专利名称：用于改进的多色彩图像均匀性的打印机系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及打印具有图像元素的文件，更具体地，涉及一种用于打印文件中的图像元素的方法和设备，该方法和设备通过降低对齿轮传动链驱动非均勻性的敏感度来最小化打印伪影(artifacts)。
背景技术：
近年来办公室打印机发展迅速，特别是从仅着重于文本和单色图片的单黑色设备发展成着重于利用色彩形成彩色图片和文本高亮的彩色处理设备。已经开发出了很好地满足这些需求的电子照相打印机，其具有低成本和高可靠性。这些打印装置的空间分辨率和定址能力已经从300dpi (每英寸点数)提高到400dpi、600dpi、1200dpi以及更高。已经开发出了每像素多色调分辨率(每像素多比特)系统来提供越来越高的图像质量水平。还一种趋势是增加额外的成像模块从而提供高级的成像模式，例如用于纹理的清晰图层，污点上光(glossing)、全面上光、图像保护和可定址上光、用于色域扩展的附加色彩层、无颗粒柔和色彩复制、以及用于安全打印特征的附加图层，例如MICR打印等等。同时，针对标准照相打印的客户需求已经稳定或下降，而针对有附加值的照片产品，例如写真集、日历、和照片贺卡的需求已经提高，并预期在未来会持续增长。这些需求日益增长的零售照片产品优选以双面打印模式(在纸的两面上打印)实现，这对于大多数银卤化物和热照相打印方法来说是困难的或者不可能的，但是利用电子照相打印机则很容易实现。对于在便宜的打印装置中执行具有接近照相质量的用于双面彩色照片复制的打印机产品的需求，指出了目前生产和销售的打印装置的图像质量缺陷。从更高的像素分辨率和更高的每像素水平数的趋势中，也可以看到电子照相打印领域先前没有解决的缺陷。 这些缺陷包括对驱动均勻性变化的敏感度，这导致了输出纸张的交叉方向(垂直于纸张通过打印机的运动方向)的输出端上的密度条带。这种均勻性变化在一般的照相情景(例如包括天空，靠近的脸和在被打印的调色板中具有细微层次的面积较大的其他区域)中是非常令人不快的。这些密度变化在多色彩图像中比在独立的单色彩中更严重，对于近地摄影的色彩复制，其将图像质量降低到可接受的水平以下。为这些条带问题提供便宜的解决方案的需求很强烈且日益增加，这样才可能很便宜地生产用户可接受的双面写真集、日历、和贺卡。已知有几种用于在现有的电子照相产品中减少由驱动变化引起的条带的方法，但是这些方法各自有很大的局限性。一种所使用的方法是主动运动补偿，其中每条曝光线在图像上均勻地间隔。该方法有缺陷，因为其需要具有高分辨率的运动传感器以跟踪运动并传送线定时信号以矫正驱动速度变化。这既昂贵又复杂，不适合便宜的打印装置。另一种昂贵的解决方案是利用改进的齿轮质量来提供更高的驱动均勻性，从而通过改进齿轮齿形状以及使得在螺旋齿轮传动过程中的任何给定时间有多个齿啮合，从而降低驱动非均勻性。这也提高了打印机的成本，因为高质量齿轮必须采用机械加工齿轮而非模制齿轮，或需要贵得多的可模制塑料树脂来制造高质量齿轮。
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可采用一个或多个调速轮通过在驱动系统中并入大转动惯量来消除非均勻性。这降低了单色和多色条带，但是增加了系统所需的启动扭矩和最大扭矩，这需要更大的、更昂贵的马达和齿轮传动链，并提高了获得需要的处理速度所需的时间。最后，采用更小的齿节距可将驱动非均勻性的频率改变到人眼不太敏感的区域中，但是这也降低了不除去齿轮的情况下驱动器可传送的最大扭矩，除非增加每个齿的宽度或改变齿轮的材料，这同样地大大增加了所用齿轮的成本。因此需要提供一种齿轮组，其控制驱动齿轮从而使得与驱动非均勻性相关的条带的出现最小化，而不会不必要地增加驱动齿轮的成本。
发明内容
本发明提供了一种电子照相打印设备和方法，用于利用多种齿轮配置来打印文件，更具体地，提供了一种打印文件中的图像元素的方法和设备，从而通过降低对齿轮传动链驱动非均勻性的敏感度来最小化打印伪影。
本发明的文件包括至少一幅彩色附图。本专利包含彩色附图的副本将根据请求和必要的费用由专利商标局提供。图1是用于电子照相打印机的驱动传动链的立体图。图2是用于电子照相打印机的复合齿轮的立体图。图3是两个复合驱动齿轮的覆盖图，描述了他们之间的相位关系。图如是两色彩图像中的驱动非均勻性的同相关系及其对条带的影响的图示说明。图4b是两色彩图像中的驱动非均勻性的180°异相关系及其对条带的影响的图示说明。图5是两色彩图像中的预期的条带幅度与相位角之间的关系的图表。图6是对一系列具有不同相位角关系的打印机的实际主观反应的图表。图7是示例性多色彩电子照相打印机的图示。
具体实施例方式驱动非均勻性本身体现为纸张运动方向上的速度变化。对于打印系统，例如LED 打印机，LED曝光阵列可按照其自己的时钟运行，以固定的时间间隔书写行。在这种情况下， 来自驱动系统的速度变化将导致LED曝光行在驱动速度较慢的区域中靠得更近，而在速度较快的区域中分开较远。因为LED曝光相比于关注的驱动速度变化来说时间很短，曝光的像素的尺寸将是不变的。当这些曝光的区域扩展后，低速度的区域比在高驱动速度期间曝光的区域的区域范围更大。平均区域范围会保持正确(只要驱动速度平均值正确)，但是区域范围的变化将导致打印密度在页面上的空间间距上的可见变化，该空间间距由等式1确定(户)页面上的空间间距=驱动器的平均速度 U^EJJltU工UUffi驱动变化的时间频率在多个电子照相模块具有相同的驱动源(例如如图1所示的单个驱动传动链)的情况下，驱动速度的变化被锁定为相对于彼此同相，对于由多种色彩构成的每个图像的影响将是相加的，并与电子照相模块之间的相位有关。在便宜的打印机中，非常需要使用同样的元件和组件，以实现部件的可交换性和生产规模的经济性。采用连接在由重复齿轮模块构成的单个驱动传动链的机械上相同的模块在每个模块产生彼此同相的图像，因此容易受到严重的多色彩图像条带的影响。对于四位机(four station machine)，如果位置同相，则密度变化的幅度会增加， 从而使问题更显著。已知电子照相打印机具有5个、6个或甚至8个或更多个电子照相模块。随着模块数量的增加，消除模块之间的同相成像变得越来越重要。本文所描述的本发明能够控制打印装置中的成像模块相对于彼此的相位，从而使与驱动非均勻性相关的条带的出现最小化。图1显示了用于电子照相打印机的驱动传动链的立体图，其包括具有多个复合驱动传动齿轮20和空转驱动传动齿轮30的驱动传动链10。该驱动传动链包括每个电子照相模块中一个的复合驱动传动齿轮20和至少一个较少的空转驱动传动齿轮30。使用多个电子照相模块可实现多种打印特征，例如用于商务图片、贺卡、写真集、日历和照片的原色印刷(process color printing)，以及安全打印选项，例如磁性墨水字符识别(MICR)打印，和增强功能，例如用于在一面或两面文件上的全面或污点上光应用的光亮墨粉。图2显示了用于这种电子照相打印机的复合齿轮20的立体图。其具有由驱动马达(未示出)或该驱动组件前部的空转齿轮驱动的大轮毂40。在所示的示例性复合齿轮 20中，该大轮毂40具有102个围绕其周围的齿轮齿。复合齿轮20还具有小轮毂50，其直接驱动电子照相模块(未示出)。在所示的示例性复合齿轮20中，该小轮毂50具有M个围绕其周围的齿轮齿。图3是两个复合驱动齿轮20的重叠，其外轮毂的齿对齐，该图描述了相应的较小轮毂齿轮齿之间的17种可能的相位关系之一。该示例图显示了当大轮毂40的齿从这两个复合齿轮20的完全对齐状态旋转一个齿时，小轮毂50的齿轮齿之间的关系。图3显示了包括至少两个齿轮的齿轮驱动组件的距离a和b，第一齿轮具有第一齿轮齿，第二齿轮具有第二齿轮齿，每个齿轮驱动独立的打印装置中的光电导体。第一齿轮齿和第二齿轮齿偏移一偏移值，偏移值可根据距离a和b按照距离或相位角计算，如下文详述。距离a是一个复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的距离，距离b是两个重叠的复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的偏移距离。这些距离用来计算或表示排列错开的齿轮的片段。比值b/a表示两个齿轮相对于彼此偏移多少。对于所示的复合齿轮有17种这样的可能关系，因为对于大轮毂40上的每17个齿，小轮毂50上正好有4个齿。对于其他复合齿轮，有其他有限数量的可能关系，其上限取决于大轮毂40上的齿的数量，其下限为1(如果大轮毂40上的齿轮齿的数量等于小轮毂50上的齿轮齿的数量)。内部轮毂的齿之间的齿轮偏移60可描述为小轮毂50齿轮齿之间的相对相位角70，其通过等式2中的关系来计算
权利要求
1.一种用于在接收器上打印的数字电子照相打印机，所述打印机包括a.齿轮驱动组件，该齿轮驱动组件包括至少两个齿轮具有第一齿轮齿的第一齿轮和具有第二齿轮齿的第二齿轮，每个齿轮驱动独立的打印装置中的光电导体，其中所述第一齿轮齿与所述第二齿轮齿偏移一偏移值；b.共享所述驱动组件的两个或更多个打印装置，每个打印装置包括成像筒和书写器；以及c.控制器，该控制器用于控制所述第一和第二齿轮相对于所述驱动组件的相对齿轮位置，其特征在于所述两个齿轮呈异相，从而使与驱动组件齿相关的速度变化的出现最小化。
2.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于利用比值b/a计算所述偏移值，其中(a) 是一个复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的距离，(b)是两个重叠的复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的偏移距离，它们的比值b/a表示两个齿轮相对于彼此偏移多少。
3.根据权利要求2所述的打印机，其特征在于所述偏移值包括θ(g_trath) =b/ a*360 (角度)=bM2 Π (弧度)。
4.根据前述权利要求所述的打印机，其特征在于所述偏移值包括θoverall = θ (gearteeth)+ Q (mod ules 1,2)，以及 ^ (mod ules 1,2) = ^ (mod ules 1,2) = [ [ { (330) !+ (330) 2+ (320) lj2} / P-INT ({(330)!+ (330) 2+ (320) lj2} /P) ] /P] *360。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的打印机，其特征在于设置与控制器和定位装置相互作用的监控装置，以便相对于所述驱动组件移动所述书写器，从而基于相对齿轮驱动位置控制打印。
6.根据权利要求1所述的打印机，进一步包括用于相对于传送带移动所述书写器的定位装置，该传送带相对于所述驱动组件被独立地驱动。
7.一种利用数字电子照相打印机器执行打印任务的方法，该方法包括a.控制两个或更多个打印装置，所述打印装置包括光电导体，具有共享的驱动组件，该驱动组件包括至少两个齿轮具有第一齿轮齿的第一齿轮和具有第二齿轮齿的第二齿轮， 每个齿轮驱动独立的打印装置中的所述光电导体，其中第一齿轮齿和第二出轮齿偏移一偏移值；b.获取速度变化信息(已知并曾设置)从而设置两个或更多个齿轮的相对位置，所述两个或更多个齿轮都由相同的驱动组件驱动；以及c.设置所述第一和第二齿轮相对于所述驱动组件的相对齿轮位置，其特征在于所述两个齿轮呈异相从而使与驱动组件齿相关的速度变化的出现最小化。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于利用比值b/a计算所述偏移值，其中(a)是一个复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的距离，(b)是两个重叠的复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的偏移距离，它们的比值b/a表示两个齿轮相对于彼此偏移多少。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述偏移值包括θ(gear teeth) =b/ a*360 (角度)=bM2 Π (弧度)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述偏移值包括θ。rerall=θ (gearteeth)+ Q (mod ules 1,2)以及 ^ (mod ules 1,2) = ^ (mod ules 1,2) = [ [ { (330) !+ (330) 2+ (320) lj2} / P-INT ({(330)!+ (330) 2+ (320) lj2} /P) ] /P] *360。
11.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于监控装置与控制器相互作用，以便基于所述书写器和相对齿轮驱动位置控制打印，以及定位装置使所述书写器相对于所述驱动组件移动。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于定位装置相对于传送带移动所述书写器， 该传送带相对于所述驱动组件被独立地驱动。
13.一种用于控制所述第一和第二齿轮相对于所述驱动组件的相对齿轮位置的系统， 其特征在于每个齿轮呈异相以使(针对驱动非均勻性条带矫正的)与驱动组件齿相关的速度变化最小化，所述系统包括下列计算机步骤a.生成与一个或多个偏移值相对应的齿轮位置信息文件，所述记录包括至少两个重叠复合齿轮的齿轮位置的相对影响；b.将齿轮位置信息传送给打印机；c.利用所述记录远程控制打印；d.基于打印结果更新所述记录；以及e.在步骤a-d期间更新所述记录。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于利用比值b/a计算所述偏移值，其中(a) 是一个复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的距离，(b)是两个重叠的复合齿轮的小轮毂上的齿轮齿之间的偏移距离，它们的比值b/a表示两个齿轮相对于彼此偏移多少。
15.根据上述权利要求中任意一项所述的系统，其特征在于所述偏移值包括θ(gear teeth) = b/a*360 (角度)=b/a*2 Π (弧度)。
16.根据上述权利要求中任意一项所述的系统，其特征在于所述偏移值包括θoverall=Q (gear teeth)+ Q (mod ules 1，2)，以及 ^ (mod ules 1,2) = ^ (mod ules 1,2) = [ [ { (330) (330) 2+ (320) J /P-INT ({(330) (330) 2+ (320) 1 2} /P) ] /P] *360。
全文摘要
本发明提供了一种利用多种齿轮配置来打印文件的方法和系统，更具体地，提供了一种打印文件中的图像元素的方法和设备，从而通过降低对齿轮传动链驱动非均匀性的敏感度来最小化光电导体之间的打印伪影。
文档编号G03G15/00GK102159999SQ200980136833
公开日2011年8月17日 申请日期2009年9月24日 优先权日2008年9月26日
发明者T·J·福斯特 申请人:伊斯曼柯达公司