(57)【要約】【課題】 マーキング基体領域被覆度の感知システムを提供する。【解決手段】 マーキング基体上のマーキングパッチの領域被覆度を検出するために、複数のＬＥＤを用いたセンサが使用される。同一のセンサを、色の較正に用いることもできる。マーキング基体領域被覆度センサは、マーキング基体のマーキングパッチから反射率測定値を得る。例えば、マーキングパッチは、トナー、インク、もしくは塗料などのマーキング物質のパッチ、又はエッチングなどによってマーキングされたパッチであり得る。ノイゲバウアーモデルを用いて、反射率測定値を得ることができる。バッチ最小二乗アルゴリズムを用いて、ノイゲバウアーモデルの適切なパラメータを推定できる。精度を高めるため、回帰最小二乗アルゴリズムを用いることができる。回帰最小二乗アルゴリズムにより、センサは感知環境の変化に応じて較正することができる。【選択図】図２
2008298787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マーキング基体領域被覆度の情報を得る方法であって、
１００％の領域被覆度のノイゲバウアー原色の反射率の変化を検出するステップと、
マーキング基体上の被覆されていない部分の基本反射率を得るステップと、
前記マーキング基体上の完全に被覆された参照被覆パッチの参照反射率を得るステップと、
前記マーキング基体の標的被覆パッチの目標反射率を得るステップと、
前記基本反射率、前記参照反射率及び前記目標反射率に基づいたノイゲバウアーモデルの形
【数１】
2008298787.tif 000010
を用いる最小二乗方程式によって、前記標的被覆パッチのマーキング基体領域被覆度の推定値
【数２】
2008298787.tif 000011
を得るステップと、を含み、
ここで、
【数３】
2008298787.tif 000012
で表され、ｃは真のマーキング基体領域被覆度であり、λ1，λ2，…，λNは反射値が測定される際の波長を表し、ｒ1（λ）はマーキング基体のベースカラーのスペクトル反射率であり、ｒ2（λ）は１００％の領域被覆度を有する被覆パッチのスペクトル反射率であり、ｒ（λ）は分析中の被覆パッチに対応する予測スペクトル反射率であり、ｎはユールーニールセン補正係数であり、Ｎは測定した波長の数であり、
前記最小二乗方程式は
【数４】
2008298787.tif 000013
で定義され、ここでＴは行列の転置を示す、
マーキング基体領域被覆度の情報を得る方法。
【請求項２】
前記被覆パッチはマーキング物質を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マーキング物質は、トナー、インク、又は塗料の１つである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記最少二乗方程式は、前記参照反射率と前記目標反射率との間の誤差の二乗を最少にする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法を具現するプログラムが記録されているコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項６】
マーキングシステムのパラメータ制御システムであって、
前記マーキング制御システムは制御部を有し、前記制御部は、
１００％の領域被覆度のノイゲバウアー原色の反射率の変化を検出し、
検出器から出力された情報を用いてマーキング基体上の被覆されていない部分の基本反射率を取得し、
前記マーキング基体上の完全に被覆された参照被覆パッチの参照反射率を取得し、
前記マーキング基体の標的被覆パッチの目標反射率を取得し、
前記基本反射率、前記参照反射率及び前記目標反射率に基づいたノイゲバウアーモデルの形
【数５】
2008298787.tif 000014
を用いる最小二乗方程式によって、前記標的被覆パッチのマーキング基体領域被覆度の推定値
【数６】
2008298787.tif 000015
を取得するプロセスを行い、
ここで、
【数７】
2008298787.tif 000016
で表され、ｃは真のマーキング基体領域被覆度であり、λ1，λ2，…，λNは反射値が測定される際の波長を表し、ｒ1（λ）はマーキング基体のベースカラーのスペクトル反射率であり、ｒ2（λ）は１００％の領域被覆度を有する被覆パッチのスペクトル反射率であり、ｒ（λ）は分析中の被覆パッチに対応する予測スペクトル反射率であり、ｎはユールーニールセン補正係数であり、Ｎは測定した波長の数であり、
前記最小二乗方程式は
【数８】
2008298787.tif 000017
で定義され、ここでＴは行列の転置を示す、
マーキングシステムのパラメータ制御システム。
【請求項７】
マーキング基体領域被覆度の情報を得る方法であって、
マーキング基体上の被覆されていない部分の基本反射率を取得するステップと、
前記マーキング基体上の完全に被覆された参照被覆パッチの参照反射率を取得するステップと、
前記マーキング基体の標的被覆パッチのマーキング基体領域被覆度の初期推定値
【数９】
2008298787.tif 000018
を取得するステップと、
前記標的被覆パッチの目標反射率を取得するステップと、
前記マーキング基体領域被覆度の初期推定値
【数１０】
2008298787.tif 000019
、前記基本反射率、前記参照反射率及び前記目標反射率に基づいたノイゲバウアーモデルの形
【数１１】
2008298787.tif 000020
を用いる適応方程式によって、マーキング基体領域被覆度の第１修正推定値
【数１２】
2008298787.tif 000021
を取得するステップと、を含み、
ここで、
【数１３】
2008298787.tif 000022
で表され、ｃは真のマーキング基体領域被覆度であり、λ1，λ2，…，λNは反射値が測定される際の波長を表し、ｒ1（λ）はマーキング基体のベースカラーのスペクトル反射率であり、ｒ2（λ）は１００％の領域被覆度を有する被覆パッチのスペクトル反射率であり、ｒ（λ）は分析中の被覆パッチに対応する予測スペクトル反射率であり、ｎはユールーニールセン補正係数であり、Ｎは測定した波長の数であり、
前記適応方程式は
【数１４】
2008298787.tif 000023
で定義され、ここで、Ｐk+1は
【数１５】
2008298787.tif 000024
を用いて得られる中間ゲイン値であり、
ここで、スカラ量Ｐkの初期値は、
【数１６】
2008298787.tif 000025
を用いて得られ、αは正の定数であり、Ｔは行列の転置を示す、
マーキング基体領域被覆度の情報を得る方法。
【請求項８】
前記標的被覆パッチの目標反射率を取得するステップを反復するステップと、
前記マーキング基体領域被覆度の第１修正推定値
【数１７】
2008298787.tif 000026
を前記マーキング基体領域被覆度の初期推定値
【数１８】
2008298787.tif 000027
のように用いて、マーキング基体領域被覆度の第２修正推定値
【数１９】
2008298787.tif 000028
を取得するステップを反復するステップと、
を含む方法であって、
前記マーキング基体領域被覆度の第２修正推定値
【数２０】
2008298787.tif 000029
が、前記マーキング基体領域被覆度の第１修正推定値
【数２１】
2008298787.tif 000030
より、真のマーキング基体領域被覆度ｃに近い、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記被覆パッチはマーキング物質を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記マーキング物質は、トナー、インク、又は塗料の１つである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記マーキング基体領域被覆度の初期推定値
【数２２】
2008298787.tif 000031
を取得するステップは、ノイゲバウアーモデルの形
【数２３】
2008298787.tif 000032
を用いる、方法であって、
ここで、
【数２４】
2008298787.tif 000033
で表され、ｃは真のマーキング基体領域被覆度であり、λ1，λ2，…，λNは反射値が測定される際の波長を表し、ｒ1（λ）はマーキング基体のベースカラーのスペクトル反射率であり、ｒ2（λ）は１００％の領域被覆度を有する被覆パッチのスペクトル反射率であり、ｒ（λ）は分析中の被覆パッチに対応する予測スペクトル反射率であり、ｎはユールーニールセン補正係数であり、Ｎは測定した波長の数である、
請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法を具現するプログラムが記録されているコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１３】
マーキングシステムのパラメータ制御システムであって、
前記マーキング制御システムは制御部を有し、前記制御部は、
マーキング基体上の被覆されていない部分の基本反射率を取得し、
前記マーキング基体上の完全に被覆された参照被覆パッチの参照反射率を取得し、
前記マーキング基体の標的被覆パッチのマーキング基体領域被覆度の初期推定値
【数２５】
2008298787.tif 000034
を取得し、
前記標的被覆パッチの目標反射率を取得し、
前記マーキング基体領域被覆度の初期推定値
【数２６】
2008298787.tif 000035
、前記基本反射率、前記参照反射率及び前記目標反射率に基づいたノイゲバウアーモデルの形
【数２７】
2008298787.tif 000036
を用いる適応方程式によって、マーキング基体領域被覆度の第１修正推定値
【数２８】
2008298787.tif 000037
を取得するプロセスを行い、
ここで、
【数２９】
2008298787.tif 000038
で表され、ｃは真のマーキング基体領域被覆度であり、λ1，λ2，…，λNは反射値が測定される際の波長を表し、ｒ1（λ）はマーキング基体のベースカラーのスペクトル反射率であり、ｒ2（λ）は１００％の領域被覆度を有する被覆パッチのスペクトル反射率であり、ｒ（λ）は分析中の被覆パッチに対応する予測スペクトル反射率であり、ｎはユールーニールセン補正係数であり、Ｎは測定した波長の数であり、
前記適応方程式は
【数３０】
2008298787.tif 000039
で定義され、ここで、Ｐk+1は
【数３１】
2008298787.tif 000040
を用いて得られる中間ゲイン値であり、
ここで、スカラ量Ｐkの初期値は、
【数３２】
2008298787.tif 000041
を用いて得られ、αは正の定数であり、Ｔは行列の転置を示す、
マーキングシステムのパラメータ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーキング基体の領域被覆度（エリアカバレッジ）の感知に関する。
【背景技術】
【０００２】
目下利用可能な印刷システムの中には、内部処理制御ループや外部色制御ループを含む、複雑な制御ループ及び較正ループを含むものがある。例えば、最終的に受光体ベルト上でのトナー現像処理を制御する目的で、レベル１、レベル２、及びレベル３の制御ループを含む印刷システムがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらのループは、個々の原色の単位面積当りの電荷及び現像量を測定することによって受光体上の画像の状態を測定し、現像能力がある目標設定点に維持されるように帯電電圧及びドナーロールの電圧を印加する。更に、レベル３のループは、受光体ベルト上の現像されたトナーの量を測定することにより各色分解（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、及び／又はブラック）毎の階調再現曲線（ＴＲＣ）を生じるように設計されている。
【０００３】
ＥＴＡＣＳ（Enhanced Toner Area Coverage Sensor、強化されたトナー領域被覆度センサ）システムなどのセンサが、ベルト上のトナー量を測定するためにレベル２及びレベル３のループにおいて使用される。ＥＴＡＣ感知ヘッドは、特定の波長に調節された単一のＬＥＤによる照射を用い、ＰＩＮダイオードを検出器として使用する。
【０００４】
異なる種類のセンサを備えた同様のマルチレベル制御構造を用いているプリンタもある。レベル２の機能は、ベルト上のトナー量を測定する単一ＬＥＤのＡＤＣ（Automatic Density Sensor、自動濃度センサ）を用いて達成され、レベル３の機能は、単一ＬＥＤを使用し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、及びＫのような用紙ベースの個々の原色のトナー濃度を測定するセンサであるカラーパッチオンペーパー(Color Patch-On-Paper、Ｃ−ＰＯＰ)センサによって達成される。
【０００５】
前述の全てのセンサにおいて、マーキング基体領域被覆度、即ち、用紙又はマーキングされる他の対象のようなマーキング基体の単位面積当りの、トナー又はインクなどのマーキング物質の量即ち濃度は、単一ＬＥＤの照射を検出する検出器の出力から較正されるか、推測される。トナー量に合わせたＥＴＡＣセンサの較正は、長く、骨の折れる過程であり、殆ど常にオフラインで行われ、測定が不正確になる場合がある。Ｃ−ＰＯＰセンサは色を区別できないため、異なる色のトナーの濃度を区別することができない。
【特許文献１】米国特許第５，４７１，３１３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２３６，４７４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５１９，４９７号明細書
【非特許文献１】エム．シアら(M. Xia et al.)、「全最小二乗回帰による両端間のカラープリンタ較正(End-To-End Color Printer Calibration by Total Least SquaresRegression)」、IEEE Transactions On Image Processing、１９９９年５月、第８巻、第５号
【非特許文献２】アール．バラスブラマニアン(R. Balasubramanian)、「ドット・オン・ドットハーフトーンスクリーン用のプリンタモデル(A Printer Model For Dot-On-Dot Halftone Screens)」、Proc. SPIE: Color Hard Copy and Graphic Arts IV、第２４１３巻、ｐ．３５６−３６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近では、例えば、米国特許出願第０９／８６２，２４７号、第０９／８６３，０４２号、及び第０９／８８８，７９１号において、プリンタなどにおける自動オンライン色較正のために、複数のＬＥＤのような複数光源を備えた分光光度計の使用が提案されている。例えば、プリンタの構成を変更したり、通常の印刷や、用紙経路内での印刷されたシートの移動を妨害又は中断したりせずに、このような分光光度計を、プリンタ内を移動するコピーシートの用紙経路内、好ましくは溶融（フュージング）又は乾燥後の用紙経路内に取り付けることができる。その場合でも、この分光光度計は、シートが移動して分光光度計を通過する際に、印刷されたテストカラーパッチの色を正確に測定することができる。これにより、プリンタの完全な閉ループによる色制御が可能になる。他の先行文献中に記載の発明においても上述の問題点は解決されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述の分光光度計のような複数光源センサを使用して、マーキング基体領域被覆度を検出する。本明細書中で用いられる「マーキング基体領域被覆度」とは、マーキングによって視覚的に変更されるマーキング基体の所与の領域の、全領域に対する割合を指している。例えば、イエローのトナー又はインクのドットをマーキング基体上に付着させることによってイエローパッチがマーキング基体上に形成される際、ドットはパッチ領域を完全に覆っていない場合がある。従って、マーキング基体はドットによって部分的にのみ覆われていることになる。即ち、この場合、「マーキング基体領域被覆度」とは、マーキング基体のイエロードットによって覆われたパッチの領域の、パッチの全領域に対する割合を指す。
【０００８】
オンラインのセンサが色較正システムにおいて既に使用されている場合、この同一のセンサを、マーキング基体領域被覆度センサとして使用することもできる。あるいは、別個のセンサをマーキング基体領域被覆度センサとして使用してもよい。
【０００９】
マーキング基体領域被覆度センサは、マーキング基体のパッチから反射率の測定値を得る。例えば、マーキングされたパッチは、トナー、インク、又は塗料のようなマーキング物質のパッチでもよいし、エッチングなどによってマーキングされた部分でもよい。マーキングされたパッチがマーキング物質のパッチを含む場合、このパッチは単色のパッチであることが好ましい。次いで、これらの反射率測定値から被覆度情報が抽出される。マーキングがマーキング物質を用いて行われる場合は、マーキング物質が用紙シートなどのマーキング基体上に付着した後に、反射率測定値を検出することができる。あるいは、トナーが、マーキング基体への転送及び溶融前にマーキング受光体ドラム又はベルトに付着している場合など、マーキング物質が中間部材上にある際に、反射率測定値を得ることもできる。
【００１０】
ノイゲバウアー(Neugebauer)モデルが反射率測定値を得るために用いられてもよい。ノイゲバウアーモデルはノイゲバウアー原色を用い、ノイゲバウアー原色は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、及びＫの原色を含み、また、ＣＭ、ＣＹ、ＣＫ、ＭＹ、ＭＫのような原色の組み合わせも含む。当業者には既知であるように、ノイゲバウアーモデルでは、ノイゲバウアー原色の重み付け（ウェイト）は原色の領域被覆度の比率を表す。本発明は、混合色のモデルを用いる代わりにマーキング基体領域被覆度センサを使用し、個々の原色の領域被覆度の比率を、各々の反射率測定値を用いて推定する。
【００１１】
バッチ式最小二乗アルゴリズムを用いて、ノイゲバウアーモデルの適切なパラメータを推定することができる。精度を向上させるために、回帰最小二乗アルゴリズムを用いてもよい。回帰最小二乗アルゴリズムにより、マーキング基体領域被覆度センサは、感知環境の変化に応じて較正を行うことができる。
【００１２】
本発明のこれらの目的及び他の目的、利点及び顕著な特徴は、以下の例示的な実施の形態の説明において述べられ、明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の例示的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
本発明は、複数ＬＥＤなど、複数の光源を備えるマーキング基体領域被覆度センサを提供する。マーキング基体領域被覆度センサは、色の較正に用いられる色情報のような他の情報を提供するセンサと同一のセンサでもよい。
【００１５】
デバイス独立カラーコントローラが「レベル４」のコントローラとみなされている、前述の米国特許第６，２３６，４７４号に記載のシステムの文脈において、本発明によるセンサは、レベル３及びレベル４のコントローラが実行される際に、用紙を感知することによってレベル２、レベル３、及びレベル４のコントローラに情報を提供することができる。
【００１６】
図１は、本発明によるマーキングシステム１００の例示的な実施の形態を示す機能ブロック図である。マーキングシステム１００は、リンク２１０を介して入力デバイス２００に接続されている。入力デバイス２００は、より詳しく後述するように、マーキングシステム１００の動作の実行に必要な種々の情報を入力するものであり、マウス、キーボード、タッチスクリーン型入力デバイス、音声認識ベースの入力デバイス、及び／又は情報の入力に使用可能なデバイスであらゆる既知のもの、もしくは今後開発されるものを含みうる。マーキングシステム１００は、リンク３１０を介して画像データソース３００に接続されている。
【００１７】
画像データソース３００として、デジタルカメラ、スキャナ、近辺もしくは遠隔地に配置されたコンピュータ、又は、電子画像データを生成することのできるデバイスであらゆる既知のもの、もしくは今後開発されるものを使用することができる。同様に、画像データソース３００として、ネットワークのクライアントやサーバなど、電子画像データを保存し、及び／又はこれを送信するあらゆる好適なデバイスを使用することができる。内蔵スキャナを有するデジタルコピー機のように、画像データソース３００をマーキングシステム１００に組み込むことができる。あるいは、モデム、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、イントラネット、インターネット、あらゆる他の分散型処理ネットワーク、又はあらゆる他の既知の、もしくは今後開発される接続デバイスなどの接続デバイスを介して、画像データソース３００をマーキングシステム１００に接続することができる。
【００１８】
また、画像の印刷時に、オリジナルの物理的ドキュメントから電子画像データを生成できるが、電子画像データは、それ以前のいかなる時にも生成できることを理解されたい。更に、電子画像データをオリジナルの物理的なドキュメントから生成する必要はなく、スクラッチから電子的に生成することができる。従って、画像データソース３００は、リンク３１０を介して電子画像データをマーキングシステム１００に供給することのできる、あらゆる既知のデバイス、又は今後開発されるデバイスである。従って、画像データソース３００からマーキングシステム１００に電子画像データを送信するシステム又はデバイスであらゆる既知のもの、又は今後開発されるものを、リンク３１０として使用することができる。
【００１９】
更に、リンク２１０及び３１０として、ネットワーク（図示せず）に接続された有線、無線、又は光によるリンクを使用できることを理解されたい。ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、イントラネット、インターネット、又はあらゆる他の分散型処理及び保存ネットワークを、ネットワークとして使用することができる。
【００２０】
マーキングシステム１００は、マーキングデバイス１２０、センサアレイ１３０、色較正デバイス１４０、メモリ１５０、コントローラ１６０、及びマーキング基体領域被覆度決定システム１７０を含み、これらはデータ／制御バス１９０によって相互接続されている。
【００２１】
例えば、インク印刷処理及びゼログラフィー印刷処理を含む、あらゆる既知の、又は今後開発されるマーキング処理を用いて基体にマーキングを行うプリントエンジン／プリントヘッド又はマーキングエンジン／マーキングヘッドを、マーキングデバイス１２０として用いることができる。
【００２２】
同時係属出願である米国出願第０９／８６２，２４７号、第０９／８６３，０４２号、及び第０９／８８８，７９１号に述べられるように、センサアレイ１３０は、中央光検出器（図示せず）の周辺に配列されるか、又は、複数の光検出器又はフォトサイトに対応して配列された、ＬＥＤやレーザなどの複数の光源を含む。以下、これらの光源を便宜上ＬＥＤと呼ぶ。ＬＥＤの数は、単一の光センサが用いられる場合は３よりも大きい任意の数が好ましく、複数のフォトサイト又は光センサが用いられる場合は２でよい。３以下のＬＥＤが用いられる場合、これらは、全ての原色の領域被覆度を抽出するのに十分な情報を与えるために、比較的広帯域のＬＥＤでなくてはならない。多数のＬＥＤを用いると精度は高くなるが、ＬＥＤを多く含むとコストが更に高くなるため、センサアレイ１３０に含まれるＬＥＤの数には事実上限度がある。従って、ＬＥＤの数は、約８乃至１６が好ましい。
【００２３】
色較正デバイス１４０は、マーキングデバイス１２０の出力を、センサアレイ１３０から得られた情報に従って較正する。この較正を、マーキングデバイス１２０の望ましい出力の維持に必要なだけ又は所望されるだけ頻繁に行うことができる。
【００２４】
メモリ１５０は、マーキングシステム１００に入力され、或いはマーキングシステム１００から出力される情報用のバッファとして機能したり、マーキングシステム１００の機能を実施するために必要なあらゆるプログラム及び／もしくはデータを保存したり、並びに／又は処理の種々の段階でデータを保存したりすることができる。更に、メモリ１５０は単体として示されているが、実際には分散型でもよいことを理解されたい。種々の例示的な実施の形態では、メモリ１５０の可変部分はスタティック又はダイナミックＲＡＭを用いて実施される。しかしながら、フロッピー（登録商標）ディスク及びディスクドライブ、書込可能光ディスク及びディスクドライブ、ハードドライブ、又はフラッシュメモリなどを用いてメモリ１５０を実施することもできる。種々の例示的な実施の形態では、メモリ１５０の概してスタティックな部分は、ＲＯＭを用いて実施される。しかしながら、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくはＤＶＤ−ＲＯＭなどの光ＲＯＭディスク及びディスクドライブ、フラッシュメモリ、又は前述のような他の可変メモリなど、他の非揮発性メモリを用いて、スタティックな部分を実施することもできる。
【００２５】
コントローラ１６０は、マーキングシステム１００の他の構成要素の動作を制御し、必要な計算を全て行い、マーキングシステム１００の処理及びその個々の構成要素を実施するために必要なあらゆるプラグラムを実行し、必要に応じてマーキングシステム１００の他の構成要素間のデータの流れを制御する。コントローラは、前述の米国特許第５，４７１，３１３号及び第６，２３６，４７４号のレベル１乃至レベル４のコントローラのように、実際には複数のディスクリート回路（離散回路）を含んでもよいことを理解されたい。
【００２６】
マーキング基体領域被覆度決定システム１７０は、センサアレイ１３０から得られた情報に基づいて、単色パッチにおけるマーキング媒体の領域被覆度を決定する。ノイゲバウアーモデルを用いてこの決定を行う例示的な方法を、以下に詳しく説明する。図１に示される実施の形態では、色較正とマーキング基体領域被覆度の決定の双方に同一のセンサアレイ１３０が用いられるが、これらの機能のために別個のセンサを設けることも可能であることを理解されたい。しかしながら、双方の機能に対して１つのセンサを使用することは、コストの点で有利である。
【００２７】
図１に示される回路の各々を、適切にプログラムされた汎用コンピュータの部分として実施できることを理解されたい。あるいは、図１に示される回路の各々を、ＡＳＩＣ内の物理的に独立したハードウェア回路として、又はＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡ、もしくはＰＡＬを用いて、又は離散論理素子もしくは離散回路素子を用いて実施することができる。図１に示される回路の各々がなす特定の形は設計上の選択であり、当業者には明白であり、予測可能であろう。
【００２８】
センサアレイ１３０の出力に基づいてスペクトルを決定するためにコントローラ１６０によって実施可能である、例示的なアルゴリズムを以下に説明する。
【００２９】
ハーフトーン印刷用の基本的なスペクトルノイゲバウアーモデルでは、例えば、本明細書中に援用されて本明細書の一部とする、エム．シアら(M. Xia et al.)の「全最小二乗回帰による両端間のカラープリンタ較正(End-To-End Color Printer Calibration by Total Least Squares Regression)」、IEEE TransactionsOn Image Processing、１９９９年５月、第８巻、第５号、及び／又はアール．バラスブラマニアン(R. Balasubramanian)の「ドット・オン・ドットハーフトーンスクリーン用のプリンタモデル(A Printer Model For Dot-On-Dot Halftone Screens)」、Proc. SPIE: Color Hard Copy and Graphic Arts IV、第２４１３巻、ｐ．３５６−３６４によって述べられるように、ハーフトーン処理された任意のパッチの反射率は、その原色の反射率の重み付け平均によって与えられる。具体的に、反射率は下記式（１）のように定義される。
【数１】
2008298787.tif 000003
【００３０】
式中、λは可視光の波長を表し、Ｐはノイゲバウアー原色の数であり（例えば、シアン原色が用いられる場合、Ｐ＝２である。Ｃ、Ｍ、Ｙ、及びＫの４原色が用いられる場合、ランダム混合モデルではＰ＝１６であり、ドットオンドット混合モデルではＰ＝５である。）、ｒ（λ）は、分析中のマーキングされたパッチに対応する予測スペクトル反射率であり、ｒi（λ）はｉ番目の原色の反射スペクトルであり、ｗiはｉ番目の原色の適切な重み付け関数を表している。
【００３１】
用紙に対する光の透過及び拡散の影響を考慮する場合、式（１）に示される基本モデルは、ユール−ニールセン(Yule-Nielsen)補正係数として知られる経験的な補正係数ｎを含み、分析中のマーキングされたパッチの反射率は下記式（２）のように定義される。
【数２】
2008298787.tif 000004
【００３２】
前述のシアらによる刊行物のような、公知のユール−ニールセン補正方法に従って、適切な値をユール−ニールセン補正係数ｎとして得ることができる。
【００３３】
例えばシアン又はマゼンタなど、個々の色分解の複製のためにドット領域被覆度が測定されるので、前述のシアらによる刊行物に記載の標準デミシェル(Demichel)方程式を用いて、ｗiをドット領域被覆度ｃに置き換えて表すことができる。「ドット領域被覆度」は、「ドット拡張(growth)」又は「ドット領域関数」としても知られている。
ｗ1＝１−ｃ；ｗ2＝ｃ …（３）
【００３４】
シアン、マゼンタ、イエローなど、単一の色分解のドット領域被覆度を測定するために、原色の数は、単一の色分解とマーキング基体のベースカラー、即ち、元のマーキング基体のマーキングされる前の色、によって複製されるものに限定される。従って、ｉ＝２である。第１のノイゲバウアー原色がマーキング基体のベースカラーに対応すると仮定して、ベースカラー反射率測定値ｒ1（λ）を含むようにスペクトルモデルを調整することができる。式（２）にベースカラーの反射率を代入し、領域被覆度の比率ｃを用いると、下記の一次方程式が得られる。
【数３】
2008298787.tif 000005
【００３５】
式中、ｒ2（λ）は１００％の領域被覆度を有する原色の反射スペクトルであり、ｒ1（λ）はマーキング基体のベースカラーの反射スペクトルである。例えば、マーキング基体が白い紙である場合、ベースカラーは白である。原色の領域被覆度の比率は、センサアレイ１３０によって測定される。
【００３６】
色のスペクトルは、離散した波長［λ1，λ2，…，λN］においてサンプリングされるため、式（４）を行列の形で表すことができる。
ｙ＝Ａｃ …（５）
【００３７】
式中、
【数４】
2008298787.tif 000006
であり、λ1，λ2，…，λNは反射値が測定される際の波長を表している。例えば、１０ｎｍのスペクトル分解では、λ1＝３６０ｎｍ、λ2＝３７０ｎｍ、…λN＝７６０ｎｍである。従って、１０ｎｍのスペクトル分解では、Ｎ＝３６である。更に、上記の式及び以下に説明する他の式には、行列又はベクトルを示すために下線が引かれている。
【００３８】
式（５）は、領域被覆度感知システムのモデルを表す一次行列方程式である。ここで、実在のマーキングシステムにおいて領域被覆度ｃを適切に決定する態様が問題となる。ｃを推定する例示的な方法を以下に説明する。
【００３９】
まず、例えば、カラーパッチなどのマーキングされたパッチをそれぞれ用いて、ほぼ完全な被覆度、即ち、１００％の領域被覆度での各原色の反射率を測定する。この反射率は、センサのデータベースに保存される。用紙又は他の基体の反射率の測定では、ブランクの用紙シートや他の基体の反射率を、ベースカラーの反射率としてメモリ１５０に保存する。例えば、コピー機などの複数の供給トレイなどにおいて複数種の用紙又は他の基体が使用される場合、種類の異なる各用紙又は他の基体のブランクシートの反射率を測定し、メモリ１５０に保存する。基体の種類毎に、対応する測定値を再調整し、上記式（６）に示される行列Ａに保存する。
【００４０】
センサアレイ１３０が、用紙や他の基体ではなく受光体（例えば、感光体）ベルト又はドラム上のパッチ領域被覆度を測定する場合、受光体ベルト又はドラム上での基本反射率の測定が必要である。受光体ドラム又はベルトの測定では、ユール−ニールセン補正係数ｎが１に設定される。
【００４１】
次に、センサアレイ１３０は、例えば、分析されるマーキング物質の標的（ターゲット）パッチ（好ましくは単色パッチ）のような、分析中のマーキングされたパッチの反射率を測定する。そして、マーキング基体のベースカラーの反射率の値及びｒ1（λ1），ｒ1（λ2），…ｒ1（λN）を用いて、反射率データを上記式（６）のベクトルｙに示されるように再調整する。
【００４２】
条件が理想的であれば、１回のパッチ測定の最小二乗問題を解くことによって領域被覆度を得ることができる。ｃを推定するための最小二乗方程式は、原色のスペクトルと測定されたスペクトルとの間の誤差の二乗を最小にすることにより、原色のスペクトルを測定されたスペクトルに最良に適合させる。即ち、最小二乗方程式は下記の誤差関数Ｅ（ｃ）を最小にする。
Ｅ（ｃ）＝（ｙ−Ａｃ）T（ｙ−Ａｃ） …（７）
式中、Ｔは行列の転置を示す。
【００４３】
誤差を最小にすることにより、下記の結果が生じる。
【外１】
【００４４】
2008298787.tif 000007
【００４５】
上記式（９）を用いて、領域被覆度の値を抽出することができる。しかしながら、非理想的な初期条件、理想的な初期条件からの変動、センサハードウェアにおけるノイズ、温度や湿度のばらつきなどのため、この方法は誤差を生じやすい。従って、ｃの推定には回帰適応アルゴリズムを用いるのが好ましい。回帰適応アルゴリズムは、複数の測定の実施を必要とする。
【外２】
【００４６】
2008298787.tif 000008
【００４７】
上記式（１０）に示された適応方程式は、新しい推定値に収束するために、以前の推定値と出力値間の誤差とを用いる。適応アルゴリズムは下記の形をとることが、上記式（１０）から明らかである。
新しい推定値＝以前の推定値＋重み付け関数×誤差
【００４８】
以前の推定値が正しくない場合、上記式（１０）に示される回帰適応アルゴリズムは以前の推定値に修正を加えて新しい値にし、より正確な推定値を生成する。
【００４９】
アルゴリズムの反復数は、所望の精度レベル及び係数αの値に依存する。一般に、係数αが約１．５以上である場合、５回又は６回の反復で十分である。適切な反復数をテストから実験的に決定し、行われるべき反復の数として予め設定することができる。
【外３】
【００５０】
2008298787.tif 000009
【００５１】
受光体ベルト又はドラムの領域被覆度測定にセンサアレイ１３０を用いる場合、その測定は、１００％の領域被覆度のパッチ測定が時間の経過と共に変化しない（即ち、ノイゲバウアー原色の反射スペクトルが時間の経過と共に変化しない）限り、自己較正式である。変化が生じた場合、ノイゲバウアー原色を１００％の領域被覆度で印刷することにより、１回のみのセンサ較正を開始しなくてはならない。この種の感知では、ＥＴＡＣセンサで通常行われるような、骨の折れる較正処理を行う必要がない。
【００５２】
図２は、本発明に従ってマーキング基体領域被覆度を決定する例示的な方法を示すフローチャートである。処理はステップＳ１０００から始まってステップＳ１１００へ続き、ステップＳ１１００で、マーキング基体の基本反射率、即ち基体のマーキングされていない部分の反射率を得る。次に、処理はステップＳ１２００へ続き、参照反射率、例えば、１００％の被覆度でマーキングされたパッチの反射率を得る。処理は次にステップＳ１３００へ続き、標的のマーキングされたパッチの反射率である、目標反射率を得る。処理は次にステップＳ１４００へ続く。
【００５３】
ステップＳ１４００において、処理は、基本反射率、参照反射率、及び目標反射率を用いて、領域被覆度の推定値を得る。最小二乗方程式によって領域被覆度を得ることができる。処理は次にステップＳ１５００へ続き、ここで、更なる反射率測定値を標的パッチから得て、適応回帰方程式を用いて領域被覆度の改良推定値を得る。処理は次にステップＳ１６００へ続く。
【００５４】
ステップＳ１６００において、処理は、適応回帰方程式の更なる反復を行うか否かを判断する。この判断を、種々の方法で行うことができる。一例としては、適切な反復数を、種々のテストの観測結果から実験的に決定することができる。例えば、所望の精度レベルを生じるためには一般に５回の反復で十分である、ということが観測結果からわかっている場合、処理は、５回の反復をデフォルトとして設定することができる。従って、ステップＳ１６００の判断は、デフォルトの反復数に達したか否かに基づくものである。別の例として、処理は、新しい推定値を前の推定値（例えば、ステップＳ１４００又はステップＳ１５００における、前の反復で得られた推定値）と比較して割合の変化を決定し、割合の変化が所定量よりも大きい場合にのみ、更なる反復を行うように設定されてもよい。例えば、ある反復から次の反復への割合の変化が１％以下にすぎない場合、反復をそれ以上行わないように処理を設定することができる。
【００５５】
ステップＳ１６００において適応回帰方程式をそれ以上行わないと判断するまで、ステップＳ１５００及びＳ１６００を繰り返す。適応回帰方程式をそれ以上実行しないと判断した場合、処理はステップＳ１７００へ続き、領域被覆度の最新の推定値を保存する。処理は次にステップＳ１８００へ続き、測定されるべきマーキングパッチが更にあるか否かを判断する。測定されるべきマーキングパッチが更にある場合、処理はステップＳ１９００へ続き、次のマーキングパッチを選択し、ステップＳ１３００乃至Ｓ１８００を繰り返す。そうでない場合、処理はステップＳ１９５０にジャンプして終了する。
【００５６】
実施の形態では、図２に示される処理の１つ以上の部分を省略することができる。例えば、ステップＳ１４００において、領域被覆度の推定に最小二乗方程式を用いる際、この推定値は十分に正確であり得る。従って、ステップＳ１５００及びＳ１６００は不要になり得る。別の例として、ステップＳ１５００及びＳ１６００において適応回帰方程式を用いる場合、ステップＳ１４００では、適応回帰方程式の最初の反復に用いられる領域被覆度の初期推定値を、請求項に記載の方法以外の方法によって得ることができる。例えば、領域被覆度の初期推定値を、ユーザの経験もしくは「最良の推測」に基づいて手動で入力するか、又はデフォルトとして設定することができる。ある標的パッチの領域被覆度を推定して保存した後、適応回帰方程式を用いて次の標的パッチの領域被覆度を推定する場合、同一の推定値を初期推定値として用いることができる。従って、ステップＳ１４００は、図２の処理のいくつか又は全てのサイクルで不要になり得る。
【００５７】
更に、図２の処理のステップのシーケンスは、示されたものに限定されない。当業者によって理解されるように、ステップの順序に対して種々の変更を行うことができる。
【００５８】
図３は、本発明に従って色較正及び領域被覆度の較正を行う例示的な方法を示すフローチャートである。処理はステップＳ２０００から始まってステップＳ２１００へ続き、ステップＳ２１００では、センサを用いて色情報及びマーキング基体領域被覆度情報の双方を得る。次に、ステップＳ２２００では、ステップＳ２１００で得られた色情報及び／又はマーキング基体領域被覆度情報に基づいて、色制御パラメータを修正する。処理は次にステップＳ２３００へ続き、終了する。
【００５９】
図１のマーキングシステム１００は、単一のプログラム式汎用コンピュータ、又は関連するセンサアレイ１３０及びマーキングデバイス１２０を有する別個のプログラム式汎用コンピュータで実施されることが好ましい。しかしながら、専用コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラ及び周辺の集積回路エレメント、ＡＳＩＣもしくは他の集積回路、デジタル信号プロセッサ、離散素子回路などのハードワイヤード電子回路もしくは論理回路、又はＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、もしくはＰＡＬなどのプログラマブル論理デバイスを用いて、マーキングシステム１００を実施することもできる。一般には、図２に示されるフローチャートを実施することのできる有限状態マシンを作動させることの可能なあらゆるデバイス、又はその適切な部分を用いて、本発明のマーキングデバイスを実施することができる。
【００６０】
多様なコンピュータ又はワークステーションハードウェアプラットフォームで使用できる携帯可能なソースコードを提供する、オブジェクト又はオブジェクト指向のソフトウェア開発環境において、開示された方法を容易に実施することができる。あるいは、開示されたマーキングシステム１００の適切な部分を、標準の論理回路又はＶＬＳＩ設計を用いたハードウェアで、部分的又は全体的に実施することができる。本発明に従ったシステムの実施にソフトウェアを用いてもハードウェアを用いても、システムの速度及び／又は効率要件、特定の機能、及び使用されている特定のソフトウェアシステムもしくはハードウェアシステム、又はマイクロプロセッサシステムもしくはマイクロコンピュータシステムに依存する。しかしながら、コンピュータ技術の一般的な知識と共に本明細書中に設けられた機能の説明から不適当な実験を行わずに、あらゆるシステム又は構造体、デバイス、及び／又はソフトウェアで当業者に既知のもの又は当業者によって今後開発されるものを用いて、前述の処理システム及び処理方法をハードウェア又はソフトウェアにおいて容易に実施することができる。
【００６１】
更に、プログラム式汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又はマイクロプロセッサにおいて実行されるソフトウェアとして、開示された方法を容易に実施することができる。この場合、コピー機、カラーコピー機、プリンタドライバ、又はスキャナなどにおいて組み込まれたルーチンなど、パソコンに組み込まれたルーチンとして、又はサーバもしくはワークステーションに存在するリソースとして、本発明の方法及びシステムを実施することができる。また、コピー機又は専用画像処理システムのハードウェア及びソフトウェアシステムのようなソフトウェア及び／又はハードウェアシステムに物理的に組み込むことにより、本発明のシステム及び方法を実施することもできる。
【００６２】
本発明を前述の特定の実施の形態に関連させて説明したが、本開示内容により、多くの同等の代替物、変更物、及び変形物が当業者に明らかになるであろう。従って、前述した本発明の例示的な実施の形態は一例であり、本発明を限定するものとはみなされない。前述の実施の形態に対する種々の変更を、本発明の趣意及び範囲から逸脱せずに行うことができる。
【００６３】
例えば、前述の例示的な実施の形態は、主にインクジェット印刷又はゼログラフィー（電子写真）印刷の文脈から説明されたが、本発明を任意のマーキング形式に適用でき、例えば、基本オブジェクトの１つ以上の部分の外観を、塗装処理やコイルコーティングなどで別の材料によって変えたり、又はエッチングなどの処理によって変えたりする任意の処理に、本発明を適用できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明によるマーキングシステムの例示的な実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明に従ってマーキング基体領域被覆度を決定する例示的な方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明に従って色制御を行う例示的な方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１００ マーキングシステム
１１０ 入力／出力インターフェース
１２０ マーキングデバイス
１３０ センサアレイ
１４０ 色較正デバイス
１５０ メモリ
１６０ コントローラ
１７０ マーキング媒体領域被覆度決定システム
２００ 入力デバイス
２１０、３１０ リンク
３００ 画像データソース
【図１】
2008298787.tif 000042
【図２】
2008298787.tif 000043
【図３】
2008298787.tif 000044