專利名稱：用于打印機的多功能監(jiān)視模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)視點陣打印機的打印質(zhì)量的模塊，所述監(jiān)視器被固定于用于使打印機的打印裝置移動的托架，所述模塊包括照射系統(tǒng)，它用于提供監(jiān)視射線束，以便照射打印介質(zhì)的區(qū)域；成像系統(tǒng)，它用于收集上述被照射的區(qū)域所反射的監(jiān)視射線并在圖像平面上形成圖像；以及射線敏感的檢測系統(tǒng)，它用于將所述圖像轉(zhuǎn)換成表示打印機質(zhì)量參數(shù)的電信號。
本發(fā)明還涉及配備有這種監(jiān)視模塊的點陣打印機。
點陣打印機被認為是任何種類的這樣的設(shè)備，該設(shè)備用于將圖像打印到記錄介質(zhì)上，從而，所述介質(zhì)在例如曝露于閾值以上的能量時能以點的形式形成圖像。多個這種點一起構(gòu)成了字符、符號、圖形等。周知的點陣打印機是激光打印機、噴墨打印機和熱打印機。
美國專利5633672號公開了這樣的設(shè)備，它包括一通訊信道，它用于傳送表示要寫的圖像的信息信號；寫組件或?qū)懷b置，它與上述信道相連并受上述信息信號的調(diào)制，以便響應上述信號在打印介質(zhì)上形成表示圖像的標記；用于在打印介質(zhì)與寫組件之間沿一個方向形成相對運動以便沿相對運動的方向形成標記圖案的裝置。
美國專利5633672號所述的設(shè)備還包括一校準儀，它讀取上述標記圖案并實時地調(diào)整所述設(shè)備的參數(shù)，以便校準上述寫裝置并在需要時修改標記及其圖案的特征。所述校準儀可固定于用于寫裝置的驅(qū)動器或托架，因此，校準儀可與該裝置同時移動。利用這種內(nèi)置式校準儀，就不再需要從設(shè)備中移走打印的圖像并就標記及其圖案來離線地分析圖像，這樣做是麻煩的并且是耗時的過程。受控的寫參數(shù)是點的尺寸、相對位置和密度。在美國專利5633672號所述的打印機中，校準儀包括具有光軸的電子(CCD)攝像機，并且沿相同的軸共軸地照射所說的標記。例如，如果記錄介質(zhì)載體是鼓，則在該鼓的每次旋轉(zhuǎn)時，攝像機接收由記錄的點及其圖案構(gòu)成的兩維圖像，因此，如果寫裝置是多信道裝置，則可同時拍攝到打印線的所有點或多個打印線的所有點。攝像機從圖案中讀取空間和密度信息。
本發(fā)明的目的是提供一種導言中所述類型的監(jiān)視模塊，該模塊能逐點地進行測量而且具有簡單和小型的結(jié)構(gòu)。所述模塊的特征在于，前述檢測系統(tǒng)包括至少一個由離散檢測器部件構(gòu)成的線性陣列，并且，設(shè)置有用于將包括多個打印點的第一種介質(zhì)區(qū)域和包括一個打印點的第二種介質(zhì)區(qū)域成像到檢測器部件的平面內(nèi)的裝置。
通過上述模塊，不僅可以將打印線的一部分成像到檢測系統(tǒng)上并對其進行觀察，以便監(jiān)視打印線部分的密度或灰度并檢測記錄介質(zhì)或打印紙的邊緣，而且還可以將各個點成像到檢測系統(tǒng)上。檢測系統(tǒng)具有檢測器部件，這些部件相對點圖像是很小的，因此，一個圖像會覆蓋若干個檢測器部件或象素，所以，可測出各個點諸如其大小之類的特征。
在記錄預定圖像之前或與圖像記錄同時的測試期間進行上述監(jiān)視和校準。
應該注意，歐洲專利0,186,651公開了一種熱打印機，其中，對各個點區(qū)域進行監(jiān)視，但是，在點形成期間而不是在點形成完成之后進行監(jiān)視。歐洲專利0,186,651中所述的打印機用于實現(xiàn)熱打印機的特殊方法。首先，將初始能量提供給記錄介質(zhì)的選定區(qū)域以便在各個區(qū)域中形成具有初始尺寸的點，所說的初始尺寸小于要在選定區(qū)域內(nèi)獲得預定密度所必需的尺寸。通過照射上述區(qū)域并捕獲該區(qū)域通過單個檢測器部件反射的射線，可相對呈透明記錄介質(zhì)的后側(cè)上的反射層形式的反射背景對所述區(qū)域進行監(jiān)視。檢測器部件提供表示所述區(qū)域的密度的信號。該信號與預定圖像信號相比較，比較的結(jié)果用于調(diào)節(jié)熱能的進一步的提供，從而逐漸增加所述區(qū)域中點的尺寸，直至獲得了預定的密度值。在歐洲專利0,186,651所述的熱打印機中，點不由多個檢測器部件來監(jiān)視，并且，打印線的一部分的圖像不形成在檢測系統(tǒng)上。
所述模塊的第一實施例的特征在于，用于成像的裝置包括一啟動器，它用于使成像系統(tǒng)沿該成像系統(tǒng)的軸線定位在兩個固定位置中的一個上。
在這一實施例中，成像系統(tǒng)的相同透鏡部件用于將各個點和打印線部分成像到檢測系統(tǒng)上。當成像系統(tǒng)占據(jù)了所述位置中的第一個時，點就會清晰地成像到檢測系統(tǒng)上，在成像系統(tǒng)占據(jù)了第二位置時，打印線的一部分就會成像到檢測系統(tǒng)上。檢測系統(tǒng)然后接收各個點構(gòu)成的圖像或打印線部分構(gòu)成的圖像。
還可以同時將各個點和打印線部分成像到同一檢測系統(tǒng)上?？捎盟瞿K的一個實施例來實現(xiàn)這一點，所述實施例的特征在于，用于成像的裝置包括成像系統(tǒng)的第一和第二子透鏡系統(tǒng)，第一子透鏡系統(tǒng)具有能將第一種介質(zhì)區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)的第一區(qū)域上的放大率和位置，第二子透鏡系統(tǒng)具有能將第二種介質(zhì)區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)的第二區(qū)域上的放大率和位置。
每個子透鏡系統(tǒng)均可最佳地用于必須加以成像的物體，并且，不需要成像系統(tǒng)的運動。然后，可同時評價各個點和打印線部分構(gòu)成的圖像。
具體地說，為了監(jiān)視各個點，關(guān)鍵是記錄介質(zhì)或打印紙保持在成像系統(tǒng)或?qū)c進行成像的子透鏡系統(tǒng)的焦面上。實際上，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在打印過程中，位于所述模塊位置處的介質(zhì)可相對該介質(zhì)的標稱平面在+0.5mm至-0.5mm的范圍內(nèi)擺動?？捎闷浒础?0μm的精度對點進行測量的并嵌在小模塊內(nèi)即具有足夠小的物-像距離的透鏡系統(tǒng)具有一定的焦深，該焦深小于所說的擺動范圍。所述模塊的為擺動的介質(zhì)的重要問題提供解決方案的實施例的特征在于，該實施例配備有自動聚焦系統(tǒng)，它包括與焦點校正啟動器相連的焦點誤差檢測系統(tǒng)。
所述自動聚焦能確保介質(zhì)所在的光學器件聚焦于成像視場內(nèi)。
通過移動成像系統(tǒng)而在對各個點進行成像與對打印線部分進行成像之間作出選擇的模塊實施例的特征在于，所述焦點校正啟動器是用于使成像系統(tǒng)沿其軸線精確定位的啟動器。
在這一實施例中，來自焦點誤差檢測系統(tǒng)的信號可提供給啟動器，以便選擇成像模式，因此，這種啟動器執(zhí)行兩個功能選擇成像模式即對各個點成像或?qū)Υ蛴【€部分成像；以及，調(diào)整焦點。
另外，所述模塊的特征在于，前述焦點校正啟動器是這樣的啟動器，它用于相對介質(zhì)沿與該介質(zhì)相垂直的方向使支架定位、容納模塊的所有光學部件。
支架啟動器不僅供其中成像系統(tǒng)包括兩個固定子透鏡系統(tǒng)的模塊使用，而且還可用于帶有完整的、可移動的成像系統(tǒng)的模塊，盡管對后一種模塊來說用透鏡啟動器進行焦點調(diào)整是最佳的。
帶有支架啟動器的模塊的特征在于，所述啟動器由電機構(gòu)成，所述電機構(gòu)成了上述模塊的一部分并具有一凸輪，該凸輪由一背板上的凸脊所支撐，所述背板則安裝在托架上。
在電機旋轉(zhuǎn)時，電機連同支架軸向位移。所述啟動器結(jié)構(gòu)是可能的，因為，所述模塊是小型的并且具有低的質(zhì)量。
有若干種方法和設(shè)備可用來檢測焦點誤差。所述模塊的不同實施例的最佳特征在于，焦點誤差檢測系統(tǒng)包括射線敏感的系統(tǒng)的一部分以及一電子處理電路，該電路與上述部分相連，以便處理和分析來自上述部分的檢測器部件的信號，從而確定對可軸向移動部件的哪個位置來說介質(zhì)特征的圖像具有最大的對比度和/或最小尺寸。
所述模塊可用于單色打印機，但在用于彩色打印機時能提供更多的優(yōu)點，因為，它能控制各點的色彩。用于此目的的模塊的特征在于，射線敏感的檢測系統(tǒng)包括彩色束分解器，它用于將入射到其上的射線分解成有不同顏色的射線，并且，所述射線敏感的檢測系統(tǒng)還包括相應數(shù)量的成組檢測器部件，每一組部件都用于接收上述不同顏色射線之一的射線。
所述模塊的用于同一目的的另一個實施例的特征在于，在射線敏感的檢測系統(tǒng)的各檢測器部件的前面設(shè)置有一獨立的彩色過濾器，該彩色過濾器用于鄰近傳送不同顏色射線的檢測器部件。
在模塊的這一實施例中，不需要獨立的彩色分離部件。
如果僅需要對打印中不同的打印色彩分量青色、洋紅色、黃色和黑色的存在加以控制，也就是說，如果僅要檢查用于不同油墨色彩的噴嘴是否確實排放油墨，那么，假定一定波長的射線能足以被打印彩色點所吸收，則照射系統(tǒng)的射線源需要發(fā)射有這種波長波段的射線。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，具有430nm的中心波長的發(fā)光二極管(LED)適用于這一目的。如果不僅要控制打印色彩分量的存在而且要對打印點的色彩組成即打印色彩分量的相對量進行控制，那么，就應使用這樣的射線源，它可提供包括彩色分量的射線，所述彩色分量大部分可被點的青色、洋紅色、黃色和黑色分量所吸收。這種射線源可以是單個的射線源，例如是能發(fā)射白光的小燈。
但是，最佳的是，所述模塊的特征在于，所述照射系統(tǒng)包括至少一組不同的發(fā)光二極管，每個二極管均發(fā)射出有一種不同顏色的射線。
業(yè)已證實，發(fā)光二極管或LED是可靠的射線源，它可以是小的且是廉價的并可用于不同的顏色。在實踐中，所述模塊的射線源包括一組三個不同的LED，它們發(fā)射主顏色紅、綠和蘭。在例如需要用于監(jiān)視射線的較高強度和有足夠的空間的情況下，可以使用兩組或多組這種LED。
所述LED可同時開啟，然后同時檢測不同的打印色彩分量。還可以連續(xù)地開啟LED并連續(xù)地檢測打印色彩分量。在后一種情況下，可用相同的檢測器部件檢測不同的打印色彩分量，因此，與同時檢測這些色彩分量的情況相比需要更少的檢測器部件。
如果射線源發(fā)射的射線的立體角不太大，則射線源可直接照射打印介質(zhì)。例如，LED可配備有能使發(fā)出的射線聚集的透鏡部件。
但是，最佳的是，所述模塊的特征在于，所述照射系統(tǒng)包括聚焦透鏡系統(tǒng)。
這種透鏡系統(tǒng)能將最大量的源射線集中到打印介質(zhì)的有限區(qū)域，因此，能充分地利用源射線。
所述模塊的特征最佳地在于，所述照射系統(tǒng)包括一柱形透鏡，以便在介質(zhì)上形成細長的照射光點，該照射光點的縱向方向平行于打印線的方向。
所述照射光點的這種形狀和方向能最佳地適合上述模塊的目的。
本發(fā)明還涉及一種用于通過逐點曝露介質(zhì)而將圖像寫到記錄介質(zhì)上的點陣打印機，該打印機包括--一通訊信道，它用于傳送表示要加以打印的圖像的信息信號；--至少一個寫裝置，它與上述信道相連并受上述信息信號的調(diào)制，以便在記錄介質(zhì)上形成點，這些點一起構(gòu)成了圖像；--一托架，它用于承載上述寫裝置，以便形成記錄介質(zhì)與寫裝置之間的相對移動；以及--一固定于上述托架的校準儀，它讀取上述打印點并調(diào)整打印機的設(shè)置。這種點陣打印機的特征在于，所述校準儀包括如上所述的模塊。
本發(fā)明還涉及以點的形式將信息打印到打印介質(zhì)上的方法，該方法包括下列步驟-將要打印的信息提供給點陣打印機；-將測試圖案打印到介質(zhì)上；-以光學的方式檢測測試圖案；-比較測試圖案與參照物；-如果檢測到參照物與測試圖案之間有偏差，則采用打印機的設(shè)置；以及-打印提供給打印機的信息。
所述方法的特征在于，所述檢測測試圖案的步驟包括檢測打印線的灰度并檢測至少一個獨立測試點的尺寸。
所述方法能確保消費者打印機也有高質(zhì)量的打印。
所述方法的特征最佳地在于，所述檢測測試圖案的步驟還包括檢測測試點的顏色。
所述方法的特征還在于，所述打印測試圖案的步驟包括打印要加以打印的信息的第一部分。
如果打印圖像本身的點和打印線部分用于進行測試，則用于校準過程所需的時間是最小的。
以下參照后述實施例以非限制性的實例說明本發(fā)明的上述和其它方面。
在附圖中

圖1示出了噴墨打印機的實施例的圖；圖2示出了用于配備有監(jiān)視模塊的這種打印機的噴墨盒的托架；圖3示出了配備有打印線的打印介質(zhì)的一部分和所述噴墨盒及模塊的覆蓋區(qū)；圖4a和4b分別示出了設(shè)置成點監(jiān)視模式和打印線監(jiān)視模式的監(jiān)視模塊的第一實施例；圖5示出了上述模塊的聚焦透鏡系統(tǒng)的一個實施例；圖6示出了用于顏色檢測的模塊的一個實施例的一部分；圖7示出了用于上述模塊的配備有彩色過濾器的線性檢測器陣列；圖8a和8b示出了所述模塊的第二實施例的第一和第二剖面；圖9示出了供上述模塊使用的焦點誤差檢測系統(tǒng)的第一實施例；
圖10示出了上述焦點誤差檢測系統(tǒng)的第二實施例；圖11示出了上述焦點誤差檢測系統(tǒng)的第三實施例；圖12示出了上述實施例中檢測器的正視圖；以及圖13a和13b說明了焦點誤差檢測方法的最佳實施例。
圖1示出了從EP-A0641115中已知的噴墨打印機10的實施例。該打印機具有一內(nèi)部框架，它包括沿Y方向延伸的橫桿11。所述內(nèi)部框架限定了打印介質(zhì)通路12，打印介質(zhì)可沿X方向穿過上述通路。示出了一張打印紙13穿過懸在紙張導軌14和15上的打印介質(zhì)通路。用于使紙張移過打印介質(zhì)通路的裝置是周知的并且在圖1中未作顯示。所述內(nèi)部框架由外罩17包住。
安裝在內(nèi)部框架上的是托架19，它罩住了寫裝置或噴墨盒21。未示出用于使托架19沿Y方向移動的裝置。在本技術(shù)中這些裝置是周知的。通常，當托架在紙張上沿Y方向完成了一次移動時，噴墨打印機中的打印紙沿X方向位移。打印紙的位移范圍取決于墨盒21所覆蓋的面積的x大小。噴墨盒包含有一蓄墨器和一打印頭，該打印頭包含有噴墨裝置。所述打印頭包括多個設(shè)置成例如兩列或三列的獨立噴嘴，油墨可通過上述噴嘴排放到打印紙區(qū)域上。噴墨盒還包括一撓性電路互連件，通過該互連件，打印機電子線路(未示出)有選擇地啟動各個噴嘴，因此，該噴嘴可排放出墨滴。
當在打印紙上預定位置處需要墨滴時，各噴嘴將僅排放油墨。打印頭的相對紙張的Y位置受控于噴墨盒傳送裝置。為了確定噴墨盒的位置，從而確定打印頭的位置，噴墨盒配備有一位置傳感器例如光學傳感器，它沿內(nèi)部框架的比例條移動。
所述噴嘴可在大致相同的位置上排出若干個墨滴。這些墨滴在一起混合成稱為點的墨系。所說的點被看作是最小的打印單位。這種點的大小取決于排出的油墨量。如果所有的噴嘴都排出黑墨，則黑點會形成在打印紙上。為了獲得彩點，噴墨頭應包含不同種類的噴嘴，從而，各種噴嘴會排出不同的油墨顏色。通過混合不同顏色的墨滴，可以獲得具有一種來自大范圍顏色的專門顏色的點。這種點的顏色取決于各種排出顏色的墨滴的數(shù)量。實際上，可用三種顏色青色、洋紅色、黃色并用黑色獲得足夠大的顏色灰度系數(shù)。所述打印機可包括一個用于黑色打印的噴墨盒和一個用于彩色打印的噴墨盒，其中，這兩種噴墨盒可安裝在同一托架上。打印機還可僅配備一個噴墨盒，它包括黑色排放噴嘴和彩色排放噴嘴，因此，可由同一噴墨盒生產(chǎn)黑色印記和彩色印記。另外，可分別使用排放黑色、青色、洋紅和黃色油墨的四個噴墨盒。在希望使用比其它顏色的油墨更多的由一種或多種顏色構(gòu)成的油墨時，這是有優(yōu)點的。
需要測定由上述噴墨打印機和諸如激光打印機或熱打印機之類其它類種打印機產(chǎn)生的印記的質(zhì)量。可在測試打印過程中并且在記錄預定圖像之前進行這種測定，因此，可用測試印記的測定結(jié)果來校準所述寫裝置。但是，最佳的是，還可在打印特征的過程中進行上述測定，這就能在打印了特征之后立即檢測出偏差，因此，例如，可在出現(xiàn)這種偏差的早期階段停止打印，從而節(jié)約油墨、時間和紙張。
可用光學模塊來實現(xiàn)上述測定，所述光學模塊具有小的尺寸和質(zhì)量從而能固定于噴墨盒的托架，因此，該模塊可與上述托架一起移動。圖2示出了帶有監(jiān)視模塊23的托架19的正視圖。所述托架可設(shè)計成容納一個噴墨盒或者如圖2所示容納兩個噴墨盒21、21’。所述模塊可按能跟蹤噴墨盒的方式設(shè)置，從而，如果在打印過程中托架移至右側(cè)，所述模塊則位于噴墨盒的左側(cè)。如果連續(xù)并在打印之后立即進行監(jiān)視，情況就會是這樣，或者，如果在打印了一條線之后托架移回至左側(cè)，則在下一次移動至右側(cè)時進行監(jiān)視。如果在打印了一條線之后并且在托架向后移至左側(cè)時進行監(jiān)視，則所述模塊設(shè)置在噴墨盒的右側(cè)。與噴墨盒一樣，所述模塊位于打印介質(zhì)或紙張的同高處。因此，該模塊可在打印一條打印線過程中或在打印了這種線之后觀察到打印的特征。
圖3示出了噴墨盒和監(jiān)視的覆蓋區(qū)33即這些部件在打印紙13一部分上的投影以及打印紙上的兩條打印線35和36。打印線是在打印介質(zhì)上由噴墨頭一次從左到右掃描和打印的筆劃。實際上，這種打印線具有例如為12.5mm的最大寬度。所述模塊包括一射線源和一第一聚光器透鏡系統(tǒng)，通過它們可照射打印線的區(qū)域。所述區(qū)域由以下稱為檢測器的射線敏感的檢測系統(tǒng)上的第二成像透鏡系統(tǒng)來成像。用一種顏色照射比打印線寬度小的區(qū)域的并包括單個檢測器部件的監(jiān)視器具有檢測打印區(qū)域灰度和檢測紙張邊緣的能力。通過查看被照射區(qū)域的灰度或密度并通過檢測是否油墨錯過了它應該在的位置，可以確定噴墨盒之一是否不排放油墨。但是，如果射線源發(fā)射的射線具有能由油墨充分吸收的波長，這一點僅僅是可能的。通過確定紙張的邊緣，可以確定供給打印機的紙張是否具有所需的尺寸以及該紙是否以正確的方式經(jīng)過打印機。利用這種相對打印線寬度具有小視域的監(jiān)視器，僅能掃描打印線的一小部分并僅能檢測到較大的偏差。
本發(fā)明提供了一種這樣的監(jiān)視模塊，它具有更大的能力并能進行更精確的測定。這種模塊包括一射線敏感的檢測系統(tǒng)，它由大量的檢測器部件和成像透鏡系統(tǒng)構(gòu)成并能使得被照射的打印介質(zhì)區(qū)域或其一部分按兩種不同的放大率成像到檢測系統(tǒng)上。在第一放大率下，具有約一個點的大小的介質(zhì)區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)上，從而，該點圖像能覆蓋若干單個的檢測部件，因此，可以確定各打印點的質(zhì)量。在第二放大率下，整個照射區(qū)域或其相關(guān)部分成像在檢測系統(tǒng)上，因此，也可以進行灰度測定和打印介質(zhì)邊緣檢測。所述檢測系統(tǒng)可包括例如一線性CCD陣列。
圖4a示出了所述監(jiān)視模塊的第一實施例的剖面。在該圖中，部件41是射線源，它最好是白色源并最好由至少一組能分別發(fā)出紅、蘭、綠光的三個發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成。圖4a僅示出了一組三個LED中的兩個LED41’、41”。所述射線源用于進行監(jiān)視。例如，不同顏色LED的數(shù)量取決于所要檢測的顏色。如果源41發(fā)出的射線具有不太大的立體角，該源就可直接照射打印介質(zhì)13。在使用照射用LED時，它們可配備有能使發(fā)出的射線聚集的透鏡部件。最佳的是，所述監(jiān)視器包括一聚焦透鏡43，它將來自源41的光線會聚于打印介質(zhì)上，因此，僅能照射到介質(zhì)13的具有預定大小的區(qū)域45。聚焦透鏡還能在一定程度上阻止不是來自要加以觀察的打印區(qū)域的射線到達檢測系統(tǒng)49。部件47是一成像透鏡系統(tǒng)，它將被照射的區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)49上。該系統(tǒng)例如是一線性CCD陣列。所述成像透鏡系統(tǒng)例如是一折射透鏡，它具有兩個非球面表面或者一個或兩個非球面表面。透鏡材料可以是玻璃的，但最好是由類似于PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)的透明塑料材料制成的。這種透鏡部件可通過周知的復制技術(shù)低成本地大量生產(chǎn)。所述成像透鏡還可以是菲涅耳透鏡或衍射部件，所述透鏡和部件也可以低成本大量地生產(chǎn)。
為了確保被照射的區(qū)域處在包括成像透鏡47和檢測系統(tǒng)49的檢測通路的視場內(nèi)，來自所說的源的射線不僅應聚焦，而且應彎向左側(cè)。為此，可將一光楔插進從射線源到打印介質(zhì)的照射通路內(nèi)。透鏡43可以是具有兩個球面表面、一個球面和一個非球面表面或者兩個球面表面的折射透鏡。透鏡43還可以是菲涅耳透鏡或衍射部件。在射線源直接照射打印介質(zhì)的實施例中，光楔可插在射線源與打印介質(zhì)之間，以使源射線朝向要加以觀察的打印區(qū)域。
圖5示出了第一透鏡系統(tǒng)43的最佳實施例。該系統(tǒng)由一個具有楔形上側(cè)43a并在其下側(cè)有菲涅耳結(jié)構(gòu)43b的部件構(gòu)成。這種透鏡部件也可由玻璃制成，但最好由PMMA或PC制成。
多部件檢測器和LED最好安裝在一共用的印刷電路板(PCB)51上，所述印刷電路板包括用于向LED供電并使其開關(guān)且用于讀取檢測器部件以及將信息信號傳給打印機中央處理器的電路。在中央處理器中，將來自檢測器的信號與參照信號相比較，并生成用于打印機設(shè)置的控制信號。
具有沿X方向的柱形軸的柱形透鏡設(shè)置在LED或另一種射線源的前部，因此，可照射打印介質(zhì)的細長區(qū)域，從而，所述區(qū)域的縱向方向處于打印線的橫向方向上。按被照射的區(qū)域具有約12.5×0.085mm的尺寸的方式來設(shè)計照明通路，這就意味著被照射的區(qū)域能在約一個點大小的長度上覆蓋打印線的整個寬度。通過用托架19掃描介質(zhì)上的這種被照射的區(qū)域，可以掃描整個的印記并將整個印記連續(xù)地成像到所構(gòu)成的檢測器49上。
在圖4a和4b的實施例中，通過使單個的成像透鏡47定位在兩個軸向不同位置之一上，可在對整個被照射區(qū)域進行成像的模式與僅對具有約一個點的大小的部分進行成像的模式之間作出選擇。所述透鏡被容納在可由周知的啟動器或電機裝置加以移動的支架53內(nèi)。在圖4a所示的模式內(nèi)。透鏡47處于靠近打印介質(zhì)13的第一軸向低位置。在這一個位置處，透鏡47僅觀察約單個點的區(qū)域并將這一區(qū)域按高分辨率成像到所構(gòu)成的檢測器49上。分辨率是透鏡系統(tǒng)在一圖像中作為獨立實體的對象內(nèi)再現(xiàn)點、線等的能力。圖4a的第一模式中的分辨率明顯地大于區(qū)分各個點所需的能力，因此，可在這種模式下確定各個點的大小與形狀。
在圖4b所述的第二模式下，透鏡47處于最遠離打印介質(zhì)第二高位置。在這一個位置處，透鏡觀察約到整個打印線寬度并將整個打印線寬度按較低的分辨率成像到所構(gòu)成的檢測器上，從而不能分辨出各個點。但是，這種模式非常適于測定打印線的密度或灰度以及打印介質(zhì)的左側(cè)和右側(cè)。
為了防止來自射線源的在被照射區(qū)域未被反射的射線到達檢測器，可在模塊內(nèi)設(shè)置一射線罩55，如圖4a、4b所示。
在上述第一模式中，不僅可確定各點的大小和形狀而且可確定該點的顏色。就光點的大小和光點的形狀的確定而言，發(fā)出單色或彩色波段的射線的射線源可以進行確定。但是，為了確定顏色，可以使用這樣的射線源，它能發(fā)出具有能覆蓋打印機顏色青、洋紅、黃和黑的彩色光譜。這種射線例如是由白光源發(fā)出的。所述白光源最好由紅、綠、蘭LED構(gòu)成。這些LED可同時或順序地開啟。
當同時啟動所有的LED時，就用白光照射打印介質(zhì)，能夠同時進行顏色掃描。諸如棱鏡或衍射光柵之類的顏色分離部件設(shè)置在檢測通路內(nèi)，以便將反射自被照射區(qū)域的白光束分成三種不同顏色的子光束。這些子光束具有不同的傳播方向，從而，它們會入射到所構(gòu)成的檢測器49的不同部件上。然后，將各個物方象素成像到三個檢測器部件上。顏色分離部件最好設(shè)置在成像透鏡47與檢測器49之間。三個附加透鏡可設(shè)置在上述檢測器的前部，以便將不同顏色的子光束引導并集中到相關(guān)的檢測器部件上。
這一點在圖6中作了說明，圖6僅示出了檢測通路在成像透鏡47與檢測系統(tǒng)49之間的部分。由成像透鏡47聚焦到檢測系統(tǒng)平面上的白色成像光束61穿過衍射光柵62。所述光柵按不同的衍射角來衍射白色成像光束61的紅、綠和蘭色分量，因此，白色光束61被分成三種不同顏色的子光束63、64和65，這些光束的主要射線會分別入射到不同檢測器部件66、67和68上。子光束63、64和65的其它相應射線也會入射到不同的檢測器部件上。為了提高所述模塊的成像質(zhì)量，可將一附加透鏡設(shè)置在衍射光柵62與檢測系統(tǒng)49之間。
所述模塊的同時進行顏色掃描的實施例能在該模塊對打印線的一次掃描中確定打印線的點的顏色。
同時進行顏色掃描的實施例的另一種替代形式是順序進行顏色掃描的實施例。在后一種實施例中，通過啟動紅、綠、蘭LED用紅、綠、蘭光分別連續(xù)地照射打印介質(zhì)。上述三個LED的照射光束連續(xù)地投射到同一照射區(qū)域。所反射的有不同顏色的光束連續(xù)地投射到同一檢測器部件上，因此，檢測器部件的數(shù)量僅需為同時進行掃描的實施例中的檢測器部件數(shù)量的1/3。為了確定打印線的點的顏色，要掃描打印線三次。通過使用適當?shù)臋z測系統(tǒng)和適當?shù)腖ED，可獲得完全可以接受的總掃描時間。與同時進行顏色掃描的實施例相比，順序進行顏色掃描的實施例具有這樣的優(yōu)點即它具有較為簡單的結(jié)構(gòu)，并且，不必采取措施去阻止不同顏色的光線相混合。
就對小物方象素即具有例如10×10μm大小的點的部分進行成像而言，成像透鏡應具有高分辨率。所述分辨率與透鏡的數(shù)值口徑NA成比例，用于透鏡的焦深與NA2或反比，故有高分辨率的透鏡具有小的焦深。僅在物體保持在成像透鏡的焦深內(nèi)的情況下，可清晰地對物體成像。但是，實際上，如果不采取額外的措施，打印介質(zhì)的在監(jiān)視模塊位置處的高度可相對標稱高度在+0.5mm和-0.5mm之間變化。這一范圍大于成像透鏡的焦深，這意味著所述尺寸的物方象素不再能分解，也就是說，不再能獨立地成像。為了避免這一點，所述模塊最好配備有一自動聚焦系統(tǒng)，以便確保能持續(xù)地保持成像透鏡與打印介質(zhì)之間的最佳距離。
盡管不是必須的，所述自動聚焦系統(tǒng)是本發(fā)明的重要新穎和有發(fā)明的方面，因為，它可以為新問題提供非常吸引人的解決方案。
自動聚焦系統(tǒng)包括一聚焦誤差檢測系統(tǒng)，它用于檢測圖像透鏡47的物方平面與打印介質(zhì)13之間的偏差；以及，校正裝置，它與焦點誤差系統(tǒng)相連，以便將這種誤差消除或減少至可接受的水平。
就圖4a和4b的實施例而言，消除或減少所述偏差的最吸引人的方式是使檢測器49或成像透鏡47軸向位移。透鏡的位移是最佳的，因為，它不與其它部件相連。實現(xiàn)上述位移所需的啟動器可以例如是壓電啟動器或電機。電機是最佳的，因為，電機比壓電啟動器便宜并且能滿足與運動精度和響應時間有關(guān)的要求。電機可以是線性電機或旋轉(zhuǎn)電機。線性電機具有這樣的優(yōu)點即它能驅(qū)動物體高精度高速移動且大加速度地移動并具有高可靠性和長壽命。旋轉(zhuǎn)電機需要一傳動系以便將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換或線性運動。但是，這種電機比線性電機更小型化，并且，由于這種電機是標準產(chǎn)品，故比線性電機便宜。后一方面對打印機和所述模塊作為大量或消費者產(chǎn)品來說是重要的。而且，由于旋轉(zhuǎn)電機就目前的作業(yè)有足夠的效率，故最好使用這種電機。有若干種選擇方式去將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成透鏡的線性運勁。例如，所述電機可配備有輪齒、偏心輪、凸輪或蝸桿齒輪或者使用圓電機輪與要加以位移的物體之間的摩擦力。
就自動聚焦方面而言，圖4a和4b的實施例具有這樣的優(yōu)點即為了校正焦點誤差，僅需移動小的光透鏡部件47，這就能快速響應焦點誤差并連續(xù)正確地設(shè)置所述模塊。而且，可用同一啟動器或電機在第一軸向位置(圖4a)與第二軸向位置(圖4b)之間移動成像透鏡47并校正焦點誤差。
圖8a示出了所述監(jiān)視模塊的第二實施例的第一剖面。該模塊包括同樣的射線源41，最好是三個LED；一相類似的檢測系統(tǒng)47’；以及，用于LED和檢測器的共用PCB51。所述模塊具有將點和一定寬度的打印線同時成像到所構(gòu)成的檢測器的獨立部分上的能力。圖像系統(tǒng)被劃分成兩個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)均分別包括透鏡87和89。這些透鏡具有固定的位置及不同的放大率。透鏡87按圖4a的模式執(zhí)行與透鏡47相類似的功能，即通過光束91將大小約一個點的打印介質(zhì)區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)的左側(cè)部分。透鏡87及其支架88固定在模塊外罩81的側(cè)壁上。也位于固定位置處的透鏡89按圖4b的模式執(zhí)行與透鏡47相類似的功能。該透鏡通過光束92將沿一個方向的尺寸約為打印線寬度、沿另一個方向的尺寸約為一個點的介質(zhì)區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)47’的右側(cè)部分。應該確保光束92而不是光束91在另一位置處入射到檢測系統(tǒng)47’上。為此，透鏡89可具有楔形形狀，因此，該透鏡使光束92偏移光束91。
被照射的區(qū)域45可以與圖4a中的區(qū)域相同，并且，聚光器透鏡43’可與圖4a中的透鏡43有相同的透鏡率和偏差率。如圖8a所示，透鏡43’可具有楔形結(jié)構(gòu)。透鏡43’還可以是通常的球面或非球面透鏡，該透鏡按照射光束90能偏心地穿過該透鏡的方式設(shè)置，因此，所述光束會偏移。這一點還適用于圖4a的實施例中的聚光器透鏡43。最好按成像透鏡89能設(shè)置在與聚光器透鏡43’相同的Z位置上的方式設(shè)置成像透鏡89，因此，這兩個透鏡可合成一個透鏡部件，如圖8a所示。透鏡主體或者獨立的透鏡89和43’可由PMMA或PC制成并且可通過周知的復制技術(shù)低成本地大量生產(chǎn)。這一點還適用于透鏡87，它也由PMMA或PC制成。
在圖8a的實施例中，光罩55’可設(shè)置成能防止來自源41的并且在被照射區(qū)域45未反射的射線達到檢測器49’。由于圖8a的模塊有不同的結(jié)構(gòu)，故所述光罩具有不同于圖4a的模塊中的光罩55的形狀與尺寸。圖8a的模塊最好包括一第二光罩94，它設(shè)置在成像光束91與92的通路之間，以便防止這些光束中的任何光束的射線到達用于其它光束的檢測器部分。
透鏡87僅將約一個點的介質(zhì)區(qū)域按例如10μm的分辨率成像到檢測系統(tǒng)上。10μm的分辨率意味著間隔10μm的物體細節(jié)可以獨立地成像并能被所用的檢測器檢測到。這一尺寸顯著地小于例如約為100μm的平均的點直徑并且還小于例如約為75μm的最小的點直徑。最好是CCD傳感器的檢測系統(tǒng)49’可適用于所需的分辨率以及介質(zhì)與透鏡87之間和該透鏡與檢測器之間的幾何距離。而且，所述模塊應盡可能地小。所說的距離主要取決于透鏡87的放大率M。該放大率是物體象素即圖像部件的尺寸與檢測器部件即檢測器部件的尺寸之間的比率。就一實際的實施例而言，可在放大率M＝1.3且檢測器部件的尺寸為13×13μm時獲得最適當?shù)木嚯x。就測定單點的尺寸和色彩而言，對300×300μm的介質(zhì)區(qū)域成像就足夠了。就10μm的分辨率而言，這種測定需要線性檢測器陣列的30個象素。為了測定整個寬度上的打印線，約80μm的分辨率足夠用了。就12.5mm的打印線寬度而言，所需的檢測器象素的數(shù)量約為150。在可用的線性CCD陣列中，具有256象素的陣列最適用于本發(fā)明的目的。用這些象素中的位于所述陣列中心和右側(cè)的150個象素去測定打印線，用位于左側(cè)的30個象素去測定一個點。位于上述點測定象素的區(qū)域與線測定象素之間的在數(shù)量上為70個的其余象素構(gòu)成了中性即未被讀取的區(qū)域，該區(qū)域能防止測定之間的干擾。
用圖8a的模塊通過使整個模塊從而使透鏡87和89相對安裝在托架上的背板沿軸向或Z方向移動來進行自動聚焦。這種運動的范圍例如相對標稱位置從+0.5mm到-0.5mm?？衫缬镁哂衅妮喕蛲馆?7的旋轉(zhuǎn)DC電機95來實現(xiàn)上述運動。圖8b所示的背板101的凸脊99支承著上述凸輪。圖8b示出了所述模塊在電機位置處且沿與圖8a的剖面的平面相垂直的平面的剖面。為了確保凸輪總與凸脊相接觸，與背板101成整體的彈簧部件103將向下的力施加到電機95上。如果輪97沿一個方向相對其標稱位置旋轉(zhuǎn)，則電機和模塊會向上移動，并且，如果所說的輪沿相反方向旋轉(zhuǎn)，則電機和模塊向下移動。
為了自動適應圖8a的模塊的高度或Z位置或者圖4a的模塊中成像透鏡47的這種位置，應向用于模塊的電機或用于透鏡的電機提供焦點誤差信號?？砂炊喾N方式獲得這種信號，該信號表示成像透鏡的焦點的平面與位于模塊位置處的打印介質(zhì)的平面之間的偏差。
產(chǎn)生焦點誤差信號的第一種方法是三角剖分法。圖9示出了用于執(zhí)行這種方法的基本裝置。這種裝置除圖4a和4b的源41以外還包括射線源110。源110提供焦點檢測光束111，該光束按銳角入射到打印介質(zhì)13上并被打印介質(zhì)反射為光束112。射線敏感的檢測器114設(shè)置在反射光束112的光路內(nèi)，檢測器114包括兩個被條117所分隔開的檢測器部件115和116。焦點檢測裝置按這樣的方式設(shè)計即如果打印介質(zhì)處在焦點上，如實線13所示，那么，反射的聚焦光束112在檢測器114平面形成的光點相對分隔條117是對稱的。如果介質(zhì)相對焦面移動，如虛線13’所示，反射光束112以與其自身相平行的方式移動，如光束122’所示。然后，形成在檢測器平面上的光點在檢測器部件上移動，因此，這些部件之一可接收比其它部件多的射線。通過測定來自檢測器部件的信號差，可以確定焦點誤差的范圍和符號。
產(chǎn)生焦點誤差信號的第二種方法是偏移光束法。圖10示出了用于執(zhí)行這種方法的基本裝置。這種裝置包括射線源120，它提供例如準直的焦點檢測光束121。該光束按銳角入射到打印介質(zhì)13上并被打印介質(zhì)反射為朝向射線敏感的檢測器125的光束122。將光束122聚焦到檢測器的平面上的透鏡122設(shè)置在介質(zhì)13與檢測器125之間。檢測器125包括被條127分隔開的兩個檢測器部件125和125。所述裝置按這樣的方式設(shè)計即如果打印介質(zhì)處在焦點上，如實線13所示，那么，入射到檢測器上的光束122相對分隔條117是對稱的，因此，這兩個檢測器會接收同樣量的射線。如果所述介質(zhì)相對焦面偏移，如虛線13’所示，所反射的光束相對透鏡軸以與其自身和位置相平行的方式移動，其中，所述光束進入透鏡123的主要射線移動。然后，所述主要射線如虛線122’所示那樣被上述透鏡折射并入射到檢測器部件的一個上，因此，這一部件可接收比其它檢測器部件多的射線。通過測定來自檢測器部件的信號差，可以確定焦點誤差的范圍和符號。
另一種焦點誤差檢測方法是散光法。圖11示出了執(zhí)行這種方法的基本裝置。這種裝置包括射線源130，它提供例如準直的焦點檢測光束131。該光束穿過聚焦透鏡132，聚焦透鏡132將光束131轉(zhuǎn)換成聚焦光束133并將光束133聚焦到信息介質(zhì)13上的光點134中。所述介質(zhì)將光束133的一部分反射為反射光束135。設(shè)置在聚焦透鏡134與介質(zhì)13之間的是光束分離器，它例如是半透明的鏡137或光束分離棱鏡并能透過光束133的一部分且將光束135朝檢測器140反射。介質(zhì)上的光點134以光點139的形式重新成像到檢測器140上。散光部件例如是柱形透鏡138設(shè)置在反射光束135的光路內(nèi)。散光部件的效用是介質(zhì)13的一個點不再成像到一個焦點上，而是成像成兩條散光的焦點線，它們沿光束135的軸線彼此移動。在介質(zhì)13沿光束133的軸線方向移動時，所述光束的散光焦點線沿光束135的軸線從而相對檢測器140的平面移動。圖12示出了檢測器140的正視圖，檢測器140上形成有光點。所述檢測器包括四個檢測器部件141、142、143和144并通常稱為象限檢測器。檢測器40設(shè)置在散光焦點線之間。所述裝置按這樣的方式設(shè)計即如果打印介質(zhì)處在透鏡132的焦面上，則檢測器的平面處于散光線之間的中間位置，也就是說，檢測器平面前面的一條散光線之間的距離等于檢測器后面的另一條散光線與檢測器平面之間的距離。在這種情況下，形成在檢測器上的光點是一圓光點，并且，所述四個檢測器部件接收同樣量的射線。如果打印介質(zhì)13相對上述標稱位置移動，則檢測器上的光點會變形成橢圓形光點即縱向為+45°的光點147或縱向為-45°的光點148。如果形成了光點147，則檢測器部件142和144接收比檢測器部件141和143更多的信息。如果形成了光點148，則檢測器部件142和144接收比檢測器部件141和143更少的信息。通過增加來自檢測器部件141和143的信號以及來自檢測器部件142和144的信號并減去所獲得的總和信號，可以獲得打印介質(zhì)13相對透鏡132的焦面的移動的范圍和符號。
上述焦點誤差檢測方法需要在所述模塊內(nèi)設(shè)置附加部件。僅有焦點檢測器部件連同所述檢測系統(tǒng)合并在一個構(gòu)成的檢測系統(tǒng)內(nèi)，以便確定打印質(zhì)量。如果使用了查找一個點的圖像的最小尺寸和最高對比度的焦點誤差檢測方法，則不需要所述附加部件。就其中最大點尺寸小于0.3mm且透鏡具有例如3mm的直徑的類似本發(fā)明的光學系統(tǒng)而言，在物體小于上述透鏡直徑的系統(tǒng)中，清晰狀態(tài)下圖像的尺寸為最小且對比度為最大。如果系統(tǒng)散焦，則圖像會變大，但其對比度會較低。圖13a說明了這一點，圖13a示出了檢測器部件上的一個點的圖像。該圖的右側(cè)示出了打印介質(zhì)在焦點上的情況。點圖像150的尺寸是最小的，因此，可覆蓋最少量的檢測器部件155。圖9a的左側(cè)表示打印介質(zhì)不在焦點上的情況。點圖像的尺寸有所增加，但對比度下降，聚焦圖像150周圍的較輕的環(huán)151說明了這一點。在散焦情況下，可覆蓋較多數(shù)量的檢測器部件155。通過比較來自檢測器部件155的信號，可以確定點圖像的尺寸和對比度。這種測定的信息可用于控制焦點校正電機，因此，所說的尺寸是最大的且對比度是最小的。
假定圖像相對檢測器是靜態(tài)的，可對小部分圖像測定點圖像尺寸和對比度，如圖13a所示。當點圖像具有不規(guī)則的形狀時，這種狀態(tài)是必需的。所以，最好測定整個圖像，這一點可通過使圖像和檢測器如圖13b中箭頭所示那樣彼此相對移動而實現(xiàn)。在圖13a和13b中，相同的標號表示相同的部件。
圖13a或13b的焦點誤差檢測系統(tǒng)具有這樣的優(yōu)點即可在不對所述模塊增加任何附加部件的情況下在監(jiān)視模塊中實現(xiàn)上述系統(tǒng)。帶有這種焦點誤差檢測系統(tǒng)的模塊的尺寸僅取決于光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該光學系統(tǒng)用于確定點的尺寸和顏色、打印線的灰度以及打印介質(zhì)的邊緣。所述模塊的實際實施例高為25mm、寬為15mm、深為10mm。這種模塊非常適于安裝在用于打印裝置的托架上。
由于能測定本發(fā)明模塊的能力，故包括這種模塊的打印機具有能就所使用的打印介質(zhì)的特征自動調(diào)整打印機設(shè)置的獨特特點。通過這種打印機可以獲得新穎、經(jīng)過改進的打印質(zhì)量。
由于不能同時執(zhí)行所說的測量，故應順序地進行這些測量?？赡艿臏y量順序如下。在打印機接收到了打印指令之后，就將紙張?zhí)罴又链蛴⊙b置的下方。監(jiān)視模塊定位成能在紙經(jīng)過打印裝置時檢測紙的頂部。進一步傳送紙，直至紙到達用于第一打印線的位置。所述模塊檢查紙的右側(cè)是否相對打印機正確地對齊。然后，打印機打印若干獨立的測試點，這些點是要加以打印的圖像的一部分。所述托架移動，直至所述模塊測試到紙的左側(cè)。然后，打印機會知道該紙的寬度。此后，托架移回。在這種運動過程中，所述監(jiān)視器測定測試點的位置、尺寸和顏色。就各個點的測定而言，打印機將所述模塊定位至點的上方并聚焦于該點，因此，可獲得點的清晰圖像。在測定了測試點之后，將它們的平均尺寸、顏色和位置與所存儲的參照值相比較。如果出現(xiàn)了偏差，則設(shè)置打印機并且將設(shè)置存儲在打印機的存儲器內(nèi)。通過這種方式，打印機自動地對齊其噴墨盒并對各種介質(zhì)類型、介質(zhì)顏色和環(huán)境狀態(tài)獲得最大打印質(zhì)量。然后，打印機準備如打印所需的信息。托架移回至其垂直的起始位置，并且，托架移至左側(cè)，從而，托架會掃描要進行打印的空白紙并檢查是否還未打印所說的打印線。如果檢測到油墨，則意味著紙張滑動或就雙面打即而言填加了錯誤的紙張。在托架向回掃描過程中，所述模塊控制剛剛打印的線并檢測所說的點是否位于右側(cè)位置且同時顯示正確的灰度。這就能將托架的狀態(tài)通知給打印機。當所述模塊在打印作業(yè)過程中經(jīng)過紙張邊緣時，對紙張的位置和方位進行控制。所述模塊可以檢測在打印裝置下方經(jīng)過的紙張的下側(cè)。將所述模塊測出的紙張長度存儲在打印機的存儲器內(nèi)。如果后續(xù)紙張看起來太長，則打印機會檢查是不是因為填進了一張以上的紙。
業(yè)已參照噴墨打印機說明了本發(fā)明，但是，這并不意味著本發(fā)明僅可以與這種打印機結(jié)合使用。本發(fā)明可一般地用在任何類型的具有可控打印機設(shè)置并可打印能以光學方式檢測到的點和打印線的點陣打印機上。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)視點陣打印機的打印質(zhì)量的模塊，所述監(jiān)視器被固定于用于使打印機的打印裝置移動的托架，所述模塊包括照射系統(tǒng)，它用于提供監(jiān)視射線束，以便照射打印介質(zhì)的區(qū)域；成像系統(tǒng)，它用于收集上述被照射的區(qū)域所反射的監(jiān)視射線并在圖像平面上形成圖像；以及射線敏感的檢測系統(tǒng)，它用于將所述圖像轉(zhuǎn)換成表示打印機質(zhì)量參數(shù)的電信號，所述模塊的特征在于，前述檢測系統(tǒng)包括至少一個由離散檢測器部件構(gòu)成的線性陣列，并且，設(shè)置有用于將包括多個打印點的第一種介質(zhì)區(qū)域和包括一個打印點的第二種介質(zhì)區(qū)域成像到檢測器部件的平面內(nèi)的裝置。
2.如權(quán)利要求1的模塊，其特征在于，所述用于成像的裝置包括一啟動器，它用于使成像系統(tǒng)沿該成像系統(tǒng)的軸線定位在兩個固定位置中的一個上。
3.如權(quán)利要求1的模塊，其特征在于，所述用于成像的裝置包括成像系統(tǒng)的第一和第二子透鏡系統(tǒng)，第一子透鏡系統(tǒng)具有能將第一種介質(zhì)區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)的第一區(qū)域上的放大率和位置，第二子透鏡系統(tǒng)具有能將第二種介質(zhì)區(qū)域成像到檢測系統(tǒng)的第二區(qū)域上的放大率和位置。
4.如權(quán)利要求1、2或3的模塊，其特征在于，該模塊配備有自動聚焦系統(tǒng)，它包括與焦點校正啟動器相連的焦點誤差檢測系統(tǒng)。
5.如從屬于權(quán)利要求2的權(quán)利要求4的模塊，其特征在于，所述焦點校正啟動器是用于使成像系統(tǒng)沿其軸線精確定位的啟動器。
6.如權(quán)利要求4的模塊，其特征在于，所述焦點校正啟動器是這樣的啟動器，它用于相對介質(zhì)沿與該介質(zhì)相垂直的方向使支架定位、容納前述模塊的所有光學部件。
7.如權(quán)利要求6的模塊，其特征在于，所述啟動器由電機構(gòu)成，所述電機構(gòu)成了上述模塊的一部分并具有一凸輪，該凸輪由一背板上的凸脊所支撐，所述背板則安裝在托架上。
8.如權(quán)利要求4、5、6或7的模塊，其特征在于，所述焦點誤差檢測系統(tǒng)包括射線源，它用于提供焦點檢測光束，該光束的主要射線相對打印介質(zhì)的平面的垂直線處于銳角；以及，射線敏感的檢測器，它包括兩個被條所分隔開的檢測器部件并設(shè)置在反射自打印介質(zhì)的焦點檢測光束的光路內(nèi)，因此，如果打印介質(zhì)在成像系統(tǒng)中處于焦點處，則所述光束在檢測器平面的剖面相對上述分隔條是對稱的。
9.如權(quán)利要求4、5、6或7的模塊，其特征在于，所述焦點誤差檢測系統(tǒng)包括射線源，它用于提供焦點檢測光束，該光束的主要射線相對打印介質(zhì)的平面的垂直線處于銳角并且，所述射線源順序地設(shè)置在反射自打印介質(zhì)的焦點檢測光束的光路內(nèi)；透鏡系統(tǒng)和射線敏感的焦點檢測器，所述檢測器包括兩個被條所分隔開的檢測器部件，所述透鏡系統(tǒng)具有一光孔，它大于所反射的焦點檢測光束的截面并設(shè)置成在打印介質(zhì)相對成像系統(tǒng)的焦面移動的情況下使光束在焦點檢測器上偏移。
10.如權(quán)利要求4、5、6或7的模塊，其特征在于，所述焦點誤差檢測系統(tǒng)包括射線源，它用于提供焦點檢測光束；聚焦透鏡系統(tǒng)和光束分解器，它們連續(xù)地設(shè)置在射線源與打印介質(zhì)的平面之間的光束光路內(nèi)；以及，散光部件和射線敏感的焦點檢測器，它們連續(xù)地設(shè)置在反射自打印介質(zhì)的焦點檢測光束的光路內(nèi)，所述焦點檢測器包括四個檢測器部件，它們設(shè)置在所述檢測器的平面內(nèi)的x-y坐標系統(tǒng)的四個不同象限內(nèi)。
11.如權(quán)利要求4、5、6或7的模塊，其特征在于，所述焦點誤差檢測系統(tǒng)包括射線敏感的系統(tǒng)的一部分以及一電子處理電路，該電路與上述部分相連，以便處理和分析來自上述部分的檢測器部件的信號，從而確定對可軸向移動部件的哪個位置來說介質(zhì)特征的圖像具有最大的對比度和/或最小尺寸。
12.如權(quán)利要求1-11的模塊，其特征在于，所述射線敏感的檢測系統(tǒng)包括彩色光束分解器，它用于將入射到其上的射線分解成有不同顏色的射線，并且，所述射線敏感的檢測系統(tǒng)還包括相應數(shù)量的不同種類檢測器部件，每種部件都是對有上述顏色中不同的一種顏色的射線敏感的。
13.如權(quán)利要求1-11的模塊，其特征在于，在射線敏感的檢測系統(tǒng)的各檢測器部件的前面設(shè)置有一獨立的彩色過濾器，該彩色過濾器用于鄰近傳送不同顏色射線的檢測器部件。
14.如權(quán)利要求1-13的模塊，其特征在于，所述照射系統(tǒng)包括至少一組不同的發(fā)光二極管，每個二極管均發(fā)射出有一種不同顏色的射線。
15.如權(quán)利要求1-14的模塊，其特征在于，所述照射系統(tǒng)包括聚焦透鏡系統(tǒng)。
16.如權(quán)利要求1-15的模塊，其特征在于，所述照射系統(tǒng)包括一柱形透鏡，以便在介質(zhì)上形成細長的照射光點，該照射光點的縱向方向垂直于打印線的方向。
17.一種用于通過逐點曝露介質(zhì)而將圖像寫到記錄介質(zhì)上的點陣打印機，該打印機包括一通訊信道，它用于傳送表示要加以打印的圖像的信息信號；至少一個寫裝置，它與上述信道相連并受上述信息信號的調(diào)制，以便在記錄介質(zhì)上形成點，這些點一起構(gòu)成了打印圖像；一托架，它用于承載上述寫裝置，以便形成記錄介質(zhì)與寫裝置之間的相對移動；以及一固定于上述托架的校準儀，它讀取上述打印點并調(diào)整打印機的設(shè)置。這種點陣打印機的特征在于，所述校準儀包括如權(quán)利要求1-16中任何一個的模塊。
18.一種以點的形式將信息打印到打印介質(zhì)上的方法，該方法包括下列步驟將要打印的信息提供給點陣打印機；將測試圖案打印到介質(zhì)上；以光學的方式檢測測試圖案；比較測試圖案與參照物；如果檢測到參照物與測試圖案之間有偏差，則采用打印機的設(shè)置；以及打印提供給打印機的信息；所述方法的特征在于，所述檢測測試圖案的步驟包括檢測打印線的灰度并檢測至少一個獨立測試點的尺寸。
19.如權(quán)利要求18的方法，其特征在于，所述檢測測試圖案的步驟還包括檢測測試點的顏色。
20.如權(quán)利要求18或19的方法，其特征在于，所述打印測試圖案的步驟包括打印要加以打印的信息的第一部分。
21.如權(quán)利要求18、19或20的方法，其特征在于，同時檢測測試點和測試打印線的一部分。
22.如權(quán)利要求18、19或20的方法，其特征在于，順序地檢測測試點和測試打印線的一部分。
全文摘要
用于監(jiān)視點陣打印機(10)的打印質(zhì)量的模塊包括:射線源(41);聚光器透鏡系統(tǒng)(43’),它用于在打印介質(zhì)(13)上形成被照射的區(qū)域(45);以及,成像透鏡系統(tǒng)(87、89),它用于將被照射的區(qū)域成像到檢測器(49’)上,在所說的模塊中,上述檢測器包括至少一個由檢測器部件構(gòu)成的線性陣列,并且,所述成像系統(tǒng)按下述方式配置即:可對被照射區(qū)域和該區(qū)域的一小部分成像。這就能檢測打印線(35)的灰度以及各個點的尺寸和顏色。配備有這種模塊的點陣打印機能給出改進后的打印質(zhì)量。
文檔編號H04N1/00GK1344461SQ00805279
公開日2002年4月10日 申請日期2000年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月19日
發(fā)明者T·K·A·M·布倫斯維克, K·H·林登霍維烏斯, W·A·G·蒂默斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司