden dieser vier Datenpunkte kann (z. B. arithmetisch) einer Durchschnittsbildung unterzogen werden, um eine Graustufe für ein Pixel mit einer Größe von 1/300 Inch abzuleiten. Diese durch Durchschnittsbildung erzeugten Graustufen können dann unter Verwendung der Nachschlagtabelle A, wie oben beschrieben, erhalten werden. Bei einer dritten Alternative können diese Daten durch Unterabtastung (nach Glättung mit einem Tiefpaßfilter, zur Vorbeugung von Aliasing) auf eine Auflösung von 300 dpi gebracht werden und dann durch Verwendung der Nachschlagtabelle A erhalten werden.
Viele Anwendungen erfordern sowohl eine hohe Auflösung als auch viele Graustufen. Ein Beispiel ist das Drucken von Graphikdaten, z. B. von solchen für geometrische Formen mit einer massiven, strukturierten oder allmählich sich ändernden Flächenfüllung. Es ist wünschenswert, die Erzielung vieler Graustufen innerhalb der geometrischen Form zu ermöglichen, wobei eine hohe Auflösung an den Rändern zu erzielen ist, um unscharf erscheinende Ränder zu vermeiden. Die obige Erläuterung beschreibt, wie Halbton- und Anschlagdaten, nachdem sie als solche einmal identifiziert worden sind, durch den RIP, die Matrix 12 und die OPC-Trommel 16 gehandhabt werden. Es folgt eine Beschreibung der Art und Weise, wie die Daten identifiziert und dann gedruckt werden.
Die Fig. 4 zeigt das Verfahren, mit dem die vorliegende Erfindung viele Graustufen erzielt, wobei sie eine große Auflösung für das Drucken von Anschlagdaten ermöglicht. In der Fig. 4 ist eine Matrix 64 logischer Pixel dargestellt, wie sie auf einem Blatt Papier abgebildet werden würde. Als beispielhafte Größe dieser Pixel sind 1/300 Inch gewählt. Ein Polygon 66 ist auf diese Matrix gedruckt dargestellt. Prozessoren, z. B. Raster-Image-Prozessoren, können so programmiert werden, daß sie bestimmen können, welche Pixel innerhalb, außerhalb oder auf dem Umfang einer bestimmten geometrischen Form liegen. Dieses Verfahren, das als Abtastumwandlung (scan conversion) bekannt ist, ist in Foley et al., "Computer Graphics: Principles and Practice", 2. Auflage, Addison-Wesley Publishing Company, 1992, Seiten 92-94 beschrieben. Allgemein gesagt verwendet dieses Verfahren die geometrische Formel eines Objekts und eine Pixelabbildung (pixel mapping), um zu entscheiden, ob ein Pixel innerhalb, außerhalb oder auf einer Form liegt.
So werden die Pixel innerhalb des Polygons, z. B. das Pixel 70, so behandelt werden, als wären sie Halbtondaten, und wie oben beschrieben, z. B. unter Verwendung von 16 Phasen, gedruckt. In entsprechender Weise werden die Pixel außerhalb des Polygons, z. B. das Pixel 72, nicht geliefert. Die Pixel auf dem Rand, z. B. die Pixel 74 und 76, werden als Anschlagdaten behandelt und mit einer großen Auflösung geliefert, z. B. der oben besprochenen Auflösung von 1/600 Inch.
Um diese große Auflösung mit der vorliegenden Erfindung zu erzielen, wird jedes Pixel mit einer Größe von 1/300 Inch in vier kleinere Phasen unterteilt, z. B. in vier Phasen mit einer Größe von 1/600 Inch. Phasen, die außerhalb des Polygons liegen, wie die Phase 78, werden nicht geliefert. Phasen, die nicht auf den Umfang des Polygons fallen, z. B. die Phase 80, werden mit einer Anschlaggraustufe geliefert, die so dicht wie möglich an der gewünschten Graustufe liegt. Wie vorher erläutert, stellen verschiedene Verfahren zwischen 8 und 32 Graustufen für Pixel hoher Auflösung bereit. So kann die Graustufe der Phase 80 so dicht wie möglich an die gewünschten Graustufen herangebracht werden, indem das Intensitätsniveau reproduziert wird, das am besten die Stufe approximiert.
Es können auch Anti-aliasing-Verfahren verwendet werden, um die Graustufen der 1/300"-Pixel und der 1/600"-Phasen zu erzielen. Solche Verfahren sind im Stand der Technik bekannt und in "Computer Graphics: Principles and Practice", Seiten 132- 134, beschrieben. Nachdem die Graustufe einer Phase eines Pixels auf dem Umfang bestimmt worden ist, kann sie mittels der Verwendung der Nachschlagtabelle B in der Fig. 3 approximiert werden. Als Beispiel für ein Anti-aliasing-Verfahren kann der Prozentsatz der Phase, der innerhalb des Umfangs des Polygons 66 liegt, bestimmt werden. Dieser Prozentsatz wird dann mit der gewünschten Graustufe multipliziert, um die an der Phase auf dem Umfang zu liefernde Graustufe zu bestimmen. Wenn z. B. die Phase 82 des Polygons 66 mit einer Graustufe von 60 geliefert werden soll und angenommen wird, daß die Hälfte der Phase 82 innerhalb des Polygons liegt, dann kann die Phase mit ½ · 60, oder 30, geliefert werden. Unter Verwendung der Nachschlagtabelle B in der Fig. 3 wird dieses in ein gewünschtes Intensitätsniveau von 7 bei dieser Phase umgesetzt.
Es können neben den Phasen A, B, E und F weitere Phasen auf dem Subpixelniveau auf dem Umfang verwendet werden, um noch mehr Zacken herauszuglätten, wie es in dem U. S. Patent 5,453,778 mit dem Titel "Method and Apparatus for Spatial Modulation in the Cross-Process Direction" (TI-17829) beschrieben ist. Diese Druckschrift wurde als EP-A-0 636 997 (01. 02. 95) veröffentlicht.
Die Fig. 5 stellt ein Blockdiagramm der Schaltungsanordnung für einen Drucker 10 dar, der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Wie in der Fig. 5 dargestellt, empfängt ein Prozessor 100 zu druckende Daten von dem Block 102, und zwar entweder direkt oder über den Speicher 104. Der Block 102 repräsentiert eine beliebige Vorrichtung, die zu druckende Daten ausgeben kann, z. B. einen PC. Der Speicher 104 kann dazu verwendet werden, von dem Block 102 erhaltene und zu druckende Daten zwischenzuspeichern oder um andere Daten, z. B. vorprogrammierte Daten, für den späteren Druckvorgang zu speichern. Der Speicher 104 umfaßt darüber hinaus Befehle zur Steuerung des Prozessors 100 sowie Nachschlagtabellen, wie sie in Verbindung mit der Fig. 3 beschrieben wurden. Der Prozessor 100 ist mit der Lichtquelle 14, der Matrix 12 und der OPC-Trommel und dem Motor 16 verbunden. Der Prozessor 100 ist darüber hinaus mit der Druckerpapierhandhabung, der Benutzer-Ein- /Ausgabe und der Diagnose, zusammengefaßt im Block 106, verbunden.
Während des Betriebs verarbeitet der Prozessor 100 die zu druckenden Daten durch Steuerung der Lichtquelle 14 und der Matrix 12. Nachdem bestimmt worden ist, ob ein Pixel zu den Halbtondaten gehört, bestimmt der Prozessor 100 beispielsweise die Graustufe, die diesem Pixel zugeschrieben wird, und steuert unter Zuhilfenahme von Nachschlagtabellen die einzelnen Spiegel der Matrix 12 und die Lichtquelle 14, um die richtige Intensität auf verschiedene Phasen des Pixels zu richten. Der Prozessor 100 steuert darüber hinaus die Drehung der OPC-Trommel und die Papierhandhabung, die Benutzer-Ein-/Ausgabe und die Diagnose, so wie es bei dem Drucksystem erforderlich ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung im einzelnen beschrieben worden ist, ist zu erkennen, daß verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Drucken von Anschlagdaten und Halbtondaten, bei dem

ein räumlicher Lichtmodulator (12) mit mehreren Zeilen aus Elementen (22-36, 38-52) beleuchtet wird;

die Elemente (22-36, 38-52) des räumlichen Lichtmodulators dazu verwendet werden, Licht in Verbindung mit der Bewegung einer photoleitfähigen Oberfläche (16), die eine Prozeßrichtung besitzt, zu modulieren;

bezüglich der Halbtondaten das von ausgewählten einzelnen Elementen (22-36, 38-52) der mehreren Zeilen des räumlichen Lichtmodulators (12) stammende Reflexionslicht mit der Bewegung der photoleitfähigen Oberfläche (16) koordiniert wird, um Licht auf vorherbestimmte Flächen der photoleitfähigen Oberfläche (16) zu reflektieren, um ein Pixel der Halbtondaten zu bilden, das einer Graustufeninformation entspricht;

Toner in den Flächen angezogen wird, wobei die Menge des an eine bestimmte Fläche angezogenen Toners auf der Lichtmenge basiert, die auf diese Fläche gefallen ist; und der Toner auf ein Druckmedium übertragen wird; wobei

die Modulation durch die Elemente (22-36, 38-52) des räumlichen Lichtmodulators sowohl in der Prozeßrichtung als auch in der senkrecht zu der Prozeßrichtung stehenden Richtung durchgeführt wird und

bezüglich der Anschlagdaten Licht von vorherbestimmten einzelnen Elementen (22-36, 38-52) auf Phasen eines Pixels (62) reflektiert wird, wobei jede Phase eines Pixels (62) eine Fläche ist, die kleiner als die Fläche eines zu den Halbtondaten gehörenden gedruckten Pixels (60) ist, wobei die Plazierung der Flächen gesteuert wird, um eine Auflösung zu erreichen, die größer als die Auflösung der zu den Halbtondaten gehörenden Pixel (60) ist, und die Anschlagdaten unter Verwendung der die Elemente (22-36, 38-52) des räumlichen Lichtmodulators beleuch tenden Lichtquelle (14) in bezug auf die Intensität moduliert werden, um die durch die Elemente (22-36, 38-52) modulierte Beleuchtungslichtmenge zu steuern, um ein Druckbild mit den Anschlagdaten zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem darüber hinaus die Anschlagdaten bei jedem Pixel (62) dadurch erzeugt werden, daß Licht auf weniger als alle Phasen eines Pixels (62) reflektiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem darüber hinaus gestaffelte Zeilen mit Elementen des räumlichen Lichtmodulators (12) vorgesehen sind, und die Beleuchtung dieser Zeilen so zeitlich zu der Drehung der photoleitfähigen Oberfläche (16) ausgerichtet wird, daß wenigstens zwei Phasen für jedes Pixel (60) in der senkrecht zur Prozeßrichtung stehenden Richtung geliefert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem beim Beleuchten das Licht so gepulst wird, daß jedes einzelne Element (22-36, 38-52) so betrieben werden kann, daß Licht auf wenigstens zwei Flächenstellen in der Prozeßrichtung reflektiert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das darüber hinaus den Schritt der periodischen Veränderung der Lichtintensität umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem beim Reflektieren die einzelnen Elemente (22-36, 38-52) so geschaltet werden, daß jedes einzelne Element (22-36, 38-52) so betrieben werden kann, daß es Licht auf wenigstens zwei Flächen in der Prozeßrichtung reflektiert.