CN101427121A - 在扫描装置中减少带状伪影可见性的装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于在打印介质上降低带状伪影的可见性的方法和装置，包括在打印介质上产生合成伪影，在条边界处重叠扫描线并且控制沿扫描线的曝光量以降低该带状伪影的可见性。

Description

在扫描装置中减少带状伪影可见性的装置和方法

背景技术

激光打印机、数字印刷机、复印机、传真机、制版机(plate setter)、直接到胶片的激光打印机(direct-to-film laser printer)、扫描激光显示器、其它打印和显示设备与用于制造电路的一些***均使用多个光源来发射扫过介质的光。所述光在该介质上产生许多曝光的扫描线，在这些地方该介质已经被所述光改变以形成潜像。扫描线和扫描线间距可能受到许多可能由用于在光敏介质上产生扫描线的光学***所引起的误差的影响，例如由于诸如光学***中的畸变(distortion)之类的像差(aberration)所引起的。

干墨粉(dry toner)激光打印机和流体电子照相(LEP)激光打印机(仅举一些打印机的例子)一般使用放电区域显影(DAD)电子照相工艺，在该过程中光用于在光电导体上选择性地释放电荷以形成静电潜像。接着带电的墨粉或墨水被施加到该光电导体上并在电荷已经被放电的曝光区域粘附到光电导体，但是所述墨粉或墨水并不粘附在电荷未被放电的未曝光图像区域。接着将粘附的墨粉或墨水转移到诸如纸张的打印介质并使其上色(fuse)到打印介质上。产生于光电导体上的扫描线的误差可能在打印介质上的打印图像中产生可见伪影，这是所不希望的。一些电子照相设备使用充电区域显影(CAD)，例如许多影印机使用CAD。

对于电子照相印刷机(electrophotographic printer)，为了在光电导体上对电荷充分放电，需要一定的曝光能量密度(ex posureenergy density)，例如以μJ/cm²为单位量度的。用于光电导体的特定区域的曝光能量密度可以被认为是入射到光电导体上的光的功率密度(通常以mW/cm²为单位量度的)和对于光电导体的该区域光电导体对光的曝光时间的乘积。

一些用于制造电路的***将光扫描到基板上以通过光化学反应在基板上产生扫描线。为了适当地制造电路，对于入射到基板上的光可能要求最小的曝光能量密度。由扫描线误差所造成的伪影可能对所生产的电路的性能产生危害。

发明内容

本发明的各方面和实施例在所附权利要求书中陈述。

根据本发明的一方面，提供一种减小由打印机产生的打印文件上的主带状伪影(primary banding arti fact)的可见性，该方法包括使打印机打印合成的次级带状伪影(synthetic secondary bandingartifact)从而使得打印文件上的主带状伪影和合成的次级带状伪影的组合空间频率大于打印文件上的主带状伪影的空间频率。

根据本发明的另一方面，提供一种打印机，该打印机包括光源阵列、设置为将从该光源发出的光扫描到光敏表面上以在介质上产生多个扫描线的扫描设备、以及控制由该光源产生的光的光功率的控制器，其中控制器被配置为控制该光源，以便在光敏表面上产生故意的带状伪影。

根据本发明的又一方面，提供一种打印机，该打印机包括光源阵列和设置为将从该光源发出的光扫描到光敏表面上以在该光敏表面上产生多个扫描线的扫描设备，其中用于产生相应扫描线的阵列中的相应光源之间的间距不同于用于产生条(swath)中其它相应扫描线的其它光源之间的间距，以便产生故意的带状伪影。

根据本发明的又一方面，提供一种减小由扫描仪器中的差异扫描弧(differential scan bow)所造成的伪影的可见性的方法，该扫描仪器被设置为产生扫描线的多个相邻的条(a plurality of swaths of scanlines)，其中该方法包括控制扫描仪器以产生扫描线的条，从而使得所述条的外侧的扫描线和扫描线的相邻的条的外侧的线相重叠。

将认识到本发明的一些实施例和方面的各种特征能够和本发明的其它实施例和方面相结合。类似地，按照装置特征所表述的本发明的实施例和方面也可以按照方法特征来表述，反之亦然。任意数量的所有特征的组合都是可以设想的而且是公开的。类似地，以方法步骤表述的本发明的实施例和方面也可以表述为软件，当在处理器上运行该软件时，该软件被配置为执行那些方法步骤。

附图说明

现参考附图，仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的打印机；

图2示意性地示出了根据本发明实施例的与图1的打印机一起使用的光学***；

图3是图2的光学***的示意性透视图；

图4示意性地示出了在本发明的实施例中可以使用的光源阵列；

图5示意性地示出了用于使八个扫描线曝光的现有技术的八个光点(light spot)的一维阵列；

图6示意性地示出了共模(common mode)扫描弧；

图7示意性地示出了由于正畸变所引起的差异扫描弧，其可见效果可以根据本发明的实施例加以校正；

图8示意性地示出了由于负畸变所引起的差异扫描弧，其可见效果可以根据本发明的实施例加以校正；

图9示意性地示出了由于部分校正的畸变所引起的差异扫描弧，其可见效果可以根据本发明的实施例加以校正；

图10示意性地示出了扫描线的相邻条之间的扫描线的间隔中的误差，其可见效果可以根据本发明的实施例加以校正；

图11是人类视觉***的频率响应的图形表示；

图12示意性地示出了根据本发明的实施例的光源阵列；

图13示意性地示出了根据本发明的其他实施例的光源阵列；

图14示意性地示出了具有伪影的扫描线的两个相邻条，其中伪影是由于差异扫描弧造成的，并且可以根据本发明的实施例加以校正；

图15示意性地示出了扫描线的两个相邻的条，其中所述两个相邻的条重叠以形成根据本发明实施例的合成扫描线；以及

图16示意性地示出了根据本发明实施例的通过重叠扫描线的两个相邻的条所形成的合成扫描线。

具体实施方式

参照图1，打印机包括通常形成可旋转圆柱形滚筒的外表面的光电导体10。在打印过程中，通过例如电晕放电12来将光电导体10的表面均匀充以静电。光电导体10的多个部分由来自光源阵列40(在图2和图3中示出)的光14进行曝光。旋转所述滚筒从而使得待打印的图像形成在光电导体10上。光14释放在滚筒曝光区域中的电荷，并且留下充电的潜像。接着通过在光电导体10的表面上施加诸如流体墨水墨粉(liquid ink toner)(例如，如在LEP打印中的)或着色的干粉墨粉(pigmented dry powder toner)之类的墨粉16对潜像进行显影。墨粉16粘附到光电导体10的放电区域，从而使得潜像变得可见。接着将墨粉16从光电导体10转移到一张纸18或用于支持打印的图像的其它一些介质。可以使用上色辊(fuser)20通过对纸18上的墨粉16加热和加压或仅仅加压以将图像固定到纸18上。如图1所示的直接到纸的转移***仅代表电子照相印刷机的子集。许多电子照相印刷机使用中间转移滚筒或带从光电导体接收墨粉图像，并将它施加到打印介质。一些打印机没有单独的上色辊，且上色过程发生在从中间转移滚筒到纸张的转移过程中。

参照图2和图3，能够用作打印机的一部分的光学***包括光源阵列40、接收来自该光源阵列的光并在光敏表面10上形成光点阵列50的光学部件25、以及使光点阵列50在光敏表面10上偏转的扫描设备。图2示出光学***的平面图，而图3示出光学***的透视图。扫描设备可以采用例如多面镜(polygon mirror)26的形式。图2将扫描设备示出为六面镜，不过也可以使用具有更多面或更少面的镜子或可以使用衍射或折射光学元件。镜子26的旋转使得来自光源阵列40的光被镜子的其中一面偏转，从而使得光点阵列50从光敏表面10的一边扫描到另一边以产生扫描线的条54。也就是说，对于圆柱形光敏表面，以平行于圆柱纵轴的方向扫描光。随着镜子26的继续旋转，激光器的光变为入射到不同的镜面上，并且开始光敏表面10上的新扫描。通过这种方式在光敏表面10上将潜像建立为一连串的条，每个条包括光敏表面10上的一个或多个扫描线。

在图3所示的例子中，通过同时扫描从光源阵列40中的四个光源24输出的光产生了四个扫描线的条52。为清楚起见，仅对四个光源24中的两个光源示出了光线，并且仅示出多面镜26的活动面。应当理解图3完全是示意性的，且光线的几何形状并不打算是准确的。作为一连串的条54在光电导体10上产生了图像。条54包括一组扫描线，该组扫描线是当来自阵列40的光扫过光电导体10的时候同时产生的。在图2和图3所示的光学***中多面镜26的旋转使得多面体的每个连续面产生连续的条54。在示出的例子中，条54包括四个扫描线的组52。一般而言，条54中的扫描线52的数量由打印机的处理速度和可寻址能力确定，并且可以多于或少于四。为了说明的目的在图3中相邻条54之间的间隙被放大了，然而，一般而言，相邻条54之间的间隙与条54中的相邻扫描线52之间的间隙相等或近似相等。

该光学***可以包括其它光学部件25，例如尤其包括用于准直来自光源阵列40的光的透镜、用于引导光以使其沿所期望的路径通过打印机的镜子以及用于聚焦从多面镜26反射到光电导体10上的光的扫描透镜。这些光学部件可以位于多面镜26和光电导体10之间，如图3所示。这些部件中的一些位于光源40和多面镜之间(尽管未在图3中示出)。例如，在一些实施例中，激光器准直器透镜和柱面透镜位于光源40和多面镜之间。

应当注意也可以使用其它布置来在光电导体10上扫描光。在一些布置中，为了在光电导体10上产生扫描线，可以通过使来自光源阵列40的光处于固定位置而移动光电导体10来在光电导体10上扫描光。在其它布置中，为了在光电导体10上产生扫描线，光电导体10和光源阵列40和/或其它光学元件均可以移动。

来自光源阵列40的光束14通过控制器30进行调制以使得光电导体10的适当部分被照亮，从而在光电导体10上获得期望的潜像。控制器30可以通过发送电信号到光源阵列40以控制由阵列40中的每个光源24所产生的光功率来起作用。

图4是光源阵列40的例子的示意图。在图4所示的例子中，阵列40包括一行八个光源24，并且每个光源可以用于产生相应的不同的扫描线52。光源24不必以这种方式按行排列，其它几何形状也是可能的。

光源24可以包括激光器，但是其它可以产生所需要的曝光能量密度的光源也是可用的。在本发明的实施例中，光源24包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)。VCSEL阵列可以制造在单个晶片上并且其中激光器间的间隔小。例如，激光器间的间隔在阵列的两个坐标方向上可以是大约30μm。VCSEL阵列可以任意的大于实际可行的最小间隔的激光器间隔制造。目前最小间隔约为30μm，不过随着制造技术的改进这可以变得更小。通常可以明显低于边发射激光器阵列的成本生产VCSEL阵列。

光源阵列40能够产生多个光束14，该光束形成扫过光电导体10的光点阵列50。参照图5，光束14在光电导体10上形成光点阵列50，该光点阵列50是光源阵列40的图像。光点50同时曝光在光电导体10上的多条扫描线。图5示出在光电导体10上的八个聚焦光点50的布置和由那些点50所产生的八个扫描线52的条54的一部分。光源阵列40可以更大或更小以使得每条54有更多或更少的扫描线52，例如光源阵列40可以用于产生每条54十二、十八或二十四个扫描线52。条54的每个扫描线52能够用其自身的单独的数据内容编码。光点50图示为圆点，但是为了在曝光图像中获得期望的像素形状，光点50优选可以是椭圆形或其它非圆形。聚焦点的形状可以由光学***中孔径光阑的形状、扫描方向和横交扫描(cross-scan)方向上的光束的数值孔径、以及由本领域所熟知的其它光学装置控制。光点50的形状也受光学***所产生的衍射和像差影响。

由光源24传递到扫描线52的曝光量可以通过在功率调制***中改变光源24产生的光功率的量来控制，或通过在脉宽调制曝光***中改变光源所产生的光脉冲的时间宽度来控制，或通过功率调制和脉宽调制的组合来控制，或以一些其他方式控制。可以通过控制光发射器(例如激光器)所产生的光的量来实现控制，或通过控制诸如光开关或光调制器之类的可以形成光源24的一部分的另一种光学元件来实现控制。

可以定义与光点阵列50相关的两个方向：一个方向是扫描或格式(format)方向X，在这个方向上为了产生扫描线52而扫描点50；另一个方向是基本正交于格式方向的处理方向Y(也称为“横交扫描方向”或“横截于(transverse to)扫描方向”)。处理方向是光电导体10或其它光敏介质的表面沿其相对于光点50移动以便根据扫描线52生成图像的方向。对于图1所示的打印机，处理方向由光导鼓10的旋转方向定义。

打印机的可寻址能力通常由打印图像上的每英寸像素数或其通常使用的等价物“每英寸点数”或DPI来量度。以DPI量度的打印机的处理方向可寻址能力相当于每英寸扫描线的数量，这是因为每个扫描线曝光打印机像素的一行，并且相邻扫描线间的距离与相邻打印机像素间的Y方向距离相等。更高的可寻址能力使得能够再现更光滑的边缘和更精细的细节，以及对于曝光数据调制的给定数目的每像素比特数能够实现增加的密度等级数。

一般而言，用扫描透镜聚焦光束14以在光电导体10上产生阵列40的放大的图像。如果光源22的行56中的光源24之间的间隔为E，则光电导体10上光点50的对应间隔将为MxE，其中M是光学***的放大率。更一般地，光学***的放大率M通常在扫描方向X上和横交扫描方向Y上不相同，并且当确定光电导体上的点间距时有必要使用扫描方向放大率Mx和横交扫描放大率My。

在扫描***中的畸变或其它光学非理想性会导致扫描线52的弯曲。这种弯曲被命名为“扫描弧(scan bow)”并且可以造成打印图像中的可见伪影。扫描弧具有多种形式，例如，如图6所示，该弯曲可能基本等同地影响在条54中的所有扫描线52，并被称为“共模扫描弧”。在另一种形式中，该弯曲在打印条54中变化，如图7、8和9所示，并被称为“差异扫描弧”。差异扫描弧是许多激光扫描器设计的固有光学特性。这是用于校正几乎所有激光打印机中存在的多边形摆动(polygonwobble)所使用的方法的结果，其中扫描透镜在横交扫描方向上的焦距必须小于在扫描方向上的焦距。扫描透镜因此是“失真的”并且通常具有畸变像差，其导致扫描线之间的间距作为扫描方向上距格式中心的距离的函数而改变。如图7和图8所示，穿过扫描透镜的图像场的中心的扫描线B是直的，而不穿过图像场的中心的扫描线A和C是弯曲的。差异扫描弧随着所扫描的条的横交扫描宽度W的增加而增加。过去，差异扫描弧限制能够打印的扫描线的条的宽度，因此限制了在给定可寻址能力(DPI)的情况下每个条中可以写入的扫描线的数量。这种限制已经成为提高激光打印机的打印速度的障碍。

如前所述，扫描弧是扫描***中的畸变或其它光学非理想性所导致的扫描线弯曲。如图6所示，共模扫描弧所造成的弯曲以相似的方式影响条中的所有扫描线，而差异扫描弧所造成的弯曲在图7、8和9所示的打印条内发生变化。

注意差异扫描弧可以由正(枕形)畸变产生，如图7所示，其导致条中扫描线之间的间距作为距格式中心的距离的函数而增加，或者差异扫描弧可以由负(桶形)畸变产生，如图8所示，其导致扫描线之间的间距随着与格式中心之间的距离的增加而减小。这两个图的垂直尺度均被放大以更好地显示误差的本质。更一般地，差异扫描弧可以是由光学***设计中的部分校正畸变引起的残余未校正误差。一个符号的三阶畸变可能被例如另一个符号的五阶畸变所补偿，导致具有对格式位置(format position)的更复杂的函数依赖关系的差异扫描弧，如图9所示。

差异扫描弧导致扫描线弯曲的不连续性和相邻打印条54之间边界处的扫描线间距。如图14所示，在条边界处的扫描线间的间距作为格式位置的函数而变化，从而导致在扫描方向X上可视密度(visualdensity)变化且在横交扫描方向Y上以条节距(swath pitch)重复的打印伪影。这些伪影表现为打印的产品上的条带，从而可以被称为一种类型的“带状伪影”。

另一种带状伪影是由于扫描线的条中的扫描线的处理方向间距的误差造成的，导致在第一条的最后一个扫描线和第二条的第一个扫描线之间产生了异常宽或窄的间距。在构造激光打印机的过程中，通常难以对多光束激光打印机中的扫描线间距进行足够精确地调整从而不存在由于残余扫描线放置误差而产生的可视伪影。这样的间距误差通常是由于激光器阵列关于输出光束传播方向的旋转未对准或由于多边形扫描器和光电导体表面之间的速度不匹配所造成的。

参照图10，示出两个相邻的条，如可由12-光束打印机产生的。标为54a和54b的这两个条被示出为在格式方向上彼此偏移，这仅用于图示说明的目的，从而使得这两个条54a和54b能够彼此区分并且这样的偏移实际上是不存在的。条54内的预定的扫描线间隔S可以为例如31.25μm，且第一条54a的第十二扫描线和第二条54b的第一扫描线之间的预定间隔也应是31.25μm，从而使得用于生成打印图像的所有扫描线将具有相同的间隔。

扫描线间隔中例如2％误差的效果是导致打印条内的扫描线之间的间距现在变为31.875μm，且该条中的第一扫描线和第十二扫描线之间的间距为350.625μm而不是预定的343.750μm。结果，第一条的第十一扫描线和第十二扫描线之间的间距为31.875μm而第一条的第十二扫描线和第二条的第一扫描线之间的间距仅为24.375μm。条之间的边界处的相邻扫描线的间距减少7.5μm等同于扫描线间隔中的周期性的23.5％的误差。这样的误差将导致明显可见的打印伪影。

在第一条的最后一个扫描线和第二条的第一扫描线之间规律出现的那些扫描线间隔误差能够在打印输出中导致可见的带状伪影。

所得到的带状伪影的可见性取决于扫描线间隔误差的大小(无论是由于差异扫描弧还是线的处理方向间距的误差所引起的)和误差沿着页面向下重复的空间频率。图11示出人类视觉***的对比度灵敏度函数(CSF)，表示作为那些伪影的空间频率的函数的眼睛对带状伪影的灵敏度。参照图11，人类视觉***对打印输出中的带状伪影的灵敏度在特定的空间频率处达到最大值，且随着伪影的空间频率远离该特定空间频率而降低。对于现有的许多打印机，由打印的扫描线的条的周期性所导致的带状伪影的空间频率高于与峰值人类视觉响应相关的空间频率。

根据本发明的实施例，通过进一步增加伪影的视在空间频率(apparent spatial frequency)而抑制带状伪影的可见性。使用一种技术，在扫描线的条54中的一个或多个位置处引入扫描线间隔的小误差，从而在每个条54中生成小的受控的带状伪影。当这些故意生成的(合成的)伪影连同在邻近(相邻)条之间接缝处的那些不希望的伪影一起被观看时，这些故意生成的伪影增加整个带状模式的空间频率，推动其远离最大视觉灵敏度的空间频率并使它的可见性显著降低。因此，由在多光束打印机中的打印条(主伪影)之间的边界处的扫描线间隔的误差所导致的带状伪影的可见性可以通过在该打印条自身中引入一个或多个视觉相似的伪影(次级伪影)而得以显著降低。这些次级、故意产生的伪影的效果例如可以使主伪影的有效空间频率加倍(每条一个次级伪影)或增至三倍(每条两个次级伪影)。通过以这种方式增加主伪影的有效空间频率，可以显著降低主伪影的可见性。

在标准化的视距57cm(对于观看12×18英寸(305×457mm)大小的打印物的舒适距离)的条件下，打印物上10mm的距离对着1.0度的视角，允许图11的水平轴以毫米重新进行缩放，如该图的上部所示。如图11所述，对于重复伪影的人类视觉灵敏度强烈依赖于该伪影的空间频率，并且对于该视距在大约0.8循环/mm(cycles/mm)处具有最大值，如图中点“A”所示。对应的伪影节距为1.25mm，是其空间频率的倒数。作为例子，具有条宽为0.375mm的十二光束数字印刷(打印机)可以在空间频率为2.66循环/mm(如图11中点“C”所示)在条的边界处产生主伪影。在该频率处的CST值约为0.25，远低于峰值，并且小得足以实现可接受的打印质量。然而，如果条宽增加到0.75mm，正像在未来的二十四光束印刷中所期望的那样，CSF值增加到大于0.8(如图11中点B所示)，伪影的可见性增加了两倍多。伪影可见性的这种大的增加表示在下一代数字印刷品中增加每条扫描线的数量的显著障碍(并且因此成为提高打印速度的障碍)。

图11示出为了增加伪影的有效空间频率和降低其可见性而在扫描线的条内引入次级伪影的效果。在二十四光束/扫描线条(scan lineswath)的中心处加入单个次级伪影将图中的工作点B移动到C，而增加两个等间距的次级伪影将使工作点移动到D，从而得到CSF值和可见性的更大的减小。引入更多的次级伪影可以进一步减小带状伪影的CSF值和可见性，不过次级伪影的数量受条中扫描线的数量限制。

在本发明的一个实施例中，在多元件光源阵列内的所选光源或光源组的位置中引入小的位置误差或“静态偏移”。该静态偏移导致故意产生的扫描线间隔误差，该误差在扫描线的条中产生打印伪影。在激光器阵列中心附近的静态偏移将在打印的条中引入处于不希望的伪影中间的带状伪影，该不希望的伪影总是出现在相邻条的边缘之间，从而使得整个带状模式的有效空间频率加倍，并使得它对人眼可见度更低。图12示出八个光源24(标为“1”到“8”)的阵列24，其中阵列24中间的光源(标为“4”和“5”的光源)之间在横交扫描方向Y上的间隔小于其它光源之间的间隔。这样的阵列可用于在条中间产生暗的人造(artificial)带状伪影。相反，图13所示的阵列被布置为使得阵列24中部的光源的横交扫描间隔大于阵列中其它光源之间的间隔以便在条中间产生亮的人造带状伪影。

用于产生上述的次级伪影的方法选择性地在扫描线的条内引入扫描线间隔“误差”。另一种引入次级伪影的方法包括在用于曝光所选择的扫描线的光源功率中引入偏移。这种功率偏移(power offset)使得扫描线的条内的一个或多个扫描线能够可控地欠曝光或过曝光。这种欠曝光或过曝光使得打印的扫描线较之相邻的扫描线在视觉上更亮(即更窄)或视觉上更暗(即更宽)，从而产生故意生成的或次级伪影，该次级伪影与主伪影相结合来降低该主伪影的可见性，如前所述。

可以控制光源的功率以便能够生成任一符号的次级伪影。一般而言，次级伪影被选择为具有和主伪影相同的视觉极性(visualpolarity)。因此，需要暗的次级伪影来校正暗的主伪影，需要亮的次级伪影来校正亮的主伪影。

由光源的功率偏移产生的次级伪影的幅度和符号在用户或机器的控制下连续可调，并且可以作为格式位置的函数连续变化。这种能力对于校正由于差异扫描弧所导致的带状伪影特别有用，其中该带状伪影作为格式位置的函数而变化。

带状伪影的多个可选空间频率选择对于用户可用。例如，对于特定的工作类型，或当使用特定的半色调网片(half-tone screens)时，用户可能更希望将主伪影的空间频率增至三倍而不是使其加倍。如果希望，操作者可以禁用次级伪影的引入。

光源的光功率控制的使用可以用具有均匀的激光器元件间隔的标准的未修改的激光器阵列实施。可选地，在一些实施例中，可以结合修改的激光器阵列来使用光功率控制。

在本发明的优选实施例中，主伪影(即，待校正的伪影)偏离其“理想的”零误差状态。尽管在打印过程中存在由于例如多边形扫描器旋转对光电导体运动的同步中的小变化所导致的不可避免的变化，这种偏离使得主伪影总是具有相同的符号(即，相同的极性)。也就是说，可以选择要施加的偏离，从而使得主伪影总是暗伪影或使得主伪影总是亮伪影。可以在打印机制造期间将扫描线的条的宽度调整为比标称的设计宽度稍宽一些，例如导致在扫描的条之间的边界处产生暗伪影。该伪影的感知暗度(perceived darkness)可以随着打印条件的改变而有些变化，不过它总是暗的。相似地，可以调整打印机的条宽度以在打印条之间的边界处产生亮伪影，其在整个打印条件范围内将保持亮的状态。通过以这种方式建立主伪影(亮或暗)的符号(即，极性)，可以选择激光器功率偏移以生成具有相同符号的次级伪影。然后主伪影和次级伪影在整个打印条件范围内将保持相同的符号。该实施例避免了主伪影中的符号反转的可能，那会增加伪影的可见性而不是降低它。打印实验已经证实如果主伪影被偏离且由此被阻止改变符号，那么通过引入次级伪影可以更为有效和稳健地抑制由于同步误差和其它原因造成的主伪影。

用于降低由于校正差异扫描弧所导致的带状伪影可见性的另一种方法是将相邻的打印条54重叠起来，从而用第一条的最后一个光束和第二条的第一光束双倍曝光在条边界处的扫描线52。

图14示出两个相邻的打印条，其中每个条是使用十二个光源的阵列产生曝光十二个扫描线的十二个光束生成的。第二条的线1和第一条的线12之间的间距变化在图14中用竖条示出。标以101和103的竖条示出条1的相邻扫描线11和12之间的间距的小变化。标以102和104的竖条示出条1的扫描线12和条2的扫描线1之间的间距的大得多的变化。

参照图15，根据本发明的实施例，第二条的扫描线1和第一条的扫描线12之间的平均横交扫描间距被设为零，使得它们重叠并产生单个复合(composite)扫描线105。在每个重叠曝光期间施加到光电导体的标称光功率被设为用于曝光其它扫描线(例如，扫描线2-11)的激光功率的1/2，并且类似的数字图像数据被用于调制在两个重叠曝光期间生成扫描线1和12的光源。因为差异扫描弧关于条的中心对称(即，在我们的例子中关于扫描线6和7中间的线)，扫描线12的弯曲是扫描线1的弯曲的镜像。曝光的复合扫描线的实际中心将与这两个重叠的分量扫描线的几何中心线相重合，并且复合扫描线不含有差异扫描弧。图15示出分别由条1和条2的重叠扫描线12和1来生成复合扫描线105。该重叠可以通过改变多边形旋转速度和光电导体的速度之间的关系而调整条1和条2之间的间距，或通过调整条1和条2的宽度或通过这些方法的组合来生成。

图16示出完全形成的复合扫描线105和伴随的在条边界处扫描线间隔误差的大约50％的降低。竖条106和108示出条1的相邻扫描线10和11之间的相对较小的间隔差异，而竖条107和109示出条1的扫描线11和由分量扫描线12和1形成的复合扫描线105之间间距的大大减小的变化。残余误差大约是图10所示的未校正的扫描线间隔误差的一半，并且在复合扫描线的两侧等同分布。

上述用于降低由于差异扫描弧所导致的打印伪影的可见性的方法同样适用于降低由于扫描线间隔误差所导致的条边界处的伪影的可见性。这种误差在条边界处产生异常宽或窄的扫描线间距，除了它在格式上是恒定的，这与由于差异扫描弧所导致的误差相似。

如果存在差异扫描弧，并且用于曝光形成复合扫描线105的每个重叠扫描线的标称激光功率保持恒定，则复合扫描线的感知密度(perceived density)通常将作为格式位置的函数而变化。这种变化由于形成复合扫描线105的重叠扫描线(扫描线1和12)的中心之间的间距随格式位置X变化而出现。在这些条件下，复合扫描线105中显影的和打印的点的尺寸是曝光光束的中心之间的距离的敏感非线性函数。一般而言，也存在由于在打印机制造期间调整条宽的精确度的限制而导致的重叠光束1和12之间的格式无关的间距误差。这两种误差可以逐条重复，并且可以通过生成用于曝光重叠扫描线的与格式位置有关的激光功率函数来一起补偿。因此将控制得到的复合扫描线的点尺寸，从而使得复合扫描线的视觉感知密度与沿着其长度的与其相邻的扫描线的视觉感知密度相匹配，并且当与相邻的扫描线相比较时，复合扫描线仅包括在所有扫描线中存在的共模扫描弧。

尽管此处通过例子描述了在条边界处重叠两个扫描线以形成一个复合扫描线，但可以通过重叠两对或更多对扫描线来在条边界处生成多于一个的复合扫描线。一般而言，重叠额外的扫描线将进一步降低在条边界处的扫描线间隔伪影的可见性。

尽管在上面将生成与格式位置有关的激光功率函数描述为用于校正打印机的残余误差的方式，其通过生成复合扫描线来校正差异扫描弧，但是这样的与格式有关的激光功率函数能够更一般地用于最小化未校正的(即在第一次设计校正差异扫描弧后未校正的或已经使用其它校正方法以后仍存在的残余扫描弧)可见性，差异扫描弧的主要视觉效果是在条边界处作为格式位置的函数的扫描线密度的视在变化(apparentvariation)。这种密度的感知变化是由“点增益”所导致的打印点尺寸中的实际差异(其中显影的点尺寸依赖于相邻点之间的距离)以及由沿格式的(along the format)扫描线间隔的变化所导致的增加或减少的点空间密度所引起的。在这两种情况下，沿扫描线的感知密度的变化基本上可由与格式有关的激光功率校正来补偿。这样的功率校正函数可以通过多种途径来实施，包括在打印机组装和测试时确定并写入打印机内存的查找表。功率校正函数也可以由例如服务工程师或其他用户在现场实施。

可以通过将上述方法和上述用于通过引入小的激光功率偏移以在条中心附近生成次级伪影来使条边界处的伪影的有效空间频率加倍的方法组合来进一步降低由于未校正的差异扫描弧所导致的条边界处的残余伪影的可见性。作为很好的近似，在条边界处的复合扫描线和条的中心扫描线将仅含有共模扫描弧并且具有几乎恒定的间距。通过在曝光这些扫描线时引入小的激光功率偏移，伪影的有效空间频率被加倍并且移动到其中条之间的交界面处的残余不精确度将被有效隐藏的视觉对比度灵敏度函数的一区域。

本公开中所描述的方法的实施例可应用到扫描激光显示器和激光打印机上。

尽管已经就具有每条12个扫描线的打印***的例子描述和图示说明了这些方法，但是显然这些方法可以应用到具有每条其它数量的扫描线的打印机和显示设备上。

本发明的实施例相比现有解决方案所具有的优势包括：

1.校正扫描弧伪影的能力，特别是那些由于差异扫描弧导致的伪影，使得能够增加在每个条中打印的扫描线的数量，进而增加可实现的打印速度，和/或降低在激光打印机和数字印刷中使用的扫描透镜的成本。

2.以最小的改变将本发明实施于现有的打印机设计中的能力。

3.对于新数据处理或信号处理的需求最小。

4.实施本发明的各种元件的总成本预计最少。

5.预期没有新的打印伪影。

6.预计本发明显著地提高打印质量。

尽管本发明的元素/实施例被分别描述，但根据本发明的实施例构建的打印机一般都将本发明的多个元素并入同一***中。例如，激光打印机可以重叠相邻条的第一个和最后一个扫描线以降低扫描弧伪影的可见性，同时也可以引入次级伪影以增加任意残余误差的有效空间频率。类似地，此处所描述的本发明的任何元素/实施例可以和本发明的其它元素/实施例相结合以生成具有期望的属性组合的打印***。

本发明的实施例可用于复印机、传真机、数字印刷机、用于胶版印刷的制版机、直接到胶片的激光扫描仪、扫描激光显示器和其它打印和显示设备。

尽管本发明的实施例用于打印，本发明人已经发挥他们的远见去实现了本发明的其它实施例可以用于其中光扫过介质的其他技术领域。这种技术领域是电路的制造领域。用于制造电路或半导体器件的一些***将光扫描到光刻胶覆盖的衬底上以在衬底上产生曝光的扫描线，接着通过化学反应、蚀刻或沉积工艺(如，光刻工艺)处理衬底。为了能够合适地制造电路，对于衬底上的光要求最小的曝光能量密度。

上面关于打印机讨论的诸如扫描弧的伪影也会在用于电路的衬底上生成扫描线时出现，并且这样的伪影可以通过相同或相似的方式加以校正。也就是说，扫描线的几何形状可以通过控制由用于在衬底上生成扫描线的该多个光源所产生的光功率和/或光源的间距而加以控制。可以与此前关于打印机所描述的方式相同的或相似的方式来实现该控制。

制造印刷电路或一些种类的半导体结构(例如，利用光刻方法)可以被认为是一种形式的印刷。

本发明的实施例应用的另一技术领域是其中光扫过介质(典型的是反射、透视或荧光的显示屏)以使用光的光栅扫描光束显示信息和图像的显示器领域。以与前边描述的激光打印机大致相同的方式，这种显示器通常在显示屏上扫描光点以形成产生所显示图像的扫描线。在本发明的实施例中，来自光源的二维阵列的光被设置为在X和Y方向上扫描反射或透射观看屏，从而形成用于显示信息的光栅图像。

Claims (17)

1.一种降低与光源阵列所产生的扫描线的条相关的主带状伪影的可见性的方法，该方法包括使该光源产生合成的次级带状伪影从而使得与该条相关的主带状伪影和合成的次级带状伪影的组合空间频率大于与该条相关的该主带状伪影的空间频率。

2.权利要求1的方法，其中该组合空间频率基本上是与该条相关的该主带状伪影的空间频率的两倍或三倍。

3.任一前述权利要求的方法，其中该组合空间频率等于或大于每毫米2.0循环。

4.任一前述权利要求的方法，包括使光源产生具有与主带状伪影相同极性的合成的次级带状伪影，该极性确定伪影是视觉上的暗伪影还是视觉上的亮伪影。

5.任一前述权利要求的方法，包括使光源产生特定极性的主带状伪影和相同特定极性的合成伪影。

6.任一前述权利要求的方法，其中通过使得在用于产生相应扫描线的阵列中的相应光源之间的在横交扫描方向上的间距不同于用于产生该条中的其它相应扫描线的其它光源之间的在横交扫描方向上的间距来生成合成的次级带状伪影。

7.任一前述权利要求的方法，其中通过控制由该光源阵列所产生的光点密度来生成合成的次级带状伪影，从而生成暗或亮的合成的次级伪影。

8.任一前述权利要求的方法，其中作为打印过程的一部分，该光源阵列在光敏介质上产生线的条。

9.任一前述权利要求的方法，包括控制作为扫描方向上位置的函数的用于产生扫描线的光源的功率。

10.一种在扫描仪器中降低由差异扫描弧所导致的伪影的可见性的方法，该扫描仪器设置为产生扫描线的多个相邻的条，其中该方法包括控制该扫描仪器产生扫描线的条从而使得该条的一个或多个外侧的扫描线与扫描线的相邻条的一个或多个外侧的线相重叠。

11.权利要求10的方法，其中该扫描仪器包括光源阵列和设置为将从该光源发射的光扫描到光敏表面上以在该光敏表面上生成多个扫描线的扫描设备，并且该方法包括控制用于产生所述重叠扫描线的光源的光功率从而使得复合扫描线接收与相邻条中的其它非重叠的扫描线基本相同的光学曝光量。

12.权利要求10或11的方法，包括控制作为扫描方向上位置的函数的用于产生所述重叠扫描线的光源的光功率。

13.权利要求10到12的任何一个权利要求的方法，其中该扫描仪器是电子照相印刷机。

14.一种打印机，包括：

激光器阵列；

用于接收来自该激光器的光并且在光敏表面上形成光点阵列的光学装置；

设置为在该光敏表面上扫描该光点阵列以在该光敏表面上生成扫描线的条的多面镜，该条具有相关的主带状伪影；和

用于控制由该激光器产生的光的光功率的控制器；

其中该控制器设置为控制激光器在该条中产生合成的带状伪影，该合成的带状伪影被设置为降低该主带状伪影的可见性。

15.权利要求14的打印机，其中该合成的伪影被定位以降低该主带状伪影的可见性。

16.权利要求14或15的打印机，其中选择该合成的伪影的视觉极性以降低该主带状伪影的可见性。

17.一种在扫描仪器中降低由差异扫描弧所导致的伪影的可见性的方法，该扫描仪器包括布置为产生扫描线的多个相邻的条的光源阵列，其中该方法包括控制作为扫描方向上位置的函数的光源输出以降低伪影的可见性。

Images