CN105163945A

CN105163945A - 校准对象

Info

Publication number: CN105163945A
Application number: CN201380076207.0A
Authority: CN
Inventors: 彼得·莫罗维奇; 贾恩·莫罗维奇; 蒙特塞拉特·索拉诺·帕利亚罗尔; 马丁·里乌斯·罗塞里奥; J·M·加西亚·雷耶罗·维纳斯
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: US20160086059A1; CN105163945B; US9754194B2; US9519848B2; EP3024661A1; EP3024661A4; EP3024661B1; WO2015012801A1; US20170032225A1

Abstract

公开了一种校准对象。校准对象被创建为使得颜色块对滴重改变敏感。

Description

校准对象

背景技术

大多数打印机都能被校准，作为通过改变条件保持始终如一的色彩质量的一种方式。改变条件可以包括改变环境条件，例如温度和湿度改变。改变条件还可以包括打印机随时间的磨损。典型地，打印机通过打印多个已知颜色的块以形成校准对象来进行校准。然后，测量被打印的块中的颜色，并且针对每个块，将测量值与预期或已知的颜色值进行比较。测量值与已知颜色值之间的差被用于调整或校准打印机。

附图说明

图1为示例PWA打印机100的示意性侧视图。

图2为示例打印杆102的仰视图。

图3为示例模具(die)220A的仰视图。

图4为打印机的示例框图。

图5为与存储器404连接的处理器402的示例框图。

图6为多个不同的已知颜色的一组示例条件等色(metamer)的图。

图7为NPac6和NPac7的示例输出。

具体实施方式

通过在介质上打印校准对象，能够校准打印机。校准对象为用于测量打印机的颜色或灰度级性能的已知颜色的块的任意集合。校准对象的颜色可以包括灰色。一旦打印了校准对象，则测量打印出的块的颜色，并且针对每个块，将测量值与预期或已知的颜色值进行比较。测量值与已知值之间的差被用于调整或校准打印机。

针对打印机要求的校准精确性日益提高。所要求的精确性的这种提高的一个原因是，在一些打印机的打印头中多个模具的使用增加。例如，页宽阵列(PWA)打印机有多个重叠模具，他们跨越页的整个宽度。当页被进给通过打印机时，每个模具用于打印页的一段。在PWA打印机中，因为每个模具打印的图像都是沿着页的长度并排向下，所以模具之间的颜色变化对用户来说更加可见。因为颜色变化的可见度的增加，因此需要对打印机进行校准以达到更严格的偏差。

模具间的颜色变化可能由多种因素造成。造成颜色变化的一个主要因素是喷出的每个墨滴的量的改变。典型地，一个墨滴的量称为滴重。滴重可能因为多个因素而改变，例如，模具的温度的改变、湿度的改变以及模具随时间的磨损。遗憾的是，通常用于校准打印机的传感器的可用精确性没有高到足以测量处于所需的精确性内的打印机所打印的校准对象。

另外，精确测量小色差(大约0.5dE)比测量大色差(2dE或者更大)明显更加困难。国际照明委员会(CIE)有一种测量两种颜色之间的差的方法，两种颜色之间的差称为ΔE^* _ab(也称为ΔE^*、dE^*、dE或“DeltaE”)。用于计算dE的公式已随时间被更新。在本申请中，当提及色差或dE测量时，将采用CIE在2000年公布的公式。测量小色差的一个问题是信噪比，而另一个问题是CIEDE被设计为大约1dE阈值(刚好能注意到的差)的事实，低于此阈值的值也不能被预测。

在校准对象中使用的通常有两种类型的块。第一种类型的块是仅使用一种颜色的油墨创建的块。一组块被打印，其中单一颜色的油墨的浓度或量在各组中的各个块之间变化。针对打印机使用的每种颜色的油墨，打印一组块。这些类型的块被称为浓度斜坡(densityramp)，并被用于1D校准技术。滴重的改变改变了这些类型的块的浓度或饱和度，但是，因为每个块只使用一种颜色的油墨，所以滴重的改变并不改变块的颜色或色度。

对于3D校准技术，使用均匀分布在打印机的色彩空间或色域的不同颜色来打印不同着色的块的阵列。在3D校准技术中，大多数块使用两种或更多种颜色的油墨创建。块的阵列中的大多数颜色能够使用一种以上的油墨组合创建(如下所述)。

具有相同颜色但使用不同的油墨集合或组合创建的块对滴重的变化具有不同的敏感度。在本发明的一个示例实施例中，将选择用于创建校准对象的颜色的合成油墨，以针对一种或多种油墨成分的滴重的给定改变，最大化颜色改变。

图1为示例PWA打印机100的示意性侧视图。打印机100包括打印杆102、一对换行(linefeed)夹送辊(104和106)以及一对卷取夹送辊(108和110)。附图仅用于图示目的，并没有按照比例。在本示例中，这对换行夹送辊(104和106)和这对卷取夹送辊(108和110)构成介质进给系统。介质进给系统是将介质引导到打印区并通过打印区的部件的任意集合。打印区被定义为打印杆102下面的区域，在这里油墨被沉积到介质上。换行夹送辊(102和104)将纸进给到被示为区域112的打印区。因为纸被进给通过打印区112，所以这对卷取夹送辊(108和110)获取纸的前缘。

一旦纸的前缘到达卷取夹送辊(108和110)，换行夹送辊(104和106)的动作就能与卷取夹送辊(108和110)的动作配合以便沿打印区112中纸的长度施加张力。页114被示为装载到换行夹送辊和卷取夹送辊之间的纸张路径中。进纸方向沿着页的长度，并由箭头P示出。

图2为示例打印杆102的仰视图。打印杆102有安装在打印杆102下面的多个模具(220A-220G)。多个模具在沿打印杆102的长度的线上重叠或者交错。当打印杆102被安装到打印机中时，多个模具形成跨越打印区112中的介质宽度(即，页宽阵列)的连续的线。因为介质在打印方向上移动(如箭头P所示)，所以每个模具都能在介质经过打印区112时打印介质的一段。

打印杆102还有安装在打印杆102底部的多个传感器222A-222H。每个传感器被布置为使得它能检测由模具(220A-220G)中的一个的一端打印在介质上的图像。例如，能被模具220A打印的介质段被示出为部分A。能被模具220B打印的介质段被示出为部分B。传感器222A能检测由模具220A的左侧沉积的油墨。传感器222B能检测由模具220A的右侧沉积的油墨。另外，传感器222B能检测由模具220B的左侧沉积的油墨。使用这种布置，每个模具的每一端所沉积的油墨都能被测量。在另一示例中，一个或多个传感器被安装到可沿打印杆(垂直于方向P)行进的托架上。安装在托架中的传感器可用于测量由每个模具(220A-220G)或每个模具(220A-220G)的每一端沉积的油墨。

每个模具(220A-220G)具有沿模具的长度向下排列的多行喷嘴。喷嘴行被划分为多个组，其中每个组包含多个行。每个组用于打印一种颜色的油墨。当打印机使用四种颜色的油墨(例如青色、黄色、品红色和黑色(CYMK))时，模具将有四个行组。采用这种配置，每个模具都能在通过该模具下面的介质段的任意部分上打印一种或多种颜色的油墨。油墨被宽泛地定义为任意打印流体，例如油墨、清漆和预处理物等等。图3为示例模具220A的仰视图。模具220A有多行喷组的4个组(330-336)。每个行组用于打印一种颜色的油墨。对于使用超过4种颜色的油墨的打印机，针对每种附加颜色的油墨，都有对应的附加的行组。例如，使用八种颜色(青色、浅青色、黄色、浅黄色、品红色、浅品红色、灰色和黑色)的油墨的打印机，会有八个行组。

图4为打印机的示例框图。打印机包括全部一起连接到总线412的处理器402、存储器404、输入/输出(I/O)模块406、打印引擎408和控制器410。在一些示例中，打印机还可以具有用户接口模块、输入设备等等，但是为了清楚起见这些条目未示出。处理器402可以包括中央处理单元(CPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、或这些器件的组合。存储器404可以包括易失性存储器、非易失性存储器和存储设备。存储器404是非暂时性计算机可读介质。非易失性存储器的示例包括但不限于，电可擦除可编程只读存储器(EERROM)和只读存储器(ROM)。易失性存储器的示例包括但不限于，静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)。存储设备的示例包括但不限于，硬盘驱动器、压缩磁盘驱动器、数字式通用光盘驱动器、光学驱动器和闪速存储器设备。

I/O模块406用于将打印机连接到其它设备，例如因特网或者计算机。打印机具有存储在存储器404中的代码，通常称为固件。固件作为计算机可读指令存储在非暂时性计算机可读介质(即，存储器404)中。处理器402通常获取并执行存储于非暂时性计算机可读介质中的指令，以运行打印机并执行功能。在一个示例中，处理器执行对打印机进行校准的代码。校准打印机的第一步是打印校准对象。

图5为与存储器404连接的处理器402的示例框图。存储器404包含软件520(也称为固件)。软件520包含校准模块524。处理器402执行校准模块524中的代码以校准打印机。作为校准打印机的第一步，校准对象被打印。

校准对象具有多个已知颜色的块。对于使用四种不同颜色的油墨(例如，CYMK)的打印机，对象通常会有介于64种和125种之间的不同的已知颜色。对象中的每种颜色被选择为使得其将使用两种或更多种不同着色的打印机油墨来创建。在一些示例中，打印机将有四种不同的油墨颜色，通常是青色、品红色、黄色和黑色(CYMK)油墨。在其它示例中，打印机可以有超过四种颜色的油墨，例如八种颜色(青色、浅青色、品红色、浅品红色、黄色、浅黄色、黑色和浅灰色)。

校准对象的颜色可以以多种不同的方式选择。选择校准对象的不同颜色的一种方式是，选择在打印机的色彩空间或色域中均匀隔开或在不同的色彩空间中均匀隔开的颜色。选择不同颜色的其它方法可以包括使颜色以肤色为中心。选择不同颜色的一种方法使用灰色平衡块。灰色平衡途径是具有等量的青色、品红色和黄色油墨的导致中性色的途径。一旦选择了颜色，就可以确定用于创建颜色的油墨的组合。

使用传统的油墨选择技术，只有三种油墨颜色的打印机只具有三种油墨的一种组合会创建给定颜色。对于具有CYM油墨的打印机，每个色域内的颜色仅使用CYM油墨的一种组合来创建。使用诺伊格鲍尔原色面积覆盖矢量来选择给定颜色的油墨组合允许仅使用三种颜色的油墨的打印机具有会创建给定颜色的CYM油墨的多种不同组合。

在一实施方式中，诺伊格鲍尔原色是n种油墨的集合的所有可能组合，其中，每种油墨是一种不同的颜色。集合内的每一种油墨可以处于单个半色调像素的k个等级中的一个。例如，对于每个油墨通道能够在单一像素处不使用油墨或使用一个墨滴的二进制(或二级)打印机，K＝2。对于每个油墨集合，有kⁿ个诺伊格鲍尔原色。

例如，仅使用三种颜色(n＝3)的油墨(CYM)的二进制打印机(k＝2)有2³＝8个诺伊格鲍尔原色。这8个诺伊格鲍尔原色是：白色(即，无油墨)、青色墨滴、黄色墨滴、品红色墨滴、青色墨滴和黄色墨滴、青色墨滴和品红色墨滴、黄色墨滴和品红色墨滴、以及所有这三种墨滴。使用多个墨滴的诺伊格鲍尔原色具有沉积在页的同一位置/半色调像素处的所有滴。在页的同一位置/像素上沉积多个墨滴通常称为叠印。使用四种油墨颜色(CYMK)并且每个油墨通道沉积每种颜色的零滴、一滴或两滴(即，k＝3)的打印机有3⁴＝81个诺伊格鲍尔原色。在一些示例中，墨滴具有不同的大小或量。在其它示例中，各个墨滴具有相同的大小或量。

诺伊格鲍尔原色面积覆盖矢量是诺伊格鲍尔原色(NP)的集合，其中集合中的每个NP具有一个面积覆盖比例。集合中的每个NP都是针对像素的一个油墨叠层。NP油墨叠层的格式是油墨叠层中每个墨滴的首字母。“W”用于无油墨(即基底白色)的像素。面积覆盖比例是给定单位面积中使用NP颜色来打印的像素的百分比。集合的面积覆盖比例之和等于一。示例NP面积覆盖(NPac)矢量列出如下：

NPac1＝CCK:0.057162,MM:0.186519,W:0.756319

NPac1由三种不同着色的像素组成。第一种颜色具有叠印的两个青色墨滴和一个黑色墨滴。第一种颜色打印在单位面积中像素的百分之5.7162上。第二种颜色有叠印的两个品红色墨滴。第二种颜色打印在单位面积中像素的百分之18.6519上。第三种颜色是黑色基底(即，没有油墨打印在这个像素上)。第三种颜色包括单位面积中像素的百分之75.6319。这三种颜色的面积覆盖之和等于1(或100％)。在使用特定的面积覆盖打印时，这三种不同着色的像素创建最终色。

创建同一最终色的两种不同的NPac被称为条件等色。给定的最终色通常有多个NPac或条件等色。一些条件等色对于滴重的给定变化在最终色中有较大的改变或偏移。通过对于给定的最终色选择对滴重变化最敏感的NPac，当使用该NPac在校准对象上创建块时，打印机的滴重的给定变化能更加容易地检测到。

图6为多个不同的已知颜色的一组条件等色的图。水平轴是颜色样本号。垂直轴是由于用于对块进行打印的模具的滴重的恒定改变而造成的块中颜色改变的测量(CIEΔΕ2000色差标准)。图中的每个已知颜色使用两个不同的NPac创建。每种已知颜色的两个NPac由垂直线连接。底部NPac是示出块的最终色针对滴重的给定改变产生最少量改变的NPac(即该NPac对滴重改变最不敏感)。顶部NPac是示出块的最终色针对滴重的给定改变产生最大量改变的NPac(即该NPac对滴重改变最敏感)。

对于给定最终色，连接顶部NPac与底部NPac的线的长度与该颜色的最不敏感NPac和最敏感NPac之差成比例。最终色662有连接顶部NPac到底部NPac的短线。这表明这两个NPac之间的滴重变化的敏感度之差是低的。使用这些NPac中的任一个在校准对象上创建颜色将导致对滴重变化同样敏感的校准块。最终色664有连接顶部NPac到底部NPac的长线。这表明这两个NPac之间的滴重变化的敏感度之差是高的。使用顶部NPac在校准对象上创建颜色将导致对滴重变化较敏感的校准块。

使用对滴重变化较敏感的NPac的校准对象将示出对于滴重的给定改变更大的颜色改变。这允许打印机使用较不敏感的传感器来检测滴重的给定改变或允许打印机拥有有更好信噪比的更鲁棒的读数。因为一些颜色仅具有对滴重改变有低敏感度的NPac(就像颜色662)，所以已知颜色可以被改变为具有对滴重改变有较高敏感度的NPac的类似颜色。通过在图6中选择具有大约相同的垂直线长度的已知颜色，对象中不同着色的块的敏感度会大约相同。

在一示例中，模具之间5％的滴重变化能导致PWA打印机的打印输出中令人讨厌的颜色改变。因此，打印机中模具之间的校准需要纠正像5％滴重改变一样小的改变。打印机使用能重复检测两种颜色之间一个dE的改变的传感器。国际照明委员会(CIE)有一种测量两种颜色之间的差的方法，两种颜色之间的差称为ΔΕ*_ab(也称为ΔΕ*、dE*、dE或“DeltaE”)。用于计算dE的公式已随时间被更新。在本申请中，当提及色差或dE测量时，将采用CIE在2000年公布的公式。小于一个dE的改变很难被检测到。因此，为校准对象选择的颜色都具有对于滴重的给定改变导致一个dE或更大的颜色改变的NPac。针对四种不同的最终色，如下列出了4个示例性NPac：

NPac2＝Y:0.863999,YYK:0.013672,CC:0.122329

NPac3＝W:0.051769,K:0.117I75,KK:0.067286,YK:0.204654,YY:0.005938,M:0.004677,MYK:0.001737,C:0.412779,CK:0.057818,CY:0.029132,CYK:0.001470,CYYK:0.002401,CC:0.025763,CCY:0.017400

NPac4＝YY:0.072963,w:0.815201,ΥΥΚ:0.111836

NPac5＝W:0.828742,ΜΜΥ:0.151874,YYKK:0.015825,MMKK:0.003558

当使用针对5个示例性NPac有不同滴重的不同模具打印块时，模具间的测量结果如下：

NPac1具有1.8dE

NPac2具有1.5dE

NPac3具有1.0dE

NPac4具有1.6dE

NPac5具有1.9dE

针对滴重的给定改变的颜色改变中的每一个都是1dE或者更大。因此使用这些NPac打印的以及使用打印机中的标准传感器测量的校准对象能够检测到模具间18％的滴重差。随后，打印机能够被校准以纠正模具间18％的滴重差。

针对给定的已知或最终色确定对滴重改变最敏感的NPac可以通过实验方式进行。在一个示例中，针对每种油墨组合使用两支笔的打印机被修改为创建两支笔之间的滴重失衡。通过以不同的方式调整这对笔中每一支的温度设置(例如，最大化两支笔中一支的温度设置，并最小化另一支的温度设置)，来修改打印机。所有笔对的温度设置都被改变为使得滴重差对于所有不同颜色的油墨都大约相同。

通常，1℃的笔温度差导致1％的滴重改变。每对笔之间的温度设置差是18℃。这表示每对笔之间的滴重差可能在百分之16和20之间。图7为NPac6和NPac7的示例输出，如下所示：

NPac6＝CMMY<1％,CCMYKK<1％,CCYKK1％,MYY2％,CC2％,MKK3％,w91％

NPac7＝CCM1％,CCMMYY1％,YKK6％,w92％

图7是使使用两个模具之一的温度设置被最大化并且另一个的温度设置被最小化的模具对打印的。打印方向由箭头P示出。图像的左半部分是从NPac6打印的最终色，而图像的右侧是从NPac7打印的最终色。模具位置在图右侧示出。第一对模具(模具1A和1B)是顶上的两个模具，随后是模具2A和2B。

在从NPac6打印的最终色(图像的左侧)中，很难看到不同模具之间的位置或边界。这表明NPac6对滴重改变不敏感。相反，在从NPac7打印的最终色(图像的右侧)中，能很清楚地看到不同模具之间的位置或边界。这表明NPac7对滴重改变敏感。

每个已知颜色的样本NPac的集合使用两对笔来打印。测量每对块，并且计算两个测量值的差。选择在从这对笔打印的两个块之间具有最大测量色差的NPac作为对滴重变化最敏感的NPac。对于每种已知颜色，使用对滴重变化最敏感的NPac来创建校准对象。作为校准打印机的第一步，该校准对象被打印。

在一个示例中，打印杆中的每个模具将打印校准对象。因此，校准对象中的每个已知颜色将由每个模具打印。当测量被打印的校准对象时，每个已知颜色将针对每个模具有对应的测量颜色。可以针对给定的已知颜色，计算针对每个模具的测量颜色值之差。使用这个差，能够调整(或校准)每个模具的颜色管道以减少不同模具之间的色差。在一个示例中，模具的每一端会打印校准对象。被打印的颜色将被测量，并用于校准模具的每一端。针对模具两端之间的喷嘴，对校准值进行插值。

上述的校准对象使用NPac创建。用于针对给定颜色确定对滴重改变敏感的油墨集合的技术并不限于NPac，也能用于传统的打印方法。使用传统的打印方法，只有三种油墨颜色的打印机只具有三种油墨的一种组合会创建一种给定颜色。使用传统的打印方法，使用四种或更多种颜色的油墨的打印机具有产生相同已知颜色的油墨组合的多个集合。传统的打印方法通常使用颜色矢量来指定颜色。颜色矢量是用于给定已知颜色的每种颜色的油墨的量。

使用针对NPac描述的试验方案，对于传统的打印方法，也能确定对滴重改变最敏感的油墨集合。使用颜色矢量或使用NPac之间的差别是NPac的搜索空间比颜色矢量的大。例如，当使用颜色矢量时，你需要至少4种油墨颜色，而当使用NPac时只需要三种油墨颜色。

校准图表中的已知颜色能够被描述为原色的比例覆盖。原色是在色彩空间中时的不同的油墨颜色。当使用半色调面积诺伊格鲍尔分隔(HANS)时，原色是NPac。例如，对于四种油墨颜色的系统，已知颜色的在色彩空间中的原色的比例覆盖将是C％、Y％、M％、K％。其中，C％、Y％、M％、K％是用于给定颜色的不同油墨的百分比。当使用HANS时，针对已知颜色，原色的比例覆盖是NPac，例如NPac1。针对给定的滴重改变，比给定最终色的原色的其它比例覆盖改变更多颜色的相同最终色的原色的比例覆盖被定义为对滴重改变敏感。

上述打印机是页宽阵列(PWA)打印机。本发明并不限于PWA打印机。任何需要校准的打印机都能选择已知颜色的对滴重改变敏感的原色的比例覆盖。这能增加校准对象中块的信噪比，或者能被用于在测量每个打印块的颜色时允许不太敏感的传感器。

Claims

1.一种打印机，包括：

打印杆，具有用于至少一个模具的底座；

处理器，用于控制所述打印机，所述处理器连接到所述用于至少一个模具的底座；

存储器，连接至所述处理器，所述存储器中装载有校准模块；

所述校准模块在被所述处理器执行时，使得所述打印机在所述模具被安装到所述打印杆上时使用所述至少一个模具来打印校准对象；

所述校准对象具有已知颜色的至少一个块，所述已知颜色由对滴重改变敏感的原色的比例覆盖创建。

2.如权利要求1所述的打印机，其中所述原色的比例覆盖是从导致相同的已知颜色的多个NPac中选择的NPac。

3.如权利要求1所述的打印机，其中所述原色的比例覆盖是从导致相同的已知颜色的多个颜色矢量中选择的颜色矢量。

4.如权利要求1所述的打印机，其中所述原色的比例覆盖针对滴重的给定改变具有至少一个dE的颜色改变。

5.如权利要求4所述的打印机，其中所述滴重的给定改变在1％与20％之间。

6.如权利要求1所述的打印机，其中所述打印机仅使用三种颜色的油墨。

7.如权利要求1所述的打印机，进一步包括：

位于打印杆上的用于多个模具的底座；并且

其中所述多个模具中的每一个在被安装到所述打印杆上时打印所述校准对象。

8.如权利要求1所述的打印机，其中所述至少一个模具具有第一端和与第一端相对的第二端，并且其中所述校准对象在所述至少一个模具的第一端和第二端处被打印。

9.一种非暂时性计算机可读介质，包括校准模块，所述校准模块在被处理器执行时打印校准对象，所述校准对象包括：

多个已知颜色，其中所述多个已知颜色中的每一个由对滴重改变敏感的原色的比例覆盖创建。

10.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述原色的比例覆盖中的每一个针对滴重的给定改变具有至少一个dE的颜色改变。

11.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述滴重的给定改变在1％与20％之间。

12.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述原色的比例覆盖中的每一个是NPac。

13.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述校准对象是由打印机中的每个模具打印的。

14.如权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述校准对象是由打印机中的每个模具的每一端打印的。

15.一种用于打印校准对象的方法，包括：

使用打印机中的每个模具打印多个已知颜色，其中所述多个已知颜色中的每一个由对滴重改变敏感的原色的比例覆盖创建。