JP2002154228A - 色材の感知に適合した装置および色の感知ならびにドナー誤採取状態の検出を行う方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドナー色の正確な決定および誤採取状態の感
知を行う検出手段を備えた、プリンタ用の改良された色
感知装置および方法が必要である。 【解決手段】 所定の波長範囲を有する光源３６ａ
（赤），３６ｂ（緑），３６ｃ（青）から、ドナーシー
トに光が照射され、ドナーシートを透過または反射した
光が、各光源に対応する光センサ３８ａ，３８ｂ，３８
ｃによって検出される。各光源によって検出された各光
の信号強度に応じて、Ｎ次元座標軸が割り当てられ、こ
のＮ次元座標値を格納された参照値と関連させて用いる
ことによりドナーシートの色が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、物の中の色材を
感知する装置と方法に関する。本発明は、透明性のドナ
ーフィルムシートから基材上に色材を転写することによ
って像の書き込みを行う印刷装置および方法において特
別な有用性を有する。

【０００２】

【従来の技術】カラー感熱転写法を用いた印刷装置にお
いては、透明性のドナーシートは色材が塗布されたフィ
ルム材料を含んでいる。このような装置の印刷ヘッドに
おいて、熱エネルギによってドナーシートから受像基体
材料上に選択的に色材が転写されることで、完成像が作
成される。感熱印刷装置の種類の代表例として、（Ｖａ
ｎ Ｐｅｔｅｇｈｅｍによる）米国特許第５，５１９，
４２８号に開示された抵抗式印刷ヘッドを用いたもの、
および（Ｈａｒｓｈｂａｒｇｅｒ他による）米国特許第
５，２６８，７０８号に開示されたレーザ感熱印刷ヘッ
ドを用いた印刷装置などがある。像が書き込まれる受像
材料として、紙基体、または（例えばＨａｒｓｈｂａｒ
ｇｅｒ他の特許に開示された、別の受像媒体に転写され
る像を担持する中間部材などの）フィルム基体、または
他の画像形成用基体材料などがある。

【０００３】このような印刷装置におけるドナー色材と
して、染料、インク、顔料、またはドナーシートから受
像媒体上に転写されるその他の適当な材料等がある。従
来のカラープリンタには、標準の（ＣＭＹまたはＣＭＹ
Ｋ）印刷色(process color)、すなわちブラック（Ｋ）
ドナーを追加可能な、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、
およびイェロー（Ｙ）のドナー色材が具備されている。
ドナーの供給源は、Ｖａｎ Ｐｅｔｅｇｈｅｍの特許に
記載されているような、連続したＣＭＹまたはＣＭＹＫ
カラーパッチを設けた一続きのリボンを供給するロール
からなる。状況により、ドナー供給源は、例えばトレー
などの、一度に一枚のドナーシートを印刷ヘッドに供給
する手段であってもよい。

【０００４】ドナーがロールまたはシートのいずれの形
で供給されるにせよ、印刷装置が印刷ヘッドに供給され
るドナーの色を識別できることが重要である。加えて、
ドナーシート材料を適正な位置および向きに正確に装填
して、印刷が正確に行われると共に印刷ヘッド部品の損
傷の可能性が最小限になるようにすることも重要であ
る。例えば、誤ったシート面が印刷ヘッドに向いた状態
でドナーシート材料が送給されると、印刷ヘッド部品上
に不適正に色材が転写され、印刷ヘッドの洗浄が（もし
くは交換も）必要になる。シート送給装置においては、
複数のシートが不測にトレーから採取されると（あるい
は手動の送給スロットから送給されると）、詰まりが生
じ、検出されない場合は印刷ヘッド部品に損傷をもたら
す。

【０００５】従来の印刷装置では、数種の方法で、前述
の色識別、ドナー方向、および誤採取検出の課題が解決
されてきた。（前述のＶａｎ Ｐｅｔｅｇｈｅｍの特許
に開示されているように）ドナーがリボン状で供給され
る場合は、ドナーは供給ロールから巻き取りロールに送
給されるので、誤採取の問題は生じない。一般に、適正
なドナーの向きは、供給ロールをキー操作して正しい方
法でのみ挿入できるようにすること、または例えば（Ｗ
ｏｕｔｅｒｓ他による）米国特許第５，４１５，４８６
号などに開示されているように、ドナーリボンを再装填
可能なカセット形式で供給することなどの方法によって
得られる。リボン状のドナーの場合の色検出の課題は、
シート状で供給されるドナーの場合よりも本質的に簡単
である。この理由は、リボン上のドナーパッチは製造時
に既知の順で交互に並べられるためである。しかしなが
ら、ドナーリボンを用いたプリンタでは、以下記載の数
種の方法を用いて色検出が行われてきた。

【０００６】ノッチ法(notching)は、前述の問題の解決
に使用された一つの方法である。（Ｎｏ他による）米国
特許第５，１９６，８６８号に受像シート中のノッチの
検出による適正な向き（すなわち「塗布面が上向き」）
のセンシングが開示されている。（Ｉｓｏｇａｉによ
る）米国特許第４，５３６，７７２号に、シート状で送
給されるドナー媒体中のノッチ位置を感知してドナー色
を表示することが開示されている。ノッチ法は検出は容
易であるが、製造時に一工程を追加する必要があること
に加えて、類似の色同士の識別には限界がある。特に重
要であるのは、ノッチ法自体は複数のシートが採取され
た場合の誤採取検出の解決法にならないことである。

【０００７】別の色識別方法として、ドナー媒体上にマ
ーキングを施して光学的センシングを行う方法がある。
例えば、（Ｉｉｍａによる）米国特許第５，３９３，１
４９号に、カートリッジ筐体を通して読み取り可能なマ
ークの識別を用いた、インクリボンカートリッジの光学
的センシングが開示されている。(Ｓｈｉｎｍａ他によ
る）米国特許第４，５７３，０５９号には、インクドナ
ーシートの端に施されたマークであって、それ自体の物
理的寸法が対応するドナー色を表すマークの光学的セン
シングが開示されている。(Ｈａｄｌｅｙによる）米国
特許第５，９７８，００５号には、各カラーパッチシー
ケンスの始まりを示すインデックスストライプを含ん
だ、カラー感熱リボン中の各色間の境界を定めたデリミ
ッタ(delimiting)ストライプの使用が開示されている。
ドナー材料の一端のこれらのマーキングを用いることで
色の識別は可能であるが、量産において正確な位置にマ
ークを形成することは価格が高くつく。

【０００８】（ドナーが透明性である場合に可能な）ド
ナー色自体の光学的センシングが、色識別の一方法とし
て使用されてきた。（ＲＥ３３，２６０号として再発行
された、Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎによる）米国特許第４，
７１０，７８１号に、リボン状ドナーを用いた感熱プリ
ンタにおける、透明性のドナーを透過するレッドおよび
イェローのＬＥＤの光のセンシングが開示されている。
この方法を用いる場合、光センサは、ある特定のしきい
値より上または下の特定波長の透過光の検出に適合する
ようにされる。一対の光センサによる検出結果に基づい
た真値表を用いて、上記波長検出に基づき、感知された
パッチの色が決定される。同様に、（Ｋｏｕｚａｉ他に
よる）米国特許第５，４６６，０７５号に、インクシー
トの場合において、ドナー中の透明性の識別部分（ＩＤ
マーク）を透過する三色光源と、カラーパッチ識別補助
用の三つの対応するセンサとを使用することが開示され
ている。留意すべきことに、このＫｏｕｚａｉ他の開示
においては、ある特有のＩＤマークがドナー上の各パッ
チの近傍に設けられており、インクドナーの色自体は感
知されない。

【０００９】前述のＳｔｅｐｈｅｎｓｏｎおよびＫｏｕ
ｚａｉ他の両方の特許に開示されているように、複数光
源の使用によってリボン状ドナーのカラーパッチの粗な
識別が可能になる。特定の狭い波長範囲で、透明性のカ
ラードナーを透過した光エネルギの特有のレベルを、対
応する狭い波長範囲の光を放出する光源によって感知す
ることによって一定レベルの色識別を行うことができ
る。しかしながら、これら既存の方法には、色校正等の
用途に使用される印刷装置（例えば、前述のＨａｒｓｈ
ｂａｒｇｅｒの特許に開示された装置など）用としては
重大な欠点がある。従来方法を用いる場合、光センサ
は、部品の経時変化、ＬＥＤおよびセンサの価格、およ
びバッチ間の製造上の相違などの要因による、あり得る
広い範囲を考慮した、かなり粗な検出しきい値に設計さ
れる。このため、このような方法は、特別に調合された
色（すなわち標準のＣＭＹＫ印刷色以外の色）が使用さ
れる場合には限界がある。Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎおよび
Ｋｏｕｚａｉ他の両方の特許に開示された、粗な「真値
表」決定手段を用いた検出方法を用いて、特別に調合さ
れた色を検出することは困難もしくは不可能である。さ
らに、色校正用のプリンタに期待されるような、ドナー
間の微妙な色の変化を検出することは不可能である。
（例えば、種々の異なるイェロードナーは米国での使用
よりもヨーロッパでの印刷用として好適である。）

【００１０】（Ｃｏｏｌｅｙ他による）米国特許第５，
０２７，１９５号および（Ｓｕｚｕｋｉ他による）米国
特許第４，９３０，００８号に開示された、カラースキ
ャナ内で使用されるセンサアレーに類似したセンサアレ
ーを使用することができることは明らかである。しかし
ながら、そのようなスキャナ装置は、画像領域全体の走
査、および一つの領域に数千の点を含むアレーによって
サンプリングされる、ＲＧＢ（赤、緑、および青）原色
成分のデータ供給に対して最適化されている。さらに、
そのような走査装置を用いてシートのＲＧＢ色成分のデ
ータを供給しつつ、このデータを何らかの方法でさらに
処理してドナー色を識別する必要がある。さらに、この
ような構成では、走査用センサの価格は極端に高くな
る。低価格のセンサおよび光源を用いてドナー色を正確
に感知し、得られた感知データを用いてドナー色を相互
に識別すれば効果大である。

【００１１】印刷装置におけるカラードナーセンシング
システムの仕事は、ある一定の可能なドナー色の種類の
セットがある場合に、感知された色にもっとも近い種類
を識別することである。このようなシステムでは、例え
ばバッチ間の変動、部品の経時変化、および環境条件な
どの、感知されるデータの品質に影響を及ぼすいくつか
の条件がある。このように、カラードナーセンシングシ
ステムは、データ通信で生じる問題と同様の問題に直面
する。ノイズの多い伝送チャネルを通じて受信されたデ
ータの復号法において、周辺ノイズからデータ信号を識
別することが行われている。受信された信号は、あり得
る値の中で一つの離散数の値だけをもつことができる。
統計的手法を用いたデータ符号化理論によって、「最適
予測(best estimate)」された送信信号をデータ受信シ
ステムに入信させる方法が与えられる。このような予測
値として特定の離散データ点を識別する方法を与える上
記手法は、最尤推定法復号（ＭＬＤ）と呼ばれている。

【００１２】簡単に言うと、ＭＬＤは、一つのデータ点
をＮ次元の観察空間をもつものとみなす。ここでＮは、
観察されたデータ点の原点に対するベクトルを定義す
る、データ成分の数すなわち座標に相当する整数であ
る。（例えば、三次元観察空間におけるデータ点は三つ
の座標(x,y,z)を有して原点は(0,0,0)、四次元の観察空
間におけるデータポイントは四つの座標(x,y,z,q)を有
して原点は(0,0,0,0)など）。実際には、ＭＬＤ法は以
下の単純な決定ルールに従っている、すなわち、観察さ
れたデータ点にもっとも近い設定データ点を決定すると
いうことである。単にユークリッド距離を計算すること
で観察点と設定された既知の参照データ点との間の最小
距離が見出される。

【００１３】（Ｌｏｎｇｓｔａｆｆ他による）米国特許
第４，６３０，２８８号に最尤推定法検出を二値データ
の信号復号に適用した例が開示されている。留意すべき
ことに、Ｌｏｎｇｓｔａｆｆ他は８次元（すなわちＮ＝
８）の観察空間を開示している。（Ａｌａｒｄ他によ
る）米国特許第５，３２９，５３７号に、最尤推定法検
出に基づくアルゴリズムである、ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂ
ｉ）決定アルゴリズムをデータ復号に適用した例が開示
されている。

【００１４】明らかに、誤採取検出も行えるようなカラ
ーセンシング方法の提供は効果大である。（プリンタや
電子写真複写機などの）シート処理装置での従来の誤採
取検出法として、（Ｋｌｕｇｅｒ他による）米国特許第
５，３３５，０４３号に開示された、シート移動経路で
の力変換器の使用、あるいは（Ｐｕｚｅｙによる）米国
特許第５，２２６，６４０号に開示された、ピンチロー
ラ同士の正しい分離のセンシングなどがある。しかしな
がら、このような機械の状態の感知は、高価、複雑で、
整備に手間がかかり、かつエラーが生じやすい。（複数
のシートがトレーから引き上げられた場合の相対的吸引
レベル差の検出などの）紙シートの操作に使用されるそ
の他の方法は、フィルムと紙との物理的な性状の違いに
よりドナーフィルム基体では使用できない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、例えばド
ナー色を正確に決定すると共に誤採取状態を感知するド
ナー色検出を提供する、プリンタで使用可能な、改良さ
れた色感知装置および方法が必要なことは明らかであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は改良された色感
知装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、
カラードナーの種類の感知および正しいドナーシート採
取の感知に適合した装置を提供することを目的とする。
また、本発明は改良された色感知方法を提供することを
目的とする。さらに本発明は、カラードナーの種類およ
び正しいドナーシート採取の検出方法を提供することを
目的とする。

【００１７】これらの目的に鑑みて、本発明は、所定の
色または色材のセットから、物の色あるいは物の内部ま
たは表面の色材を識別する色感知装置を提供する。この
装置は、（ａ）物を透過または反射する、Ｎ個の所定の
比較的狭い複数の波長範囲の光を供給する一つ以上の光
源、（ｂ）前記物を透過または反射するＮ個の所定の波
長範囲の光に応答して、前記所定の波長範囲の波長でそ
れぞれ感知された各光エネルギレベルを示す各出力信号
を供給する光学的センサ手段、（ｃ）前記出力信号の各
々を受信し、さらに前記各出力信号を数値に変換して、
前記数値の各々を含む一つのＮ次元座標値を割り当てる
ことに適合した制御論理プロセッサであって、前記Ｎ次
元座標値を格納された参照値と関連させて用いてそれに
より物の色あるいは物に伴う色材を決定する制御論理プ
ロセッサ、を含む。

【００１８】本発明の一実施形態によるプリンタは、別
々の波長をもつ三つ（Ｎ＝３）の光源、すなわち赤、
緑、および青のＬＥＤを用いる。各光源にはそれぞれに
対応する光センサが備わり、この光センサの各々から、
ドナーシートを透過した赤、緑、または青の各光の相対
レベルを示す出力信号が供給される。光センサは、ドナ
ーシートを供給源から引き上げてイメージングドラム表
面の搭載位置まで案内する、吸引バー上に直接搭載され
る。データの読み取りは、光センサが赤、緑、および青
のＬＥＤと向き合って整列した状態で行われる。三つの
アナログ光センサの読み取りデータは、それぞれ対応す
る数値に変換されて、感知されたドナーの読み取りデー
タを表す三次元座標値が作成される。次いで計算が実行
されて、上記の如く設定された三次元座標値と、所定の
ドナー色（一般にはＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋまたはその他の色）
あるいはドナー状態（例えば複数のドナーシート採取ま
たはドナーシート採取無しなど）についての既知の参照
座標値との間のユークリッド距離が算出される。また、
光源およびセンサを用いてドナー中のノッチを感知する
ことにより正しいドナーの向きの検出が行われる。

【００１９】別の態様として、本発明は、Ｎ個の複数の
光源およびセンサ対を用いたドナー色感知方法を提供す
る。この方法では、各光源はそれぞれ特定波長の光を放
出し、これに応じて各センサは感知された光の量を示す
出力信号レベルを供給する。Ｎ個の複数のセンサ信号レ
ベルは、対応するＮ個の数値に変換され、さらに結合さ
れてセンサの測定データを示すＮ次元測定座標値が作成
される。ドナー色および起こり得る誤採取状態を識別す
るために、このＮ次元測定座標値は、ドナー色感知装置
の定期的な補正により得られた、一つ以上のＮ次元参照
座標値と比較される。好適な実施形態では、この比較方
法は、Ｎ次元の測定座標値とＮ次元の参照座標値との間
のユークリッド距離の計算を含む。決定ルールを用い
て、上記の如く算出されたユークリッド距離の最小値に
基づき、もっとも近い色または起こり得る誤採取状態が
決定される。

【００２０】本発明の特徴は、最尤推定法検出アルゴリ
ズムを用いた有意な（すなわちドナー色または採取状態
についての）特定の参照データ点の識別、および（例え
ば部品の経時変化やバッチ間の変動による）ノイズから
のデータの識別である。

【００２１】本発明の効果は、例えば３，４，５または
それ以上の光源／センサ対を用いて正確な色感知を行え
る、適応性の高い色検出方法が提供されることである。
光源／センサ対における波長の選択は、感知される使用
ドナー色および採取状態に基づいて最適化される。

【００２２】さらに本発明の効果として、低価格の光源
およびセンサ部品を使用しつつ、きわめて正確な色検出
および誤採取ならびに採取失敗状態の検出が行えること
がある。

【００２３】さらに本発明の効果として、補正が容易で
あって部品の経時変化やドナーバッチ間の微妙な色の変
化などの要因による変動に対して順応できることがあ
る。

【００２４】上記およびその他の本発明の目的、特徴、
および効果は、本発明の例証となる実施形態を図示およ
び記載した、以下の詳細な説明を図面と関連させて読む
ことによって、当業者に明らにされる。

【００２５】本明細書は、本発明の主題を特定して明確
に権利請求した特許請求の範囲によって結論付けられる
が、本発明は以下の説明を添付図面と関連させて読むこ
とによってより明確に理解される。

【００２６】

【発明の実施の形態】本説明は、特に本発明による装置
と方法の一部を形成する、または直接的に連動する部品
に関するものである。特に図示または記載しない部品は
当業者に周知の種々の形をとり得ることは明らかであ
る。

【００２７】図１に、ドナーセンシングに適合した印刷
装置１０の側面図を示す。印刷装置１０では、イメージ
ングドラム１４の周囲に巻かれた媒体に書き込むことに
より像を形成する、印刷ヘッド１２が使用されている。
印刷ヘッド１２は連続帯状に像を書き込む。この印刷ヘ
ッド１２は、前ガイドロッド２０および後ガイドロッド
２２に案内されて親ねじ１８に沿って動く、印刷ヘッド
並進装置１６上に搭載されている。印刷ヘッド１２、イ
メージングドラム１４、および搭載用周辺部品およびレ
ーザ感熱印刷を用いて書き込みを行うための周辺部品
は、前述のＨａｒｓｈｂａｒｇｅｒ他の特許に記載され
た印刷装置に使用されている部品に形および機能が類似
したものである。Ｈａｒｓｈｂａｒｇｅｒ他の特許に、
レーザ感熱イメージング媒体を用いて像を書き込む場合
の、印刷ヘッド１２の動作についての一般的背景が詳細
に記されている。

【００２８】再び図１を参照する。制御論理プロセッサ
６０は、印刷装置１０の諸部品の動作の制御に必要なロ
ジックコマンドおよびマシンコマンドを供給する。

【００２９】Ｈａｒｓｈｂａｒｇｅｒ他の特許に開示さ
れた印刷装置と異なり、印刷装置１０では、トレー式送
給機構をドナー供給源として用いて、あらかじめカット
されたシートの形でドナーを供給する。ドナー供給トレ
ー２４ａおよび２４ｂは交互にドナーシート５２を供給
し、シート５２は、一枚毎に各トレー内にＣ，Ｍ，Ｙ，
Ｋが順に繰り返されて連続して配置される。（留意すべ
き事項として、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各印刷色毎に別々のト
レーを設けるなどのその他の構成も可能である。あるい
はドナー供給トレー２４ｂを交互に用いてＣ，Ｍ，Ｙ，
Ｋ以外の補充のカラードナーを備えることもできる。）
受像体供給トレー２６から、像形成処理が行われる受像
シートが供給される。像を書き込むために、先ずシート
ピッカー機構２８が吸引バー３０を受像体供給トレー２
６の位置に移動させる。図２に示すように、吸引バー３
０によって数個の吸引カップ７４に（真空ホース５４に
よって供給される）真空が供給され、それによりシート
ドナーまたは受像体がトレーから引き上げられる。ピッ
カー機構の親ねじ３２によって、シートピッカー機構２
８は受像体供給トレー２６に向けて動かされる。リフテ
ィングモータ４２によって制御され、かつリフティング
ガイドロッド５６によってガイドされる、吸引バーリフ
ティング用親ねじ３４によって、吸引バー３０は、一枚
の受像媒体シート（図示せず）が引き上げられて吸引バ
ー３０に保持されるまで、トレー２６中の受像媒体に向
けて下向きに動かされる。シートピッカー機構２８によ
って、受像シートはイメージングドラム１４上に移さ
れ、ドラム１４上で真空保持されて、供給ローラ７６に
対するドラム１４の回転に伴いドラム１４に密着する。

【００３０】受像シートがドラム１４上に密着保持され
ると、シートピッカー機構２８は、第一のドナーシート
５２を採り上げるためにドナー供給トレー２４ａに向か
って動く。シートピッカー機構２８は吸引バー３０の位
置を操作して、一枚のドナーシート５２を引き上げ、イ
メージングドラム１４上に移送して装填できるようにす
る。ドナーシート５２を用いた像形成操作が終わると、
ピッカー機構２８はイメージングドラム１４と連動して
使用されたドナーシート５２を取り外し、廃棄ドナート
レー７０内に入れる。続いて次のドナーシート５２が前
述の手順によってトレー２４ａから装填される。像形成
が全て完了すると、最後のドナーシート５２を廃棄ドナ
ートレー７０内に排出した後、ピッカー機構２８はイメ
ージングドラム１４と連動して、出来上がった受像シー
トを受像体出力トレー７２内に放出する。

【００３１】再び図２を参照する。光源３６ａ（赤），
３６ｂ（緑），３６ｃ（青）おびそれらに対応した光セ
ンサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃの位置が示されている。光
センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃは、吸引バー３０に取り
付けられたプリント回路基板４０に搭載される。光源３
６ａ，３６ｂ，３６ｃは、印刷装置１０のシャシーの側
壁に接続されたブラケット４４に搭載されたＬＥＤから
なる。シートピッカーガイド板４６内のガイド溝４８
（シャシーの側壁に貼り付けられた平坦な金属板）は舌
部材５０と連動して、シートピッカー機構２８を、トレ
ー２４ａ，２４ｂ，２６からイメージングドラム１４ま
での受像シートおよびドナーシート５２の装填経路に沿
って案内する。

【００３２】図３に、光センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ
および光源３６ａ，３６ｂ，３６ｃとの連動による、各
ドナーシート５２中に刻まれたノッチ５８の検出方法を
示す（光源３８ｂおよび３８ｃは、図３の光景ではドナ
ーシート５２によって視野から隠されている）。ノッチ
５８を用いて、ドナーシート５２が適正な面を上向きに
して装填されているかどうかが確認される。（ドナーシ
ート５２の色材転写用に塗布された面を、イメージング
ドラム１４上の受像シートに対面させて配置する必要が
ある。）図１に示したように、ブラケット４４は、ドナ
ーシート５２が、ドラム１４上に装填されるために、シ
ートピッカー機構２８の動作によってトレー２４ａから
前方に引かれる際に、光センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ
がノッチ５８およびドナー色を検出できるように設置さ
れる。

【００３３】再び図３を参照する。ドナーシート５２
を、誤ったドナーシート５２の向きを指示するノッチ５
８と併せて示す。光センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃがノ
ッチ５８を検出すると、上記エラー状態は制御論理プロ
セッサ６０に感知されて、制御モニタ６２に表示される
メッセージなどによって、適当な欠陥通知がオペレータ
に与えられる。ノッチ５８が感知されずにドナーシート
５２が採取された場合は、各光センサ３８ａ，３８ｂ，
３８ｃによる非ノッチ部の透過光の測定値は、取り込ま
れた後制御論理プロセッサ６０によって処理され、それ
によりドナーシート５２の色が決定される。

【００３４】色感知回路 図４に、ドナー色を感知する、一対の光源３６／光セン
サ３８および周辺部品を含むブロックダイアグラムを示
す。スイッチング論理回路６４が光源３６を作動させ
る。放出された光は透明性のドナーシート５２を透過し
て光センサ３８で検出される。光センサ３８に感知され
た光のエネルギ量によって感知抵抗Ｒｓ６６の両端で読
みとられる可変の電圧が生じる。この感知抵抗６６の両
端で読みとられたアナログ電圧は、デジタルの出力値を
供給するＡ／Ｄコンバータ６８に入力される。制御論理
プロセッサ６０はこのようにして得られた出力値を格納
し、その値を以下記載のように処理する。

【００３５】好適な実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ６
８は、０〜２５５の範囲の出力値を供給する、８ビット
の解像度をもつ。感知抵抗６６の電圧がＤＣ５Ｖの範囲
にわたっている場合、この解像度における一つのインク
リメントは約２０ｍＶである。適当なＡ／Ｄコンバータ
６８として、例えばテキサス州ダラスに本社を置くＴｅ
ｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｎｔｓ社製のＴＬＣ５４０
がある。

【００３６】例として（限定はしないが）、次表に好適
な実施形態における光センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃお
よび光源３６ａ，３６ｂ，３６ｃ用の部品を表１に示
す。

【表１】

【００３７】留意すべき事項として、図４には、一色用
のみの光源３６および光センサ３８の検出部品が示され
ている。好適な実施形態では、三つの光源３６／光セン
サ３８対が使用される。この構成では、一枚のドナーシ
ート５２について三つのデジタル出力値をもつ制御論理
プロセッサ６０が具備される。留意すべき重要な事項と
して、この複数の光源３６／光センサ３８対の用法を一
般化して、以下記載のアルゴリズムにより、４、５、ま
たはそれ以上の光源３６／光センサ３８対を用いて一枚
のドナーシート５２上に複数のデジタル出力データが供
給されるようにすることができる。

【００３８】色検出アルゴリズム 制御論理プロセッサ６０は、一枚のドナーシート５２上
に取り込まれた読み取りデータから得た複数のデジタル
出力測定値をグループ化して一つの座標値にする。例え
ば、好適な実施形態では、 （１）ｒで表される赤 （２）ｇで表される緑 （３）ｂで表される青 の三つの読み取りデータの計測が行われる。

【００３９】一枚のドナーシートの座標値は（ｒ，ｇ，
ｂ）形式にされる。図５に示すように、この数学的表現
は一般に３次元デカルト座標系における一点として表さ
れる。

【００４０】留意すべき重要な事項として、図４に示し
たドナー感知部品が検出する必要があるのは、起こり得
る状態中のある一つの離散数の状態のみである。簡潔に
言うと、上記起こり得る状態は以下の通りである、すな
わち、（ａ）一般にはＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ、または既知の特
定色（またはラミネートシートなどの特定目的のシー
ト）の、一枚のドナーシートを採取、（ｂ）誤って複数
のドナーシートを採取（２枚以上の同色のシート、ある
いは複数色のシートが一つのトレーに交互に入れられる
場合は異なる色の２枚のシートのいずれか）、および
（ｃ）誤ってドナーシートを採取せず。

【００４１】以上示した、起こり得る状態の各々につい
て、図５の座標系に一つの参照点が配置される。例えば
図５のＡおよびＢと標記された点は、それぞれマゼンタ
およびシアンのドナーシートについての理想的な参照座
標を表す。これらの参照座標は、例えば印刷装置１０の
初期化の際に実行される、較正処理により決定される。
ある一つの離散した（すなわち有限の）数の参照点が、
較正によって得られた理想座標によって表される。図５
のＡおよびＢなどのこれらの参照点によって、あり得る
各ドナー色および採取状態が識別される。

【００４２】較正において理想的すなわち参照点と設定
された点のセットを用いて、図４に示した部品を用いた
実測の読み取りデータが取り込まれ、実測の座標値が求
められる。再び図５を参照する。実測の読み取りデータ
は、部品の経時変化、バッチ間の変動、塵または汚れ、
およびその他の理由などの「ノイズ」要因のために、参
照読み取りデータから若干ずれている。例えば、図５の
点Ｂ′は、一枚のドナーシートについての実測読み取り
データを用いて得られた座標値を表す。このＢ′値は、
図５において較正された参照点Ｂに「近接」して描かれ
ている（この例では、Ｂはシアンドナーを表す参照点で
ある）。図５に視覚化して示すように、制御論理プロセ
ッサ６０における検出アルゴリズムの実行の仕事とは、
Ｂ′が確かに真のシアンドナーの読み取りデータを表し
ているとみなせる程度に、Ｂに十分近接しているかどう
かを決定することである。

【００４３】ノイズの多いチャネルを通じてデータが送
受信されるデータ通信システムでは、前述の問題と同様
の問題が生じる。この場合、データは起こり得る離散状
態の数を一つだけもつことができる。データ通信の分野
では、最尤推定法検出（ＭＬＤ）はノイズからデータを
復号するための一統計的方法として用いられる。本発明
は、ＭＬＤを用いたデータ通信システムで用いられる一
般的方法に順応して、本記載の色検出の問題にＭＬＤを
適用する。

【００４４】簡潔に言うと、ＭＬＤは、起こり得るデー
タ状態をＮ次元の座標値として表すことのできる観察空
間のモデルを用いて処理を行う。ここでＮは、データが
感知される、正規直交した（粗には「相互に直交した」
または「相互に独立した」）基本関数の数を表す。（結
果として図５は、三つの正規直交した基本関数、すなわ
ち測定された光レベルの刺激(stimuli)から読みとられ
る赤、緑および青のデータを用いた観察空間を示してい
る。基本関数は正規直交するという必要条件は、実際上
は種々の異なる基本関数で使用される刺激は測定時に相
互干渉しないという意味と解釈できる。）この多次元表
示においては、既知のデータの値は参照メッセージ点と
して表わされる。実測データ値は既知の参照メッセージ
点のデータ値の「近傍」に存在するが、受信時に、観察
空間内の一つ以上のＮ次元座標を変化させる恐れのあ
る、ノイズの影響を受ける可能性がある。ノイズからデ
ータを復号するために、ＭＬＤは観察空間を複数の決定
領域に分割する（例えば３次元空間の場合、決定領域は
「決定球」として視覚化される）。その他ＭＬＤは、実
測値と既知の参照値との間のユークリッド距離を決定ル
ールとして用いてデータ状態を決定する。

【００４５】Ｎ次元の座標系において、二点間のユーク
リッド距離は、先ず各座標間の距離の二乗を合算した
後、その合計の平方根を求めることで算出される。例え
ば、３次元座標系の場合、座標（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）の
点Ｐと座標（ｘＱ，ｙＱ，ｚＱ）の点Ｑとの間のユーク
リッド距離は次式により算出される。

【数１】

【００４６】観察空間内に２または３以上の次元がある
場合（例えばＮが４または５である場合）は、観察空間
の決定領域への分割は視覚化が困難になる。例解のため
に、図６に２次元決定空間（Ｎ＝２）における決定領域
の原理を示す。ここで、参照点Ａについての、もっとも
近い近傍の点（前述したようにユークリッド距離を用い
て決定される）は参照点Ｂである。各参照点ＡおよびＢ
の決定領域８０は、前記最近傍点間の最小距離ｄｍｉｎ
を計算して、この距離を半分に割った後（ｄｍｉｎ／
２）、経験的に決定されるオフセット８２を差し引くこ
とにより決定される。この結果から、ＭＬＤ決定領域８
０は次式を用いて計算される半径内に得られる。

【数２】 （ここに用いた「床(floor)関数」の角括弧表記は、２
で割って得られた値に等しいか、またはそれより小さい
整数が使用されることを意味しており、すなわち単に
「切り捨て」と解釈される。）

【００４７】再び図６を参照する。サンプル測定された
点Ａ′が示されている。測定点Ａ′は参照点Ａに関して
求めた決定領域８０内に存在するため、ＭＬＤアルゴリ
ズム決定ルールを用いた制御論理は、（Ａ〜Ａ′間のユ
ークリッド距離から）測定データＡ′にもっとも近いデ
ータの候補は参照データＡであると決定する。反対に、
測定点Ａ″は決定領域８０外に存在しており、参照デー
タＡに近似したデータとはみなされない。

【００４８】ＭＬＤの原理をドナー色およびドナー採取
検出の問題に適用するために、制御論理プロセッサ６０
で使用されるアルゴリズムは、補正読み取りデータのデ
ータベースを取得して参照データとして役立てることを
要求する。本発明の好適な実施形態における参照値の表
は、表２に示したドナーの組み合わせの各々を感知する
ことにより作製される。（図５に示した３次元モデルに
類似した）（ｒ，ｇ，ｂ）座標が、起こり得るドナー状
態の各々について計算されて格納される。

【表２】

【００４９】表３に、好適な実施形態についての、前述
のＡ／Ｄコンバータおよび感知部品を用いて、本発明の
印刷装置１０において得られた典型的な参照点のサブセ
ットの読み取りデータのサンプルを示す。表２の値はユ
ークリッド距離で表されている。例えば、一枚のシアン
シート（Ｃ）と原点（Ｏ、シート採取無しの場合）との
間のユークリッド距離は１６４である。

【表３】

【００５０】本発明における決定領域８０は、球で視覚
化可能な３次元領域である。例えば、典型的な最尤推定
法検出球ｒは、ｒシアン＝２８、ｒマゼンタ＝７５、ｒ
イェロー＝４０、およびｒブラック＝３５である。（好
適な実施形態における上記の典型的ＭＬＤ球の場合、オ
フセット８２の値は１である。）

【００５１】留意すべき重要な事項として、本発明の好
適な実施形態では、赤、緑、および青の光源３６／光セ
ンサ３８対からのデータを用いた、３次元観察空間を使
用したが、本記載の方法はあらゆるＮ次元観察空間で使
用することができる。ここで整数Ｎは複数すなわち２以
上の数である。したがって、例えば、第四の光源３６／
光センサ３８対を付加して４次元観察空間を設定するこ
ともできる。設定後、前述と同様の方法が、各測定デー
タ点および参照データ点に割り当てられた４次元座標を
用いて、適用される。各点間のユークリッド距離は、四
つの座標の各々の差の二乗を合計した後、その合計値の
平方根を求めることで算出される。この結果４次元観察
空間ではさらに高い解像度が得られ、二つまたは三つの
光源３６／光センサ３８対のみを用いて得られる場合よ
りも正確な色検出が行える。

【００５２】図７に、最尤推定法復号をドナー検出に用
いた場合の一般的アルゴリズムを示す。好適な実施形態
の場合、図７におけるＮは３である。しかしながら、直
前で述べたように、Ｎを若干大きい整数値にして正確さ
を高めることもできる。初期化ステップ１００で、指標
スカウンタ値ｒは０にリセットされる。増加ステップ１
０２で、データが蓄積される各光源３６／光センサ３８
対の指標ｒが増加される。データ取得ステップ１０４
で、図４に示した回路を用いて一つの光源３６／光セン
サ３８対で得られた、デジタル測定値ｄが取得および格
納される。決定ステップ１０６で、光源３６／光センサ
３８対の各々からのデータｄＮが取得されたかどうかが
決定される。取得されていない場合は、アルゴリズムの
ループは増加ステップ１０２に戻り、ステップ１０２お
よび１０４が繰り返される。光源３６／光センサ３８対
から全データが取得されると、アルゴリズムは座標アセ
ンブルステップ１０８に進み、このステップで、１０
２、１０４、１０６の一連のステップで連続的に取り込
まれた読み取りデータがアセンブルされて一つのＮ次元
座標（ｄ１，ｄ２，…ｄＮ）が作成される。この後最尤
推定法復号ステップ１１０で、測定されたＮ次元座標デ
ータ点とその他の既知の所定の参照データ点との間のユ
ークリッド距離が計算される。ステップ１１０は、座標
データに基づいてもっとも近いドナー色（あるいは誤採
取状態）を決定する、決定ルールにしたがって行われ
る。出力ステップ１２０で、後続の印刷または欠陥処理
操作の実行のために、ドナー色または採取状態を制御論
理プロセッサ６０に認識させる。

【００５３】別の実施形態 好適な実施形態を参照して本発明の説明を行ったが、本
発明の範囲内で好適な実施形態における部品を変更ある
いは同等品に置き換えることが可能なことは当業者にと
って明らかである。例えば、光源３６／光センサ３８対
の数は２以上の任意の整数に設定できるだけでなく、任
意の光源３６／光センサ３８対用に選択される特定の色
をある指定されたドナーに適合するように選択すること
もできる。本記載の特有のエミッタは、比較的狭いスペ
クトルすなわち波長範囲の輻射光を放出する。例えば、
好適な赤色エミッタは、６６０ｎｍ±２５ｎｍの光を放
出するもので、所定の波長または所定の狭い波長範囲の
光を放出する機能をもつエミッタすなわち光源とみなす
ことができる。ここで用いるエミッタの波長範囲はきわ
めて狭くて、ほぼ一定波長と言える。例えば、特定の光
源３６の色の選択は、類似した、もしくは標準の赤、
緑、および青の感度によって区別し難いドナー色の識別
に役立つ。（例えば、このエミッタを用いてヨーロッパ
イェロー用のドナー色材と米国イェロー用のドナー色材
との識別を行うことができる。）あるいは、光源３６は
（赤外光などの）可視スペクトル外の輻射光を検出光と
して放出することもできる。ある波長範囲の光を放出す
る、単一の広帯域光源３６を使用することも可能であ
る。好適な実施形態では光源３６と光センサ３８との対
を用いたが、複数の光源３６を一つの光センサ３８と共
に用いることも可能である。この場合各光源３６からの
信号レベルは、タイミングその他の手段を用いて、他の
光源から各々区別される。あるいは、フィルタを用い
て、単一の広帯域光源３６から複数の波長の光を供給さ
せ、その光を一つ以上のセンサで検出することもでき
る。したがって、白色光などの、比較的広帯域の光のエ
ミッタとしての特徴をもつ光源と、（例えば各検出器に
異なる狭帯域フィルタを設置することなどによって）各
々が異なる色の光を検出する、複数の検出器とを併せて
使用することができる。別の代替方法および装置とし
て、白色光または比較的広範囲のスペクトルをもつ光の
エミッタおよび単一のセンサを備えたスピニングホィー
ルの使用がある。前記センサの出力は、ホィール内のフ
ィルタおよび媒体中の光の透過または反射量に対応し
た、時間依存性の可変信号である。ホィールは、複数の
別々のフィルタまたは連続的に変化した一つのフィルタ
のいずれかを含む。さらに別の代替方法および装置で
は、白色光源または概ね広範囲のスペクトルの光のエミ
ッタが使用される。この方法および装置では、プリズム
または回折格子によって光のスペクトルは相対的に連続
したスペクトルに拡散される。（リニアＣＣＤなどの）
空間的に配置された検出器のアレーを用いて、感知され
る媒体からの透過（または反射）光を感知する。ＣＣＤ
アレー内の複数のセンサの各出力が検出され、各々に伴
う数値出力データを用いて対応する各ドナーシートの色
材が決定される。

【００５４】さらに、異なる電流が供給されると異なる
色の光を放出する、パルス駆動可能な単一光源を具備す
ることが知られている。このようなエミッタは本質的に
エミッタ二台に相当する。好適な実施形態ではドナー色
材中の透過光を用いたが、この発明品の場合は反射光の
Ｎ次元測定結果を用いる。透過光または反射光のいずれ
の検出によるものにせよ、このような検出は、内部また
は表面に色材をもつ物への光投射(impingement)に基づ
いている。

【００５５】本発明の装置は、広範な用途において各種
のあらゆる色材感知装置に用いることができる。本発明
は、カラープリンタ、オフセット製版機、または他のシ
ート状で供給されるドナー材料を用いる装置等の、数種
の印刷装置のいずれにも適用できる。本発明を用いて、
従来のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ印刷色またはＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ以外
の特定色などの、カラードナーのセンシングが行われ
る。また、本発明を用いて、例えばラミネートシートな
どの、他の機能をもつシート材料の検出が行われる。

【００５６】本発明の好適な実施形態ではノッチ検出法
を用いてドナーシートの適正な向きを感知したが、本記
載のＭＬＤアルゴリズム法を用いてドナーシートの向き
に基づく透過度の違いを識別することにより、ドナーシ
ートの面の向きが適正かどうかを検出することも可能で
ある。例えば、ドナーシートの一方の面が他方の面より
反射率が高い場合は、エミッタをシート表面に対して９
０度以外の角度で設置して、前記表面の反射率の違いを
利用することができる。異なる色のドナーシートは、一
つのトレー内に順を整えて、あるいはドナー色毎に別々
のトレーに入れられて供給される。

【００５７】好適な実施形態では別々のシートとして供
給されるドナー材料の色を識別したが、ドナー材料がロ
ール状で供給される場合も同じ方法を用いて色検出を行
うことができる。また光エミッタおよびセンサは、受像
シートが光エミッタからの光に対して実質的に不透明と
いうことに基づいて、受像シートが採取されたかどうか
を決定することもできる。

【００５８】より高速の色材推定を、制御論理回路であ
って、先に採取された各ドナーシートの行跡および順番
を保存して、それにより考え得る色材を予想し、最初に
その予想された色材の参照値からの距離を計算して、測
定された色材の座標値と予想された参照座標値との間の
距離が最尤推定法検出球内に存在するかどうかを決定す
る制御論理回路によって行うことができる。前記距離が
検出球内に存在する場合は、ステップ１１０における他
の参照値についての計算は行う必要はない。一連の着色
ドナーシートの予想される順番によって色材の予測を行
うことができる。

【００５９】したがって、本発明により、ドナー色およ
び誤採取状態の感知に適合した色感知装置、および色お
よびドナーシートの誤採取状態を感知する方法が得られ
る。

【００６０】実施形態の説明によって本発明を例証し、
かつ実施形態を詳細に記述したが、上記詳述によって添
付した請求の範囲を制約または少しでも制限することは
本出願の意図ではない。付加的な効果および修正は当業
者は容易に理解されるものである。したがって本発明
は、広範な態様において、特定の詳述すなわち図示およ
び記述された代表的な装置と方法および典型例に制限さ
れない。故に、本出願の全般的な発明の概念の範囲内で
上記詳述からの逸脱が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるドナーシートのセンシングに適
合した印刷装置を示す側面図である。

【図２】 本発明の好適な一実施形態の印刷装置内に配
置された、光源およびセンサ部品を示す斜視図である。

【図３】 適正なシート状ドナーの向きを決定するため
のノッチセンシングを示す斜視図である。

【図４】 ドナー色および採取状態を検出する、光源、
センサ部品、および演算および制御用論理回路部品の全
体的機能を示すブロックダイアグラムである。

【図５】 色および採取状態の代表的参照データ点およ
び測定データ点を示す三次元図である。

【図６】 用いられる重要な数値関係を示す、色および
採取状態を感知するための代表的なデータ点を示す二次
元図である。

【図７】 本発明の方法を用いた色決定アルゴリズムの
基本的プロセスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 印刷装置、１２ 印刷ヘッド、１４ イメージン
グドラム、２４ａ，２４ｂ ドナー供給トレー、２６
受像体供給トレー、２８ シート採取機構、３０ 吸引
バー、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 光源、３８ａ，３８
ｂ，３８ｃ 光センサ、５２ ドナーシート、５８ ノ
ッチ、６０ 制御論理プロセッサ、６４スイッチング論
理回路、６８ Ａ／Ｄコンバータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル イー シュルツ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ニュートン ロード 135 Ｆターム(参考） 2C065 AB02 AC01 AF02 CZ17 2G020 AA08 DA22 DA31 DA34 DA43 2G059 AA05 BB10 EE01 EE02 EE11 EE12 EE13 FF08 GG02 GG03 HH02 HH06 JJ02 JJ05 JJ06 KK03 KK04 MM01 MM02 MM05 MM09 MM10 PP04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の色または色材のセットから物の色
   あるいは物の内部または表面の色材を識別する色感知装
   置であって、 （ａ）前記物を透過または反射する、Ｎ（複数）個の所
   定の比較的狭い波長範囲の光を供給する一つ以上の光源
   と、 （ｂ）前記物を透過または反射する、前記Ｎ個の所定の
   波長範囲の光に応答して、前記所定の範囲の波長でそれ
   ぞれ感知された各光エネルギのレベルを示す各出力信号
   を供給する光学的センサ手段と、 （ｃ）前記出力信号の各々を受信することに適合し、さ
   らに前記各出力信号を数値に変換して、前記数値の各々
   を含む一つのＮ次元座標値を割り当て、前記Ｎ次元座標
   値を格納された参照値と関連させて用いることにより物
   の色または物に伴う色材を決定することに適合した制御
   論理プロセッサと、 を含むことを特徴とする色感知装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の色感知装置において、前
   記制御論理プロセッサは、前記座標値が複数の参照値の
   一つに近接していることを決定するために最尤推定法検
   出アルゴリズムを用いることを特徴とする色感知装置。
3. 【請求項３】 所定の色または色材のセットから物の色
   あるいは物の内部または表面の色材を識別する色感知方
   法であって、 （ａ）前記物を透過または反射する、Ｎ（複数）個の所
   定の比較的狭い波長をもつ光を供給する工程と、 （ｂ）前記物を透過または反射する、Ｎ個の所定の波長
   範囲の光を感知して、前記所定の波長範囲でそれぞれ感
   知された各光エネルギのレベルを示す各出力信号を供給
   する工程と、 （ｃ）前記各出力信号を数値に変換し、前記数値の各々
   を含む一つのＮ次元座標値を割り当て、前記Ｎ次元座標
   値を格納された参照値と関連させて用いることにより物
   の色または物に伴う色材を決定する工程と、 を含むことを特徴とする色感知方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の方法において、前記物の
   色または物に伴う色材の決定は、最尤推定法検出アルゴ
   リズムを用いて行われることを特徴とする色感知方法。