CN1959550A - 生成稳定的水平同步信号的成像装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于生成稳定水平同步信号的成像装置和水平同步信号生成方法。成像装置包括：开关单元，用于根据视频信号接通电流；光输出单元，用于输出与由开关单元接通的电流对应的光功率；光功率控制器，用于控制由开关单元接通的电流的强度；和打印机引擎单元，用于在包括在视频信号中的水平同步信号生成周期期间输出光功率控制电压以放大被接通电流的强度。因此，生成稳定的水平同步信号并避免打印作业质量的下降。

Description

生成稳定的水平同步信号的成像装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于生成稳定的水平同步(下称“同步”)信号的成像装置及其方法。特别是，本发明涉及一种用于使在检测水平同步信号期间发生的时间变化最小并生成稳定的水平同步信号以改善打印作业质量的成像装置和方法。
背景技术
诸如激光打印机的成像装置将从激光二极管输出的激光束聚焦到光敏鼓上，以形成静电潜像。所述成像装置通过将调色剂施加到所述静电潜像上并将调色剂图像传输给打印纸完成打印操作。
图1示出了在传统成像装置中使用的激光扫描单元的结构。
参看图1，该传统的成像装置包括激光二极管10、校准透镜11、圆柱透镜12、多边形镜13、马达14、ftheta(fθ)透镜15、反射镜16、光敏鼓17、水平同步镜18和光传感器19。
激光二极管10被用做光源并输出激光。校准透镜11将从激光二极管10输出的激光来转换成平行光束。圆柱透镜12将从校准透镜11输出的平行激光束聚焦到多边形镜13上。马达14驱动多边形镜13以预定的角度反射经过圆柱透镜12透射的激光束。
ftheta(fθ)透镜15可以具有与光轴相一致的恒定反射比。ftheta(fθ)透镜15校正由多边形镜13反射的激光束的偏差并将所述激光束聚焦到扫描表面的精确点上。反射镜16以预定方向反射经过ftheta(fθ)透镜15的激光束并使其入射到其上形成图像的光敏鼓的表面上。
水平同步镜17在水平方向上反射经过ftheta(fθ)透镜15的激光束并使其入射到光传感器19上。光传感器19接收从水平同步镜18反射的激光束并输出电水平同步信号。打印机引擎(未示出)接收电水平同步信号并使用该信号校正在扫描线之间的误差。
图2A到2C用于解释在由传统成像装置生成的水平同步信号中发生的抖动。
例如，图2A示出了在所述打印纸上形成一行图像的视频信号。在水平同步信号生成周期期间从激光二极管10输出的激光束被水平同步镜18反射并由光传感器19所接收。在图像生成周期期间从激光二极管10输出的激光束被反射镜16反射并入射到光敏鼓17的表面上，由此，形成静电潜像。
图2B的曲线示出了根据光传感器19处所接收到的激光束的强度的水平同步信号的变化。图2C的曲线示出了根据所述激光束的强度在所述水平同步信号中发生的抖动程度。
当在水平同步信号生成周期期间从激光二极管10输出的激光束的强度达到某一阈值时，光传感器19输出所述水平同步信号。所述阈值除了具有固定值以外还可以具有可变的值(范围C)。所以，在输出所述水平同步信号时发生变化。
例如，如果激光束的强度为高(A)，那么，在水平同步信号输出之间存在时间变化。另外，如果所述激光束的强度为低(B)，那么，在水平同步信号输出之间存在时间变化。当激光束的强度为低时，所述时间变化被加宽并在从光传感器19输出的水平同步信号中发生抖动程度增加。
当水平同步信号输出之间的时间变化变宽时，在扫描线之间发生的误差不能被精确地校正并且不能输出均衡的图像信号。这使得打印作业的质量受到损害。
随着光源种类的核实和光敏鼓17的光接收效率的增加，更加频繁地使用具有低强度光的光源。因此，水平同步信号输出之间的时间变化被加宽。这使得打印作业的质量下降。
因此，需要一种经过改善的系统和方法，以便使在检测水平同步信号期间所发生的时间变化最小并生成稳定的水平同步信号，以改善打印作业的质量。
发明内容
本发明范例性实施例的一个方面就针对上述的至少一个问题和/或缺陷并提供至少一个下述的优点。因此，本发明范例性实施例的一个方面就是要提供一种能够生成稳定的水平扫描信号的成像装置。当在水平同步信号生成周期期间生成的激光束的强度增加和当水平同步信号输出之间的时间变化被最小化时，生成稳定的水平同步信号。
提供下述成像装置可以实现上述方面。该成像装置包括：开关单元，用于根据视频信号接通电流；光输出单元，用于输出与由所述开关单元接通的电流相对应的光功率；光功率控制器，用于控制由所述开关单元接通的电流的强度；和打印机引擎单元，用于在包括在所述视频信号中的水平同步信号生成周期期间输出光功率控制电压，以便放大被接通电流的强度。
在一范例性实施例中，打印机引擎单元输出光功率控制电压。该光功率控制电压大于平均电压并在水平同步信号生成周期期间被输出。
在另一范例性实施例中，所述光输出单元在所述水平同步信号生成周期期间输出基于所述光功率控制电压而被放大的光功率。
在再一个范例性实施例中，所述光输出单元包括激光二极管和垂直腔面发射激光器(VCSEL)中的至少一个。
本发明的上述方面可以通过提供用于生成水平同步信号的方法来实现。根据视频信号接通电流；在包括在所述视频信号中的水平同步信号生成周期期间输出光功率控制电压，以放大被接通电流的强度；基于所述光功率控制电压来控制被接通电流的强度并输出与被接通电流对应的光功率。
当输出与被接通电流对应的光功率时，输出在所述水平同步信号生成部分周期(section period)期间基于所述光功率控制电压而放大的光功率。
还提供了一种成像装置来实现上述方面。该成像装置包括多个光输出单元、光传感器、多个开关单元和打印机引擎单元。多个光输出单元彼此以不同物理位置安装；光传感器检测从所述多个光输出单元输出的光；多个开关单元顺序接通所述多个光输出单元；和打印机引擎单元控制所述光开关单元，以便所述光传感器同时检测从所述多个光输出单元输出的光。
在另一个范例性实施例中，所述打印机引擎控制所个开关单元以满足下述等式：
扫描线速度×ΔtD≤D
其中，ΔtD表示被激活两束光之间的时间差，D表示两束光之间的间隔。
在另一个范例性实施例中，所述打印机引擎单元控制多个开关单元满足下述等式：
扫描线速度×ΔtOVERLAP≥W
其中，ΔtOVERLAP表示在光传感器处共同接收4束光的时间，而W表示所述光传感器的光接收宽度。
通过下面结合附图对本发明范例性实施例的详细说明，对于本领域普通技术人员来讲，本发明的其它方面、优点和特性将变得更加明显。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它方面、体现和优点将变得更加明显，其中：
图1示出了在传统成像装置中使用的激光扫描单元；
图2A导2C用于解释在传统成像装置中生成的水平同步信号中发生的抖动；
图3的框图示出了根据本发明范例性实施例的成像装置；
图4用以解释使由根据本发明范例性实施例的成像装置生成的水平同步信号稳定的方法；
图5的流程示出了根据本发明一范例性实施例的成像装置的操作；
图6的框图示简要出了根据本发明另一范例性实施例的成像装置；和
图7用于解释根据本发明另一范例性实施例用于稳定由所述成像装置生成的水平同步信号的方法。
在整个附图中，相同的附图标记应当被理解为指相同的元件、特性和结构。
具体实施方式
提供了在诸如详细结构和元件的描述中定义的内容以增强对本发明实施例的理解。因此，本领域的普通技术人员可以识别出在不脱离本发明的范围和精神的前提下对这里所述实施例的各种变化和修改。另外，为清楚和简便起见，公知功能和结构的描述将被省略。
图3的框图示出了根据本发明一实施例的成像装置。
参看图3，所述成像装置包括打印机引擎单元100、开关单元110、光功率控制器120、光输出单元140、光传感器160和电压检测器180。
打印机引擎单元100包括视频控制器(未示出)，用于输出视频信号和光功率控制电压。所述视频信号对应于将被打印在打印纸上的图像，以及所述光功率控制电压调节从光输出单元140输出的光的强度，并可以具有相关技术中的1.5V的恒定平均电压，该光功率控制电压的范围通常在0.6V到2.0V之内。根据本发明一范例性实施例，在水平同步信号生成周期期间，打印机引擎单元100输出大于所述平均电压的电压。
开关单元110根据从打印机引擎单元100输出的视频信号接通或关断电流。例如，开关单元110在所述水平同步信号生成周期期间被接通以及将预定电平的电流施加到光功率输出单元140。另外，在成像周期期间，开关单元110根据所述视频信号被接通或关断，以及将所述电流施加到光输出单元140或者停止所述电流的提供。
光功率控制器120根据从打印机引擎单元100输出的光功率控制电压控制被开关单元110接通的电流的电平。即，光功率控制器120在所述水平同步信号生成周期期间根据从打印机引擎单元100输出的电压放大由开关单元110接通的电流的电平并可以具有大于所述平均电压的值。
光输出单元140根据由开关单元110接通的电流生成光并输出光。光输出单元140使用激光二极管或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
光传感器160接收从光输出单元140输出的光，并输出电信号。即，光传感器160在所述水平同步信号生成周期期间接收从光输出单元140输出的光，并在所接收光的强度达到某个阈值之前和减少到该阈值以下时输出电信号。该电信号被称之为水平同步信号。
电压检测器180检测从光传感器160输出的水平同步信号并将该水平同步信号发送给打印机引擎单元100。打印机引擎单元100在所述成像周期期间基于所检测到的水平同步信号开始输出视频信号以便形成图像。
图4用于解释稳定根据本发明一实施例的成像装置所生成的水平同步信号的方法。
视频信号从包括在打印机引擎100中的视频控制器(未示出)输出并包括水平同步信号生成周期和成像生成周期。
所述光功率控制电压也是从打印机引擎单元100输出，并且在所述水平同步信号生成周期期间以①的电平输出，而在其余的周期期间以②的电平输出。
在所述水平同步信号生成周期期间，开关单元110以①’的电平输出光功率，而在成像周期期间，则以②’的电平输出光功率。
图5的流程示出了根据本发明范例性实施例的成像装置的操作。
参看图5，打印机引擎单元100在步骤S200输出对应于打印数据的视频信号。所输出的视频信号包括水平同步信号生成周期和成像周期。
当在步骤S220将所述水平同步信号周期输入给开关单元110时，光功率控制器120控制开关单元110以根据所述光功率控制电压放大电流的强度。即，在步骤S240，光功率控制器120在所述水平同步信号生成周期期间根据从打印机引擎单元100输出的光功率控制电压放大由开关单元110所接通的电流的强度。
光输出单元140在步骤S240输出被从开关单元110输出的电流所放大的光功率。经过上述处理，生成稳定的水平同步信号。
图6的框图示出了根据本发明另一实施例的成像装置。
图6所示的成像装置包括多个第一到第N光输出单元340-1、340-2、…、340-n和多个第一到第N开关单元310-1、310-2、…、310-n。第一到第n开关单元310-1、310-2、…、310-n接通或关断将被施加到第一到第n光输出单元340-1、340-2、…、340-n的电流。
与图3所示的实施例不同，打印机引擎单元300输出光功率控制电压的恒定电平。如图4所示，打印机引擎单元300在水平同步信号生成周期和其余的周期期间都以②的电平输出光功率控制电压。打印机引擎单元300输出视频信号，从而在水平同步信号生成周期期间使经过第一光输出单元340-1输出的第一视频信号和经过第N光输出单元340-n输出的第N视频信号相互重叠。
第一到第N开关单元310-1、310-2、…、310-n根据输出的视频信号接通电流并将这些电流提供给第一到第N光输出单元340-1、340-2、…、340-n。光功率控制器320控制第一到第N开关单元310-1、310-2、…、310-n以使得被接通的电流相等。
第一到第N光输出单元340-1、340-2、…、340-n根据由第一到第N开关单元310-1、310-2、…、310-n所接通的电流输出相同电平的光功率。光传感器360接收输出的光。光传感器360接收从第一到第N光输出单元340-1、340-2、…、340-n输出的所有的光，因此，在光传感器360处所接收的光功率的强度与所接收的光量成正比增加。
图7的视图解释用于稳定根据本发明另一实施例的成像装置所生成的水平同步信号的方法。
图7示出了4个光输出单元，其中，在光传感器360处所接收的第一到第四光L1、L2、L3和L4具有相同电平的光功率。打印机引擎单元300输出第一到第四视频信号以满足下述等式1或2，从而使第一到第四光L1、L2、L3和L4经过光传感器360时被激活：
[等式1]
扫描线速度×ΔtD≤D
其中，扫描线速度是多边形镜(未示出)的旋转速度，ΔtD表示激活的两束光之间的时间差，而D表示两束光之间的间隔。
[等式2]
扫描线速度×ΔtOVERLAP≥W
其中，ΔtOVEROLAP表示4束光被共同激活并被传感器360接收的时间，而W表示光传感器360的光接收宽度。
根据上述条件，在光传感器360处所接收的光功率的强度被放大，从而输出稳定的水平同步信号。
根据上述本发明的一范例性实施例，通过增加在水平同步信号生成周期期间生成的光功率的强度可以使水平同步信号输出之间的时间变化最小，因此，可以生成稳定的水平同步信号，并避免了打印作业质量下降。
尽管已经参照本发明的某些范例性实施例示出和描述了本发明，但是，本领域内的普通技术人员应当了解，在不脱离由所附权利要求及其等效物所定义的本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和细节方面做出各种改变。

Claims (14)

1.一种成像装置，包括：
开关单元，用于根据视频信号接通电流；
光输出单元，用于输出与由所述开关单元接通的电流相对应的光功率；
光功率控制器，用于控制由所述开关单元接通的电流的强度；和
打印机引擎单元，用于在包括在所述视频信号中的水平同步信号生成周期期间输出光功率控制电压，以便放大所接通电流的强度。
2.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述打印机引擎单元在所述水平同步信号生成周期期间输出大于平均电压的光功率控制电压。
3.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述光输出单元在所述水平同步信号生成周期期间输出基于所述光功率控制电压而被放大的光功率。
4.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述光输出单元包括激光二极管和垂直腔面发射激光器中的至少一个。
5.一种用于生成成像装置的水平同步信号的方法，包括：
根据视频信号接通电流；
在包括在所述视频信号中的水平同步信号生成周期期间输出光功率控制电压，以放大所接通电流的强度；
基于所述光功率控制电压来控制被接通电流的强度；和
输出与所接通电流对应的光功率。
6.如权利要求5所述的方法，其中，输出与所接通电流对应的光功率输出在所述水平同步信号生成周期期间基于所述光功率控制电压而放大的光功率。
7.一种成像装置，包括：
彼此以不同物理位置安装的多个光输出单元；
光传感器，用于检测从所述多个光输出单元输出的光；
多个开关单元，用于顺序接通所述多个光输出单元；和
打印机引擎单元，用于控制所述光开关单元，以便所述光传感器同时检测从所述多个光输出单元输出的光。
8.如权利要求7所述的成像装置，其中，所述打印机引擎控制所述多个开关单元以满足下述等式：
扫描线速度×ΔtD≤D
其中，ΔtD表示被激活两束光之间的时间差，D表示两束光之间的间隔。
9.如权利要求7所述的成像装置，其中，所述打印机引擎控制所述多个开关单元以满足下述等式：
扫描线速度×ΔtOVERLAP≥W
其中，ΔtOVERLAP表示在光传感器处共同接收4束光的时间，而W表示所述光传感器的光接收宽度。
10.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述光功率控制器根据从所述打印机引擎输出的电压放大由所述开关单元接通的电流的电平。
11.如权利要求1所述的成像装置，还包括光传感器，用于接收从所述光输出单元输出的光并输出电信号。
12.如权利要求11所述的成像装置，其中，所述光传感器接收在所述水平同步信号生成周期期间从所述光输出单元输出的光，并在所接收光的强度达到一定阈值之前和下降到该阈值以下时输出所述电信号。
13.如权利要求11所述的成像装置，还包括视频检测器，用于检测从所述光传感器输出的水平同步信号并将该水平同步信号发送给所述打印机引擎单元。
14.如权利要求5所述的方法，其中，使由所述成像装置生成的水平同步信号稳定。
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