控制多束间隔的方法和设备的利记博彩app

专利名称：控制多束间隔的方法和设备的利记博彩app
控制多束间隔的方法和设备
背景技术：
最近印刷领域的改进集中在提高印刷页面的速度。在电子照相印刷 机中，来自光发射器阵列的多个光束可以被用于通过形成扫描线的条带
(swath)来提高印刷速度。如果条带内的扫描线没有被正确地间隔， 会出现带化(banding)。带化降低了印刷质量。
扫描线的间隔在发送给用户的印刷机(printer)的曝光模块中被 精确地对准。该模块可能随印刷机一起运送。该模块可能在运送、印刷 机设置、印刷机运行等等中变得不对准。不对准可能由温度变化、振动、 压力或其它因素而导致。如果印刷机呈现出带化，则将该模块从印刷机 取下并送到专门配备的实验室来精确对准该曝光模块。取下和重新对准 该模块是昂贵的。重新对准曝光模块的动作可能不会消除带化，也不会 最小化带化，也不会保证将来不出现带化。当将曝光模块取下后，印刷 机可能无法使用。
因此，需要调节具有多个光束的电子照相印刷机中的扫描线间隔。 也需要避免取下以及重新对准曝光模块的昂贵过程。此外，需要改进供 ^使用的打印才几(printer)的可用性。


参考下面示出印刷系统的实施例的附图，可对多束系统的光学调节 的实施例有更好的理解。附图中的元件可能没有相对于彼此按比例绘 制。但是，重点被放在清楚地图示印刷机中的多束调节的实施例。为了 清晰和更好地理解本公开，相对于其它尺寸而夸大某些尺寸。此外，在 整个这些视图中，相似的参考标记指示对应的类似部分。
图1示出了根据电子照相印刷系统的实施例的光发射器阵列的横截 面视图。
图2a图示了根椐电子照相印刷系统的实施例的包括图1的光发射 器阵列的光学系统的一部分的横截面图。
图2b图示了图2a示出的光学系统中的光发射器阵列的放大图。 图3示出了根据电子照相印刷系统的实施例的光学系统的透视图。图4示出了根据电子照相印刷系统的实施例的正确对准的扫描线的 条带。
图5图示了根椐电子照相印刷系统的实施例的被间隔开的扫描线的 条带。
图6示出了根据电子照相印刷系统的实施例的被狭窄地间隔开的扫 描线的条带。
图7示出了根据电子照相印刷系统的实施例的照射光学传感器的扫 描线和光的空间分布。
图8示出了根据电子照相印刷系统的实施例的用于围绕垂直轴旋转 光学元件的调节机构的实施例。
图9是根据电子照相印刷系统的实施例的作为围绕垂直轴旋转的两 个棱镜的角度的函数的扫描线垂直间距的曲线图。
图10是根据电子照相印刷系统的实施例的作为围绕垂直轴旋转的 两个棱镜的角度的函数的两个扫描线之间的距离的百分比变化的曲线 图。
图11图示了根据电子照相印刷系统的实施例的用于绕光轴方向旋 转光学元件的调节机构的另 一个实施例。
图12是根据电子照相印刷系统的实施例的作为围绕光轴旋转的两 个棱镜的函数的扫描线垂直间距的曲线图。
图13是根据电子照相印刷系统的实施例的作为围绕光轴旋转的两 个棱镜的角度的函数的两个扫描线之间的距离的百分比变化的曲线图。
图14图示了根椐电子照相印刷系统的实施例的电子照相印刷系统。
图15示出了根据电子照相印刷系统的实施例的具有程序性的动作 的流程图。
具体实施例方式
电子照相印刷机可使用来自光发射器阵列的多个光束来提高印刷 速度。可以同时扫描两个或更多束以在图像中产生两个或更多扫描线， 而不是在光敏介质上扫描一个束以形成一个扫描线。每个束的强度可以 被独立调制以渲染(render)图像。
由光发射器阵列发射的一组光束膝光的每一组扫描线形成了扫描 线的条带。如果条带的高度适当，则连续的条带被恰当间隔开并且图像中线到线的间隔变化很小。然而，如果条带的高度大，则相邻条带之间 的间隔会变窄。在印刷品中，在浅色背景上的深色扫描线可能看起来像
是在相邻条带之间具有异常深色的带(band)。这种在感知的印刷密度 中的线到线的变化是一种形式的带化。此外，如果条带的高度小，则相 邻条带之间的间隔变宽。于是印刷在浅色背景上的深色扫描线可能看起 来像是在相邻条带之间具有异常浅色的带。这种线到线的变化也是一种 形式的带化。
为减少带化，可以调节光发射器阵列。例如，可以旋转光发射器阵 列以使得条带内以及条带之间存在很少的线到线间隔变化。然而，条带 高度对光发射器阵列的旋转是敏感的。该敏感性使得，为了得到正确的 条带对准，通常有必要在专门配备的实验室中精确地旋转光发射器阵列。
正如这里所描述的，在电子照相印刷系统的实施例中，光学路径中 的一个或多个光学元件-故旋转。该一个或多个光学元件可以是但不限于 棱镜。可以围绕光轴、垂直轴或该光轴和该垂直轴的平面内的轴进行该 旋转。该旋转调节光发射器阵列的垂直间隔，从而调节了扫描线间隔。 与旋转光发射器阵列相比，围绕这些轴中的一个或多个来旋转一个或多 个棱镜使得束间隔对于角度调节的敏感性更小。该敏感性的降低是希望 的。敏感性的降低允许在使用印刷机的地点调节条带高度，而省去了从 印刷机上取下曝光模块并把它送到可能较远设施进行调节的不便和花 费。此外，束间隔的改变基本上与棱镜的旋转成线性，使得条带高度的 自动控制稳定且可预测。
参考下述

了描述束高度调节的实施例
图1示出了根据电子照相印刷系统的实施例的光发射器阵列102。 光发射器阵列102可以由光源110形成。例如，光发射器阵列102可以 由堆叠在一起或彼此邻近制造的单独的光源IIOA到UOL形成。不管怎 样，光发射器阵列102不限于这些类型的设备。尽管示出了从UOA到 110L的12个光源，但是可能存在多于或少于12个的光源。光发射器阵 列102可以由是激光二极管的光源110形成。激光二极管可以是由单一 外延结构形成的边发射激光器阵列的元件；它们也可以是一维或二维垂 直腔面发射激光器阵列(VCSEL )、垂直外腔面发射激光器阵列(VECSEL ) 等的元件。光发射器阵列102被示为处于角度0 ( theta) 104。光源110可以 被单独调制。当将光源110产生的束在光敏介质上扫描时，在图像中形 成扫描线的条带；该条带具有与相距最远的光源110A和IIOL之间的垂 直间距114成比例的高度。光发射器阵列102可以具有多于或少于12 个的光源，以及在相邻光源之间具有更宽或更窄的间隔116。
角度0104允许相邻光源之间在垂直方向上的垂直距离112小于相 邻光源之间的间隔116。光阵列102可以是例如单片激光器阵列；并且 可以具有约100微米的相邻光源之间的间隔116。然而，在电子照相印 刷系统中，可能期望在垂直方向108上具有远小于100微米的束间隔， 例如5微米。可以通过以相对于光发射器阵列102的扫描方向轴106的 角度0104旋转光发射器阵列102来实现该束间隔，使得相邻光源之间 的在垂直方向108上的垂直距离112小于相邻光源110K和110L、 110J 和IIOK、 1101和110J等之间的间隔116。对应地，可以通过按角度0104 旋转光发射器阵列102来调节相距最远的光源IIOA和110L之间的垂直 间距114。
图2a图示了根据电子照相印刷系统的实施例的光学系统200的一 部分的横截面图。图2b是示出光源IIOA、 110B和110L的光发射器阵 列102的放大横截面视图280。尽管未在图2中示出光源110C到U0K， ^旦它们如图1所示那样在光源110B和110L之间。例如110A和110B的 相邻的光源由垂直距离112分隔。相距最远的光源110A和110L由垂直 间距114分隔。相距最远的光源IIOA和110L的垂直间距确定相距最远 的光源110A和110L的图像中的点(spot)的垂直间距114，、 114，，、 114，"(见图4、 5和6)。
在图2a中，光源110A、 110B和110L分别发射光束202A、 202B和 202L。光束202A、 202B和202L基本上沿光轴方向246行进。光束202 行进通过可能是透镜的准直元件204。
基本准直的光束206被引导到第一光学元件210,该第一光学元件 210能够使准直的光束206的角度重定向以形成重定向的光束214。第 一光学元件210可以是棱镜、衍射光栅、菲涅耳棱镜、圆柱透镜、梯度 折射率板(gradient index plate)或另 一种光学元件。基本准直的光束206 被示为电子照相印刷系统的实施例；然而没有必要具有准直的光束2 06 。 也可以使用会聚束或发散束，而不是基本准直的光束206。具有第一表面208和第二表面212的第一光学元件210在电子照相印刷系统的实施 例中被示为棱镜。然而，本实施例不限于棱镜，如上面可替换的光学元 件210的列表所描述的。
重定向的光束214行进到第二光学元件218，第二光学元件218能 够再次重定向光束214以形成光束224。第二光学元件218也可以是棱 镜、衍射光栅、菲涅耳棱镜、圆柱透镜、梯度折射率板或另一种光学元 件。第二光学元件218被示出为具有第一表面216和第二表面220的棱 镜。但是，第二光学元件218不限于棱镜。
第一光学元件210与第二光学元件218没有必要是同一类型的光学 元件。例如，第一光学元件218可以是衍射光栅而第二光学元件可以是 梯度折射率板。本领域技术人员将会认识到其它组合也是可能的，并且 因此，这个示例不是限制性的。
第二重定向的光束224经过圆柱透镜226变成了光束228。光束228 经过孔230。孔230限定了经过圆柱透镜226的每个束228的橫截面， 并确定来自每个光源110A到110L的哪些光线经过该光学系统。
圆柱透镜226使每个进来的束224在多边形304的多边形表面232 (见图3)处达到线聚焦(line focus)。使每个束聚焦到多边形表面 232处的线减小了多边形304的旋转动态不稳定性对印刷系统的影响。 旋转动态不稳定性可以被称为摆动。将每个束228聚焦到多边形表面 232处的线也减小了多边形304的面的误差对如图3所示的印刷系统的 影响。
束234从多边形304的表面232反射(见图3 )。在从多边形304 的表面232反射后，束234经过第一扫描透镜236和第二扫描透镜238， 其将束240会聚到点262A、 262B和262L。点262A、 262B和262L对应 于光束202A、 202B和202L,并且照射光敏介质244的表面242。对光 敏介质244的表面242的照射使光敏介质244膝光，因此在光敏介质244 的表面242上形成潜像。潜像可以是表面242上的静电势差，该潜像将 被显影并转印到介质，如参考图14所述的那样。光敏介质244可以是 光电导体。
相邻点262A和262B之间的垂直距离112'与相邻光源IIOA和110B 之间的垂直距离U2成比例。相距最远的点262A和262L之间的垂直间 距114，与相距最远的光源IIOA和IIOL之间的垂直间距114成比例。第一光学元件210、第二光学元件218或它们的组合可以围绕垂直 方向108上的轴旋转。例如，第一光学元件210可以绕垂直方向上的轴 252旋转，该轴252从第一光学元件210的附近经过。第二光学元件218 可以绕轴254旋转，该轴254从第二光学元件218的附近经过。第一光 学元件210和第二光学元件218二者都可以围绕垂直轴2S0旋转，该垂 直轴250从第一光学元件210和第二光学元件218的附近经过。第一光 学元件210、或第二光学元件218、或第一光学元件210和第二光学元 件218二者都可以围绕例如328的另一个垂直轴旋转，这将参考图3和 图8进行描述。
第一光学元件210、或第二光学元件218、或第一光学元件210和 第二光学元件218 二者没有必要围绕垂直轴精确地旋转，该垂直轴例如 但不限于垂直轴108、 250、 252、 254或328。相距最远的点262A和262L 之间的垂直间距114，；以及相邻点262A和262B之间的垂直距离112' 可以通过绕在扫描轴方向106上显著倾斜的垂直轴的旋转而进行控制， 如参考图3所示出和描述的那样。
图3示出了根据电子照相印刷系统实施例的光学系统300的透视 图。光源IIOA、 IIOB和IIOL是光发射器阵列102 (未示出，见图l和 图2)的一部分。光源IIOA、 IIOB和IIOL可以以相对于光发射器阵列 102的扫描轴方向106成角度01O4旋转，以便建立点262A和262B之间 的垂直距离112，以及点262A和262L之间的垂直间距114'。点262A和 262L可以照射光敏介质244的表面242。点262A到262L随后被称为点 262。角度W04的微小变化可以导致点262之间的垂直距离U2，和垂直 间距U4，二者的相对大的变化。这种对于角度^104的微小变化的敏感 性对于调节垂直间距114，是不期望的，因为由于热冲击，振动或其它因 素导致的角度W04的变化可能显著地改变点262之间的垂直距离112， 和垂直间距U4，二者。点262之间的垂直距离112，和垂直间距1M，二者 的这样的变化可以导致印刷图像中不期望的带化。
通过与参考图2所述相似的方式，沿坐标系310的光轴方向2"行 进的光束202B经过准直元件204。准直元件204可以是透镜。为了清楚， 没有示出光束202A以及202C到202L。光束202B由单个线表示。光束 202B经过第一光学元件210和第二光学元件218。第一光学元件210和 第二光学元件218被配置成变形地(anamorphical ly )放大。第一光学元件210、或第二光学元件218、或这两个元件都可以被适配成变形地 放大。变形放大的特征在于在垂直方向108上具有与扫描轴方向106上 不同的放大。
在光束202B经过第一光学元件210和第二光学元件218之后，光 束202B由参考标记202B，表示。光束202B，经过圆柱透镜226以形成光 束202B"。孔230限定了包括束202B，，的束202A"到202L"的横截面， 并确定在束202A，，到202L"中的哪些光线经过该光学系统300。
束202B"被聚焦到多边形304的多边形表面232上的线。将光束 202A，到202L，(包括光束202B，)聚焦到多边形304的表面232处的线 减小了多边形304的旋转动态不稳定性对印刷系统的影响。动态不稳定 性有时被称为摆动。将每个束202A，到202L，聚焦到在多边形表面232处 的线也减小了多边形304的面的误差对印刷系统的影响。在束202B，，从 旋转306多边形304的表面232反射之后，固定(stat ionary )束202B" 被转换成扫描束202B"'。多边形304的旋转306基本上围绕垂直方向 108上的轴并且在由扫描轴方向106，和光轴方向246，定义的x，-z，平面上 随时间(in time)改变束202B，，，的角方向。在束202B"，基本上沿着坐 标系312中的主光轴方向246，行进的时候图示了束202B"，。
光束202B"，经过第一扫描透镜236和第二扫描透镜238。离开第二 扫描透镜238的光束202B"，在光敏介质244的表面242上渲染点262B。 光敏介质244可以是平的或弯曲的。弯曲的光敏介质244可以包括但不 限于圆柱的形状。光敏介质244可以是光电导体。点262A和262L也可 以示出在表面242或光敏介质244上。
点262A、 262B和262L以相对于如坐标系312定义的扫描轴方向106， 成主角度6l04，对准。扫描轴方向106，也被称为扫描方向。围绕基本在 扫描轴方向106'上的轴的光敏介质244的旋转316结合多边形304的旋 转306 —起形成了光敏介质244上的扫描线410A、 410B和410L。相邻 扫描线410A和410B之间的垂直距离112，随着光发射器阵列(见图1和 2)的角度el04而变化。示出了分别由光源110A和110L产生的光束 202A，，，，和202L""。光束202A，，，，和202L，"，可以在扫描方向106，上被过 扫描以超出印刷格式，以照射在第一光学传感器318的表面336上的扫 描线410A和410L。
连接320将信号从第一光学传感器318传送到控制器322。控制器322处理来自第一光学传感器318的信息，以确定光束202A，"，和202L，，" 之间的垂直间距U4，以及由此确定扫描线410A和410L之间的垂直间距。
控制器322将垂直间距U4，与期望的条带高度值334进行比较，该 条带高度值334可以被存储在控制器中的存储器单元中，可以存储在控 制器322的外部或从外部源输入到控制器。控制器322将垂直间距114， 与期望的条带高度值334进行比较，并且在控制器322中产生误差值340 (见图14)。根据误差值340形成包括电压或电流信号的控制信号324， 例如电信号330,该电信号330诸如脉冲331或其它类型的信号。例如， 脉沖331可以具有范围从大约1毫秒到10秒的脉沖宽度332。脉冲331 被示出为正的，不过脉冲331可以是负的并具有各种可控制的幅度。
控制信号324驱动致动器326。该致动器可以包括操作地耦合到凸 轮的空芯直流电机。该致动器也可以包括齿轮减速器。脉沖宽度332为 1毫秒的一个或多个脉沖331可以被用来使致动器移动非常小且精确的 量。脉冲宽度332为10秒的脉沖331可以被用来使致动器326移动完 整的一转或更多。
致动器326操作地耦合到第一光学元件210、第二光学元件218或 者其组合。致动器326可以围绕垂直轴250旋转308第一光学元件210 或者第二光学元件218或者其組合。可以围绕垂直轴252旋转308第一 光学元件210。可以围绕垂直轴254旋转308第二光学元件218。可以 围绕已从垂直轴250、 252和254移位的垂直轴328来旋转308第一光 学元件210或者第二光学元件218或者其组合。此外，可以围绕任何垂 直轴(如坐标系310中的垂直轴方向108所示)旋转308光学元件210 或218或它们两个。可以旋转308光学元件210或218或它们两个以减 少误差值340的大小，如参考图14所述的。
如将要参考图11所示出且描述的，致动器326也可以被配置成围 绕光轴方向246选择性地旋转338第一光学元件210或第二光学元件 218,或者第一光学元件210和第二光学元件218二者。
图4示出了根椐电子照相印刷系统的实施例的被正确对准400的条 带術、404、 406和408。光源IIOA到11OL形成光束202A到202L(见 图1和图2)。光束202A到202L被多边形304 (见图3)扫描并且形成 包括扫描线410A到410L的条带402。条带402是可以在如图2和图3所示的光敏介质244的表面242上形成的照射;f莫式的示例。条带402可 以用油墨或墨粉来显影并且被转印到介质1418 (见图14)以形成印刷 的图像。在操作中，电子照相印刷系统可以调制在条带402内形成扫描 线的束以形成单独的膝光区域，该爆光区域在显影之后变成诸如象素、 子象素、半调色点等的印刷区域。单独的膝光区域可以被布置以渲染印 刷图像。
条带402包括扫描线410A到410L。相邻的扫描线410被垂直距离 112，分隔。相距最远的扫描线410A和410L被垂直间距114，分隔。第二 条带404在第一条带402之上，第三条带406在第二条带404之上，并 且第四条带408在第三条带406之上。间隙412出现在条带402和404、 条带404和406以及条带406和408之间。如果条带之间的间隙412的 高度基本上类似于相邻扫描线410之间的垂直距离112，，那么带化可能 不明显或至少被最小化。
垂直距离112，和垂直间距114，在垂直方向108上。条带402、 404、 406和408的长维度(long dimension)以及扫描线41 OA到410L在扫 描轴方向106,上。
图5图示了未^C正确对准500的条带502、 504、 506和508。根据 电子照相印刷系统的实施例，扫描线510A到510L被间隔得太远。通过 与图4所述相似的方式，每个条带502、 504、 506和508都具有在相邻 扫描线510A到510L之间的垂直距离112"。扫描线510A到510L出现在 条带内。相距最远的扫描线510A和510L被垂直间距114，，分隔。在条 带内的相邻扫描线510之间的垂直距离112，，大于在条带502、 504、 506 和508之间出现的间隙512。这一增大的垂直距离112"可能是光发射器 阵列102 (见图1 )上的角度W04 (见图1和3)较大的结果，使得间 隙512小于相邻扫描线510之间的垂直距离112"。条带502、 504、 506 和508之间相对小的间隙512在视觉上表现为带化。在间隙512的每一 侧的两个扫描线510A和510L表现为深色带。
图6图示了未被正确对准600的条带602、 604、 606和608。根据 电子照相印刷系统的实施例，扫描线610A到610L被一起间隔得太近。
以与图4所述相似的方式，每个条带602、 604、 606和608都具有 在相邻扫描线610A到610L之间的垂直距离112，"。相距最远的扫描线 610A和610L被垂直间距114，"分隔。在条带内的相邻扫描线610之间的垂直距离112，"比出现在条带602、 604、 606和608之间的间隙612 窄。该相对较小的垂直距离112"，可能由于光发射器阵列102上的角度 0104 (见图1)太小而导致，这又可以使得间隔612比条带内的相邻扫 描线610之间的垂直距离112"，宽。条带602、 604、 606和608之间相 对大的间隙612在视觉上表现为带化。在两个扫描线610A和61OL之间 的异常宽的间隙612表现为浅色带。
图7示出了根据电子照相印刷系统的实施例的用扫描线410A和 410L照射的光学传感器318和所感测的扫描线410A和410L的空间曝光 分布轮廓(profile) 708。
在配置、对准或另一过程期间，扫描线410A和410L可以在扫描结 束时(超出印刷图像区域的边缘)照射第一光学传感器318,如图3和 图7所示。第一光学传感器318也可以在该扫描的开始处(例如在印刷 图像区域的开始之前)，或者在第一光学传感器318可以被照射的任何 其它位置处。由光束202，，，，形成的非扫描点262 (见图3)可以被定位 在第一光学传感器318上，与扫描线410A和410L相结合或作为扫描线 410A和410L的代替。扫描线410A和410L通过扫描点262而形成。例 如相距最远的扫描线410A和410L之间的垂直间距114，可以被第一光学 传感器318感测。
第一光学传感器318具有沿着扫描轴方向106，的宽度702和沿着垂 直方向108的高度704。光学传感器元件706可以沿着宽度702和高度 704布置。光学传感器318可以是但不限于电荷耦合器件、CMOS器件、 多单元光电二极管、光敏介质、位置敏感器件或分光传感器(split S6iisor )。
扫描线410A和410L沿着垂直方向108在第一光学传感器318的表 面336上形成空间膝光分布轮廓708。空间膝光分布轮廓708具有分别 与第一扫描线410A和最后扫描线410L的曝光强度符合的第一峰值710 和第二峰值712。可替换地，可以使用其它扫描线。峰值710和712也 可以表示在第一光学传感器318上的非扫描点262 (见图3)的曝光的 空间分布。峰值710和712也可以表示在扫描轴方向106，上平均的扫描 线410A和410L的曝光强度的空间啄光分布轮廓708。第一峰值710和 第二峰值712之间的距离726是垂直间距114，的指示符。在扫描轴方向 106，上进行平均或其它数据处理可以减少第一峰值710和第二峰值712之间的所测量距离726的可变性并且增加测量的精度。
第一峰值710和第二峰值712之间的距离726可以由对第二峰值的 位置724的估计和对第一峰值的位置718的估计之间的差来计算。可以 通过测量第一峰值710的第一边缘714和第一峰值710的第二边缘716 以及通过平均第二边缘716和第一边缘714来获得对第一峰值710的位 置718的估计，所述边缘由曝光分布708和预定的曝光级(未示出)的 交叉点(intersection)确定。同样地，可以通过测量第二峰值712的 第一边缘720和第二峰值712的第二边缘722以及平均第二边缘722和 第一边缘720来获得对第二峰值712的位置724的估计。也可以通过加 权平均、中值、模(mode)、 一半范围(one half the range)、第一 边缘714和720之间的差、第二边缘716和722之间的差或对扫描线410A 和410L之间的距离的任何其它计算来估计峰值718和724的位置。距 离726的计算可以使用乘法、除法、减法或加法或其组合中的一个或多 个。
图8示出了用于围绕垂直方向108旋转308第一光学元件210或第 二光学元件218或其组合的调节机构800的实施例。旋转308示出为是 逆时针方向的，然而它也可以是顺时针方向的。所有光束202A到202L 都经过光学元件210和218，但是为了清楚起见并没有示出所有光束。 对于每个所示出的束202A和202L示出一个束。光学元件210和218的 任何一个可以是棱镜、衍射光栅、菲涅耳棱镜、圆柱透镜、梯度折射率 板或其组合的一个或多个。
围绕垂直方向上的轴328旋转816光学元件210和218,该轴328 可以通过或可以不通过光学元件210和218。例如，可以围绕垂直方向 108旋转308光学元件210和218，该垂直方向108与垂直方向328的 方向相同。围绕垂直方向108的旋转308可以在扫描轴方向106上或光 轴方向246上或它们二者上被移位。
光学元件210或218或它们二者可以被旋转以减少误差值340的大 小，如参考图14所讨论的。
光学元件21G和218操作地耦合到可移动的底座(mount) 80"可 移动底座802上的表面818接触凸轮810。凸轮810耦合到转轴(shaft) 812并且可以偏离转轴。转轴812耦合到电机814。电机814可以是空 芯直流电机并且可以包括齿轮减速器(未示出)。凸轮810、转轴812和电机814形成致动器326。可移动底座802的表面818通过可以是弹 簧、挠曲件(flexure)、柔性膜或任何其它力产生构件的保持器 (retainer) 806与凸轮810保持接触。保持器806被附接到固定的底 座808,该底座808就可移动的底座802而言是相对静止的。
电机814由电压或电流信号驱动。例如包括脉沖331的电信号330, 该脉沖331具有宽度332。脉冲331的IO秒的脉冲宽度332可以使凸轮 810旋转完整的一转。1毫秒的脉冲宽度332可以使凸轮810旋转微小 且可重复的量。凸轮810的旋转820导致可移动底座802围绕枢轴804、 弯曲枢轴(flex pivot )(未示出)或其它可旋转的轴承旋转816,从 而实现光学元件210或光学元件218、或者光学元件210和光学元件218 二者围绕轴328的旋转816。旋转816可以是顺时针或逆时针的。
旋转816改变光束202A，和202L，的路径，导致在光敏介质244的表 面242上的相距最远的点262A和262L之间的垂直间距114，发生变化。
尽管旋转308已被描述为围绕垂直方向108上的轴旋转，但由于公 差不精确(tolerance inaccuracy)、期望的光学配置或其它因素而导 致的离轴偏差是可能的。绕在垂直方向108上的轴的旋转308也可以基 本在垂直方向上，例如在与扫描轴方向106成45度到135度的范围内。 同样，垂直方向108可以在与扫描轴方向106成大约80度到100度的 较窄范围内。
图9是根椐电子照相印刷系统的实施例的作为围绕垂直轴的光学元 件旋转的函数的扫描线垂直位置的曲线图900。如果光学元件210和218 是棱镜(见图8),并且棱镜绕垂直轴328旋转816，则示出了作为棱 镜旋转的函数的扫描线垂直位置的变化。曲线910A示出了作为扫描线 410A和410L之间的标称距离的百分比的扫描线410A (见图4)的垂直 位置的变化。相似地，曲线910L示出了作为扫描线410A和410L之间 的标称距离的百分比的扫描线410L (见图4)的垂直位置的变化。
图10是根椐电子照相印刷系统的实施例的作为围绕垂直轴的光学 元件旋转的函数的两个扫描线之间的垂直间距的百分比变化的曲线图 1000。曲线1002示出了作为相距最远的扫描线410A和410L之间的垂 直间距114，(见图4)的百分比变化的曲线910L和910A (见图9)之 间的差。曲线1002是围绕垂直轴328的光学元件旋转816 (见图8)的 函数。曲线1002的斜率相对低，这是期望的特性，因为光学元件210和218的旋转328 (见图8)引起相对小的垂直间距114，的百分比变化。 在所示的绕垂直方向328的旋转816 (见图8)的范围内曲线1002基本 上是线性的。线性性的特性在控制系统中有用。因为对于稳定性和系统 性能来说线性关系具有完善建立的理论。
图11图示了根据电子照相印刷系统的实施例的用于围绕1114光轴 方向246旋转光学元件210和218 (未在图11中示出，然而如图2、 3 和8所示在光轴方向246上第二光学元件218在第一光学元件"0的后 面)的调节机构UOO的另一个实施例。旋转1114被示出为是顺时针的， 然而它也可以是逆时针的。光束202A和202L经过光学元件210和218 (未示出)。为了清楚起见没有示出所有的光束，并且对于所示的束202A 和202L中的每一个示出了由线表示的一个光线。光学元件210和218 的任何一个都可以是棱镜、衍射光栅、菲涅耳棱镜、圆柱透镜、梯度折 射率板或其组合的一个或多个。可以使用呈现变形放大的其它光学元件 210和218。
例如，第一光学元件210可以是第一圆柱透镜，其在包含垂直方向 108和光轴方向246的y-z平面中具有正的光功率。在光轴方向246上 第二光学元件218 (见图2、 3和8)在第一光学元件210的后面。第二 光学元件218可以是第二圆柱透镜，其在包含垂直方向108和光轴方向 246的y-z平面中具有负的光功率。第一和第二圆柱透镜可以结合形成 具有变形放大的无焦圆柱望远镜。该无焦圆柱望远镜在垂直方向108上 可以具有光学放大，但是在扫描轴方向106上没有放大。绕光轴246旋 转第一圆柱透镜、第二圆柱透镜或其组合引起垂直间距114，(见图4) 的变化。
如上所提到的，第一光学元件210和第二光学元件218 (见图2、 3 和8)围绕光轴方向246旋转1114。可以旋转1114光学元件210或218 或它们两个以减少误差值340的大小(见图14)。光学元件210和218 (见图2、 3和8)操作地耦合到旋转构件1106，该旋转构件1106具有 齿轮齿1108。旋转构件U06在外壳1102内的开口 1104中旋转。在转 轴1112上的螺旋螺紋(worm)lU0操作地耦合到齿4仑齿1108。转轴1112 操作地耦合到电机814。电机814可以是空芯直流电机并且可以包括齿 轮减速器(未示出)。当由具有宽度332为例如1毫秒的脉沖331的电 信号驱动时，空芯直流电机提供可重复的位置控制。旋转构件1106、转轴1112和电机814形成致动器326'。
电机814由电压或电流信号驱动，所述信号例如具有脉沖331的电 信号330,该脉沖331具有宽度332。 10秒的脉沖宽度332可以使光学 元件210和218 (见图2、 3和8)旋转完整的一转。1毫秒的脉冲宽度 332可以使光学元件210和218 (未示出)旋转微小且可重复的量。脉 沖331可以是正的或负的。
当第一光学元件210和第二光学元件218 (见图2、 3和8)被旋转 1114时，束202A和202L的角度发生变化。束202A'和202L，的角度变化 改变光敏介质244的表面242上的点262A和262L的垂直间距114，。改 变的垂直间距114，改变条带402、 404、 406和408 (见图4)的高度。 例如，条带502、 504、 506和508的垂直间距114"(见图5)可以被调 节到期望的条带高度值334 (见图3和图14)以匹配垂直间距114，(见 图4)。因此，可以通过围绕光轴方向246旋转1114第一光学元件210 和第二光学元件218(见图2、3和8 )来调节条带502、 504、 506和508 (见 图5)的高度，从而匹配垂直间距114，。
没有必要改变光学元件210和218二者。第一光学元件210或第二 光学元件218可以;故独立地改变以达到相似的效果。
此外，可以围绕轴1116旋转1118第一光学元件210、第二光学元 件218(见图2、 3和8),或者第一光学元件210和第二光学元件218 二者。轴1116在由垂直方向108和光轴方向246定义的y-z平面中。 可以期望通过绕轴1116旋转1118所引起的垂直间距114，(见图4)的 变化产生分别介于曲线1002 (见图10)和1 302 (见图13)之间的曲线。 尽管已将旋转1118描述为围绕在y-z平面中的轴1116的旋转1118，但 因为公差不精确和期望的光学配置而引起的离轴偏差是可能的。轴1116 可以在扫描轴方向106上偏离由垂直方向108和光轴方向246定义的 y-z平面大约80度到100度。
图12是根据电子照相印刷系统的实施例的作为绕光轴方向的光学 元件旋转的函数的扫描线垂直间距的曲线图1200。如果光学元件210和 218是棱镜(见图11 ),并且该棱镜绕光轴方向246旋转1114，则在图 12中示出了作为棱镜旋转1114的函数的扫描线垂直位置的变化。曲线 1202A示出了作为扫描线410A和410L之间的标称距离的百分比的扫描 线410A的垂直位置的变化。相似地，曲线1202L示出了作为扫描线410A和410L之间的标称距离的百分比的扫描线410L的垂直位置的变化。
图13是根椐电子照相印刷系统的实施例的作为围绕光轴的光学元
件旋转的函数的两个扫描线之间的垂直距离的百分比变化的曲线图 1300。曲线1 302示出了曲线1202L和1202A (见图12)之间的差并且 表示作为绕光轴方向246的光学元件旋转1114 (见图11)的函数的扫 描线410的垂直间距114，(见图4)的百分比变化。在所示的围绕光轴 方向246的旋转1114 (见图11)的范围内曲线1302基本上是线性的。 曲线1 302的斜率表示垂直间距114，(见图4)的变化对旋转1114 (见 图11 )的变化的敏感性。尽管该敏感性大于对于光学元件210和218围 绕垂直方向上的轴的旋转816 (见图8)的敏感性，但是它比对于光发 射器阵列102的角度el04 (见图1)的变化的敏感性低。该较低的敏感 性是有用的，因为与对光发射器阵列102的角度W04 (见图1 )的变化 相比，光学元件210和218的旋转1114 (见图11 )引起相对小的垂直 间距114，(见图4)的变化。曲线1302基本上是线性的，这使得它在控 制系统中有用并且可预测，因为对于稳定性和系统性能来说线性关系具 有完善建立的理论。
图14图示了根据电子照相印刷系统的实施例的电子照相印刷系统 1400的系统图。使用电子照相印刷系统1400的图像形成方法可以通过 使用干粉末墨粉或液体墨(也称为液体墨粉)系统(例如从 Hewlett-Packard可得到的HP INDIGO Press 5000 )来完成。
在电子照相印刷系统的实施例中，由电晕管、栅格电极
(scorotron)、充电辊或另 一充电器1404使光敏介质244的表面242 带电。来自光发射器阵列102的光束或多个光束202入射到光敏介质244 的表面242上并且在其上形成带静电的潜像。油墨递送系统1408是油 墨、墨粉或另一类型的着色剂的分配装置。油墨或墨粉可以是液体或粉 末。油墨递送系统可以是二进制油墨显影器BID。可以使用多个BID盒
(cartridge),每个都包含有不同颜色的油墨或墨粉。潜像由油墨或 墨粉显影以在光敏介质244的表面242上形成可视的图像。在电子照相 印刷系统1400的一些实施例中，橡皮挤压辊1412压挤图像并且从其上 去除多余的液体。图像4皮转印到中间转印构件ITM ( intermediate transfer member )1414。然后该图像被转印到在ITM 1414和压印辊1416 之间的辊隙(nip)处的介质1418。在图像转印到ITM 1414之后，光敏介质244上的剩余墨粉和电荷可以由清洁设备1420去除，该清洁装置 可以是放电器和擦拭器(wiper)。
控制器322由软件编程，以尤其控制光发射器阵列102写出潜像。 控制器332还接收关于垂直间距114，(见图3)的数椐并且对电子照相 印刷系统1400进行校正以正确地调节垂直间距114，。例如，可以通过 引导致动器326来通过旋转第一光学元件210、第二光学元件218 (未 示出，见图2、 3和8)或旋转第一光学元件210和第二光学元件218二 者以改变在光敏介质244的表面242上的潜像而调节垂直间距114，。
垂直间距114，的调节可以自动地或半自动地完成。在垂直间距114， 的调节# 半自动地调节的电子照相印刷系统1400的实施例中，可以通 过输入设备1426将数据提供给控制器322。例如输入设备1426可以包 括键盘、鼠标或另一类型的设备。鼠标可以从菜单选择调节选项。通过 输入设备1426提供给控制器322的数据可以由对电子照相印刷系统 1400已在介质1418上印刷的测试图案的检查或测量产生。可以通过旋 转第一光学元件210、第二光学元件218 (见图2、 3和8)或第一光学 元件210和第二光学元件218 二者来调节垂直间距114 (见图2、 3、 4 和8)。第一光学元件210可以由致动器326旋转，该致动器326通过 控制信号324操作地耦合到控制器322。第一光学元件210、第二光学 元件218 (见图2、 3和8)或第一光学元件210和第二光学元件218二 者的旋转可以改变在印刷介质1418上的垂直间距114，(见图3和4)。 可以从印刷介质1418测量垂直间距114，，并且将其录入到输入设备 1426，该输入设备1426旋转光学元件以改变垂直间距114，。该过程可 以被继续直到可接受的垂直间距114，被印刷在介质1418上。
在电子照相印刷系统的一些实施例中，可以由控制器322使用与控 制器322可操作通信的第一传感器318来自动地调节垂直间距114，(见 图3和4)。第一传感器318可以检测垂直间距U4，的一个或多个指示 符。第一传感器318从光束202A，，"和202L"，，(见图3)或扫描线410A 和410L (见图3和7)测量条带高度。第一传感器318也可以测量其它 束或束的组合。第一传感器318可以位于光敏介质244边缘的附近(见 图3)或者在由折叠式反射镜(未示出)形成的对光敏介质244的近边 缘(near-edge)点的共扼位置(conjugate location)中,以使第一 传感器318不妨碍在光敏介质244的表面242上的潜像的形成。将测量的垂直间距114，(见图3和4)与期望的条带高度值334进 行比较以形成误差值340。如果垂直间距114，等于期望的条带高度值 334,则误差值340是零，并且不会发生对第一光学元件210或第二光 学元件218 (见图3和4)或第一光学元件210和第二光学元件218 二 者的调节。如果垂直间距114，大于或小于期望的条带高度值334,则误 差值340不为零，并且旋转第一光学元件210和第二光学元件218 (见 图2、 3、 4和8 )或第一光学元件210和第二光学元件218 二者以调节 垂直间距114，(见图3和4)，从而减小误差值340的大小。
光学元件210和218可以由致动器326旋转，该致动器326通过控 制信号324操作地耦合到控制器322。控制器322通过由控制信号324 发送一个或多个具有脉沖331的电信号330到致动器326来控制致动器 326，该脉冲331具有宽度332。控制器322可以命令电子照相印刷系统 1400改变垂直间距114，(见图3和4 )以匹配期望的条带高度值334。 可以由输入设备1426、由控制器322中的内部寄存器等将期望的条带高 度值334通过硬件端口传送到控制器322。
在电子照相印刷系统1400的其它实施例中，可以由控制器322使 用与控制器322可操作通信的第二传感器1424来自动地调节垂直间距 114，(见图3和4)。第二传感器1424检测介质1418上的印刷图案并 且与控制器322可操作地通信，从而通过致动器326以与在前面的段落 中的描述相似的方式来调节第一光学元件210、第二光学元件218 (未 示出，见图2、 3和8)或第一光学元件210和第二光学元件218二者。
图15示出了根据电子照相印刷系统的实施例的具有程序性动作的 流程图。
在动作1502中，在光敏介质244的表面242上形成至少两个点262 (见图2、 3、 8和11)。该至少两个点262可以被用来在光敏介质244 的表面242上形成静电潜像。在光敏介质244的表面242上的静电潜像 可以由墨粉或油墨显影以在介质1418上产生印刷图像，如图M所示。 通过旋转多边形304 (见图3)可以扫描该至少两个点262以形成l争电 潜像和具有两个或更多个扫描线410的印刷条带402、 404、 406或408 (见图4)。扫描线410的印刷密度可以被调制以渲染图像(未示出)。 调制的一种形式是交替地打开和关闭光源110 (见图1)以印刷交替的 深色和浅色区i^。在动作1504中，在至少两个点262之间的垂直距离(见图2和3) 可以通过相3巨最远的点262A和262L之间的垂直间距114'或相邻点262 之间的垂直距离112，来获得。垂直距离可以在任何点262之间获得，即 使它们不是相距最远的或相邻的点。
例如，根据电子照相印刷系统的实施例，在相距最远的点262A和 262L之间的垂直距离以及由此的垂直间距114，(见图3)可以由第一光 学传感器318获得。通过旋转306多边形304来扫描点262A和262L从 而分别形成扫描线410A和410L (见图3和7 )。扫描线410A和410L 被基本上相同的垂直间距114'分隔为点262A和262L。根椐电子照相印 刷系统的实施例，可以通过如参考图3、 7和14所示和所述的那样;险测 第一光学传感器318上的扫描线410A和410L来获得点262A和262L之 间的距离。点262之间的间距也可以通过将点262、扫描线410或其它 物体印刷在介质1418(见图14)上并且使用第二传感器1424检测点262、 扫描线410或该其它物体之间的垂直距离来获得。第二传感器1424可 以是与参考图3、 7和14所示和所述的第一光学传感器318类似的光学 传感器。第二传感器可以具有透镜以将印刷介质再次成像在传感器上。
点262A和262L之间的距离也可以通过将点262、扫描线410或其 它物体印刷在介质1418上并且使用测量设备来测量点262、扫描线410 或该其它物体之间的垂直距离来获得，该测量设备诸如测定仪(s ca 1 e )、 光学比较器、显微镜、游标卡尺、扫描仪设备(平板的或其它类型)等 等。
在动作1506中，通过将在动作1504中所获得的垂直距离(例如114， (见图3和4))与期望的条带高度值334 (见图14)进行比较来形成 误差值340 (见图14)。该比较可以由控制器322 (见图3和14)来完 成。期望的条带高度值334 (见图3和14)被示出在控制器的外部，但 是它可以在控制器的内部，诸如存储器中的数据。
在动作1508中，可以通过绕垂直方向108、 250、 252、 254、 328 选择性地旋转308 —个或多个光学元件210或218来调节至少两个点 262之间的垂直距离112'(见图2、 3和8)或垂直间距114，。光学元件 210和218可以是棱镜。可以由图8所示的调节才几构800来执4亍一个或 多个光学元件210或218或它们二者的旋转308。
在动作1510中，可以通过围绕1114 (见图11 )光轴方向246选择性地旋转一个或多个光学元件210或218 (见图2、 3和8)或它们二者 来调节至少两个点262 (见图11 )之间的垂直距离。该光学元件可以是 棱镜。可以由图11所示的调节机构1100来执行一个或多个光学元件210 或218(见图2、 3和8)或它们二者的旋转1114。
在动作1512中，可以通过围绕在垂直方向108轴和光轴246的y-z 平面中的轴方向1116 (见图11 )选择性地旋转1118 —个或多个光学元 件210或218 (见图2、 3和8)或它们二者来调节至少两个点262 (见 图11)之间的垂直距离。该光学元件可以是棱镜。可以由图11所示的 调节机构1100来执行一个或多个光学元件210或218 (见图2、 3和8) 或它们二者的旋转1118，其可以以垂直方向108和光轴方向246之间的 一角度(未示出)倾斜。
电子照相印刷系统的实施例已被用来描述如何可以围绕垂直方向 108中的轴、围绕光轴方向246中的轴、围绕由垂直方向108和光轴方 向246形成的y-z平面中的轴或围绕其轴的组合来旋转光学元件210、 218 (见图2、 3、 8和U),以调节点262或扫描线410 (见图4)之间 的垂直间距114'或垂直距离112，。然而， 一个或多个轴没必要与扫描轴 方向106成90度。这些轴在与扫描轴方向106成45度到135度的范围 内的相当大的角偏差是可接受的。利用当前的光学配置可以实现80度 到IOO度范围内的偏差。
尽管已特别示出并描述了电子照相印刷系统的本实施例，但是本领 域技术人员应该理解在不偏离所附权利要求书定义的实施例的精神和 范围的情况下可以对其进行许多变化。应该理解实施例的描述包括此处 所描述的元件的所有新颖且非显而易见的组合，并且权利要求书可以表 现在这些元件的任何新颖且非显而易见的组合的这个或随后的申请中。 前面的实施例是说明性的，并且没有一个特征或元件必须;故包括在这个 或随后的申请所要求保护的所有可能组合中。在权利要求记载其等价物 的"一，，或"第一，，元件的情况中，这样的权利要求应该被理解成包括 一个或多个这样的元件的并入，既不具体包括也不具体排除两个或更多 个这样的元件。尽管已描述了电子照相印刷系统的示例性实施例，但是 本申请并不受限制并且可以包括复印机、传真机、照片输出扫描仪、分 析设备等等。
权利要求
1、一种设备(200、300)，包括光学元件(210、218)；以及调节机构(326、800、1100)，其耦合到所述光学元件(210、218)以围绕基本在垂直方向上的轴、基本在光轴方向上的轴、基本在由所述垂直方向和所述光轴方向形成的平面中的轴、或者其轴的组合来选择性地旋转所述光学元件(210、218)，从而改变两个或更多个点(262)之间的垂直间距(112’、114’)，其中所述光学元件(210、218)被配置成变形地放大。
2、 根据权利要求1所述的设备(200、 300 ),其中围绕垂直方向 上的轴、光轴方向上的轴或者在垂直方向上的轴和光轴方向上的轴的平 面中的轴选择性地旋转所述光学元件(210、 218)，其中所述轴相对于 扫描轴方向(106、 106，)成大约80到100度的角度。
3、 根据权利要求1所述的设备(200、 300 ),其中所迷光学元件 (210、 218)是棱镜、菲涅耳棱镜、圆柱透镜、衍射光栅、或梯度折射率板或其组合的一个或多个。
4、 根据权利要求1所述的设备，还包括扫描所述点(262 )以形成 扫描线(410、 510、 610)。
5、 一种设备(200、 300 )，包括 具有第一和第二表面的第一光学元件(210); 具有第一和第二表面的第二光学元件(218);其中所述第二光学元件面向所述第一光学元件并与所述第一光学 元件间隔开，以形成它们之间的间隙，并且其中所迷第一光学元件、或 所述第二光学元件、或所述第一光学元件和所述第二光学元件二者的组合被配置成变形地放大；以及用于围绕基本在垂直方向上的轴、基本在光轴方向上的轴、基本在 由所述垂直方向和所述光轴方向形成的平面中的轴、或者其轴的组合来 选择性地旋转所述第一光学元件(210)或所述第二光学元件(218)、 或者其组合以改变两个或更多个点(262 )之间的垂直间距的装置(326、 800、 1100)。
6、 一种方法，包括 形成至少两个点(262 );获得所迷至少两个点(262 )之间的垂直间距(112，、 114，)； 将所迷垂直间距(112，、 114，)与垂直间距的期望条带高度值(334 ) 进行比较以形成误差值；以及响应于所述误差值，围绕基本在垂直方向上的轴、基本在光轴方向 上的轴、或基本在由所述垂直方向和所述光轴方向形成的平面中的轴、 或者其轴的组合来选择性地旋转第一光学元件(210)或第二光学元件 (218)、或者其组合。
7、 根据权利要求6所述的方法，其中形成至少两个点(262 )还包 括形成第一扫描线(410、 510、 610)和第二扫描线(410、 510、 610)或其组合的一个或多个。
8、 根据权利要求6所述的方法，其中获得所述至少两个点(262 ) 之间的垂直间距(112，、 114，)还包括在介质上印刷所述至少两个点以 及测量所述印刷点之间的垂直间距。
9、 根据权利要求6所述的方法，其中由致动器(326 )响应于控制 信号而选择性地旋转该一个或多个光学元件，以减小所述误差值的大 小。
10、 一种系统(200、 300 )，包括配置成在表面(242 )上形成至少两个点(262 )的设备(238 ); 配置成确定所述至少两个点(262 )之间的垂直间距的设备(322 );以及配置成通过围绕基本在垂直方向上的轴、基本在光轴方向上的轴、或基本在由所述垂直方向和所述光轴方向形成的平面中的轴、或者其轴 的组合来选择性地旋转光学元件(210、 218)以调节所述至少两个点之 间的垂直间距的设备(326 )。
全文摘要
使用了变形的光学元件(210、218)和用于围绕或者基本在垂直方向上的轴、基本在光轴方向上的轴、或基本在由垂直方向和光轴方向所形成的平面中的轴、或者这些轴的组合来选择性地旋转光学元件的调节机构(326、800、1100)，来改变两个或更多个点(262)之间的垂直间距(112’、114’)。
文档编号G02B26/10GK101617260SQ200880005922
公开日2009年12月30日 申请日期2008年2月7日 优先权日2007年2月21日
发明者C·布里恩, D·汤纳, D·沃林, H·利夫内, M·普罗特金, P·吉斯林 申请人:惠普开发有限公司