DE69615939T2

DE69615939T2 - Verbesserungen für das Grautondrucken mit räumlichen Lichtmodulatoren

Info

Publication number: DE69615939T2
Application number: DE69615939T
Authority: DE
Inventors: Vadlamannati Venkateswar
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2016-06-22
Also published as: EP0750418A2; DE69617914D1; EP0750418B1; US5719682A; EP0810775B1; JPH09130607A; EP1069759A3; DE69615822T2; EP0810775A3; DE69617914T2; JP3958809B2; DE69615822D1; EP0810775A2; EP0809391A2; KR970002510A; EP0750418A3; EP1069759A2; DE69615939D1; EP0809391A3; EP0809391B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf das elektrophotographische Drucken mit einem räumlichen Lichtmodulator (SLM) und insbesondere auf ein Verfahren zum Belichten von Pixeln einer photoleitenden Trommel zum Drucken eines Graustufenbildes.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Technik der räumlichen Lichtmodulatoren (SLM = Spatial Light Modulator) hat auf vielen Gebieten, wovon ein wichtiges das elektrophotographische Drucken ist, Anwendung gefunden. Im allgemeinen ist ein SLM eine Matrix aus lichtemittierenden, lichtsendenden oder lichtreflektierenden Elementen, die einzeln, gewöhnlich mit elektronischen Signalen, adressierbar sind. Viele SLM sind binär, wobei sie ein Adressierungsschema besitzen, das seine Elemente entweder in einen "Ein"-Zustand oder in einen "Aus"-Zustand schaltet, um das Bild aufzubauen.
Ein Typ von SLM ist die digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD), die gelegentlich als verformbare Spiegelvorrichtung bezeichnet wird. Die DMD besitzt eine Matrix aus hunderten oder tausenden winziger Kippspiegel. Um ein Kippen der Spiegel zu ermöglichen, ist jeder an einem oder mehreren Gelenk(en) befestigt, die/das, durch einen Luftspalt von der darunterliegenden Adressierungsschaltungsanordnung beabstandet, an Tragstützen angebracht ist/sind. Die Adressierungsschaltungsanordnung erzeugt elektrostatische Kräfte, die ein selektives Kippen jedes Spiegels bewirken. Bei Druckanwendungen wird die DMD mit Belichtungsdaten adressiert, wobei von jedem Spiegel selektiv, entsprechend den Daten, Licht auf die Drucktrommel reflektiert oder nicht reflektiert wird.
Gegenwärtige elektrophotographische Drucktechniken verwenden eine organische photoleitende (OPC = organic photoconductive) Trommel. Je nach Art des verwendeten Photoleiters wird die Trommel entweder geladen oder entladen, um Toner anzuziehen, wobei das Laden oder Entladen durch Licht, das an der Trommel reflektiert wird, erfolgt.
Eine Seite wird durch matrixweises Belichten der Trommel gedruckt. Die Trommel dreht sich in einer Richtung, die als Prozeßrichtung bekannt ist, wobei sich überlappende Datenmatrizen auf der Trommel überlagert werden, um durch Integration mehrerer Belichtungen Ladung auf der Trommel zu akkumulieren (oder zu entladen). Somit wird Ladung zeitlich integriert. Der Toner wird dann auf Papier übertragen.
Das US-Patent Nr. 5.041.851 mit dem Titel "Spatial Light Modulation Printer and Method of Operation" beschreibt die Verwendung eines räumlichen Lichtmodulators zum Belichten der OPC-Trommel.
Idealerweise ist die Menge des Toners, der an einem Punkt auf der Trommel hängen bleibt, eine Funktion des Ladungspegels (oder Entladungspegels) an jenem Punkt. In diesem Idealfall könnte das Graustufendrucken (Erzeugen vieler Grautöne) einfach durch Einstellen der Ladung oder der Entladung jedes Punktes erfolgen, um die Menge von Toner in jedem Punkt zu steuern und dann die gewünschte Graustufe zu drucken. Jedoch kann mit diesem Verfahren lediglich eine begrenzte Anzahl von Grautönen erzielt werden.
Graustufen der Art, die für eine Bilddarstellung mit hoher Auflösung erforderlich sind, werden erzeugt, indem die Fähigkeit des menschlichen Auges, eine Fläche ganzheitlich zu sehen, ausgenutzt wird. Beispielsweise wird ein mittlerer Graupunkt wahrgenommen, wenn kleinere Punkte, die heller oder dunkler als das mittlere Grau sind, nebeneinander gedruckt werden. Wenn beispielsweise zwei helle Graupunkte von 1/600 Quadratzoll und zwei dunkle Graupunkte von 1/600 Quadratzoll in einem Quadrat · gedruckt worden sind, erfaßt das Auge die vier Punkte als Ganzes und nimmt einen mittelgrauen Punkt von 1/300 Quadratinch wahr.
Um das Erzeugen von Graustufendaten zu unterstützen, können SLMs auf wenigstens zwei Arten moduliert werden: Modulation der Intensität und räumliche Modulation. Diese Techniken können kombiniert werden. Diese Techniken sind in dem an Texas Instruments Incorporated übertragenen US-Patent Nr. 5.461.411 mit dem Titel "Process and Architecture for Digital Micromirror Printer" beschrieben. Für jedes Bild, das belichtet werden soll, erzeugt der SLM eine Folge von Mikrobildern, was pixelweise Änderungen der Belichtungsdauer und der belichteten Fläche zuläßt.
Sowohl bei der Modulation der Intensität als auch der räumlichen Modulation muß der SLM so adressiert werden, daß er jedes Pixel in den geeigneten Zeitintervallen belichtet. Ein Ziel SLM-basierter Drucksysteme ist das Vollziehen dieser Adressierung mit einem Minimum an Verarbeitungs- und Speicheranforderungen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist auf die Zeitintegration für das Graustufendrucken mit SLM-basierten Drucksystemen gerichtet. Zum Speichern von Daten zur Übergabe an den SLM wird ein "Gleitfenster"-Verfahren angewendet, derart, daß der SLM Daten in einer Form empfängt, die ihm das Erzeugen von Mikrobildern ermöglicht. Jedoch wird statt des gleichzeitigen Speicherns von Daten für viele Mikrobilder eine einzige Matrix von Belichtungswerten so gehandhabt, daß sie jeweils ein Mikrobild beschreibt.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Belichten von Pixeln einer photoleitenden Trommel zum Drucken eines Graustufenbildes bereitgestellt, das die in Anspruch 1 definierten Schritte umfaßt. In einer Ausführungsform repräsentieren die Belichtungsdaten jeweils die Anzahl von Zeitintervallen, in denen eine Pixelfläche belichtet werden soll. In einer weiteren Ausführungsform repräsentieren die Belichtungswerte den in Einheiten der Lichtintensität ausgedrückten Belichtungspegel.
Ein technischer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Drucken von Graustufenbildern unkomplizierter und kostengünstiger wird. Insbesondere führt die Verwendung eines Gleitfenster-Speichers zum Speichern von Belichtungsinformationen für zu druckende Zeilen zur einem geringeren Bedarf an Speicherplatz und einer unkomplizierteren Verarbeitung, wodurch die Systemkosten wesentlich reduziert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen einer OPC-Trommel und einer DMD-Matrix.
Fig. 2 zeigt eine Matrix von Halbtondaten, die auf eine Seite gedruckt werden sollen.
Fig. 3 ist eine zeitliche Darstellung der Beziehung zwischen Zeilen auf einer OPC- Trommel und einer DMD-Matrix.
Fig. 4 ist eine Zeilenintegrations-Gleitfenster-Matrix gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine Zeilenintegrations-Graustufen-Nachschlagtabelle gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine Mikrobild-Matrix gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine Zeitintegrations-Gleitfenster-Matrix nach dem Dekrementieren und dem Gleiten gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist ein Ablaufplan für ein Gleitfenster-Verfahren gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist eine zeitliche Darstellung der Beziehung zwischen Zeilen auf einer OPC- Trommel und einer DMD-Matrix.
Fig. 10 ist eine Gleitfenster-Matrix mit mehreren Intensitäten gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist eine Graustufen-Nachschlagtabelle, die vier Lichtintensitäten verwendet, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12 ist eine zeitliche Darstellung der Beziehung zwischen Zeilen auf einer OPC- Trommel und einer DMD-Matrix.
Fig. 13 ist eine Gleitfenster-Matrix mit mehreren Phasen und Intensitäten gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 ist eine Graustufen-Nachschlagtabelle mit zwei Phasen und zwei Intensitäten gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15 ist eine zeitliche Darstellung der Beziehung zwischen Zeilen auf einer OPC- Trommel und einer DMD-Matrix.
Fig. 16 ist eine Graustufen-Nachschlagtabelle für ein System mit zwei Intensitäten und vier Phasen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 17 ist eine Impulsdauer-Geitfenster-Matrix gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 18 ist eine Graustufen-Nachschlagtabelle für ein Dreiphasen-Impulsdauer- Modulationssystem gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 19 ist eine Graustufen-Nachschlagtabelle für ein anamorphotisches Zweiphasen- Impulsdauer-Modulationssystem gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 20 ist eine alternative Ausführung einer Graustufen-Nachschlagtabelle für ein System mit zwei Intensitäten und vier Phasen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
Fig. 21 ist ein Blockschaltplan eines Druckers gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die folgende Beschreibung bezieht sich beispielshalber auf Druckersysteme, deren räumliche Lichtmodulatoren (SLM) digitale Mikrospiegelvorrichtungen (DMD) sind. Jedoch lassen sich dieselben Konzepte auf Druckersysteme anwenden, die andere Typen von Pixelmatrix-Abbildungsvorrichtungen verwenden. Beispielsweise könnte ein Druckersystem anstatt mit einer DMD-Matrix mit einer Matrix aus Flüssigkristallelementen verwendet werden. Im Fall einer DMD wird das Bild durch Spiegelelemente erzeugt, jedoch werden bei Pixelmatrix-Vorrichtungen allgemein auch häufig die Begriffe "Pixel" oder "Elemente" verwendet. Die Pixel der Matrix besitzen gewöhnlich eine Eins-zu-Eins-Entsprechung mit den Pixeln des Bildes, wobei der Kontext der folgenden Beschreibung angibt, wenn dies nicht der Fall ist.
Fig. 1 zeigt eine Druckerbelichtungseinheit 10 mit einer DMD 12 und einem Speicher 13 gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Zuge dieser Beschreibung werden einzelne reflektierende Elemente der DMD 12 als "Spiegel" oder "Spiegelelemente" bezeichnet.
Verschiedene Typen dieser für die DMD 12 geeigneten Spiegelelemente sind im US- Patent Nr. 4.662.746 mit dem Titel "Spatial Light Modulator and Method", im US-Patent Nr. 4.956.619 mit dem Titel "Spatial Light Modulator", im US-Patent Nr. 5.061.049 mit dem Titel "Spatial Light Modulator and Method", im US-Patent Nr. 5.038.857 mit dem Titel "Multi-Level Deformable Mirror Device " und in der am 20. Dezember 1994 eingereichten und am 26. Juli 1995 unter der Veröffentlichungs-Nr. 0664470 veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Lfd.-Nr. 94120234.3 mit dem Titel "Improved Multi-Level Digital Micromirror Device" beschrieben. Jedes dieser Patente ist an Texas Instruments Incorporated übertragen worden.
Im Beispiel von Fig. 1 sind die Spiegelelemente der DMD 12 vertikal ausgerichtet. Jedoch könnten bei anderen Ausführungsformen die Zeilen der DMD 12 gestaffelt sein, derart, daß einzelne Spiegelelemente zeilenweise versetzt sind. Durch Versetzen der Zeilen kann aus der räumlichen Modulation in Querprozeßrichtung Vorteil gezogen werden, wie in dem an Texas Instruments Incorporated übertragenen US-Patent Nr. 5.453.778 mit dem Titel "Method and Apparatus for Spatial Modulation in Cross- Process Direction" offenbart ist.
Zwecks Bereitstellung eines einfachen Beispiels enthält die DMD 12 lediglich vier Zeilen von Spiegelelementen bei sechzehn Spiegelelementen pro Zeile. In praktischen Anwendungen kann die DMD 12 jedoch weitaus mehr Zeilen und Spalten enthalten. Eine typische DMD 12 könnte 1000 oder mehr Spiegelelemente pro Zeile enthalten. Licht aus einer Lichtquelle 14 wird durch die DMD 12 entsprechend dem "Ein"- oder "Aus"-Zustand jedes Spiegelelements auf eine OPC-Trommel 16 reflektiert. Dieser Zustand wird durch die von einem Belichtungsdatenspeicher 13 gelieferten Daten bestimmt. Wie weiter unten erläutert wird, liefert der Speicher 13 ein Datenbit für jeden Spiegel, der während einer einzelnen Zeilenperiode adressiert werden soll. Das Bild wird reflektiert und durch eine Optikeinheit 18 fokussiert. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, fällt Licht von der DMD 12 auf eine OPC-Trommel 16, wobei jeder Spiegel Licht für ein Pixel auf dem Bild bereitstellt. Lediglich eine Pixelzeile ist explizit dargestellt, jedoch werden von einer DMD 12 selbstverständlich mehrere Pixelzeilen gleichzeitig beleuchtet. Jedes Pixel wird entweder belichtet oder nicht belichtet und somit zur Anziehung von Toner geladen oder entladen. Zwei typische Größen für solche Pixel sind 1/300 Quadratzoll und 1/600 Quadratzoll, obwohl andere Größen im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen. Die Trommel 16 wird dann über das zu bedruckende Papier gedreht, wobei der Toner von der Trommel 16 übertragen wird und auf das Papier gebrannt wird, wobei die Pixelzeile eine Zeile auf das Papier druckt.
Da sich die Trommel 16 dreht, wird an einer Pixelzeile auf der Trommel 16 in verschiedenen Zeitintervallen Licht von verschiedenen Spiegelzeilen auf der DMD 12 empfangen. Die gewünschte Belichtungszeitspanne kann durch eine pulsierende Lichtquelle 14 vollzogen werden oder durch eine Lichtquelle 14, die eingeschaltet bleibt, während die Spiegel zu geeigneten Zeitpunkten ein- und ausgeschaltet werden. In einem Beispiel wird der "Ein"- oder "Aus"-Zustand der Spiegel oder die Amplitude der Lichtquelle 14 einmal pro Zeile der Trommelbewegung (in jeder Zeilenperiode) aktualisiert. Jedoch kann jede andere Aktualisierungsgeschwindigkeit verwendet werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Pixel 20 bei rotierender Trommel 16 von einer Spalte aus vier Spiegeln 22-28 in vier verschiedenen Zeitintervallen belichtet. Jedes Zeitintervall ist eine "Zeilenperiode". Ähnlich wird das Pixel 46 durch die Spiegel 38-44 belichtet. Das sich in der zweiten Pixelzeile befindende Pixel 21 wird durch die Spiegel 22-28, jedoch eine Zeilenperiode später als das Pixel 20 belichtet. Somit wird jedes Pixel der Trommel 16 entsprechend den Daten belichtet, die in vier aufeinanderfolgenden Zeilenperioden an vier verschiedene Spiegel derselben Spalte der DMD 12 geliefert werden.
Das US-Patent Nr. 5.461.411 mit dem Titel "Process and Architecture for Digital Micromirror Printer" beschreibt Verfahren zum Erzeugen von Graustufen, jedoch ohne die Gleitfenster-Implementierung der vorliegenden Erfindung. Das Erzeugen eines bestimmten Grautons bei einem Pixel auf dem Bild beinhaltet die folgenden Schritte. Zuerst wird Licht auf das Pixel reflektiert (was in kleinere "Phasen" unterteilt werden kann) und durch Zeitintegration akkumuliert. Dieses Licht entlädt (oder lädt) die Trommel an dem Pixel und erzeugt ein dreidimensionales Spannungsprofil. Die Beziehung zwischen der Lichtexposition und der Spannung ist nichtlinear, wobei die nichtlineare Kurve "Kurve der photoinduzierten Entladung" genannt wird (photo-induced discharge curve = PaC). Auf die Trommel wird ein Entwicklungspotential aufgebracht, wobei die Tonerpartikel in Kontakt gebracht werden. Es besteht ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der an das Pixel angezogenen Menge des Toners und der Spannung. Der Toner wird dann durch Aufbringen von Wärme auf das Papier gebrannt. Die Menge des aufbrannten Toners bestimmt die Graustufe.
Die Beziehung zwischen der Lichtexposition auf die Trommel und der endgültigen Graustufe ist nicht notwendigerweise linear und kann durch Modellbildung experimentell bestimmt werden. Die Beziehung kann als Nachschlagtabelle ausgedrückt sein, die die Graustufe mit der für jede Phase benötigte Lichtexposition in einen Bezug setzt. Im Zuge der folgenden Beschreibung bezeichnet die Verwendung des Begriffs "Graustufe" die kumulative Lichtexposition an ein Pixel anstatt der wirklich wahrgenommenen Graustufe. Aufgrund der obenbeschriebenen nichtlinearen Beziehung ist es möglich, daß zwei verschiedene Belichtungsprofile zur selben wahrgenommenen Graustufe führen, und alternativ, daß zwei verschiedene Profile mit derselben kumulativen Belichtung zu unterschiedlich wahrgenommenen Graustufen führen.
Selbstverständlich sind die in Fig. 1 gezeigten Spiegel lediglich beispielhaft, wobei ebenso anders geformte Spiegel verwendet werden können. Insbesondere sind die in Fig. 1 gezeigten Spiegel quadratisch und werden als isomorphe DMD bezeichnet. Anamorphotische DMD können ebenfalls benutzt werden. Beispielsweise können ebenso rechteckige DMD mit der halben Höhe der in der Matrix 12 gezeigten DMD verwendet werden. Ferner kann die Optik 18 verwendet werden, um isomorphe Spiegel effektiv anamorphotisch zu machen und umgekehrt.
Fig. 2 zeigt eine Gruppe von Graustufenwerten, die ein zu druckendes Bild repräsentieren. Es soll eine Anzahl von Zeilen gedruckt werden, die mit Zeile&sub0; bis ZeileL-1 bezeichnet sind. Jede Wertezeile entspricht einer Zeile und enthält die Graustufendaten für alle Pixel in der Zeile. Im gezeigten Beispiel enthält jede Zeile n Pixel. Beispielsweise enthält die erste Zeile der Matrix von Fig. 2, Zeile, Daten für die Pixel P0,0 bis P0,n-1. Wie weiter unten erläutert wird, werden diese Graustufenwerte im Speicher 13 gespeichert und als Grundlage für Mikrobilddaten zur Übergabe an die DMD 12 verwendet. Die Mikrobilder werden zeitintegriert, um zum gewünschten Graustufenbild zu führen.

ZEILENINTEGRATION MIT EINER EINZIGEN LICHTINTENSITÄT

Fig. 3 zeigt ein Verfahren der aufeinanderfolgenden Exposition jedes Pixels des Bildes durch Licht von Spiegelelementen in derselben Spalte der DMD 12.
Beispielsweise wird eine Zeile von Pixeln zuerst durch eine erste Zeile von Spiegelelementen belichtet, danach durch eine zweite Zeile von Spiegelelementen, gefolgt von Belichtungen durch zwei aufeinanderfolgende Zeilen von Spiegelelementen. Dadurch wird die Belichtung bestimmter Pixel akkumuliert und das Drucken verschiedener Graustufen ermöglicht.
Im Beispiel dieser Beschreibung wird jedes Pixel von vier Spiegeln belichtet. Genauer, ein bestimmtes Pixel auf dem Bild Zeile&sub0; wird durch einen ersten Spiegel M&sub3; belichtet, danach durch den Spiegel M&sub2;, danach durch den Spiegel M&sub1; und danach durch den Spiegel M&sub0;. Diese Belichtungen erfolgen zu den Zeitpunkten t = 0 bis t = 3. Obwohl die Belichtungen in Wirklichkeit an derselben Stelle stattfinden, sind die Belichtungen in Fig. 3 zwecks Veranschaulichung horizontal auseinandergezogen. Die Spiegel M&sub0; bis M&sub3; könnten irgendeine Spalte von vier Spiegeln in der DMD 12 sein, wie etwa die Spiegel 22, 24, 26 und 28 von Fig. 1.
Am Beginn jeder neuen Belichtungsperiode wird die DMD 12 mit einem neuen Datensatz adressiert. Die an jeden Spiegel gelieferten Daten sind binär, in dem Sinn, daß sie angeben, ob dieser Spiegel während der Belichtungsperiode EIN oder AUS sein soll. Die binären Daten (0- oder 1-Werte) für sämtliche Spiegel der DMD, die während einer einzelnen Belichtungsperiode zu adressieren sind, werden hier als "Mikrobild"-Daten bezeichnet. Im Beispiel von Fig. 3 sind zur Darstellung des endgültigen Bildes vier Mikrobilder m&sub0;-m&sub3; übereinander gelegt.
Obwohl Fig. 3 das komplette Belichten lediglich eines Pixels (in der Zeile 0) zeigt, werden sämtliche andere Pixel in der gleichen Weise belichtet. Pixel in derselben Spalte werden durch dieselben Spiegelelemente, jedoch mit anderen Mikrobildwerten belichtet. Pixel in verschiedenen Spalten werden durch verschiedene Spiegelelemente belichtet.
Die Mikrobilder können als Abwärtsbewegung der durch Pixel auf der Trommel 16 repräsentierten "Seite" vergegenwärtigt werden. Im gezeigten Beispiel wandert die DMD 12 auf der Seite zeilenweise nach unten. Bei jeder neuen Position empfängt die DMD 12 neue Daten und erzeugt ein neues Mikrobild. Bei jeder neuen Position sind sämtliche zuvor belichteten Zeilen des Bildes, bis auf die oberste, Teil des neuen Mikrobildes. Eine neue Zeile des Bildes ist ebenfalls Teil des neuen Mikrobildes.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet das Wiederauffinden von Daten aus dem Speicher 13, um die Mikrobilddaten an die DMD 12 zu liefern. Der Speicher 13 verwendet Zeiger, um ein Gleitfenster zu simulieren, das zu bestimmten Zeitpunkten die Grauskalendaten erhält, aus denen das momentane Mikrobild hergeleitet wird. Die Zeiger werden neu zugewiesen, so daß das Gleitfenster die Seite hinab gleitet. Bei jeder neuen Position des Gleitfensters wird der Grauskalenwert jedes Pixels aktualisiert, um die vorhergehende Mikrobildbelichtung zur Gesamtbelichtung des Pixels aufzurechnen.
Fig. 4 zeigt eine Gleitfenster-Matrix für ein Zeilenintegrationssystem. Diese Matrix wird im Speicher 13 gespeichert. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, besitzt die Gleitfenster-Matrix R Zeilen, die mit ZEILE0 bis ZEILER-1 bezeichnet sind. Die Matrix enthält für jedes zu belichtende Pixel einen Belichtungswert. Die Anzahl von Zeilen im Gleitfenster entspricht der Anzahl von Zeilen der durch die DMD 12 erzeugten Mikrobilder.
Fig. 5 zeigt eine Nachschlagtabelle zur Erlangung der Belichtungswerte in der Gleitfenster-Matrix von Fig. 4. Die Nachschlagtabelle bildet eine gewünschte Graustufe in Belichtungswerte ab, die in der Gleitfenster-Matrix zu speichern sind. Jeder Belichtungswert entspricht der Anzahl von Belichtungen, die ein Pixel erfahren soll. Somit muß die Anzahl von Gleitfenster-Matrixzeilen wenigstens so groß wie die größte Anzahl von Belichtungen in der Nachschlagtabelle sein. Beispielsweise enthält die Nachschlagtabelle von Fig. 59 als größten Belichtungswert, weshalb wenigstens 9 Gleitfenster-Matrixzeilen erforderlich sind.
Im Betrieb wird die Gleitfenster-Matrix gänzlich mit Nullen initialisiert. Die Belichtungswerte für die erste Zeile des Bildes werden dann als letzte Zeile der Matrix adressiert. In dieser Beschreibung werden die Matrixzeilen durch Zeiger identifiziert, so daß kein wirkliches Kopieren von Daten von einem Ort zum anderen erforderlich ist. Selbstverständlich könnte die Erfindung auch mit Kopieren implementiert werden, so daß die Daten an geeignete Stellen im Speicher geschrieben würden.
Fig. 6 zeigt, wie Mikrobilddaten aus den Belichtungswerten von Fig. 4 gewonnen werden. Für das erste Mikrobild sind sämtliche Spiegel der DMD 12 mit Ausnahme der betreffenden Spiegel in der letzten Zeile der DMD 12 AUS. Diese letzte Zeile soll in der ersten Belichtungsperiode die erste Zeile des Bildes belichten. Die Spiegel der DMD- ZEILER-1 sind in Abhängigkeit, von den Informationen in ZEILER-1 der Gleitfenster- Matrix EIN oder AUS. Wie gezeigt ist, ist der Spiegel dann, wenn der Belichtungswert für einen Spiegel ³1 ist, EIN. Wenn der Belichtungswert 0 ist, ist der Spiegel AUS.
Fig. 7 zeigt die Gleitfenster-Matrix von Fig. 4, jedoch nach der ersten Belichtung. Die Belichtungswerte von ZEILER-1 sind dekrementiert worden, um die erste Belichtung wiederzuspiegeln. ZEILER-1 wurde als ZEILER-2 neu adressiert. Ferner wurde eine neue Zeile von Belichtungswerten als ZEILER-1 für die zweite Zeile des Bildes, die in Fig. 2 die Zeile 1 ist, adressiert.
Der Prozeß der Gewinnung eines Mikrobildes aus den Gleitfenster-Werten und der Aktualisierung des Gleitfensters setzt sich fort, bis sämtliche Belichtungswerte von Fig. 2 zur Erzeugung von Mikrobildern und somit zur Erzeugung der zu druckenden Seite verwendet worden sind.

ALLGEMEINES VERFAHREN FÜR EINE GLEITFENSTER-MATRIX

Fig. 8 zeigt einen verallgemeinerten Prozeß zur Verwendung einer Gleitfenster- Matrix von Belichtungswerten gemäß der Erfindung. Sie beschreibt den oben in Zusammenhang mit den Fig. 3-7 für die Zeilenintegration beschriebenen Prozeß sowie den im folgenden für andere Typen des Grauskalendruckens beschriebenen Prozeß.
Der Schritt 80 ist die Initialisierung der Gleitfenster-Matrix mit Nullen.
Im Schritt 82 wird die Gleitfenster-Matrix für das erste Mikrobild adressiert. Mit anderen Worten, in der ersten Belichtungsperiode, die zum Zeitpunkt t = 0 beginnt, wird ZEILER-1 mit Belichtungswerten geladen. Alle anderen Zeilen der Gleitfenster-Matrix bleiben mit null initialisiert.
Im Schritt 84 wird auf der Grundlage der Belichtungswerte in der Gleitfenster-Matrix ein Mikrobild erzeugt. Nach dem Erzeugen des Mikrobildes, das das Laden der Mikrobilddaten in die DMD 12 und das Belichten der Trommel 16 beinhaltet, wird die Gleitfenster-Matrix im Schritt 86 dekrementiert. Das Dekrementieren wird durch Subtrahieren einer Einheit von jedem Belichtungswert in der Gleitfenster-Matrix, der einem zu belichtenden Pixel entspricht, ausgeführt.
Nach dem Dekrementieren der Gleitfenster-Matrix werden die Belichtungswerte im Gleitfenster neu adressiert, so daß das Gleitfenster der neuen Position der Trommel 16 entspricht. Somit kehrt der Prozeß zum Schritt 82 zurück. Zeilen von Belichtungswerten empfangen Adressen für vorhergehende Zeilen der Matrix, so daß jede Zeile Belichtungswerte von der darunter liegenden nächsten Zeile empfängt. Als Formel ausgedrückt: ZEILEK = ZEILEK+1. Die oberste Zeile von Belichtungswerten, die nun auf Null 0 werden würde, fällt aus dem Gleitfenster heraus. Eine neue Zeile von Belichtungswerten für die nächste zu druckende Zeile wird als letzte Zeile der Gleitmatrix adressiert. Somit: ZEILER-1 = Zeilet. Dieser Prozeß setzt sich fort, bis sämtliche Zeilen des Bildes belichtet worden sind.

SYSTEM MIT MEHREREN INTENSITÄTEN

Fig. 9 zeigt ein Verfahren für das Graustufendrucken mit mehreren Intensitäten. Wie Fig. 3 zeigt Fig. 9 die Belichtung von mehreren Pixeln in einer Spalte einer OPC- Trommel. Zwecks Veranschaulichung sind die Belichtungen horizontal auseinandergezogen, jedoch überlagern sie sich in Wirklichkeit. Im Verfahren nach Fig. 9 nimmt die Intensität der Lichtquelle 14 von Fig. 1 zyklisch verschiedene Intensitäten an. Genauer, die Darstellung von Fig. 9 zeigt vier verschiedene Intensitäten, I&sub1;, I&sub2;, I&sub4;, I&sub8;, wobei die zweite Intensität das Zweifache der ersten beträgt, die dritte Intensität das Zweifache der zweiten beträgt und die vierte Intensität das Zweifache der dritten beträgt. Selbstverständlich sind diese speziellen Intensitäten lediglich beispielhaft, wobei ebenso andere Intensitäten verwendet werden könnten. Bei vier Intensitätspegeln und vier Spiegeln, die zur Belichtung jedes Pixels verwendet werden, sind 16 Graustufenpegel (0 bis 15, wobei 8 + 4 + 2 + 1 = 15) verfügbar.
Fig. 10 zeigt die Gleitfenster-Matrix für das Verfahren von Fig. 9 mit mehreren Intensitäten. Jede Zeile der Gleitfenster-Matrix enthält für jedes Pixel in dieser Zeile Belichtungsdaten für jede Intensität. Somit ist jede Zeile selbst eine zweidimensionale Matrix mit p Spalten, wobei p die Anzahl von Pixeln in einer Zeile ist, und i Zeilen, wobei i die Anzahl von in dem System verfügbaren unterschiedlichen Intensitätspegeln ist.
Die Belichtungsdaten für jede Intensität entsprechen der Anzahl von Belichtungen, die jedes Pixel bei einem bestimmten Intensitätspegel erfahren soll. Diese Informationen werden aus einer Nachschlagtabelle wie etwa der in Fig. 11 gezeigten erhalten. Die Nachschlagtabelle von Fig. 11 bildet die gewünschte Grauskala aus den Daten von Fig. 2 auf die Anzahl von bei jedem Intensitätspegel erforderlichen Belichtungen ab. Beispielsweise zeigt die Gleitfenster-Matrix von Fig. 10 das Pixel P&sub0; von ZEILER-1 mit einem Graustufenpegel von 2, das Pixel P1 mit einem Graustufenwert von 31 und das Pixel PP-1 mit einem Graustufenwert von 63.
Wie oben in Zusammenhang mit Fig. 8 besprochen wurde, wird für jede Belichtungsperiode auf der Grundlage der Gleitfenster-Matrix von Fig. 10 ein Mikrobild erzeugt, gefolgt von einem Dekrementieren und Gleiten der Gleitfenster-Matrix. Bei dem Verfahren mit mehreren Intensitäten wird das Dekrementieren durch Subtrahieren von eins von dem Belichtungswert für die betreffende Intensität jedes Pixels, das einen Wert größer als null besitzt, ausgeführt. Im Beispiel von Fig. 10 wird nach der ersten Belichtung mit der Intensität I&sub1; der I&sub1;-Datenwert für das Pixel P&sub0; von ZEILER-1 nicht dekrementiert, da er null ist. Für das Pixel P&sub1; derselben Zeile wird der I&sub1;-Datenwert von drei auf zwei dekrementiert und für das Pixel PP-1 wird der Datenwert I&sub1; von fünf auf vier dekrementiert.

IMPULSPOSITIONIERUNG

Fig. 12 zeigt ein Impulspositionierungsverfahren für das Graustufendrucken. Wie die Figur3 und 9 zeigt Fig. 12 die Beziehung zwischen einer Spalte von Pixeln mehrerer Zeilen auf der Trommel 16 und Spiegeln in einer Spalte der DMD 12. Die Impulspositionierung wird angewendet, um zu steuern, wohin das Licht von jedem der Spiegel auf die Trommel fällt.
Im Beispiel von Fig. 12 wird die "Ein"-Zeit für jedes weitere Mikrobild alternativ um 1/4 der Pixelhöhe verzögert oder vorgestellt. Der Spiegel, der die Zeilen L und L+1 überlappt, wird als Beitrag zur Zeile L gezählt. Somit wird ein Pixel in der Zeile 0 durch den Spiegel M3 zum Zeitpunkt t = 0 mit der Intensität I1 in der Phase P1 belichtet, durch den Spiegel M2 zum Zeitpunkt t = 1 mit der Intensität M2 in der Phase P2 und so weiter.
Somit besitzt ein bestimmtes Pixel zwei Phasen. Diese Phasen können erzeugt werden, indem gesteuert wird, wann das Licht auf die OPC-Trommel reflektiert wird. Diese Steuerung kann durch Pulsieren der Lichtquelle zu gewünschten Zeitpunkten oder durch Verwendung der Spiegel zum Schalten von Licht auf die Trommel lediglich zu betreffenden Zeitpunkten ausgeführt werden. Da sich die Trommel ständig dreht, steuert das Steuern des Zeitpunkts, zu dem Licht reflektiert wird, die Position, in der das Licht auf logische Pixel fällt. Somit wird diese Technik als Impulspositionierung bezeichnet.
Die Impulspositionierung kann mit der Lichtintensitätsänderung kombiniert werden, obwohl dies nicht erforderlich ist. Durch Ändern der Lichtintensität kann eine größere Anzahl verschiedener Belichtungsprofile erzeugt werden, wodurch das Drucken einer größeren Anzahl von Graustufen möglich wird.
Fig. 13 zeigt eine Gleitfenster-Matrix für ein System, das mehrere Phasen und Intensitäten verwendet. Jede Zeile dieser Gleitfenster-Matrix enthält Intensitätsdaten für jede Phase des Pixels. Somit besitzt jedes Element der Matrix für ein Pixel mit zwei Phasen und unter Verwendung von zwei Intensitäten vier Belichtungswerte. Diese vier Werte sind die Anzahl von für eine erste Phase eines gegebenen Pixels erforderlichen Belichtungen bei dem ersten und dem zweiten Intensitätspegel und für die zweite Phase jenes Pixels bei dem ersten und dem zweiten Intensitätspegel.
Fig. 14 zeigt eine Nachschlagtabelle, die verwendet wird, um die Graustufe von Fig. 2 auf die Gleitfenster-Matrix von Fig. 13 abzubilden. Wie in Fig. 14 gezeigt ist, entspricht eine gewünschte Graustufe einer Anzahl von Belichtungen für jede Phase bei jeder Intensität. Bei Spiegeln, die zu einer Belichtung führen, die dem Höchstwert einer Zeile entspricht, kommt die Anzahl von DMD-Zeilen der Anzahl von Gleitfenster- Matrixzeilen gleich. Diese Anzahl kommt der Anzahl von Intensitäten mal der maximalen Anzahl von Belichtungen in der Nachschlagtabelle gleich.
Selbstverständlich ist die Anzahl von Intensitätspegeln und die Anzahl von Phasen, die in den Fig. 12, 13 und 14 gezeigt sind, lediglich beispielhaft, wobei ohne von der Erfindung abzuweichen, mehr oder weniger Intensitäten und Phasen verwendet werden können.
Fig. 15 zeigt ein weiteres Beispiel von mehreren Intensitäten und mehreren Phasen. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, werden anamorphotische Spiegel (oder wird eine anamorphotische Optik) verwendet, so daß das Licht Flächen belichtet, die nicht quadratisch sind. Im Beispiel von Fig. 15 sind diese Flächen rechteckig, wobei vier Phasen einem Pixel entsprechen. Mit einer anamorphotischen Optik, wie sie in Fig. 15 gezeigt ist, werden von zwei Spiegeln zum gleichen Zeitpunkt zwei Phasen unabhängig belichtet. Somit werden für jedes Mikrobild Daten für zwei Phasen in der Gleitfenster- Matrix dekrementiert.
Bei dem Graustufenverfahren von Fig. 15 wird eine Gleitfenster-Matrix verwendet, die jener in Fig. 13 gleicht, mit Ausnahme, daß jedes Pixel Daten für vier Phasen und zwei Intensitäten anstatt für zwei Phasen und zwei Intensitäten besitzt. Fig. 16 zeigt eine Nachschlagtabelle, die verwendet werden kann, um einen gewünschten Graustufenpegel aus der Matrix von Fig. 2 auf eine Gleitfenster-Matrix abzubilden.
Das Beispiel von Fig. 15 mit der anamorphotischen Optik, mehrfachen Intensitäten und sich überlappenden Phasen ist lediglich beispielhaft. Selbstverständlich sind viele andere Kombinationen möglich. Beispielsweise könnte eine anamorphotische Optik ohne überlappende Phasen und mit mehreren Intensitäten verwendet werden. In einem Fall, in dem die anamorphotische Optik zu zwei Spiegeln pro Pixel führt und zwei Intensitäten verwendet werden, würde die Gleitfenster-Matrix jener, die in Fig. 13 gezeigt ist, gleichen.

IMPULSDAUER

Ein weiteres Grauskalendruckverfahren ist als Impulsdauermodulation (PDM) bekannt. Bei der Impulsdauermodulation wird die Dauer eines Impulses gesteuert, entweder durch Pulsieren des Lichtes oder durch Schalten der Spiegel, derart, daß der Belichtungspegel durch Steuern der Zeitspanne, in der das Licht die OPC-Trommel bestrahlt, eingestellt wird.
Fig. 17 zeigt eine Gleitfenster-Matrix für die Impulsdauermodulation. Das Beispiel von Fig. 17 enthält drei verschiedene Impulsdauern, wovon jede eine unterschiedliche Verzögerung besitzt. Die graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Spiegeln und der Zeilen auf der Seite gleicht jener, die in Fig. 9 gezeigt ist, wobei die Intensitätsmodulation durch die Impulsdauermodulation ersetzt ist.
Fig. 18 zeigt eine Nachschlagtabelle, die verwendet wird, um die Graustufendaten aus der Matrix von Fig. 2 in die Gleitfenster-Matrix von Fig. 17 abzubilden. Wie in Fig. 17 gezeigt ist, entspricht ein Pixel P&sub0; von ZEILER-1 einer Graustufe 15, während das Pixel P&sub1; einer Graustufe von 30 entspricht und das Pixel PP-1 einer Graustufe von 31 entspricht. Für ein isomorphes System betragen exemplarische Dauern 2,5%, 5% und 10% für D&sub1;, D&sub2; bzw. D&sub3;. Diese prozentualen Dauern werden als Prozentsatz der Zeilenperiode ausgedrückt, wobei die Zeilenperiode die Zeitspanne für das Drehen einer Zeile von Pixeln um eine Zeile vorwärts ist.
Bei der Impulsdauermodulation ist es in manchen Anwendungen wünschenswert, die Impulse mit kürzerer Dauer zu verzögern, um die Mittelpunkte einer jeden Belichtungsfläche auszurichten. Dies ist so, da sich die Trommel 16 dreht, während Pixel belichtet werden, und der Mittelpunkt jeder Belichtungsfläche somit von ihrer Dauer abhängt.
Die Impulsdauermodulation kann sowohl mit isomorphen als auch mit anamorphotischen Systemen verwendet werden. Fig. 19 zeigt eine Nachschlagtabelle, die verwendet wird, um Graustufendaten aus der Matrix von Fig. 2 in eine Gleitfenster- Matrix für ein anamorphotisches System (jenem von Fig. 15 ähnlich) unter Anwendung der Impulsdauermodulation abzubilden. Die Phasen P&sub1; und P&sub3; werden von zwei benachbarten Spiegeln einer Spalte erzeugt, während die Phasen P&sub2; und P4 von zwei anderen benachbarten Spiegeln der Spalte erzeugt werden. Die entsprechenden Zeitdauern sind in Fig. 19 mit 25% für die Phasen P&sub1; und P&sub3; und 12,5% für die Phasen P&sub2; und P&sub4; gezeigt. Ferner sind die Phasen P&sub2; und P&sub4; um 6,25% verzögert, um ihre Belichtungsmittelpunkte mit jenen von P&sub1; und P&sub3; abzugleichen.

ALTERNATIVE NACHSCHLAGTABELLE

Wie oben gesagt wurde, bilden die verschiedenen Nachschlagtabellen die Halbton- (Graustufen)-Daten aus der Matrix von Fig. 2 in die betreffende Gleitfenster-Matrix ab. Die Daten, die in die Gleitfenster-Matrix eingehen, entsprechen der Anzahl von Belichtungen für ein bestimmtes Pixel oder eine bestimmte Phase bei einer bestimmten Intensität. Jedoch können in diesen Nachschlagtabellen und Gleitfenster-Matrizen auch Daten enthalten sein, die sich von dieser Art von "Anzahl von-Belichtungen"-Daten unterscheiden.
Fig. 20 zeigt eine Nachschlagtabelle, bei der Belichtungsinformationen als eine lediglich eine Anzahl für alle Phasen anstatt als einzelne Anzahlen für jeden Intensitätspegel repräsentiert sind. Diese lediglich eine Anzahl repräsentiert die in Einheiten der niedrigsten Intensität für jede Phase ausgedrückte gewünschte Belichtung. Beispielsweise kann bei einem System, das vier Intensitätspegel, nämlich das 1-, 2-, 4- und 8-fache eines Basisintensitätspegels verwendet, ein gewünschter Intensitätspegel von 15, wie in Fig. 11, durch eine Belichtung bei Intensitätspegel 8, eine Belichtung bei Intensitätspegel 4, eine Belichtung bei Intensitätspegel 2 und eine Belichtung bei Intensitätspegel 1 wiedergegeben werden. Mit der Nachschlagtabelle von Fig. 20 würde jedoch eine Belichtungsintensität von 15 als einzelner Datenpunkt mit 15 eingegeben werden. Dies verringert den Speicherplatzbedarf der Gleitfenster-Matrix, da für die einzelnen Elemente in der Matrix lediglich diese einzelnen Datenpunkte eingegeben werden.
Bei einer solchen Nachschlagtabelle ist eine Dekrementierungsstrategie wie folgt. Zuerst wird die Summe der Intensitäten in den Wiederholungszyklen berechnet. Im Beispiel, in dem die Intensitäten 1, 2, 4 bis 8 durchlaufen, beträgt die Summe 15. Wenn die momentane gewünschte Belichtung aus einer Gleitfenster-Matrix größer als diese Summe ist, wird der betreffende Spiegel für den momentanen Intensitätspegel auf EIN gestellt und danach der Gleitfenster-Matrixeintrag für dieses Pixel um die momentane Intensität dekrementiert. Dies wird fortgesetzt, bis die gewünschte Belichtung eines bestimmten Pixels kleiner als die Summe der Intensitäten im Wiederholungszyklus ist. Sobald dies zutrifft, wird die binäre Darstellung der gewünschten Belichtung mit der momentanen Intensität logisch UND-verknüpft. Wenn das Ergebnis eine Eins ist, dann wird der betreffende Spiegel eingeschaltet und der entsprechende Eintrag im Gleitfenster dekrementiert.

STEUERUNGSSYSTEM

Fig. 21 zeigt einen Blockschaltplan der Schaltungsanordnung, die den Drucker 10 steuert. Wie in Fig. 21 gezeigt ist, empfängt ein Prozessor 100 von einer Datenquelle 102 entweder direkt oder über den Speicher 104 Daten, die das zu druckende Bild repräsentieren. Die Quelle 102 kann durch irgendeine Vorrichtung, die zu druckende Daten ausgeben kann, wie etwa einen Personalcomputer repräsentiert sein. Der Speicher 13 wird zur Speicherung von zu druckenden Daten und zur Speicherung von weiteren Daten wie etwa vorprogrammierten Daten für ein späteres Drucken verwendet werden. Ein Prozessor 100 enthält Befehle zur Steuerung seiner Tätigkeit. Der Prozessor 100 ist mit dem Speicher 13, der Lichtquelle 14, der DMD 12 und der OPC-Trommel mit Motor 16 gekoppelt. Der Prozessor 100 ist außerdem mit dem Drucker-Papiertransport, der Anwender-E/A und dem Diagnoseblock 106 gekoppelt. Im Betrieb verarbeitet der Prozessor 100 die zu druckenden Daten, indem er die Lichtquelle 14 und die Matrix 12 steuert. Beispielsweise bestimmt der Prozessor 100 die Graustufe, die für ein bestimmtes Pixel eingetragen werden muß, und steuert die betreffenden Spiegel der Matrix 12 und die Lichtquelle 14, um jene Intensität auf das Pixel anzuwenden.
Der Speicher 13 enthält Gleitfenster-Matrizen wie jene, die oben besprochen wurden. Somit steuert der Prozessor 100 die DMD-Matrix 12 und die Lichtquelle 14 entsprechend der Gleitfenster-Matrix. Nach jeder Belichtung dekrementiert der Prozessor 100 die Gleitfenster-Matrix im Speicher 13, wie oben beschrieben wurde. In dieser Weise werden die Speicheranforderungen stark reduziert. Insbesondere werden zur Wartung der Graustufeninformationen lediglich drei Speicherblöcke benötigt. Der erste Speicherblock 1 enthält die Halbton-Daten, die auf eine Seite gedruckt werden sollen, wie durch die Matrix von Fig. 2 dargestellt ist. Diese Daten können vom Block 102 in Fig. 21 empfangen werden. Der zweite Speicherblock enthält, wie oben beschrieben wurde, eine Nachschlagtabelle. Der dritte Block enthält die Gleitfenster-Matrix. Der Prozessor 100 führt Befehle aus, um den Ablaufplan von Fig. 8 auszuführen, wobei er auf diese Speicherblöcke des Speichers 13 zugreift.

FEHLERKOMPENSATION

Die Erfindung stellt ein einfaches Verfahren zur Kompensation von Fehlern in der DMD 12 bereit. Drei Fehlertypen sind die Schwarzfehler (wenn bestimmte Spiegel in der AUS-Position hängen bleiben), die Weißfehler (wenn bestimmte Spiegel in der EIN- Position hängen bleiben) und die Ungleichmäßigkeit (wenn einige Spiegel zu einer stärkeren Belichtung als die anderen Spiegel führen).
Schwarzfehler werden behandelt, indem der Belichtungswert eines Pixels dann, wenn ein defekter Spiegel angetroffen wird, einfach nicht dekrementiert wird. Der Mikrobildwert für diesen Spiegel wird auf AUS gesetzt.
Weißfehler können behandelt werden, indem ein konstanter Hintergrund erzeugt wird, um ihre Wirkung zu beseitigen. Zuerst wird die maximale Belichtung, die sich aus den Weißfehlern in der Spalte mit der größten Anzahl von Weißfehlern ergibt, bestimmt. Dieser Belichtungspegel wird dann als Hintergrundbelichtungspegel verwendet, der zum Belichtungswert für jedes Pixel oder jede Pixelphase des Bildes addiert wird. Während des Druckvorgangs wird die Hintergrundbelichtung durch Wählen eines geeigneten Entwicklungsschwellenwertes beseitigt. Bei der Addition des Hintergrunds kann die Wirkung der Weißfehler während der Belichtung entweder durch vorheriges Subtrahieren oder durch Dekrementieren verringert werden. Als Beispiel für das vorherige Subtrahieren, wenn der Hintergrundpegel 8 beträgt und ein Pixel einen Graustufenwert besitzt, der einer gewünschten Belichtung von 20 entspricht, wird diese Belichtung auf 20 + 8 = 28 inkrementiert. Wenn ein oder mehrere Weißfehler dieses Pixel mit der Intensität 4 beeinflussen, wird von der gewünschten Belichtung 4 subtrahiert, so daß sich eine Netto-Belichtung von 28 - 4 = 24 ergibt, wobei dieser Wert in der Gleitfenster-Matrix gespeichert wird. Dann wird das obenbeschriebene Gleitfenster-Verfahren angewendet, derart, daß der Belichtungswert eines Pixels in der Gleitfenster-Matrix nicht dekrementiert wird, wenn ein defekter Spiegel angetroffen wird. Alternativ wird statt dem vorherigen Subtrahieren der Belichtungswert eines Pixels in der Gleitfenster-Matrix "zwangsdekrementiert", wenn ein defektes Pixel angetroffen wird.
Ein weiteres Verfahren zur Weißfehlerkompensation wird hier als "Weißausgleichen" ("white balancing") bezeichnet, wobei in einem separaten Bereich der DMD 12 zusätzliche Weißfehler simuliert werden, um die Wirkung von Weißfehlern auszugleichen. Für n(b) oder weniger Schwarzfehler in jeder Spalte werden zusätzliche n(b) Zeilen verwendet, um Fehlbelichtungen zu kompensieren. Für n(w) oder weniger Weißfehler in jeder Spalte werden zusätzliche n(w) Zeilen addiert, um Fehlbelichtungen zu kompensieren. Ebenso werden zum Weißausgleichen zusätzliche n(w) Zeilen verwendet, um die Wirkung von Weißfehlern auszugleichen. Für Spalten der SLM 12, in denen Weißfehler vorkommen, ist die gleiche Anzahl von Pixeln in der entsprechenden Spalte des Weißausgleichsbereichs "aus". Wenn es in der betreffenden Spalte nicht genügend Spiegel gibt, um die fehlerhaften pixelerzeugenden Elemente des SLM 12 zu kompensieren, sind sämtliche Spiegel jener Spalte "aus". Alle weiteren Spiegel in des Weißausgleichsbereichs sind "ein". Dies führt zu einem konstanten Hintergrund, der durch Wählen des geeigneten Entwicklungsschwellenwertes aus dem Druck entfernt werden kann.
Der obenbeschriebene Gleitfenster-Prozeß kann modifiziert werden, um eine Korrektur der Ungleichmäßigkeit im SLM 12 aufzunehmen. Es gibt zwei Arten von Ungleichmäßigkeit: die eindimensionale, bei der sich die Gleichmäßigkeit längs des SLM in der Querprozeßrichtung verändert, und die zweidimensionale, bei der sich die Gleichmäßigkeit von Spiegel zu Spiegel verändert. Die erste ergibt sich gewöhnlich aus einem Beleuchtungsgefälle, während sich die letzte aus einer Kombination von Beleuchtungsgefälle und Veränderungen des Reflexionsgrades von Spiegel zu Spiegel ergibt.
Für beide Fälle von Ungleichmäßigkeit kann dasselbe Verfahren angewendet werden. Beim Dekrementieren des Belichtungswertes in der Gleitfenster-Matrix: Dekrementieren um einen effektiven Belichtungswert, der gleich dem Produkt aus dem momentanen Reflexionsgrad des Spiegels und der Belichtungsintensität ist. Im eindimensionalen Fall kann dies so vereinfacht werden, daß dann, wenn eine bestimmte Spalte im Vergleich zu einem Standard lediglich 90% Effizienz aufweist, die gewünschte Belichtung für ein Pixel in der Spalte mit 10/9 multipliziert wird, bevor sie in der Gleitfenster-Matrix gespeichert wird. Dieser Multiplikationsfaktor wird dann auf jeden Weißfehlerhintergrund-Belichtungspegel angewendet, der zur gewünschten Belichtung addiert wird. Bei diesen im voraus korrigierten Belichtungspegeln ist die Dekrementierungsstrategie wie oben die Strategie des Dekrementierens um den momentanen Belichtungswert. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß alle Einstellungen der Belichtung abgeschlossen sind, bevor sie in der Gleitfenster-Matrix gespeichert werden. Dies führt zu einer schnelleren Verarbeitung als jener, Einstellungen während des Gleitfenster-Prozesses ausführen zu müssen.

WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im Zuge dieser Abhandlung sind verschiedene spezifische Beispiele gegeben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele, die zur Erläuterung der Erfindung, ihrer Ausführung und ihrer Anwendung gegeben wurden, beschränkt. Somit liegen Gleitfenster-Matrizen anderer Größe mit anderen Informationen und andere Nachschlagtabellen im Umfang der vorliegenden Erfindung. Diese Matrizen und Tabellen ändern sich in Abhängigkeit von der verwendeten Steuerungstechnik, ob diese nun einer der oben besprochenen Steuerungstechniken oder einer Modifikation oder Kombination von diesen oder einer anderen, hier nicht aufgelisteten Steuerungstechnik entspricht. Beispielsweise können, wie oben gesagt wurde, Systeme mit, gestaffelten Matrizen verwendet werden, wobei die Gleitfenster-Matrizen für solche Systeme Belichtungsinformationen für jede Phase eines logischen Pixels enthalten würden und die Nachschlagtabellen Spalten für jede Phase enthalten würden.

Claims

1. Verfahren zum Belichten von Pixeln einer photoleitenden Trommel zum Drucken eines Graustufenbildes, das die folgenden Schritte umfaßt:

Speichern einer Matrix aus Belichtungsdaten in einem Gleitfenster-Speicher, wobei der Gleitfenster-Speicher eine vorgegebene Anzahl adressierbarer Zeilen besitzt, wovon jede der Speicherung einer Zeile der Matrix aus Belichtungsdaten dient, wobei die vorgegebene Anzahl adressierbarer Zeilen gleich der Anzahl der Zeilen einer Pixelmatrix-Abbildungsvorrichtung, die für die Ausführung des Druckvorgangs verwendet wird, ist;

Erzeugen eines Mikrobildes auf der Trommel durch Adressieren von Elementen der Pixelmatrix-Abbildungsvorrichtung entsprechend den Belichtungsdaten;

Dekrementieren der Belichtungsdaten jeder Zeile des Speichers nach jeder Belichtung;

wobei bei rotierender Trommel die Belichtungsdaten jeder neuen Zeile, die als nächstes gedruckt werden soll, in einer leeren Zeile des Gleitfenster-Speichers gespeichert werden und aufeinanderfolgende Belichtungen derselben Zeile bei rotierender Trommel und fortschreitender Dekrementierung durch die dekrementierten Daten gesteuert werden, wobei die Belichtung einer bestimmten Zeile des Bildes spätestens dann abgeschlossen ist, wenn sich die Trommel um einen Betrag gedreht hat, der der Anzahl von Zeilen des Gleitfenster-Speichers entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Belichtungsdaten mehrere Belichtungsdatenwerte umfassen, wobei jeder Datenwert die Anzahl von Zeitintervallen repräsentiert, in denen ein Pixel des Bildes belichtet werden soll.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Dekrementierungsschritt durch Subtrahieren von eins von jedem Belichtungswert, der einen von null verschiedenen Wert besitzt, ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Belichtungsdaten mehrere Belichtungsdatenwerte umfassen, wobei jeder Datenwert eine Anzahl von Zeitintervallen repräsentiert, in denen ein Pixel des Bildes mit einer besonderen Lichtintensität belichtet werden soll.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Dekrementierungsschritt durch Subtrahieren von eins von jedem Belichtungswert, der einem momentanen Intensitätswert entspricht, ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Trommel mehrere Pixel, die logisch in Phasen unterteilt sind, besitzt und bei dem die Belichtungsdaten mehrere Belichtungsdatenwerte umfassen, wobei jeder Datenwert eine Anzahl repräsentiert, in der eine Phase eines Pixels des Bildes belichtet werden soll.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem jeder Datenwert ferner eine Anzahl von Zeitintervallen repräsentiert, in denen eine Phase eines Pixels des Bildes mit einer gegebenen Belichtungsstärke belichtet werden soll.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Belichtungsdaten mehrere Belichtungsdatenwerte umfassen, wobei jeder Datenwert eine Anzahl von Zeitintervallen repräsentiert, in denen ein Pixel des Bildes für eine besondere Belichtungsdauer belichtet werden soll.

9. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Kompensierens fehlerhafter Elemente der Pixelmatrix-Abbildungsvorrichtung umfaßt, wobei diese Elemente durch Ausführen des Dekrementierungsschrittes, in der Weise, daß die Werte der Belichtungsdaten nicht dekrementiert werden, wenn sie einem fehlerhaften Element zugeordnet sind, ausgesondert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Kompensierens von Ungleichmäßigkeiten zwischen den Elementen der Pixelmatrix-Abbildungsvorrichtung umfaßt, indem ein effektiver Belichtungswert bestimmt wird und der Dekrementierungsschritt durch Subtrahieren des effektiven Belichtungswertes ausgeführt wird.