專利名稱：空間光調(diào)制器的組合調(diào)制方法
本申請(qǐng)與下列申請(qǐng)同時(shí)提出“數(shù)字微鏡印刷機(jī)的照相制版方法和結(jié)構(gòu)”，序列號(hào)_，TI-17632;
“使用空間光調(diào)制器的灰度印刷”序列號(hào)_，T1-17611。
本發(fā)明涉及印刷系統(tǒng)，尤其涉及使用空間光調(diào)制器陣列的印刷系統(tǒng)。
灰度印刷系統(tǒng)可通過(guò)幾種方式來(lái)使用空間光調(diào)制器。通常必須把陣列限定到特定的維數(shù)，使得各種印刷應(yīng)用類型需要不同的裝置。使用600點(diǎn)/英寸(dpi)的高敏感介質(zhì)的臺(tái)式電子照相印刷系統(tǒng)需要一種結(jié)構(gòu)的裝置，而使用較不敏感介質(zhì)的計(jì)算機(jī)膠版系統(tǒng)需要另一種結(jié)構(gòu)的裝置。這導(dǎo)致了高成本和小批量生產(chǎn)。而且，各種系統(tǒng)的需要必須滿足。
計(jì)算機(jī)制版系統(tǒng)需要能夠時(shí)延組合(time delay and integrate)(TDI)的大陣列。印刷板上一條線的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)傳輸線一行一行地傳送到裝置上，并且在印刷板處于裝置下的全部時(shí)間內(nèi)保持印刷板上該條線的圖像數(shù)據(jù)。這對(duì)不具有非常高的敏感度的光敏介質(zhì)產(chǎn)生高的能量轉(zhuǎn)換。這種應(yīng)用的典型陣列可多達(dá)256行。它能滿足有256級(jí)灰度梯度印刷的需求。
然而，臺(tái)式印刷存在不同的問(wèn)題。由于鼓的曲率和轉(zhuǎn)動(dòng)，要在光學(xué)上環(huán)繞著鼓“裹覆”256行的設(shè)備幾乎是不可能的。但仍得向印刷系統(tǒng)用戶提供他們所需要的256行灰度。因此，必須開發(fā)一些能利用小型設(shè)備來(lái)達(dá)到灰度要求的方法，并使這些同樣的設(shè)備能夠與不同需要的系統(tǒng)兼容。
在此揭示的本發(fā)明提供一種方法，它把脈寬調(diào)制與時(shí)延組合(TD1)技術(shù)結(jié)合在一起，增加了灰度印刷可得到的灰度級(jí)數(shù)。本發(fā)明使能利用較小的裝置來(lái)產(chǎn)生較多的灰度梯度，使該裝置能在其它印刷應(yīng)用中得到應(yīng)用。
為了更全面地了解本發(fā)明及其深一層的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)參照附圖作如下詳細(xì)說(shuō)明

圖1a-1c示出了已有的計(jì)算機(jī)膠印的時(shí)延組合方法。
圖2a-2c示出了在一頁(yè)的起點(diǎn)進(jìn)行脈寬調(diào)制和TD1的空間光調(diào)制器陣列。
圖3示出了在一頁(yè)的中點(diǎn)進(jìn)行脈寬調(diào)制和TD1的空間光調(diào)制器陣列。
圖4示出了在分割成獨(dú)立的芯片之前帶有空間光調(diào)制器陣列的晶片。
圖1a-1c示出了已有的計(jì)算機(jī)膠版印刷中時(shí)延組合的例子。光線照射到空間光調(diào)制器102上。圖中行104所示的一個(gè)單元被激發(fā)，且如圖所示偏轉(zhuǎn)。這種調(diào)制器的一些例子為數(shù)字微鏡裝置(DMD)、液晶裝置、(LCD)和磁光調(diào)制器。僅用于討論，把所示的調(diào)制器假設(shè)為DMD，它有一個(gè)可偏轉(zhuǎn)的獨(dú)立鏡面陣列，如圖1a所示。
照射到偏轉(zhuǎn)元件104上的光線通過(guò)透鏡射到印板110的點(diǎn)112上。印板沿箭頭108所示的方向移動(dòng)。在圖1b中，行106上的元件被偏轉(zhuǎn)，光通過(guò)透鏡射到印板110上的同一點(diǎn)112上。從圖1a和圖1b之間的行104至106的數(shù)據(jù)的移動(dòng)與該過(guò)程中印板110的移動(dòng)相協(xié)調(diào)，因此，圖1a中的行104上的同一數(shù)據(jù)現(xiàn)在落在圖1b中的行106上。
圖1c示出了該過(guò)程的另一步驟。已經(jīng)在圖1b的行106上的數(shù)據(jù)現(xiàn)在落在圖1c的行114上。偏轉(zhuǎn)元件使光通過(guò)透鏡并再次射到印板110上的點(diǎn)112上。這種方法使得，當(dāng)印板移動(dòng)通過(guò)調(diào)制器或調(diào)制器移動(dòng)通過(guò)印板時(shí)，該印板上同一點(diǎn)能多次曝光。
圖2a-2c示出了一種方法，它能得到比簡(jiǎn)單時(shí)延組合(TD1)方法更多的灰度梯度級(jí)數(shù)。印刷過(guò)程沿箭頭208方向移動(dòng)。空間光調(diào)制器的正面可以從圖1a-1c中緊鄰于調(diào)制器行104的縱向邊沿處看到。
所選的調(diào)制器必須有較短的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于600點(diǎn)/英寸(dpi)，調(diào)制器必須很快的裝載和顯示其數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)一臺(tái)印刷機(jī)每分鐘即40頁(yè)，即每分鐘即440英寸或者每秒印7.3英寸。在600dpi時(shí)，每英寸有600個(gè)像素，要求調(diào)制器每秒印4400個(gè)像素。作為討論，這里假設(shè)裝置的結(jié)構(gòu)為2600列，128行(600dpi×8.5″等于5100個(gè)像素列，所以有2臺(tái)2600列的裝置)。最壞的情況是，整個(gè)裝置必須瞬間裝載2600×128或332，800個(gè)像素。印刷4400個(gè)像素/秒×332，800的結(jié)果是數(shù)據(jù)速率為1.46GHz，這是個(gè)非常難以達(dá)到的速率。
然而，如果把調(diào)制器分成許多塊，每個(gè)塊裝載其自己的數(shù)據(jù)，則能顯著地降低數(shù)據(jù)速率。例如，如果把數(shù)據(jù)速率上限帶寬設(shè)置為容易控制的25MHz，則調(diào)制器應(yīng)分成58塊。每頁(yè)畫面數(shù)等于600點(diǎn)/英寸×11.5英寸/頁(yè)，或者6900畫面/頁(yè)和6900畫面/頁(yè)×頁(yè)數(shù)/秒等于每秒畫面數(shù)。40頁(yè)/分鐘或者40/60頁(yè)/秒是個(gè)有高度挑戰(zhàn)性的頁(yè)速率。它產(chǎn)生的畫面速率為4600個(gè)畫面/秒。所產(chǎn)生的畫面時(shí)間等于217微秒/畫面。
217微秒的最低有效位(LSB)時(shí)間意味著在無(wú)脈寬調(diào)制的情況下，裝置必須在217微秒內(nèi)被裝載。為了進(jìn)行脈寬調(diào)制(PWM)，把這些位顯示一段與它們的有效位成比例的時(shí)間，把LSB時(shí)間分成PWM的位數(shù)。例如，如果希望PWM為2位，則LSB時(shí)間成為217微秒/2或者108微秒。對(duì)于較快速的調(diào)制器，這時(shí)間用來(lái)裝載該裝置是沒(méi)有明顯問(wèn)題的。128TDI的2位系統(tǒng)將提供256級(jí)灰度梯度。
在圖2a是，示出的調(diào)制器正處于周期的起點(diǎn)。沿過(guò)程方向208遇到的第一行表示印刷圖像的第0行的最有效位(MSB)數(shù)據(jù)。在圖2b中，該調(diào)制器上的行204表示了同一行的LSB。然后，數(shù)據(jù)行0移到圖2c中該調(diào)制器的下一行。第0行的MSB現(xiàn)在落在調(diào)制器的行206上，第1行的MSB現(xiàn)在落在調(diào)制器行204上。該過(guò)程繼續(xù)向裝置上方移動(dòng)。請(qǐng)注意，在這種情況下沒(méi)有如圖1a-1c所示的光轉(zhuǎn)換。
圖3例示了后段時(shí)間的調(diào)制器302的一部分。過(guò)程仍然沿箭頭308方向移動(dòng)。調(diào)制行306不調(diào)制第63行的MSB數(shù)據(jù)，調(diào)制行304表示第64行的MSB。該調(diào)制器的128行的剩余部分有表示鼓上的第1-64行數(shù)據(jù)底部64行。
該方法的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在于它可達(dá)到的灰度級(jí)比以前可得到的更高。這些級(jí)數(shù)并不被限制在單色應(yīng)用中。它也可應(yīng)用于彩色系統(tǒng)。能使用該方法的系統(tǒng)的例子是膠印板、攝影膠片印制機(jī)、照相紙印刷機(jī)以及諸如傳真機(jī)、臺(tái)式印刷機(jī)和復(fù)印機(jī)等使用靜電印刷機(jī)械的系統(tǒng)。
除了增加可得到的灰度級(jí)之外，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在制造過(guò)程中能使用更多的裝置。圖4示出了晶片級(jí)的這種優(yōu)點(diǎn)。晶片402除了未切成小片之外，已基本成形，它具有一組調(diào)制器。當(dāng)調(diào)制器在晶片上時(shí)對(duì)它進(jìn)行測(cè)試。例如，如果調(diào)制器404a和406a均測(cè)試正確，則可把它們留下并連接在一起，用于需要高能量轉(zhuǎn)換的PCB系統(tǒng)。該兩者本質(zhì)上是2600×256調(diào)制器陣列。在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制器為2600×128陣列。
然而，如果測(cè)試出調(diào)制器406a不良，而調(diào)制器404b正確，那么把調(diào)制器404a和404b留下并進(jìn)行聯(lián)結(jié)，用于600dpi印刷系統(tǒng)。它們可作為5200×128陣列。它們?nèi)跃哂型暾幕叶葏^(qū)域，因?yàn)樯鲜黾夹g(shù)對(duì)256級(jí)灰度梯度僅需要很小的調(diào)制器行數(shù)。在上述情況下，406a為不起作用的調(diào)制器，404a和404b保持連接狀態(tài)用于印刷，調(diào)制器406b不被利用。然而，由于上述技術(shù)在300dpi時(shí)，它仍能實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度梯度。單調(diào)制器可用于低級(jí)印刷系統(tǒng)。
因此，雖然已經(jīng)對(duì)灰度印刷的特定實(shí)施例作了描述，但并不打算把這種具體的作為參考的描述看作對(duì)本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍應(yīng)由下列權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種灰度印刷的方法，包含a.把調(diào)制器各行內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行脈寬調(diào)制；b.對(duì)所述已脈寬調(diào)制的數(shù)據(jù)以調(diào)制器行對(duì)行的方式進(jìn)行行組合；c.把所述數(shù)據(jù)成像到感光面上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述脈寬調(diào)制在數(shù)字微鏡裝置中進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述脈寬調(diào)制在液晶裝置中進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述感光面為靜電印刷機(jī)內(nèi)的鼓。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述感光面為膠板。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述感光面為攝影膠片。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述感光面為照相紙。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結(jié)合脈寬調(diào)制和時(shí)延組合的灰度印刷方法。各印刷行的數(shù)據(jù)在一預(yù)定的調(diào)制行(304)上進(jìn)行脈寬調(diào)制。然后把印刷行的數(shù)據(jù)在所有位的脈寬調(diào)制完成之后沿過(guò)程方向(308)移到調(diào)制器(302)的下一行(306)上。
文檔編號(hào)B41J2/52GK1101433SQ941031
公開日1995年4月12日 申請(qǐng)日期1994年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月29日
發(fā)明者克勞德·E·圖 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司