CN1683164B - 打印设备和在其内进行颜色校准的系统以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用颜色传感器的墨水和介质感测。打印设备包括控制器、光发射器和颜色传感器。控制器控制打印功能。光发射器将光发射到被馈送进打印设备的介质上。颜色传感器检测从介质反射的来自光发射器的光。颜色传感器生成被控制器利用的反馈信号。

Description

打印设备和在其内进行颜色校准的系统以及方法
技术领域
本发明涉及打印设备，更具体地，涉及打印设备中的感测装置和方法。 
背景技术
打印机、影印机、传真机、绘图机等中所包含的打印设备被用于将信息放置到诸如纸张、编织物、纺织品等介质上。现代打印设备常常具有一个或多个内置传感器，用于执行一种或多种感测任务，例如感测介质边缘、感测介质类型、感测温度、感测湿度、感测墨水浓度等。 
在正常操作期间以及校准期间都可以使用传感器。例如，校准操作可以包括打印测试图案，随后扫描该测试图案。可以使用发光二极管和光学传感器执行扫描，其中发光二极管发射经过测试图案的光，光学传感器检测从测试图案反射的光的量。从反射光，可以估计所用墨水的布局和墨滴量以及其他特性。从对测试图案的扫描所搜集的信息使得可以对打印机做出调整。这些调整包括调整射出(fire)时间和放到介质上的墨水量。 
现有技术中，光学传感器只是检测光的量，而不能判断光的颜色。因此，来自光学传感器的信息对于执行某些打印机功能来说不是最优的，例如打印机颜色校准。 
发明内容
根据本发明的实施例，打印设备包括控制器、光发射器和颜色传感器。控制器控制打印功能。光发射器被设置以将光发射到被馈送进打印设备的介质上。颜色传感器检测从介质反射的来自光发射器的光。颜色传感器生成被控制器利用的反馈信号。 
附图说明
图1是根据本发明实施例的在打印设备中使用的传感器系统的简化框图。 
图2是颜色传感器的简化框图。 
图3是打印设备的简化框图。 
具体实施方式
图1是打印设备中使用的传感器系统的简化框图。传感器系统包括安装在夹具13上的光发射器14。例如，光发射器14是白色发光二极管(LED)。夹具13例如是喷墨打印机中的打印头。或者，夹具13是专用于辅助扫描的夹具，或者是其上可以安装光发射器14的打印设备上任何可用结构。 
如光束18和入射光19所示，从光发射器14发射的光的一部分从介质11或介质11上的墨水被反射，并且被颜色传感器17捕获。例如，颜色传感器17位于透明外壳16内。模数转换器(A/D)15接收用于红色信号的模拟信号Vout(R)21、用于绿色信号的模拟信号Vout(G)22和用于蓝色信号的模拟信号Vout(B)23。A/D 15产生用于红色信号的数字信号34、用于绿色信号的数字信号35和用于蓝色信号的数字信号36。 
控制器12接收由数字信号34、数字信号35和数字信号36组成的传感器反馈数据。例如，控制器12使用传感器反馈数据来确定介质11上的墨点的大小和位置，用于感测关于介质11的诸如颜色、类型及对准之类的信息，和/或用于感测关于介质11上的墨点颜色的信息。基于传感器反馈数据，控制器12对打印设备做出调整。 
图2是颜色传感器17的简化框图。颜色传感器17接收电源输入信号41和接地输入信号42。例如，电源输入41是5.0伏。例如，颜色传感器17具有波长从400纳米(nm)到700nm的光谱测量。 
响应于入射光19，颜色传感器17生成三个独立输出电压(Vout)：Vout(R)信号21、Vout(G)信号22和Vout(B)信号23。Vout(R)信号21是指示颜色传感器17上的入射光19的红色分量比例的模拟信号。 例如，Vout(R)信号21是0伏和5伏之间的直流电压。Vout(G)信号22是指示颜色传感器17上的入射光19的绿色分量比例的模拟信号。例如，Vout(G)信号22是0伏和5伏之间的直流电压。Vout(B)信号23是指示颜色传感器17上的入射光19的蓝色分量比例的模拟信号。例如，Vout(B)信号23是0伏和5伏之间的直流电压。 
Vout(R)信号21由全部位于颜色传感器17内的光电传感器47、放大器49和反馈电阻器48生成。光电传感器47包括集成的红色滤色器。光电传感器47连接到电源输入信号41。 
Vout(G)信号22由全部位于颜色传感器17内的光电传感器50、放大器52和反馈电阻器51生成。光电传感器50包括集成的绿色滤色器。光电传感器50连接到电源输入信号41。 
Vout(B)信号23由全部位于颜色传感器17内的光电传感53、放大器55和反馈电阻器54生成。光电传感器53包括集成的蓝色滤色器。光电传感器53连接到电源输入信号41。 
图2只是表示了颜色传感器17的实现方式的一个示例。其他实现方式可以例如由分立的光电传感器和滤色器组成或者由在CMOS上集成的颜色传感器等组成。另外，虽然颜色传感器17被图示为使用红、绿、蓝颜色实现，但是也可以使用不同的和/或附加的颜色。例如，可以使用青色、深红和黄色传感器代替红、绿、蓝传感器，或者除了红、绿、蓝传感器外附加青色、品红和黄色传感器。 
图3是示出了控制器12与打印设备10的其他元件的交互的简化框图。控制器12经由接口单元60连接到计算机系统61。接口单元60帮助将数据和命令信号传输到控制器12，以便进行打印。接口单元60还使得打印设备10能够电连接到输入设备63，以便下载要被打印在打印介质11上的打印图像信息。输入设备63可以是能连接到打印设备10上的任何类型的外围设备(例如，扫描仪或传真机)。 
为了至少临时地存储数据，打印设备10包括存储器单元64。存储器单元64被分为帮助打印机操作的多个存储区域。这些存储区域包括数据存储区域74、驱动器例程存储76和算法存储区域78，算法存储区域78 保存有助于打印设备10的各种机械机构的机械控制实现的算法。 
数据区域74接收数据文件，这些数据文件定义要被打印以在介质11上形成预期对象或文本图像的各个像素值。驱动器例程76包含打印机驱动器例程。算法78包括这样的例程：该例程控制用于穿过打印设备将介质11从供应器或馈送盘移动到输出盘的送纸/堆纸机构的例程，以及控制托架机构的例程，其中托架机构使得打印头托架单元在导杆上移动越过打印介质11。 
在操作中，打印设备10响应于在打印介质11是打印全色或黑色打印图像的命令。除了与存储器单元64交互之外，控制器12还控制送纸/堆纸机构66和托架机构68。控制器12还向一个或多个打印头转发打印头射出数据，其中所述一个或多个打印头在图3中用打印头70表示。例如，在接口60处接收的数据包括用于打印的描述被打印字符和/或图像的信息。例如，输入数据可以是打印机格式语言的形式，例如Postscript、PCL 3、PCL 5、HPGL、HPGL 2或它们的某种相关版本。或者，输入数据可以格式化为栅格数据或某种其他打印机语言。发送到打印头70的打印头射出数据被用于控制与诸如用于热喷墨打印机、压电喷墨打印机或其他类型的打印机的喷墨打印机喷嘴相关的喷射元件。 
控制器12在控制打印设备10时使用由数字信号34、数字信号35和数字信号36组成的传感器反馈数据。例如，基于传感器反馈数据，控制器12改变对用于打印的数据进行格式化的算法，以校准打印在介质11上的图像的颜色。例如，基于传感器反馈数据，控制器12改变对打印头70的控制信号，例如通过改变打印头70内的喷嘴的射出频率和/或射出定时，以控制墨水喷射。例如，基于传感器反馈数据，控制器12可以选择要被用于打印的喷嘴。例如，基于传感器反馈数据，控制器12可以改变打印设置，以将纸张的未对准考虑进去。例如，基于传感器反馈数据，控制器12可以改变打印设置，以将检测到的纸介质类型考虑进去。例如，基于传感器反馈数据，控制器12改变对托架机构68的控制信号，以改变介质的射出对准。 
前述讨论仅仅是公开和描述了本发明的示例方法和实施例。本领域的 技术人员会理解，本发明可以以其他具体形式实施，而不脱离本发明的精神或本质特点。因此，本发明的公开只是示例性的，而不是限制本发明的范围，本发明的范围由权利要求设定。 

Claims (15)

1.一种打印设备内的颜色校准系统，包括：
控制打印功能的控制器；
被设置以将光发射到被馈送进所述打印设备的介质上的光发射器；和，
检测从所述介质反射的来自所述光发射器的光的颜色传感器，所述颜色传感器生成用于每种被检测颜色的独立颜色信号以形成被所述控制器利用的反馈信号，所述控制器使用所述反馈信号以对被置于所述介质上的图像进行颜色校准，所述颜色信号指示相应颜色的分量比例，
其中，所述控制器使用所述反馈信号以进行如下操作中的至少一项：
调整打印头的射出定时；
调整被置于所述介质上的墨水量；以及，
选择要被用于打印的喷嘴。
2.根据权利要求1所述的颜色校准系统，还包括：
模数转换器，在将来自所述颜色传感器的所述反馈转发至所述控制器之前，所述模数转换器将所述反馈信号从模拟的转换为数字的。
3.根据权利要求1所述的颜色校准系统，其中，所述颜色传感器检测下列颜色：红色、绿色和蓝色。
4.根据权利要求1所述的颜色校准系统，其中，所述光发射器是白色发光二极管。
5.一种打印设备，包括：
用于控制打印功能的控制器；
被设置以将光发射到被馈送进所述打印设备的介质上的光发射器；和
用于检测从所述介质反射的来自所述光发射器的光的颜色传感器，所述颜色传感器生成用于每种被检测颜色的独立颜色信号以形成被所述控制器利用的反馈信号，所述颜色信号指示相应颜色的分量比例，
其中，所述控制器将所述反馈信号用在颜色校准中，并且所述控制器使用所述反馈信号以进行如下操作中的至少一项：
调整打印头的射出定时；
调整被置于所述介质上的墨水量；以及
选择要被用于打印的喷嘴。
6.根据权利要求5所述的打印设备，还包括：
模数转换器，在将来自所述颜色传感器的所述反馈转发至所述控制器之前，所述模数转换器将所述反馈信号从模拟的转换为数字的。
7.根据权利要求5所述的打印设备，其中，所述颜色传感器检测下列颜色：红色、绿色和蓝色。
8.根据权利要求5所述的打印设备，其中，所述光发射器是白色发光二极管。
9.一种用于在打印设备内进行颜色校准的方法，所述方法包括：
在被馈送进所述打印设备的介质上打印信息；
将光发射到所述介质上；
检测从所述介质反射的光的多种颜色；以及，
基于所述检测到的多种颜色，调整所述打印设备的颜色校准，
其中，检测光的多种颜色包括：
生成用于每种被检测颜色的独立颜色信号，所述颜色信号指示相应颜色的分量比例，
其中，调整所述打印设备的颜色校准包括使用所述反馈信号以进行如下操作中的至少一项：
调整打印头的射出定时；
调整被置于所述介质上的墨水量；以及
选择要被用于打印的喷嘴。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，检测光的多种颜色包括：
生成用于每种被检测颜色的独立模拟颜色信号；以及，
将用于每种被检测颜色的所述独立模拟颜色信号转换为数字颜色信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多种颜色包括红色、绿色和蓝色。
12.一种打印设备，包括：
用于在被馈送进所述打印设备的介质上打印信息的打印装置；
用于将光发射到所述介质上的发射装置；
用于检测从所述介质反射的光的多种颜色的检测装置；和
用于基于所述检测到的多种颜色来调整所述打印设备的颜色校准的调整装置，
其中，所述检测装置包括：
生成用于每种被检测颜色的独立颜色信号的生成装置，所述颜色信号指示相应颜色的分量比例，并且
所述调整装置使用所述反馈信号以进行如下操作中的至少一项：
调整打印头的射出定时；
调整被置于所述介质上的墨水量；以及，
选择要被用于打印的喷嘴。
13.根据权利要求12所述的打印设备，其中，所述检测装置包括：
生成用于每种被检测颜色的独立模拟颜色信号的生成装置；和
将用于每种被检测颜色的所述独立模拟颜色信号转换为数字颜色信号的转换器装置。
14.根据权利要求12所述的打印设备，其中，所述多种颜色包括红色、绿色和蓝色。
15.根据权利要求12所述的打印设备，其中，所述发射装置是白色发光二极管。
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