JP2016224041A - 微細パターン化光学フィルタを用いた空間分解によるｆｗａ分光光度計 - Google Patents

Abstract

【課題】インラインカラー出力および／または厚さ測定のための、小型で、低コストの分光光度計を提供する。【解決手段】照明器３０１は、表面３０２を有するキャリアに隣接して配置され、表面上に配置された材料３０２Ａに光を放射するように構成されている。システム３００は、表面３０２で反射された光ビームの光路に配置された屈折率分布型レンズ３０４、および微細パターン化光学フィルタ３０６を含んでいる。微細パターン化光学フィルタ３０６は、リニアセンサ３０８上に配置され、リニアセンサ３０８の受光部上に配置されてもよい。【選択図】図３Ｂ

Description

本開示は、分光光度計を用いて基板表面上の厚さや色モニタリングのような、蒸着された材料の分析を提供するためのシステムに関する。

ハイエンド印刷や出版システムでは、分光光度計は、システムのカラー出力の品質を特徴づけるために、およびシステムのカラー出力特性を調整するための機構を提供するために使用される。多くのこのようなシステムでは、分光光度計は、システムからの印刷が測定のための分光光度計に実施されるオフライン装置である。使用と統合を容易にするために、多くの場合、シートまたは媒体が、ユーザーの操作をほとんどあるいは全くなしで、自動的にスキャンされるように、分光光度計を印刷経路にインラインで有することが望まれる。現行の従来技術のインライン分光光度計（ＩＬＳ）は、比較的高価であり、大規模な較正技術を必要とする。

インラインカラー出力および／または厚さ測定のための、小型で、低コストの分光光度計を提供することが望ましい。

一実施形態では、分光光度計を用いて分光分析を提供するためのシステムが見られる。システムは、表面を有するキャリアに隣接して配置された照明器と、キャリアに隣接して配置されたリニアセンサと、リニアセンサとキャリアとの間に配置された微細パターン化光学フィルタとを含む。照明器は、表面上に配置された材料に光を放射するように構成されている。リニアセンサは、照明器からの光を受信するように構成されている。

別の実施形態では、分光光度計を用いて分光分析を提供するための方法が見られる。この方法は、キャリアの表面上に配置された材料に光ビームを放射するように照明器を構成するステップと、照明器から放射され、少なくとも部分的に微細パターン化光学フィルタを透過した光を受信するようにリニアセンサを構成するステップとを含む。照明器は、キャリアに隣接して配置されている。リニアセンサは、キャリアの表面に隣接して配置されている。微細パターン化光学フィルタは、リニアセンサとキャリアとの間に配置されている。

実施形態のさらなる利点は、以下の説明において部分的に記載されることになり、一部は説明から理解されることになるか、または実施形態の実施によって確認され得る。この利点は、添付の特許請求の範囲に特に指摘される要素および組合せの手段によって実現され達成されよう。

前述の一般的説明および以下の詳細な説明の両方が単に例示的および説明的なものであり、特許請求したように実施形態を限定するものではないことを理解すべきである。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成している添付の図面は、本教示の実施形態を示しており、記述と一緒に、本開示の趣旨を説明するのに役立つ。

フィルタは、空間分解による分光光度測定のデータを得るために３行または４行のセンサ上の微細パターン化フィルタであってもよい。

図１は、分光光度計を用いて試料の分光透過率を決定するための従来技術のシステムを示す図である。 図２Ａは、所定の分光透過率を提供するように構成された複数の層を含む微細パターン化光学フィルタの断面図である。 図２Ｂは、水平なバー構成のように互いに隣接する行に配置された複数の微細パターン化光学フィルタの断面図である。 図２Ｃは、図２Ｂのように配置された微細パターン化光学フィルタの断面の簡略図である。 図３Ａは、本開示の実施形態による分光光度計を用いて、基板表面上の材料の分光分析を提供するためのシステムの図である。 図３Ｂは、本開示の実施形態による分光光度計を用いて、基板表面上の材料の分光分析を提供するためのシステムの別の図である。 図３Ｃは、本開示の実施形態による分光光度計を用いて、基板表面上の材料の分光分析を提供するための代替のシステムの図である。 図３Ｄは、４×４配列で配列されたセンサアレイの一部の概略図である。微細パターン化光学フィルタは、センサの各行の１つまたは複数の画素上に配置され得る。 図４は、さまざまな実施形態の状況を示す画像印刷システムの基本要素の簡略化された立面図である。 図５は、さまざまな実施形態の状況を示す材料蒸着システムの基本要素の簡略化された立面図である。

次に、参照が本実施形態に詳細になされることになり、その例は添付の図面に示されている。可能な限り、同じ参照符号が同じまたは同様の部分を指すように、図面全体を通して使用されることになる。

実施形態の広い範囲を示す数値範囲およびパラメータが近似値であるにもかかわらず、特定の例に示される数値は、可能な限り正確に報告されている。ただし、任意の数値は、それぞれの試験測定において見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。また、本明細書に開示されるすべての範囲は、その中に包まれる任意のおよびすべてのサブ範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、「１０未満」の範囲は、最小値ゼロと最大値１０との間の（およびこれを含む）任意のおよびすべてのサブ範囲を含むことができ、すなわち、任意のおよびすべてのサブ範囲は、ゼロに等しいまたはゼロより大きい最小値と、１０に等しいまたは１０より小さい最大値とを有し、例えば、１から５である。特定の場合において、パラメータに示される数値が、負の値をとることができる。この場合、「１０未満」と記載された例示的な値の範囲は負の値をとることができ、例えば、−１、−２、−３、−１０、−２０、−３０などである。

以下の実施形態は、図面を参照して単なる例示の目的で記載されている。当業者は、以下の説明が本質的に例示的なものであることを理解するものとし、本明細書に記載のパラメータへのさまざまな修正を、本実施形態の範囲から逸脱することなく行うことができる。明細書および例は例としてのみ考慮されることを意図されている。いくつかの実施形態を、新しい実施形態を形成するために１つまたは複数の他の実施形態と組み合わせることができるため、さまざまな実施形態は、必ずしも相互に排他的ではない。

特記しない限り、本明細書中で使用される用語「プリンタ」は、デジタル複写機、製本機、ファクシミリ装置、複合機、電子写真装置などの、任意の目的のために印刷出力機能を実行する任意の機器を包含する。図面に示される構造が、単純化のために示されていない追加の特徴を含むことができること、また、示される構造は削除または変更されてもよいことが理解されよう。

図１は、分光光度計を用いて試料の分光透過率を決定するために使用される従来技術のシステム１００を示している。システム１００は、試験試料１０２、照明器（図示せず）、自己集束レンズアレイ（例えば、セルフォック（登録商標）レンズアレイ）１０４、コリメートレンズ１０６、線形可変フィルタ１０８、およびリニアセンサ１１０を含んでいる。照明器は、試験試料１０２に光ビームを放射し、試験試料１０２から反射したまたは試験試料１０２を透過した光ビームは、リニアセンサ１１０によって受信され、分析される。試験試料１０２から反射したまたは試験試料１０２を透過した光ビームは、セルフォック（登録商標）レンズアレイ１０４、コリメートレンズ１０６、および線形可変フィルタ１０８を介して、リニアセンサ１１０によって受信される。線形可変フィルタの基準バンドパス特性を効果的に広げる効果は、線形可変フィルタ１０８およびリニアセンサ１１０に入る光ビーム（すなわち、試験試料１０２から反射した光ビーム）をコリメートすることによって削減される。光ビーム（すなわち、試験試料１０２から反射したまたは試験試料１０２を透過した光ビーム）は、セルフォック（登録商標）レンズアレイ１０４と線形可変フィルタ１０８との間に配置されたコリメートレンズ１０６を用いて、コリメートされる。

対照的に、本開示は、分光光度計を用いて、画像担持面などの基板上に、トナー像などの、色および／または物体の厚さ分析を提供するためのシステムを提案している。本開示のシステムは、線形可変フィルタを欠いており、その代わりに、図２Ａの微細パターン化光学フィルタ２００のような、微細パターン化光学フィルタを使用している。すなわち、本開示は、以下にさらに記載されるような、リニアセンサ上に配置された少なくとも１つの微細パターン化光学フィルタ２００を提案している。本開示は、リニアセンサ上に配置された微細パターン化光学フィルタを提案している。一実施形態では、微細パターン化光学フィルタは、例えば、センサの受光部に直接配置されたセンサに隣接している。また、屈折率分布型レンズ（例えば、セルフォック（登録商標）レンズアレイ）により結像される光の角拡散はまた、小さく維持され、したがって、微細パターン化光学フィルタの基準バンドパス特性を効果的に広げる効果が許容される。

一実施形態では、微細パターン化光学フィルタ２００は、所定の分光透過率を提供するように構成することができる少なくとも１つの材料を含む。例えば、少なくとも１つの材料は、コーティング２０１のような少なくとも１つの層を含むことができるが、コーティング２０１と同じまたは異なることができる複数の層／コーティングを含んでもよい。例えば、コーティング２０１は、第１のコーティングを画定することができ、微細パターン化光学フィルタは、コーティング２０１と同一または異なる付加的なコーティングを含むことができる。簡略化のために、ここでは追加のコーティングが、第２のコーティング２０３、第３のコーティング２０５、および第４のコーティング２０７として示され記載されている。コーティング２０１、２０３、２０５、および２０７は、一方が他方の上に積層され得る。微細パターン化光学フィルタは、ｎ番目のコーティングを含む、任意の数のコーティングを含むことができ、ここで、ｎはコーティングの合計数である。コーティング２０１、第２のコーティング２０３、第３のコーティング２０５、第４のコーティング２０７、および／またはｎ番目のコーティングを含む１つまたは複数のコーティングの各々は、誘電体（すなわち、二色性コーティング）、金属コーティング、または任意の導電性コーティングの１つまたは複数を含むことができ、基板（図示せず）上に配置され得る。コーティング２０１、２０３、２０５、２０７の各々は、線、点、画素を含む形状を含むことができ、および／または開口部を含むことができる。

図２Ｂに示すように、微細パターン化光学フィルタ２０６’を、複数の個別化フィルタ２００’、２００’’として配置することができる。この構成は、ＦＷＡチップなどのセンサの個々の画素が、個別化された微細パターン化フィルタの対応するものでコーティングされることを可能にする。複数の個別化フィルタ２００’、２００’’の各々を、図２Ａの微細パターン化光学フィルタ２００の記述にしたがって構成することができ、それぞれのフィルタが、所定の光透過率を提供するように構成され得る１つまたは複数のコーティングを有することが含まれる。一実施形態では、微細パターン化光学フィルタ２０６’の個別化フィルタ２００’、２００’’は、互いに同一であっても異なっていてもよい。すなわち、個別化された微細パターン化フィルタ２００’は、第１の分光透過率を提供するように構成されてもよく、微細パターン化フィルタ２００’’は、第２の分光透過率を提供するように構成されてもよく、ここで、第１の分光透過率および第２の分光透過率は、互いに実質的に類似しているか、または互いに異なっている。複数の個別化された微細パターン化光学フィルタ、例えばフィルタ２００’および２００’’は、単一の基板上を含んで、互いに隣接するように、互いに隣り合って配置されてもよく、これにより、センサの画素のうちの下層の対応するものにそれぞれ１つの所定の分光透過率を提供する。個別化された微細パターン化光学フィルタ２００’、２００’’は、スペーサ層を含み得る少なくとも１つの介在層によって互いに分離されていてもよい。図２Ｃは、微細パターン化光学フィルタ２０６’と同じまたは異なる特徴を有することができる微細パターン化光学フィルタ２０６の簡略化した断面図を示している。微細パターン化光学フィルタは、赤外線ブロッカ、紫外線ブロッカ、および反射防止（ＡＲ）コーティングをさらに含んでもよい。

本開示で使用されているこのタイプの適切な微細パターン化光学フィルタはＰｉｘｅｌｔｅｑ社から入手可能である（Ｌａｒｇｏ，ＦＬ）。このような微細パターン化光学フィルタの非限定的な例のプロパティまたは仕様が次のように議論されており：微細パターン化光学フィルタの分光範囲は、２５０ｎｍから２５００ｎｍであり、例えば、約４００ｎｍから約７００ｎｍである。

上述したように、微細パターン化光学フィルタを、リニアセンサ上に配置することができる。微細パターン化光学フィルタは、所定の分光透過率を提供するように構成され得る少なくとも１つの層として構成されており、センサの対応する画素の下層のものに所定のスペクトル透過率で光を提供するための複数の個別化フィルタとして配置され得る。つまり、一実施形態では、リニアセンサは、複数のセンサ画素を含み、微細パターン化光学フィルタは、複数の個別化された微細パターン化フィルタを含み、複数の個別化フィルタの少なくとも１つは、複数のセンサ画素の対応する１つの上に配置されている。さらに、個別化された微細パターン化フィルタの各々は、中心波長を含むことができ、そして、微細パターン化光学フィルタを、センサの対応する画素上に形成された各個別化フィルタを伴う複数の個別化フィルタとして配置することができるので、中心波長が下にあるセンサの上にランダムに配置されるように、個別化された微細パターン化フィルタを、ランダムに配置することができる。したがって、微細パターン化光学フィルタの構成は、線形可変フィルタの場合のように中心波長を連続的に変化させる必要がないものである。

図３Ａから図３Ｃに示すように、本開示のシステム３００および３１０は、照明器３０１を含んでいる。図３Ｂにおいて、照明器３０１は、表面３０２を有するキャリアに隣接して配置され、この照明器は、表面上に配置された材料３０２Ａに光を放射するように構成されている。図３Ｃにおいて、照明器３０１は、表面３０２を有するキャリアに隣接して配置され、この照明器は、表面上に配置された材料３０２Ａを通って光を放射するように構成されている。また、システム３００および３１０は、キャリア表面３０２に隣接するように、キャリアに隣接して配置されたリニアセンサ３０８を含んでいる。リニアセンサは、キャリア、キャリアの表面３０２、および材料３０２Ａの１つまたは複数による、（図３Ｂのような）反射光、または（図３Ｃのような）透過光のような、照明器からの光を受信するように構成され得る。また、システム３００は、表面３０２で反射された光ビームの光路に配置された屈折率分布型レンズ３０４、および基板表面３０２から反射する光ビームの光路に配置された微細パターン化光学フィルタ３０６を含んでいる。一方、システム３００は、キャリア、キャリアの表面３０２、および材料３０２Ａの１つまたは複数を透過した光の光路に配置された微細パターン化光学フィルタ３０６を含んでいる。一実施形態では、微細パターン化光学フィルタ３０６は、リニアセンサ３０８上に配置され、リニアセンサ３０８の受光部上に配置されてもよい。

照明器３０１は、例えば、キャリア表面３０２上に配置されたトナー像または他のコーティングであるプリントなどの材料３０２Ａに光ビームを放射するように構成されている。一例では、材料３０２Ａを、印刷システムを介してキャリア上に蒸着させることができる。したがって、材料３０２Ａは、トナー像を形成するトナー、またはインク画像を形成するインクであってもよい。材料３０２Ａは、下にあるキャリアを完全にまたは部分的にコーティングすることができる。材料３０２Ａは、照明器によって放射される光に対して、少なくとも部分的に透明であってもよい。例示的なキャリアは、紙、ポリマーベースのキャリア、またはトナーやプリンタインクが印刷画像を形成することができるように、トナーやプリンタインクを受容するように適合されている任意のキャリア材料を含む。

リニアセンサ３０８は、キャリア表面３０２上の材料３０２Ａから反射したおよび／または材料３０２Ａを透過した光ビームを受信するように構成されている。図３Ｂのシステム３００に示すように、画像担持面３０２上の材料３０２Ａから反射する光ビームは、屈折率分布型レンズ３０４によって、および微細パターン化光学フィルタ３０６を介してリニアセンサ３０８に向けられる。屈折率分布型レンズ３０４は、基板表面３０２と微細パターン化光学フィルタ３０６との間に配置されている。微細パターン化光学フィルタ３０６は、リニアセンサ３０８と屈折率分布型レンズ３０４との間に配置されている。図３Ｃのシステム３１０に示すように、キャリア表面３０２上の材料３０２Ａを透過する光ビームは、微細パターン化光学フィルタ３０６を介してリニアセンサ３０８に向けられる。一実施形態では、リニアセンサおよび微細パターン化光学フィルタ３０６を、密着型イメージセンシングのために構成されるように、キャリア近くに配置することができる。さらに、セルフォック（登録商標）レンズなどの結像レンズが、センサ３０８とキャリアとの間に配置されてもよい。

リニアセンサ３０８は、画像担持面を表す複数の出力画素を表す分光光度データを取得するために、低解像度での出力画素毎にＭ≧４の異なる分光応答度の測定値を取得するように構成されたセンサアレイを含むことができ、これは、画像担持面を表す高解像度のＲＧＢデータを決定するために、少なくとも１つの電子プロセッサによって使用され得る。センサアレイは、複数のグループの２×４センサ素子を含んでもよい。センサアレイは、複数のグループの２×２センサ素子を含んでもよい。低解像度は、インチ当たり３００×６００ドット（ｄｐｉ）であってもよい。高解像度は、インチ当たり６００ドット（ｄｐｉ）であってもよい。各出力画素は、少なくとも４つのセンサ素子によって得られたデータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、センサ３０８は、センサアレイ３０８’を含む。図３Ｄは、４×４配列で構成されたセンサアレイ３０８’の一部の上面を示す概略図である。センサアレイ３０８’は、例えば、全幅アレイ（ＦＷＡ）であってもよい。なお、センサアレイ３０８’は、「４×４」として特徴づけられ、なぜなら４列４行の繰り返しのアレイユニットを含み、図３Ｄの各行は、３０８−１、３０８−２、３０８−３、および３０８−４で示され、各列は、図３Ｄに示す重ね合わせた縦の破線の１つによって区切られている。全幅アレイは、このようなアレイユニットの繰り返しによって、移動基板表面の（運動の方向に垂直な）略全幅に延びているセンサであってもよい。このように、図３Ｄに示されているセンサアレイ３０８’の部分は部分的であり、一実施形態では、センサアレイ３０８’は、クロスプロセス方向の略全幅に延びるように、付加的なアレイユニットを含めることによって、左および／または右に延びていてもよい。いくつかの実施形態では、センサアレイ３０８’は、正方形として図３Ｄに示されている複数のセンサ素子を含んでもよく、このセンサ素子は、クロスプロセス（または高速スキャン）方向に、均等な間隔（例えば、６００ｄｐｉに対し１／６００インチ毎）で離間されている。センサアレイ３０８’は、センサチップを含んでもよく、センサチップ上に含まれてもよい。

物理的に、図３Ｄに示す入力画素アレイ３０８’の各正方形は、画像担持面の一部を表す特定の分光応答度の値を取得するように構成された単一のセンサ素子を表している。これを、異なるセンサの分光感度に対して異なるシェーディングを使用して、図３Ｄに表している。センサアレイ３０８’のセンサ素子の各リニアセンサは、非限定的な例として、密着型イメージセンサ、センサのＣＭＯＳアレイの素子、またはセンサの電荷結合装置（ＣＣＤ）アレイの素子を含んでもよい。さらに、各正方形は、分光フィルタおよびリニアセンサの物理的構成を含むセンサ素子を表している。例えば、各センサ素子は個々の画素を含むことができ、その上に、上述の２００’’および２００’のような個々の微細パターン化光学フィルタを配置することができる。このように、一例では、４行の６００ｄｐａのＦＷＡチップを、４×４ブロック構成のバンドパスフィルタでコーティングすることができ、これにより、１５０ｄｐｉの解像度で１６の分光測定を提供することができる。あるいは、８×４構成が、７５ｄｐｉで３２の分光測定を提供する。

センサアレイ３０８’の各センサ素子は、分光応答度を表す出力電圧を生成する。分光応答度を、４項の数学的な重なり積分として概念化して表すことができ、この４項とは、すなわち、画像担持面のそれぞれの部分の分光反射率、それぞれの分光フィルタの透過プロファイル、それぞれの分光用照明素子の波長プロファイル、およびセンサ素子のフィルタリングされていないセンサの応答性である。

表面３０２を有するキャリアを、連続供給構成またはロール・ツー・ロール構成などの印刷システムの一部とすることができ、その上に材料が蒸着され、その色および／または厚さを、蒸着された材料の量、処理速度などを含むシステムパラメータを調整するために順に監視しなければならない。このような印刷システムは、一般に、２つの重要な次元を有し、これは、プロセス（または低速スキャン）方向とクロスプロセス（または高速スキャン）方向である。基板表面が移動する方向をプロセス（または低速スキャン）方向と呼び、複数のセンサが向けられる方向をクロスプロセス（または高速スキャン）方向と呼ぶ。クロスプロセス（または高速スキャン）方向は、一般に、プロセス（または低速スキャン）方向に直交している。

一実施形態では、キャリアの表面３０２を、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ベルト、および中間転写ドラムから成るグループから選択された画像印刷システムの画像担持面とすることができる。すなわち、画像担持面という用語は、トナー像が受信される任意の表面を意味し、これは、中間面（すなわち、印刷文書に転写する前にトナー像が形成されるドラムまたはベルト）であってもよい。例えば、「タンデム式の」ゼログラフィックカラー印刷システム（例えば、米国特許第５，２７８，５８９号明細書、第５，３６５，０７４号明細書、第６，９０４，２５５号明細書、および第７，１７７，５８５号明細書）は、一般に、各色を順次、中間画像転写面（例えば、ベルトまたはドラム）と、その後、最終的な基板に転写する複数の印刷エンジンを含んでいる。したがって、一実施形態では、結像される材料３０２Ａは、例えば、目的の文書上に、均一に着色されたパッチであり、走査される文書は照明器３０１によって照らされる。

あるいは、別の実施形態では、キャリアの表面３０２は、ベルト感光体が製造されるウェブのようなウェブ面であってもよく、ウェブが動いている間、ベルト感光体の各層がウェブ上に蒸着される。したがって、材料３０２Ａは、感光体を構成し、製造中にキャリア上に蒸着される層の１つまたは複数であってもよい。このように、キャリアは、ポリマー材料を含み得るウェブであってもよい。したがって、一実施形態では、結像される材料３０２Ａは、例えばウェブ上の、感光体ドラムの層であり、その上に蒸着された膜とともに走査されるウェブは、照明器３０１によって照らされる。

キャリアは、照明器によって放射された光の一部を部分的にまたは完全に送信することができ、または、照明器によって放射された光を部分的にまたは完全に反射することができる。

例えば印刷システムである、キャリア上に材料を蒸着させるシステムの供給機（図示せず）によって、プロセス方向にキャリアを移動させることができる。したがって、リニアセンサ３０８は、プロセス、クロスプロセス、またはプロセスおよびクロスプロセスの両方向の分光応答を取り込むように構成され得る。

照明器３０１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）または任意の他の適切な照明器（例えば、蛍光光源）のアレイであってもよい。例えば、図３Ｂの例示的な実施形態に示すように、照明器３０１は、２つのリニアＬＥＤアレイ３０１Ａ、３０１Ｂを、屈折率分布型レンズ３０４とリニアセンサ３０８の各側に１つずつ含むことができる。別の実施形態では、照明器３０１は、単一のリニアＬＥＤアレイを含むことができる。さらに別の実施形態では、２つのリニアＬＥＤアレイの代わりに、片側にＬＥＤアレイ、および反対側に反射鏡を用いることができる。米国特許第６，９７５，９４９号明細書に記載されているように、ＬＥＤアレイを、例えば白色であるすべて一色、または複数色とすることができる。照明器アレイ３０１Ａおよび３０１Ｂは、線形配置で離間している別々の照明素子を複数含むことができる。好ましくは、照明素子は、一定の間隔で均等に離間されているＬＥＤである。一実施形態では、光ガイドまたはレンズ構成が、ＬＥＤからの光を材料３０２Ａに転写するために使用され得る。一色だけまたは波長の範囲を、任意の時点で照明器によって放射することができるように、ＬＥＤの各々はストローブされ得る。つまり、コントローラは、異なる色のＬＥＤ間で交互に繰り返すように、照明器を制御することができる。

屈折率分布型レンズ３０４は、キャリアの表面３０２と微細パターン化光学フィルタ３０６との間に配置されている。一実施形態では、屈折率分布型レンズ３０４は、画像キャリアの表面３０２上の材料３０２Ａをリニアセンサ３０８上に鉛直に結像するために使用され得る。一実施形態では、屈折率分布型レンズ３０４は、セルフォック（登録商標）レンズ、または所定の受け入れ角αを有する他のマイクロレンズ構成である。セルフォック（登録商標）レンズは、放物線状の屈折率プロファイルを有するファイバロッドから成る屈折率分布型レンズである。一実施形態では、セルフォック（登録商標）レンズは、約＋／−９度の受光角αを有する。

再び図３Ａおよび３Ｂを参照すると、一実施形態では、リニアセンサ３０８は、例えば、全幅アレイ（ＦＷＡ）センサである。全幅アレイセンサは、移動画像担持面の（運動の方向に垂直な）略全幅に延びているセンサとして画定される。全幅アレイセンサは、膜（複数可）を蒸着させながら、基板表面上に蒸着された膜（複数可）の任意の所望の部分を検出するように構成されている。全幅アレイセンサは、クロスプロセス（または高速スキャン）方向に、均等な間隔（例えば、１／６００インチ毎（インチ当たり６００スポット））で離間した複数のセンサを含むことができる。例えば、米国特許第６，９７５，９４９号明細書が参照される。密着型イメージセンサ、ＣＭＯＳアレイセンサ、またはＣＣＤアレイセンサなどの他のリニアアレイセンサが使用されてもよいことが理解される。

本開示では、基板表面の幅よりもかなり小さいセンサチップが使用され得ることが企図されている。センサチップは、基板表面上の蒸着膜の一部のみを検出するように構成されており、蒸着膜の全幅を検出しない。

一実施形態では、本開示のシステム３００および／または３１０は、空間分解測定を行うための空間分解分光光度計、またはスポット測定を行うためのスポットまたはパッチ分光光度計であってもよい。図３Ａは、リニアセンサが単一のチップセンサであるスポットセンサ構成を示している。スポットセンサ構成では、チップセンサは単一の行を含み、この行はＭ個の画素を含む。

本開示はまた、ページ幅の空間分解による分光結像のために使用され得ることが企図されている。このような実施形態では、全幅アレイセンサはＮ個の行を含み、全幅アレイセンサの各行は着色パッチの各色に対応する。それぞれの行は、Ｍ個の画素を含む。

一実施形態では、照明器による照明で使用される場合、リニアセンサの出力は、分光にわたる反射率を示すことになる。一実施形態では、プロセッサを、リニアセンサを較正し、かつリニアセンサによって検出された分光応答データを処理するために設けることができる。これは、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡのような専用のハードウェア、ソフトウェア、または専用のハードウェアおよびソフトウェアの組合せであってもよい。

プロセッサは、例えば、ｉ）リニアセンサによって受信された材料の分光応答に基づいて、画像印刷システムのカラー性能を決定するために、ｉｉ）リニアセンサによって受信された材料の分光応答に基づいて、画像印刷システムのカラー性能を調整するために、またはｉｉｉ）ｉとｉｉの両方のために、命令を実行するように構成され得る。

プロセッサは、例えば、ｉ）リニアセンサによって受信された材料の分光応答に基づいて、材料蒸着システムの蒸着性能を決定するために、ｉｉ）リニアセンサによって受信された材料の分光応答に基づいて、材料蒸着システムの蒸着性能を調整するために、またはｉｉｉ）ｉとｉｉの両方のために、命令を実行するように構成され得る。例えば、プロセッサは、空間トナー応答曲線（ＴＲＣ）を調整するために、インクジェットプリントヘッドの１つまたは複数のジェットをオン／オフに切り替えながら、材料噴出速度を調整するために、および／またはキャリア供給量を調整するために、命令を実行するように構成され得る。

図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一実施形態では、上述したように、結像される材料３０２Ａは、均一な膜である。一実施形態では、材料３０２Ａの異なる部分が、リニアセンサ３０８の異なる画素に結像される。一実施形態では、個々の微細パターン化光学フィルタは、リニアセンサ３０８の対応する画素上に配置され得る。このため、リニアセンサ３０８の各画素は、それぞれの画素上に形成された対応する個々の微細パターン化光学フィルタのバンドパス内に単に収まる光に応答する。画素出力の集合は、したがって、照明からの寄与を含む、材料３０２Ａの分光成分を表している。一実施形態では、較正技術を、照明の寄与を分離するために後で使用することができ、このため、材料３０２Ａの分光反射情報だけが残る。

材料３０２Ａから反射する光ビームは、屈折率分布型レンズ３０４によってリニアセンサ３０８上に結像される。微細パターン化光学フィルタが、リニアセンサの受光面上などの、リニアセンサ上に配置されている場合は、リニアセンサからの画素出力は、個々の微細パターン化光学フィルタの対応する１つによって波長フィルタリングされている光ビームに対応することになる。例えば、微細パターン化光学フィルタの分光範囲を、４００ナノメートルから７００ナノメートルと仮定すると、リニアセンサの画素＃１の出力は、その範囲内の第１の分光透過率での光の量に対応し、リニアセンサの画素＃ｎの出力はまた、その範囲内の第２の分光透過率での光の量に対応する。

本開示は、微細パターン化光学フィルタ上に蒸着膜を結像する感知システムおよびリニアセンサアセンブリを提供し、ここで、感知システムの画素出力は、蒸着膜の相対的な分光反射率に対応することになり、次いで、これを、色性能、および／または画像印刷システムの蒸着パラメータ（例えば、蒸着膜の厚さ）を決定し、これらに影響を及ぼすために使用することができる。上述したように、本開示で説明した概念は、スポット測定ならびにページ幅の空間分解による分光結像のために使用され得る。リニアセンサと屈折率分布型レンズとの間に配置された微細パターン化光学フィルタは、インラインカラー出力および／または厚さ出力の印刷測定のための、小型で、低コストの、分光光度計を作成する。本開示の利点の１つは、インラインカラー出力および／または厚さ出力の印刷測定のための分光光度計であって、インライン分光光度計の他の代替物と比較して、はるかに低いコストを有する分光光度計を提供することである。

図４は、本開示の状況を示す画像印刷システムの基本要素の簡略化された立面図である。具体的には、連続した原色画像が画像担持面（例えば、感光体ベルト）に蓄積され、蓄積された重畳画像は、一ステップにおいてフルカラー画像として出力用紙に直接転写される、「イメージ・オン・イメージ」ゼログラフィックカラープリンタを示している。一実施態様では、ゼロックス（登録商標）ｉＧｅｎ３（登録商標）のデジタル印刷機が利用され得る。ただし、任意の技術を使用したモノクロ機のような任意の画像印刷システム、感光性基板上に印刷するマシン、複数の感光体を有するゼログラフィックマシン、またはインクジェットベースのマシンが、同様に本開示を好適に利用することができることが理解される。

具体的には、図４の実施形態は、画像担持面４２５（例えば、ベルト感光体）を含み、ゼログラフィの技術分野で一般的によく知られているように、これに沿って一連のステーションが配置され、それぞれの原色に対して１つのセットが印刷される。例えば、画像担持面４２５上にシアンの色分解画像を配置するために、帯電コロトロン４１２Ｃ、結像レーザ４１４Ｃ、および現像ユニット４１６Ｃが使用される。連続した色分解の場合、同等の要素４１２Ｍ、４１４Ｍ、４１６Ｍ（マゼンタ用）、４１２Ｙ、４１４Ｙ、４１６Ｙ（イエロー用）、および４１２Ｋ、４１４Ｋ、４１６Ｋ（ブラック用）が提供される。連続した色分解は、画像担持面４２５の表面に重ねて構築され、その後、組み合わされたフルカラー画像は、転写ステーション４２０で出力シートに転写される。ゼログラフィでよく知られているように、出力シートは、その後、定着器４３０を通過する。印刷処理は、例えば、印刷コントローラ４１０により、制御され得る。

「レーザ印刷」の技術分野でよく知られているように、画像担持面４２５および他のハードウェア（図示されていないが、例えば、回転ミラー等）の動きに各種レーザの変調を調整することによって、レーザは、画像担持面４２５上の領域を放電し、特に、これらの領域が、それぞれの現像ユニット４１６Ｃ、４１６Ｍ、４１６Ｙ、４１６Ｋによって現像された後に、所望の印刷が作成される。

一実施形態では、（図３Ａおよび図３Ｂに示すような）本開示の感知システム３００または感知システム３１０を、例えば、位置４５２で、装置を出るように印刷された画像を直接監視する画像印刷システムに配置することができる。別の実施形態では、（図３Ａおよび図３Ｂに示すような）本開示の感知システム３００、または（図３Ｃに示すような）感知システム３１０を、転写ステーション４２０の前または直後に配置することができ、トナーは、例えば、画像担持面または他の中間転写部材上の画像を直接監視するための位置４５６、４５８で、シートまたは媒体に転写される。本開示の感知システム３００および／または３１０は、（感知装置４５６および４５８などの）画像担持面４２５上に作成されたトナー像、または（感知装置４５２などの）出力シートに転写された印刷画像の測定を行うことができる。必要に応じて、図示された位置だけでなく、プリンタの任意の位置に配置された任意の数の感知装置を設けることができる。

感知装置４５２、４５６、および４５８は、取得した重要な測定値に応じて行動を取るための制御装置４５４にフィードバックを提供する。そこから収集された情報は、制御装置４５４および／または印刷コントローラ４１０によってさまざまな方法で使用され、リアルタイムのフィードバックループ、オフライン較正プロセス、登録システムなどの、プリンタの動作を補助する。制御装置４５４とコントローラ４１０は別々の要素であるように図示されているが、いくつかの実装形態では、制御装置４５４は、印刷コントローラ４１０の一部であってもよいことが理解されよう。

図５は、本開示の状況を示す膜蒸着システムの基本要素の簡略化された立面図である。具体的には、基板が動いている間に連続的な膜を基板表面（例えば、ウェブ）上に蓄積する連続供給構成が示されており、蓄積膜は、ベルト感光体を形成する。

具体的には、図５の実施形態は、連続的な基板５２５（例えば、ウェブ）を含み、膜蒸着の技術分野において一般によく知られているように、その表面は、一連のステーションを過ぎて供給され、蒸着される各膜に対して１つのステーションが存在する。例えば、基板表面５２５上に第１の膜５２６を配置するために、膜蒸着ステーション５１４が用いられる。連続的な膜のために、第２の膜５２７のために、５１５などの同等のステーションが設けられる。連続的な膜は、最後の装置（図示せず）の一部を形成するために基板５２５の表面に重ねて構築されている。膜蒸着プロセスは、例えば、蒸着コントローラ５１０により、制御され得る。

連続供給の膜蒸着またはロール・ツー・ロールの膜蒸着の技術分野でよく知られているように、基板表面５２５および他のハードウェア（図示されていないが、例えば、滑車、フィードストックローラなど）の動きに蒸着ステーション５１４、５１５の活動を調整することによって、膜蒸着ステーションは、所望の膜（複数可）を作成するために、基板表面５２５上に膜材料を吐出する。

（図３Ａおよび図３Ｂに示すような）本開示の感知システム３００は、基板表面５２５上に蒸着された膜の測定を行うことができる。一実施形態では、（図３Ａおよび図３Ｂに示すような）本開示の感知システム３００を、例えば、位置５５８で、ウェブ基板などの基板の入ってくる面を直接監視する膜蒸着システムに配置することができる。（図３Ａおよび図３Ｂに示すような）本開示の感知システム３００を、例えば、位置５５６で、蒸着システムステーション５１４の直後に配置することができ、ここで、第１の膜５２６の色および／または厚さなどのパラメータを分析することができる。（図３Ａおよび図３Ｂに示すような）本開示の感知システム３００を、例えば、位置５５２で、蒸着システムステーション５１５の直後に配置することができ、ここで、第２の膜５２７の色および／または厚さなどのパラメータを分析することができる。必要に応じて、図示された位置だけでなく、蒸着システムの任意の位置に配置された任意の数の感知装置を設けることができる。

感知装置５５２、５５６、および５５８は、取得した重要な測定値に応じて行動を取るための制御装置５１０にフィードバックを提供する。そこから収集された情報は、蒸着ステーション５１４および５１５を制御することができる制御装置５１０によってさまざまな方法で使用され、リアルタイムのフィードバックループ、オフライン較正プロセス、登録システムなどの、蒸着システムの動作を補助する。制御装置５１０はオンボードコントローラ（図示せず）を含み得るが、制御装置５１０と、対応するコントローラ（図示せず）とは別個の要素であってもよい。

実施形態は、１つまたは複数の実装に関して例示されてきたが、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、変更および／または修正を例示の例に対して行うことができる。また、実施形態の特定の特徴は、いくつかの実装の１つのみに関して開示されているかもしれないが、任意の所与のまたは特定の機能のために望ましくかつ好適であり得るように、このような特徴は、他の実装の１つまたは複数の他の特徴と組み合わされてもよい。

さらに、「含む、有する（「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、「ｈａｖｉｎｇ」、「ｈａｓ」、「ｗｉｔｈ」）」またはその変形である範囲を示す用語が、詳細な説明および特許請求の範囲の両方で使用されており、このような用語は、用語「含む、備える（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」）」と同様に包括的であることが意図されている。本明細書で使用される場合、例えば、Ａ、Ｂ、およびＣ「の１つまたは複数（「ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｏｆ」）」の語句は、Ａ、Ｂ、Ｃのいずれか単独；または、ＡとＢ、ＢとＣ、ＡとＣなどの２つの組合せ；または、Ａ、Ｂ、Ｃの３つ組合せ、のいずれかを意味している。

Claims (10)

1. 空間分解による分光光度計を用いて分光分析を提供するためのシステムであって、前記システムが、
   表面を有するキャリアに隣接して配置された照明器であって、前記照明器が前記表面上に配置された材料に光を放射するように構成されている、照明器と、
   前記キャリアに隣接して配置されたリニアセンサであって、前記リニアセンサが前記照明器からの前記光を受信するように構成されている、リニアセンサと、
   前記リニアセンサと前記キャリアとの間に配置された微細パターン化光学フィルタと
   を含む、システム。
2. 前記微細パターン化光学フィルタが、誘電体コーティングの１つまたは複数、金属コーティングの１つまたは複数、導電性コーティングの１つまたは複数、またはこれらの組合せを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記微細パターン化光学フィルタが、前記リニアセンサに配置された少なくとも１つの二色性コーティングを含む、請求項１に記載のシステム。
4. プロセッサをさらに含む請求項１に記載のシステムであって、前記プロセッサが、
   ｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、画像印刷システムのカラー性能を決定するように、
   ｉｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、前記画像印刷システムのカラー性能を調整するように、または
   ｉｉｉ）ｉとｉｉの両方のように
   構成されている、システム。
5. プロセッサをさらに含む請求項１に記載のシステムであって、前記プロセッサが、
   ｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、材料蒸着システムの蒸着性能を決定するように、
   ｉｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、前記材料蒸着システムの蒸着性能を調整するように、または
   ｉｉｉ）ｉとｉｉの両方のように
   構成されている、システム。
6. 空間分解による分光光度計を用いて分光分析を提供するための方法であって、前記方法が、
   キャリアの表面上に配置された材料に光ビームを放射するように照明器を構成するステップであって、前記照明器が前記キャリアに隣接して配置されている、ステップと、
   前記照明器から放射され、少なくとも部分的に微細パターン化光学フィルタを透過した光を受信するようにリニアセンサを構成するステップであって、前記リニアセンサが前記キャリアの表面に隣接して配置され、前記微細パターン化光学フィルタが前記リニアセンサと前記キャリアとの間に配置されている、ステップと、
   を含む、方法。
7. 前記微細パターン化光学フィルタが、１つまたは複数の誘電体コーティング、１つまたは複数の金属コーティング、導電性コーティングの１つまたは複数、またはこれらの組合せを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記微細パターン化光学フィルタが、前記リニアセンサに配置された少なくとも１つの二色性コーティングを含む、請求項６に記載の方法。
9. プロセッサを構成するステップをさらに含む請求項６に記載の方法であって、前記プロセッサが、
   ｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、画像印刷システムのカラー性能を決定するために、
   ｉｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、前記画像印刷システムのカラー性能を調整するために、または
   ｉｉｉ）ｉとｉｉの両方のために
   命令を実行する、方法。
10. プロセッサを構成するステップをさらに含む請求項６に記載の方法であって、前記プロセッサが、
    ｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、材料蒸着システムの蒸着性能を決定するために、
    ｉｉ）前記リニアセンサによって受信された前記材料の分光応答に基づいて、前記材料蒸着システムの蒸着性能を調整するために、または
    ｉｉｉ）ｉとｉｉの両方のために
    命令を実行する、方法。

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