专利名称：具有色粉爆发补偿的激光打印装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及打印装置，更具体地，涉及具有色粉爆发(tonerexplosion)补偿的激光打印装置和方法。
背景技术：
彩色和灰度值数字图像都是由图片元素(像素)组成的，其中每个像素由定义颜色或灰度级的多个二进制位表示。为了在二值(bi-level)打印机上表示这样的图像，各个彩色或灰度级像素一般通过使用数字半色调(halftoning)处理而被转换为二进制级像素。
除了数字半色调之外，还要对色粉爆发情况对图像进行补偿。色粉爆发是出现在激光或发光二极管(LED)打印机中的问题。如果不进行校正，则色粉的某些线的宽度可能会使得线的某些部分呈爆裂状并且沿着页面散开，如图1的58所示。色粉爆发问题与色粉在介质上的量和布置以及介质的含水量有关。激光打印机一般利用静电将色粉附着到介质上，然后利用加热并碾压介质的加热组件(fuser)，永久地将色粉熔融或溶化到介质中。当介质在打印机的加热组件中被加热和碾压时，介质中的水份会试图逸出，这会使得色粉沿着介质重新分布(例如爆发或散开)。色粉的大区域可能具有相同的色粉爆发问题，但是由于周围有很多其他色粉，因此色粉一般不会沿着页面重新分布。色粉爆发也可能发生在任何黑区的底边上。
一般在1位数据上执行模板匹配，以基本估计灰度级图像中(即在半色调之前)的图像特征的原始光滑形状是什么样子，并识别色粉爆发情况。模板匹配将1位数据的窗(例如7×9个像素)与上百个模板进行比较，以识别窗中的特征并识别色粉爆发情况。窗绕着整个1位图像被移动，以识别整个图像的特征和色粉爆发情况。图像中的所有位都被处理。如果某个模板与窗匹配，则该窗的中心位就被替换。处理后的图像在打印输出中去除或减少了锯齿边缘，并且消除或大大减少了色粉爆发情况。一般地，模板匹配由专用硬件执行。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种打印装置。该打印装置包括含有寄存器的处理器，以及被配置为存储图像数据的存储器。处理器被配置为将图像数据的部分载入寄存器，并对除了被载入寄存器的边界位置的图像数据之外的被载入寄存器的图像数据的部分执行色粉爆发补偿。
图1是示出了色粉爆发的示例的图像。
图2A是示出了打印系统的主要部件的一个实施例的框图。
图2B是示出了打印系统的主要部件的另一实施例的框图。
图3A是示出了具有样本数据的寄存器的一个实施例的表。
图3B是示出了具有样本数据的寄存器的一个实施例的表。
图4A是示出了用于1位模式匹配的两个色粉爆发模板的一个实施例的示图。
图4B是示出了用于二进制码2位模式匹配的两个色粉爆发模板的示图。
图4C是示出了用于灰度码2位模式匹配的两个色粉爆发模板的一个图5是示出了在执行色粉爆发补偿之前，每像素1位的样本数据的一个实施例的示图。
图6A是示出了在图5的样本数据上执行色粉爆发补偿之后的样本数据的一个实施例的示图。
图6B是示出了在图5的样本数据上执行色粉爆发补偿之后的样本数据的另一实施例的示图。
图7是示出了用于执行色粉爆发补偿的方法的一个实施例的流程图。
具体实施例方式
下面参照附图对优选实施例进行详细描述，附图构成本说明的一部分，并且其中图示了可实现本发明的具体实施例。应当理解，可以使用其他实施例，并且可以在不偏离本发明范围的情况下作出结构上或逻辑上的改变。因此，下面的详细描述不应当被理解为限制性的，而且本发明的范围由所附权利要求限定。
图1是示出了色粉爆发的示例50的图像。色粉爆发示例50包括打印在纸60上的线52、54和56。线54下方的58指示了色粉爆发。色粉爆发58的发生是由于线54上色粉的量和布置以及纸60的含水量。当纸60在打印机的加热组件中被加热和碾压时，纸60中的水份试图逸出。在打印机的加热组件中，一些色粉沿着页面重新分布，如58所示。通过减小线54上某些区域中的色粉量，58所示的色粉爆发可被避免或大大减小。
图2A的框图示出了打印系统100A的主要部件的一个实施例。打印系统100A包括主机或计算机102和打印机120。在一个实施例中，打印机120是激光打印机或激光打印装置。打印系统100A被配置为在图像数据被打印前，在图像数据上执行色粉爆发补偿。
计算机102包括处理器104、存储器108，以及输入/输出(I/O)接口116，它们经由总线106而被可通信地耦合在一起。驱动程序110、要打印的数据112以及图像数据114被存储在存储器108中。在一个实施例中，驱动程序110由处理器104执行，以将要被打印的数据112描绘(render)为图像数据114。要被打印的数据112可以是任意类型的可打印数据，例如图像文件、字处理文件，等等。在一个实施例中，图像数据114包括行和列，并且在每行和每列的交点处定义一个像素。在本发明的一种形式中，图像数据114包括多个像素，每个像素由多位值表示(例如每个像素由N位值表示，其中N大于1)。在另一实施例中，图像数据114中的每个像素由2位值表示(例如黑、白，和两个灰度级)。在另一实施例中，每个像素由1位值表示(例如黑和白)。
打印机120包括处理器122、I/O接口126、存储器128，以及激光打印引擎130，它们经由总线124而被可通信地耦合在一起。在一个实施例中，处理器122是用于实现用于执行色粉爆发补偿的定制指令(custominstruction)的定制处理器(custom processor)。
打印机120的I/O接口126通过通信链路118而电耦合到计算机102的I/O接口116。在一个实施例中，I/O接口116和126是串行接口，例如通用串行总线(USB)接口，而通信链路118是USB电缆。在另一实施例中，I/O接口116和126是网络接口，而通信链路118是网络，例如局域网。在其他实施例中，可以使用其他合适类型的接口和通信链路，包括用于无线通信的接口和通信链路。
在将数据112描绘为图像数据114之后，计算机102经由通信链路118将图像数据114输出到打印机120。所接收的图像数据114被存储在打印机120的存储器128中，其中处理器122使用寄存器132对图像数据114执行色粉爆发补偿，如下面参照图3～图7而进一步详述的那样。在完成色粉爆发补偿后，激光打印引擎130从存储器128获取色粉爆发补偿后的数据，并在介质上打印该数据。在另一实施例中，色粉爆发补偿是由计算机102执行的。
图2B的框图示出了打印系统100B的主要部件的另一实施例。打印系统100B包括与打印系统100A类似的硬件。但是在系统100B中，图像数据114是由打印机120而不是计算机102描绘的。在一个实施例中，驱动程序140将要被打印的数据112转换为描述文件142。在本发明的一种形式中，驱动程序140是打印机命令语言(PCL)驱动程序，用于将数据112转换为包括数据和高级命令(例如，将Helvetica 12磅字母“Q”放置在页面的位置x，y上)的描述文件142。计算机102将描述文件142经由通信链路118传输到打印机120，打印机120将描述文件142存储在存储器128中。
然后，处理器122将描述文件142描绘为图像数据114。在一个实施例中，打印机120包括用于将描述文件142描绘为图像数据114的PCL固件。图像数据114被存储在打印机120的存储器128中，其中处理器122使用寄存器132在图像数据114上执行色粉爆发补偿，如下面参照图3～图7而进一步详述的那样。在色粉爆发补偿完成后，激光打印引擎130从存储器128获取色粉爆发补偿后的数据，并在介质上打印该数据。
图3A是示出了具有样本数据的寄存器132的一个实施例的表。在一个实施例中，寄存器132包括5个32位寄存器Reg1～Reg5。在其他实施例中，寄存器132可包括任意合适数量的寄存器，每个寄存器中包括任意合适数量的位，例如8、16、64、128位，等等。在一个实施例中，寄存器132被用来临时存储图像数据114的5个连续行(行1～行5)的每像素1位的32位数据，以在图像数据114上执行色粉爆发补偿。图像数据114的每个部分都有系统地经过寄存器132一次，以进行色粉爆发补偿。
图3B是示出了具有样本数据的寄存器132的一个实施例的表。Rge1～Reg5中的每一个都包含图像数据114的行1～5的每像素1位的32位数据。为了补偿色粉爆发，处理器122分析Reg1～Reg5中的像素数据，以确定是否存在色粉爆发情况。在一个实施例中，通过将像素数据与指示了色粉爆发情况的模式或模板进行比较，来分析像素数据。在一个实施例中，色粉爆发模式是3列宽，5行高。如果发现了色粉爆发情况，则修改模式中的中心像素(即列2行3的像素)。在该示例中，检查行3的色粉爆发情况，因为它包含模式中心的像素数据。
列1和32具有边界问题，因此在模式可被检查前，它们需要额外的像素信息。列1中的像素将需要它们左侧列中的像素数据，而列32中的像素将需要它们右侧列中的像素数据。在一个实施例中，这将增加考虑这些边界情况的复杂度和时间。因此，这些边界像素不被检查，除了列1和列32之外的行3中的全部寄存器数据被操作，而不考虑任何相邻像素(即当前不在寄存器中的像素)。因此，对每组32个像素中的30个像素进行了色粉爆发补偿。在一个实施例中，这种做法也是一样有效的，而且与考虑了边界区域并且对所有可能像素进行补偿的做法没有区别。
在本示例中，150处所示的行3列1是边界位置，152处所示的行3列32也是边界位置。在位置150和152，不执行色粉爆发补偿，因为位置150左侧和位置152右侧都没有数据来与色粉爆发模式进行比较。在154所示的在行3列2～31的其余寄存器单元中，执行色粉爆发补偿。
图4A的示图示出了用于1位模式匹配的两个色粉爆发模板200和202的一个实施例。模板200包括5行3列每像素1位的数据。204所示的中心像素是为了色粉爆发补偿而被检查的像素。如果模式200与被载入寄存器132的图像数据114的一部分相匹配，则图像数据114的中心像素204可能促成色粉爆发情况。中心像素204被修改，以基于其在图像数据114中的位置而补偿色粉爆发情况。在一个实施例中，如果模式200匹配，并且也可能促成色粉爆发情况的相邻像素还没有被改变，则图像数据114的中心像素204从“1”变为“0”。在另一实施例中，如果模式200匹配，并且也可能促成色粉爆发情况的相邻像素已经被改变了，则图像数据114的中心像素204不改变。在本发明的一种形式中，可能促成色粉爆发情况的像素以棋盘(checkerboard)模式被修改。在其他实施例中，使用更加复杂的模式。
色粉爆发模板202也包括5行3列，并且206所示的中心像素是为了色粉爆发补偿而被检查的像素。在其他实施例中，可以使用具有不同数量的行和列以及不同模式的1和0的其他模板。如果模式202与被载入寄存器132的图像数据114的一部分相匹配，则图像数据114的中心像素206可能促成色粉爆发情况。中心像素206被修改，以基于其在图像数据114中的位置而补偿色粉爆发情况。在一个实施例中，如果模式202匹配，并且也可能促成色粉爆发情况的相邻像素还没有被改变，则图像数据114的中心像素206从“1”变为“0”。在另一实施例中，如果模式202匹配，并且也可能促成色粉爆发情况的相邻像素已经被改变了，则图像数据114的中心像素206不改变。在本发明的一种形式中，对可能促成色粉爆发情况的像素以棋盘模式被修改。在其他实施例中，使用更加复杂的模式。
图4B的示图示出了用于2位二进制码模式匹配的两个色粉爆发模板210和212的一个实施例。色粉爆发模板210包括5行3列每像素2位二进制码的数据。214所示的中心像素是为了色粉爆发补偿而被检查的像素。如果模式210与被载入寄存器132的图像数据114的一部分相匹配，则图像数据114的中心像素214被修改以补偿色粉爆发情况。在一个实施例中，如果模式210匹配，则图像数据114的中心像素214从“11”变为“01”或“00”。
色粉爆发模板212也包括5行3列，并且216所示的中心像素是为了色粉爆发补偿而被检查的像素。如果模式212与被载入寄存器132的图像数据114的一部分相匹配，则图像数据114的中心像素216被修改以补偿色粉爆发情况。在一个实施例中，如果模式212匹配，则图像数据114的中心像素216从“11”变为“01”或“00”。在其他实施例中，可以使用具有不同数量的行和列以及不同模式的1和0的其他模板。
图4C的示图示出了用于2位灰度码模式匹配的两个色粉爆发模板220和222的一个实施例。色粉爆发模板220包括5行3列每像素2位灰度码的数据。224所示的中心像素是为了色粉爆发补偿而被检查的像素。如果模式220与被载入寄存器132的图像数据114的一部分相匹配，则图像数据114的中心像素224被修改以补偿色粉爆发情况。在一个实施例中，如果模式220匹配，则图像数据114的中心像素224从“10”变为“01”或“00”。
色粉爆发模板222也包括5行3列，并且226所示的中心像素是为了色粉爆发补偿而被检查的像素。如果模式222与被载入寄存器132的图像数据114的一部分相匹配，则图像数据114的中心像素226被修改以补偿色粉爆发情况。在一个实施例中，如果模式222匹配，则图像数据114的中心像素226从“10”变为“01”或“00”。在其他实施例中，可以使用具有不同数量的行和列以及不同模式的1和0的其他模板。模板或模式200、202、210、212、220和222可以以查找表或逻辑指令的形式实现。
图5的示图示出了执行色粉爆发补偿之前的每像素1位(灰＝“1”，白＝“0”)的样本数据300的一个实施例。如果样本数据300不被修改以去除一些色粉，则它可能会造成色粉爆发。样本数据300包括32列9行像素数据。在一个实施例中，处理器122利用寄存器132来检查样本数据300，以补偿色粉爆发，如下面参照图7所进一步详述的那样。
图6A的示图示出了在样本数据300上执行色粉爆发补偿后，样本数据320的一个实施例。在该实施例中，样本数据300与模式200和202进行比较，并且如果发现匹配，则图像数据114的中心像素数据从黑(“1”)变为白(“0”)，并且生成棋盘模式(例如，行数和列数的和被2除余1)，例如如322所示。通过从样本数据300中去除一些色粉，色粉爆发补偿后的样本数据322基本上消除了色粉爆发发生的可能。
图6B的示图示出了在样本数据300上执行色粉爆发补偿后的样本数据340的另一实施例。在该实施例中，样本数据300被转换为2位数据并与模式进行比较，以发现色粉爆发情况。如果发现匹配，则图像数据114的中心数据从灰(被转换为“11”)变为“01”或“10”(黑(“11”)和白(“00”)之间的2位值)。与不在为色粉爆发被补偿的像素中放置色粉的样本数据320的情况不同，较少的色粉被放置在像素中(即“01”或“10”)，如342所示。通过从样本数据300去除一些色粉，色粉爆发补偿后的样本数据342基本上消除了色粉爆发发生的可能。
图7的流程图示出了用于在图像数据114上执行色粉爆发补偿的方法400的一个实施例。在该实施例中，图像数据114以带状(strip)被处理。在402，开始带处理。在404，图像数据114的列(Col)被设置为等于1。在406，图像数据114的行(Row)被设置为等于1。在408，寄存器132的Reg1～Reg5被加载。Reg1被来自Row-2，列Col到Col+31的数据加载。Reg2被来自Row-1，列Col到Col+31的数据加载。Reg3被来自Row，列Col到Col+31的数据加载。Reg4被来自Row+1，列Col到Col+31的数据加载，Reg5被来自Row+2，列Col到Col+31的数据加载。
在410，将模式(例如模式200和202，210和212，以及220和222或其他合适的模式)与寄存器数据(除了Col和Col+31(边界位置)的寄存器数据之外)进行比较。如果发现了一个或多个匹配，则Reg3中Row中的数据被修改。在412，将Row加1。在414，处理器122确定图像数据114的最后一行是否已被处理。如果图像数据114的最后一行尚未被处理，则控制返回块408，图像数据114的下一部分行被载入寄存器132并且被处理。如果图像数据114的最后一行已被处理，则在416，将Col加32。在418，处理器122确定图像数据114的最后一列是否已被处理。如果图像数据114的最后一列已被处理，则在420，完成带处理和色粉爆发补偿。如果图像数据114的最后一列尚未被处理，则控制返回块406，其中Row再次被设置为1，在块408继续对下一组列进行处理。虽然图7的流程图示出了首先在垂直方向上扫描带状图像数据，但是也可以使用其他扫描方向，例如首先在水平方向上。
虽然这里已示出和描述了具体实施例，但是本领域的技术人员应当理解，可在不偏离本发明的范围的情况下，用多种替换和/或等同实现来代替所示和所描述的具体实施例。本发明将覆盖此处所讨论的具体实施例的任何改写和变型。因此，本发明仅由权利要求及其等同物所限定。
权利要求
1.一种打印装置，包括被配置为存储图像数据的存储器；和包括寄存器的处理器，所述处理器被配置为将所述图像数据的部分载入所述寄存器，并且对除了被载入所述寄存器的边界位置的图像数据之外的被载入所述寄存器的所述图像数据的部分执行色粉爆发补偿。
2.如权利要求1所述的打印装置，其中，所述边界位置包括所述寄存器中的第一列和最后一列。
3.如权利要求1所述的打印装置，其中，所述寄存器包括至少5个寄存器。
4.如权利要求1所述的打印装置，其中，每个寄存器包括16位、32位、64位和128位中的一种。
5.如权利要求1所述的打印装置，其中，所述处理器被配置为通过将被载入所述寄存器的所述图像数据的部分与指示了色粉爆发情况的模式进行比较，来执行色粉爆发补偿。
6.如权利要求5所述的打印装置，其中，所述模式包括5行3列像素数据。
7.如权利要求6所述的打印装置，其中，所述像素数据包括每像素1位的数据。
8.如权利要求6所述的打印装置，其中，所述像素数据包括每像素2位的数据。
9.如权利要求1所述的打印装置，还包括用于打印所述图像数据的激光打印引擎。
10.如权利要求1所述的打印装置，还包括被配置为从主机接收所述图像数据的输入/输出接口。
11.如权利要求1所述的打印装置，其中，所述处理器包括被配置用于执行定制色粉爆发补偿指令的定制处理器。
12.一种打印系统，包括主机；和耦合到所述主机的打印机，所述打印机包括被配置为存储从所述主机接收的图像数据的存储器；和包括寄存器的处理器，所述处理器被配置为将所述图像数据的部分载入所述寄存器，并且对除了被载入所述寄存器的边界位置的图像数据之外的被载入所述寄存器的所述图像数据的部分执行色粉爆发补偿。
13.如权利要求12所述的打印系统，其中，所述边界位置包括所述寄存器中的第一列和最后一列。
14.一种用于对图像数据执行色粉爆发补偿的方法，所述方法包括将所述图像数据的第一部分载入寄存器；将除了被载入所述寄存器的边界位置的图像数据之外的所述图像数据的所述第一部分与色粉爆发模式进行比较；以及基于所述比较，修改所述图像数据的所述第一部分。
15.如权利要求14所述的方法，还包括将所述图像数据的第二部分载入所述寄存器；将除了被载入所述寄存器的边界位置的图像数据之外的所述图像数据的所述第二部分与所述色粉爆发模式进行比较；以及基于所述比较，修改所述图像数据的所述第二部分。
16.如权利要求15所述的方法，其中，将所述图像数据的所述第一部分载入所述寄存器包括将所述图像数据的行的第一部分载入所述寄存器，并且其中，将所述图像数据的所述第二部分载入所述寄存器包括将所述图像数据的行的第二部分载入所述寄存器。
17.如权利要求16所述的方法，其中，加载所述图像数据的行的第二部分包括加载与所述图像数据的行的所述第一部分相邻的所述图像数据的行的一部分。
18.如权利要求14所述的方法，其中，将所述图像数据的所述第一部分载入所述寄存器包括将所述图像数据的行的一部分载入寄存器。
19.如权利要求18所述的方法，其中，将所述图像数据的所述行的一部分载入所述寄存器包括将所述图像数据的所述行的一部分载入16位寄存器、32位寄存器、64位寄存器和128位寄存器中的一种。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述除了被载入所述寄存器的边界位置的图像数据之外包括除了被载入所述寄存器的第一列和最后一列的图像数据之外。
全文摘要
本发明公开了一种具有色粉爆发补偿的激光打印装置。打印装置包括含有寄存器的处理器，以及被配置为存储图像数据的存储器。处理器被配置为将图像数据的部分载入寄存器，并对除了被载入寄存器的边界位置的图像数据之外的被载入寄存器的图像数据的部分执行色粉爆发补偿。
文档编号G03G21/14GK1766744SQ20051009389
公开日2006年5月3日 申请日期2005年8月31日 优先权日2004年10月29日
发明者道格拉斯·格恩·凯瑟蕾, 罗茵·吉德恩·莫斯 申请人:安捷伦科技有限公司