JP5797569B2

JP5797569B2 - 生産システム及び生産システムモデルを更新する方法

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Publication number: JP5797569B2
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Inventors: エリック・エム・グロス; ピーター・ポール
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Description

例示的な本実施形態は、生産システムのモデルを更新するための実験計画法技術を用いるモデルベースの生産システムとその閉ループ制御に関し、プリンタ、コピー機、多機能デバイス、他等の文書処理システムの制御及び操作に使用される場合がある。製品を生産するために用いられる生産システムリソース及び関連の制御可能なアクチュエータは、それらの全てが一貫した製品品質を生み出す能力に影響する体系的工程変化、構造化された外乱及び不規則雑音に曝される。例えば、プリンタ及び他の文書処理システムは、最終的な出力プリントに密度及びカラーシフト等の色の変化を引き起こす時変雑音、筋及び帯等の一次元的均一性変化、及び粒状性及び斑等の二次元的均一性変化によって損なわれることが多い。電子写真の構造化外乱は、周期的バンディング等の準安定雑音を含む。雑音は、相対湿度及び温度の環境的変化、コンポーネント及び材料の使用年数及び摩耗及び印刷ジョブ履歴の変化を含む多くの根本的原因を有する場合がある。他の生産システムの電子写真工程制御及びコントローラは、このような雑音に起因する不確定性に対応し、かつより低い色変化及び正確な出力プリントをもたらすようにプロセスパラメータを調整しなければならない。さらに、多くのシステムにおいて、制御に使用するためのプロセスの測定は、システムの生産性を最大にしかつ材料の浪費を低減するように最小限に抑えられるべきである。

本開示は、ロバストなシステムモデルを開発しかつ更新するためにインループ実験計画法（ＤＯＥ）が実行される、概して文書処理システム及び他の製造システムの適応制御に関する。

製品を生産するための生産作業を実行する１つまたは複数のリソース、並びに制御入力信号または制御入力値を介して製品の生産を容易にする働きをするアクチュエータを含む生産システムを開示する。所望される製品特性をアクチュエータの形式上動作点に相関させるモデルが用意され、コントローラはこのモデルを用いてアクチュエータ向けの制御入力を生成する。コントローラは、１つまたは複数の所望される試験製品特性に対応する試験製品の対応セットを生産するために１つまたは複数のランを含む実験を自動的に実行する。この場合、実験は、ある実施形態ではコントローラに記憶されてもよい。実験の各ランにおいて、コントローラは、所望される試験製品特性によって画定される形式上動作点を基礎としてリソースに試験製品を生産させるためにアクチュエータへアクチュエータ制御入力信号または値を提供する。さらに、各ランは、少なくとも１つのアクチュエータの動作点をモデルからのアクチュエータ形式上動作点から偏らせる１つまたは複数の予め決められた摂動を含み、実験の２つ以上のランは異なる既定の摂動を有する。所望される試験製品特性の検知には１つまたは複数のシステムセンサが使用され、コントローラは、検知された特性と所望される特性との相関性を分析し、かつ分析を基礎として、所望される製品特性とアクチュエータ形式上動作点との間の相関性を選択的に更新する。

本発明に係る生産システムは、製品を生産するために少なくとも１つの生産作業を実行する働きをする少なくとも１つのリソースと、前記少なくとも１つのリソースを用いる製品の生産を促進するために、対応するアクチュエータ制御入力信号または値に応じて個々に動作可能な複数のアクチュエータと、所望される製品特性と前記アクチュエータの所望の特性に対応する動作関連パラメータである形式上動作点との間の相関性を含むモデルと、前記リソース及び前記アクチュエータと結合され、かつ少なくとも１つの所望される試験製品特性に従って対応する試験製品セットを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行する働きをするコントローラであって、前記コントローラは、少なくとも１つの所望される試験製品特性によって画定されるアクチュエータ形式上動作点によって前記リソースに試験製品を生産させるために、実験の各ランにおいて前記アクチュエータへアクチュエータ制御入力信号または値を提供し、各ランは少なくとも１つのアクチュエータの動作点をアクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の少なくとも２つの前記ランは予め決められた異なる摂動を有するコントローラと、前記コントローラと結合され、かつ前記試験製品の前記少なくとも１つの所望される試験製品特性を検知する働きをする少なくとも１つのセンサとを備え、前記コントローラは、前記試験製品セットの前記検知された特性を前記少なくとも１つの所望される試験製品特性と対照させる分析を実行し、かつ少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される製品特性と前記モデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新する働きをし、前記システムは文書処理システムであって、試験パッチ製品を生産するためにマーキング材料を対応する媒体上へ転写する働きをする少なくとも１つのマーキングデバイスリソースを備え、前記複数のアクチュエータは、マーキング材料の前記媒体上への転写に関連づけられる動作関連パラメータを調整するために、対応するアクチュエータ制御入力信号または値に応じて個々に動作可能であり、前記少なくとも１つのセンサは、前記試験パッチ製品に関連づけられるマーキング材料転写状態を検知する働きをし、前記コントローラは前記マーキングデバイスリソースと機能的に結合されかつ選択的に前記少なくとも１つのマーキングデバイスにマーキング材料を前記媒体上へ転写させる働きをし、前記コントローラは、少なくとも１つの所望される試験パッチ特性に従って前記媒体上へ対応する試験パッチセットを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行する働きをし、前記コントローラは、前記少なくとも１つの所望される試験パッチ特性によって画定されるアクチュエータ形式上動作点に従って前記マーキングデバイスリソースに前記媒体上へ試験パッチを生産させるために、前記実験の各ランにおいて前記アクチュエータへアクチュエータ制御入力信号または値を提供し、各ランは少なくとも１つのアクチュエータの動作点を前記アクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の少なくとも２つの前記ランは予め決められた異なる摂動を有し、前記コントローラは、前記試験パッチセットの前記検知された特性を前記少なくとも１つの所望される試験パッチ特性と対照させる分析を実行し、かつ少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される試験パッチ特性と前記モデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新する働きをし、前記実験の摂動は、前記試験パッチの前記媒体上の位置に関して前記形式上動作点から偏らせることである、生産システムである。本発明に係る生産システムモデルを更新する方法は、生産システムの少なくとも１つの生産システムリソースを用いて、少なくとも１つの所望される試験製品特性に従った対応する試験製品セットを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行することであって、前記少なくとも１つの所望される試験製品特性によって画定されるアクチュエータの所望の特性に対応する動作関連パラメータである形式上動作点に従って前記リソースに対応する試験製品を生産させるために、前記実験の各ランにおいてアクチュエータ制御入力信号または値を複数のアクチュエータへ提供することを含み、各ランは少なくとも１つの前記アクチュエータの動作点をアクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の前記ランのうちの少なくとも２つは予め決められた異なる摂動を有することと、前記実験において生産された前記試験製品の前記少なくとも１つの所望される試験製品特性を検出することと、前記試験製品セットの前記検出された特性を前記少なくとも１つの所望される試験製品特性と対照させて分析することと、少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される製品特性とシステムモデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新することとを含み、前記システムは文書処理システムであって、試験パッチ製品を生産するためにマーキング材料を対応する媒体上へ転写する働きをする少なくとも１つのマーキングデバイスリソースを備え、前記複数のアクチュエータは、マーキング材料の前記媒体上への転写に関連づけられる動作パラメータを調整するために、対応するアクチュエータ制御入力信号または値に応じて個々に動作可能であり、前記実験を自動的に実行することは、少なくとも１つの所望される試験パッチ特性に従って前記リソースに前記媒体上へ試験パッチセットを生産させるために、前記実験の各ランにおいて前記アクチュエータへアクチュエータ制御入力信号または値を提供することを含み、各ランは少なくとも１つのアクチュエータの動作点を前記アクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の少なくとも２つの前記ランは予め決められた異なる摂動を有し、前記試験製品の前記少なくとも１つの所望される試験製品特性を検出することは、前記試験パッチに関連づけられるマーキング材料転写状態を検知することを含み、前記試験製品セットの前記検出された特性を分析することは、前記試験パッチセットの前記検出された特性を前記少なくとも１つの所望される試験パッチ特性と対照させて分析することを含み、前記相関性を選択的に更新することは、少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される試験パッチ特性と前記モデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新することを含み、さらに、非試験製品の生産を継続しながら前記媒体のパネル内ゾーンまたは他のゾーンに試験パッチを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行することを含む、方法である。ある実施形態では、コントローラは実験を複数回反復して複数の試験製品セットを分析し、かつモデルへの適合における周期的雑音の効果を打ち消すために異なる反復で実行のシーケンスをランダム化しても、変更してもよい。

ある実施形態では、コントローラは、分析を基礎としてモデルのパラメータまたはルックアップ表エントリの変化を推定し、推定された変化のうちの１つまたはそれ以上がしきい値を超えていれば、より多いラン回数を有するより完全な実験を選択的に実行する。

ある実施形態において、本システムは、マーキングデバイスリソースと、試験パッチ製品を生産するためにマーキング材料を対応する媒体上へ制御式に転写するための様々なアクチュエータとを備える文書処理システムである。実装によっては、試験パッチは、非試験製品の生産を続けながら媒体のパネル内ゾーンまたは他のゾーン内に生産され、または、専用の試験作業の間に生産されてもよい。コントローラは、１つまたは複数の所望される試験パッチ特性に従って媒体上へ試験パッチを生産するために実験ランを自動的に実行する。各実行において、コントローラは、所望される試験パッチ特性によって画定されるアクチュエータの形式上動作点に従ってマーキングデバイスに媒体上へ試験パッチを生産させるためにアクチュエータへ制御入力を提供する。各実行は、アクチュエータの動作点を形式上動作点から偏らせる１つまたは複数の予め決められた摂動を含み、少なくとも２回の実行は異なる摂動を有する。コントローラは、試験パッチの１つまたは複数の検知された特性と所望される特性との相関性を分析し、かつ選択的にモデルを更新する。ある実装においては、さらに、コントローラは実験の異なる反復のために媒体上の試験パッチ位置を変更し、かつある実施形態では、試験パッチ位置は実験の摂動である。

また、ある態様の開示による、生産システムモデルを更新するための方法も提供する。本方法は、１つまたは複数の生産システムリソースを用いて所望される試験製品特性に従った試験製品セットを生産するための複数のランを含む実験を自動的に実行することを含む。制御入力信号または値は、所望される製品特性によって画定されるアクチュエータの形式上動作点に従ってリソースに対応する試験製品を生産させるために、各実験ランにおいてアクチュエータへ提供され、各ランはアクチュエータのうちの１つの動作点をアクチュエータの形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、かつ２回またはそれ以上のランは予め決められた異なる摂動を有する。また本方法は、実験で生産される試験製品の特性を検知し、並びに検知された特性と所望される特性との相関性を分析することと、少なくとも部分的に分析を基礎として所望される製品特性とアクチュエータ形式上動作点とのモデル相関性を選択的に更新することも含む。

ある実施形態では、実験の複数回の反復が実行されかつ複数の試験製品セットが分析され、この場合、実装の中には実験の異なる反復でランのシーケンスを変更することを含むものがある。またある実施形態は、分析を基礎としてモデルのパラメータまたはルックアップ表エントリの変化を推定することと、推定された変化のうちの少なくとも１つがしきい値を超えていれば、またはモデルの相関推定値が十分な正確さに欠けていれば、より多いラン回数を有するより完全な実験を選択的に実行することも含む。

文書処理システムを包含する実施形態によっては、マーキングデバイスに媒体上へ試験パッチセットを生産させるために制御入力が提供され、かつ試験パッチの少なくとも１つのマーキング材料転写状態が検知されかつモデル相関性を選択的に更新するために所望される試験パッチ特性と相関して分析される。ある実装はさらに、実験の異なる反復で試験パッチの媒体上の位置を変更することを含む。実施形態によっては、さらに、試験パッチは、非試験製品の生産を続けながら媒体のパネル内ゾーンまたは他のゾーン内にアクチュエータの形式上設定値で生産される。

実施形態によっては、実験は、周期的外乱がバイアスされたパラメータ推定値を生成することを防止するためにコントローラのアクチュエータがアクチュエータへ供給される制御入力信号または値を変更する遮断実験である。

本発明対象は、様々なコンポーネント及びコンポーネント配置の形態を取ってもよく、かつ様々なステップ及びステップ配置の形態を取ってもよい。諸図面は、好適な実施形態を単に例示するためのものであって、発明対象を限定するものとして解釈されるべきではない。

開示の１つまたは複数の態様による、文書処理システムのモデルを更新するための例示的な一方法を示すフロー図である。開示の様々な態様による、共用される中間転写ベルト（ＩＴＢ）に沿って複数の電子写真マーキングデバイスが配置されている例示的な多色文書処理システムを示すシステムレベルの簡易略図であり、コントローラは、システムモデルを更新するために実験計画法試験を自動的に実行するように構成されている。本開示による、図２のシステムの例示的な実施形態を示す詳細な側面図である。図１及び図２のシステムにおける、マーキングデバイスのうちの１つ及び関連の制御可能なアクチュエータのさらなる詳細を示す略図である。例示的な電子写真マーキングデバイスの様々なアクチュエータ調整入力及びセンサ出力、及び図１及び図２のシステムにおけるコントローラへのその接続を示す略図である。ある例示的な電子写真画像装置を示す略図である。複数の電子写真マーキングデバイス及び対応する感光体ベルトを伴うさらに別の例示的な多色文書処理システムを示すシステムレベル図である。図７の文書処理システムの例示的な一部を示す部分システム図である。プリンタモデルの閉ループ実験計画法の場合の、試験パッチが生成されるパネル内ゾーンによって画像パネルゾーンが分離されている、図７及び図８のシステムにおける例示的な感光体ベルトの一部を示す部分平面図である。ある例示的なモジュラ印刷システムを示す略図である。

以下、本開示の異なる態様の幾つかの実施形態または実装を図面に関連して説明する。諸図を通じて、類似の参照数字は類似のエレメントを指して使用されるが、様々な特徴、構造及びグラフィックレンダリングは必ずしも一定の縮尺で描かれていない。しかしながら、本開示による技法及びシステムは、インクを基礎とするプリンタ、他等の材料転写にマーキングデバイス分野が用いられる他の形態の文書処理または印刷システムにおいて実装されてもよい。さらに、本開示の概念は、機械、人間、プロセッサ実行ソフトウェアまたは論理成分、オブジェクト、他に関わらず製品を製造するために複数のリソースが選択的に使用され得る他のタイプまたは形態のシステムとの関連においても有用性を見出し、このような代替的または変形的実装は全て、本開示の範囲に包含されることが予期される。

プリンタ及び他の生産システムは、多くの場合、雑音を生じやすい静的システムとしてモデリングされることが可能である。その結果、このようなシステムのプロセスコントローラは、ある程度の不確定さの下で動作する。モデルベースのシステムは、制御調整の決定に際してシステムに関する正確な知識に依存し、かつ好適には、生産される製品に対する熱的及び時間的ドリフトの影響を打ち消すために随時更新される。これらの生産システムの性能は、多くの要素間の得失評価であることが多く、得失評価は、制御モデルの包括的更新を行う能力に影響する。例えば、プリンタの制御技術は、サイクルアップ時の収束時間とランタイムにおける初期過渡との平衡を保つが、長いサイクルアップ時間は顧客に不満を抱かせる可能性がある。多色プリンタの場合、システム制御モデルにおけるアクチュエータ動作点の調整は、例えば１０個の読取り値を利用して著しいベルトサイン変動を平均化するベルトサイクル（例えば、ある例では６秒）当たり１つのアクチュエータセット更新で中間転写ベルト上に画像を生成することによる専用の試験を包含する場合が多い。長い試験時間が望ましくないことに加えて、このようなサンプリングは、生産性の観点から高価である可能性がある。例えば、タンデムプリンタのアーキテクチャではサンプリングの間にデバイスが離れる必要があるが、これは生産性を低減しかつ時間もかかる。さらに、プリンタシステムにおける雑音（例えば、センサに起因する雑音、ベルト位置に相関される雑音及び工程雑音）の存在は、システムコントローラに出力プリントへ望ましくない色ずれを生じさせる誤った決定をさせる場合がある。特に、コントローラは、実際の生産工程の変化ではなく雑音に起因して検知された変化に反応する場合がある。

本開示は、所望される製品特性とシステムアクチュエータの形式上動作点との間の相関性を表す更新されたシステム制御モデルを用いて、特にシステム雑音の存在下での適切な制御行動を促進するための実験計画法（ＤＯＥ）技術を用いる生産システム制御に関する。ＤＯＥのシステム識別機能は、適応制御ケイパビリティ及び周期的及び他の形態の雑音に対処する能力を提供するために、システムが動作している間に直接使用される。これらの技法は、カラー印刷製品の製造並びに他の静的システム、具体的には「オフライン」または空循環様モードが利用可能なシステムの制御に有用性を見出している。

図１は、ＤＯＥ技法を用いて文書処理システムモデルを更新するための例示的な一方法１０を示し、図２は、ある例示的なタンデム多色文書処理システム１００を示す。システム１００及びそのシステムコントローラ１２２及びマーキングデバイス１０２は、システムモデル１２２ｂを更新するために、方法１０に従って通常の印刷モード及び専用の較正または他のオフラインモードで運転されてもよい。コントローラ１２２は、ある実施形態において、モデル１２２ｂをオンボードで（例えば、コントローラのメモリに）、ルックアップ表（ＬＵＴ）及び／または生産製品の１つまたは複数の所望される特性とアクチュエータの形式上動作点との関係性を記述するパラメトリックモデルのパラメータの何れかとして格納する。例えば、ある所定のカラー値について、モデル１２２ｂは概して、印刷文書において所望される色に最も近いものを達成すると思われるマーキングデバイス１０２またはシステム１００の１つまたは複数のアクチュエータの対応する形式上動作点を含むことが可能である。

システム１００は、トナーマーキング材料をこの事例では感光体であってもなくてもよい中間基材１０４上へ転写するように個々に機能するこの事例では電子写真マーキングデバイスまたは印刷エンジン１０２である複数の生産リソースと、図中では電子写真マーキングデバイス１０２を通過して反時計回りの方向へ進む共用の中間転写ベルト（ＩＴＢ）１０４とを含む。他の実施形態では、中間転写基材として円筒ドラムが用いられてもよく、マーキングデバイス１０２は、マーキング材料をドラムへ選択的に転写するためにドラム周縁の周りに位置合わせされる。さらに他の実施形態では、マーキングデバイス１０２はマーキング材料を最終的な印刷可能媒体１０８へ直に転写してもよい。

図４も参照すると、例示的な各電子写真マーキングデバイス１０２は、ある色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックまたはオレンジまたは紫等の１つまたは複数のスポットトナーまたは全域拡張カラー）のトナー画像を感光体上へ現像しかつ中間転写ベルト１０４の内側へ位置決めされたバイアス転写ローラ（ＢＴＲ）１０２ａを用いて中間転写ベルト１０４へ静電的に転写させる、転写前帯電サブシステム１０１ｅ、現像サブシステム１０１ｆ、転写前消去サブシステム１０１ｇ、転写前破壊屑除去サブシステム１０１ｈ、帯電サブシステム（例えば、後述する図８における帯電システム２１０）、露光サブシステム（例えば、後述する図８における露光システム２２０）及びクリーニングサブシステム（例えば、後述する図８におけるシステム２６０、２７０）等の様々な制御可能アクチュエータコンポーネントを備える感光体ドラム１０２ｂを含む。ＢＴＲ１０２ａは、デバイス１０２によってこの事例ではトナーであるマーキング材料を媒体１０２へ転写するために使用される転写電界を制御するために、フィールド強度制御アクチュエータ１０１ａによって設定された転送フィールド値で動作する。転写前消去デバイス（ＰＥＤ）１０１ｇは、少なくとも部分的に感光体１０２ｂを放電する転写前露光デバイスであり、ＡＤＤコンポーネント１０１ｊはトナーの付着を減らすための感光体への添加剤分配デバイスを表し、かつ図４のＤＲＤコンポーネント１０１ｈは、転写より前に感光体からキャリアビーズまたは他の大きい汚染物質を取り除くための破壊屑除去デバイスを表す。

図３及び図５も参照すると、システム１００は、図３に示されているように、６つのマーキングデバイス１０２等の任意の整数Ｎ個のマーキングデバイス１０２を含んでもよい。図５で分かるように、システム１００は、マーキング材料の媒体１０４上への転写に関連づけられる動作パラメータを個々に調整するための対応する調整入力を有する様々なトナー状態調整アクチュエータを含み、この場合、マーキングデバイス１０２は個々にトナー状態調整アクチュエータのうちの少なくとも１つを含み、かつトナー状態調整アクチュエータのうちの１つまたはそれ以上はマーキングデバイス１０２のうちの特有の１つに関連していない。後述する図７及び図８のシステム４００では、電子写真マーキングデバイス１０２内にトナー状態調整アクチュエータは存在せず、システムが作動できるのは例えば全てのマーキングデバイス１０２より外にある転写前デバイス１０１ｃのみであることは留意される。さらに、例示的なマーキングデバイス１０２は各々、マーキング材料の媒体１０４への転写に用いられる転写電界を制御する１つまたは複数の転送電界制御アクチュエータ１０１を含み、個々の転送電界制御アクチュエータはコントローラ１２２によって対応する信号または制御値で駆動される対応する転写電界制御入力を有する。

また、システム１００は、媒体供給装置から経路Ｐ１に沿って進む最終印刷媒体１０８（例えば、一実施形態では予め切断された用紙）の上側へＩＴＢ１０４からマーキング材料を転写するためにＩＴＢ経路の下側部分に沿ってマーキングデバイス１０２の下流に配置される転送コンポーネント１０６（図２）も含む。図２における転写ステーション１０６において印刷媒体１０８へトナーが転写された後、最終印刷媒体１０８は経路Ｐ１上の定着器型付着装置１１０へ供給され、転写されたマーキング材料はここで印刷媒体１０８へ定着される。

システムコントローラ１２２は様々な制御機能を実行し、かつシステム１００のデジタルフロントエンド（ＤＦＥ）機能を実装してもよく、この場合、コントローラ１２２は、単一であれ、複数のコンポーネントにおける分散様式で実装されるものであれハードウェア、プロセッサ実行ソフトウェア、ファームウェア、プログラマブル論理またはこれらの組合せによる任意の適切な形式であってもよく、このような実装は全て、本開示の範囲に包含されることが企図されている。通常の印刷モードでは、コントローラ１２２は着信する印刷ジョブ１１８を受信し、かつ印刷ジョブ１１８に従ってマーキング材料を中間媒体１０４上へ転写するようにマーキングデバイス１０２を作動する。この場合、様々なシステムアクチュエータ１０１の動作点は、着信する印刷ジョブ１１８において画定される所望される製品特性に従ってシステムモデル１１２ｂの相関作用から導出される。

システム１００は、転送電界制御アクチュエータコンポーネント（例えば、ＢＴＲ１０２ａ及び電界強度制御１０１ａ）の転写電界強度に対するトナーの転写または接着の関係性を調整または変えるために、様々なトナー状態調整アクチュエータを選択的に調整するためのコントローラ１２２へのフィードバックとして、現像システム１０１ｆ及び／または転写前帯電デバイス１０１ｃ及び／または露光システム（後述の図８における２２０）を限定なしに含むトナー状態検知技術及び他の検知技術を使用する。この点に関連して、システム１００は、別個の、または個々の１つまたは複数のマーキングデバイスリソース１０２に関連づけられる１つまたは複数のセンサ１６０を含む。コントローラ１２２は、システム１００の様々なアクチュエータ１０１への入力として提供されるアクチュエータ制御信号または値を生成する。後述する図５に示されているように、転写電界制御入力の例は、マーキングデバイス１０２に関連づけられる図４におけるＢＴＲ１０２ａ及び電界強度制御１０１ａ（例えば、転送ローラバイアス入力１０１ａ）に関連づけられる入力、並びに文書処理システムにおいてマーキング材料の媒体への転写に用いられる電界または磁界を制御または修正するために提供される他の任意の入力を含む。アクチュエータ入力の非網羅的なリストは、マーキング材料（例えば、トナー）分配速度調整入力（例えば、１０１ｂ）、転写前帯電デバイス調整入力（例えば、１０１ｃであって、特有のマーキングデバイス１０２に関連づけられるか否かに関わらない）、トナー添加剤調整入力（例えば、１０１ｄ）、転写前露光調整入力及び／または破壊屑除去デバイス入力（例えば、１０１ｇ及び／または１０１ｈであって、マーキングデバイス１０２及び／または汎用システムアクチュエータに固有のアクチュエータに関連する）、トナーパージ入力（例えば、１０１ｉ）、感光体への添加剤分配を制御する入力（例えば、１０１ｊ）、１つまたは複数の音響転写アシスト入力（例えば、１０１ｋ）及び／またはコントローラ１２２によってシステムアクチュエータ１０１へ提供される、１つまたは複数のマーキングデバイス１０２によりマーキング材料が転写される媒体１０４のマーキング材料転送状態に影響する他の任意の入力を含む。

例示的なこのマーキングデバイス１０２は、コントローラ１２２へ入力信号または値を提供する、ドラム１０２ｂからＩＴＢ１０４へ転写されていないマーキング材料（例えば、トナー）１５１の単位面積当たりの残留質量（ＲＭＡ）を検知するためのＢＴＲ１０２ａ（図４）の下流側における光（例えば反射）センサ１６０ａ等の１つまたは複数のセンサ１６０と、単位面積当たりの現像されたトナー質量（ＤＭＡ）を検知するためのＢＴＲ１０２ａの上流にある任意選択のセンサ１６０ｂまたは媒体１０４上の単位面積当たりの転写質量を検知するためのＢＴＲ１０２ａの下流にある任意選択のセンサ（例えば、光反射率センサ）１６０ｃとを含む。さらに、どのマーキングデバイス１０２からも分離されている、媒体１０４のマーキング材料転写状態を測定するための１つまたは複数のセンサ１６０が設けられてもよい。１つまたは複数のセンサ１６０は、マーキングデバイス１０２のトナー転写状態を導出できるトナー状態特性を測定または検知する任意のタイプが用いられてもよい。適切なタイプのセンサ１６０ａ、１６０ｂ及び１６０ｃは、本開示の譲受人により所有される２００５年３月３１日に提出された米国特許第７，１９０，９１３号に記載されている。前記特許は、その全体が、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。

マーキングデバイス１０２の動作において、マーキング材料（例えば、図４における第１のデバイス１０２の場合のトナー１５１）はドラム１０２ｂへ供給される。中間媒体１０４の表面はドラム１０２ｂに隣接し及び／または接触していて、トナー１５１はバイアスされた転写ローラ１０２ａに補助されて媒体１０４へ転写される。この場合、ＢＴＲ１０２ａは、ＩＴＢ１０４がドラム１０２ｂと帯電された転写ローラ１０２ａとの間に生成されるニップ１０３を通過するにつれてドラム１０２ｂからの反対に帯電されたトナー１５１をＩＴＢ表面へ引きつけるためのＢＴＲ及びＩＴＢ表面への帯電を含み、転写帯電はシステムコントローラ１２２によって作動されるバイアス制御１０１ａによって制御される。トナー１５１は、理想的には、ニップ１０３を通過後も、これに続く図２及び図３における二次的な転写デバイス１０６及び定着器１１０を介する最終印刷媒体１０８への転送及び定着のためにＩＴＢ１０４の表面上に留まる。

マーキングデバイス１０２は、不完全な転写によって悪影響を受けることがあり、この場合、特に転写電界レベルが低いとＢＴＲ１０２ａの下流側でドラム１０２ｂ上に少量のトナー１５１が残る。例示的なセンサ１０６ａはコントローラ１２２と機能的に接続され、かつドラム１０２ｂ上に残る転写されていないトナー１５１の量を検知するためにドラム１０２ｂの下流側に近接して位置決めされる。但し、図示されている例は、センサ１６０ａを、ドラム１０２ｂがニップ１０３を通過した後も残っているドラム表面上の所定の面積当たりの残留トナー１５１の質量を測定または検知する単位面積当たりの残留質量（ＲＭＡ）センサとして提供している。デバイス１０２（または総じてシステム１００）は、場合により、中間媒体１０４へ転写されるトナー１５１の量を検知するための転写質量／面積（ＴＭＡ）センサ１６０ｃ等の追加センサ１６０と、ニップ１０３の上流にあるドラム１０２ｂ上へ供給されるトナー１５１の量を検知する現像質量／面積（ＤＭＡ）センサ１６０ｂとを含むことが可能である。

図２において最も良く分かるように、電子写真マーキングデバイス１０２は各々、コントローラ１２２の制御下で対応する色のトナー１５１〜１５４（例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ））を転写ベルト１０４へ転写する働きをし、この場合、ＩＴＢ１０４によって遭遇される第１のデバイス１０２はイエロートナー１５１を提供し、次のデバイスはマゼンタトナー１５２を提供し、次はシアントナー１５３を提供しかつ最後のデバイス１０２はブラックトナー１５４を提供するが、２つ以上のマーキングデバイス１０２が設けられる他の編成及び構成も可能である。

図３は、共用される、または共通の中間転写ベルト１０４に沿って構成される６つのマーキングデバイス１０２を有するシステム１００を描いている。図３は、６つのマーキングデバイス１０２を先の図２に記されているような転写ステーション１０６、最終印刷媒体の供給装置１０８及び定着器１１０と共に有する上述の文書処理システム１００の一実施形態を含む例示的なシステム１００を示す。通常の動作では、印刷ジョブ１１８はコントローラ１２２において、スキャナ（不図示）等の内部ソースを介して及び／または１つまたは複数のネットワーク１２１及び関連のケーブリング１２０を介してシステム１００へ接続される１つまたは複数のコンピュータ１１６等の外部ソースから、または無線ソースから受信される。印刷ジョブの実行は、選択されたテキスト、ライングラフィクス、画像、磁気インク文字認識（ＭＩＣＲ）表記法、他を１枚または複数枚の用紙または他の印刷可能媒体１０８の表及び／または裏側面またはページへ印刷することを含んでもよい。この点に関連して、用紙の中には、特別な印刷ジョブ１１８に従って完全な白紙として残されるものがあってもよく、混合色及び白黒印刷を有するものがあってもよい。印刷ジョブ１１８の実行はさらに、仕上がった用紙をある順序に並べること、並びに用紙を指定通りに折り畳む、ホッチキスでとめる、穴を開ける、またはその他物理的に扱う、または束ねることを含んでもよい。ある実施形態では、システム１００はスタンドアロンプリンタであっても、ネットワークで結ばれた、または論理的に相互接続されたプリンタのクラスタであってもよく、各プリンタはその固有の関連する印刷媒体ソースを有し、かつ最終コンポーネントは複数の最終媒体目的地、印刷消耗品供給システム及び他の適切なコンポーネントを含む。或いは、システムは、図１０に示されているように、直列または並列（給紙と仕上げとの間の用紙経路が分離して平行している）の何れかで構成される共通の媒体供給装置１０８及び共通の仕上げ装置を有する複数のマーキングエンジン１０２から成ってもよい。並列配置には、マーキングエンジンのうちの１つまたはそれ以上が動作不可能であっても、残りの動作可能なマーキングエンジンで印刷を継続できるという優位点がある。

図２、図４及び図５において最も良く示されているように、個々のマーキングデバイス１０２は、マーキング材料１５１、１５２、１５３、１５４を中間基材１０４上へ転写するために用いられる転写電界レベルを設定するための転写電界制御入力１０１ａ、並びにマーキングデバイス１０２に関連づけられるＲＭＡ、ＴＭＡ、ＤＭＡ、他等のマーキング材料転写状態を検知する働きをする１つまたは複数のセンサ１６０を含む。１つまたは複数の調整入力１０１ｂ−１０１ｋは、後述するように、印刷ジョブの実装または実験ランの設計の実行においてコントローラ１２２により選択的に作動される。図４及び図５の例において、コントローラ１２２により変更されることが可能なデバイス固有の調整入力は、マーキングデバイス１０２内のトナーとキャリアとの混合体の質量比に合わせて帯電を調整するためのトナー分配速度制御入力１０１ｂと、マーキングデバイス１０２内のトナー帯電状態を調整するための転写前帯電デバイス調整制御入力１０１ｃと、マーキングデバイス１０２のニップ領域１０３内の感光体転写電界を調整するための転写前消去デバイス制御入力１０１ｇと、転写ニップ領域１０３より前に大きい粒子を取り除くための転写前破壊屑除去デバイス調整制御入力１０１ｈと、かつ／またはマーキングデバイス１０２におけるトナー添加剤状態を調整するためのトナー添加剤状態調整制御入力１０１ｄとを含む。

トナーパージストライプは、露光及び現像サブシステム１０１ｆを用いるものが使用されることが可能である。露光システムは、隣接するページに関連づけられる印刷パネル間の文書間ゾーンにおけるクロスプロセス方向にトナーパージストライプを生成するために、現像サブシステム１０１ｆと共に使用される。パージストライプは媒体１０４へ転写され、かつ最終的に媒体上のクリーナによって清浄化される。これらのストライプは、文書間ゾーンに印刷されることから用紙１０８へは転写されない。またマーキングデバイス１０２は、トナー帯電を増大させる現像サンプ内のトナー濃度（トナー対キャリア比）を下げるべくトナーをパージすることによってマーキングデバイス１０２のトナー使用年数及び／または濃度を調整するためのトナーパージ制御入力１０１ｉ（図５）も提供する。ある代替実施形態において、トナーパージストライプは、カスタマ画像の印刷が一時的に中断されている、スキップされたピッチとして知られる専用サイクルの間に現像されてもよい。トナーのパージは、現像サンプ内へ新しいトナーを分配することによってトナー使用年数を減らす。古いトナーにおける表面スペーサ添加剤の締固めは、トナーの接着を増大させかつトナーの接着状態に悪影響を与える可能性がある。

図６は、文書処理システム１００内の複数のマーキングデバイスのうちの１つであることが可能な別の例示的なマーキングデバイス１０２を示す。図６のデバイス１０２は、感光体２００（ＯＰＣとも称される）と、帯電ステーションまたはサブシステム２１０と、ラスタライズ出力スキャナ（ＲＯＳ）等のレーザ走査デバイスまたはサブシステム２２０と、トナー蒸着／現像ステーションまたはサブシステム１０１ｆと、転写前ステーションまたはサブシステム２４０と、転写ステーションまたはサブシステム２５０と、プレクリーニングステーションまたはサブシステム２６０と、クリーニング／消去ステーション２７０とを含む。この実施形態では、感光体２００はドラムであるが、ことによると他の形式の感光体が使用される可能性もある。感光体ドラム２００は、上に静電荷が形成されることが可能な光伝導層２０４の表面２０２を含み、この層２０４は、暗闇では誘電体のように、かつ光に暴露されると導体のように行動する。光伝導層２０４は、シャフト２０８上で矢印２０９の方向へ回転するように取り付けられる円筒２０６上へ取り付けられ、または形成される。帯電ステーション２１０は、ＤＣバイアスされたＡＣ電圧を用いて感光体２００を帯電させるバイアスされた帯電ローラ２１２を含む。バイアスされた帯電ローラ２１２は、シャフト２１８の軸を中心として回転するように取り付けられる鋼円筒または他の適切な物質等の内部円筒２１６上へ形成または取り付けられる１つまたは複数のエラストマ層２１５の表面を含む。

レーザ走査デバイス２２０は、ＤＯＥモデル更新のための単一のアクチュエータとして、または包含されるアクチュエータのグループとして実装されることが可能である。デバイス２２０は、ダイオードレーザ等のレーザ２２４の出力を変調するコントローラ２２２を含み、コントローラ２２２の変調されたビームは、モータ２２８により回転される回転ミラーまたはプリズム２２６上を光らせる。ミラーまたはプリズム２２６は、変調されたレーザビームを帯電されたＯＰＣ表面２０２上へ反射し、変調されたビームがＯＰＣ表面２０２上へプリントされるべき画像の線２２１を形成できるＯＰＣ表面２０２をその幅に渡ってパンする。このようにして、トナー画像を受け入れるべきエリアを選択的に放電することにより、潜像が生成される。プリントされるべき画像の露光（描画）された部分はトナー蒸着ステーション１０１ｆへと進み、ここで画像の描画／放電された部分へトナー２３２が付着する。露光されて付着性トナーの付いた画像部分は、次に転写前ステーション２４０へ、かつ転写ステーション２５０へ進む。転写前ステーション２４０は、転送パフォーマンスを最適化するようにトナー及び感光体の帯電状態を調整するために使用される。転写ステーション２５０は、ＯＰＣ２００と共に中間転写ベルト媒体１０４上へ、方向１１６に進む媒体１０４上へトナー画像２３１を転写するためのニップ２５３を形成するように配置されるバイアスされた転写ローラ２５２を含む。バイアスされた転写ローラ２５２は、内部円筒２５６上へ形成または取り付けられる１つまたは複数のエラストマ層２５４を含み、ローラ２５２の長手軸に沿って延びるシャフト２５８上にローラ２５２が取り付けられる。バイアスされた転写ローラ２５２は高電圧電源によって供給されるＤＣ電位を帯び、ローラ２５２へ印加される電圧は感光体表面２０２から媒体１０４へトナー画像２３１を引きつける。転写の後、ＯＰＣ表面２０２はプレクリーニングサブシステム２６０へ、かつこの後クリーニング／消去サブステーション２７０まで回転し、ここでブレード２７２がＯＰＣ表面２０２から余分なトナーを掻き取り、かつ消去ランプ２７４がＯＰＣ表面上の静電荷を低減させる。

本開示によれば、コントローラ１２２は、複数のラン１２４を含む実験１２３を自動的に実行して１つまたは複数の所望される試験製品特性に従った対応する試験製品１０７のセットを生産し、かつ試験製品の分析を用いてモデル１２２ｂを更新する。更新モードは、システム１００がカスタマ向けの所望される製品も生産しながら試験製品（例えば、試験画像）を生成し得ることにおいて、通常の生産モードと同時的であることが可能である。この点に関連して、後述する図９に示されているように、コントローラ１２２は、非試験製品の生産を継続しながら媒体１０４、１０８のパネル内ゾーン（ＩＰＺ）または他のゾーン内に試験画像またはパッチ１０７を生成させることができる。代替として、もしくは組合せによって、ＤＯＥモデル更新オペレーションは通常の生産から分離して、例えば起動時、運転停止時、非／低生産期間中に実行されることも可能であり、かつ／またはコントローラ１２２は、オペレータによる要求時、周期的またはネットワーク接続を介する外部デバイスによる開始等の他の時点で調整モードに入って実験を実行してもよい。

コントローラ１２２は、ある実施形態では、概して閉ループＤＯＥモデル更新のための図１の方法１０に従って動作する。図１の１２において、コントローラ１２２は、（例えば、図２に示されているように、システム１００の内部ＤＯＥデータストア１２２ａから）実験１２３を取得する。実験は、２つ以上のラン１２４（例えば、図１の実験例１２３１におけるラン１からランｎまで。但し、「ｎ」は２以上の整数）に関する定義または仕様を含み、かつコントローラ１２２は予め決められた整数個の実験１２３１〜１２３ｉを記憶してもよく、ｉは正の整数である。ある実施形態において、ある実験１２３のラン１２４は、少なくとも１つのアクチュエータ１０１の動作点をアクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を画定し、各実験１２３の少なくとも２つのラン１２４は異なる既定の摂動を有する。このようにして、選択的な摂動は、生産された試験製品１０７における特定の１つまたは複数の特性に対する組み合わされた、または個々の影響を確定するようにシステムアクチュエータ１０１をエクササイズする。

１４（図１）において、コントローラ１２２はモデル１２２ｂから、所定の試験製品、この事例では所望される試験パッチ、の所望される特性に対応する形式上動作点を取得する。ある実施形態におけるこのような試験パッチの所望される特性は、純色量、明るさ／暗さ、ＩＴＢ１０４上の位置、サイズ（工程方向に対する幅及び高さ）、他を含む。モデル１２２ｂは、２つ以上のシステムアクチュエータ１０１の各々について所望される試験パッチ特性に対応する１つまたは複数の形式上動作パラメータ（例えば、電圧、位置、方向、速度、他）を導出する、または取得するためのルックアップ表またはパラメトリック方程式及びパラメータを含み、ここで、パラメトリックモデルの実装は、アクチュエータ１０１へ提供されるこのような制御信号または値の各々について動作点の公式または方程式を解くことによって使用されることが可能であり、ＬＵＴの実装は、補間または外挿演算を用いて、または用いずに対応する動作点を見分けるためにコントローラがＬＵＴ１２２ｂをインデックスすることを含む。

１６（図１）において、コントローラ１２２は、モデルから取得された形式上動作点を用いて少なくとも１つの所望される試験製品特性に従った対応する試験製品１０７のセットを生産するために、対応するラン１２４を順次実行することによって実験１２３を自動的に実行する。但し、ある動作点はラン１２４において画定される摂動値によってオフセットされている。各ラン１２４において、コントローラ１２２は、少なくとも１つの所望される試験製品特性によって画定されるアクチュエータ形式上動作点に従ってマーキングデバイスリソース１０２に媒体（例えば、図２の中間媒体１０４または最終印刷物品１０８）上へ試験パッチ製品１０７を生産させるために、アクチュエータ１０１へアクチュエータ制御入力信号または値を提供し、各ラン１２４は１つまたは複数の対応する試験パッチ製品１０７を生産する。先に述べた通り、ＤＯＥ実験１２３は、各ラン１２４が少なくとも１つのアクチュエータ１０１の動作点をアクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を有するように画定されるラン１２４を含み、かつ実験１２３の少なくとも２つのラン１２４は異なる既定の摂動を有する。

１８において、コントローラ１２２は、所望される試験製品特性のセンサ１６０からラン１２４において生産された試験製品１０７の測定値を取得する。

２０では、実験１２３の追加の反復が実行されるべきかどうかが決定される。さらなる反復は、例えば、後続の分析に、システム１００における周期的または他のタイプの雑音を要素として組み入れさせるために、またはシステム１００における空間的非一様性、他を考慮させるために行われることが可能である。（例えば、実験１２３のパラメータに記憶されている予めプログラムされた反復回数によって、またはセンサ１６０からのフィードバックを基礎とする検知された状態によって）さらなる反復が実行されるべきであれば、コントローラ１２２は、場合により、２２において実験１２３のラン１２４の順序を変えても（シーケンスを変更しても）よく、プロセスは１６へ戻って、先に述べたようにラン１２４を実行しかつ１８において対応する新しい試験パッチ１０７のセットを測定する。ある実施形態では、コントローラ１２２は、実験１２３の異なる反復毎にラン１２４のシーケンスをランダム化してもよい。ある実施形態では、さらに、コントローラ１２２は、実験１２３の異なる反復毎に媒体１０４、１０８上の試験パッチ１０７の位置を、単独で、またはラン１２４のシーケンスの順序づけの変更と組み合せて変更する。ある実装においては、媒体１０４、１０８上の１つまたは複数の試験パッチ１０７のロケーションは実験１２３の摂動である。

任意数のこのような反復は、２０、２２において、結果として得られる複数セットの試験パッチ製品１０７の測定を分析できるように各々が同じ所望される試験製品特性を用いて実行されることが可能である。指定数の反復が実行されると、プロセスは図１における２４へ進む。

２４において、コントローラ１２２は、試験製品１０７のセット（または複数のセット）の検知された特性の分析を少なくとも１つの試験製品特性に対照させて実行する。この分析は、生産された試験パッチ特性の理想または所望される特性からの推定されるずれの大きさを決定する任意の適切な比較アルゴリズムまたは技法によって実行されることが可能である。

２６では、コントローラは分析を基礎としてモデル１２２ｂのパラメータまたはルックアップ表エントリの変化を推定し、かつ２８において、推定された変化を予め決められたしきい値と比較する。推定及び分析に基づいて、１つまたは複数の推定されたモデルの変化が大きければ（例えば、対応するしきい値を超えていれば）（２８における「はい」）、コントローラ１２２は３０へ進んでより多い数のラン１２４を有するより完全な実験１２３を選択的に実行する。この実施形態では、コントローラ１２２は、迅速な初期ＤＯＥ実験１２３（反復あり、または反復なし）を実行することができ、かつ必要とされれば、３０において、例えばより多いアクチュエータ１０１の摂動による制御相関性を試験する、またはアクチュエータ１０１をより高い粒度でエクササイズする、等のために初回実験の結果を基礎としてより厳密な実験１２３を実行することができる。

３２では、実験が実行されると、コントローラ１２２は、完全に、または部分的に分析を基礎として、所望される製品特性と、アクチュエータ形式上動作点との間のモデル１２２ｂの相関性を選択的に更新する。

図７及び図８は、上述のインループＤＯＥモデル更新アプローチが、その幾つかはマーキングデバイス１０２に関連づけられかつ他は関連づけられない様々なアクチュエータのエクササイズを介して実装されることが可能である、別の例示的な多色文書処理システム４００を示す。システム４００は、複数の電子写真マーキングデバイス１０２と、ＩＴＢ１０４としても動作する対応する感光体ベルト１０２ｂとを含み、用紙経路Ｐ１は左から右へ流れ、かつＩＴＢ１０４は反時計方向へ進む。図８において最も良く示されているように、各デバイス１０２は、転写前消去とも称される転写前露光（ＰＴＥ）１０１ｇを含む。システム４００はさらに、転写前帯電１０１ｃと、破壊屑を除去するための破壊屑除去デバイス１０１ｈ（例えば、図８において最もよく分かるハイブリッドエアナイフ）とを含む。転写前消去１０１ｇは、ある実施形態では、ベルト１０４が半透明である感光体の裏側にあってもよい。タンデムＩＴＢアーキテクチャでは、転写前消去１０１ｇは、好適には感光体ドラムの前面（透明ではない）にある。１０２ａは、ＢＴＲではなく、媒体１０４の裏側に電荷を溶着することによって転写電界を生成するジコロトロンである。ＢＴＲの場合と同様に、電界は、ジコロトロン１０２ａ上の制御バイアスを調整することによって変えられることが可能である。感光体ベルトは、ジコロトロン１０２ａによって転写電界が印加されるにつれてトナーを機械的に弛緩させるために、超音波周波数で振動される。システム４００はさらに、音響転写アシストアクチュエータ１０１ｋを含む。音響転写アシストアクチュエータ１０１ｋは、ジコロトロン１０２ａによって転写電界が印加されるにつれてトナーを機械的に弛緩させるために感光体ベルト１０４を超音波周波数で選択的に振動する働きをする。システム４００は、タンデム配置帯電及び再帯電コンポーネント２１０、露光コンポーネント２２０及び現像装置１０１ｆを含むマーキングデバイス１０２を介して感光体ベルト１０４上にまず画像が構築されるイメージオンイメージ（ＩＯＩ）型印刷システム４００である。システム４００は、構築された画像をベルト１０４から最終印刷媒体１０８へ転写するための各々転写前及び転写コンポーネント４０４（転写前消去、他）及び４０５、並びに印刷ジョブ１１８を受信するシステムコントローラ１２２も設けている。システム４００は、定着器型付着装置１１０並びに各々クリーニング及び消去アクチュエータコンポーネント２６０及び２７０を含む。

図９も参照すると、ある実施形態における実験１２３の実行は、試験パッチ１０７が非試験製品の生産を続けながら、または非製品の試験の間に媒体１０４、１０８のパネル内ゾーン（ＩＰＺ）または他のゾーン内に生産される類のものである。図９は、プリンタモデルの閉ループ実験計画法の場合の、画像パネルゾーン１０５が、試験パッチ１０７がマーキングされるパネル内ゾーンによって分離されている、図２及び図３のシステム（及び図７及び図８のシステム）における例示的な感光体ベルト１０４の一部を示す平面図である。例示的なこの感光体ベルト１０４は、ベルト１０４がマーキングステーション１０２を通過して工程方向１０４ｐ沿いに移動するにつれてマーキングステーション１０２が潜像を生成する複数の画像パネルゾーン１０５を含み、図９の部分図には、３つの例示的なパネルゾーン１０５ａ、１０５ｂ及び１０５ｃが示されている。パネル１０５は、感光体１０４の遠回りの長さに沿って任意数で画定されてもよく、その数は転写機構１０６（図２）へ供給される印刷基材１０８のサイズを基礎として動的に変わってもよいが、図示されているベルト１０４は、レターサイズの用紙基材１０８の場合で約１１のこのようなゾーン１０５を含む。パネルゾーン１０５は、パネル内ゾーンＩＰＺによって互いから分離される。図９には、２つの例示的なパネル内ゾーンＩＰＺ１及びＩＰＺ２が示されていて、ＩＰＺ１は、ベルトシーム１０４ｓを含むベルト１０４の一部内に画定されている。先に述べたように、ＤＯＥモデル更新オペレーションは通常の生産から分離して、例えば起動時、運転停止時、非／低生産期間中に実行されることも可能であり、及び／またはコントローラ１２２は、オペレータによる要求時、周期的またはネットワーク接続を介する外部デバイスによる開始等の他の時点で調整モードに入って実験を実行してもよい。

図１０は、生産ジョブ１１８を受信しかつ１つまたは複数の製品１０７を生産するためにコントローラ１２２からの信号に従って作動または動作され得る複数のリソース１０２、１０８、５２３〜５２５を用いて生産を実行するコントローラ１２２においてインループＤＯＥモデル更新技法が使用され得る、別の例示的な生産システム１００を示している。この点に関連して、「製品を生産すること」は、製品、オブジェクト、他の修正及び／または移動を含むことが可能である。システム１００はさらに、システム１００及びそのリソースを特徴づけるモデル１２２ｂを含む。例示的な生産システム１００は、２つの供給ソース１０８ａ及び１０８ｂのうちの一方から印刷可能シート基材を供給する材料供給コンポーネント１０８と、複数の印刷またはマーキングエンジン１０２と、出力仕上げ装置ステーション５２３と、複数の双方向基材輸送／ルータアクチュエータコンポーネント５２４（図１０において点線の円内に描かれている）を含むモジュラ基材輸送システムと、輸送システム５２４と仕上げ装置５２３との間に配置される１つまたは複数の出力センサ１６０とを含むモジュラ印刷システムであり、コントローラ１２２は様々なアクチュエータリソースを動作させるための制御信号を供給する。図示されているシステム１００は４つの印刷エンジン１０２_１、１０２_２、１０２_３及び１０２_４を含んでいるが、任意数のこのようなマーキングエンジンが含まれてもよく、システム１００はさらに、３つの双方向基材輸送経路５２５ａ、５２５ｂ及び５２５ｃを有する多経路輸送ハイウェイを提供している。輸送アクチュエータコンポーネント５２４は、コントローラ１２２からの適切なルーティング信号によって、供給装置１０８からの個々の基材シートを（両面印刷のための反転の有無に関わらず）１つまたは複数のマーキングエンジン１０２を介して最終的にある印刷ジョブが出力製品１０７として提供される出力仕上げステーション５２３へ輸送する働きをする。さらに、印刷エンジン１０２の各々は、個々に局所的な二重ルーティング及び媒体反転に備えてもよく、かつコントローラ１２２からの信号を介して動作可能な単色または多色印刷エンジンであってもよい。

記述しているインループＤＯＥ技法は、ひいては向上されたアクチュエータの意志決定に繋がる向上された誤差推定及び向上されたモデル感受性推定に起因して、様々な生産システムにおいて間違った制御行動を最小限に抑える、または緩和するために効果的に使用されることが可能である。印刷システムにおいて、これは、全体的な色の安定性を向上させることができる。ベルト現像質量サイン誘導（または相関）外乱の色制御に関連して、かつ例示を目的として印刷製品１０７の色特性が２つのアクチュエータＵ１及びＵ２によって調整され得ることを想定すれば、ｙは何らかの中間パッチレベル及び固体（よってｙはベクトルである）または何らかの画質測度のレスポンスを表す。さらに、各レスポンスｙは次の方程式に示されている多項式関数形式を有することを想定し、かつ例えば中間パッチトーンレベルは測定されているものとすれば、

である。

但し、ｋはベルト１０４上の位置を示し、ｊはサンプル番号であり、Ａ、Ｂ及びＣは推定されるべき感度係数であり、ηｊｋ及びεｊｋは各々ベルト現像質量サイン（非ランダム）及び不規則雑音である。次の方程式は、固体パッチの形式を表している（他のパッチは類似したものとなる）。

下表１は、表示されている様々なアクチュエータ設定においてベルト回転当たりで取得された６つの測定値を示す（−及び＋で示される２つのレベルの存在が想定されている）。この事例及び下表２の事例では、コントローラによって遮断実験が実装され、この場合、アクチュエータへ提供される制御入力信号または値は、周期的外乱がバイアスされたパラメータ推定を生成しないように防止すべく変更される。

表１−モデル推定に与えるベルトサイン効果の推定に用いられるＤＯＥ設計マトリクス

実際には、アクチュエータレベルはカレント形式上動作点を中心とする比較的小さい変動または摂動として考慮されることが可能である。摂動が十分に小さいものであれば、交差項（技術上一般に相互作用と称される）のない線形モデルが用いられてもよい。インループＤＯＥは、通常の生産に使用するためのアクチュエータ設定点を決定できる適切なモデル１２２ｂを取得または更新するために、システム１００をアクティブに探る。図示されているＤＯＥは、ベルトサイン要素が適切な差分法によって排除され得るように配列されている。但し、「位置」は、ベルト１０４上の試験パッチ１０７の絶対位置を指す。

まず、外部センサからのプライミング、カスタマの使用パターン及び／または一定の拍子の何れかによって測定サイクルが示される。反復データを基礎として部分的ＤＯＥ（技術上、一般に一部実施要因法と称される）が実行されてもよく、システム応答がドリフトしているかどうか、及びシステムモデルのカレントパラメータがドリフトしているかどうかに関する決定が下される。パラメータがドリフトしていれば、ＤＯＥが完了されてもよく、かつ新しいアクチュエータ値がモデル１２２ｂを更新するために計算される。また、さらなるデータが繰り返し集められることから、システムに新しいアクチュエータ値が印加されるべきかどうかを決定するために統計的重要性に関する別の試験が実行される。このようにして、誤った制御行動が最小限に抑えられ、同時に制御システムによる真のシステムドリフトへの反応の良好な追跡が保持される。２回のベルト回転のみが用いられるとすれば、Ａの不偏推定量に関して１２測定値が存在し、Ｂの不偏推定量に関して１２測定値、Ｃの不偏推定量に関して１２測定値及びＤの不偏推定量に関して１２測定値が存在する。さらに、必要に応じて、純誤差推定量が実験ラン１２４の設計に組み込まれることが可能である。例えば、ベルト回転当たり僅か２つの読取りを追加するだけで、３自由度（ＤＯＦ）を有するε_ｊｋの推定量を生じさせることができる。ε_ｊｋの推定量は、精度を高めるために先行する推定量と一纏めにされることが可能である。この実験１２３を用いれば、η_ｊｋの直接的推定も可能である。

例えば、係数Ａを推定するために、コントローラ１２２は、ラン１、２、５、９、１０及び１２のレスポンスを合計し、次にラン３、４、６、７、８及び１１からのレスポンスを合計し、次に２つの合計の差を求めて１２で除すことができる。ＤＯＥ実験１２３の対称設計に起因して、ベルトサイン関連雑音の効果はモデル係数の推定から除去される。係数を知ることによって、コントローラ１２２は、パフォーマンスを向上させ、適切なアクチュエータ設定点を求めて直に（デッドビート）設定点、その設定点への開ループスルーまたはその設定点への閉ループ統合へと至りかつセットアップまたは診断ルーチンを開始するために、コントローラモデル１２２ｂ（例えば、利得、構造）を更新することができる。

アクチュエータ設定点の値を求めるに当たって、コントローラ１２２は、例えば測定値の数よりも少ないアクチュエータ１０１が存在する場合に使用されていれば、費用関数を最適化することもできる。測定は、単離、オーバーレイ及びＴＲＣに沿った複数の点を含んでもよい。

コントローラ１２２が複数の制御アクチュエータ１０１を用いて複数のレスポンスを同時に最適化することを求められる、より一般的な事例では、より一般的なモデルが次式によって表される。

但し、下付き数字ｊ及びｋは明瞭さのために削除され、ｉ＝１，２，．．．，Ｎ、及びｍ＝１，２，．．．，Ｍであり、Ｎはレスポンスの数であり、Ｍはアクチュエータ１０１の数である。ｙ_ｉ ^ｄがレスポンスｙ_ｉの所望される標的値を指すものとすれば、これらは、コントローラ１２２がシステム１００を起動する出力値である。アクチュエータｕ_ｉに所望される標的値があるとして、ｕ_ｉ ^ｄがそれを指すものとすれば、次式は二次費用関数を示す。

但し、ω_ｙ ^ｉ及びω_ｕ ^ｍは各々、最適化において特定のレスポンスまたは入力を強調する、またはあまり強調しないために用いられる非負の加重値である。上述の２式を組み合わせると、次式になる。

これは、アクチュエータ値が費用関数にどれだけ影響するかを明示するものである。次に、二次計画法からの技法を用いて費用関数が最適化され、最適アクチュエータ値がもたらされる。次式は、これを描いたものである。

但し、ｕ＝［ｕ１，ｕ２，．．．，ｕｍ］^Ｔはアクチュエータ値のベクトルであり、ｕ _ｏｐｔは最適アクチュエータ値のベクトルである。これは、次式に描かれるように、アクチュエータ値に対する低位及び上位の制約を受ける。

但し、Ｌ_ｍ及びＵ_ｍは各々下限及び上限である。これは、アクチュエータ値に課される必要があるアクチュエータの飽和及び任意の許容限界を考慮している。

先験的知識に依存して他の設計も可能であり、かつ係数は完全に再計算される必要はない。カレント推定には、過去の推定が加重を減らして包含されることが可能である。コントローラ１２２は、遅いアクチュエータ上で「％ＴＣ設定点」をブロックし、かつその効果を識別することができる。係数の値を求めた後は、コントローラ１２２はアクチュエータ設定点を直に計算することができる。しかしながら、新しい領域では、モデル１２２ｂが不正確であることがあり、よってさらなる反復が役立つ場合もある。

別の例において、ベルトの１回転で８つの読取り値を得ることができれば、ベルト２回転の場合、コントローラ１２２は、次表２に示されているＤＯＥ実験１２３を、Ａの不偏推定量に１６測定値を与え、Ｂの不偏推定量に１６測定値、Ｃの不偏推定量に１６測定値及びＤの不偏推定量に１６測定値を与えるように構築することができる。この場合もやはり、ＤＯＥ実験１２３における対称設計は、固定ベルトサインとは独立したモデルパラメータの推定を有効化する。さらに、上述の式に類似する方程式を用いて、レスポンス及びモデル変化の統計的重要性を決定し、推定量を計算しかつ必要であれば所望される出力を達成するために必要とされる制御行動を計算することができる。

表２−２ベルト回転のみを用いてより良い推定サポートをもたらすＤＯＥ設計マトリクス

本明細書に記述されるインループＤＯＥ技法は、効果的には、更新されたモデル１２２ｂを介する制御の時変生産工程への適応を促進し、この場合、ＤＯＥ要素レベルはアクチュエータ１０１のカレント動作値に対する摂動として定義され、結果として得られるＤＯＥ回帰モデルは、システムを所望される出力へと駆動するためのアクチュエータ設定値の変化を画定するために使用されることが可能である。さらに、その要素レベルが感光体ベルトサイン等の周期的雑音ソースを中心にして対称であって、ベルト位置とは独立したモデルパラメータをもたらす特有のＤＯＥ実験設計１２３も使用されることが可能である。従って、インループＤＯＥ技法は、システムパラメータ変化及び外乱行動変化に適応することができ、かつ雑音処理特性も提供する。

電子写真制御用に実装される場合、技法は現像サインを明確に考慮することができ、かつＣＵＣ（サイクルアップ収束）しきい値をオンザフライで決定するために使用されることが可能な残留誤差を推定することができ、この場合、このようなＣＵＣしきい値はシステム１００内部の固有雑音に適応してもよく、またはその関数であってもよい。さらに、本開示によるインループＤＯＥ技法は時間効率が良く、かつデータを最大限に利用して、摂動が生じた場合にサイクルアップの間またはランタイムの間にモデルパラメータの統計的に有効な推定量及び速い収束速度を提供する（デッドビート様行動が可能であり、またはアクチュエータは突然の色ずれを防止するようにスルーすることができる）。

またインループＤＯＥ技法は、方形システム（出力がアクチュエータと同数）及び非方形システム（出力数がアクチュエータ数と異なる）の双方の多入力及び多出力システムに容易に対応する。さらに、技法は、入力及び／または出力（測定値、他）に対する制約及び重みペナルティを受けた最適作動を決定できることにおいて、特性及び性質をモデル予測制御（ＭＰＣ）及び応答曲面最適化法（ＲＳＭ）と共有する。さらに、インループＤＯＥは、多くのアルゴリズムが可能である（例えば、全／一部実施要因法、中心複合計画、プラケットバーマン計画、他）ことから、ある状況に適しかつパフォーマンスと費用とのバランスに達するように設計されることが可能な多くの配置に対応する。

Claims

生産システムであって、
製品を生産するために少なくとも１つの生産作業を実行する働きをする少なくとも１つのリソースと、
前記少なくとも１つのリソースを用いる製品の生産を促進するために、対応するアクチュエータ制御入力信号または値に応じて個々に動作可能な複数のアクチュエータと、
所望される製品特性と前記アクチュエータの所望の特性に対応する動作関連パラメータである形式上動作点との間の相関性を含むモデルと、
前記リソース及び前記アクチュエータと結合され、かつ少なくとも１つの所望される試験製品特性に従って対応する試験製品セットを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行する働きをするコントローラであって、前記コントローラは、少なくとも１つの所望される試験製品特性によって画定されるアクチュエータ形式上動作点によって前記リソースに試験製品を生産させるために、実験の各ランにおいて前記アクチュエータへアクチュエータ制御入力信号または値を提供し、各ランは少なくとも１つのアクチュエータの動作点をアクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の少なくとも２つの前記ランは予め決められた異なる摂動を有するコントローラと、
前記コントローラと結合され、かつ前記試験製品の前記少なくとも１つの所望される試験製品特性を検知する働きをする少なくとも１つのセンサとを備え、
前記コントローラは、前記試験製品セットの前記検知された特性を前記少なくとも１つの所望される試験製品特性と対照させる分析を実行し、かつ少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される製品特性と前記モデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新する働きをし、
前記システムは文書処理システムであって、試験パッチ製品を生産するためにマーキング材料を対応する媒体上へ転写する働きをする少なくとも１つのマーキングデバイスリソースを備え、
前記複数のアクチュエータは、マーキング材料の前記媒体上への転写に関連づけられる動作関連パラメータを調整するために、対応するアクチュエータ制御入力信号または値に応じて個々に動作可能であり、
前記少なくとも１つのセンサは、前記試験パッチ製品に関連づけられるマーキング材料転写状態を検知する働きをし、
前記コントローラは前記マーキングデバイスリソースと機能的に結合されかつ選択的に前記少なくとも１つのマーキングデバイスにマーキング材料を前記媒体上へ転写させる働きをし、前記コントローラは、少なくとも１つの所望される試験パッチ特性に従って前記媒体上へ対応する試験パッチセットを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行する働きをし、前記コントローラは、前記少なくとも１つの所望される試験パッチ特性によって画定されるアクチュエータ形式上動作点に従って前記マーキングデバイスリソースに前記媒体上へ試験パッチを生産させるために、前記実験の各ランにおいて前記アクチュエータへアクチュエータ制御入力信号または値を提供し、各ランは少なくとも１つのアクチュエータの動作点を前記アクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の少なくとも２つの前記ランは予め決められた異なる摂動を有し、前記コントローラは、前記試験パッチセットの前記検知された特性を前記少なくとも１つの所望される試験パッチ特性と対照させる分析を実行し、かつ少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される試験パッチ特性と前記モデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新する働きをし、
前記実験の摂動は、前記試験パッチの前記媒体上の位置に関して前記形式上動作点から偏らせることである、生産システム。
前記コントローラは、前記実験の複数の反復を実行し、複数の試験製品セットの分析を実行しかつ少なくとも部分的に前記分析によって、所望される製品特性と前記モデルのアクチュエータ形式上動作点との前記相関性を選択的に更新する働きをする、請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、前記実験の異なる反復で前記ランのシーケンスを変更する働きをする、請求項２に記載のシステム。
前記コントローラは、前記実験の異なる反復で前記ランのシーケンスをランダム化する働きをする、請求項３に記載のシステム。
前記コントローラは少なくとも１つの予め決められた実験を格納する、請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、前記分析を基礎として前記モデルのパラメータまたはルックアップ表エントリの変化を推定し、かつ前記推定された変化のうちの少なくとも１つがしきい値を超えていれば、より多いラン回数を有するより完全な実験を選択的に実行する働きをする、請求項１に記載のシステム。
前記コントローラは、非試験製品の生産を継続しながら前記媒体のパネル内ゾーンまたは他のゾーンに試験パッチを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行する働きをする、請求項１に記載のシステム。
生産システムモデルを更新する方法であって、
生産システムの少なくとも１つの生産システムリソースを用いて、少なくとも１つの所望される試験製品特性に従った対応する試験製品セットを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行することであって、前記少なくとも１つの所望される試験製品特性によって画定されるアクチュエータの所望の特性に対応する動作関連パラメータである形式上動作点に従って前記リソースに対応する試験製品を生産させるために、前記実験の各ランにおいてアクチュエータ制御入力信号または値を複数のアクチュエータへ提供することを含み、各ランは少なくとも１つの前記アクチュエータの動作点をアクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の前記ランのうちの少なくとも２つは予め決められた異なる摂動を有することと、
前記実験において生産された前記試験製品の前記少なくとも１つの所望される試験製品特性を検出することと、
前記試験製品セットの前記検出された特性を前記少なくとも１つの所望される試験製品特性と対照させて分析することと、
少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される製品特性とシステムモデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新することとを含み、
前記システムは文書処理システムであって、試験パッチ製品を生産するためにマーキング材料を対応する媒体上へ転写する働きをする少なくとも１つのマーキングデバイスリソースを備え、
前記複数のアクチュエータは、マーキング材料の前記媒体上への転写に関連づけられる動作パラメータを調整するために、対応するアクチュエータ制御入力信号または値に応じて個々に動作可能であり、
前記実験を自動的に実行することは、少なくとも１つの所望される試験パッチ特性に従って前記リソースに前記媒体上へ試験パッチセットを生産させるために、前記実験の各ランにおいて前記アクチュエータへアクチュエータ制御入力信号または値を提供することを含み、各ランは少なくとも１つのアクチュエータの動作点を前記アクチュエータ形式上動作点から偏らせる少なくとも１つの予め決められた摂動を含み、前記実験の少なくとも２つの前記ランは予め決められた異なる摂動を有し、
前記試験製品の前記少なくとも１つの所望される試験製品特性を検出することは、前記試験パッチに関連づけられるマーキング材料転写状態を検知することを含み、
前記試験製品セットの前記検出された特性を分析することは、前記試験パッチセットの前記検出された特性を前記少なくとも１つの所望される試験パッチ特性と対照させて分析することを含み、
前記相関性を選択的に更新することは、少なくとも部分的に前記分析に従って、所望される試験パッチ特性と前記モデルのアクチュエータ形式上動作点との相関性を選択的に更新することを含み、
さらに、非試験製品の生産を継続しながら前記媒体のパネル内ゾーンまたは他のゾーンに試験パッチを生産するために複数のランを含む実験を自動的に実行することを含む、方法。