补偿输出变化的激光二极管图象成象的方法和设备技术

本发明专利技术涉及补偿输出变化的激光二极管图象成象的方法和设备。该设备包括辐射源，具有随输入功率电平，以及随占空比变化的输出电平。该设备还包括用于把辐射聚焦到记录表面的装置，以及用于驱动辐射源的电源。在二极管激光器的情况下，电源传送可变的电流，其幅度决定激光器的功率输出。辐射源用来在记录面上产生光点的图象样的图案，调整设施改变电源输出，来补偿由于占空比造成的输出电平变化。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字印刷设备和方法，更具体地，涉及到通过使用数字控制激光输出来使图象成象排版打印单元正在印刷或停止印刷的系统。在胶版印刷术中，可印刷的图象是以可接受油墨的(亲油的)和排斥油墨的(疏油的)表面区域的图案出现在打印单元上。油墨一旦加到这些区域，它可有效地以几乎真实的图象图案被传送到记录媒体上。干式印刷系统利用这样的打印单元，其排斥油墨的部分对油墨足够地憎恶以使得允许它直接应用。均匀地加到打印单元上的油墨以图象式图案被转移到记录媒体。典型地，打印单元首先接触被称为空白圆柱体的依从的中间表面，它又把图象加到纸上或其它记录媒体。在典型的纸印刷系统中，记录媒体被压到印模圆柱上，它把记录媒体与空白圆柱体接触。在湿版印刷系统中，非图象区域是亲水性的，必要的排斥油墨性通过在把板接触油墨以前浸润(或“墨水”(“fountain”))溶液的初始应用而被提供。油墨-粘结墨水溶液阻止油墨粘接到非图象区域，但并不影响图象区域的亲油特性。如果印刷是不止一种颜色的打印，则需要相应于每个颜色的分开地打印单元。原先的图象被分解成一系列图象式的图案，或“分离”，每个反映相应的可打印的颜色的贡献。打印单元的位置被协调成使得由不同单元打印的彩色成分将是在打印的拷贝上套准的。每个打印单元通常被安装在(或集成)“薄壁”圆筒上，与印刷时特定颜色有关的圆筒组通常被称为打印站。为了回避代表传统的印刷技术的麻烦的照片冲洗、版安装、和版套准操作，经验丰富的开业者开发了电子替换物，它以数字形式存储图象式图案，并直接把图案压印到版上。能改为计算机控制的印刷版-图象器件包括各种形式的激光器。例如，美国专利No.5,351,617和5,385,092揭示了烧蚀记录系统，它使用低功率激光器放电以图象式图案去除平版印刷打印空白板(b1ank)的一层或多层，由此产生备有油墨的打印单元，而不需要照片冲洗。按照那些系统，激光器输出从二极管导向打印表面，并聚焦到该表面上(或，希望地，聚焦到对激光烧蚀最敏感的那层上，它通常将位于表面层底下)。其它系统使用激光器能量，使得材料从供体转移到接受的纸片，以便非烧蚀地记录，或者作为对通过光掩膜或负片的总的爆光的点状替换物。如在’617和’092专利中所讨论的，激光器输出可以在远端产生，并借助于光纤和聚焦透镜组件发送到记录空白板。当把辐射聚焦到记录空白板以保持满意的聚焦深度，也就是在记录表面上完美的焦点的能容忍的公差时，它是重要的。适当的聚焦深度对于成象装置的构建和使用是重要的；工作的聚焦深度越小，则由于在正常使用可能出现的对准的偏移而对于精细的机械调整的需要和造成性能恶化的脆弱性越大。聚焦深度可通过保持输出波束扩散为最小值而达到最大化。不幸地，减小波束扩散的光学努力也减小了功率密度，因为透镜不能改变它所校正的辐射的亮度；透镜只能改变光路径。因而，光校正给出了在聚焦深度与功率损耗之间的本质上的折衷。1996年7月8日提交的题为“Diode-Pumped Laser System and Method(二极管泵浦激光器系统和方法)”的美国专利No.08/676,470揭示了利用半导体或二极管激光器的散射输出光学地泵激激光器晶体，它本身以几乎很弱的波束扩散但可比较的功率密度发射激光辐射；激光器晶体把散射的进入的辐射变换成具有更高亮度的单模输出。激光器晶体的输出被聚焦到记录媒体表面上，以完成图象功能。在烧蚀型(ablation-type)系统中，波束被聚焦到记录媒体的“烧蚀层”，它被设计成响应于激光辐射而易挥发的；另外，激光波束的聚焦深度提供了可容忍的偏离度。在转移型(transfer-type)系统中，波束被聚焦在转移层。如这里所使用的，术语“板”或“单元”是指任何类型的打印单元或能记录由对于油墨和/或墨水溶液呈现不同的亲和力的区域规定的图象的表面；适当的配置包括安装在印刷的薄壁圆筒上的传统的平面的或曲面的印刷版，但也可包括无接缝圆筒(例如薄壁圆筒的滚动面)，无限长带，或其它装置。激光器图象成象也在印刷术范围以外的领域被广泛地使用，例如，用来产生防彩色的和其它图形艺术产品。实际成象设备需要激光器能几乎瞬时地响应于高频方波功率脉冲，这样，成象点--也就是，在记录材料上由激光波束产生的亮点--呈现为清晰的离散的和通常的尺寸一致的圆点。这些点也必须以非常靠近的间距间隔被打印，否则记录空间留下空白，以便得到典型的打印分辨率。虽然’470专利揭示了通过在一定的限制范围内改变脉冲宽度控制图象点的尺寸的能力，但将会看到，点尺寸也可用点被打印的密度来改变。术语“占空比”是指象素单元在实际接收激光器辐射的图象区域中的百分数(也就是，激光器晶体被激励工作的时间与它未起作用的时间的比值)。占空比越大，则最终结果的颜色越深，因为在数字打印系统中，灰度或色调浓淡是通过改变象素密度而达到的。如果单个点的尺寸随占空比而变化，则将不可能建立对彩色密度的一致性校正，因为点尺寸也影响密度。例如，如果点在低占空比时是较小的，则以低象素密度成象的区域将打印得比预期的浅。由于文件典型地包含变化密度的区域，它在复杂的图案中被混杂，所以问题不能只通过改变象素密度来校正改变点尺寸而被校正。有关的成象问题包括在扫描过程期间在激光器输出和记录媒体之间距离的变化。这通常是由于在成象系统中某些机械误对准造成的，趋向于出现为周期性的条件(例如由于在成象期间记录媒体的圆筒偏心旋转)。虽然这个问题的根源在于成象系统的机械结构而不是激光器的响应，但成象距离和激光器功率的变化作为占空比的函数趋向于产生视觉上同样的现象(以变化点尺寸的形式)，所以造成互相增强的误差。本专利技术减小或几乎消除在占空比的分布范围内(通常从1％-100％的范围，即，从每第100个象素到每个接连的象素的打印密度扫描)以及因而是距离变化时的点尺寸的变化。应当强调，术语“成象”通常是指到记录载体的永久改变，例如，打印板的亲和力特性；在优选实施方案中，成象装置记录层的烧蚀(在烧蚀型板的情况下)或供体材料到受体纸片的转移(在转移型板的情况下)。虽然本专利技术的优选实施例涉及印刷术打印单元的激光成象，但它常常被应用到广泛类型的激光记录系统，包括各种不同类型的图形艺术结构。按照本专利技术的能改正校正的激光器包括，例如，二极管激光器和二极管泵浦晶体激光器。二极管激光器是固态器件(通常称为半导体激光器，它典型地是基于砷化镓铝或镓铝铟化合物)，对于图形应用典型地在红外(IR)或近红外光谱区域发射。使用近红外辐射有利于使用很大范围的有机和非有机的吸收性的化合物，具体地，是半传导和传导的类型。因此，在第一方面，本专利技术提供用于电子补偿占空比对于成象设备的输出电平的影响的装置。示例性设备包括辐射源(通常是激光器)，具有随输入功率电平，和不希望地，随占空比都变化的输出电平。该设备还包括用于聚焦辐射到记录表面的装置，以及用于驱动辐射源的电源。在二极管激光器的情况下，电源传送可变的电流，其幅度决定激光器的功率输出。辐射源用来在记录面上产生光点的图象样的图案，调整设施改变电源输出，来补偿由于占空比，也就是，由于激光器最近的工作图案，造成的输出电平变化。通常，功率输出随占空比的变化反映了出现不工作的工作效率的改变。具体地，在泵浦晶体激光器，它必须经本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于图象成象到记录结构的设备，该设备包括： ａ．辐射源，具有随输入功率电平和随占空比都变化的输出电平； ｂ．用于把辐射聚焦到记录结构的表面的装置； ｃ．耦合到辐射源的电源，以提供输入功率； ｄ．用于操纵辐射源的装置，以便在表面上产生光点的图象样的图案；以及 ｅ．用于调整电源的装置，以便补偿由于占空比变化造成的输出电平变化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W米勒，JF克兰，JG索萨，GE卡巴纳，
申请(专利权)人：压缩技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]