JP5080286B2

JP5080286B2 - モアレ・パターンを形成する周波数偏移されたハーフトーン・パターンを利用して、色分解の位置ずれを推定するためのシステム及び方法

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Publication number: JP5080286B2
Application number: JP2008002050A
Authority: JP
Inventors: ジーワンシェン; エムハインズチャールズ; エスマックエルヴェインジョン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2012-11-21
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Description

本開示は、多色印刷システムに関し、具体的には、モアレ・パターンを形成する、周波数偏移されたハーフトーン・パターンにより形成された位置ずれ推定パッチを利用することにより多色印刷システムにおける色分解間の位置ずれを特徴付ける、システム及び方法に関する。

位置ずれの推定及び／又は特徴付けを試みるために、物理的な位置合わせマークの使用といった様々な技術が用いられてきた。この手法では、色分解Ａ及び色分解Ｂの縦方向のラインを、色分解Ｂに対応するラインの先頭が色分解Ａの最後尾から始まるように配置することによって、デジタル・ファイルが作成される。理想的な印刷装置の場合には、このデジタル画像は完璧に複製されるはずであるが、大部分の実際の印刷システムに関してはそうではなく、２つの色分解ＡとＢとの間の（ラインの軸線に対して垂直方向の）位置ずれは、２つのライン間に目で見える水平方向の変位をもたらすことになる。印刷ページを走査するために平台スキャナを用いること、及び単純な重心解析により、ラインの位置におけるラインの軸線に対して垂直方向の位置ずれの推定が可能になる。顕微鏡（手動）検査を容易にすることができるように、これらの物理的な位置合わせマークは、基材の隅部に印刷される場合がある。同じ手順を、水平方向に方向付けられたラインに対して繰り返すことができ、これを用いて縦方向の位置ずれを測定することができる。

現在可能なプリンタ速度及び小さいクラスタ・ドット・サイズのまま、モアレ・パターン、色ずれ及び／又は色の境界における異常等の不要なアーチファクトを軽減又は除去するために、分解間の位置ずれを推定し、且つ、特徴付けることが必要とされる。

ここで図１を参照すると、本開示による印刷システムの色分解の位置ずれを推定する方法の１つの実施形態が、フローチャート形式で示される。方法１００はフローチャートとして示されているが、図１から推測できる特定の順番に方法を限定することを意図するものではない。動作１０２は、基材にマークして、位置ずれ推定パッチを形成するステップであり、動作１０４は、位置ずれ推定パッチを用いて、印刷システムの色分解の位置ずれを推定することである。

動作１０２は、動作１０６及び１０８を含むことができる。動作１０６は、それぞれ第１及び第２の方向に第１及び第２のハーフトーン周波数パスをもつ第１ハーフトーン・パターンで基材にマークする第１の色分解であり、動作１０８は、第１及び第２の方向に第１及び第２のハーフトーン周波数パスをもつ第２ハーフトーン・パターンで基材にマークする第２の色分解である。従って、第１の色分解は第１のハーフトーン・パターンをマークし、第２の色分解は第２のハーフトーン・パターンをマークする。第１及び／又は第２のハーフトーン・パターンは、クラスタ・ドットのパターンとすることができ、一定のコントーン値を有することができる。また、動作１０６及び／又は動作１０８は、それぞれの色のハーフトーン・パターンを形成するシアン、マゼンタ、イエロー及び／又はブラックの色分解で、基材にマークすることができる。動作１０６及び／又は１０８は、クラスタ・ドット、ライン・パターン、他の周期的パターン、又はそれらの幾つかの組み合わせを利用することができる。

動作１０６及び１０８は、同時に又は連続的に行うことができる。付加的に又は代替的に、動作１０６及び１０８は段階的な方式で行うことができ、例えば、動作１０６が、第１のハーフトーン・パターンの一部分だけをマークしてパッチを部分的に形成し、次いで、動作１０８が、第２のハーフトーン・パターンの一部分だけを続けてマークしてパッチの形成を更に進行させ、次に、動作１０６が、マーキングを続けて更にパッチを形成することができ、動作１０６と１０８との間で繰り返されるマーキングは、パッチ全体が形成されるまで中断しなくても良い。

ここで図２を参照すると、動作１０６又は１０８のいずれかの間にマークすることができるクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターン２００の拡大図が示されており、従って、ハーフトーン・パターン２００は、第１又は第２の色分解のいずれかによってマークすることができる。ハーフトーン・パターン２００はマゼンタの色分解により形成され、従って、マゼンタのクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンである。クラスタ・ドット・ハーフトーン・パターン２００は、クラスタ・ドット２０２_(1,1)のようなクラスタ・ドット２０２により形成される。

（図２の）クラスタ・ドットの集合体が、クラスタ・ドット２０２を形成する。クラスタ・ドット・ハーフトーン・パターン２００は、格子状に配置された、クラスタ・ドット２０２_(行、列)という形式を用いて示される一定のコントーン値の多数のクラスタ・ドットを有する。「行」は縦軸に沿った連続的なクラスタ・ドット位置のことを指し、「列」は水平軸に沿った連続的なクラスタ・ドット位置を指すものであり、「行」及び「列」という用語は、それぞれの位置を表す数字で置き換えられる。「行」の最大数は変数「ｎ」で表され、「列」の最大数は変数「ｍ」で表され、図２ではそれぞれ６と７である。クラスタ・ドット・ハーフトーン・パターン２００のクラスタ・ドットを指すために、行及び／又は列の数の代わりに変数を用いるのは、機能的に十分ないかなる数のクラスタ・ドットも可能であるということを示すためである。クラスタ・ドットの列２０４₁乃至２０４_mが図示され、ここで下付文字は対応する列を表わしており、例えば、クラスタ・ドット２０２_(2、1)乃至２０２_(n、1)はクラスタ・ドットの列２０４₂を形成する。更に、クラスタ・ドットの行２０６₁乃至２０６_nが図示されており、これは、それぞれのクラスタ・ドットにより形成され、例えば、クラスタ・ドット２０２_(n、1)乃至２０２_(n、m)が行２０６_nを形成する。

クラスタ・ドット２０２はハーフトーン・パターン２００を形成し、ハーフトーン・パターン２００は、２本の矢印で示されるように、ハーフトーン周波数パス２０８及びハーフトーン周波数パス２１０の属性を有する。ハーフトーン周波数パス２０８は、行２０６₁乃至２０６_nが従う全般的方向である。例えば、クラスタ・ドット２０２_(1、1)乃至クラスタ・ドット２０２_(1、m)は全て、ハーフトーン周波数パス２０８の矢印表示により示されるのと同じ全般的方向にすべて整列する。更に、列２０４₁乃至２０４_mは、ハーフトーン周波数パス２１０の矢印表示の方向に概ね従う。例えば、列２０４₁を形成するクラスタ・ドット２０２_(1、1)乃至２０２_(n、1)は、ハーフトーン周波数パス２１０を表す矢印の方向に概ね平行である。また、角度２１２は、ハーフトーン周波数パス２０８と２１０との間の角度を示す。ハーフトーン・パターン２００は、ほぼ９０度である角度２１２を有する。

更に、ハーフトーン・パターン２００は、ハーフトーン周波数パス２０８及び２１０に関連する２つの付加的な属性を有する。ハーフトーン周波数パス２０８及び２１０は、各々の「ハーフトーン周波数」属性を有する。ハーフトーン周波数パス２０８のハーフトーン周波数はｆ１_aで示される。この属性を説明するために、単位距離２１４と、同様に単位距離２１６とが示される。ハーフトーン周波数パス２０８は、図示されているように、単位当たり３クラスタ・ドットのハーフトーン周波数を有し、これは、クラスタ・ドット２０２_(1、1)、２０２_(1、2)、及び２０２_(1、3)により示され、これらの全ては、行２０６₁内に単位距離２１４で存在している。従って、行２０６に沿って単位距離２１４毎に、単位長さ当たりほぼ３クラスタ・ドットが存在することになる。また、ハーフトーン周波数パス２１０は、単位距離２１６内にすべて存在するクラスタ・ドット２０２_(1、1)、２０２_(1、2)、及び２０２_(1、3)により示されるように、単位当たり３クラスタ・ドットのハーフトーン周波数を有する。ハーフトーン周波数パス２１０は、ｆ１_bで表される周波数を有する。ハーフトーン・パターン２００は、値が互いにほぼ等しいハーフトーン周波数ｆ１_a及びｆ１_bを有する（２つの変数は同じ数字「１」を含み、文字「ａ」及び「ｂ」は、それらの方向の違いを意味しており、即ち、ハーフトーン周波数パス２０８は、ハーフトーン周波数パス２１０のハーフトーン周波数ｆ１_bとほぼ等しい大きさである、ハーフトーン周波数ｆ１_aを有することに留意）。周波数ｆ１_a及びｆ１_bは、周波数値ｆ１を有すると考えられる。

再び図１を参照すると、動作１０２は、動作１０６及び／又は１０８を含むことができる。動作１０６又は１０８は、図２に示されるような、一定のコントーン値をもつクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンをマークすることができる。更に、異なる属性を有する別のクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンをマークすることができる。例えば、ハーフトーン・パターン２００（図２を参照）が、動作１０６において基材上にマークされた場合は、動作１０８は、更に別の色分解、例えば、シアン、イエロー、又はブラックのクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンをそれぞれ形成するシアン、イエロー又はブラックの色分解によって、一定のコントーン値を有する異なるクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンを追加的にマークすることができる。２つのクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンを用いて、モアレ・パターンを形成することができる。

ここで図３を参照すると、クラスタ・ドット・ハーフトーン・パターン３００及び３０２が、拡大図で並べて示される。ハーフトーン・パターン３００は、マゼンタの色分解によりマークされたマゼンタのハーフトーン・パターンであり、ハーフトーン・パターン３０２は、シアンの色分解によりマークされたシアンのハーフトーン・パターンである。ハーフトーン・パターン３００及び３０２は並べて示されているが、これは、どのように位置ずれ推定パッチが形成されるのかではなく、むしろ、ハーフトーン・パターン３００及び３０２は、動作１０６と１０８との違いを示すために（図１を参照）並べて図示されている。

ハーフトーン・パターン３００はハーフトーン周波数パス３０４及び３０６を有し、パス３０４及び３０６は、それぞれハーフトーン周波数ｆ２ａ及びｆ２ｂを有する。ハーフトーン周波数は、ハーフトーン・パターン３００全体にわたってほとんど一定である。更に、ハーフトーン周波数パス３０４のハーフトーン周波数は、ハーフトーン周波数ベクトル３０６のハーフトーン周波数とほぼ同じである。説明目的のためだけに、ハーフトーン周波数ベクトル３０４及び３０６のハーフトーン周波数を、ｆ２とほぼ等しいものと仮定する。更に、ハーフトーン・パターン３０２は、ハーフトーン周波数ベクトル３０８及び３１０を有し、それぞれハーフトーン周波数ｆ３ａ及びｆ３ｂを有する。ハーフトーン周波数ベクトル３０８のハーフトーン周波数は、ハーフトーン周波数ベクトル３１０のハーフトーン周波数とほぼ等しく、これをｆ３とする。

ハーフトーン・パターン３００及び３０２は、基材にマークしてパッチを形成するために２つの異なるハーフトーン・パターンが用いられ、それぞれのハーフトーン・パターンの各々をマークするために２つの色分解が用いられることを示すためのものである。ｆ２及びｆ３が異なる周波数を有する図３に示される例のように、ハーフトーン・パターン３００及び３０２の２つの周波数もまた同じではない。図３は、ハーフトーン・パターン３００の周波数ｆ２よりも高い値の周波数ｆ３を有するものとしてハーフトーン・パターン３０２を示す。図１及び図３を同時に参照して、位置ずれ推定パッチを形成するために、動作１０６は基材にマークし、動作１０８は基材にマークするということ注意されたい。動作１０６は、ハーフトーン・パターン３００に示されるｆ₂のようなハーフトーン周波数で色分解を基材にマークし、動作１０８は、ハーフトーン・パターン３０２に示されるｆ₃のような別のハーフトーン周波数で異なる色分解を基材にマークする。

位置ずれ推定パッチを形成するためには、ハーフトーン・パターンは、少なくとも１つの異なるハーフトーン周波数パスを有する必要がある。少なくとも１つの異なるハーフトーン周波数パスの周波数差を利用することで、モアレ・パターンを創出することができる。このモアレ・パターンを用いて色分解位置ずれを推定することができ、このモアレ・パターンは、前述の周波数差の結果として生じる「うなり（ｂｅａｔｉｎｇ）パターン」として説明することができる。以下の図４の説明のために、ハーフトーン・パターン３００のクラスタ・ドット３１２、及びハーフトーン・パターン３０２のクラスタ・ドット３１４に注目のこと。

色分解の位置ずれ推定パッチを形成するために２つのハーフトーン・パターンが用いられる場合、２つのハーフトーン・パターンは、互いの上にマークされる。例えば、ここで図４を参照する。色分解の位置ずれ推定パッチ４００が示され、これは、別個のクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンをそれぞれマークする２つの色分解により形成される。推定パッチ４００は、ハーフトーン・パターン３００及び３０２（図３に示される）の集合により形成することができ、その結果として、モアレ・パターン（うなりパターン）が形成される。２つのハーフトーン・パターンは、他のドットの上にドットをマークする２つの色分解により形成されたクラスタ・ドットの組４０２により位置合わせされ、従って、２つのクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンは、それぞれのハーフトーン・パターンの各々の一方の左上のドットの上に重なった左上のドットにより共に位置合わせされる。

図３及び図４を同時に参照すると、クラスタ・ドットの組４０２は、例えば、ハーフトーン・パターン３００のクラスタ・ドット３１２とハーフトーン・パターン３０２のクラスタ・ドット３１４の集合体とすることができる。クラスタ・ドット３１２はマゼンタであり、クラスタ・ドット３１４はシアンであるので、２つのクラスタ・ドットの集合体は、「青色」のクラスタ・ドットの組４０２を形成することができる。「組」という用語は、その物が、２つのドットにより形成されることができるということを示すためだけに用いられるが、それは、単に、２つの個別のクラスタ・ドットとは異なる色を有する一体的なドットとして見えることがある。周波数ｆ２ａ及びｆ２ｂはｆ２にほぼ等しいもの仮定して、マゼンタのハーフトーン・パターンは、それぞれハーフトーン周波数ｆ２ａ及びｆ２ｂを有する周波数パス４０４及び４０６を有する。また、周波数ｆ３ａ及びｆ３ｂもまたｆ３とほぼ等しいものと仮定して、パッチ４００は、それぞれハーフトーン周波数ｆ３ａ及びｆ３ｂの周波数パス４０４及び４０６を有するシアンのハーフトーン・パターンを有する。

色分解のうちの１つは、ハーフトーン周波数ベクトル４０４及び４０６のハーフトーン周波数ｆ₁を有し、他方の色分解は、ハーフトーン周波数ベクトル４０４及び４０６のハーフトーン周波数ｆ₂を有する。２つのハーフトーン・パターンは、重なったドット（ｄｏｔ−ｏｎ−ｄｏｔ）及び離れたドット（ｄｏｔ−ｏｆｆ−ｄｏｔ）のうなりパターンを創出する。形成される周期的なパターン、例えばクラスタ・ドットの組４０２、４０８及び４１２は「青色」であることに注目のこと。周期的なパターンは、ｘ軸から下向きに４５度の角度で移動するということに注目のこと。また、ｘ軸に沿って、クラスタ・ドット組４０２、４０３により形成される周期的なパターン、並びにクラスタ・ドット組４０２、４０５及び４２０により形成される周期的なパターンにも注目のこと。

パターンは、完全にドットとドットが重なった組、又は完全にドットとドットが離れた組に限定されない。例えば、シアンのクラスタ・ドット４１０ａとマゼンタのクラスタ・ドット４１０ｂとから構成されるドット組４１０を考える。パッチ４００のどの部分に沿ったどのような方向においても、周期的なパターンは形成され、これは、本明細書において「モアレ・パターン」と呼ばれる。周期的なパターンは、異なる色のクラスタ・ドットの組により形成されるだけではなく、周期的なパターンは、クロマ及び輝度によっても形成される。パッチ４００のある部分はクラスタ・ドット領域を少ししか含まず、ある領域はクラスタ・ドット領域を少ししか含まず、従って、クラスタ・ドットの「領域被覆率」、すなわち基材上でクラスタ・ドットが占有する領域の割合は、十分な距離から観察した場合に変動するので、輝度及び／又はクロマはある区域において変動する。

図４は、色分解の位置ずれのない位置ずれ推定パッチを示すことにも注意されたい。

図５は、基材上に実際に印刷されるような、色分解の位置ずれが生じている位置ずれ推定パッチ５００を示す。動作１０６及び１０８が基材にマークするときに、動作１０６及び１０８は、図４に示されるような位置ずれ・パッチ４００をマークするように試みるが、しかし、（通常は意図的ではないが、常にではない）図５のｘ軸に沿って生じる色分解の位置ずれのために、位置ずれ推定パッチ５００は、位置ずれ推定パッチ４００との幾つかの差異を有する。

ここで、図４及び図５のみ、同時に参照する。図５では、距離ｄＸ₁の色分解が、ｘ軸に沿って生じている。この色分解位置ずれは、正のｘ方向のシアンのハーフトーン・パターンの色分解の位置ずれであるか、又は、負のｘ方向のマゼンタのハーフトーン・パターンの色分解の位置ずれであり得る。単に簡単にするために、色分解位置ずれは、距離ｄＸ₁だけ正のｘ方向に偏移したシアンのハーフトーン・パターンにより生じたものと仮定する。

ドットが完全に重なって「青」色のクラスタ・ドット組を形成する位置は、クラスタ・ドット組５０２、５０３、５０５、５０８及び５２０において生じるということに留意のこと。それらの位置は、それぞれ、クラスタ・ドット組４０２、４０３、４０５、４０８及び４２０に関連することにも留意のこと。完全に重なったマゼンタのクラスタ・ドットとシアンのクラスタ・ドットによりクラスタ・ドットの組が形成される位置は、全て、Ｘｐ₁の距離の偏移において生じている。

また、ここでは、クラスタ・ドットの組５１２は、マゼンタのクラスタ・ドット５１２ａ及びシアンのクラスタ・ドット５１２ｂが図４のクラスタ・ドット組４０２のように重なって形成されているのではないということに留意のこと。そうではなく、クラスタ・ドットの組５１２は、部分的にのみ重なったマゼンタのクラスタ・ドット５１２ａ及びシアンのクラスタ・ドット５１２ｂにより形成されている。図４及び図５の間で、モアレ・パターン全体の偏移が距離Ｘｐ₁で生じている。従って、正のｘ方向におけるｄＸ１の色分解の位置ずれは、正のｘ方向における距離Ｘｐ１のモアレ・パターン全体の偏移をもたらしている。位置ずれは、モアレ・パターンにより「増幅」されており、式（１）により特徴付けることができる。

ｙ方向に生じる色分解の位置ずれはなく、結果として生じるモアレ・パターンのｙ方向の偏移はないということにも留意のこと。

ここで、図４及び図６を同時に参照する。図６は、負のｙ方向におけるシアンのハーフトーン・パターンの色分解の位置ずれを示す。距離ｄＹ１のシアンのハーフトーン・パターンの位置ずれが、負のｙ方向における距離Ｙｐ₁のモアレ・パターンの負のｙ偏移をもたらすことに留意のこと。また、図４のクラスタ・ドットの組４０８は、負の方向に距離Ｙｐ１だけ偏移して、クラスタ・ドットの組６１０の位置になっているといることにも留意のこと。また、クラスタ・ドットの組６０６は、重なっていないクラスタ・ドット６０６ａ及び６０６ｂであることにも留意のこと。このように、位置ずれは、モアレ・パターンにより「増幅」されており、式（２）により特徴付けることができる。

ここで、図４及び図７を同時に参照する。シアンのハーフトーン・パターンの色分解の位置ずれは、ｘ方向に距離ｄＸ₁でｘ方向に生じ、ｘ方向に距離Ｘｐ₁のモアレ・パターンの偏移を作り出しており、シアンのハーフトーン・パターンの色分解の位置ずれは、負のｙ方向に距離ｄＹ₁でｙ方向に生じ、負のｙ方向に距離Ｙｐ₁のモアレ・パターンの偏移を作り出しているということに留意のこと。クラスタ・ドットの組７０８及び７１０は完全に重なっており、色分解の位置ずれの偏移は、図４のクラスタ・ドット組４０８に対して、負のｙ方向に距離Ｙｐ₁、及びｘ方向に距離Ｘｐ₁で生じている。このように、式（１）及び式（２）は、ここでも成立する。また、クラスタ・ドットの組７０６は、シアンのクラスタ・ドット７０６ｂ及びマゼンタのクラスタ・ドッット７０６ａにより形成され、それらは、図４のクラスタ・ドット組４０２のように完全に重なっているのではなく部分的に重なっていることにも留意のこと。

図４乃至図７が示すように、小さな色分解の位置ずれが、少なくとも２つの色分解により形成されるモアレ・パターンにおける大きな変化をもたらすことができ、図４乃至図７は、マゼンタ及びシアンのハーフトーン・パターンだけを利用しているが、例えば、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック及び／又はそれらの幾つかの組み合わせのように、どのような色のハーフトーン・パターン色も用いることができる。

第１のハーフトーン・パターンは、ｘ軸とほぼ平行な周波数パスにおいてハーフトーン周波数Ｆｘを有し、ｙ軸とほぼ平行な周波数パスにおいてハーフトーン周波数Ｆｙを有するとものと一時的に仮定する。また、第２のハーフトーン・パターンは、ｘ軸とほぼ平行な周波数パスにおいてハーフトーン周波数Ｆｘ＋ｄＦｘを有し、ｙ軸線とほぼ平行な周波数パスにおいてハーフトーン周波数Ｆｙ＋ｄＦｙを有するものと仮定する。Ｆｘ／ｄＦｘ及び／又はＦｙ／ｄＦｙの比が十分に大きな定数を有する場合、輝度及び／又はクロマの変動はかなり見えやすい可能性がある。この２つのハーフトーン・パターンが用いられ、２つのハーフトーン・パターン間にｘ方向におけるＭＲｘ及びｙ方向におけるＭＲｙの色分解の位置ずれがある場合、モアレ・パターンの変化は、式（３）及び（４）により記述することができる。

色分解の位置ずれが、十分な視距離からのモアレ・パターン上の位置ずれ推定パッチに対して有する効果は、図４乃至図７では明らかではないかもしれないが、この効果は、図８を参照すると、より明白である。図８は、（シアン５０％、マゼンタ５０％）の色分解推定パッチを描画するためにマゼンタの周波数（５１、５１）及び（−５１、５１）と、シアンのハーフトーン周波数（５０、５０）及び（−５０、５０）を用いて行われた実験の走査写真画像の図面描画（ｄｒａｗｉｎｇｒｅｎｄｉｔｉｏｎ）であり、ここで、周波数は１インチ当たりのドット数で表される。これらのハーフトーン・パターンを用いると、図８の目視検査により観察できる空間的に変化するモアレ・パターンがもたらされる。

図８は、色分解の位置ずれパッチがどのように位置ずれエラーを検出することができるかを視覚的に示すために黒のグリッド線を加えた、実際のハードコピー印刷８００の写真の図面描画である。加えられた軸のグリッド線は、変動する極大及び極小のクロマ値がどこに位置するかを視覚的に示すのを補助のためであり、例えば、２つの色分解間に位置ずれが存在しない場合には、軸８０２及び軸８０４は、クロマのピークを示すはずの点で交差する。どのような位置ずれも、クロマのピークをｘ方向及び／又はｙ方向のどちらかに偏移させるはずであり、従って、それは検出可能であり、位置ずれの推定を補助することができる。

例えば、クロマのピークのすべてがｘ方向に値ｘ₁及びｙ方向に値ｙ₁だけ偏移している場合、この偏移は、２つの色分解間でのｘ方向における距離ｘ₁及びｙ方向における距離ｙ₁の色分解の位置ずれの集合の結果であり得る。この例は、色分解間の全体にわたって存在する色分解の位置ずれに関するものであるが、本開示は、付加的に、局所的な色分解の位置ずれを検出することにも関連する。局所的に偏移したクロマのピーク及び／又はクロマの極小は、局所的な位置ずれを示唆する場合がある。例えば、クロマのピーク及び/又はクロマの極小のすべてが、１つの単独のクロマの極大、例えば、軸８０２と軸８０４との交点を除いては、いかなる位置ずれもなしで予測された位置にある場合は、その偏移は、局所的な色分解の位置ずれに対応しているかもしれない。

色分解の位置ずれに対するピーク・クロマの方向性偏移の関係を例証するために、図８及び図９を同時に参照する。当該の方向性偏移は、予測位置と実際の位置及び/又は測定位置との間に生じる偏移である。距離８０６に沿って図８の軸８０４を見ると、図９は、ｘ軸が距離８０６に沿った軸８０４の部分に対応し、一方、図９のｙ軸が測定された及び/又は予測されたクロマ値に対応する、グラフ９００を示す。ここで図９だけを参照すると、データ点９０２₁乃至９０２₈は線９０２を形成し、データ点９０６₁乃至９０６₈は線９０６を形成する。線９０６は、色分解位置ずれがない場合に生じる予測線であり、線９０２は、軸８０４に沿った、図８のｘ軸に沿う色分解の位置ずれから生じた測定クロマの偏移の結果の線である。

再び図８を参照して、距離８０８内の軸線８０２に沿ってクロマを測定すると、色分解の位置ずれの推定は、クロマ測定は軸８０４ではなく軸８０２に沿って行われるが、ｘ方向で達成されたのと同じ方法でｙ方向でも達成することができる。

再び図８及び図９を同時に参照すると、この例では、クロマ・ピークの偏移が示されているが、同じプロセスを、クロマ極小、輝度ピーク、輝度極小に適用することができ、或いは、輝度及び/又はクロマの分割測定だけで、例えば、クロマの距離の一部だけの測定で、どこにクロマ・ピークが生じるかを示すことができ、従って、色分解の位置ずれを測定するためにクロマ・ピークを実際に測定することは必要ではない場合もある。また、モアレ・パターンの偏移及び/又は色の変化も、色分解の位置ずれを示すことができる。また、例えば図９を参照する限り、線９０２のデータ点９０２₄は、実際にはクロマ・ピークではないようであり、むしろ、クロマ・ピーク位置は、データ点９０２₁乃至９０２₈を参照することにより推定することができる。

図８に示されるような位置ずれ推定パッチの感度は非常に強く、＋／−２５０μｍの位置ずれが、基材上で＋／−１／２インチのピーク変位を引き起こすことができる。図８は、ハーフトーン周波数５０ｄｐｉ及び５１ｄｐｉを用いているが、位置ずれ推定の感度及び空間的解像度（即ち、１ページ上の幾つの位置の位置ずれを推定できるか）を増大させるために、他の周波数のハーフトーンを用いることができる。これは、１ｄｐｉより大きいハーフトーン周波数差を選択することにより達成することができる。

再び図１を参照すると、動作１０２は、基材にマークして図８に示されるような位置ずれ・パッチを形成し、次いで、動作１０４は、動作１０２の間に形成された位置ずれ推定パッチを用いて、印刷システムの色分解の位置ずれを推定する。動作１０４は、位置ずれ推定パッチに対する解析を実行する、方法１００の動作である。

動作１０４内に示されるように、動作１１０、１１２及び１１４を含めることができる。動作１１０は、色分解の位置ずれの推定を補助するために、位置ずれ推定パッチを視覚化することである。これは、図８に加えられた黒い線及びルーラのような視覚的補助を用いて達成することができる。人間による簡単な目視検査で、印刷プロセスを修正するために用いることができる有用な位置ずれ情報をもたらすことができる。

付加的に又は代替的に、動作１１２は、位置ずれ推定パッチの少なくとも１つの特性を測定することであり、この位置ずれ推定パッチの少なくとも１つの特性は、クロマ、輝度、クロマ極小、クロマ極大、輝度極小及び輝度極大のうちの少なくとも１つである。これは、複数の光検出器、１つの光検出器、光ダイオード、光トランジスタ又はＣＣＤの補助で、視覚的に達成することができる。

付加的に又は代替的に、動作１１４を動作１０４内に含めることができ、動作１１４は、位置ずれ推定パッチを走査し、且つ処理することである。このスキャナは印刷システムの一部とすることができ、例えば、２つの色分解を利用することにより用紙全体をカバーする位置ずれ推定パッチを印刷する、大規模な印刷システムを考える。パッチをマークした後で、用紙を走査装置内に給送することができる。この装置は、用紙を、従って位置ずれ推定パッチを走査することができ、且つ、走査画像を処理して位置ずれ情報を蓄積することができる。推定された色分解の位置ずれは、印刷システム内でフィードバック方式又はフィードフォワード方式で用いることができる。例えば、印刷システムは、測定された色分解の位置ずれに基づいて、レーザの軌道を調整することができ、或いはデジタル画像にワーピングを適用することができる。

再び図１を参照すると、動作１１６は、印刷システムの色分解の位置ずれを表すデータ構造を生成する。動作１１６の間に、データ構造は、測定された色分解位置ずれを特徴付けるために生成することができ、及び／又は、補正パラメータを含むことができる。例えば、生成されたデータ構造は、行列内に含まれるデータ要素の各々に「ベクトル」のデータ型を有する２−Ｄ配列（行列）とすることができる。ベクトルは、２つの特定の色分解間の位置ずれを表すことができ、行列の指数は、基材の印刷可能領域の位置を示すことができる。従って、この例では、［３，４］の位置において（１，２）の値を有するベクトルは、基材の下方向に３インチ、且つ横方向に４インチの位置において、１つの色分解がもう一方に対して、ｘ方向に１、且つｙ方向に２の平均位置ずれ偏移を有することを示すことができる。

再び図１を参照すると、動作１１８、１２０及び１２２は全て、色分解の位置ずれの補正及び／又は補償動作の一部とすることができ、これらの３つの動作は、動作１１６の間に生成されたデータ構造を利用してもよく、或いは、データ構造の補助なしで単に動作を実行してもよい。

動作１１８は、トラップ設定を調整することを提供し、それは動作１０４内に含めることができる。トラップ設定の調整は、画像編集ソフトウェア内の設定を変更するというように、手動で設定を変更することにより行うことができ、及び／又は印刷システム内部に存在する設定の変更とすることができる。例えば、２つの色分解間の推定された色分解の位置ずれに基づいて、基材上に印刷されている図形の２つの色領域の「トラップ」領域をf増やして、位置ずれが気付かれるのを防ぐことが必要とされる場合がある。意図された領域外の色分解は、色のぶれ等の視覚的なアーチファクトを引き起こす可能性がある。償うために（ｔｏａｃｃｏｕｎｔ）デジタル画像ファイルを修正することは、この種のアーチファクトを軽減するための１つの方法である。

更に、印刷システムが、基材上に印刷する前に重要な画像処理を行う場合は、印刷システム自体がトラップ領域を定義することが必要とされることもある。トラップ設定は、手動で印刷システムに入力されてもよく、及び／又は、手順１００が印刷システム又は印刷システムの一部により実行される場合のように、自動的に修正されてもよい。

動作１２０は、色分解の位置ずれに従って、少なくとも１つのデジタル画像ファイルを修正することを提供する。動作１２０は、動作１１６の間に生成されたデータ構造を利用してもよく、或いは、それ自体のデータ構造を用いてもよく、又はどのようなデータ構造も利用しなくてもよい。動作１２０は、トラップ領域を増やすこと、局所的な色分解位置ずれを償うために（ｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒ）色分解印刷領域をワーピングすることを含むことができ、及び／又は、他の色分解の位置ずれのアーチファクトを防ぐために、それ以外にデジタル画像を変更することができる。動作１２０は、印刷システム内部で行うことができ、画像処理ソフトウェアの一部とすることができ、手動で実行され、又は色分解の位置ずれを補償する他のいかなる方法でも実行されることができる。

動作１２０を用いる例示的な実施形態として、以下の印刷システム、すなわち、高容量印刷を印刷し、内部処理ユニット、内部記憶媒体、及び運搬システムに接続された内部スキャナを有する乾式電子写真式多色印刷システムを考える。この例示的なシステムは、その内部に記憶された「ジョブ」を有することができ、「ジョブ」は、ラスタ・ファイル、ベクトル図形ファイル、及び／又は圧縮画像ファイルといったデジタル画像ファイルを含む。ジョブが開始される前に、複数の位置ずれパッチをマークすることができ、例えば、上述のように、動作１０２の間に位置ずれ推定パッチを用紙全体にマークすることができる。次に、そのページは、動作１１４の間に行うことができるように、スキャナ内に自動的に給送され、走査されることができる。

付加的に又は代替的に、動作１２０は単に、色分解の位置ずれに従って少なくとも１つのデジタル画像ファイルを修正する、一連の設定を有していてもよい。例えば、位置ずれの手動又は自動の推定に基づいて、ユーザは、単に、適切なソフトウェアでデジタル画像ファイルを開いて、推定された色分解の位置ずれを償う（ｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒ）ように調整することができる。

動作１２２は、推定された色分解の位置ずれに従って、印刷システムの少なくとも１つの機械的な設定を調整することを提供する。

再び図面を参照すると、図１０は、色分解の位置ずれを推定するためのシステムのブロック図である。システム１０００は、完全に独立したシステム、コンピュータ・システムの一部、コンピュータ・システム、静電写真機又は乾式電子写真機のような印刷システムに組み込み可能なモジュール、又はそれらの幾つかの組み合わせとすることができる。モジュールは、メモリの補助の下に、ソフトウェア、ハードウェア、実行中のソフトウェア、プロセッサ、マイクロ・コントローラ、又はそれらの幾つかの組み合わせの中に実装することができる。付加的に又は代替的に、システム１０００は、図１により示されるような方法１００の一部又は全体を実施することができる。

通信モジュール１００２が図示されており、これは、全般的なシステム間及び／又はシステム内の通信を提供することができるモジュールである。付加的に又は代替的に、位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４を、通信モジュール１００２に伝えることができる。位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４は、例えば画像ファイル等の位置ずれ推定パッチのデジタルデータ表現、パッチに関する集積されたデータ、及び／又は、例えばデータ圧縮等の幾つかの予備的な前処理をされているデータ構造とすることができる。

通信モジュール１００２は、作動的な通信が可能なように、バッファ、シリアル・データ接続、パラレル・データ接続、例えば金属コネクタ等の物理的接続、又は他の任意のハードウェア及び／又はソフトウェアを含むことができる。付加的に又は代替的に、通信モジュール１００２は、プロセッサ実行可能命令の第１の作動セット１００６を含むことができる。第１の命令１００６は、システム１０００間及び／又はシステム１０００内の通信を制御するソフトウェアとすることができる。例えば、通信モジュール１００２は、ＲＪ−４５メス・コネクタのようなイーサネット（登録商標）接続を有することができ、一方、プロセッサ実行可能命令の第１の作動セット１００６は、ＴＣＰ／ＩＰパケット及び／又はＩＥＥＥ８０２．３ベースのパケットを送信及び受信するためのソフトウェアを含むことができる。

システム１０００は、スキャナ・モジュール１００８を更に含むことができる。スキャナ・モジュール１００８は、スキャナ、スキャナへのインターフェース、大規模印刷システムのスキャナ部分（例えば、高速印刷システムの紙サンプルを自動的に取り出すことができるスキャナ）、又は、位置ずれ推定パッチの少なくとも１つの特性を測定することができるそれ以外のどのような装置とすることもできる。スキャナ・モジュール１００８は、基材上に形成された位置ずれ推定パッチを走査することができ、且つ、通信モジュール１００２に作動的に伝達することができる位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４を生成することができる。スキャナ・モジュール１００８は、位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４を生成するために、ハードウェア、ソフトウェア、回路、電気部品、機械部品又はそれらの幾つかの組み合わせを含むことができる。

システム１０００は、プロセッサ実行可能命令の第２の作動セット１０１２を含むことができる、解析モジュール１０１０を更に含むことができる。解析モジュール１０１０は、通信モジュール１００２に作動的に接続することができ、位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４を通信モジュール１００２から受信することができる。更に、解析モジュール１０１０は、位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４を処理することができ、位置ずれ推定パッチの処理データ構造１０１４を生成することができる。位置ずれ推定パッチの処理データ構造１０１４は、色分解の位置ずれに対応し得る。

解析モジュール１０１０は、位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４を利用して位置ずれ推定パッチの少なくとも１つの特性を測定することにより、位置ずれ推定パッチの処理データ構造１０１４を生成することができる。分析モジュール１０１０により処理される特性は、色、クロマ、輝度、クロマ極小、クロマ極大、輝度極小及び／又は輝度極大、及び／又はモアレ・パターンの偏移を含むことができる。

付加的に又は代替的に、データ構造１０１４は、少なくとも１つのデジタル画像ファイル１０１６及び／又はアルゴリズム１０１５により利用されることができる情報を含むことができる。例えば、アルゴリズム１０１５は、データ構造１０１４を利用して、色分解の位置ずれを償うために（ｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒ）、少なくとも１つのデジタル画像ファイル１０１６にどの種類の修正を行うことができるかを決定することができる。次に続く画像が色分解位置ずれを償う（ｔｏａｃｃｏｕｎｔｆｏｒ）ように、少なくとも１つのデジタル画像ファイル１０１６を修正することにより、トラッピング領域、境界領域、色分解ワーピング、ページ位置修正、又は他の補正動作を行うことができる。

また、データ構造１０１４は、印刷制御モジュール１０１８によって利用されることができる。モジュール１０１８は、色分解の位置ずれ推定パッチのマーキングを制御するための、プロセッサ実行可能命令の第３の作動セット１０２０を含むことができる。モジュール１０２０は、色分解位置ずれ推定パッチのマーキングを制御するために、第１の色分解１０２２及び第２の色分解１０２４を用いることができる。また、印刷制御モジュール１０１８は、データ構造１０１４、通信モジュール１００２と通信することができ、及び／又は、色分解の位置ずれ推定パッチのマーキングの制御を補助するために、位置ずれ推定パッチの生データ構造１００４を読み取ることもできる。

データ構造１０１４、及び少なくとも１つのデジタル画像ファイル１０１６からのデータ出力は、処理のためにアルゴリズム１０１５に提供される。

印刷制御モジュール１０１８は、システム１０００が静電写真機又は乾式電子写真機械のような印刷システムに組み込み可能な組み込み可能モジュールであるときに、特に有用であり得る。システム１０００は、別の印刷システムに対して独立して動作する、独立型システムとすることができる。

本開示による、色分解の位置ずれを推定する方法を示すフローチャートである。本開示による、マゼンタの分解によりマークされるマゼンタのクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンの拡大図である。本開示による色分解の位置ずれ推定の態様を示すために、マゼンタの色分解によりマークされたマゼンタのクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターン、及びシアンの色分解によりマークされたシアンのクラスタ・ドット・ハーフトーン・パターンの２つを並べた拡大図を示す。本開示による、モアレ・パターンを形成する位置ずれ推定パッチの拡大図であり、このパッチは、マゼンタのハーフトーン・パターン及びシアンのハーフトーン・パターンにより形成され、色分解の位置ずれがない、色分解位置ずれ推定パッチを示す。本開示による、ｘ軸に沿った色分解の位置ずれを示す、マゼンタのハーフトーン・パターン及びシアンのハーフトーン・パターンにより形成された位置ずれ推定パッチの拡大図である。本開示による、ｙ軸に沿った色分解の位置ずれを示す、マゼンタのハーフトーン・パターン及びシアンのハーフトーン・パターンにより形成された位置ずれ推定パッチの拡大図である。本開示による、ｘ軸及びｙ軸に沿って同時に生じる色分解の位置ずれを示す、マゼンタのハーフトーン・パターン及びシアンのハーフトーン・パターンにより形成された位置ずれ推定パッチの拡大図である。本開示による、位置ずれ推定パッチの図である。本開示による、色分解の位置ずれと関連付けられた位相偏移のグラフである。本開示による、色分解の位置ずれの特徴付けシステムのブロック図である。

符号の説明

２００、３００、３０２：クラスタ・ドット・ハーフトーン・パターン
２０２、３１２、３１４、４１０ａ、４１０ｂ、５１２ａ、５１２ｂ、６０６ａ、６０６ｂ、７０６ａ、７０６ｂ：クラスタ・ドット
２０４：クラスタ・ドット列
２０６：クラスタ・ドット行
２０８、２１０、３０４、３０６、３０８、３１０、４０４、４０６：ハーフトーン周波数パス（ハーフトーン周波数ベクトル）
２１４、２１６：単位距離
４００、５００、６００、７００：色分解位置ずれ推定パッチ
４０２、４０３、４０５、４０８、４１０、４１２、４２０、５０２、５０３、５０８、５１２、６０６、６１０、７０６、７１０：クラスタ・ドット組
１０００：システム
１００２：通信モジュール
１００８：スキャナ・モジュール
１０１０：解析モジュール
１０１８：印刷制御モジュール

Claims

印刷システムの色分解位置ずれ（color separation misregistration）を推定する方法であって、
基材にマークして、位置ずれ推定パッチを形成し、
前記位置ずれ推定パッチは、第１及び第２の色分解により形成され、前記第１の色分解は、第１方向の第１ハーフトーン周波数ベクトル及び第２方向の第２ハーフトーン周波数ベクトルを有する第１のハーフトーン・パターンで前記基材にマークし、前記第２の色分解は、第１方向の第１ハーフトーン周波数ベクトル及び第２方向の第２ハーフトーン周波数ベクトルを有する第２のハーフトーン・パターンで前記基材にマークし、前記第１及び第２のハーフトーン・パターンはモアレ・パターンを形成し、前記ハーフトーン周波数パスのうちの少なくとも１つと前記モアレ・パターンとの少なくとも１つにおける偏差は、色分解位置ずれの指標となり、
前記位置ずれ推定パッチを用いて、前記印刷システムの前記色分解の位置ずれを推定する、
ステップを含み、
前記色分解の位置ずれを推定するステップは、色分解位置ずれがない場合に生じる予測線と色分解の位置ずれから生じた測定クロマの偏移の結果の線とを比較することによって位置ずれを推定することを特徴とする方法。
前記位置ずれ推定パッチを用いて前記印刷システムの前記色分解位置ずれを推定する前記ステップは、
色、モアレ・パターンの偏移、クロマ、輝度、クロマ極小、クロマ極大、輝度極小及び輝度極大のうちの少なくとも１つである、前記位置ずれ推定パッチの少なくとも１つの特性を測定するステップ、
前記位置ずれ推定パッチを走査して、前記走査された位置ずれ推定パッチを処理するステップ、及び
前記位置ずれ推定パッチを視覚化するステップ
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
色分解の位置ずれを推定するためのシステムであって、
プロセッサ実行可能命令の第１の作動セットを有する通信モジュールを備え、
前記通信モジュールは、基材上にマークされた位置ずれ推定パッチに関連する位置ずれ推定パッチの生データ構造を受信するように構成され、前記位置ずれ推定パッチは、第１及び第２の色分解により形成され、前記第１の色分解は、第１方向の第１ハーフトーン周波数ベクトル及び第２方向の第２ハーフトーン周波数ベクトルを有する第１のハーフトーン・パターンで基材にマークし、前記第２の色分解は、第１方向の第１ハーフトーン周波数ベクトル及び第２方向の第２ハーフトーン周波数ベクトルを有する第２のハーフトーン・パターンで基材にマークし、前記第１及び第２のハーフトーン・パターンはモアレ・パターンを形成し、前記ハーフトーン周波数パスのうちの少なくとも１つと前記モアレ・パターンとの少なくとも１つにおける偏差は色分解位置ずれの指標となり、
前記通信モジュールに作動可能に接続され、前記位置ずれ推定の生データ構造を処理し、前記色分解の位置ずれの特性に対応する位置ずれ推定の処理データ構造を生成することにより、色分解の位置ずれを推定するように構成された、プロセッサ実行可能命令の第２の作動セットを有する解析モジュールが設けられ、
前記色分解の位置ずれを推定は、色分解位置ずれがない場合に生じる予測線と色分解の位置ずれ生じた測定クロマの偏移の結果の線とを比較することによって位置ずれを推定することを特徴とするシステム。
前記位置ずれ推定パッチを走査して、前記位置ずれ推定の生データ構造を生成するように構成されたスキャナ・モジュールが更に設けられ、前記スキャナ・モジュールは、更に、前記位置ずれ推定の生データ構造を前記通信モジュールに作動可能に伝達するように構成されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。