CN101226355A - 自动颜色配准装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种能够提高颜色配准操作精度的自动颜色配准装置以及其方法，该自动颜色配准装置包括：彩色图像感测模块，用于感测打印转印带上的彩色图像图案；第一校正值计算模块，用于通过计算彩色图像图案的位置而计算每种颜色的第一颜色配准校正值；校正系数计算模块，用于计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块由根据第一颜色配准校正值打印的第一颜色配准图案来形成；第二校正值计算模块，用于利用对应的校正系数计算每个区块的第二颜色配准校正值；以及配准控制器，用于根据第二颜色配准校正值来打印第二颜色配准图案。

Description

自动颜色配准装置及其方法
技术领域
本发明的各方面涉及一种自动颜色配准装置，且更具体地说，涉及能够改善彩色图像配准操作的精度的自动颜色配准装置及其方法。
背景技术
为了形成静电潜像，在向感光介质上照射激光束之前，图像形成设备(诸如彩色激光打印机或者复印机)向感光介质充电，使得将该感光介质选择性地曝光。然后，在利用显影设备的彩色调色剂对该静电潜像进行显影以后，该图像形成设备经过加压和加热将该静电潜像转印到打印介质上，从而打印图像。
通常，用于显影设备的调色剂颜色包括青色(C)、紫色(M)、黄色(Y)、和黑色(B)。这四种颜色被转印到打印介质上，使得这四种颜色互相重叠，从而形成完整的图像。具体地，为了提供高质量图像，由这四种颜色形成的单元图像必须互相准确地彼此重叠。然而，由于在制造光学透镜时或者在显影设备中颜色单元不正确地对准时可能产生误差，可能导致颜色配准误差。这种颜色配准误差必须考虑，尤其是在包括具有连续排列的多个颜色单元的显影设备的单通道彩色图像形成装置中。因此，需要能够克服颜色配准误差的颜色配准操作。
图1是图示了典型的单通道型彩色激光打印机10的内部结构的示意图。图2是图示为了执行传统的颜色配准操作从而打印到纸张转印带50上的彩色图案的视图。如图1和2所示，传统的颜色配准装置包括鼓20、显影单元30、激光扫描单元(LSU)40、纸张转印带(PBT：paper transfer belt)50、和颜色配准传感器60。将颜色配准传感器60提供在纸张转印带50的一边，彩色图像图案(AcPts)被打印到纸张转印带50上。该彩色图像图案(AcPts)包括与青色(C)、紫色(M)、黄色(Y)、和黑色(B)这四种颜色对应的多个图案(Pt(C)、Pt(M)、Pt(Y)、和Pt(B))。颜色配准传感器60接收根据图像图案的颜色而从图像图案反射的光，以便输出检测信号。可以基于该检测信号而识别根据其结构的彩色图像图案的位置。另外，其他颜色图像图案的位置可以基于一个彩色图像图案的位置进行校正。结果，图像可以根据其中的颜色而精确地互相重叠。
更确切地，计算彩色图像图案之间的时间间隔。彩色图像图案的颜色配准校正值利用计算的时间间隔基于任何一个彩色图案的位置来确定。此后，当打印图像时，将颜色配准校正值应用到能够校正任何颜色的图像配准误差的校正单元上。结果，根据颜色来校正图像，使得图像可以准确地互相重叠。
图3是示出应用传统的颜色配准校正值而打印在打印介质上的图像的视图。如图3所示，由于传统的彩色图像配准操作是基于打印到纸张转印带50的右侧和左侧的彩色图像图案来执行的，所以，在实际执行打印时，打印介质中间部分的彩色图像不能准确地对准。另外，虽然在打印的第一阶段可以正确地定位彩色图像，但是，因为打印作业执行若干次，所以激光扫描单元(LSUs 40)的扫描速率之间会产生差异，该激光扫描单元根据颜色安装，以便曝光感光介质。因此，彩色图像可能不会被打印到打印介质的正确位置。
发明内容
因此，本发明的各方面提供了自动颜色配准装置及其方法，其能够提高自动颜色配准操作精度，从而使得在打印介质的中间部分以及在打印介质的左部分和右部分都可以减小颜色配准误差。
本发明另外的观点和/或优点将在随后的描述中进行阐述并且，在某种程度上，将通过该描述变得显而易见，或者可以通过本发明的实践被认识到。
依照本发明的一方面，提供一种用于由一种或多种颜色形成图像的图像形成设备的自动颜色配准装置，该装置包括：彩色图像感测模块，用于感测打印到转印带上的彩色图像图案；第一校正值计算模块，用于通过计算彩色图像图案的位置而计算每种颜色的第一颜色配准校正值；校正系数计算模块，用于计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块由根据第一颜色配准校正值打印的第一颜色配准图案来形成；第二校正值计算模块，用于利用对应的校正系数计算每个区块的第二颜色配准校正值；以及配准控制器，用于根据第二颜色配准校正值来打印第二颜色配准图案。
依照本发明的一方面，该区块可以通过用预定单元划分每个第一颜色配准图案形成。
依照本发明的一方面，至少两个区块可以由每个第一颜色配准图案形成。
依照本发明的一方面，该装置还可包括用于测量每个第一颜色配准图案的每个区块之间的长度的测量单元。
依照本发明的一方面，该校正系数计算模块可以通过利用基准色的区块之间的长度和非基准色区块之间的长度来计算每个区块的校正系数。
依照本发明的一方面，该第一非基准色的第一区块的校正系数可以等于基准色的第一区块和第二区块之间的长度除以非基准色的第一区块和第二区块之间的长度。
依照本发明的一方面，该彩色图像检测模块可包括光学传感器。
依照本发明的另一方面，提供一种用于由一种或多种颜色形成图像的图像形成设备的颜色配准方法，该方法包括：感测与每种颜色对应并且被打印到转印带上的彩色图像图案；通过计算彩色图像图案的位置从而计算每种颜色的第一颜色配准校正值；计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块是由根据第一颜色配准校正值打印的第一颜色配准图案形成的；利用对应的校正系数计算每个区块的第二颜色配准校正值；以及根据第二颜色配准校正值打印第二颜色配准图案。
依照本发明的一方面，所述一个或多个区块可以是通过由预定单元划分第一颜色配准图案形成的。
依照本发明的一方面，至少两个区块可由每个第一颜色配准图案形成。
依照本发明的一方面，所述方法还可包括：测量每个第一颜色配准图案的每个区块之间的长度。
依照本发明的一方面，所述计算校正系数的步骤可以包括通过利用基准色的区块之间的长度和非基准色区块之间的长度来计算每个第一颜色配准图案的一个或多个区块的校正系数。
依照本发明的一方面，第一非基准色的第一区块的校正系数可等于基准色的第一区块和第二区块之间的长度除以非基准色的第一区块和第二区块之间的长度。
依照本发明的另一方面，提供一种用于图像形成设备的自动颜色配准装置，该图像形成设备根据从彩色图像图案计算的颜色配准校正值而由一种或多种颜色形成图像，该自动颜色配准装置包括：校正系数计算模块，用于计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块是由根据第一颜色配准校正值打印的颜色配准图案形成的；和第二校正值计算模块，用于利用对应的校正系数计算每个区块的第二颜色配准校正值，其中该图像形成设备根据第二颜色配准校正值校正图像。
依照本发明的另一方面，提供一种用于图像形成设备的颜色配准方法，该图像形成设备根据从彩色图像图案计算的颜色配准校正值而由一种或多种颜色形成图像，该方法包括：计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块是由根据颜色配准校正值打印的颜色配准图案形成的；和利用对应的校正系数计算每个区块的第二颜色配准校正值，其中该图像形成设备根据第二颜色配准校正值校正图像。
附图说明
根据接下来结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它的方面及优点将变得很明显以及更容易被意识到，在附图中：
图1是示出了典型的单通道型彩色激光打印机内部结构的示意图；
图2是示出为了执行传统的自动颜色配准而打印到纸张转印带上的彩色图案的视图；
图3是示出了应用传统的颜色配准校正值而打印在打印介质上的结果图像的视图；
图4是示出了利用根据本发明的实施例、使用自动颜色配准装置的激光彩色打印机的示意图；
图5是示出了根据本发明的实施例的自动颜色配准装置的框图；和
图6是示出了根据本发明的实施例的颜色配准方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的当前实施例，本发明的示例图示在附图中，其中相同的附图标记始终指的是相同的元件。下面参照图来描述实施例，以便说明本发明。
图4是示出了根据本发明的实施例的使用自动颜色配准装置600的激光彩色打印机的示意图。图5是示出根据本发明的实施例的自动颜色配准装置600的框图。参照图4和5，该自动颜色配准装置600包括彩色图像感测模块60、第一校正值计算模块61、校正系数计算模块62、第二校正值计算模块63、和配准控制器64。应该理解，本发明的各方面可以适用于包括对应于各种颜色并且串联排列的多个显影单元30的单通道颜色配准装置，如图4所示。应该理解，根据其它的方面，自动颜色配准装置600可以仅仅包括校正系数计算模块和第二校正值计算模块，例如，使得自动颜色配准装置600适用于执行传统的颜色配准操作的图像形成设备。另外，在本发明的其它方面，自动颜色配准装置600可适用于多通道系统和/或适用于包括诸如扫描、复印、和/或传真等附加能力的打印机。在本说明书中提供彩色激光打印机作为非限制性例子来说明本发明的各个方面。
彩色激光打印机包括多个感光鼓20，以便根据颜色形成图像。一旦感光鼓20形成对应颜色的图像，堆叠在进纸单元中的打印介质就会被拾取。此后，打印介质朝转印单元移动，并且从感光鼓20和转印单元的纸张转印带50之间经过。此时，由感光鼓20形成的彩色图像通过相应转印辊转印到打印介质上。当打印介质经过施加高温热量和压力的定影单元时，转印到打印介质上的彩色图像被定影。然后，打印介质被排出到彩色激光打印机之外。
其间，为了配准颜色，彩色图像图案(AcPts)被打印到纸张转印带50上。打印到纸张转印带50上的彩色图像图案(AcPts)包括多个图案(例如与黄色(Y)、紫色(M)、青色(C)、和黑色(B)这四种颜色相对应的Pt(Y)、Pt(M)、Pt(C)、和Pt(B))。然后，为了配准颜色，彩色图像感测模块60感测打印到纸张转印带50上的AcPts，并且向第一校正值计算模块61提供用于检测到的AcPts的信号。
AcPts对应于多种颜色，从而每种颜色图案包括参考图案(横向排列)和测试图案(以预定角度倾斜)。虽然并非在所有方面中都需要，但是彩色图像感测模块60可以包括具有发光二极管和光电二极管的光学传感器。光学传感器是起类似于人类视觉器官作用的设备。通常，光学传感器感测目标的光量、形状、状态、和运动。虽然在过去，光学传感器只能感测自然光，但是现在光学传感器向目标发出光，并然后接收从目标反射的光，以便找到目标的运动或者速度。根据本发明各方面的光学传感器接收到入射到调色剂层并且根据在打印到纸张转印带50上打印的AcPts从调色剂层反射的光，以便感测AcPts。然而，应该理解，也可以使用其它类型的传感器，并且光学传感器不必在本发明的所有方面中也发光。
第一校正值计算模块61从所检测到的AcPts的颜色中选择一种颜色，并且基于所选择的颜色的位置来计算另一种颜色的位置。更详细地说，例如，如果这四种颜色是黄色(Y)、紫色(M)、青色(C)、和黑色(B)，黄色、紫色、和青色图案之间的时间间隔可以基于作为基准色的黑色(B)计算出来。然后，基于计算出的时间间隔针对颜色计算第一颜色配准校正值，使得对应黄色(Y)、紫色(M)、青色(C)、和黑色(B)的单元图像可以准确地互相重叠。
在计算出第一颜色配准校正值以后，校正系数计算模块62利用第一颜色配准图案计算并且存储颜色的区块校正系数，该第一颜色配准图案是基于计算出的第一颜色配准校正值而打印的合成图案。特别地，在计算出第一颜色配准校正值以后，第一颜色配准校正值被传送到配准控制器64，用于控制LSU 40。然后，配准控制器64执行控制操作，以基于第一颜色配准校正值打印第一颜色配准图案。然后，校正系数计算模块62利用第一颜色配准图案计算每种颜色的区块校正系数，并且将所述区块校正系数存储在存储器66中。存储器66可以是易失性存储器(诸如RAM)或者非易失性存储器(诸如闪存或者硬盘驱动器)。而且，存储器可以是通过有线的或者无线的连接而连接到自动颜色配准装置600的外部存储设备。
如图3所示，虽然第一颜色配准图案在打印介质左侧和右侧关于颜色互相匹配，但是第一颜色配准图案可在打印介质中部不对准。因此，为了易于测量第一颜色配准图案与每种颜色的偏移度，第一颜色配准图案可以包括线或者点。而且，可以通过预定单元划分第一颜色配准图案来形成一个或多个区块。当形成更多区块时，第一颜色配准图案被更精细地划分。因此，可以更精确地实现颜色配准。
配准控制器64利用第一颜色配准校正值控制在打印介质上要打印的第一颜色配准图案。另外，形成第一颜色配准图案，使得可以容易地测量颜色的偏移度。此外，校正系数计算模块62利用基准色的区块长度和每种其他颜色的区块长度来为颜色计算区块校正系数。颜色的区块校正系数利用如下的公式来计算：每种颜色的区块校正系数＝基准色的区块长度/每种颜色的区块长度。
例如，如图3所示，当第一颜色配准图案的区块全长是L时(此处长度指的是同样颜色的最远的两个区块之间的距离)，对于基准色(例如黑色)，左侧区块的长度L1和右侧区块的长度L2分别为0.5L和0.5L。此外，对于第一非基准色(例如青色)，左侧区块和中间区块之间的长度L3以及右侧区块和该中间区块之间的长度L4分别为0.49L和0.51L。因此，计算第一颜色的左侧区块的校正系数为0.5/0.49(即1.0204)，并且计算第一颜色的右侧区块的校正系数为0.5/0.51(即0.980)。以同样方式可以计算剩余两种非基准色(例如黄色和紫色)的校正系数。虽然描述的是划分为两部分的情况，但是，应该理解，区块可以更进一步地划分，并且在所有方面区块不必是精确地位于页面中央。
根据本发明的各方面的自动颜色配准装置600还包括测量单元65，用以测量在打印介质上打印的第一颜色配准图案的颜色的区块长度。也就是说，测量单元65测量每种颜色的区块长度，并且将所测量的区块长度传送到校正系数计算模块62。如果例如具有两个区块，则测量单元65相对于每种颜色将区块划分为右侧区块和左侧区块，以便测量右侧区块和左侧区块之间的长度。如果具有三个区块，则测量单元65相对于每种颜色将区块划分为右侧区块、左侧区块、和中间区块，以便测量右侧区块和中间区块之间、以及左侧区块和中间区块之间的长度。
在如前面所述针对每种颜色计算区块的校正系数以后，第二校正值计算模块63基于存储的校正系数计算区块的第二颜色配准校正值。只要执行彩色图像配准，就会执行第二颜色配准校正值的计算。每个第二颜色配准校正值可以通过将校正系数值乘以时间间隔来获得。例如，假设视频时钟的周期是50纳秒并且相对于青色(C)的第一颜色配准校正值是50纳秒，青色(C)的左侧区块的第二颜色配准校正值为50nsec×(0.5/0.49)＝51.0204nsec。也就是说，该值是通过左侧区块的系数值0.5/0.49乘以50纳秒获得的。此外，青色(C)的右侧区块的第二颜色配准校正值变成50nsec×(0.5/0.51)＝49.0196nsec，这是通过将右侧区块的校正系数0.5/0.51乘以50纳秒获得的。
配准控制器64然后执行控制操作，利用第二颜色配准校正值打印第二颜色配准图案。换句话说，通过利用基于存储在存储器66中的校正系数的第二颜色配准校正值打印第二颜色配准图案，从而执行彩色图像配准操作。然后，所打印的第二配准图案可以通过感测模块60来读取，并且在本发明的某些方面中，该结果可以被存储起来并且用作当打印图像时的自动颜色配准。
在下文中，将描述自动颜色配准装置的配准过程。图6是示出根据本发明的实施例的颜色配准方法的流程图。如图6所示，首先确定是否选择或启动了图像配准模式(操作S500)。如果选择或启动了图像配准模式，则检测在纸张转印带上打印的彩色图像图案(操作S510)。如果不启动，则装置会等待，直到图像配准模式启动为止。
然后，从所检测的彩色图像图案的颜色中选出来一种颜色，并且基于所选择的颜色来计算其他颜色的相对位置，使得针对每种颜色计算第一颜色配准校正值(操作S520)。
接着，打印第一颜色配准图案，其是基于第一颜色配准校正值的合成图案(操作S530)。根据第一颜色配准图案计算每种颜色的区块的校正系数值并且将其存储起来(操作S540)。例如，参照图3中图示的打印图象，当第一颜色配准图案的区块全长是L时(其中长度指的是同样颜色的最远的两个区块之间的距离)，对于基准色(例如黑色)来说，左侧区块和中间区块之间的长度L1以及右侧区块和中间区块之间的长度L2分别是0.5L和0.5L。此外，对于第一非基准色(例如青色)，左侧区块和中间区块之间的长度L3以及右侧区块和该中间区块之间的长度L4分别为0.49L和0.51L。因此，可以计算出第一颜色的左侧区块的校正系数为0.5/0.49，并且可以计算出第一颜色的右侧区块的校正系数为0.5/0.51。在这种情况下，区块是通过由预定单元划分第一颜色配准图案来形成的。根据本发明的一方面，至少形成两个区块。
然后，通过利用存储的校正系数来计算每个区块的第二颜色配准校正值(操作S550)。只要执行彩色图像配准就会执行第二颜色配准校正值的计算。每个第二颜色配准值可以通过将校正系数值乘以时间间隔来获得。例如，假设视频时钟的周期是50纳秒(nsec)并且相对于青色(C)的第一颜色配准校正值是50纳秒，则青色(C)的左侧区块的第二颜色配准校正值变成50nsec×(0.5/0.49)＝51.0204nsec。也就是说，该值是通过将左侧区块的系数值0.5/0.49乘以50纳秒获得的。此外，青色(C)的右侧区块的第二颜色配准校正值变成50nsec×(0.5/0.51)＝49.0196nsec，这是通过将右侧区块的校正系数0.5/0.51乘以50纳秒获得的。
在计算出第二颜色配准校正值(操作S550)以后，通过利用第二颜色配准校正值打印第二颜色配准图案(操作S560)。然后，在本发明的某些方面中，可以检测第二颜色配准图案并且可以将结果存储到存储器中以供打印图像。
如前面所述，在根据本发明各方面的自动颜色配准装置及其方法中，第二颜色配准校正值是通过利用校正系数计算出来的，从而提高了自动颜色配准的精度。另外，在打印介质的中间部分以及左部分和右部分都可以减小自动颜色配准误差。
虽然并非在所有方面中都需要，但是要理解，本发明的各方面可以实施为存储在计算机可读介质中、并可以使用一个或多个计算机和/或处理器来运行的计算机软件。
尽管已经示出并描述了本发明的几个实施例，但本领域的技术人员将理解，在不离开本发明的原理和精神的前提下可以在实施例中进行变化，本发明的保护范围由权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种用于由一种或多种颜色形成图像的图像形成设备的自动颜色配准装置，该自动颜色配准装置包括：
彩色图像感测模块，用于感测与所述颜色的每一种对应、并且打印到图像形成装置的转印带上的彩色图像图案；
第一校正值计算模块，用于通过计算彩色图像图案的位置而计算每种颜色的第一颜色配准校正值；
校正系数计算模块，用于计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块由根据第一颜色配准校正值打印的第一颜色配准图案来形成；
第二校正值计算模块，用于利用对应的校正系数计算每个区块的第二颜色配准校正值；以及
配准控制器，用于根据第二颜色配准校正值来打印第二颜色配准图案。
2.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，其中所述一个或多个区块可以通过用预定单元划分每个第一颜色配准图案来形成。
3.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，其中至少两个区块由每个第一颜色配准图案形成。
4.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，还包括：
测量单元，测量每个第一颜色配准图案的每个区块之间的长度。
5.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，其中该校正系数计算模块利用基准色的区块之间的长度和非基准色区块之间的长度来计算每个第一颜色配准图案的一个或多个区块的校正系数。
6.如权利要求5所述的自动颜色配准装置，其中第一非基准色的第一区块的校正系数等于基准色的第一区块和第二区块之间的长度除以非基准色的第一区块和第二区块之间的长度。
7.如权利要求6所述的自动颜色配准装置，其中第一区块位于打印介质的一侧并且第二区块位于打印介质的中间。
8.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，其中该彩色图像感测模块包括光学传感器。
9.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，其中通过选择一种颜色图像图案并且基于所选择的颜色图像图案计算其他颜色图像图案的相对位置，该第一校正值计算模块计算每种颜色的第一颜色配准校正值。
10.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，还包括用于存储该校正系数的存储器。
11.如权利要求1所述的自动颜色配准装置，其中第二校正值计算模块通过将对应的校正系数乘以时间间隔来计算出每个第二颜色配准值。
12.一种用于由一种或多种颜色形成图像的图像形成设备的颜色配准方法，该方法包括：
感测与每种颜色对应的并且打印到转印带上的彩色图像图案；
通过计算彩色图像图案的位置从而计算每种颜色的第一颜色配准校正值；
计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块是由根据第一颜色配准校正值打印的第一颜色配准图案形成的；
利用对应的校正系数计算每个区块的第二颜色配准校正值；以及
根据第二颜色配准校正值打印第二颜色配准图案。
13.如权利要求12所述的配准方法，其中计算每个区块的校正系数的步骤包括：
通过用预定单元划分每个第一颜色配准图案来形成所述一个或多个区块。
14.如权利要求12所述的配准方法，其中计算每个区块的校正系数的步骤包括：
从每个第一颜色配准图案形成至少两个区块。
15.如权利要求12所述的配准方法，还包括：
测量每个第一颜色配准图案的每个区块之间的长度。
16.如权利要求12所述的配准方法，其中计算校正系数的步骤包括：
通过利用基准色的区块之间的长度和非基准色的区块之间的长度来计算每个第一颜色配准图案的所述一个或多个区块的校正系数。
17.如权利要求16所述的配准方法，其中通过利用基准色的区块之间的长度和非基准色的区块之间的长度来计算每个第一颜色配准图案的所述一个或多个区块的校正系数的步骤包括：
将第一非基准色的第一区块的校正系数计算为等于基准色的第一区块和第二区块之间的长度除以非基准色的第一区块和第二区块之间的长度。
18.一种用于图像形成设备的自动颜色配准装置，图像形成设备根据从彩色图像图案计算的颜色配准校正值而由一种或多种颜色形成图像，该自动颜色配准装置包括：
校正系数计算模块，用于计算每种颜色的一个或多个区块的校正系数，所述一个或多个区块是由根据第一颜色配准校正值打印的颜色配准图案形成的；和
校正值计算模块，用于利用对应的校正系数计算每个区块的另一个颜色配准校正值，
其中该图像形成设备根据另一个颜色配准校正值校正图像。
19.如权利要求18所述的装置，包括：
配准控制器，用于根据另一个颜色配准校正值来打印其它颜色颜色配准图案。
20.如权利要求18所述的自动颜色配准装置，其中该校正系数计算模块通过利用基准色的区块之间的长度和非基准色区块之间的长度来计算每个颜色配准图案的所述一个或多个区块的校正系数。
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