DE69822999T2 - Steuerung der entwickelten Tonermenge unter Verwendung von Lasermodulationen von getrennten Unterelementen eines Bildes - Google Patents

Steuerung der entwickelten Tonermenge unter Verwendung von Lasermodulationen von getrennten Unterelementen eines Bildes Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Bilderzeugungsgeräte und insbesondere auf eine Punktentwicklung zum Steuern von Toner-/Tintenverwendung und Tonerstreuen.
  • Bei elektrophotographischem Drucken wird ein Muster von elektrostatischen Ladungen, das einem Druckbild entspricht, auf einem optischen Photoleiter (OPC) entwickelt, unter Verwendung von Strahlungsenergie, entweder Licht des sichtbaren Spektrums oder optische Energie außerhalb des sichtbaren Lichtspektrums. Herkömmlicherweise wird Nahe-Infrarotlaserlicht verwendet, um ein elektrostatisches Bild auf dem OPC zu entwickeln. Der OPC ist normalerweise eine fortlaufende Oberfläche, wie z. B. eine Trommel oder ein Riemen.
  • Das Laserlicht bewegt sich über die geladene Oberfläche des photoempfindlichen Materials auf dem OPC in einer Aneinanderreihung von Abtastlinien. Jede Abtastlinie ist logisch in Bildelement-(Pixel)Bereiche unterteilt, und der Laserstrahl ist moduliert, so daß ausgewählte Pixelbereiche Licht ausgesetzt werden. Die Pixelgröße (oder der Pixelbereich) ist durch einen gegebenen Punktabstand, eine Abtastgeschwindigkeit und eine Punktgröße des Druckers definiert. Die Belichtung führt zu einer Reduzierung von Oberflächenladungen (oder zumindest einer Reduzierung bei der Spannung) auf dem OPC an den ausgewählten Pixelpositionen, die ein latentes Bildmuster bilden. Nachfolgend wird Toner an diese Pixelstellen angelegt (aufgebracht), um ein sichtbares Bild zu bilden, und dieses Bild wird dann auf ein Druckmedium (normalerweise ein Blatt Papier) übertragen.
  • Der Toner, der auf das Medienblatt übertragen wird, erscheint in einem Muster von Punkten (oder Flecken), wobei jeder Punkt einem Pixel entspricht (oder einer Kombination von Pixeln zum Entwickeln von Farbtönen). Obwohl Punkte normalerweise dem Bild auf dem Blattmedium zugeordnet sind und Pixel normalerweise dem entsprechenden elektronischen Bild zugeordnet sind, führt die Eins-zu-Eins-Entsprechung von Punkten zu Pixeln üblicherweise dazu, daß die Begriffe austauschbar verwendet werden.
  • Es ist nicht praktisch, die Leistung des Lasers anders zu modulieren als denselben ein- und auszuschalten. Es gibt zu viele Umgebungsfaktoren, die schwer zu steuern sind, die den Betrieb der Laserdiode in einem nicht gesättigten Modus unpraktisch machen. Ein ähnlicher Effekt wird erreicht durch (vollständiges) Ein- und Ausschalten des Lasers für Zeitperioden, die kürzer sind als benötigt oder vorgesehen zum Entwickeln der vollen Pixel-(Punkt-)Größe für einen bestimmten Punktabstand und eine bestimmte Abtastgeschwindigkeit. Dies ist als Pulsbreitenmodulation (PWM) der Laserdiode bekannt. Genauer gesagt, PWM ist die Modifikation des Arbeitszyklus des Video-(Laser)Signalverlaufs in einer Zeitdauereinheit, und hat den Effekt, daß es den Pegel der Belichtungsintensität ändert. Der Arbeitszyklus ist der Prozentsatz der Zeit, den das Signal in einem aktiven Zustand ist (zum Belichten eines Pixelbereichs) in der spezifizierten Zeitdauereinheit. Im wesentlichen ermöglicht es die PWM, daß ein unterdimensioniertes Pixel (oder ein Teil eines Pixels) auf einem OPC entwickelt wird. Falls der Laserstrahl moduliert wird (unter Verwendung von PWM), werden somit die resultierenden Schwankungen bei der Ladung, die auf dem OPC verbleibt, schließlich in entsprechende proportionale Tonermengen übersetzt, die auf dem OPC entwickelt werden und dann auf ein Blatt Papier übertragen werden. PWM wird üblicherweise bei Anwendungen verwendet, wie z. B. Grauskalierung, Halbtonbildung und Farbbilderzeugung (d. h. für das genaue Mischen von Farben und auch die Steuerung die Intensität der Farben).
  • Taktsignale, die eine präzise Pulsbreitenmodulation von beispielsweise 1/8 Pixelbeträgen ermöglichen, sind bekannt. PWM-Signale werden jedoch herkömmlicherweise verwendet, um die Teilpixelentwicklung entweder zur Mitte des Pixels oder zur linken oder rechten Seite des Pixels zu verschieben. Eine 50% PWM kann nämlich aktiviert werden, um ein halbgroßes Pixel auf dem OPC zu erzeugen, das entweder innerhalb der ursprünglichen „vollen" Pixelposition/Größe zentriert ist, oder innerhalb der ursprünglichen vollen Pixelposition/Größe nach links oder rechts verschoben ist. In jedem Fall wird ein einzelnes halbgroßes Teilpixel irgendwo innerhalb des ursprünglichen vollen Pixelbereichs entwickelt.
  • Unabhängig davon, ob ein voller Laserdiodenpuls angelegt wird, um ein ganzes Pixel zu entwickeln, oder ob der Laser unter Verwendung von PWM moduliert wird, um ein Teilpixel zu entwickeln, ist die Menge an Tonermasse, die an den entwickelten Bereich angelegt (oder angezogen) wird, wesentlich für die Qualität des resultierenden Bildes, das auf das Medium übertragen wird. Außerdem wird überschüssiger Toner, der unnötigerweise zu dem Pixel oder Teilpixel angezogen wird, verschwendet. Beispielsweise neigt zu viel entwickelte Tonermasse dazu, Tonerstreuen zu bewirken, was ein Verstauben oder Verzerren des resultierenden Bildes durch den überschüssigen/verschwendeten Toner ist. Dies tritt sowohl bei Einfarben- als auch bei Farbbilderzeugungssystemen auf. Dieses Problem wird verstärkt, wenn die Druckmaschinen einen weichen Zwischenübertragungsriemen verwendet. Streuen ist besonders wahrnehmbar, wenn Text gedruckt wird, weil eine Wolke von Toner die Zeichen umgibt, was dieselben unscharf macht. Außerdem wird Tonerstreuen in Verbindung mit Medien verstärkt, die langsamer durch das Fixiersystem verlaufen, wie z. B. mit Glanzpapier.
  • Folglich ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Menge an entwickeltem Toner in einem elektrophotographischen System oder die Menge an Tinte, die bei einem Tintenstrahltypbilderzeugungssystem verwendet wird, zu steuern, ohne die Druckqualität nachteilig zu beeinträchtigen, und außerdem den Toner-/Tintenabfall zu reduzieren.
  • Die EP 0359248 beschreibt eine Laserbestrahlungsvorrichtung, bei der die Pulsbreite des Lasers moduliert wird, wenn die Bilddaten unter einem voreingestellten Wert liegen. Die Einschaltzeit für ein Einviertel-Bildelement wird in zwei Abschnitte unterteilt, so daß der integrale Betrag der Belichtung für das geteilte Viertelelement gleich demjenigen des Viertelpixels ist. Eine Entwicklung des Viertelpixels kann erreicht werden, während der Arbeitszyklus der Verteilung der Belichtung erhöht wird. Die Modulationspulse des geteilten Viertelelements werden geteilt, so daß jedes derselben von dem Anfang und dem Ende eines Zeitrahmens für ein Pixel um einen Abstand getrennt ist, der einem Achtel des ganzen Pixels entspricht.
  • Die US 5420614 zeigt eine digitale Bilderzeugungsvorrichtung, bei der ein Bild gemäß Bilddaten gebildet wird, durch Belichten eines Photoleiters in einer Rasterabtastung. Eine Abtastlinie wird in Gruppen von aufeinanderfolgenden Punkten unterteilt, indem die Belichtung des Photoleiters nur für eine vorbestimmte Lichtbilderzeugungszeit erlaubt wird. Um ein Bild zu glätten, wird nur alle N Punkte ein Zwischenraum zwischen Punkten in dem Emissionssignal eingefügt. Die Pulsbreite des einzelnen Pulses wird durch Ändern des Arbeitszyklus des Signals verringert oder erhöht.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung zu schaffen, die eine genaue Steuerung einer Pixelentwicklung ermöglicht, zum Einsparen von Bilderzeugungsmaterial und gleichzeitiges Beibehalten der Druckqualität. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst.
  • Gemäß Prinzipien der vorliegenden Erfindung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwickeln von Pixeln innerhalb einem Bilderzeugungsgerät das geteilte Entwickeln von ein oder mehreren Pixeln unter Verwendung einer geteilten Teilpixel modulationstechnik. Die geteilte Entwicklung liefert zumindest zwei nicht unmittelbar benachbarte Bereiche des Pixels, die voller entwickelt werden sollen als ein Bereich zwischen den beiden nicht unmittelbar benachbarten Bereichen. Im Zusammenhang eines Laserdruckers wird der Laser für ausgewählte Pixel auf der photoleitfähigen Trommel zumindest zweimal teilpixelmoduliert und bewirkt somit eine reduzierte Entladung der Trommel und eine reduzierte nachfolgend Entwicklung von Tonermasse auf derselben. Diese gesteuerte Menge an entwickelter Tonermasse reduziert Tonerabfall und Tonerstreuen, während die Bildintegrität beibehalten wird. Diese geteilte Entwicklung wird nach Bedarf auf ausgewählte einzelne Pixel oder einzelne Farbebenen angelegt.
  • Andere Aufgaben, Vorteile und Fähigkeiten der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der Beschreibung offensichtlicher werden.
  • 1 ist ein Blockdiagramm hoher Ebene eines Seitendruckers, der die Vorrichtung und das Verfahren zum geteilten Entwickeln eines Pixels der vorliegenden Erfindung enthält.
  • 2 ist ein Zeitgebungsdiagramm, das Taktpulse zum Entwickeln eines Pixels darstellt, einschließlich dem geteilten Entwickeln eines Pixels unter der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein Blockdiagram von vier getrennten Bittabellen, die unterschiedliche beispielhafte Geteiltes-Pixel-Modulationen darstellen.
  • 4 ist ein Diagramm, das Spannungsentladungstiefen für jede der Geteiltes-Pixel-Modulationsbittabellen darstellt, die in 3 definiert sind.
  • 5 ist ein Blockdiagramm von vier getrennten Bittabellen, die eine herkömmliche mittig positionierte Pulsbreitenpixelmodulation darstellen.
  • 6 ist ein Diagramm, das Spannungsentladungstiefen für jede der herkömmlichen mittig positionierten Pulsbreitenpixelmodulationsbittabellen von 5 darstellt.
  • 7 ist ein Flußdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung für eine geteilte Pixelentwicklung darstellt.
  • 1 ist ein Blockdiagramm hoher Ebene eines Seitendruckers 10, der die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung für eine geteilte Pixelentwicklung umfaßt, wobei eine entwickelte Tonermasse gesteuert wird, während die Bildintegrität beibehalten wird, und Tonerverwendung und -streuen reduziert wird. Der Seitendrucker 10 wird durch einen Mikroprozessor 15 gesteuert, der mit anderen Elementen des Systems über einen Bus 20 kommuniziert. Der Mikroprozessor 15 umfaßt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Cachespeicher 25. Eine Druckmaschinensteuerung 30 und eine zugeordnete Druckmaschine 35 sind mit dem Bus 20 verbunden und liefern die Druckausgabefähigkeit für den Seitendrucker. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist die Druckmaschine 35 ein Laserdrucker, der ein Elektrophotographische-Trommel-Bilderzeugungssystem verwendet, wie es in der Technik gut bekannt ist. Wie es für einen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet jedoch offensichtlich ist, kann die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf andere Druckertypen und/oder Bilderzeugungsgeräte angewendet werden, einschließlich beispielsweise Tintenstrahldrucker, Faksimilemaschinen, Digitalkopierer oder dergleichen.
  • Ein Eingabe-/Ausgabe-(I/O-)Tor 40 liefert eine Kommunikation zwischen dem Seitendrucker 10 und einem Hostcomputer 45 und empfängt Seitenbeschreibungen (oder Rasterdaten) von dem Host zum Verarbeiten in dem Seitendrucker. Ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM) 50 liefert einen Hauptspeicher für den Seitendrucker zum Speichern und Verarbeiten eines Druckauftragsdatenstroms, der von dem Host 45 empfangen wird. Ein Nur-Lese-Speicher (ROM) 55 speichert Firmware, die den Betrieb des Mikroprozessor 15 und des Seitendruckers 10 steuert. Codeprozeduren, die in dem ROM 55 gespeichert sind, umfassen beispielsweise einen Seitenwandler, einen Rasterisierer, einen Komprimierungscode, einen Seitendruckzeitplaner, einen Druckmaschinenverwalter und/oder andere Bildverarbeitungsprozeduren (nicht gezeigt) zum Erzeugen eines Bildes von einem Druckauftragsdatenstrom. Die Seitenwandlerfirmware wandelt eine Seitenbeschreibung, die von dem Host empfangen wird, zu einer Anzeigebefehlsliste um, wobei jeder Anzeigebefehl ein Objekt definiert, das auf der Seite gedruckt werden soll. Die Rasterisiererfirmware wandelt jeden Anzeigebefehl in eine geeignete Bittabelle um (rasterisierter Streifen oder Band) und verteilt die Bittabelle in dem Speicher 50. Die Komprimierungsfirmware komprimiert die rasterisierten Streifen in dem Fall, daß in dem Speicher nicht ausreichend Speicher vorhanden ist zum Halten der rasterisierten Streifen.
  • Der ROM 55 umfaßt ferner eine Geteilte-Entwicklung-Vorrichtung 80 gemäß Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Die Geteilte-Entwicklung-Vorrichtung 80 umfaßt nämlich Routinen, Tabellen und/oder andere Datenstrukturen, die notwendig sind, um eine geteilte Entwicklung von Pixeln zu ermöglichen, wie es nachfolgend näher erörtert wird.
  • Im allgemeinen beginnt der Betrieb des Seitendruckers 10, wenn derselbe eine Seitenbeschreibung von dem Host-Computer 45 über das I/O-Tor 40 in der Form eines Druckauftragdatenstroms empfängt. Die Seitenbeschreibung wird in den DRAM 50 und/oder den Cache 25 plaziert. Der Mikroprozessor 30 greift Zeile um Zeile auf die Seitenbeschreibung zu, und erstellt unter Verwendung der Seitenwandlerfirmware eine Anzeigebefehlsliste in dem ROM 55. Während die Anzeigebe fehlsliste erzeugt wird, werden die Anzeigebefehle durch die Position auf der Seite sortiert und Seitenstreifen in dem Speicher 50 zugewiesen. Wenn alle Seitenstreifen ausgewertet, rasterisiert, komprimiert, usw. wurden, zum Verarbeiten durch die Druckmaschine 35, wird die Seite geschlossen und die rasterisierten Streifen werden durch die Druckmaschinensteuerung 30 an die Druckmaschine 35 geleitet, wodurch die Erzeugung eines Bildes (d. h. Text/Graphik, usw.) ermöglicht wird. Der Seitendruckzeitplaner steuert das Sequenzieren und Übertragen von Seitenstreifen zu der Druckmaschinensteuerung 30. Der Druckmaschinenverwalter steuert den Betrieb der Druckmaschinensteuerung 30 und wiederum der Druckmaschine 35.
  • Der Prozessor 15 führt einer Videosteuerung 60 ein Rasterbild von binären Werten zu, die das Bild darstellen, das auf einer Seite gedruckt werden soll. Die Videosteuerung führt ansprechend darauf eine Reihe von binären Datensignalen zu einem Lasertreiber 65 zu, der wiederum den Laser 70 gemäß den binären Datensignalen und gemäß der vorliegenden Erfindung moduliert. Genauer gesagt wird der Laser 70 gemäß der vorliegenden Erfindung an einer Teilpixelebene (wo angemessen) geteilt moduliert für eine geteilte Entwicklung des Pixels zum Steuern der Tiefe der Entladung des OPC 75 zum nachfolgenden Steuern der entwickelten Tonermasse auf einem Medium (Blatt), das durch den OPC 75 weitergeleitet wird, und zum Reduzieren von Tonerabfall und -streuen.
  • Wie es im Stand der Technik üblich ist, wird der modulierte Strahl von dem Laser 70 zu einem drehenden facettierten Spiegel gerichtet, der den Strahl über eine Bilderzeugungslinse bewegt, die den bewegten Strahl zu einem Spiegel richtet, der den bewegten Strahl auf einen beweglichen OPC 75 richtet. Der Laserstrahl wird über den OPC bewegt, um eine selektive Entladung desselben gemäß der Modulation des Strahls zu bewirken. Bei der Beendigung jeder Bewegungsaktion fällt der Laserstrahl auf einen Photodetektor, der ein Strahlerfassungssignal ausgibt, das verwendet wird, um die Schritte der Videosteuerung 60 und des Prozessors 15 zu synchronisieren.
  • Mit Bezugnahme auf 2 stellt ein Zeitgebungsdiagramm drei Signale dar, die Taktpulse darstellen, wie sie auf den Lasertreiber 65 zum Pulsen des Lasers 70 angelegt werden können. Das Signal „A" stellt ein volles 100% Taktpulssignal für eine volle Pixelentwicklung (Belichtung) in einem Referenzzeitrahmen 90 dar, wie es in der Technik üblich ist. Der Referenzzeitrahmen 90 basiert auf einem gegebenen Punktabstand, einer Abtastgeschwindigkeit und Punktgröße des Druckers 10. Das Signal „B" stellt ein herkömmliches 50% zentriertes Taktpulssignal für eine im allgemeinen 50% zentrierte Pixelentwicklung dar. Im Gegensatz dazu stellt das Signal „C" ein 50% geteiltes Taktpulssignal für eine geteilte Pixelentwicklung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das Signal „C" stellt einen geteilten Puls in dem Referenzzeitrahmen 90 dar, der dem vollständigen Entwickeln des Pixels zugeordnet ist (d. h. oder dem Pulsen des Lasers für eine vollständige vorgesehene Zeitdauer), wie es in dem Signal „A" gezeigt ist. Im wesentlichen stellt das Signal „C" dar, wie das geteilte Pulsen des Taktsignals das Pulsen des Taktsignals zumindest zweimal innerhalb des Referenzzeitrahmens 90 (des vollständigen Pulses) umfaßt, so daß die zumindest zwei Pulse nicht unmittelbar benachbart zueinander sind. Dieses geteilte Pulsen, das in dem Signal „C" dargestellt ist, wird hierin als geteilte Teilpixelmodulation (SSM = split-subpixel modulation) bezeichnet.
  • 3 ist ein Blockdiagramm von vier getrennten Bittabellen, die unterschiedliche beispielhafte geteilte Pixelmodulationen in dem Zusammenhang eines Referenzzeitrahmens 95 von 20 verfügbaren Taktzählwerten pro Pixel darstellen (wobei die Pixelgröße einer bestimmten Auflösung des Druckers 10 zugeordnet ist). Die Bittabelle Nr. 1 stellt eine SSM von 8/20 Takten dar. Das heißt, zwei getrennte Modulationen (oder Pulse), die jeweils durch acht Taktzählwerte (für eine Gesamtzahl von 16 Taktzählwerten) definiert sind, werden für vier Taktzählwerte durch keine Modulation getrennt. Somit sind die geteilten Modulationen nicht unmittelbar benachbart zueinander, aber eine resultierende Gesamtmodulationszeit ist gleich 53,92 ns innerhalb des Referenzzeitrahmens 95. Die Bittabelle Nr. 2 stellt eine SSM von 7/20 Takten dar, wobei zwei getrennte Modulationen, die jeweils durch sieben Taktzählwerte (für eine Gesamtzahl von 14 Taktzählwerten) definiert sind, für sechs Taktzählwerte durch keine Modulation getrennt sind, mit einer resultierenden Gesamtmodulationszeit gleich 47,18 ns. Die Bittabelle Nr. 3 stellt eine SSM von 6/20 Takten dar, wobei zwei getrennte Modulationen, die jeweils durch sechs Taktzählwerte (für eine Gesamtzahl von 12 Taktzählwerten) definiert sind, für acht Taktzählwerte durch keine Modulation getrennt sind, mit einer resultierenden Gesamtmodulationszeit gleich 40,44 ns. Und schließlich stellt die Bittabelle Nr. 4 eine SSM von 5/20 Takten dar, wobei zwei getrennte Modulationen, die jeweils durch fünf Taktzählwerte (für eine Gesamtzahl von 10 Taktzählwerten) definiert sind, für 10 Taktzählwerte durch keine Modulation getrennt sind, mit einer resultierenden Gesamtmodulationszeit gleich 33,70 ns.
  • 4 ist ein Diagramm, das Spannungsentladungstiefen des OPC 75 für jede der in 3 definierten SSM-Bittabellen darstellt. Wie es in 4 gezeigt ist, führt die SSM-Bittabelle Nr. 1 zu einer Entladungstiefe von etwa –150 V, die Bittabelle Nr. 2 entlädt auf etwa –190 V, die Bittabelle Nr. 3 entlädt auf etwa –230 V und die Bittabelle Nr. 4 entlädt auf nur etwa –275 V. Je größer somit die Teilung zwischen den Pulsen in dem Referenzzeitrahmen 95 (für das Pixel) ist, um so geringer ist die Entladung des OPC. Nach dem Vergleichen dieses Diagramms mit herkömmlichen Verfahren, die in Verbindung mit 6 hierin nachfolgend beschrieben werden, ist es offensichtlich, daß die geteilte Teilpixelmodulation der vorliegenden Erfindung eine reduzierte OPC-Entladung für eine reduzierte entwickelte Tonermasse ermöglicht, während die Bildintegrität beibehalten wird.
  • Mit Bezugnahme auf 5 stellt ein Blockdiagramm vier getrennte Bittabellen dar, die herkömmliche „einzelne" mittig positionierte pulsbreitenmodulierte Belichtungen darstellen, die auch im Zusammenhang eines Referenzzeitrahmens 95 von 20 verfügbaren Taktzielwerten pro Pixel gezeigt sind. 5 ist gezeigt, um das, was in der Technik üblich ist, besser vergleichen zu können mit den neuartigen geteilten Pixelmodulationen von 3. Genauer gesagt, die Bittabelle Nr. 5 stellt eine zentrierte Modulation von 16/20 Takten für eine resultierende Gesamtmodulationszeit gleich 53,92 ns dar. Die Bittabelle Nr. 6 stellt eine zentrierte Modulation von 14/20 Takten dar, mit einer resultierenden Gesamtmodulationszeit gleich 47,18 ns. Die Bittabelle Nr. 7 stellt eine zentrierte Modulation von 12/20 Takten für eine resultierende Gesamtmodulationszeit gleich 40,44 ns dar. Und schließlich stellt die Bittabelle Nr. 8 eine zentrierte Modulation von 10/20 Takten für eine resultierende Gesamtmodulationszeit gleich 33,70 ns dar.
  • 6 ist ein Diagramm, das die Spannungsentladungstiefen des OPC 75 für jede der herkömmlichen zentrierten Pixelbittabellen zeigt, die in 5 definiert sind. Wie es in 6 gezeigt ist, führt eine herkömmliche zentrierte Bittabelle Nr. 5 zu einer Entladungstiefe von etwa –140 V, die Bittabelle Nr. 6 entlädt auf etwa –150 Volt, die Bittabelle Nr. 7 entlädt auf etwa –160 Volt und die Bittabelle Nr. 8 entlädt auf etwa –190 Volt. Je geringer die Menge der zentrierten Modulation in dem Referenzzeitrahmen 95 (für das Pixel ist), um so geringer ist offensichtlich die Entladung des OPC.
  • Vergleichsweise ist die resultierende Entladungstiefe jeder der SSM-Bittabellen (der vorliegenden Erfindung) geringer als die Entladungstiefe von jeder der jeweiligen herkömmlichen mittig gepulsten Bittabellen. Folglich ist jede Endaufbringung von Toner auf ein Blattmedium, das durch den OPC geleitet wird, geringer, wenn die „geteilte" Teilpixel modulationstechnik (3 bis 4) verwendet wird, als bei den herkömmlichen „einzel" Modulationstechniken (5 bis 6). Wie es aus den Diagrammen ersichtlich ist, liefert das SSM-Verfahren außerdem relativ große Änderungen bei der OPC-Entladung (oder entwickelten Tonermasse) für kleine Änderungen bei der tatsächlichen Laser „Ein-" Zeit. Im wesentlichen ist die Menge der Entladungssteuerung unter Verwendung von SSM-Belichtung sehr viel effektiver als ähnliche einzeln zentrierte oder kantenpositionierte Belichtungen. Durch Verwenden des SSM-Lösungsansatzes ist die latente Bildentladungstiefe gesteuert und geändert, ohne die resultierende Punktgröße zu ändern. Entwickelter Toner wird gesteuert, ohne die Druckqualität nachteilig zu beeinträchtigen, und die Tonerstapelhöhe und Streuen werden reduziert.
  • Mit Bezugnahme auf 7 zeigt ein Flußdiagramm ein bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung. Zunächst, 110, wird ein Arbeitspixel für eine geteilte Modulation (Entwicklung) identifiziert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Arbeitspixel auf eine herkömmliche Weise identifiziert, wie z. B. bei einer Schablonenübereinstimmung. Das US-Patent Nr. 4,847,641, erteilt an Tung, beschreibt eine bevorzugte Schablonenübereinstimmungstechnik. Insbesondere offenbart Tung einen Zeichengenerator, der eine Bittabelle von Bilddaten erzeugt und diese Bittabelle in einen Zuerst-Hinein-Zuerst-Hinaus-(FIFO = first-in-first-out) Datenpuffer eingibt. Ein fester Teilsatz der puffergespeicherten Bits bildet ein Abtastfenster, durch das ein ausgewählter Block der Bittabellenbilddaten betrachtet werden kann (beispielsweise ein 9 × 9 Block von Pixeln mit den Kantenpixeln abgeschnitten). Das Abtastfenster enthält eine Mittelbitzelle, die sich bei jeder Verschiebung der Bildbits durch den FIFO-Puffer ändert. Während die serialisierten Daten verschoben werden, betrachtet das Abtastfenster aufeinanderfolgende Bitstrukturen, die durch Pixel gebildet werden, die an der Mittelbitzelle des Fensters und deren umgebenden Nachbarbitzellen positioniert sind. Jedes Bitmu ster, das durch das Mittelbit und dessen benachbarte Bits gebildet wird, wird in einem übereinstimmenden Netzwerk mit vorgespeicherten Schablonen verglichen. Falls eine Übereinstimmung auftritt, die anzeigt, daß sich das Mittelbit an einer Bildkante befindet, und daß das Pixel, das es darstellt, geändert werden kann, um die Bildauflösung zu verbessern, wird ein Modulationssignal erzeugt, das bewirkt, daß der Laserstrahl die Mittelpixelkonfiguration ändert. Im allgemeinen wird das Mittelpixel kleiner gemacht als ein nicht-modifiziertes Standardbittabellenpixel und wird möglicherweise innerhalb den Grenzen der Pixelzelle bewegt. Die Pixelgrößenänderung wird durch Modulieren des Lasers ausgeführt, der in der Druckmaschine des Laserdruckers enthalten ist. Das System, das von Tung gelehrt wird, wird nun im allgemeinen als Auflösungsverbesserungstechnologie („RET = Resolution Enhancement Technology) bezeichnet und ermöglicht, daß im wesentlichen verbesserte Bildauflösungen für Text und Strichvorlagen erreicht werden, im Vergleich zu der tatsächlichen Druckmaschinenauflösungsfähigkeit.
  • Mit erneuter Bezugnahme auf 7 identifiziert eine Schablonenübereinstimmung (ähnlich wie beispielsweise bei Tung) bei der vorliegenden Erfindung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein einzelnes Pixel, das geteilt entwikkelt werden soll 110. Eine solche Übereinstimmung zeigt an, daß das Pixel ein Gegenstand für eine gesteuerte Tonerentwicklung und/oder reduziertes Tonerstreuen ist. Der ROM 55 (1) speichert die Schablonen und/oder Farbtabellen (oder andere Datenstrukturen) und/oder Routinen, die für die Implementierung der Pixelübereinstimmung notwendig sind. Es sollte angemerkt werden, daß sich der Begriff „Schablonen", wie er hierin verwendet wird, auf gespeicherte Konfigurationen von Pixeldaten und/oder Algorithmen bezieht, die in der Lage sind, dieselben darzustellen. In jedem Fall stellt eine Schablonenübereinstimmung eine beste Passung dar oder ist visuell identisch bezüglich des ausgewählten Pixels und dessen benachbarten Pixeldaten für die Implementierung der geteilten Entwicklung an dem ausgewählten Pixel.
  • Auf die Identifikation eines Arbeitspixels 110 (d. h. einer Schablonenübereinstimmung) hin, wird eine Geteilte-Entwicklung-Bittabelle ausgewählt 115. Die geeignete Geteilte-Entwicklung-Bittabelle, die verwendet werden soll, ist direkt der übereinstimmenden Schablone zugeordnet. Beispielsweise kann eine der Geteilte-Entwicklung-Bittabellen Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 oder Nr. 4 (von 3) dem ausgewählten Pixel zugewiesen sein, abhängig von der Schablonenübereinstimmung. Unabhängig davon wird die geeignete Geteilte-Entwicklung-Bittabelle, die verwendet werden soll, im voraus bestimmt durch eine „beste Passung" Analyse oder „visuelle Identität", die durch empirische Auswertungen von Bittabellenvergleichen mit beispielhaften Daten erreicht wird, die erzeugt werden, um verschiedene Pixelkonfigurationen zu imitieren. Die empirischen Auswertungen werden durch psychometrische Auswertungen und/oder durch künstliche Intelligenztrainingsprogramme (Algorithmen) abgestimmt, um eine „visuelle Identität" für das geteilt entwickelte Pixel zu erzeugen, im Vergleich zu einem nicht-geteilt entwickelten Pixel. Die visuelle Identität wird ausgewertet, so daß das Gesamtbild visuell ansprechend erscheint und/oder wahrnehmungsmäßig nicht unterscheidbar von dem nicht geteilt entwickelten Pixelbild.
  • Es sollte hier angemerkt werden, daß die SSM wie erörtert an einzelne identifizierte ausgewählte Pixel 110 angelegt werden kann, oder an ein gesamtes Bild oder eine gesamte Farbebene (wie z. B. Cyan, Magenta, Gelb oder Schwarz; oder Rot, Grün oder Blau) angelegt werden kann. In dem Fall des Auswählens einer geeigneten SSM-Bittabelle für eine gegebene Farbebene, tragen Farbtabellen und/oder andere Datenstrukturen (wie sie in der Technik gut bekannt sind), die in dem ROM 55 gespeichert sind, dazu bei, zu definieren, welche SSM-Bittabelle verwendet werden soll.
  • Nach dem Auswählen einer Geteilte-Entwicklung-Bittabelle 115 wird das Arbeitspixel unter Verwendung der ausgewählten Geteilte-Entwicklung-Bittabelle aufbereitet 120, so daß das Pixel gemäß der vorliegenden Erfindung geteilt entwickelt wird. Diese Schritte werden nach Bedarf für den gesamten Bilddatenstrom wiederholt, der zum Aufbereiten präsentiert wird.
  • Was beschrieben wurde, sind schließlich bevorzugte Ausführungsbeispiele für ein System und ein Verfahren zum geteilten Entwickeln eines Pixels. Im Zusammenhang eines elektrophotoleitfähigen Geräts, wie z. B. eines Laserdruckers, wird eine geteilte Entwicklung erreicht durch eine Geteiltes-Teilpixel-Lasermodulationsbelichtungstechnik, bei der zumindest zwei getrennte nicht benachbarte Pulse ein Pixel definieren. Im Zusammenhang eines Tintenstrahltypgeräts wird eine geteilte Entwicklung durch eine Geteiltes-Teilpixel-Tintenaufbringungstechnik erreicht, wo beispielsweise die Gesamtdauer der Tintendüsenaktivierungszeit gesteuert wird. Die vorliegende Erfindung liefert vorteilhafterweise ein neuartiges Verfahren zum Steuern der entwickelten Tonermasse und/oder aufgebrachten Tinte pro Einheitsbereich mit leicht steuerbaren Geteiltes-Teilpixelmodulationen. Ein solches Verfahren ermöglicht eine verbesserte Steuerung über die Menge an entwickeltem Toner (oder aufgebrachter Tinte) und reduziert dadurch Tonerstreuen und Tonerverwendung (und/oder Tintenverschmieren und Tintenverwendung), ohne die Enddruckqualität nachteilig zu beeinträchtigen. Außerdem beeinträchtigen diese Änderungen bei dem Tonermassenpegel die Punktgröße nicht und beeinträchtigen die Farbtabelle in Farbumgebungen nicht nachteilig.
  • Für einen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ist offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung ohne weiteres unter Verwendung jeder einer Vielzahl von Komponenten und Werkzeugen, die in der Technik bestehen, implementiert werden kann.

Claims (9)

  1. Ein Verfahren zum Steuern einer Pixelentwicklung in einem Bilderzeugungsgerät (10), wobei das Verfahren ein geteiltes Entwickeln des Pixels (3) umfaßt, durch Pulsen eines Signals zumindest zweimal (2, Signal C) in einem Zeitrahmen (90), der dem vollen Entwickeln des Pixels zugeordnet ist, wobei das zumindest zweimal gepulste Signal ein Entwickeln von zumindest zwei Unterabschnitten des Pixels in dem Zeitrahmen bewirkt, wobei ein erster Puls des zumindest zweimal gepulsten Signals an einem Anfang des Zeitrahmens (90) beginnt, und ein zweiter Puls des zumindest zweimal gepulsten Signals an einem Ende des Zeitrahmens (90) endet.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Bilderzeugungsgerät (10) einen optischen Photoleiter (OPC) (75) umfaßt, zum Bilden eines latenten Bildes auf demselben, und bei dem das geteilte Entwickeln des Pixels das Freilegen des OPS umfaßt, so daß zumindest zwei nicht unmittelbar benachbarte Bereiche des Pixels (3) ansprechend auf das zumindest zweimal gepulste Signal entladen werden; und Aufbringen von Toner auf die zumindest zwei nicht unmittelbar benachbarten Bereiche.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Pixel einem Punkt auf einem Medium entspricht, und bei dem das geteilte Entwickeln des Pixels das geteilte Entwickeln des Punkts umfaßt, durch Aufbringen einer Tinte auf das Medium in zumindest zwei nicht unmittelbar benachbarten Bereichen des Punkts (3), ansprechend auf das zumindest zweimal gepulste Signal.
  4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das geteilte Entwickeln folgende Schritte umfaßt: (a) Entwickeln eines ersten Abschnitts des Pixels ansprechend auf das zumindest zweimal gepulste Signal; und (b) Entwickeln zumindest eines zweiten Abschnitts des Pixels nicht unmittelbar benachbart zu dem ersten Abschnitt des Pixels, ansprechend auf das zumindest zweimal gepulste Signal.
  5. Das Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem das Pixel durch eine gegebene Anzahl verfügbarer Taktsignale definiert ist (3), bei dem das Entwickeln eines ersten Abschnitts des Pixels das Entwickeln für einen ersten Zeitrahmen umfaßt, der durch einen ersten Teilsatz von Taktsignalen der gegebenen Anzahl von Taktsignalen definiert ist, und bei dem das Entwickeln eines zweiten Abschnitts des Pixels das Entwickeln für einen zweiten Zeitrahmen umfaßt, der durch einen zweiten Teilsatz von Taktsignalen der gegebenen Anzahl von Taktsignalen definiert ist, und bei dem der erste und der zweite Teilsatz von Taktsignalen diskontinuierlich bezüglich zueinander sind und innerhalb der gegebenen Anzahl von Taktsignalen gebunden sind.
  6. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Bilderzeugungsgerät (10) aus einem elektrophotographischen Drucker, einem Tintenstrahldrucker, einem Faksimilegerät oder einem Digitalkopierer ausgewählt ist.
  7. Ein Bilderzeugungsgerät (10), das eine Geteilte-Entwicklung-Vorrichtung (80) zum geteilten Entwickeln eines vollen Pixels des Bilderzeugungsgeräts umfaßt, wobei die Geteilte-Entwicklung-Vorrichtung eine Signalpulsvorrichtung (65) zum Pulsen eines Signals zu mindest zweimal (2, Signal C) innerhalb eines Zeitrahmens (90), der einem vollen Entwickeln des Pixels zugeordnet ist, umfaßt, wobei das zumindest zweimal gepulste Signal ein Entwickeln von zumindest zwei Unterabschnitten des Pixels in dem Zeitrahmen bewirkt, wobei ein erster Puls des zumindest zweimal gepulsten Signals an einem Anfang des Zeitrahmens (90) beginnt, und ein zweiter Puls des zumindest zweimal gepulsten Signals an einem Ende des Zeitrahmens (90) endet.
  8. Das Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 7, bei dem die Signalpulsvorrichtung das Signal zumindest zweimal pulst, so daß die Pulse innerhalb des Zeitrahmens nicht unmittelbar benachbart zueinander sind (2, Signal C).
  9. Das Bilderzeugungsgerät gemäß Anspruch 7, bei dem das Bilderzeugungsgerät aus einem elektrophotographischen Drucker, einem Tintenstrahldrucker, einem Faksimilegerät oder einem Digitalkopierer ausgewählt ist.
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