CN105829114A - 打印机针对介质颜色的校准 - Google Patents

Abstract

公开了一种打印机。该打印机被校准以使用彩色介质。通过将用于任意彩色介质上的原始色彩查找表(CLUT)转换成用于具有被测量颜色的彩色介质上的修改后CLUT来对打印机进行校准。用测量到的介质颜色来修改原始CLUT中的多个输出颜色中的每一个。

Description

打印机针对介质颜色的校准

背景技术

在刚性介质上进行打印的打印机经常使用彩色介质。彩色介质是任意非白色的介质。所使用的一些彩色介质为原材料，例如：木材、铝、纸板等。从原材料中制成的介质具有该原材料的颜色，例如纸板的棕色。一些其他类型的刚性介质包括：聚氯乙烯(PVC)泡沫、塑料薄膜、波纹塑料等。这些介质通常具有附加颜色，例如：黑色、红色、黄色等。当将彩色图像打印到这些非白色的介质上时，打印机通常会将不透明的白色油墨层打印到该介质上，然后在该白色层之上打印图像。通过在不透明的白色层之上打印图像，使得最终图像保持其正确的颜色。

附图说明

图1是对用于彩色介质的打印机进行校准的示例性流程图。

图2是示例性打印机200的示意图。

图3是示例性打印机300的电气框图。

图4是联接到存储器364的处理器的示例性框图。

具体实施方式

通常喷墨彩色油墨是稍微透明的。这使得它们在被施加于彼此之上时能够混合在一起以获得合成色。大多数介质是白色的。喷墨油墨的半透明性质允许光线穿透至白色介质以及由白色介质反射出。这使得油墨能够呈现光的颜色。它还允许背光式应用，其中光线需要从背侧穿过油墨。

油墨的半透明性质使得它难以被直接打印在彩色介质(即，非白色的介质)上，这是因为介质的颜色将会影响观察到的最终颜色。作为示例，如果在白色介质上打印上青色块，则可以看到浅青色块，如果相同的青色块被打印在红色介质上，则最终颜色将是蓝色。这是因为最终颜色是介质颜色与油墨颜色的混合。如果油墨是不透明的，则光线就不会到达介质，介质颜色就不会影响到被打印的油墨的颜色。因此青色油墨的两种色块会显现为相同的颜色。

喷墨打印机通过将一层不透明的白色油墨打印到彩色介质上来克服在彩色介质上进行打印时所产生的这个问题。白色油墨被应用在使用彩色油墨或图像内容为白色的任意地方。白色油墨以厚层(油墨密度为彩色油墨的两倍)的方式被施加以完全地覆盖介质并且避免该介质的颜色对最终图像的影响。彩色油墨被打印在白色的油墨层之上。遗憾的是，不透明的白色油墨通常比标准工艺的彩色油墨更为昂贵。此外，在彩色油墨被打印在白色层上之前，白色油墨可能需要干燥或固化。当在彩色介质上进行打印时，这增加了成本并且使打印工序变得缓慢。

在本发明的一个示例中，介质颜色被用作颜色管理处理的一部分。介质颜色被用作颜色成分，以生成在图像中呈现的每个目标颜色。白色油墨和介质颜色被混合在一起以创建新的工艺颜色。新的工艺颜色与青色、品红色、黄色和黑色(CMYK)油墨一起使用，以形成最终的图像。白色油墨被放置以作为第一层。使用最小量的白色油墨来创建半透明层，该半透明层使特定量的介质颜色保持可见。保持可见的介质颜色的特定量可以在0(即，没有介质颜色保持可见)和100％(即，全部介质颜色保持可见)之间变化。当白色油墨层被沉积之后，CMYK彩色油墨被沉积在半透明的白色层之上，以创建最终的输出颜色。

例如，当在黑色介质上打印灰色块时，用于将黑色介质变成灰色所需的白色油墨的量最小。不透明的白色油墨层不会完全地覆盖/挡住介质颜色，而仅会根据不同的灰暗度的需求覆盖/挡住介质颜色的一部分。不完全的白色层将与黑色介质颜色混合，以生成所期望的灰色。与其他方法相比，这可以节省白色油墨和黑色油墨。由于并未使用整个不透明的白色层来完全地覆盖介质，因此节省了白色油墨。黑色的介质颜色被用于代替黑色油墨来生成所期望灰度的颜色。因此，不使用黑色油墨。

在本发明的一个示例中，针对所给定的彩色介质对打印机进行校准。通过将用于任意彩色介质上的传统或原始的色彩查找表(CLUT)转换为用于特定的彩色介质上的修改后CLUT来对打印机进行校准。用于任意彩色介质上的传统或原始的CLUT是如下所述的CLUT，针对每个输出颜色具有设置为100％的不透明白色油墨。因为不透明的白色油墨层被沉积在每种颜色之下，所以该CLUT可以被用于任意的介质的颜色上。使用测量到的介质颜色来修改原始的CLUT。不需要其他颜色块或测量。转换后的CLUT具有与原始的CLUT相同的格式。作为结果，当打印机在彩色介质上进行打印时，转换后CLUT可以取代当前颜色处理管道中的原始CLUT。

用于打印机的CLUT是一种多个输入颜色到针对每个输入颜色的输出颜色的映射。多个输出颜色也被称为颜色节点。输出颜色是在设备空间内。用于打印机的设备空间通常是用于油墨集中的每种油墨的油墨量。CLUT的一个示例被包含在国际色彩委员会(ICC)配置文件中。ICC配置文件将输入颜色映射到设备空间。输入颜色在国际照明委员会(CIE)实验室色彩空间(也称为CIELAB)中被指定。用于打印机的设备空间是针对油墨集中的每种油墨的油墨量。

油墨集包括在打印机中使用的不同的油墨颜色。一些打印机在它们的油墨集中仅具有三种油墨颜色，例如青色、品红色和黄色(CMY)。许多打印机将黑色油墨(K)用作创建四色油墨集(CMYK)的附加油墨颜色。传统上，在彩色介质上进行打印的打印机在油墨集中包括不透明的白色油墨(W)，例如CMYKW。一些打印机在它们的油墨集中具有四种以上的颜色。额外的颜色可被用于提高打印机的色域，或者可被用于平衡使用不同油墨颜色交叉的油墨。额外的颜色可包括：灰色油墨、青色，黄色和品红色油墨的不饱色、红色，绿色或蓝色油墨、以及类似物。

在一个示例中，用于在任意彩色介质上使用的CLUT在油墨集中具有五种油墨。这五种油墨通常是青色、品红色、黄色、黑色和不透明的白色油墨(CMYKW)。CLUT中的白色油墨的值针对每个输入颜色都设定在最大量100％。白色油墨的最大量通常是彩色油墨密度的两倍。所有其他油墨的油墨值基本取决于输入颜色。通过减少针对每个输入颜色使用的白色油墨的量，原始的CLUT将被修改成包括特定量的介质颜色。

图1是对用于彩色介质的打印机进行校准的示例性流程图。校准过程可被用于刚性和非刚性的彩色介质。流程开始于步骤102，其中对彩色介质进行测量。测量可使用例如扫描仪或分光光度计的内部传感器来完成。或者，介质可使用外部传感器来测量。通常，测量将在CIELAB色彩空间中完成，但也可以使用其他的色彩空间。

流程继续到步骤104，其中使用打印机的用于彩色介质的原始CLUT将测量到的介质的颜色值转换为油墨值。通常，用于彩色介质的原始CLUT随打印机一起提供，且用于彩色介质的原始CLUT是基于打印机中所使用的特定的不透明白色油墨的。如果用于彩色介质的CLUT并未随打印机提供，则可以通过执行打印并对使用不透明白色油墨的白色块进行测量并且将信息输入到色彩分析工具中，来创建一个CLUT。

随后流程继续到步骤106，其中使用测量到的介质颜色来修改原始CLUT中的每个输出颜色(或颜色节点)。由于原始CLUT中的输出颜色是在设备空间中的，因此用于修改每个输出颜色的介质颜色也在设备空间中。在108处，来自原始CLUT的修改后的输出颜色被存储到修改后CLUT中。当仍存在有欲修改的输出颜色时，流程返回到106。当原始CLUT中的所有输出颜色都被修改之后，流程前进到112，以完成校准。此时，打印机可以在介质上使用介质颜色作为油墨集的一部分进行打印。

在步骤106中，原始CLUT中的每个输出颜色都被修改。修改分三个步骤进行。第一步骤是确定可被用于生成输出颜色的介质颜色的最大量。对于油墨集中的不包括白色油墨的每个油墨颜色，可被用于生成当前输出颜色的介质颜色的最大量SC_max等于output_color[CMYK]中的油墨量与media_color[CMYK]中的油墨量之间的最小的非零比。

在一个示例中，绿色将被打印在红色介质上。在该示例中，油墨量将为百分比，100表示用于油墨的颜色的油墨的最大量。油墨集将包括CMYKW，但原始CLUT中的白色油墨将一直被设定在100。白色油墨量不被用于确定介质颜色的最大量SC_max，所以它将不被示出。在原始CLUT中绿色具有以下的油墨量[80，30，80，0]。红色介质已被测量，并且在原始CLUT中该介质的相应输出颜色具有以下的油墨量[0，100，100，0]。针对每个油墨颜色，计算出能够被用于生成当前的输出颜色的介质颜色的最大量SC_max，以作为output_color(绿色)和media_color(红色)之间的最小比率。

output_color(绿色)使用的青色油墨量为80。media_color(红色)使用的青色油墨量为0。比率80/0是未定义的。针对品红色、黄色和黑色油墨的比率分别是30/100、80/100和0/0。最小的非零比是针对品红色油墨的0.3，所以SC_max等于0.3。

在修改原始CLUT中的每个输出颜色时的下一步骤是确定修改后的不透明白色油墨的修改后用量。所用的白色油墨的修改后数量等于1－SC_max乘以100。因此针对被打印在红色介质上的绿色所使用的白色油墨的修改后数量为(1－0.3)×100＝70。在修改原始CLUT中的每个输出颜色时的最后步骤是确定CMYK油墨的修改后量。每个输出颜色的修改后的油墨量等于输出颜色的原始油墨量－SC_max乘以介质的油墨量(参见公式1)。

Output_color[CMYK]′＝Output_color[CMYK]－SC_max×Media_color[CMYK][公式1]

在将绿色打印在红色介质上的示例中，修改后的输出颜色将如下：对于青色，原始的油墨量为80，于是修改后的油墨量等于80－0.3×0＝80；对于品红色，修改后的油墨量等于30－0.3×100＝0；对于黄色，修改后的油墨量等于80－0.3×100＝50；对于黑色，修改后的油墨量等于0－0.3×0＝0。表1总结了被用于将绿色打印在红色介质上的油墨量在打印一层不透明白色油墨的传统方法与将介质颜色用作油墨集的一部分的新方法这两者之间的变化。

表1

这表明，将介质颜色用作油墨集的一部分降低了31％的油墨用量。

图2是示例性打印机200的示意图。打印机200包括：输入托盘240、拾取辊242、一对夹送辊244、打印头246、传感器256、一对输出辊248和输出托盘250。输入托盘240包括一叠空白介质252。空白页沿着纸张路径一页一页地从输入托盘240中移动到输出托盘250。纸张路径从输入托盘240运行到一对夹送辊244之间、打印头246和传感器256之下、一对输出辊248之间、并且进入到输出托盘250。拾取辊242使顶部片材254从一叠介质252中朝向夹送辊244移动。页254在从一叠252的顶部移开之后被示出。

输入托盘240中的一叠介质可以是柔性介质(例如纸张)，或者也可以是刚性介质(例如纸板)。在一些示例中，刚性介质可使用与柔性介质不同的输入托盘或不同的送料机构。随着介质在打印头246的下方通过，打印流体被沉积在介质上。打印流体是用于打印处理中的任意类型的流体，并且可以包括：油墨、底漆、亮光漆，金属填充物等。打印头246可以是扫描型的打印头，其在垂直于纸张前进方向的方向上来回跨越介质移动以将打印流体沉积在介质上。或者打印头246可以是页宽阵列(PWA)，其随着介质在打印头246的下方通过，跨越介质的整个宽度来沉积打印流体。

介质在打印头246的下方通过之后通过传感器256的下方。传感器256可以是扫描仪或分光光度计。传感器256被用来测量纸张路径中的介质的颜色。传感器256可以是扫描型的传感器，在其对介质扫描时在垂直于纸张前进方向的方向上来回跨越介质移动。或者传感器256可以是页宽阵列(PWA)传感器，随着它在传感器256的下方移动，在宽度上扫描介质。传感器256可以在红色、绿色和蓝色(RGB)色彩空间或在CTELAB色彩空间中生成测量结果。当传感器256在RGB色彩空间中生成测量结果时，测量结果可以被转换成CIELAB色彩空间。测量到的介质颜色将被用于将在任意彩色介质上使用的CLUT修改为在被测介质上使用的CLUT。

上面描述的打印机是供纸打印机。在其他示例中，打印机可以是辊对辊打印机、刚性平板单一进料底部拾取打印机、辊到活动板打印机等。此外，堆叠器或其他类型的整理设备可以与打印机一起使用。

图3是示例性打印机300的电气框图。打印机包括在总线372上被联接在一起的控制器362、存储器364、输入/输出(I/O)模块366、打印头368和传感器374。在一些示例中，打印机还可以具有用户界面模块、输入装置等，但是为了清楚起见，这些项目并未示出。控制器362包括至少一个处理器。处理器可包括中央处理单元(CPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、或这些装置的组合。存储器364可包括易失性存储器、非易失性存储器、和存储装置。存储器364是非暂时性计算机可读介质。非易失性存储器的示例包括，但并不限于，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和只读存储器(ROM)。易失性存储器的示例包括，但并不限于，静态随机存取储存器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)。存储装置的示例包括，但并不限于，硬盘驱动器、光盘驱动器、数字多功能磁盘驱动器、光学驱动器、以及闪存装置。

I/O模块366被用来将打印机联接到其他设备，例如，因特网或计算机。打印机具有计算机可执行代码，其通常被称为固件，并且被存储在存储器364中。固件作为计算机可读指令被存储在非暂时性计算机可读介质中(即，存储器364)。处理器通常检索并执行被存储在非暂时性计算机可读介质中的指令，以对打印机进行操作并执行功能。在一个示例中，处理器执行代码，该代码对用于彩色介质的打印机进行校准。

图4是被联接到存储器364的处理器的示例性框图。存储器364包含固件480。固件480包含介质校准模块484。处理器执行介质校准模块484中的代码，以对用于彩色介质的打印机进行校准。介质校准模块可以使用图1所示的方法来校准用于彩色介质的打印机。

Claims (15)

1.一种打印机，包括：

打印头，将打印流体沉积在介质上；

控制器，对所述打印头进行控制，所述控制器具有处理器；

存储器，被联接到所述控制器，所述存储器具有装载于其中的介质校准模块；

当由所述处理器执行时，所述介质校准模块使所述打印机将存储在所述存储器中的原始色彩查找表(CLUT)修改成用于在彩色介质上使用的修改后CLUT，其中使用测量到的所述介质的颜色来修改所述原始CLUT，并且其中所述原始CLUT是用于任意彩色介质上的。

2.根据权利要求1所述的打印机，其中修改所述原始CLUT包括：

针对所述原始CLUT中的每个输出颜色：

基于测量到的所述介质的非白色的颜色和所述输出颜色，来确定最大介质颜色SC_max；

基于所述最大介质颜色SC_max，来确定每个非白色油墨的修改后油墨量；

基于所述最大介质颜色SC_max，来确定白色油墨的量。

3.根据权利要求1所述的打印机，进一步包括：

分光光度计，测量载入所述打印机的介质的颜色。

4.根据权利要求1所述的打印机，进一步包括：

油墨集，所述油墨集包括多个彩色油墨和不透明白色油墨；

修改后CLUT，具有多个输出颜色，每个输出颜色针对所述不透明白色油墨具有小于100％的油墨水平。

5.根据权利要求4所述的打印机，其中，所述多个彩色油墨包括：青色油墨、品红色油墨、黄色油墨以及黑色油墨。

6.根据权利要求1所述的打印机，其中，所述介质是刚性的。

7.一种校准打印机的方法，包括：

将用于任意彩色介质上的原始色彩查找表(CLUT)转换成用于彩色介质上的修改后CLUT，其中所述原始CLUT具有多个输出颜色；

使用测量到的所述介质的颜色修改所述原始CLUT中的所述多个输出颜色中的每个输出颜色；

将修改后的输出色彩保存到所述修改后CLUT。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，修改所述原始CLUT中的所述多个输出颜色中的每个输出颜色包括：

基于测量到的所述介质的颜色和所述输出颜色，来确定最大介质颜色SC_max；

基于所述最大介质颜色SC_max，来确定每个非白色油墨的修改后油墨量；

基于所述最大介质颜色SC_max，来确定白色油墨的量。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

使用所述修改后CLUT在所述介质上进行打印。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

使用所述打印机内部的分光光度计来测量所述介质的颜色。

11.根据权利要求7的方法，其中，所述打印机具有油墨集，所述油墨集包括多个彩色油墨和不透明白色油墨；

所述修改后CLUT具有多个输出颜色，每个输出颜色针对所述不透明白色油墨具有小于100％的油墨水平。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个彩色油墨包括：青色油墨、品红色油墨、黄色油墨以及黑色油墨。

13.根据权利要求7所述的方法，其中，所述介质是刚性的。

14.一种包含有计算机指令的非暂时性计算机可读介质，在所述计算机指令由处理器执行时，校准打印机，包括：

将用于任意彩色介质上的原始色彩查找表(CLUT)转换成用于彩色介质上的修改后CLUT，其中所述原始CLUT具有多个输出颜色；

使用测量到的所述介质的颜色，来修改所述原始CLUT中的所述多个输出颜色中的每个输出颜色。

15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读介质，其中，修改所述原始CLUT中的所述多个输出颜色中的每个输出颜色包括：

基于测量到的所述介质的颜色和所述输出颜色，来确定最大介质颜色SC_max；

基于所述最大介质颜色SC_max，来确定每个非白色油墨的修改后油墨量；

基于所述最大介质颜色SC_max，来确定白色油墨的量。