专利名称：空间光调制器的组合调制方法
本申请与下列申请同时提出“数字微镜印刷机的照相制版方法和结构”，序列号_，TI-17632;
“使用空间光调制器的灰度印刷”序列号_，T1-17611。
本发明涉及印刷系统，尤其涉及使用空间光调制器阵列的印刷系统。
灰度印刷系统可通过几种方式来使用空间光调制器。通常必须把阵列限定到特定的维数，使得各种印刷应用类型需要不同的装置。使用600点/英寸(dpi)的高敏感介质的台式电子照相印刷系统需要一种结构的装置，而使用较不敏感介质的计算机胶版系统需要另一种结构的装置。这导致了高成本和小批量生产。而且，各种系统的需要必须满足。
计算机制版系统需要能够时延组合(time delay and integrate)(TDI)的大阵列。印刷板上一条线的图像数据通过传输线一行一行地传送到装置上，并且在印刷板处于装置下的全部时间内保持印刷板上该条线的图像数据。这对不具有非常高的敏感度的光敏介质产生高的能量转换。这种应用的典型阵列可多达256行。它能满足有256级灰度梯度印刷的需求。
然而，台式印刷存在不同的问题。由于鼓的曲率和转动，要在光学上环绕着鼓“裹覆”256行的设备几乎是不可能的。但仍得向印刷系统用户提供他们所需要的256行灰度。因此，必须开发一些能利用小型设备来达到灰度要求的方法，并使这些同样的设备能够与不同需要的系统兼容。
在此揭示的本发明提供一种方法，它把脉宽调制与时延组合(TD1)技术结合在一起，增加了灰度印刷可得到的灰度级数。本发明使能利用较小的装置来产生较多的灰度梯度，使该装置能在其它印刷应用中得到应用。
为了更全面地了解本发明及其深一层的优点，现参照附图作如下详细说明
图1a-1c示出了已有的计算机胶印的时延组合方法。
图2a-2c示出了在一页的起点进行脉宽调制和TD1的空间光调制器阵列。
图3示出了在一页的中点进行脉宽调制和TD1的空间光调制器阵列。
图4示出了在分割成独立的芯片之前带有空间光调制器阵列的晶片。
图1a-1c示出了已有的计算机胶版印刷中时延组合的例子。光线照射到空间光调制器102上。图中行104所示的一个单元被激发，且如图所示偏转。这种调制器的一些例子为数字微镜装置(DMD)、液晶装置、(LCD)和磁光调制器。仅用于讨论，把所示的调制器假设为DMD，它有一个可偏转的独立镜面阵列，如图1a所示。
照射到偏转元件104上的光线通过透镜射到印板110的点112上。印板沿箭头108所示的方向移动。在图1b中，行106上的元件被偏转，光通过透镜射到印板110上的同一点112上。从图1a和图1b之间的行104至106的数据的移动与该过程中印板110的移动相协调，因此，图1a中的行104上的同一数据现在落在图1b中的行106上。
图1c示出了该过程的另一步骤。已经在图1b的行106上的数据现在落在图1c的行114上。偏转元件使光通过透镜并再次射到印板110上的点112上。这种方法使得，当印板移动通过调制器或调制器移动通过印板时，该印板上同一点能多次曝光。
图2a-2c示出了一种方法，它能得到比简单时延组合(TD1)方法更多的灰度梯度级数。印刷过程沿箭头208方向移动。空间光调制器的正面可以从图1a-1c中紧邻于调制器行104的纵向边沿处看到。
所选的调制器必须有较短的响应时间。对于600点/英寸(dpi)，调制器必须很快的装载和显示其数据。例如，假设一台印刷机每分钟即40页，即每分钟即440英寸或者每秒印7.3英寸。在600dpi时，每英寸有600个像素，要求调制器每秒印4400个像素。作为讨论，这里假设装置的结构为2600列，128行(600dpi×8.5″等于5100个像素列，所以有2台2600列的装置)。最坏的情况是，整个装置必须瞬间装载2600×128或332，800个像素。印刷4400个像素/秒×332，800的结果是数据速率为1.46GHz，这是个非常难以达到的速率。
然而，如果把调制器分成许多块，每个块装载其自己的数据，则能显著地降低数据速率。例如，如果把数据速率上限带宽设置为容易控制的25MHz，则调制器应分成58块。每页画面数等于600点/英寸×11.5英寸/页，或者6900画面/页和6900画面/页×页数/秒等于每秒画面数。40页/分钟或者40/60页/秒是个有高度挑战性的页速率。它产生的画面速率为4600个画面/秒。所产生的画面时间等于217微秒/画面。
217微秒的最低有效位(LSB)时间意味着在无脉宽调制的情况下，装置必须在217微秒内被装载。为了进行脉宽调制(PWM)，把这些位显示一段与它们的有效位成比例的时间，把LSB时间分成PWM的位数。例如，如果希望PWM为2位，则LSB时间成为217微秒/2或者108微秒。对于较快速的调制器，这时间用来装载该装置是没有明显问题的。128TDI的2位系统将提供256级灰度梯度。
在图2a是，示出的调制器正处于周期的起点。沿过程方向208遇到的第一行表示印刷图像的第0行的最有效位(MSB)数据。在图2b中，该调制器上的行204表示了同一行的LSB。然后，数据行0移到图2c中该调制器的下一行。第0行的MSB现在落在调制器的行206上，第1行的MSB现在落在调制器行204上。该过程继续向装置上方移动。请注意，在这种情况下没有如图1a-1c所示的光转换。
图3例示了后段时间的调制器302的一部分。过程仍然沿箭头308方向移动。调制行306不调制第63行的MSB数据，调制行304表示第64行的MSB。该调制器的128行的剩余部分有表示鼓上的第1-64行数据底部64行。
该方法的独特优点在于它可达到的灰度级比以前可得到的更高。这些级数并不被限制在单色应用中。它也可应用于彩色系统。能使用该方法的系统的例子是胶印板、摄影胶片印制机、照相纸印刷机以及诸如传真机、台式印刷机和复印机等使用静电印刷机械的系统。
除了增加可得到的灰度级之外，另一个优点是在制造过程中能使用更多的装置。图4示出了晶片级的这种优点。晶片402除了未切成小片之外，已基本成形，它具有一组调制器。当调制器在晶片上时对它进行测试。例如，如果调制器404a和406a均测试正确，则可把它们留下并连接在一起，用于需要高能量转换的PCB系统。该两者本质上是2600×256调制器阵列。在另一个实施例中，调制器为2600×128阵列。
然而，如果测试出调制器406a不良，而调制器404b正确，那么把调制器404a和404b留下并进行联结，用于600dpi印刷系统。它们可作为5200×128阵列。它们仍具有完整的灰度区域，因为上述技术对256级灰度梯度仅需要很小的调制器行数。在上述情况下，406a为不起作用的调制器，404a和404b保持连接状态用于印刷，调制器406b不被利用。然而，由于上述技术在300dpi时，它仍能实现256级灰度梯度。单调制器可用于低级印刷系统。
因此，虽然已经对灰度印刷的特定实施例作了描述，但并不打算把这种具体的作为参考的描述看作对本发明范围的限制，本发明的范围应由下列权利要求书限定。
权利要求
1.一种灰度印刷的方法，包含a.把调制器各行内的数据进行脉宽调制；b.对所述已脉宽调制的数据以调制器行对行的方式进行行组合；c.把所述数据成像到感光面上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉宽调制在数字微镜装置中进行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉宽调制在液晶装置中进行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述感光面为静电印刷机内的鼓。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感光面为胶板。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感光面为摄影胶片。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述感光面为照相纸。
全文摘要
本发明涉及一种结合脉宽调制和时延组合的灰度印刷方法。各印刷行的数据在一预定的调制行(304)上进行脉宽调制。然后把印刷行的数据在所有位的脉宽调制完成之后沿过程方向(308)移到调制器(302)的下一行(306)上。
文档编号B41J2/52GK1101433SQ941031
公开日1995年4月12日 申请日期1994年3月29日 优先权日1993年3月29日
发明者克劳德·E·图 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司