[发明专利]数字微反射器印刷机的方法和构造

说明书

本发明涉及印刷机，尤其涉及采用空间光调制器(SLM)的印刷机。

一个分立元件阵列典型地由空间光调制器组成。这些阵列例如有液晶显示器(LCD)和数字微反射器件(DMD)。有些SLM是二进制器件，即其各个单元或者为“导通”或者为“截止”，而另有一些则可以有若干电平。在产生灰色标度(也称灰度)的印刷系统中，这将产生某些问题。

静电印刷系统典型地采用以下方法。印刷机接收来自原始图像，诸如计算机终端或已扫描了用以再现图像的扫描单元的数据。印刷系统将该数据转换为光信号，并将正确图案的光照射到光敏磁鼓上，在磁鼓上形成潜在的电荷图案。然后，磁鼓旋转通过调色剂分配器，并将调色剂粉粒吸引到磁鼓表面上的潜像上。磁鼓带着这些调色剂粉粒一起旋转，并将它们转印到底层，即通常为一张纸上。然后，一般通过热将调色剂熔化在纸上，纸随后退出印刷机。

通常，大多数此类系统都采用激光扫描曝光系统以实现优质印刷。由于空间光调制器可能提供较多的印刷功能，故使用为最佳。激光扫描系统通过沿着光栅行扫描激光束印刷一个接一个的像素。例如，如果用户想要按每分钟40页的速度，用600点/英寸(dpi)的密度印刷8.5″×11″的纸张，那么每页将要求打印11″×600dpi即6600行。每分钟40页即相当于每秒4400行，其中每行有8.5×600即5100个像素。这样就要求每秒有22.44×10⁶的像素，每个像素用时44.6毫微秒。但激光不可能在短短的像素时间内快速地以模拟形式调制提供灰度曝光。由于SLM具有能同时工作的大量光调制元件，故它们可以设置成每次印刷整行印刷信息。每秒钟印刷的像素量维持相同，但SLM方法提供了长达5100倍(5100×44.6毫微秒＝227.5微秒)的时间用灰度调制印刷单一像素。

然而，SLM有其自身的问题，由于其导通/截止或若干电平工作方式的性质，产生灰度即在全导通(黑)与截止(无调色剂)图像之间产生灰度梯度变得相当困难。每个元件都具有一致的光点直径、形状和位置等优点，由此获得优质清晰的图像。然而，由于固定的曝光电平和像素位置限制，分辨率可容易地做到例如300dpi的SLM阵列，也难以再现曲线图形和细微的文本特征。

因此，解决上述问题提供了一个机会，即，使印刷系统具有更好的质量，更低的价格以及更易于维修等性能。

本发明所揭示的印刷系统，结合了行积分、脉幅调制、脉宽调制和脉位调制，以实现更优质的印刷。该系统采用可调制光源，空间光调制器以及光敏介质，后者典型的可用有机光感受器，但是，同样的方法也适用于薄膜介质。

为了更完整地理解本发明及其进一步的优点，以下将结合附图和详细的说明对本发明作进一步的描述。

图1表示行积分印刷图；

图2a-2f表示描绘几例脉幅调制的图；

图3a-3c描绘脉宽调制；

图4表示脉位调制示意图；

图5表示一例脉位调制与脉幅调制的组合。

空间光调制器典型地包括一个单元阵列，每个阵列都有其自己的寻址装置。某种调制器，诸如数字微反射器件(DMD)内含存储单元，它能够接收和存储下一帧数据，同时显示当前数据。这就允许用于任何像素的数据在不同的单元之间，甚至在不同的列和行单元之间“移动”。数据实际上不“移动”，但在下一帧数据中置于与现行显示位置不同的位置。这一特征允许在诸如灰度印刷应用中利用许多不同的技术。

图1表示行积分印刷的一个方块图，用现行的一种技术来延长任何一批数据的曝光时间。在t₁，表示用于空间光调制器(SLM)阵列中列114的第一单元的数据位于单元110。该数据用A表示。箭头112表示印刷介质，诸如光敏磁鼓相对此列单元114的运动。数据A用一个曝光周期转移到介质上。该单个曝光周期以显示图像118表示。

在t₂，或者通过器件内部的直接转移，或者通过将移动到新位置的数据A重新输入调制器，使数据A沿着列阵到达单元116，一个标为B的新数据输入单元110。运动箭头112上的条形图有了改变。B的所示图像120作了一次曝光，而A的所示图像118已作了二次曝光。此过程在t₃重复进行，其中A的图像118已作了三次曝光，B的图像120已作了二次曝光，单元110中标为C的新数据具有一次曝光图像122。当然，该过程可重复进行多次，由设计师决定为取得合适的曝光所需要的曝光次数。