JPH0862911A

JPH0862911A - 空間光変調法及び装置

Info

Publication number: JPH0862911A
Application number: JP6210341A
Authority: JP
Inventors: Vadlamannati Venkateswar; ベンカテスワーバドラマナティ; William E Nelson; イー．ネルソンウィリアム
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】プロセス方向と交差する方向に空間変調を
行うための方法と装置を得る。【構成】空間光変調器は個別要素のアレイ（１２）
を含む。光源（１４）からの光がそれらの個別要素によ
って反射され、有機光導電性ドラム（１６）の画素（２
０および５４）のフェーズ上へ入射する。個別要素から
の光は光学系（１８）によって集束させることもでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的に空間変調器に関
するものであり、更に詳細にはプロセス方向と交差する
方向での空間変調の方法と装置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】空間光変調器（ＳＬＭ）技術は数多くの
分野に応用されている。その代表的な１つは印刷であ
る。特に、ＳＬＭのサブクラスで、いわゆる可撓ミラー
装置またはデジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）は印
刷システムに使用されたときに顕著な効果を発揮する。

【０００３】そのようなシステムでは典型的に２つの型
のデータが取り扱われる。印刷データの第１の型は画像
データである。画像データには、例えば、写真から再現
された物体の絵が含まれる。画像データの場合、グレイ
の明暗（Ｓｈａｄｅ）（グレイスケールデータ）を印刷
する能力が不可欠である。一般に、より多くのグレイの
明暗を生成できる能力は、より品質の高い画像を印刷で
きることにつながる。しかし、この能力を実現すること
は、しばしば高価なものにつき、複雑なものとなる。こ
のように、高品質の画像を生成することのできるシステ
ムの複雑さと価格とを削減することが大いに要求され
る。

【０００４】第２の型のデータはテキストやチャートデ
ータのような図形データである。図形データは主として
白黒であるか、または純粋な飽和色である。図形データ
の場合、グレイの明暗に対する要求はそれほど必要でな
い。すなわち、印刷機の解像度が高ければ高品質の図形
データは印刷できる。解像度は一般にページに印刷する
ことのできる、インチ当たりのドット数で表現される
（１インチは２５．４ミリメートルに相当）。低解像度
では、図形対象物の境界がギザギザに見える。高解像度
の図形のためには、インチ当たり６００ドットまたはそ
れ以上が要求される。そのような高解像度のシステムは
しばしば複雑で高価なものとなり、それらの価格および
複雑さを低減することに対しても大いなる需要が存在す
る。

【０００５】既存のエレクトロ・フォト式の図形印刷機
技術は有機フォトコンダクター（ＯＰＣ）ドラムを使用
している。使用されるフォトコンダクターの型に依存し
て、トナーを引きつけるためにドラムを帯電させるか、
あるいは放電させるかが変わり、それらの帯電または放
電はＤＭＤアレイからドラム上への光の反射によって行
われる。理想的には、ドラム上の任意の点へ付着するト
ナーの量はその点での帯電（または放電）レベルの関数
によって定まるべきものである。そのような理想的な場
合、グレイスケールの実現は、単に、各点の帯電または
放電を調節して、任意の点のトナーの量、すなわち印刷
すべきグレイスケールを制御することで行える。しか
し、既存の技術においては、ドラム上の特定の点での電
荷を制御することによってトナーの付着が行われるの
は、典型的には約４ないし３２レベルまでのグレイ度が
実現できる程度である。

【０００６】従って、高解像度の画像に必要とされるグ
レイスケールは、それらの比較的数少ないグレイスケー
ルレベルを利用することと、１つの領域全体における人
間の眼の集積能力を利用することによってしか実現でき
ない。例えば、中間レベルのグレイ度のドットは、中間
レベルグレイ度よりも薄いものと濃いものの、もっと小
さいドットが互いに隣接することで認識されよう。例え
ば、より薄いグレイ度の１／６００インチ矩形ドット２
個と、より濃いグレイ度の１／６００インチ矩形ドット
２個とが互いに隣接して印刷されれば、眼にはそれら４
個のドットを積分した形で中間グレイ度で１／３００イ
ンチの大きさの矩形ドットが１個認識されよう。ＤＭＤ
技術によって、このことは小型ミラーを数多く使用し、
高価で複雑な技術を用いることによって実現される。

【０００７】上述のようなＯＰＣドラム印刷において、
ドラム上へアレイ毎にデータを書き込むことで１つのペ
ージの印刷が行われる。ドラムの回転方向はプロセス方
向と呼ばれる。ドラムは回転するので、重畳するデータ
アレイは、いくつかのＤＭＤアレイ露光を積分すること
によってドラム上に光露光を蓄積する形でドラム上で重
畳される。

【０００８】ＤＭＤ技術による光変調は２つの型の方法
で実現できる：強度変調と空間／エリア変調である。プ
ロセス方向でのエリア変調および強度変調を用いてグレ
イスケールを印刷する技術が開発されている。例えば、
テキサスインスツルメンツ社に譲渡された１９９３年３
月２９日付け同時出願の米国特許出願第０８／０３８，
３９８号”ＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃ
ｔｕｒｅｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒ
ｏｒＰｒｉｎｔｅｒ（デジタルマイクロミラー印刷機
の構成と方法）”ＴＩ−１７６３２を参照されたい。エ
リア変調はドラム上でＤＭＤ露光を非整数変位でもって
重畳させることによって実現される（１画素の整数変位
は現在の露光を直前の露光と重ねることになる）。しか
し、そのような技術およびシステムで、エリア変調の特
長を利用してプロセス方向と交差する方向でグレイスケ
ールを再現することはできない。

【０００９】従って、プロセス方向およびそれと交差す
る方向の両方向において空間変調を実現してグレイスケ
ール生成を許容する方法と装置とに対する需要が発生す
る。更に、多大なコストまたは複雑さを伴うことなし
に、高品質図形データの印刷を許容するための、より高
精度な画素アドレシングのための方法および装置に対す
る需要が発生する。

【００１０】

【発明の概要】本発明に従えば、従来技術によるシステ
ムに付随する欠点および問題点を本質的に解消または削
減する、プロセス方向と交差する方向での空間変調を行
うための方法および装置が提供される。

【００１１】特に、複数行の個別要素を含み、それらの
うちの予め定められた複数行が他の行に対して互い違い
に配置された１つの空間光変調器上へ光を照らすことを
含む、複数のグレイの明暗を発生させるための方法が提
供される。複数個の行のうちの予め定められた個別要素
からの光がプロセス方向に回転する光導電性ドラムの画
素の予め定められたフェーズ上へ落下するように、光が
反射される。そのフェーズに対してトナーが引き寄せら
れ、その引き寄せられるトナー量はそのフェーズに入射
した光の量によって定まる。次にトナーは印刷媒体へ転
写され、特定の画素のすべてのフェーズから転写される
トナー量がその画素によって転写されるグレイの明暗を
決定する。

【００１２】更に、空間光変調器上を照らす光源を含む
印刷機が開示されている。本空間光変調器は個別要素を
複数行含んでおり、そのうち予め定められた複数行が他
の行に対して互い違いに配置されている。光導電性ドラ
ムがプロセス方向に回転動作するようになっており、そ
のドラムには複数行の個別要素からの反射光を受けよう
に設定されたフェーズを備える予め定められた画素が設
けられている。

【００１３】更に、複数行の個別要素を含み、それらの
うちの予め定められた複数行が他の行に対して互い違い
に配置された空間光変調器に対して光を照らすことを含
む、図形データの印刷において境界のギザギザを低減す
る方法が開示されている。光は個別要素から反射され
て、光導電性ドラムの印刷すべきグラフィックスの場所
に対応する画素の予め定められたフェーズのみに入射す
るようになっている。

【００１４】本発明の１つの重要な技術的特長は、行を
互い違いに配置することによってプロセス方向と交差す
る方向へのアクセス能力が向上するという事実である。
特に、行を互い違いに配置することによってフェーズを
重畳させることでプロセス方向と交差する方向での空間
変調が可能になる。この特長はプロセス方向での空間変
調と組合わさって、画像データの印刷に関して数多くの
グレイスケールを生成することを許容し、また図形デー
タの印刷において端のギザギザを減らすことを許容す
る。

【００１５】本発明の特長ならびに本発明それ自体につ
いてより完全に理解するためには、以下の図面を参照し
た詳細な説明が役立つ。図面では、同様な部品に対して
同じ参照符号を用いている。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の教えるところに従って構築さ
れる印刷機１０を示す。図１に示すように、個別要素に
よって構成された１つのアレイ１２を含む空間光変調器
（ＳＬＭ）が設けられている。特定の実施例では、アレ
イ１２はＤＭＤのアレイを含むことができる。本説明を
通して、アレイ１２の個別要素をミラーと呼ぶことにす
る。アレイ１２は、ここに参考のために引用する米国特
許第４，９５６，６１９号”ＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈ
ｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ（空間光変調器）”に開示され
ているように構成されたＤＭＤのアレイを含むものでも
よい。

【００１７】図１に示されたように、アレイ１２の各行
は個別ミラー（要素）が行毎にオフセットを持つよう
に、互い違いに配置されている。このオフセットは以下
に述べるように、画像データを印刷するため、および図
形データの滑らかな端を印刷するために、数多くのグレ
イスケール生成を許容するように開発されたものであ
る。分かり易くするために、アレイ１２の一部分のみを
示したが、アレイ１２が特定の応用において必要とされ
るだけ、より多くの行または列を含み得ることは理解さ
れよう。

【００１８】光源１４からの光はアレイ１２によって反
射されて、ＯＰＣドラム１６上への照射をオン、オフさ
れる。光源１４は発光ダイオードを含むことができる。
アレイ１２からの光はＯＰＣドラム１６へ向かって直接
反射されてもよいが、光学系１８を通して集束させて反
射されてもよい。

【００１９】図１に示されたように、アレイ１２から受
光される光はＯＰＣドラム１６へ入射する。分かり易い
ように、論理画素のラインを１本だけ示したが、ＤＭＤ
アレイによって数本の画素ラインを同時に照射すること
もできることは理解されよう。それらの画素の各々は照
射されて、従って帯電または放電されて、トナーの引き
寄せが制御される。ドラム１６は印刷すべきページにわ
たって回転し、トナーがドラム１６からそのページへ転
写されるので、その画素ラインがページ上のラインとし
て印刷される。

【００２０】図示の都合で、アレイ中のミラーの位置
（オンかオフ）を、１画素分の４分の１のドラムの移動
毎に更新すると仮定しよう。本発明の範囲内で、その他
の更新速度も可能である。この方式で、図１に示すよう
に、例の画素２０はアレイ１２のミラー２２−３６から
の光を受け取る。ドラムが回転するにつれて、異なる瞬
間においてミラーの各行から光が受け取られる。同様
に、ミラー３８−５２はＯＰＣドラム１６の画素５４へ
光を反射させる。画素２１もまた示されているが、これ
については次に説明する。ＯＰＣドラム１６が回転する
につれて、画素２１はミラー２２−３６によって露光さ
れる。

【００２１】図２ａないし図２ｆはミラー２２−３６の
各々から画素２０に受光される光を示す。図２ａに示す
ように、ミラー２２および２４からの光がまず、画素２
０の上部に入射する。特定の実施例では、アレイ１２の
ミラーは画素２０の約１／４の面積のエリアを照らす。
例えば、画素２０のサイズは縦横１／３００インチであ
り、ミラー２２からの光は縦横１／６００インチであ
る。その他のサイズおよび形状の画素およびミラーを用
いることも、あるいはミラーの有効寸法を光学系１８を
通して変更することも可能であり、それらは本発明の範
囲内に含まれることを理解されたい。

【００２２】任意の１つのミラーからの光が入射する画
素２０の特定のエリアをフェーズと呼ぶ。すなわち、図
２ａに示すように、ミラー２２および２４からの光はＡ
とＢの円で示したフェーズＡおよびＢに照射される。光
の照射時間はミラーをオフにスイッチすること、あるい
は光源をオフすることによって制御できる。図２ｂに示
すように、時刻が過ぎて、ここの例ではＯＰＣドラム１
６が１画素の４分の１回転すると、ミラー２２および２
４からの光はフェーズＣおよびＤへ入射する。

【００２３】図２ｃに示すように、ＯＰＣドラム１６が
回転を続けて、ミラー２２および２４からの光はフェー
ズＥおよびＦへ、ミラー２６および２８からの光がフェ
ーズＧおよびＨへ入射するようになる。図２ｃから分か
るように、フェーズＨは、半分が画素２０に、半分がＯ
ＰＣドラム１６の隣接画素に掛かっている。この隣接画
素への光の照射は次の２つの方法のうちのいずれかによ
って処理することができる。まず、それを隣接画素中に
生成すべきグレイスケールを決定する時に考慮に入れる
ことができる。すなわち、もし隣接画素のグレイスケー
ルが例えば、２５６グレイレベルのうちのレベル２００
であるべきだとする時、その画素がフェーズＨから受光
した光量を考慮に入れることができる。これとは別のや
り方として、フェーズＨから隣接画素が受光した光を無
視することもできる。実際、もし、隣接画素が完全に白
であるべきであれば、このやり方が唯一の方法となり、
画素間にはいくらかのにじみが生ずる。

【００２４】図２ｄに示すように、ＯＰＣドラム１６が
回転を続け、ミラー２２および２４からの光はフェーズ
ＩおよびＪへ入射する。図２ｃに関連して既に述べたよ
うに、フェーズＩおよびＪはＯＰＣドラム１６の次のラ
インの画素に重畳する。この重畳はその画素上で生成す
べきグレイスケールを決定する時に考慮するか、あるい
は無視することができる。ミラー２６および２８からの
光はフェーズＫおよびＬへ入射する。

【００２５】図２ｅに示すように、ＯＰＣドラム１６が
回転を続け、ミラー２６および２８からの光はフェーズ
ＭおよびＮへ入射する。重畳については既述のように処
理される。更に、図２ｅに示すように、ミラー３０およ
び３２からの光がフェーズＡおよびＢに入射する。更
に、この時点で、ミラー２２および２４からの光は画素
２１のフェーズＡおよびＢに入射する。図２ｆに示すよ
うに、ミラー２６および２８からの光は重畳するフェー
ズ０およびＰに入射し、ミラー３０および３２からの光
はフェーズＣおよびＤに入射するようになる。

【００２６】図２ａないし図２ｆは特定画素２０の１６
個の別々のフェーズを図示している。これはプロセス方
向で４フェーズ、それと交差する方向で４フェーズに対
応している。ＯＰＣドラム１６は連続的に回転している
ので、Ｙ（プロセス）方向でのフェーズの位置は特定の
応用に依存して選択されることは理解されよう。光は２
つの方法のうちの１つのやり方で、それら選ばれたフェ
ーズ位置毎に別々に位置決めされる。まず、光源がパル
ス的にオン、オフされて、オンの時だけ特定のミラーか
らの光が予め定められたフェーズ位置上へ入射するよう
にされる。この方法は、ここに参考のために引用する、
テキサスインスツルメンツ社に譲渡された同時出願の１
９９３年３月２９日付けの米国特許出願第０８／０３
８，３９８号”ＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＡｒｃｈｉｔ
ｅｃｔｕｒｅｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍ
ｉｒｒｏｒＰｒｉｎｔｅｒ（デジタルマイクロミラー
印刷機の構成と方法）”に述べられている。この特許出
願はまた、第２の方法、すなわち、光源１４からの光は
オンのままに保っておいて、予め定められたフェーズ位
置のみに光が入射するように、その時だけミラー２２−
３６をスイッチしてＯＰＣドラム１６へ光を反射させる
ようにする方法についても述べている。

【００２７】Ｘ方向（プロセス方向と交差する方向）で
のフェーズの位置は単にミラーの水平方向での配置によ
って決定される。すなわち、図２ａないし図２ｆでは、
ミラー２２、２４、２６、および２８からの光に対応し
て、プロセス方向と交差する方向に４個のフェーズ位置
が提供されている。互い違いの配置を増大させることに
より、Ｘ方向でのフェーズ位置を増やすことが可能であ
る。辺の寸法が約１／６００インチのフェーズを生成す
るミラーで、画素の辺寸法が約１／３００インチの場
合、Ｙ方向に４フェーズ位置というのは優れた結果をも
たらす。Ｙ方向のフェーズ位置の数をあまり大きな数に
増やすことは有効なトナーの量に制限があることから、
かえって利益が減少することにつながる。トナー粒子の
有限な寸法を仮定して、２つのフェーズ間の間隔がほぼ
トナー粒子の直径だけ離れていない場合には空間（エリ
ア）変調は実現しない。同じことがＸ方向でのフェーズ
位置についても言える。

【００２８】ここに参考のために引用する、同時出願の
１９９３年３月２９日付けの米国特許出願第０８／０３
８，３９８号”ＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＡｒｃｈｉｔ
ｅｃｔｕｒｅｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍ
ｉｒｒｏｒＰｒｉｎｔｅｒ（デジタルマイクロミラー
印刷機の構成と方法）”ＴＩ−１７６３２に述べられて
いるように、特定の１つの画素においてグレイスケール
を生成することには次の工程が含まれる。まず、光がそ
の画素のすべてのフェーズ上へ反射され、時間積分され
て蓄積される。この光はその画素の場所にあるＯＰＣを
放電（充電）させ、三次元的な電圧分布を発生させる。
光露光とこの電圧との間の関係は非線形であって、その
非線形カーブは光誘起放電曲線（ＰＩＤＣ）と呼ばれ
る。このＯＰＣに対して現像電圧が供給され、トナー粒
子が接触するように供給される。その画素へ引き寄せら
れるトナーの質量はその電圧に対して非線形な関係にあ
る。トナーは熱を加えることによって紙へ溶融される。
この溶融したトナーの量がグレイスケールを決定する。

【００２９】上の説明から、ＯＰＣ上の光露光と最終的
なグレイスケールとの間には簡単な関係は存在しないこ
とが理解されよう。この関係は実験的に、あるいはモデ
リングを通して決定できるものであって、グレイスケー
ルを各フェーズ上で必要とされる光露光に対応づける参
照テーブルの形で表現される。以降の説明を通して、グ
レイスケールという用語は、実際の認識されるグレイス
ケールではなくて、１つの画素に蓄積された光露光を意
味するものとして使用される。上述の非線形的な関係の
ために、２つの異なる露光分布が同じように認識される
グレイスケールをもたらす場合、あるいは逆に同じ蓄積
量の２つの異なる分布が異なるグレイスケールを認識さ
せる場合があり得る。

【００３０】グレイスケール解像度を高めるために、ミ
ラー２２−３６が画素２０上へ光を反射させる時に、光
源１４の強度を変化させることができる。すなわち、例
えば、ミラー２２−２８から画素２０上へ光を反射させ
る時に光源１４の強度を特定のレベルに設定する。次
に、例えば、ミラー３０−３６から画素２０上へ光が入
射する時に、光源１４の強度を元の強度レベルの例えば
２倍に強くする。（ミラー２２−２８が画素２０の直下
の画素２１も同時に照らすことに注意。）このようにし
て、任意の１つのフェーズにおける強度を、零である
か、第１の強度レベルであるか、第２の強度レベルであ
るか、あるいは第１と第２の強度レベルの和であるかの
いずれかにすることができる。

【００３１】例えば、フェーズＡにおける光強度は図２
ａおよび図２ｅに示されるように、ミラー２２とミラー
３０とによって決定される。すなわち、フェーズＡの強
度は図２ａと図２ｅにおいてそのフェーズに受光された
光強度の和である。

【００３２】上に述べたように、ミラー２２−３６すべ
てが用いられて、画素２０によって受光される光強度す
なわちグレイスケールが決定される。しかし、本発明の
範囲内で、ミラーの数を増減することは可能であること
を理解されたい。例えば、画素２０の１６個のフェーズ
を生成するのにミラー２２、２４、２６および２８だけ
用いてもよい。しかし、そのような構成では、各フェー
ズに対して、従って画素２０に対して、より少ない強度
レベルが割り振られるため、画素２０において生成でき
るグレイスケールの数は限られたものとなる。同様に、
画素２０上へ光を反射させるミラーの数を増やすこと
は、各フェーズ、従って画素２０によって受光できる強
度レベルの数を増加させ、それによってグレイスケール
の数を増加させることにつながる。

【００３３】図２ａないし図２ｆに示した例において、
光源１４の強度レベルが２つである場合、第２のレベル
が第１の強度レベルの２倍であるとすると、任意の１つ
のフェーズは第１の強度レベルの零、１、２、あるいは
３倍の強度を時間を掛けてそこに書き込まれることにな
る。（零強度レベルはフェーズへの反射を妨げるように
ミラーをスイッチすることで達成される。）こうした場
合、１６個のフェーズでもって、画素２０に蓄積される
最大の露光量は３の１６倍、あるいは４８となる。最小
の露光量は零の１６倍で、零である。従って、画素２０
に書き込まれることのできる区別できるグレイスケール
は４９段階となる。

【００３４】分かり易いように、ミラー２２−２８を１
つのミラー群と考える。同様に、ミラー３０−３６も１
つのミラー群と考える。３個のそのような群でもって、
光源１４の強度をベース強度の１倍、２倍、あるいは４
倍というふうに２進数的に変化させることによって、任
意のフェーズにおける強度は０と７との間にくる。従っ
て、画素２０における最大の蓄積露光量は７の１６倍、
すなわち１１２となる。最小の露光量は零であるので、
画素２０に書き込むことのできる可能なグレイスケール
の段階数は１１３となる。

【００３５】４群のミラーを用い、光源１４の強度を特
定のベース強度レベルの１倍、２倍、４倍、および８倍
というふうに２進数的に増大させることによって、任意
の１つのフェーズは０と１５との間の強度レベルを持つ
ことになる。そうして、画素２０の最大蓄積露光量は、
１６個すべてのフェーズが最大強度レベルの１５を表現
すれば２４０となる。最小の露光量が零であるので、画
素２０において利用できるグレイスケールの段階数は２
４１となる。

【００３６】これらの例から分かるように、画素の群の
数を増やすことは特定の画素において生成できるグレイ
スケール数を増加させることにつながる。

【００３７】上で述べたのとは異なるその他のミラー構
成を用いて、異なる場所において異なる寸法を有するフ
ェーズを生成することも可能である。図３、図４、およ
び図５はそのようなミラー構成の例を示している。図３
はミラー５６−６８の構成を示している。そのような構
成ではプロセス方向と交差する方向において３つのフェ
ーズ位置を提供することができる。既に述べたように、
Ｙ（プロセス）方向でのフェーズ位置は予め定められる
ものであって、光源１４をパルス化するか、あるいは予
め定められたフェーズに対応するミラーを、零でなけれ
ば予め定められた時間だけターンオンするように制御す
ることによって制御される。すなわち、Ｙ方向のフェー
ズ位置の数は特定の用途の要求に従って決定される。

【００３８】図４は別のミラー構成を示し、そこにおい
て特定の画素２０を照射するのにミラー７０−７９が使
用されている。図４はプロセス方向と交差する方向にお
いて３個のフェーズ位置を許容する。それらのフェーズ
位置は、ミラー７０と７６、７４と７９、および７２と
７８の位置によって決定される。ミラー７６、７８、お
よび７９なしでも、ミラー７０、７２、および７４だけ
でプロセス方向と交差する方向での３つのフェーズ位置
を生成することができる。ミラー７６、７８、および７
９を含める理由は画素２０へより多くの強度レベルを書
き込み、それによってより多数のグレイスケール段階を
許容するためである。

【００３９】図５はミラー８０−９４についてのミラー
構成を示す。この構成はＸ方向に４つのフェーズ位置を
許容する。ミラー８８、９０、９２、および９４がなく
ても、ミラー８０、８２、８４、および８６を使用して
Ｘ方向のこれらの４つのフェーズ位置を提供することが
できる。ミラー８８−９４を含めるのは、付加的な強度
の書き込みを許容して、それによってもっと数多いグレ
イスケールを許容するためである。

【００４０】上述の各例において、ミラー群の数をもっ
と増やして、各フェースに対し、従って各画素に対して
より多くの強度レベルを書き込むことを許容するよう
に、光強度の変調を許容することを行うことができる。
更に、プロセス方向と交差する方向におけるフェーズ位
置の数を増やすように、互い違いを増やすこともでき
る。

【００４１】本発明の別の１つの重要な応用は、図形デ
ータの印刷解像度を向上させることである。図６は、ペ
ージに印刷された画素のアレイを示す。左上の画素が画
素２０である。図６に示されたように、この例では各画
素の寸法は縦横それぞれ約１／３００インチである。こ
の寸法は一般的に高解像度グラフィックスとしては十分
でない。しかし、本発明では、この画素寸法で高解像度
が実現できる。本発明の互い違いになった配置がプロセ
ス方向と交差する方向でのフェーズを許容し、そのため
データの配置に大きな柔軟性を与える。

【００４２】図６に示されたように、これらのフェーズ
は等価的にサブ画素になっており、印刷ページ上でのア
ドレス指定能力を向上させる。図２ａ−図２ｆに示され
たように行を互い違いにすることで、辺の寸法が１／６
００インチのサブ画素が１／１２００インチの精度でア
ドレス指定される。このアドレス指定能力の向上はペー
ジにおけるドットの配置をより正確なものとし、従って
グラフィックスの解像度を増大させる。図６には常道的
な例として対角線が図示されている。本発明によって提
供される増大したアドレス指定能力は理想的な対角線に
非常に接近したサブ画素の印刷を許容し、従って低解像
度のシステムで明瞭になるギザギザした端の問題を解消
する。

【００４３】図７は印刷機１０を制御する回路のブロッ
ク図を示す。図７に示されたように、プロセッサー１０
０は、ブロック１０２から印刷すべきデータをメモリ１
０４を通すかあるいは直接的に受信する。ブロック１０
２は、印刷すべきデータを出力することのできるパーソ
ナルコンピュータのような任意の装置を表している。メ
モリ１０４はブロック１０２からの印刷すべきデータの
緩衝装置として使用されるか、あるいは予めプログラム
されたデータ等のその他のデータを後に印刷するベく蓄
積しておくために使用される。メモリ１０４はまた、プ
ロセッサー１００を制御するための命令も含んでいる。
プロセッサー１００は光源１４、アレイ１２、およびＯ
ＰＣドラムと電動機１６へつながれている。プロセッサ
ー１００はまた、印刷紙ハンドリング、利用者Ｉ／０、
および診断のブロック１０６へつながれている。

【００４４】動作時には、プロセッサー１００は、光源
１４とアレイ１２とを制御することによって印刷すべき
データを処理する。例えば、画像データに関しては、プ
ロセッサー１００は特定の１つの画素に対して書き込む
べきグレイスケールを決定し、その画素における強度を
確定させるためにアレイ１２の特定のミラーと光源１４
とを制御する。１例として、各画素に対して３群のミラ
ーを有するアレイ１２については、光源１４の強度は１
倍から、２倍、更に４倍、そして元へ戻るというふうに
２進数的に増進せられる。プロセッサー１００は特定の
画素に対して適切な強度が向けられることを保証するよ
うに、アレイ１２の特定のミラーを制御する。プロセッ
サー１００はまた、印刷機システムからの要求に応じ
て、ＯＰＣドラムの回転、印刷紙ハンドリング、利用者
Ｉ／０、および診断を制御する。

【００４５】本発明およびそれの特長について詳細に説
明してきたが、請求の範囲に定義された本発明の本質と
展望から外れることなしに、各種の変更、置換、および
修整が可能であることは理解されたい。

【００４６】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。（１）複数のグレイの明暗を発生させる方法であって、
次の工程：個別要素の行を複数個有し、前記行の予め定
められたものが他の行に対して互い違いに配置された空
間光変調器上へ光を照らすこと、複数行の予め定められ
た個別要素からの光を、プロセス方向に回転するように
なった光導電性ドラムの予め定められたフェーズ上へ反
射させること、特定のフェーズに対して引き寄せられる
トナーの量がそのフェース上へ入射する光量に基づいて
定まるように、前記フェーズに対してトナーを引き寄せ
ること、および特定の画素のすべてのフェーズから転写
されるトナーの量がその画素によって転写されるグレイ
の明暗を決定するように、前記トナーを印刷媒体へ転写
すること、を含む方法。

【００４７】（２）第１項記載の方法であって、各画素
に対してプロセス方向と交差する方向に少なくとも２つ
のフェーズ位置があるように行が互い違いに配置される
方法。

【００４８】（３）第１項記載の方法であって、前記照
らす工程が、対応する画素のプロセス方向における少な
くとも２つのフェーズ位置上へ光を反射させるように各
個別要素が作動するように、光をパルス化することを含
んでいる方法。

【００４９】（４）第１項記載の方法であって、更に光
の強度を周期的に変化させる工程を含む方法。

【００５０】（５）第１項記載の方法であって、前記照
らす工程が、対応する画素のプロセス方向における少な
くとも２つのフェーズ位置上へ光を反射させるように各
個別要素が作動するように、光をパルス化することを含
んでおり、更に光の強度を周期的に変化させる工程を含
む方法。

【００５１】（６）第１項記載の方法であって、前記反
射させる工程が、対応する画素のプロセス方向における
少なくとも２つのフェーズ位置上へ光を反射させるよう
に各個別要素が作動するように、個別要素をスイッチさ
せることを含んでいる方法。

【００５２】（７）印刷機であって：光源、個別要素の
複数行であって、前記行の予め定められたものが他の行
に対して互い違いに配置された個別要素の行を含み、前
記光源からの光を受光するように動作する空間光変調
器、およびプロセス方向に回転し、複数行の予め定めら
れた個別要素から反射された光を受光するように設定さ
れたフェーズを含む予め定められた画素を有する光導電
性ドラムを含む印刷機。

【００５３】（８）第７項記載の印刷機であって、各画
素に対して、プロセス方向と交差する方向に少なくとも
２つのフェーズ位置があるように前記行が互い違いに配
置されている印刷機。

【００５４】（９）第７項記載の印刷機であって、更
に、前記光を周期的にパルス化し、それによって対応す
る画素のプロセス方向における少なくとも２つのフェー
ズ位置上へ光を反射させるように動作するパルス化回路
を含む印刷機。

【００５５】（１０）第７項記載の印刷機であって、更
に、前記個別要素をスイッチさせ、それによって対応す
る画素のプロセス方向における少なくとも２つのフェー
ズ位置上へ光が反射されるように動作する回路を含む印
刷機。

【００５６】（１１）第７項記載の印刷機であって、更
に、前記光源の強度を周期的に変化させるように動作す
る回路を含む印刷機。

【００５７】（１２）第７項記載の印刷機であって、行
の互い違いの配置が周期的であり、更に前記互い違いの
配置が繰り返す度に前記光源強度を変化させるように動
作する回路を含む印刷機。

【００５８】（１３）第１２項記載の印刷機であって、
各画素が、少なくとも２群の互い違いに配置された行の
個別要素から光を受光するようになった印刷機。

【００５９】（１４）第７項記載の印刷機であって、前
記個別要素が可撓性ミラー装置を含んでいる印刷機。

【００６０】（１５）第７項記載の印刷機であって、各
画素が、少なくとも２つの対応する個別要素から光を受
光するようになった印刷機。

【００６１】（１６）図形データの印刷においてギザギ
ザした端を減らす方法であって、次の工程：複数行の個
別要素を含み、前記行の予め定められたものが他の行に
対して互い違いに配置された空間光変調器上へ光を照ら
すこと、および個別要素からの光を、プロセス方向に回
転するようになった光導電性ドラムの画素の、印刷すべ
きグラフィックスの場所に対応する予め定められたフェ
ーズ上のみへ反射させること、を含む方法。

【００６２】（１７）第１６項記載の方法であって、各
画素に関して、プロセス方向と交差する方向に少なくと
も２つのフェーズがあるように行が互い違いに配置され
ている方法。

【００６３】（１８）第１６項記載の方法であって、前
記照らす工程が、前記光をパルス化して、それによって
各個別要素が対応する画素のプロセス方向における少な
くとも２つのフェーズ位置上へ光を反射するように動作
させる工程を含んでいる方法。

【００６４】（１９）第１６項記載の方法であって、前
記反射させる工程が、個別要素をスイッチさせ、それに
よって各個別要素が対応する画素のプロセス方向におけ
る少なくとも２つのフェーズ位置上へ光を反射するよう
に動作させる工程を含んでいる方法。

【００６５】（２０）プロセス方向と交差する方向に空
間変調を行うための方法と装置が提供されている。そこ
において、空間光変調器は個別要素のアレイ（１２）を
含む。光源（１４）からの光がそれらの個別要素によっ
て反射され、有機光導電性ドラム（１６）の画素（２０
および５４）のフェーズ上へ入射する。個別要素からの
光は光学系（１８）によって集束させることもできる。

【００６６】

【関連出願】本出願は、下記の、テキサスインスツルメ
ンツ社に譲渡された同時出願の米国特許出願に関連す
る：１９９３年３月２９日付けの出願番号第０８／０３
８，３９８号”ＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＡｒｃｈｉｔ
ｅｃｔｕｒｅｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍ
ｉｒｒｏｒＰｒｉｎｔｅｒ（デジタルマイクロミラー
印刷機の構成と方法）”ＴＩ−１７６３２、および１９
９３年３月２９日付けの出願番号第０８／０３８，３９
１号”ＧｒａｙＳｃａｌｅＰｒｉｎｔｉｎｇＵｓ
ｉｎｇＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔ
ｏｒｓ（空間光変調器を用いたグレイスケール印刷）”
ＴＩ−１７６１１。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の教えるところに従って構築された印刷
機。

【図２】ａないしｆは本発明の教えるところに従って印
刷されるべき画素の各フェーズを示す。

【図３】本発明の教えるところに従って印刷するため
の、別のミラー構成。

【図４】本発明の教えるところに従って印刷するため
の、別のミラー構成。

【図５】本発明の教えるところに従って印刷するため
の、別のミラー構成。

【図６】本発明の教えるところに従って、高解像度グラ
フィックスで印刷された対角線。

【図７】本発明の教えるところに従って構築された印刷
機の制御プロセッサーのブロック図。

【符号の説明】

１０印刷機１２アレイ１４光源１６ドラム１８光学系２０画素２１画素２２−３６ミラー３８−５２ミラー５４画素５６−６８ミラー７０−７９ミラー８０−９４ミラー１００プロセッサー１０２印刷すべきデータ１０４メモリ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】空間光変調法及び装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【００１０】

【００１４】本発明の１つの重要な技術的特長は、行を
互い違いに配置することによってプロセス方向と交差す
る方回へのアクセス能力が向上するという事実である。
特に、行を互い違いに配置することによってフェーズを
重畳させることでプロセス方向と交差する方向での空間
変調が可能になる。この特長はプロセス方向での空間変
調と組合わさって、画像データの印刷に関して数多くの
グレイスケールを生成することを許容し、また図形デー
タの印刷において端のギザギザを減らすことを許容す
る。

【００１６】

【００２５】図２ｅに示すように、ＯＰＣドラム１６が
回転を続け、ミラー２６および２８からの光はフェーズ
ＭおよびＮへ入射する。重畳については既述のように処
理される。更に、図２ｅに示すように、ミラー３０およ
び３２からの光がフェーズＡおよびＢに入射する。更
に、この時点で、ミラー２２および２４からの光は画素
２１のフェーズＡおよびＢに入射する。図２ｆに示すよ
うに、ミラー２６および２８からの光は重畳するフェー
ズＯおよびＰに入射し、ミラー３０および３２からの光
はフェーズＣおよびＤに入射するようになる。

【００３０】グレイスケール解像度を高めるために、ミ
ラー２２−３６が画素２０上へ光を反射させる時に、光
源１４の強度を変化させることができる。すなわち、例
えば、ミラー２２−２８から画素２０上へ光を反射させ
る時に光源１４の強度を特定のレベルに設定する。次
に、例えば、ミラー３０−３６から画素２０上へ光が入
射する時に、光源１４の強度を元の強度レベルの例えば
２倍に強くする。（ミラー２２−２８が画素２０の直下
の画素２１も同時に照らすことに注意。）このようにし
て、任意の１つのフェーズにおける強度を、零である
か、第１の強度レべルであるか、第２の強度レベルであ
るか、あるいは第１と第２の強度レベルの和であるかの
いずれかにすることができる。

【００４３】図７は印刷機１０を制御する回路のブロッ
ク図を示す。図７に示されたように、プロセッサー１０
０は、ブロック１０２から印刷すべきデータをメモリ１
０４を通すかあるいは直接的に受信する。ブロック１０
２は、印刷すべきデータを出力することのできるパーソ
ナルコンピュータのような任意の装置を表している。メ
モリ１０４はブロック１０２からの印刷すべきデータの
緩衝装置として使用されるか、あるいは予めプログラム
されたデータ等のその他のデータを後に印刷するべく蓄
積しておくために使用される。メモリ１０４はまた、プ
ロセッサー１００を制御するための命令も含んでいる。
プロセッサー１００は光源１４、アレイ１２、およびＯ
ＰＣドラムと電動機１６へつながれている。プロセッサ
ー１００はまた、印刷紙ハンドリング、利用者Ｉ／Ｏ、
および診断のブロック１０６へつながれている。

【００４４】動作時には、プロセッサー１００は、光源
１４とアレイ１２とを制御することによって印刷すべき
データを処理する。例えば、画像データに関しては、プ
ロセッサー１００は特定の１つの画素に対して書き込む
べきグレイスケールを決定し、その画素における強度を
確定させるためにアレイ１２の特定のミラーと光源１４
とを制御する。１例として、各画素に対して３群のミラ
ーを有するアレイ１２については、光源１４の強度は１
倍から、２倍、更に４倍、そして元へ戻るというふうに
２進数的に増進せられる。プロセッサー１００は特定の
画素に対して適切な強度が向けられることを保証するよ
うに、アレイ１２の特定のミラーを制御する。プロセッ
サー１００はまた、印刷機システムからの要求に応じ
て、ＯＰＣドラムの回転、印刷紙ハンドリング、利用者
Ｉ／Ｏ、および診断を制御する。

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】１０印刷機１２アレイ１４光源１６ドラム１８光学系２０画素２１画素２２−３６ミラー３８−５２ミラー５４画素５６−６８ミラー７０−７９ミラー８０−９４ミラー１００プロセッサー１０２印刷すべきデータ１０４メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のグレイの明暗を発生させる方法で
あって、次の工程：個別要素の行を複数個有し、前記行
の予め定められたものが他の行に対して互い違いに配置
された空間光変調器上へ光を照らすこと、複数行の予め定められた個別要素からの光を、プロセス
方向に回転する光導電性ドラムの予め定められたフェー
ズ上へ反射させること、特定のフェーズに対して引き寄せられるトナーの量がそ
のフェース上へ入射する光量に基づいて定まるように、
前記フェーズに対してトナーを引き寄せること、および
特定の画素のすべてのフェーズから転写されるトナーの
量がその画素によって転写されるグレイの明暗を決定す
るように、前記トナーを印刷媒体へ転写すること、を含
む方法。
【請求項２】印刷機であって：光源、個別要素の複数行であって、前記行の予め定められたも
のが他の行に対して互い違いに配置された個別要素の行
を含み、前記光源からの光を受光するように動作する空
間光変調器、およびプロセス方向に回転し、複数行の予
め定められた個別要素から反射された光を受光するよう
に設定されたフェーズを含む予め定められた画素を有す
る光導電性ドラムを含む印刷機。