1.本发明涉及打印机光源亮度校正技术领域，特别涉及一种打印机画像浓度检测的动态校正方法。


背景技术：

2.对于打印机画像浓度的控制和监测，行业内通常的做法是用紧凑型光电传感器来监测画像的浓度。当监测到的画像浓度过低或者过高时通过调整打印机高压板的高压输出、lsu发光亮度等手段来调整画像浓度，从而保证输出的画像浓度均匀。
3.此类光电传感器是由高辐射强度的砷化镓红外发光二极管和两个硅光电晶体管组成；硅光电晶体管有两个接收端，一个是用来接收黑色画像镜面反射p波的晶体管，一个是用来接收彩色画像漫反射的s波的晶体管。行业内通常的做法是：发光二极管接5v电压，通过控制5v电压的on和off来控制光源的开和关。
4.然而，发光二极管会随着使用年限的增加而性能逐渐衰弱，当光源衰弱后p波和s波反馈的画像浓度会低于实际的画像浓度，但此时打印机内部设置的补偿参数不变，打印机按照不精确的测量值进行浓度补偿就会造成打印的画像浓度高于实际想要的浓度值。
5.此外，同一个型号的打印机，其固件和软件相同，也就是其浓度补偿参数设置相同，但是每台打印机在相同电流下其光源的实际输出亮度是有微小差异的，并且光电传感器组装角度的差异也会造成反射的p波和s波值在同等电流以及同等反射率转印带条件下有差异，其通常的调整的方法是在打印机生产过程中通过调整可变电阻阻值的方式进行，这种方式需要手动调整，且一旦离开工厂非专业人士无法校正。再者，就是需要手动调整后再次测试且不能保证成功，有追加第三次手动调整和第四次手动调整甚至更多次的可能。
6.此外，因运输、安装及搬运过程中震动，可能会导致转印带和光电传感器的相对位置发生及其微小的变化，这种微小的变化也会影响光线的反射路径从而影响受光端p值和s值，也会导致实际监测的画像浓度不精确，造成过度补偿或不足补偿。
7.此外，反射率会受温度和湿度影响，由于现有技术无法做到随着外界环境变化而改变，也会导致监测的浓度结果和实际的画像浓度不一致，而打印机如果用这种不准确的数据进行画像浓度补偿的话，也会发生画像浓度不正常故障。
8.中国专利文献cn102984431b、cn102346408b可作为参考。


技术实现要素：

9.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供了一种打印机画像浓度检测的动态校正方法，该方法能够在当前发光二极管光源状态、当前光电传感器和转印带相对角度状态、当前温湿度等环境状态下进行光电传感器的动态校正，避免因使用年限增加造成光源亮度降低，从而造成打印画像变浅的问题发生。
10.本发明提供了一种打印机画像浓度检测的动态校正方法，包括如下步骤：在第n-1次校正过程中比较转印带反射光线亮度值和转印带反射光线亮度目标值
之差的绝对值是否小于或等于第一预设值；如果上述绝对值小于或等于第一预设值，则将发光二极管驱动信号的赋值作为校正完毕的发光二极管驱动信号的实际驱动值；其中，n为自然数；如果上述绝对值大于第一预设值，则进入第n次校正，若第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值大于转印带反射光线亮度目标值，则令第n-1次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值和发光二极管驱动信号的调节步长之差作为第n次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值；若第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值小于转印带反射光线亮度目标值，则令第n-1次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值和发光二极管驱动信号的调节步长之和作为第n次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值；重复上述校正过程，直至当前校正过程中的转印带反射光线亮度值和转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值小于或等于第一预设值，将当前校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值作为发光二极管驱动信号的实际驱动值。
11.进一步的，当满足画像浓度检测的校正触发条件时，进入首次校正步骤，配置发光二极管驱动信号的初始值、转印带反射光线亮度初始值、转印带反射光线亮度目标值和发光二极管驱动信号的调节步长的数值。
12.进一步的，上述校正触发条件包括下述至少任意一项：打印机首次开机；收到强制校正指令；打印机当前的外部温度与前一次校正时的外部温度相比，相差第一预定温度；打印机当前的内部温度与前一次校正时的内部温度相比，相差第二预定温度；更换转印带；以及，自上一次校正开始计算，画像被打印预定页数或打印任务完成。
13.进一步的，若第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值大于第二预设值或小于第三预设值，且第二预设值大于第三预设值，则将第n次校正过程中的发光二极管驱动信号的调节步长设置为粗调步长值；若第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值小于等于第二预设值且大于等于第三预设值，则将第n次校正过程中的发光二极管驱动信号的调节步长设置为微调步长值；其中，粗调步长值大于微调步长值。
14.进一步的，当转印带反射光线亮度值和转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值大于第一预设值，且校正次数达到或超过预定次数，且同时满足以下四个条件：条件一：第n次校正过程中的转印带反射光线亮度值与第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值之差的绝对值大于第四预设值，且该第四预设值小于第一预设值；条件二：第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值与转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值小于第五预设值，且该第五预设值大于第一预设值；条件三：第n次校正过程中的转印带反射光线亮度值与转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值小于第五预设值，且该第五预设值大于第一预设值；条件四：第n次校正过程中的转印带反射光线亮度值大于第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值，并且第n次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值大于第n-1次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值；
则将下式的计算结果作为发光二极管的驱动信号的实际驱动值：其中，表示第n次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值，表示第n次校正过程中转印带反射光线亮度值，表示转印带反射光线亮度目标值，表示第n-1次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值，表示第n-1次校正过程中转印带反射光线亮度值。
15.进一步的，当转印带反射光线亮度值和转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值大于第一预设值，且校正次数小于预定次数时，且第n次校正过程中的转印带反射光线亮度值与第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值之差的绝对值大于第一预设值时，执行以下步骤：根据下式计算：其中，表示第n-1次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值；表示第n-2次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值；表示第n-1次校正过程中转印带反射光线亮度值；表示第n-2次校正过程中转印带反射光线亮度值；表示转印带反射光线亮度目标值；表示转印带反射光线亮度值等于转印带反射光线亮度目标值时的发光二极管驱动信号的赋值；若 小于，则将和发光二极管驱动信号的调节步长之差作为第n次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值；若 大于，则将和发光二极管驱动信号的调节步长之和作为第n次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值。
16.进一步的，若和的差值的绝对值大于第六预设值，则将发光二极管驱动信号的调节步长设置为粗调步长值；若和的差值的绝对值小于或等于第六预设值，则将发光二极管驱动信号的调节步长设置为微调步长值；其中，粗调步长值大于微调步长值。
17.进一步的，当转印带反射光线亮度值和转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值大于第一预设值，且校正次数小于预定次数时，且第n次校正过程中的转印带反射光线亮度值与第n-1次校正过程中的转印带反射光线亮度值之差的绝对值小于等于第一预设值时，执行以下步骤：若第n-1次校正过程中转印带反射光线亮度值大于转印带反射光线亮度目标值，则将第n-1次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值和发光二极管驱动信号的调节步长之差作为第n次校正过程中发光二极管的驱动信号的实际驱动值；
若第n-1次校正过程中转印带反射光线亮度值小于转印带反射光线亮度目标值，则将第n-1次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值和发光二极管驱动信号的调节步长之和作为第n次校正过程中发光二极管驱动信号的实际驱动值。
18.进一步的，若第n-1次校正过程中转印带反射光线亮度值与转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值小于第五预设值，则将发光二极管驱动信号的调节步长设置为第一微调步长值；若第n-1次校正过程中转印带反射光线亮度值与转印带反射光线亮度目标值之差的绝对值大于第五预设值，则将发光二极管驱动信号的调节步长设置为第二微调步长值；其中，第一微调步长值小于第二微调步长值。
19.进一步的，若第n-1次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值小于第一极限值，则将第n次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值设置为该第一极限值；若第n-1次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值大于第二极限值，则将第n次校正过程中的发光二极管驱动信号的赋值设置为该第二极限值；其中，第二极限值大于第一极限值。
20.本发明的打印机画像浓度检测的动态校正方法，能够在当前发光二极管光源状态、当前光电传感器和转印带相对角度状态、当前温湿度等环境状态下进行光电传感器的动态校正，避免因使用年限增加造成光源亮度降低，从而造成打印画像变浅的问题发生。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例作出的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明实施例的打印机画像浓度检测用光电传感器的结构示意图；图2为本发明实施例的打印机画像浓度检测的动态校正方法的程序流图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中使用的单数形式的“一种”“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚的表示其他含义。
24.应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述获取模块，但这些获取模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将获取模块彼此区分开。
25.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似的，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。
26.需要注意的是，本发明实施例描述的“上”“下”“左”“右”等方位词是以附图所示的
角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。
27.如图1所示，通常光电传感器100和转印带间距离设置为5.5mm。光电传感器100包括一个发光二极管101和两个受光三极管102、103。其中，发光二极管101是高辐射强度砷化镓红外发光二极管。受光三极管102是硅光电晶体管，用来接收转印带漫反射的s波，主要用来监测彩色画像浓度。受光三极管103也是硅光电晶体管，用来接收转印带104镜面反射的p波，主要用来监测黑色画像浓度。由于通常转印带为黑色，传感器校正时也通常使用受光三极管103。
28.光电传感器100的控制电路包含控制发光二极管101发光强度的pwm_ctd_sensor驱动信号，接收镜面反射p波后，通过光电传感器100内部的电路进行光电转换，转换后的输出信号定义为ctd_p_centor_adc；接收漫反射s波后，通过光电传感器100内部的电路进行光电转换，转换后的输出信号定义为ctd_s_centor_adc。
29.其中，镜面反射p波一般用来监测黑色画像的浓度，漫反射s波一般用来监测彩色画像的浓度。
30.ctd_s_centor_adc和ctd_p_centor_adc信号属于模拟信号，需要通过a/d转换芯片转换成数字信号。此数字信号定义为10bit的大小，就是最大范围数为210，也就是理论最大值是1023，理论最小值是0的数字，数字大小和监测的浓度相关。一般编码规则定义时，定义数字越大监测到的画像浓度越大，数字越小监测到的画像浓度越小。
31.通常的，ctd_p_centor_adc信号用来检测黑色画像的浓度，ctd_s_centor_adc信号用来检测彩色画像的浓度。由于转印带104通常为黑色，所以在光电传感器100校正过程中主要应用pwm_ctd_sensor信号和ctd_p_centor_adc信号来校正。
32.行业内目前普遍控制发光二极管的信号pwm_ctd_sensor定义为固定的值，通常情况为5v。此种做法的弊端是，不同打印机间，其光电传感器组装角度、转印带104的组装角度不尽相同，这就会造成光电传感器和转印带相对位置的不同，从而影响反射率。由此可见，此种情况下定义相同的发光强度，得到的反射强度是不同的，也就是说即使实际转印带的画像浓度相同，其监测到的画像浓度也是不同的，在此种情况下，在不精确的测量值下进行画像浓度补偿动作，是误补偿动作。再有，即使相同的打印机，因内部、外部使用环境变化，反射率也会发生变化，如果光电传感器的发光强度还维持初始设置值，也会造成误补偿动作。
33.为了缩小机器间的这种差异，本发明的方法改进为动态校正，通过动态改变机器的pwm_ctd_sensor信号的值，来得到相同浓度下相同的ctd_p_centor_adc值。
34.此外需要指出的是，彩色打印机的打印过程由两次转写组成，一次是碳粉画像由感光鼓转写到转印带104上，二次是由转印带104转写到纸张等介质上。由于转印带104的反射率相对较高且稳定，故彩色打印机画像浓度的监测优选的是监测转印带104上彩色画像的浓度计算得来的。
35.本实施例是在各种环境条件下，以动态校正过程中得到相同的p波和s波值为基准，通过图2所示的步骤，自动计算出各自的光源发光控制电流值，并且以此电流值作为本次打印机画像浓度补偿使用。
36.具体的，本实施例提供的打印机画像浓度检测的动态校正方法，其校正触发条件优选的包含以下任意一项：一、出厂设置后首次开机时。具体的，打印机在出厂前需要清除包含开关机、打印页数等工厂测试信息，内存设置清零复位。清存动作后的首次开机默认为客户首次使用，优选此时会触发画像浓度光电传感器的校正动作。
37.二、通过操作面板强制校正时。具体的，操作面板中预留画像浓度光电传感器菜单选项，当用户认为打印画像浓度不正常时，可以通过操作面板中的菜单选择进行强制校正。
38.三、当前的外部温度与前一次校正时的外部温度对比，相差第一预设温度，例如7摄氏度以上时。具体的，打印机有外部温湿度传感器，在进行浓度校正时打印机的ram中会保存除补偿信息外的一些信息，例如外部温湿度信息，内部温湿度信息。当打印机外部温湿度传感器识别到的当前外部温度和上一次校正时保存的外部温度对比，相差7摄氏度以上时，优选此时会触发浓度光电传感器的校正动作。
39.四、当前的内部温度与前一次校正时的内部温度对比，相差第二预设温度，例如5摄氏度以上时。具体的，打印机有内部温湿度传感器，在进行浓度校正时打印机的ram中会保存除补偿信息外的一些信息，例如外部温湿度信息，内部温湿度信息。当打印机内部温湿度传感器识别到的当前内部温度和上一次校正时保存的内部温度对比，相差5摄氏度以上时，优选此时会触发浓度光电传感器的校正动作。
40.五、更换新的转印带时。具体的，打印机的转印带载有eeprom类的存储芯片，当打印机更换转印带时，主控制单元会识别到新的转印带信息，因此会判断为更换了转印带，优选此时会触发浓度光电传感器的校正动作。
41.六、前一次校正开始计算，当打印彩色画像200页及以上且打印任务已经完成时。具体的，打印机会持续记录打印页数，并保存到eeprom内存中，不会因为断电而清零，当从前一次校正动作开始计算，累计的彩色打印页数超过200页（该数值仅为示例，不限于该数值）且当前打印任务完成时，优选会触发浓度传感器的校正动作。
42.当打印机满足以上六个校正触发条件之一时，打印机主控制系统会发送命令，执行动态校正。
43.本实施例的动态校正算法按照如下步骤进行。
44.步骤s101，当打印机满足上述六个校正触发条件之一时，光电传感器触发校正动作，开始自我校正。
45.步骤s102，信号预定义。是pwm_ctd_sensor设置的初始值，是ctd_p_centor_adc信号的初始值，光电传感器经过第n次校正，对应的是第n次校正的pwm_ctd_sensor的设置值，其中，优选的，n是大于等于2小于等于9的自然数，是第n次校正的ctd_p_centor_adc的值。k是调节步长，实际数值大小根据算法中自定义而定。是光电传感器动态校正的p波的目标值。
46.步骤s103，若，则默认的led发光的初始设置值满足要求，校正成功，系统执行下一步动作。这里的阈值5表示转印带反射光线亮度值和转印带反射光线亮度
目标值之差达到系统默认的误差内，此时可以认为转印带反射光线的实际亮度值达到了亮度目标值。需要指出的是，阈值根据具体情况设定，这里的数值5仅仅是列举，不做实际限定。
47.步骤s104：此时的发光二极管的驱动信号的实际驱动值pwm_ctd_sensor等于默认设置初始值的值。
48.步骤s105：动态校正过程结束。
49.步骤s201：若，则需要执行第二次校正，此时需要通过调整pwm_ctd_sensor的值来调整led发光的大小。
50.具体的，根据n=n+1，第一次校正n等于0，第二次校正n则为1；此时pwm_ctd_sensor发光的值等于；p波反馈的值ctd_p_centor_adc等于，如果，则；如果,则。这里的k表示发光二极管驱动信号的调节步长。也就是说，如果转印带反射光的亮度初值大于目标值，说明亮度过亮，需要降低亮度，因此在发光二极管的驱动信号初值基础上减去调节步长，作为下一次校正的发光二极管的驱动信号赋值。同理，如果转印带反射光的亮度初值小于目标值，说明亮度不够，需要提高亮度，因此在发光二极管的驱动信号初值基础上加上调节步长，作为下一次校正的发光二极管的驱动信号赋值。
51.进一步的，如果大于900或者小于100，也就是说，转印带反射光的亮度初值过大或者过小时，将调解步长k设置为粗调步长值200。如果大于等于100且小于等于900的话，也就是说，转印带反射光的亮度初值位于正常范围内，将调解步长k设置为微调步长值50。上述具体数值根据实际的软硬件系统自定义，此处不做实际限定。
52.进一步的，若上一次校正过程中的发光二极管的驱动信号赋值计算结果小于最低极限值或者大于最高极限值，则下一次校正过程中直接将发光二极管的驱动信号赋值设置为该最低极限值或者最高极限值，以确保系统稳定运行。
53.继续比较和的大小，如果的话则校正成功，此时pwm_ctd_sensor的值等于，如果的话，则会执行第三次校正。
54.当校正动作执行完成第n次校正，下次校正为第n+1次校正，此时pwm_ctd_sensor发光的值等于；p波反馈的值ctd_p_centor_adc等于，如果 》 的话，则=-k；如果《的话，则=+k；如果大于900或者小于100（即上一次校正的转印带反光亮度值过大时），k等于200（即k进行粗调）；如果大于等于100且小于等于900的话（即上一次校正的转印带反光亮度值位于正常范围时），k等于50（即k进行微调）。
55.步骤s202：判断和之间的的关系，若，表示校正成功，此时
的pwm_ctd_sensor的值等于。当，会执行步骤s203的判断。上述阈值5仅为列举，不做实际限定。
56.步骤s203：若n的值大于等于9的话，会进行步骤s204的判断。该步骤表示在校正次数达到或超过最高校正次数后，意味着因为系统原因导致无法将转印带反射光的亮度值调节至目标值，此时不再继续校正，转而执行步骤s204。
57.步骤s204：如果，且的值小于10，且小于10，且大于，且大于，则校正停止，校正成功，并执行步骤s205。
58.需要指出的是，上述四个条件同时满足，意味着转印带反射光的亮度值和目标值之差虽然不能被调节到预定误差范围内，但每一次校正都会使转印带反射光的亮度值不断逼近亮度目标值，当上一次校正结果和本次校正结果依然存在足够区别（），且上一次校正结果和目标值的偏差在预定范围内（），本次校正结果和目标值的偏差页在预定范围内时（），说明多次校正已经使得转印带反射光的亮度值足够接近目标值，且不可能达到设定的误差范围了，此时可以停止校正。
59.步骤s205：将pwm_ctd_sensor的值设置为计算结果的值，作为校正后的发光二极管的驱动信号的实际值。返回步骤s105，校正结束。
60.具体的，pwm_ctd_sensor其实就是获得反射光亮度目标值时计算出的发光二极管驱动信号的赋值。在实际场景中，反射光亮度值和发光二极管的驱动信号成线性关系，假设在直角坐标系中为纵轴，为横轴，那么必然满足：)；根据上式可导出：；根据上式可导出：；根据上式可导出：。
61.步骤s206：若不满足，且，且，且大于，且大于中的任何一个条件，则校正失败，此时将pwm_ctd_sensor设置为0，返回步骤s105。
62.在步骤s203中，如果n的值小于9的话，需要执行步骤301的判断。该步骤中的阈值9表示系统设定的校正次数上限，因为实际应用中不可能让打印机系统无限制的校正下去。该阈值上限的数值根据系统实际情况确定，此处不做具体限定。
63.步骤s301：判断和之间的关系，根据它们的关系来决定调整的幅度。如果，则执行步骤s302的调整；如果，则执行步骤s303的调整。
64.步骤s302：判断和的关系，如果则；如果,则；k为调节步长。该步骤表示如果上一次的亮度值校正结果大于目标值，则在下一次校正过程中减小发光二极管驱动信号的赋值，否则就提高发光二极管驱动信号的赋值。
65.进一步的，步骤s302中的调节步长k的大小取决于和差值的大小，如果差值的绝对值大于10，则k为3；如果差值的绝对值小于10，则k为1。该步骤表示当经过较多次校正后，转印带反射光的亮度值已经极其逼近目标值，当接近到目标值一定范围内时，将调节步长k进一步设置为更精细的微调值。
66.进一步的，根据规则公式或者计算出的值，然后继续执行步骤s202。
67.步骤s303：根据计算出的值，表示转印带反射光线亮度值等于转印带反射光线亮度目标值时的发光二极管驱动信号的赋值。表示第n-1次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值。表示第n-2次校正过程中发光二极管驱动信号的赋值。表示第n-1次校正过程中转印带反射光线亮度值。表示第n-2次校正过程中转印带反射光线亮度值。表示转印带反射光线亮度目标值。
68.上述的计算推导过程和步骤s205相同，此处不再赘述。
69.进一步的，计算出的值，如果如果k为调节步长。
70.进一步的，调节步长k的值是微调值50还是粗调值200，取决于和的差值的绝对值。如果差值的绝对值大于200或预设值，则说明每次增量加大，调节步长k就设置为粗调值200，如果差值的绝对值小于等于200，则说明每次增量不大，则调节步长k就设置为微调值50。
71.进一步的，若小于50，则令等于50，如果大于950，则等于950。这样做的
目的是设置发光二极管驱动信号的最大和最小值，以使系统稳定运行。
72.进一步的，计算出的值，得出的值，继续执行步骤s202的判断。
73.根据以上流程，n由1逐渐增大，最终的结果或是步骤s104校正成功，或是s202校正成功，或是校正失败。若是校正失败，代表硬件故障，通过此种动态校正方案无法解决，需要排查硬件故障；待硬件故障排查完成后再进行此种动态校正。
74.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。