JP2002365139A - 角度、方位角および変位に敏感でないカラープリンタ用色修正システム及び分光光度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触のカラー測定を効果的に行う。 【解決手段】 このオンラインカラープリンタコントロ
ールシステムでは、分光光度計１２に対して様々な間隔
および配向で設置される略円形の共通照射色テスト領域
を複数の異なるスペクトルのＬＥＤ Ｄ１、Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４により共通中央レンズシステム１３を介して順
次垂直に照射し、該テスト領域からの反射光を該テスト
領域に対して約４５度で測定する。また、該円形の照射
色テスト領域の周囲に間隔をあけて設けれられる光検出
器Ｄ１２の出力を平均化することで、該分光光度計に対
して、該色テスト領域の多様な角度または方向角の配向
に対する感度を鈍くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】ゼロックス社の日本出願特開
２００１−２０３８６６（２００１年７月２７日公
開）、ＥＰＯ公開第１１０３７９９（２００１年５月３
０日公開／アトーニードケット番号Ｄ／９９５１１I）
を参照する。

【０００２】本明細書の実施形態では、色較正または色
修正システム用の改良された低コストの分光光度計を開
示する。この分光分光計は多様なカラープリントシステ
ムその他のオンラインカラーコントロール／カラー処理
システムにおける色較正またはカラーコントロールに適
切に使用され、またシステムに内蔵できる。

【０００３】特に、本明細書に開示する分光光度計は該
光度計に対して傾き、曲がり、非平面、その他の角度で
配向される色テスト面を測定する際の精度を向上する。
これは非接触型分光光度計の測定精度の向上のために特
に望ましい。

【０００４】

【従来の技術】非接触型分光光度計は、該光度計から離
れたテスト面（特にカラープリンタの出力パスにある印
刷済ペーパシートや移動する光受容体等上のトナーや液
状インクのテストパッチ、またはその他の移動する色付
き物体や薄金属板や物質等）の色や色濃度を測定でき、
その際に該テスト面を有する物質を参照面または分光光
度計に対向して保持する必要がない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、テスト物
質が分光光度計から多様な間隔をあけてこれを横切る方
向に自由に移動できることは、カラー測定の様々な適用
において望ましい。例えば比較的広い間隔で配置された
ペーパパスバッフルまたはガイドの間を印刷済シートが
自由に移動できる。しかし、このように移動が自由に行
えると、色テスト面を有する物質や媒体が分光光度計に
対して様々な角度で配向され得る。これは媒体取扱装置
等によって先端や後端が曲がったり歪んだりすることを
見れば分かる。本明細書に開示する実施形態はこのよう
な角度配置における変動に起因する測定および出力信号
の誤差を所望に軽減できる。更に、ペーパ繊維の向き等
の媒体反射力の差異に起因して方向角や媒体回転の測定
にもバラツキが生じ得る。

【０００６】以下で説明する分光光度計の特定の実施形
態では、複数の異なる色の発光ＬＥＤによって色テスト
ターゲット面を（仰角を持つことなく）垂直に略平行に
順次照射し、テスト面に（楕円でなく）略円形の共通照
射領域を形成する。つまり、全てのＬＥＤを中央に配置
するので、テスト面上の照射パターンはテスト面に約９
０度、つまり垂直で当たる光によって形成される。これ
により、テスト面がこの光に対して９０度であればテス
ト面上の選択された領域に円形または略円形の照射パタ
ーンが形成される。更に、１個以上の光センサをテスト
ターゲットに対して４５度の仰角で光学的に配向して、
照射されたテスト面からの反射光を受光してもよい。以
下で更に説明するように、紙の先端や後端の彎曲、紙の
歪みや皺、センサの取り付け不良等によって色テスト面
が９０度から外れてもこの円形ＬＥＤ照射パターンは僅
かに楕円になるだけで、面積もあまり変わらない。した
がって、テスト面の反射照度にあまり変動がなく、該光
センサの出力信号にもほとんど変動がない。これによ
り、角度に対する敏感さが少ない改良された分光光度計
を提供できる。

【０００７】開示する実施形態における改良型分光光度
計の更なる特徴として、ターゲット照射領域の周りの対
向する両側の異なる位置にこれを斜め観測するように設
けられた複数の光検出器の出力を平均化してターゲット
領域の角度および／または方向角反射力（azimuthal re
flectivity）の変動を平均化することで、テスト面の配
置が変わった場合に、この変化に対する分光光度計の敏
感さを更に少なくする。

【０００８】本実施形態の例示的な分光光度計を図示す
ると共に（ただしこれに限定されるわけではない）、こ
れをカラープリンタの自動オンライン連続式色修正シス
テムの一部として説明する。このような低コストの分光
光度計は手ごろな値段で入手でき、カラープリンタの出
力パスに簡単に装着して、自動的に印刷された色テスト
シートを自動的に測定できるからだ。この時、手作業や
人の介入を必要とせず、通常のプリント作業や印刷済シ
ートがプリンタ出力パス上を通過する通常の移動を妨害
することもない。このような色制御システムは、上記ま
たは下記の同時係属出願および特許に更に開示されてい
る。例えば、ゼロックス社の米国特許第６，１７８，０
０７Ｂ１（２００１年１月２３日発行、Ｓｔｅｖｅｎ
Ｊ． Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ、アトーニードケット番号
Ｄ／９６６４４、「ＭｅｔｈｏｄＦｏｒ Ｃｏｎｔｉｎ
ｕｏｕｓ Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｃａ
ｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｆｏｒ Ｃｏｌｏｒ Ｄｏｃｕｍ
ｅｎｔ ＯｕｔｐｕｔＴｅｒｍｉｎａｌｓ」）等であ
る。

【０００９】したがって、本明細書に開示するような低
コストで比較的単純な分光光度計はオンラインプリンタ
色修正システムの「比色分析的計測(colorimetry)」機
能等において非常に望ましい（がこれ限定されるわけで
はない）。ここでは少なくとも１個の専用分光光度計が
各プリンタに装着されるが、その費用その他の要因は、
実験用の分光光度計が通常必要とする高い費用等（およ
びオンライン使用には不適切であること）に比べるとよ
り重要になる。

【００１０】引例が開示するように、自動オンライン色
再較正システムは、分光光度計をプリンタのシート移動
用ペーパパス（好適には融着または乾燥後の出力パス）
に装着する以外はプリンタを変更する必要がなく、通常
のプリント処理や印刷済シートが該ペーパーパスを通過
する通常の移動を干渉妨害せず、分光光度計を通過する
シートに印刷されたテストパッチの色を正確に測定でき
るオンライン色測定システムにおいて、より効果的であ
る。これによってプリンタの完全な閉ループカラーコン
トロールができる。

【００１１】しかし、カラー測定を行うことおよび／ま
たは様々な質または濃度（consistency）の制御機能に
対して色測定を行うことは、これら以外の多くの技術や
応用（織物、壁紙、プラスチック、塗料、インク等の製
造等）においても重要である。したがって、本明細書に
開示する色検出システムは、これらの物質や物体の色テ
ストを行う上記以外の様々な分野でも適用できるだろ
う。本明細書に開示する特定の例示的実施形態はオンラ
インカラープリンタ用の色分光光度計を有する好適な自
動再較正システムの一部であるが、開示する分光光度計
はこの応用のみに限定されるわけでないことが分かるだ
ろう。

【００１２】特許請求の範囲ならびに本願明細書の他の
部分では、他に指示が無い限り、「分光光度計」という
用語は、本願明細書中で広く規定されるように、分光光
度計、比色計（色彩計；colorimeter）および濃度計
（デンシトメータ；densitometer）を含む。つまり、請
求項において「分光光度計」という用語は、請求項の他
の部分と一貫して、可能な限り最も広い定義と適用範囲
とを与えられている。例えば、本願中の「分光光度計」
に対する請求項の幾つかは、移動する光受容面または転
送ベルト上の黒色またはその他の色のトナーの現像を測
定する、上記と同様に改良されたＥＴＡＣセンサ濃度計
を含んでもよい。このような上記技術用語の定義または
用途は様々な科学者や技術者の間でも異なるが、これら
を全て含む。

【００１３】典型的な「分光光度計」は、多くの光波長
にわたって、照射される物の反射率を測定する。この意
味で従来の典型的な分光光度計は、人間に見える色スペ
クトルまたは波長域をカバーするために１６または３２
のチャネルを使って４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度を測定
する。典型的な分光光度計は、異なる光波長においてテ
スト面からの光の反射率または透過率という形で色情報
を提供する。（これは、広範な白色光スペクトル画像反
射の合成画像として人間の目に見えるであろう物により
近づけて測定しようとすることであるが、分光光度計は
異なるそれぞれの照射波長域またはチャネルからの反射
光の異なるレベルに対応する明確な電子信号を所望に提
供する）。

【００１４】本願の実施形態の特定な例のように、多Ｌ
ＥＤ反射型分光光度計は、ターゲットを通常狭帯域また
は単色光で照射する、分光光度計の特別な型と考えても
よい。広帯域照射源を有する型としてはフラッシュキセ
ノンランプ分光光度計、つまり白熱ランプ分光光度計が
ある。分光光度計は通常、４個以上のチャネル測定（例
えば、１０個以上のチャネル測定）を用いて、より広い
スペクトルのより詳細な反射率値を得るように変換アル
ゴリズムによってプログラムされる。これは、標準的な
３チャンネル比色計（色彩計）とは対照的である。標準
的な比色計（色彩計）の測定は（３つの測定値のみで
は）不十分であり、人間の目に関連した反射率のスペク
トル測定を正確に行うことができない。

【００１５】本明細書に開示する実施形態の分光光度計
はカラープリンタの印刷済シート出力パスの一方の側に
装着され、色が印刷された出力シートが該分光光度計と
の間隔を変えながらこれを通過する際に、シートに接触
したりシートの通常の動きを干渉したりせずに、その色
を光学的に評価することに特に適する。特に、この分光
光度計を用いて、プリンタ動作の通常の合間、または選
択した合間（通常の印刷作業または印刷ジョブの合間）
に、プリンタの実際の印刷済シート出力にプリンタが印
刷する限定数の色テストパッチサンプルを測定してもよ
い。色テストシートを印刷するこのような間隔は規則的
に測定してもよいし、各機械の「サイクルアップ」毎で
もよいし、システムソフトウエアの指定どおりでもよ
い。分光光度計は機械のペーパパスの片側に装着しても
よいし、二重色テストシートを用いることが望ましけれ
ば、２個の分光光度計をペーパーパスの対向する両側に
装着してもよい。

【００１６】カラープリンタを比較的頻繁に色再較正す
ることが非常に望ましい。これは、出力媒体に実際に印
刷される色は、（印刷しようとする色と比較して）非常
に異なり得るし、様々な周知の原因、例えば、選択また
は装填した印刷媒体の違い（紙またはプラスチックシー
トの種類が異なる等）や物質、重さ、カレンダリング、
コーティング、湿度等の違い等により、時間の経過と共
に較正した色から変化し逸脱し得るからだ。また、プリ
ンタの周辺条件や画像現像物質の違い、プリンタ部品の
新旧および磨耗の状態、印刷される色の相互反応の変動
等々も原因となる。したがって、色コントロールするカ
ラープリントジョブと同じ相対時間および印刷条件で同
じ印刷媒体のテストシートにテストカラーパッチを印刷
することが非常に望ましい。

【００１７】本明細書に開示するシステムや特徴の好適
な実施形態は状況によって異なるかもしれない。また、
本明細書に開示する特徴や構成要素の幾つかを交互に用
いてグレースケールバランシングや２個以上の照射源を
同時に点灯する等の機能を行ってもよい。

【００１８】プリンタのカラーコントロールおよび色修
正システムに関して引用された他の背景特許は、ゼロッ
クス社の米国特許第５，９６３，２４４号（１９９９年
１０月５日発行、Ｌ．Ｋ．Ｍｅｓｔｈａ等、「Ｏｐｔｉ
ｍａｌ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｎ
ｅ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｃｕｒｖｅ」（ルック
アップテーブルと、光受容体サンプルの色テストパッチ
の濃度計読み取りを使って、多様なカラープリンタのパ
ラメータを制御する）、およびゼロックス社の米国特許
第５，７４８，２２１号（１９９８年５月５日発行、
Ｖ．Ｃａｓｔｅｌｌｉ等）がある。

【００１９】現実のプリンタは、非理想的なプリント材
料や色や動作(behavior)を本質的に有するので、複雑で
非直線的な比色分析的応答を示す。また特に印刷された
出力ではシアン、マゼンタ、イエローの画像形成物質が
相互に作用する結果、望ましくない、または意図しない
色吸収および／または色反射が生じる。入力されたデジ
タルＣＭＹＫ値の一つ、あるいはある範囲の値が適切な
色になるようにプリンタを最初に較正しても、ＣＭＹＫ
値や印刷された色のスペクトルの全てが完全に正確なわ
けではないし、そのように維持されるわけでもない。つ
まり実際に印刷された色は、様々な入力信号を介して印
刷を要求または指示された色と全く同じわけではない。

【００２０】ここでは、カラープリンタの較正および周
期的な再較正、および／またはカラー修正テーブルの改
良(refining)という所望の適用を参照しながら特定の実
施形態を説明するが、この開示内容は、色テストおよび
色修正システムや関連する業界において、他にも様々に
適用されることが分かる。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する特定
の実施形態の特定の特徴によると、印刷済色テストパッ
チを有する印刷済テストシートを含む印刷済み色シート
を移動させる出力パスを有し、分光光度計が前記出力パ
スに隣接して装着され、前記分光光度計は、前記印刷済
テストシートが通過する際に、前記印刷済テストシート
上の前記印刷済色カラーテストパッチに印刷された色を
検知する、カラープリンタ用色修正システムであって、
異なる照射スペクトルによって前記色テストパッチを略
円形の照射パターンで順次照射する複数の照射源と、前
記照射源によって前記色テストパッチに対して前記略円
形の照射パターンで順次なされる照射に対し、前記テス
トパッチの色に応じた反射を受け、これに対応する電気
出力信号を出力する複数の光検出器システムと、前記色
テストパッチから前記複数の光検出器システムへ、前記
照射の反射を伝達する複数のレンズシステムとを有し、
前記印刷済テストシートに対する前記分光光度計の、角
度変位に対する改良された鈍感さを提供する。

【００２２】更に本明細書に開示する単独または組合せ
た特徴は、以下を含む。前記複数の光検出器システム
は、前記略円形の照射パターンの周りに間隔をあけて仰
角をもって配置され、前記照射パターンで反射し実質的
に対向する方向から実質的に同じ角度で入射する反射を
受光する複数の光検出器を有する。および／または、共
通レンズシステムが設けられ、前記色テストパッチを前
記略円形の照射パターンで順次照射する前記複数の照射
源からの前記異なる照射スペクトルは、前記共通レンズ
システムによって、前記印刷済テストシート上の前記色
テストパッチの実質的に同じ領域に対して垂直に向けら
れて、前記略円形の照射パターンを形成する。および／
または、前記複数の照射源は、順次作動回路を備え近接
した複数の異なるスペクトル発光ＬＥＤを有する。およ
び／または、複数の照射源および１個の共通レンズシス
テムであって、前記色テストターゲット領域に対して略
垂直である前記複数の照射源から複数の異なるスペクト
ル照射を順次投射して、前記色テストターゲット領域の
略円形の照射領域を照射する、複数の照射源および１個
の共通レンズシステムと、前記複数の照射源を順次作動
する順次作動回路と、前記共通レンズシステムおよび前
記色テストターゲット領域の前記略円形照射領域から間
隔をあけて配置され、前記略円形の照射領域からの反射
光を仰角をもって受光する少なくとも１個の光検出器と
を有して、前記印刷済テストシートに対する前記分光光
度計の、角度変位に対する敏感さを軽減する低コストの
広域スペクトル分光光度計。および／または、前記少な
くとも１個の光検出器は、前記共通レンズシステムの少
なくとも２個の対向する側において互いに離れ、かつ前
記色テストターゲット領域の前記略円形照射領域から間
隔をあけて配置され、前記照射パターンで反射し実質的
に対向する方向から実質的に同じ角度で入射する照射を
異なる角度で受光する複数の光検出器による検出器列を
有して、前記色テストターゲット領域に対する前記分光
光度計の、角度変位に対する敏感さを更に軽減する。お
よび／あるいは、前記複数の照射源は、約８個以下のＬ
ＥＤを有し、対応する制限された数の異なるスペクトル
の照射を行う。および／または、前記分光光度計は、印
刷済シート出力パスを有するカラープリンタの色コント
ロールシステムの一部であり、前記カラープリンタの印
刷済シート出力パスの少なくとも一方の側に隣接して装
着され、前記照射された色テストターゲット領域は、前
記プリンタによって印刷され、前記カラープリンタの印
刷済シート出力パスにある前記分光光度計を通過する印
刷済色テストシートに印刷される。および／または、前
記制限された複数の照射源は、約４個以下のＬＥＤを有
し、対応する制限された数の異なるスペクトル照射を行
い、前記少なくとも１個の光検出器は、複数の光サイト
と複数の異なるスペクトル反応とを有する光検出器を有
する。および／または、約４個以下の光検出装置が設け
られる。および／または、前記複数の光検出器は、前記
共通レンズシステムの周囲で略円形パターンに装着され
て中心軸を規定する。および／または、前記複数の光検
出器の各々は、約１：１の画像形成光学装置を有する投
影レンズシステムを有する。および／または、色テスト
領域の広域スペクトル色測定の方法は、前記色テスト領
域の略円形領域を、共通レンズシステムを介して、制限
された複数の異なるスペクトル照射によって、略垂直に
順次照射し、前記色テスト領域から間隔をあけて配置さ
れた少なくとも１個の光検出器により、前記色テスト領
域の順次照射される略円形領域からの反射光の一部を約
４５度で順次非接触測定して、前記色テスト領域の変位
に対する前記分光光度計の敏感さを減らすことを含む。
および／または、色テスト領域の広域スペクトル色測定
の方法は、前記色テスト領域の対向する両側に装着され
た複数の光検出器を有する検出器列を使うことを含む。
この時、その出力を平均化して、前記色テスト領域に対
する角度に関する敏感さを軽減する。および／または、
前記複数の光検出器の各々は、約１：１の画像形成比を
有する投影レンズシステムを介して、前記照射の反射を
受光して、前記色テスト領域に対する前記光検出器の、
相対的変位に対する敏感さを軽減する。および／また
は、制限された複数個の異なるスペクトル照射によっ
て、略円形の共通照射色テスト領域を略垂直に順次照射
する手段と、前記共通照射色テスト領域の周囲に間隔を
あけて配置された複数の光検出器に前記照射の反射を同
時に供給し、前記光検出器の出力を総計して出力を平均
化することで、前記順次照射された略円形の共通照射色
テスト領域において俯角で反射した光を順次測定する手
段とを有する低コストの広域スペクトル分光光度計。お
よび／または、前記制限された複数の異なるスペクトル
の照射は、共通レンズシステムおよび、前記ＬＥＤに対
する順次作動回路を有する、共通領域内の複数の異なる
ＬＥＤによって行う。

【００２３】本明細書で開示するシステムは、従来の制
御システムの適切な動作によって、接続、作動、制御し
てもよい。従来または汎用マイクロプロセッサ用のソフ
トウエア命令を用いて様々な制御機能および論理をプロ
グラミングして実行することは公知であって好適であ
る。これは、多数の従来技術特許や商用製品に教示され
るとおりである。そのようなプログラミングやソフトウ
エアは、もちろん、特定の機能、ソフトウエアの種類、
使用するマイクロプロセッサその他のコンピュータシス
テムによって異なるが、それらは入手であるか、本願明
細書の中で開示するような機能の説明および／または従
来技術である機能の説明をもとに過度な実験を行うこと
なく、ソフトウエアおよびコンピュータの分野で一般的
な知識をもって容易にプログラムできる。あるいは、本
明細書で開示する制御システムまたは方法を、標準的な
論理回路またはシングルチップＶＬＳＩ設計を用いて、
部分的または全体をハードウエアで実現してもよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】図面に示すような分光光度計１
２、１２’を有し、色テスト領域をテストする色検知シ
ステム１０の特定の例示的実施の形態を詳細に説明す
る。他に指示がない限り、図２の分光光度計１２の説明
は図１４の分光光度計１２’にも適用され、同様に、図
４の参照番号３０，３１、３１Ａ、３３の説明は図５の
参照番号３０’、３１’、３１Ａ’、３３’にも適用さ
れる。前述のように、分光光度計１２の実施の形態（ま
たは代替形態）は、効率的かつ経済的なオンラインまた
は「リアルタイム」カラー印刷色較正または色修正シス
テムの一部に特に適する。このシステムは、カラープリ
ンタ（図７の２０等）によってバナーその他の印刷済テ
ストシート３０（図４）３０’（図５）に印刷されつつ
ある実際の色を、印刷のためにプリンタ２０に入力しつ
つある、電子文書画像の意図または選択した「本物」の
色と比較して、定期的に測定できる。しかし、上述のよ
うに、本明細書に開示する分光光度計１２は、このよう
な開示された組合わせ、適用、用途にのみ限定されるも
のではない。

【００２５】ターゲットの変位距離の変動を含む分光光
度計の出力の変動を軽減することが望まれる。しかし、
４５度で照射されるテスト領域からの反射光を測定する
ことが望ましい場合に、変位と方向角の一方または両方
に敏感でないようにする改良は複雑である。

【００２６】ＣＩＥ、ＡＳＴＭ等によって設定された産
業基準に適合することは必須ではないが非常に好まし
い。これらの基準によると、色測定のためのテストパッ
チ照射は色テストパッチが印刷された媒体面に対して４
５度で行わねばならない。また、色テストパッチの測定
は（光が拡散的に散乱するように照射された）テストパ
ッチからの拡散的に散乱された光束を用いて、色テスト
パッチ面に対して９０度（垂直）で行なわねばならな
い。しかし、この基準を満たすように分光光度計を実現
する場合に、反射光が繰り返し収束(collect)すること
が大きな障害となる。この収束する光の量は収束光学系
の入射瞳に対向する立体角に比例する。しかし、こうし
た基準は、テスト面を９０度で照射してその反射光を該
照射されたテスト面に対して４５度で色測定するよう
な、上記とは異なる構造の分光光度計１２でも満たせる
ことが分かった。

【００２７】上述のように、従来の分光光度計、比色
計、濃度計は、測定の間、測定対象ターゲットを所定の
固定位置に保持しなければならない。これは通常、装置
の検知ヘッドに装着または隣接して保持された参照面
に、ターゲット物質を物理的に平坦に押し付けて行う。

【００２８】一方、ほとんどの従来のプリンタペーパパ
スでは、パス上の印刷媒体の、ペーパパス面に垂直な方
向の位置は比較的制御されない。これは、図２に示すよ
うに、通常、紙は紙の厚さよりはるかに広い間隔（好適
には数ｍｍ）で設けられたバッフル間を移動するから
だ。シワ寄せ供給ローラによって紙を意図的に波打たせ
てもよい。

【００２９】センサ−検出対象媒体間の変位が変わる
と、収束する光の量は次の等式にしたがって対応するよ
うに変化する。

【数１】 ここで、Ω＝投射光学系に対向する立体角、Ａ＝投射入
射瞳の面積、ｒ＝テストパッチと入射瞳との間の変位、
である。変位が変わると収束する光の量が変わる。しか
し、この変動は電気信号出力においてパッチ濃度の変動
と区別できず、この変動が補償されないままだと測定濃
度に誤差が生じる。

【００３０】これを解決する一方法として、ペーパパス
内に付加的な装置を設け、これによって媒体を測定溝内
に機械的に拘束する。しかし、前述のようにこれは非常
に好ましくない。付加的要素に関連するコストが増える
し、ペーパパス内の一部が狭窄するために紙詰まりが生
じ易くなるからだ。

【００３１】本明細書に開示する解決策は、付加的な装
置を設けるかわりに、測定中の色ターゲット媒体との間
の相対的な変位に比較的敏感でない新たな分光光度計１
２を設けることだ。この方法は遥かに望ましい。媒体と
の干渉を最小限に抑え、センサの配置に構造的な多様性
を容認し、正確に行えば、センサＵＭＣ（単位製造コス
ト）を僅かに増やせば良いだけだからだ。ここで設けら
れる分光光度計１２は、検査対象の媒体面からの変位に
対して比較的敏感でない出力を送出し、しかもコンパク
トで比較的安価なので、従来の複写機の標準（無拘束
の）出力ペーパパスに費用効率良く配置することに適す
る。

【００３２】別の言い方をすれば、図２の分光光度計１
２では、選択された一連の光源Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４
（その時点で照射中の光源）からの光束を共通集光レン
ズ１３（ＩＲフィルタ１３Ａ付き）でコリメートし、印
刷媒体３０上のテストパッチ３１に照射する。照射され
た領域の反転画像が投射（ターゲット）光学系１８、１
９によって検出器１２（図２中の１２Ａ，１２Ｂ）の平
面に形成される。この時、反転画像は検出器Ｄ１２の領
域に最大露光される。ターゲット光学系１８、１９の倍
率を１：１にすると、一次的に、全共役(total conjuga
te)に対して小さな対象物―センサ間変位については、
検出器が検出する画像内のエネルギー密度は媒体―セン
サヘッド間の距離が変わっても不変となることが分かっ
た。これを以下に説明する。つまり、テストパッチ３１
に反射しレンズ１８，１９によって収束される光エネル
ギーは、この投射レンズに対向する立体角に比例する。
数学的に説明すると、媒体―光学系間の変位ｒ（図示せ
ず）が変わると画像内の全エネルギーは立体角によって
変わる。これはｒ＾（−２）に比例する。また、媒体―
センサ間の距離が変わってもこれに対応して補償するよ
うに画像の大きさに影響する。倍率が1：1の画像処理光
学系では、倍率は変位の逆数ｒ＾（−１）として変化
し、これによって画像面積にｒ＾（−２）に比例する変
化が生じる。したがって、画像エネルギー密度すなわち
単位面積あたりのエネルギーは、変位が変わっても一次
的に不変となる。また、検出器は画像内の固定領域をサ
ンプリングするので、その出力は距離が変わっても不変
とされる。

【００３３】言い換えると、１：１倍率の感光性検出器
に対する集光レンズを用いれば、感光性検出器の固定露
光領域は、たとえターゲット領域が、これからの距離に
おいて±３ｍｍ以上変化しても、１ｍｍ²あたりほとん
ど同じマイクロワット数のエネルギーを該ターゲット領
域から効果的に得る。この例では、テストの色を正確に
読み取るシステムの能力に影響せずに、カラープリンタ
テストシートの分光光度計に対する変位、つまりカラー
プリンタテストシートがプリンタペーパパス内を移動す
る自由を、少なくとも約±３ｍｍ程度許容できる。

【００３４】さらに数学的に説明すると、画像および物
体の共役が２ｆであり、該システムの倍率が１：１であ
り、媒体の変位における僅かな変動「ｄ」に対して画像
面積は〜（２ｆ＋ｄ）＾−２であり、ターゲット反射照
度は集光レンズのコリメート作用によって一定に保た
れ、画像内の全エネルギーは〜（２Ｆ＋ｄ）＾−２であ
ると、画像エネルギー密度（イメージエネルギー／イメ
ージ面積）は倍率１：１の場合に「ｄ」に依存しない。
したがって、倍率１：１が検出器光学系において最適な
動作点である。しかし、１：１が好適ではあっても、
０．９：１〜１．１：１の範囲、つまり略１：１が（多
少精度は劣るが）いくつかの状況では使用できると考え
られる。レンズ１３（光センサＤ１２の受光部分の固定
領域に対するレンズ）の倍率が「略」１：１であると
は、ここでは、光センサの光強度において、したがって
その出力信号において、1：1前後の有限範囲に対しては
一次的な精度が得られることを意味する。またこの範囲
であれば、上述の一次的な色反射率測定の精度の中でタ
ーゲットと分光光度計１２との距離に対して依然として
±約２．５−３ｍｍの変動を許容する。したがってペー
パパスに対向配設された規定または制限バッフル間の、
その点での通常の距離として約６ｍｍ以上の間隔が許容
される。

【００３５】したがって、テストパッチからの反射を光
検出器に伝えるこのレンズ系では、光検出センサが出力
する電気信号を、テストパッチ−分光光度計間の変位に
おいて少なくとも６ｍｍの変動に対しては効果的に敏感
でないようにすることができる。このため、横方向の変
位（および、対向するバッフル間の間隔）に対して、相
応の量の自由さを許容できる。さらに／あるいは、カラ
ープリンタの出力パスにある（テストシートを含む）全
ての印刷済シートの巻きやシワを許容できる。したがっ
て、テストシートを参照面や分光光度計に押し付けた
り、この近傍で拘束する必要がなく、こうした観点でプ
リンタの出力パスを変更する必要もない。

【００３６】光センサレンズシステム１８、１９の適切
な例示的焦点距離は約１１ｍｍであり得る。これは、セ
ンサにおいて所望に集光される光エネルギー量と、適度
な寸法の分光光度計パッケージにおける変位に対する鈍
感さとの間で、適度に釣り合いが取られた点のようだ。
異なる焦点距離のレンズを使ってもよいが、変位に対し
て同様に鈍感であるためには、全体的な共役（テストパ
ッチとその画像との距離）がこれに応じて変わるだろ
う。

【００３７】この概念はハイブリッドチップオンボード
を含む多様な技術または従来の構成要素を用いて実現で
きる。これは、図示するような複数ＬＥＤ分光光度計に
対して単オンボードチップまたはボードを提供する場合
に特に好適である。この構成では、可視スペクトルをカ
バーする異なる波長を有するＬＥＤダイ(die)を適切に
選び、これをＰＷＢに装着してもよい。また、図３の回
路例を参照して更に説明するように、各ＬＥＤを順次発
光してもよい。

【００３８】各ＬＥＤからの光束をコリメートし、中央
に向けて、分光光度計１２、１２’の中央部の下にある
同一のテストパッチ領域を照射する。図１に示すよう
に、この位置はレンズ１３または１３’の光軸上であ
り、レンズ１３、１３’はＬＥＤの輪または環の中心に
位置する。各ＬＥＤによってテストパッチを連続的に照
射しながら検出器Ｄ１２の連続的な出力を記録すると、
異なる波長の関数としての該テストパッチの反射率を検
出できる。十分な数の複数の異なるＬＥＤ出力波長を用
いれば、異なる波長の関数としての同一のテストパッチ
の反射率を可視スペクトル全体にわたって外挿または内
挿できる。

【００３９】プリンタの構成にかかわらず、通常の媒体
製作や出力との干渉を防止するためには、媒体が分光光
度計１２を横切って通過する際にリアルタイムで測定し
なければならない。分光光度計１２用のテストパッチの
例示的な大きさは約１５〜３０ｍｍでもよく、この測定
には約２−５秒以下しかかからない。

【００４０】さて、主題である方向角反応性(azimuthal
sensitivity)特徴を参照して、図１、図２、図１４の
構成を有する分光光度計１２では、複数の異なる色の発
光ＬＥＤを纏めて一つの中央ユニット、ボードまたはチ
ップとし、分光光度計の中央軸または光軸に沿って平行
にテストターゲット（例えば、移動しているシート上の
カラーパッチ）を９０度で照射して、該テストターゲッ
ト上に（楕円でなく）略円形の照射領域を形成する。１
個以上の光センサをテストターゲットに対して４５度に
光学的に配向し、テストターゲットからの反射光を受光
する。このように４５−０度システムから０−４５度シ
ステムへ変更することで、分光光度計に対するテストタ
ーゲットの整列誤差による測定誤差を非常に軽減できる
ことがわかった。

【００４１】これを更に説明すると、間隔をあけて設け
られたバッフルを有する標準プリンタペーパパスでは、
分光光度計の中央軸に対するテストペーパシート面の角
度は様々な理由で幾分変化し得る。全てのＬＥＤを中央
に配置することで、テストターゲットを約９０度（ター
ゲットに対して垂直）で照射する光によって該テストタ
ーゲット上の照射領域を形成してもよい。これにより、
ターゲット面が意図通り９０度であれば、該ターゲット
上の選択した領域に円形または略円形の照射パターンが
形成される。ペーパの先端または後端部の巻きやネジ
レ、センサの取り付け誤差等によってターゲット面が９
０度から外れても、このＬＥＤ照射パターンは僅かに楕
円になるにすぎず、その面積は１／ｃｏｓ（シータ）の
係数で円形より大きくなる。この場合シータは９０度か
らの偏差である。例えば、入射角が９３度であればシー
タは３度になり、照射面積はＡ／ｃｏｓ（３）＝１．０
０１Ａになるだろう。ここで、Ａは選択された照射領域
である。ターゲットに反射し検出器で集められる光束
は、反射照度に比例する。この３度の例では反射照度
（単位領域あたりのエネルギー）はあまり変化せず
（０．００１の変化にすぎない）、同様に、検出器から
の信号もあまり変化しない。

【００４２】図２では、各ＬＥＤからの光束を同じ集光
レンズ１３で集光し、これに対して９０度つまり直角で
テストパッチ面を照射して照射領域を形成する。この照
射領域の反転画像が（所望の１：１の画像光学を提供す
る）投射レンズ１８、１９の各々の焦平面に形成され
る。ここで、この反転画像はそれぞれの光学検出器Ｄ１
２（Ｄ１２Ａおよび１２Ｂ）に最大露光される。

【００４３】ＬＥＤを中央に配置した上述の構成の上記
以外の効果は、（１個に対して１枚ではなく）全ＬＥＤ
に対して１枚の集光レンズを使えばよい；１個の集積回
路で全ＬＥＤの温度を容易かつ正確に測定できる；あま
り費用をかけずに構成を実現できる、等がある。

【００４４】ターゲットの様々な角度に対する分光光度
計の測定精度の改良において更に開示する特徴は、上記
の特徴に加え、図１に示すように、照射領域の周りの異
なる位置からこれを観測する複数の光検出器の出力を平
均してターゲット領域の多様な方向角反射力(azimuthal
reflectivity)を平均することで、該ターゲット領域の
角度的な整列誤差に対する敏感さを更に減らすことであ
る。上述の３度傾いたターゲット面の例では、分光光度
計の中央軸の一方の側の光検出器は照射ターゲット領域
を（４５−３）度で観測し、他方の光検出器は（４５+
３）度で観測するが（逆でもよい）、図３に示すよう
に、これらの出力信号を総計することで、その出力信号
を平均してその効果を相殺してもよい図１および図２に
は、ＬＥＤの中央軸の周囲に９０度の間隔で配置された
４個の光センサＤ１２サイトを示すが（６０度の間隔で
６個のＬＥＤを離して配置しても良い）、中央軸周りに
１２０度の間隔で僅か３個の分光光度計を配置した構成
でも十分に方向角源(azimuthal source)による測定誤差
を１％未満に軽減できる。

【００４５】図６および図１４に示すように、間隔をあ
けて設けられた複数の検出器は、ＬＥＤの数を減らした
低コスト単チップ多画素多カラー光検出器でもよいが、
これは重要ではなくて、従来の個別セル光検出器を３個
だけ用いて本明細書に開示する分光光度計を構成して
も、ＬＥＤの数を例えば１０個、１２個あるいは２４個
から、僅か８個まで減らすことができる。しかし、次に
説明するように、複数色多光サイト検出器を光学的に使
うことで、僅か３個か４個の異なるＬＥＤを使って測定
速度および／またはスペクトル適用範囲を増やしてもよ
い。

【００４６】本明細書に開示するこの追加的な任意の特
徴によれば、分光光度計１２’の実施形態は、適切な異
なる色のスペクトルを出力する、数を（僅か３個か４個
までに）減らしたＬＥＤによって、図４または図５に示
すように、例示的なテストシート３０、３０’上の例示
的な色テストターゲット３１、３１’を順次照射でき
る。更にこの分光光度計１２では、反射照射レベルの検
出を１個の光セルまたは個別光セルで行うのではなく、
図６の例に示すような低コスト色画像センサ列チップ１
４を構成する多スペクトル反応光サイトで行う。このサ
イトは、複数の異なる一体型色フィルタ（無し、青、
緑、赤）を備え隣接して配置された複数のカラーセンサ
列（光サイトＤ１２Ｆ，Ｄ１２Ｅ，Ｄ１２Ｃ、Ｄ１２
Ｄ）を有し、異なる複数のスペクトル反応性を示し、個
々の光センサから１個の出力信号を出力するのではなく
複数の出力信号を平行に出力する。異なる色出力のＬＥ
Ｄ Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を所定の順番（図３他に示
す）でオンにして、図３〜図１８に示すような可視波長
内で複数の特定の異なるスペクトル測定を提供してもよ
い。１個のＬＥＤが白色照射を行うことが好適であり、
これによって通常の色検知を低コストで迅速に行うこと
ができる。

【００４７】所望であれば、テストターゲット領域のこ
うしたスペクトル測定値を変換して真の広域反射率スペ
クトルを提供してもよい。これは周知またはそれ以外の
再構成および外挿アルゴリズムで行える。ＬＥＤ照射部
や光センササイトの数やスペクトルは適切に変えてもよ
く、この特定の実施形態に示す特定の数や波長に限定す
る必要はない。

【００４８】本明細書では、「光センササイト」「光サ
イト」「感光性セル」「セル」「検出器」（Ｄ）または
「センサ」という用語を、他に説明が無い限り可変的に
相互交換可能に用いる。これは従来例と同じである。

【００４９】商用の大量生産型低コスト文書画像バーは
通常、複数の個別画像チップを纏め、近接配置して形成
する。各チップは、近接して間をあけて配置された多数
の小さな光サイトを有する。このようなチップ１４の一
例を拡大して概略的に図６に示す。通常、このようなチ
ップ１４は、赤、緑、青の一体型フィルタをそれぞれ備
えるように製造された３列の光サイト（Ｄ１２Ｄ，Ｄ１
２Ｃ，Ｄ１２Ｅ）と、集積されたサンプルおよびホール
ド回路等とを有する。分光光度計１２はこうした低コス
ト画像チップ１４の少なくとも１つ（分光光度計の設計
によっては１つ以上）を所望に利用する。ここで、チッ
プを纏めて文書画像形成バーとして一体化する前に製造
者からチップ１４を単体で入手することを勧める。

【００５０】周知の文書画像バーの一例として、これを
各々が１６ｍｍ長である画像チップ１４を２０個使って
作ってもよい。各チップは４００ｘ６６０画素を読め、
２４８個の感光性セルが６３．５マイクロメータのセル
間ピッチで設けられている。これらのセルは３本の平行
な列をなし、赤、緑、青のフィルタがそれぞれの列に設
けられている。この例を図６に示す。これらのチップは
一体型電気リードを有するように形成され、既に設けら
れている電気機器を２４８個全ての光サイトに接続す
る。

【００５１】所望であれば、図６の例にも示すように、
これら以外にこのような光サイトＤ１２Ｆをこれらのチ
ップに加えて白色（広域スペクトル）を検知してもよ
い。これは製造過程を比較的簡単に変更して実現でき
る。つまり、同じシリコンセミコンダクタの製造ステッ
プ（またはその他）においてこのような平行なセル列を
もう一本単純に加えて、カラーフィルタ層がセルの上に
設けられていない点以外は他のセル列と同一または同様
である光サイトを設ける。あるいは、このように加えた
第４の光サイト列に異なるフィルタを重ねてよいし、こ
うしたチップを既存の３列のセルから作ってもよい。つ
まり、各列の４個毎のセルにフィルタを設けないか、異
なるフィルタを設けてもよい。さらに所望であれば、フ
ィルタ無しのセルに絞り（部分的にマスキングすること
で露光領域を減らす）を設けてもよい。

【００５２】このような適切な画像センサチップまたは
上述のような変形は、非商用の光センサと比べて非常に
低コストであり、非常に高いレベルの回路集積を実現で
きるだろう。したがって、個別の光センサを用いた場合
より、このような画像センサチップを用いた場合に、よ
りコスト効率が良い分光光度計を製作でき、多数の平行
な検知出力を出力できる。

【００５３】上述のように、例示的なカラー画像センサ
チップ１４は、カラー画像センサ列の光サイト（Ｄ１２
Ｆ）にカバーが無く、色フィルタ層が無い点で従来の文
書カラー画像センサ列またはバーとは幾分異なる。この
ようにすることで、チップが、異なる３色の色フィルタ
付光サイトＤ１２Ｅ，Ｄ１２Ｃ、Ｄ１２Ｄから提供する
異なる３つスペクトル測定に加え、これらのフィルタ無
し光サイトから第４の広帯域スペクトル測定を行うこと
ができる。上述のように、商業的に入手できる色画像セ
ンサ列チップは通常、異なる３色（赤、緑、青）の色フ
ィルタ層で覆われた３列の光サイトを有し、３色のスペ
クトルを測定できる性能を有するので、これらと同様の
センサ列チップを低コストで単純に変更して追加的な４
番目のスペクトル測定を行う性能を実現できる。つま
り、光サイトの幾つかを色フィルタが設けないように変
更する。白光ＬＥＤ等の広域スペクトル照射源を分光光
度計の構成においてこれと共に用いてもよい。これにつ
いては、以下で更に説明する。

【００５４】図示するように、比較的少数のＬＥＤおよ
び同時に露光される複数の光サイトと、これらのＬＥＤ
を順番にオン／オフする適切なＬＥＤスイッチとを組み
合わせて用いる分光光度計１２により、多数のテストタ
ーゲット色測定を迅速に行うことができる。測定数が増
えれば色測定性能もより正確になる。

【００５５】特定の色修正または色較正システムの必要
性に応じて異なる数のＬＥＤを用いてもよい。しかし、
わずか２個以上の異なる型の光サイトの検知領域をカバ
ーするスペクトル出力を有する僅かの数のＬＥＤと、白
色ＬＥＤまたは他の光源とにより、全体の部品数が少な
く、したがってコストが少なく、比較的多くのスペクト
ルを測定できる分光光度計を実現できることが分かっ
た。

【００５６】これは、図８〜１３に示す例示的なスペク
トル曲線と、これらの図に関連する上記の記載とを参照
すれば更に理解できる。図８〜１３では、例示的ＬＥＤ
に対応する曲線のそれぞれに、例示的ＬＥＤ、Ｄ１，Ｄ
２，Ｄ４またはＤ５と同じ参照番号を付す。

【００５７】上述のように、図６は例示的な分光光度計
に用いてもよい例示的な色画像センサ列チップ１４の一
部を拡大して概略的に示す。同図はこのチップ１４の例
示的な照射領域３４を示す。この領域３４はＬＥＤ照射
によってレンズ１３を通して照射される。この照射はテ
ストターゲット領域で反射したものであり、レンズシス
テム１８、１９を通過して、各センサチップ１４の３列
または４列の多数の光サイトを同時に照射する。同時に
照射されるこれらの光サイトは、赤、緑、青の光サイト
Ｄ１２Ｄ、Ｄ１２Ｃ、Ｄ１２Ｅを含み、フィルタ無しの
光サイトＤ１２Ｆがチップ１４に設けられている場合
は、これも含む。

【００５８】下の表は、異なる数の特定のＬＥＤと、異
なる光サイトフィルタを有する画像センサチップ１４と
の組合せ例によって実行できるスペクトル測定の数を示
す。

【表１】

【００５９】この表の最後の例から分かるように、４色
の画像センサチップ１４（赤、緑、青のフィルタ光サイ
トに加えてフィルタ無しの光サイト）を用いれば、僅か
４個のＬＥＤ（白、５９５ｎｍピーク、５０５ｎｍピー
ク、４３０ｎｍピーク）による色テストターゲット３１
の照射を検出することで、４，３，３，２（合計１２）
組のスペクトル測定を行うことができる。つまり、僅か
４個のＬＥＤと、１個の低コスト多画素（多光サイト）
画像センサ列（チップ）１４とを有する分光光度計を用
いて、１２個のスペクトル組合せを調べることができ
る。

【００６０】画像センサ列のチップ１４の多様な列に用
いる積分時間(integration times)を個々に制御してＬ
ＥＤのパワーレベルを合わせ、センサ列から適切な出力
信号を得ることができる。

【００６１】上述のように、これらの複数列の中の１列
以上の光サイトの幾つかをカバーがされていない（色フ
ィルタ無し）状態にして、それ以外は従来通りである３
列の画像センサ列から４個のスペクトル出力を得ること
が所望である。通常、色フィルタで覆われていない光サ
イトはフィルタ付サイトより遥かに大きな信号を出力す
るので、これを補償するために、こうしたカバー無し
（無フィルタ）光サイトの検知領域の一部を製造時に不
透明物質または３色フィルタ層の多層で光学的に覆っ
て、光反応を鈍くする。

【００６２】もちろん、センサチップ１４の任意または
全ての出力を較正／再構成して、真の反射率値を得ても
よい。

【００６３】これにより、低コストの多スペクトル画像
センサ１４のスペクトル弁別性能と、比較的少数の異な
るＬＥＤからのスペクトル出力とを組み合わせた分光光
度計は、コスト効率が良く高性能な分光光度計となるよ
うに見えるだろう。こうした分光光度計は、次に説明す
る効果および／あるいはその他の効果が得られるだろ
う。つまり、色画像センサからの並行な３個または４個
の異なる出力に応じて多数の測定を行い、出力を並行し
て送出できる。ＬＥＤの数を減らし、検出器および検出
電子機器のコストを抑えることで、コストを軽減でき
る。３または４列画像センサの３列または４列の積分時
間を個々に調整して、異なるＬＥＤのパワーレベルを合
わせることができる。

【００６４】上記の表の１行目を参照して、代替できる
適用、機能、選択肢は、その時点で読込み中の色テスト
パッチ全てに対して白色照射源のみをオンにし、その状
態を維持して、チップ１４の出力からＲＧＮ値の「比色
計（colorimeter）」機能を実現することである。

【００６５】図示する例では、分光光度計１２を図３等
に示す回路と共に用いて、図４等に示す移動する色テス
トシート３０上に印刷された１個以上の異なる色テスト
パッチ（３１等）からの反射光を正確に読んでもよい。
テストシート３０は従来のプリントペーパやプラスチッ
ク、好適にはこれから行う予定あるいは同時に行ってい
るプリントジョブと同様の印刷媒体等の様々な印刷媒体
に従来のように印刷してもよい。色テストパッチ３１
は、多様な異なる従来のカラープリンタまたはプリント
システムによる通常のプリントジョブと同じ方法および
同じプリント装置で印刷してもよい。図７はこうしたプ
リンタまたはプリントシステムの一例である電子写真プ
リンタ２０を示す。

【００６６】上述のように、本明細書に開示する分光光
度計１２は、色測定中にテストシート３０が分光光度計
１２との間隔を変えながら移動しても、テストパッチ３
１の色を正確に測定できる。したがって、この色測定
は、プリンタの標準ペーパパスにあるシート面の位置の
通常の変動には影響されない。そのため、分光光度計１
２をプリンタ２０（またはこれ以外の多様な色再生シス
テム）の通常の印刷済シート出力パス４０の一方の側に
単純に装着できる。

【００６７】図７に示す例示的なカラープリンタ２０を
簡単に説明する。図７は、他の点は従来通りである電子
写真レーザカラープリンタを概略的に示す。このプリン
タの幾つかの詳細は当業者には周知なので、ここで詳述
する必要はない。モータＭによって光受容体ベルト２６
を駆動し、充電後、ＲＯＳポリゴン走査システム２４
（またはＬＥＤバー）によってレーザ潜像を形成または
露光する。黒色トナー画像現像ステーション４１および
／または３個の異なる色トナー画像現像ステーション４
２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの１個以上においてそれぞれの画
像を現像する。転写ステーション３２において、入力ト
レイスタック３６から供給されるコピーペーパシートに
このトナー画像を転写する。通常の文書画像の代わりに
１枚以上のテストシート３０を（コントローラ１００に
よって選択した回数および色テストを用いて）印刷する
場合、このようなテストシート３０の各々を同じまたは
他のシート供給スタック３６から供給し、通常の方法で
テスト画像を転写してもよい。次にこのテストシート３
０を、他の通常のシートをカラープリントしているかの
ように、融着装置３４を通して同じ標準出力パス４０に
出力する。テストシート３０は（ユーザ名、文書タイト
ル、日時等の１個以上の）標準的な印刷済バナーシート
情報を有する、プリントジョブの区切り紙ともなる二重
形式シート(dual mode sheet)でもよい。

【００６８】ここでは分光光度計１２を出力パス４０の
一方の側に装着し（出力トレイ４４の上に装着してもよ
い）、実際に印刷され融着された最終的な色を検知す
る。分光光度計の出力信号はオンライン色検知および色
修正システム１０の入力となる。ここでこのシステム１
０はマイクロプロセッサコントローラ１００および／ま
たは相互作用回路および／またはソフトウェアを有す
る。コントローラ１００は従来、機械２０のペーパパス
に沿ったシートセンサと共に、シート供給やプリンタペ
ーパパス内のシート位置を制御する。コントローラ１０
０および／またはテストシート３０上の基準マーク３３
等を検知する従来のセンサから分光光度計１２回路に制
御信号または作動信号を供給すると、分光光度計１２
は、出力パス４０に設けられた分光光度計１２をテスト
シート３０が通過する際に、このテストシート３０のテ
ストパッチ３１の各々の色を順次テストまたは読み取
る。テストパッチ３１は様々な位置にあってもよく、デ
ジタル的に選択された固体色画像のブロック、ストリッ
プ等の様々な構成でもよい。

【００６９】したがって本明細書に開示する実施形態で
は、カラープリンタ２０によって印刷される紙等の画像
基板物質の複数のテストシート３０に、規定された色で
あって事前にプログラムされた複数のテストパッチ３１
を自動的に印刷できる。この時、テストシート上の各色
テストパッチの読み位置を示す簡単な参照マークと関連
させて行うことが好適である。各テストシート３０は通
常、固定位置にある分光光度計１２を通過する。この
時、分光光度計１２は、出力パス４０の一方の側に邪魔
にならないように装着され、これを通過するシートを照
射し観測する。こうした分光光度計１２は、テストシー
トを取り除いたり、静止したまま保持したり、標準的な
コントラスト比色計または分光光度計をテストシートの
上で移動させたりしなければならない従来システムとは
対照的である。

【００７０】このシステム１０において通常のターゲッ
ト領域とは、それ以外は通常に印刷され出力されるペー
パシートに印刷された色テストパッチ３１の部分であ
る。これに代わる領域または較正ターゲット領域は、テ
ストペーパシートの印刷されていない部分、つまり白、
グレー、黒等の標準的なテストタイルまたはテスト面で
あって、ソレノイドによって自動的に（または手動で）
分光光度計の実効視野に挿入される部分であり得る。

【００７１】任意の１個のＬＥＤによってテストターゲ
ットを照射すると、テストパッチの色や選択された照射
源に応じて多様なレベルの光がテストターゲットからの
反射光として得られる。図２の点線は、ＬＥＤによるタ
ーゲット領域の照射と、この照射部分から反射した光の
一部がレンズ１８，１９（この例では単純な２要素によ
る光学系）を通って合焦する光線とを示す。

【００７２】図１および図２の分光光度計１２では従来
のガラスまたはプラスチック製のレンズを示すが、他の
適用では光ファイバやセルフォック(selfoc)レンズを使
えることがわかる。例えば、光ファイバを用いてＬＥＤ
からの照射を行ってもよい。また、所望であれば、集光
光ファイバを用いて、検出光センサをレンズの焦面から
離して配置してもよい。

【００７３】本明細書に開示するオンライン色検知シス
テム１０の実施形態で利用されるように、この低コスト
分光光度計１２をプリンタ２０のコピーシート出力パス
４０に装着して色修正システムの一部とし、数枚の印刷
済テストシート３０を用いて、カラー印刷の精度を維持
するように、プリンタ２０によるＣＭＹＫ色生成を自動
的に制御および駆動してもよい。色修正システムは、コ
ピーシートが出力される際に、これに印刷された比較的
短い色テストパターン列を順次調べることができる。分
光光度計が検出する各色パッチに対する多数の出力色信
号を入力信号として色誤差修正のための１つ以上の数学
的技術を実行すると、上記の引用文献に示す通り、必要
な印刷済テストパッチの数を大幅に軽減できる。つま
り、各ＬＥＤによってテストパッチを連続的に照射しな
がら、検出器列から出力される多数の出力を記録するこ
とで、異なる波長の関数としての該テストパッチの反射
率を検出でき、異なる波長の関数としての該テストパッ
チの反射率を可視スペクトル全般にわたって外挿または
内挿できる。

【００７４】したがって、本明細書に開示する正確な色
制御システムは、カラー印刷入力信号（最新モデル）に
対する現在の機械カラー印刷反応を定期的またはほぼ恒
常的にテストおよび記録して、「装置に無関係な」ＬＡ
Ｂ（またＸＹＺ）カラー入力をリマップ（印刷のため、
装置依存のＲＧＧまたはＣＭＹＫ色空間に後で変換す
る）できるようにする。この情報も、異なる機械毎にシ
ステムやネットワークサーバに記録（および／または色
操作のためにＣＲＴコントローラに表示）できる。

【００７５】図６の光センサに所望のように最大露光を
行い、かつターゲットと分光光度計との間の距離が広が
ることによって画像チップ１４上の露光領域が拡大する
影響を避けるために、接続回路を設定し、部分的にしか
露光されないセル（光サイト）を無視または制限しても
よい。さらに／または、ターゲットからの反射光によっ
て照射されていたとしても外側のセルからの信号を無視
して、中央で露光される固定の最小数のセルのみを調べ
てもよい。

【００７６】図６に示すチップ１４の、異なる色のフィ
ルタを備えるセルによって、接続回路は、どのセルが、
照射されたテストパッチから伝達されるどの色に露光さ
れているかが分かる。したがって、図５に示すように、
複数の色テストパッチを同時に照射しても、これらを所
望通りに利用してデータを増やすことができる。つま
り、この分光光度計１２によって一度に２個以上の個別
色テストパッチを調べることができる。しかし、ここで
はこれは必須ではなく、上記のクロスレフェレンス出
願、引用文献、本出願の図４に示すように、従来の単セ
ル光センサ（Ｄ１２ＡやＤ１２Ｂ）によって一度に１個
の色テストパッチのみを露光（検知）してもよい。複数
の異なる光フィルタを備える多光サイトからの多数の信
号を用いて、任意の種類のテストターゲットからの反射
光を分析してもよい。

【００７７】図３は、図１および図２に示す分光光度計
１２の例示的なＬＥＤ駆動装置および信号処理回路の模
式的なブロック図である。ここでは便宜上コントローラ
１００の一部とするが、この全体または一部を、好適に
は分光光度計自身の全てのＬＥＤ対して１個のドライバ
チップまたはダイを有する、別個の回路としてもよい。
「ＬＥＤドライブ、信号獲得およびデータ有効論理」と
印された回路１１０からの通常のタイミング信号に応じ
て各ＬＥＤはそれぞれのトランジスタドライバＱ１〜Ｑ
４を短時間オンすることで順次パルスを与える。これに
よってそれぞれ異なるスペクトルであるＬＥＤ Ｄ１〜
Ｄ４が、共通電圧源からの電流によって抵抗Ｒ１〜Ｒ４
を介してオンにされる。図３では、これら４個のＬＥＤ
からの４個の異なる例示的光出力を、これらのＬＥＤの
隣に記す。これによって一度に１個のＬＥＤが順次駆動
されて、図２および図１４に示す集光レンズ１３を通し
て光を順次伝える。

【００７８】この例におけるＬＥＤは一度に１個ずつ順
次オンにされるが、システムはこれに限定されるわけで
はないことがわかる。同じターゲット領域に対して２個
以上のＬＥＤまたはその他の照射源を一度にオンにする
ことが望ましい測定モードもあるだろう。

【００７９】図３の回路例の右側に示すがように、オン
にされた各色または波長のＬＥＤの相対的反射率を従来
の回路またはソフトウエアで測定し、（図３では総称的
にＤ１２で示す）光サイトのフォトダイオード検出器列
のそれぞれの出力を増幅（１１２）および積分（１１
４）して、積分された信号情報をサンプルおよびホール
ド段階１１６へ振り分けてもよい。この段階１１６は、
回路１１０からのイネーブル信号入力によって開放され
ると、出力信号（ここではＶoutとする）を出力でき
る。段階１１６は付随する「データ有効」信号も出力す
る。

【００８０】上述のように、対応するＬＥＤのパルス速
度や検出器のサンプリング速度は、移動する通常サイズ
のコピーシート上の適当な大きさの多数の色テストパッ
チの各々を分光光度計によってサンプリングするために
はあまり重要でなく、十分に早い。これは高速プリンタ
のペーパパスを高速移動するシートを測定する場合でも
十分に早い。しかし、共通ＬＥＤドライバの電圧源に短
いパルスを与えることで、継続電流モードで維持できる
レベルより上のレベルで短ＬＥＤ駆動電流を与えれば、
より高い光束検出信号が得られ、より短い時間でテスト
パッチを測定できる。いずれの場合も、信号をここでは
積分器１１４等で積分することによってＳ／Ｎ比を改善
できる。当業者は、図３に示す回路が比較的単純で直接
的な一例に過ぎないことが分かるだろう。この回路やそ
の多様な代替回路をオンボードハイブリッドチップその
他の構成によって容易に実現できる。図６のチップ１４
は組込式の電子機器を有するので、その出力に対して図
３の右側に示す回路は必要ないかもしれない。

【００８１】更に、従来のＬＥＤ発光体および検出器を
集積または別個に追加的に装着して、図４のテストシー
ト３０に印刷された黒の基準マークまたはタイミングマ
ーク３３を検出し、それぞれの色テストパッチ領域内の
照射および読み込みに対するイネーブル信号を提供して
もよい。これらの基準マーク３３は、隣接するテストパ
ッチ３１が分光光度計１２の視界内に存在することを示
す。しかし、プリンタ２０のコントローラ１１０や分光
光度計の出力データによって従来から提供されているシ
ートタイミングや位置情報は十分に正確であり、これら
を用いればこのような基準マーク３３は必要ないかもし
れない。これらの基準マーク３３を、図４に示すよう
に、対応する色テストパッチ領域の横に設けてもよく、
または（間隔をあけた）色テスト領域の間に設けてもよ
い。つまり、この基準マークは分光光度計に対するテス
トシートの動き方向においてテストパッチと平行あるい
はこれに整列して設けてもよい。

【００８２】分光光度計のＬＥＤスペクトルエネルギー
出力の各々に対する個々の較正は、分光光度計が各ＬＥ
Ｄの測定値を絶対反射率値に変換するように、反射率が
既知である標準的な白色（またはその他）タイルテスト
ターゲットを用いて行っても良い。この較正は頻繁かつ
自動的に行うことができる。この較正は、標準的な白色
較正タイルテスト面（例えば図７の４７）を有するプリ
ンタから分光光度計を取り外さずに行うことができる。
この白色較正タイルテスト面は、光センサ列およびその
レンズシステム１３の視野内であってペーパパス４０
の、分光光度計１２とは反対の側にこれと対向するよう
に手動または好適には（ソレノイド等によって）自動で
設けられる。したがって、シートとシートの間の任意ま
たは全ての合間において（プリンタのシートパス上にお
ける印刷済みシート同士の通常の間隔）較正を行うこと
ができ、分光光度計を取り除いたり、焦点を合わせ直し
たりする必要がない。

【００８３】上記またはこれ以外の較正システムは、較
正タイル４７上のその点で遅延なく(in time)各ＬＥＤ
の出力エネルギーを、光センサ列Ｄ１２から出力される
個々の反射率測定値に変換できる。次にこの較正データ
をコントローラ１００またはその他の場所に以前から保
管しておいた標準特性と電気的に比較して、分光光度計
１２に対する較正データを提供する。このデータをその
他の色テストパッチによって生成したデータの較正に用
いてもよい。また、この較正データを用いて個々のＬＥ
Ｄの出力エネルギーを調整し、ＬＥＤの経年による変化
やその他の出力変化を補償してもよい。これは、（個々
にプログラム可能であれば）適用する電流または電圧を
調整するか、ＬＥＤをオンにする時間を増やして行う。
この時、分光光度計Ｄ１２の出力信号をこの実施形態の
ように積分する。

【００８４】所望であれば、分光光度計の初期較正デー
タを分光光度計と共に出荷される一体型ＰＲＭ ＩＣに
保存してもよい。あるいは、ＬＥＤの出力初期較正デー
タは、分光光度計の出力分析に用いるソフトウェアに、
プリンタコントローラ１００またはシステムプリントサ
ーバのディスク記憶部またはプログラム可能なメモリに
それをロードするといった他の既知の方法で、プログラ
ムしてもよい。

【００８５】従来の異なる色の光ファイバを異なる色の
ＬＥＤ分光光度計のターゲット照射源の各々に用いるこ
とは周知である。特に、このような色フィルタを用いて
ＬＥＤからの二次照射を排除するあるいは／またはＬＥ
Ｄ照射源の出力スペクトルをより狭めることは周知であ
る。このような色フィルタを、この目的のために、例え
ばＡｃｃｕｒａｃｙ Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒｓ（登録
商標）ＬＥＤベースの商品に用いることができる。しか
し、当業者は、バンド幅が十分に細いＬＥＤや抑制しな
ければならない二次照射を伴わないＬＥＤについてはこ
のような色フィルタが不必要なことが分かるだろう。し
たがって、主題の分光光度計にフィルタを用いてもよい
が、必ず必要なわけではない。

【００８６】分光光度計はこれまでＬＥＤ以外の照射源
を用いて作られてきた。例えば、ヒューレットパッカー
ド社の米国特許第５，６７１，０５９号（１９９７年９
月２３日発行）に開示されたフィルタおよび活性層を有
する多エレクトロルミネセンス（ＥＬ）エミッタや、白
熱灯である。また、導入部で言及したように、（狭スペ
クトルでなく）白色ＬＥＤの照射部や、異なる色フィル
タを有する複数のセンサ等がＥＰ０９２１３８１Ａ２
（１９９９年９月６日発行、新聞および他の印刷物上に
印刷された色の検査用色センサ）に開示されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一例を含む分光光度計の一例示的な
実施の形態を示す上面図である。

【図２】 図１の分光光度計の線２−２に沿った断面図
であり、例示的なカラープリンタ出力パスを移動するテ
ストシートのテストパッチの色測定の様子を示す図であ
る。

【図３】 図１および図２の例示的な分光光度計が動作
する回路の一例の模式図である。

【図４】 図１および図２または図１４に示す分光光度
計によって読み取られる複数の色テストパッチを有し例
示的なカラープリンタによって印刷されるバナーその他
のテストシートを、米国特許庁の標準的な白黒断面パッ
チ記号で表現した一例を示す図である。

【図５】 図１および図２または図１４に示す分光光度
計によって読み取られる複数の色テストパッチを有し例
示的なカラープリンタによって印刷されるバナーその他
のテストシートを、米国特許庁の標準的な白黒断面パッ
チ記号で表現した一例を示す図である。

【図６】 周知の方法でそれぞれ赤、緑、青で透過的に
フィルタリングする３列の光センササイトを備えて、こ
れら３色の個別のスペクトルを検知する例示的なシリコ
ンカラー画像センサ列チップ（通常、販売されている文
書画像バーの一部）を有し、図１４のように変形された
図１および図２の例示的分光光度計において使用される
光学的光検出器を、フィルタ無しの白色検知用（光学的
な）第４の列をテストターゲットに反射したＬＥＤ源の
光で照射する該センサ列チップの、円形で規定した領域
と共に示す拡大概略平面図である。

【図７】 シート出力パスの、較正テストターゲット面
とは反対の側に分光光度計が装着される以外は従来と同
様であるカラープリンタを示す図であって、図４または
図５の色テストシートを印刷し、色テストシートがこの
プリンタの標準出力パスを移動する際に図１および図２
または図１４の分光光度計によってこれらの色テストシ
ートを順次読み出す様子を示す概略平面図である。

【図８】 フィルタ無しセンサ（実線）、青フィルタセ
ンサ（ダッシュ線）、緑フィルタセンサ（一点鎖線）、
赤フィルタセンサ（点線）のそれぞれに対する、図６の
例示的画像センサ列チップの４つの例示的スペクトル反
応を、横軸に波長、縦軸に相対反応をとったグラフで示
す図である。

【図９】 図８と似ているが、図１４の例示的分光光度
計と一体形成されてもよい４個の異なる例示的ＬＥＤ照
射源のスペクトル出力（以下の表に説明する）（白ＬＥ
Ｄ（長ダッシュ線）、４３０ｎｍＬＥＤ（細線）、５０
５ｎｍＬＥＤ（四角線）、５９５ｎｍＬＥＤ（ニ点鎖
線））を、図８の曲線に重ねて示すグラフである。

【図１０】 図９の異なる４個のＬＥＤの内、白色ＬＥ
Ｄのみ照射して順次露光した場合の、図６のセンサチッ
プの異なる４個の光サイト全ての反応の組合せを示す図
である。

【図１１】 図９の異なる４個のＬＥＤの内、４３０ｎ
ｍＬＥＤのみ照射して順次露光した場合の、図６のセン
サチップの異なる４個の光サイト全ての反応の組合せを
示す図である。

【図１２】 図９の異なる４個のＬＥＤの内、５０５ｎ
ｍＬＥＤのみ照射して順次露光した場合の、図６のセン
サチップの異なる４個の光サイト全ての反応の組合せを
示す図である。

【図１３】 図９の異なる４個のＬＥＤの内、５９５ｎ
ｍＬＥＤのみ照射して順次露光した場合の、図６のセン
サチップの異なる４個の光サイト全ての反応の組合せを
示す図である。

【図１４】 円形画像を受光するために、図６の光サイ
トの多光検出器を色テストターゲット領域に対して垂直
に装着し、その光学系の画像面内に入れることで、画像
の歪みを最小限にした、図２の変形図である。

【符号の説明】

１０ カラープリンタ、１２ 分光光度計、１３ 共通
集光レンズ、１４ 画像チップ、１８，１９ 投射レン
ズ、３０ テストシート、３１ テストパッチ、３４
照射領域、４０ 印刷済シート出力パス、４７ 較正タ
イル、１００コントローラ、Ｄ１〜Ｄ１０ 光源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル エイ ロビンス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウィリ アムソン タカホー ロード 7120 Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA05 DA32 DA43 DA65

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷済色テストパッチを有する印刷済テ
   ストシートを含む印刷済み色シートを移動させる出力パ
   スを有し、分光光度計が前記出力パスに隣接して装着さ
   れ、前記分光光度計は、前記印刷済テストシートが通過
   する際に、前記印刷済テストシート上の前記印刷済色カ
   ラーテストパッチに印刷された色を検知する、カラープ
   リンタ用色修正システムであって、 異なる照射スペクトルによって前記色テストパッチを略
   円形の照射パターンで順次照射する複数の照射源と、 前記照射源によって前記色テストパッチに対して前記略
   円形の照射パターンで順次なされる照射に対し、前記テ
   ストパッチの色に応じた反射を受け、これに対応する電
   気出力信号を出力する複数の光検出器システムと、 前記色テストパッチから前記複数の光検出器システム
   へ、前記照射の反射を伝達する複数のレンズシステムと
   を有し、前記印刷済テストシートに対する前記分光光度
   計の、角度変位に対する改良された鈍感さを提供する色
   修正システム。
2. 【請求項２】 前記複数の光検出器システムは、前記略
   円形の照射パターンの周りに間隔をあけて仰角をもって
   配置され、前記照射パターンで反射し実質的に対向する
   方向から実質的に同じ角度で入射する反射を受光する複
   数の光検出器を有する、請求項１に記載の色修正システ
   ム。
3. 【請求項３】 共通レンズシステムを更に有し、 前記色テストパッチを前記略円形の照射パターンで順次
   照射する前記複数の照射源からの前記異なる照射スペク
   トルが、前記共通レンズシステムによって、前記印刷済
   テストシート上の前記色テストパッチの実質的に同じ領
   域に対して垂直に向けられて前記略円形の照射パターン
   を形成する、請求項１または２項に記載の色修正システ
   ム。
4. 【請求項４】 前記複数の照射源は、順次作動回路を備
   え近接した複数の異なるスペクトル発光ＬＥＤを有す
   る、請求項１、２、３項のいずれか１項に記載の色修正
   システム。
5. 【請求項５】 分光光度計に対して多様に変位し多様な
   角度に配向され得るテストターゲット領域の色を測定す
   る広域スペクトル分光光度計であって、 複数の照射源および１個の共通レンズシステムであっ
   て、前記色テストターゲット領域に対して略垂直である
   前記複数の照射源から複数の異なるスペクトル照射を順
   次投射して、前記色テストターゲット領域の略円形の照
   射領域を照射する、複数の照射源および１個の共通レン
   ズシステムと、 前記複数の照射源を順次作動する順次作動回路と、 前記共通レンズシステムおよび前記色テストターゲット
   領域の前記略円形照射領域から間隔をあけて配置され、
   前記略円形の照射領域からの反射光を仰角をもって受光
   する少なくとも１個の光検出器とを有して、前記印刷済
   テストシートに対する前記分光光度計の、角度変位に対
   する敏感さを軽減する広域スペクトル分光光度計。
6. 【請求項６】 前記少なくとも１個の光検出器は、前記
   共通レンズシステムの少なくとも２個の対向する側にお
   いて互いに離れ、かつ前記色テストターゲット領域の前
   記略円形照射領域から間隔をあけて配置され、前記照射
   パターンで反射し実質的に対向する方向から実質的に同
   じ角度で入射する照射を異なる角度で受光する複数の光
   検出器による検出器列を有して、前記色テストターゲッ
   ト領域に対する前記分光光度計の、角度変位に対する敏
   感さを更に軽減する、請求項５に記載の広域スペクトル
   分光光度計。
7. 【請求項７】 前記複数の光検出器は、前記共通レンズ
   システムの周囲で略円形パターンに装着されて中心軸を
   規定する、請求項６に記載の広域スペクトル分光光度
   計。
8. 【請求項８】 広域スペクトル分光光度計であって、 複数個の異なるスペクトル照射によって、略円形の共通
   照射色テスト領域を略垂直に順次照射する手段と、 前記共通照射色テスト領域の周囲に間隔をあけて配置さ
   れた複数の光検出器に前記照射の反射を同時に供給し、
   前記光検出器の出力を総計して出力を平均化すること
   で、前記順次照射された略円形の共通照射色テスト領域
   において俯角で反射した光を順次測定する手段とを有す
   る広域スペクトル分光光度計。
9. 【請求項９】 物質の色をより正確に測定するシステム
   であって、 前記物質のサンプル領域を略垂直に照射する照射システ
   ムと、 前記照射システムによる前記物質の前記サンプル領域へ
   の照射に基づき、前記物質の前記サンプル領域から俯角
   で反射した、色を測定する、複数の個別の光検出器を有
   する色測定システムと、 を有し、 前記複数の個別の光検出器は、前記物質の前記照射され
   るサンプル領域の周囲で間隔をあけて列状に配置され、
   前記物質のサンプル領域からの反射を実質的に対向する
   方向から、実質的に同じ角度で受光するシステム。
10. 【請求項１０】 前記俯角は約４５度である、請求項９
    に記載のシステム。
11. 【請求項１１】 前記照射システムによる前記物質の前
    記サンプル領域への照射により、複数の異なるスペクト
    ルの照射を迅速に順次行う、請求項９に記載のシステ
    ム。
12. 【請求項１２】 前記照射システムによる前記物質の前
    記サンプル領域への照射により、複数の異なるスペクト
    ルの照射を迅速に順次行う、請求項１０に記載のシステ
    ム。
13. 【請求項１３】 前記物質の前記照射されるサンプル領
    域の周囲で間隔をあけて列状に配置される複数の個別の
    光検出器は、前記照射されるサンプル領域の周囲に比較
    的均一に円形に配置される、請求項９に記載のシステ
    ム。
14. 【請求項１４】 前記照射システムによる前記物質の前
    記サンプル領域への照射により、複数の異なるスペクト
    ルの照射を迅速に順次行い、 前記物質の前記照射されるサンプル領域の周囲で間隔を
    あけて列状に配置される複数の個別の光検出器は、前記
    照射されるサンプル領域の周囲に比較的均一に円形に配
    置される、請求項９，１０，１１，１２，１３項のいず
    れか１項に記載のシステム。
15. 【請求項１５】 ３個の前記光検出器を有する、請求項
    ９，１０，１１，１２，１３項のいずれか１項に記載の
    システム。
16. 【請求項１６】 ３個の前記光検出器を有する、請求項
    ６または７項に記載の低コストの広域スペクトル分光光
    度計。