JPH06317964A - 制御アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改善された階層型制御システムアーキテクチ
ュア及び方法を提供すること。 【構成】 アーキテクチュア１１０は三つのレベル（レ
ベル１、２、及び３）へ分割され、種々のレベルのコン
トローラ同士の間で相互作用を制御するための制御スー
パーバイザ１１２を有する。レベル１はサブシステム１
１３毎にコントローラ１１４を含み、レベル２はレベル
１コントローラ１１４と協働する二つ以上のコントロー
ラを含み、レベル３は一つ以上のコントローラ１１６を
含む。各コントローラは特定インターフェースを介して
他のコントローラと通信し且つセンサー入力、起動出
力、及び制御スーパーバイザに制御される特性を持つア
ルゴリズムを有し、且つセンサー読み取りは各コントロ
ーラ毎に所望ＴＲＣの保持を確実とするため特定サブシ
ステムを調整する特定起動を決定するアルゴリズムへ入
力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像出力ターミナル
（ＩＯＴ）のマーキングエンジンによって画像出力を制
御する階層型制御システムアーキテクチュア及び方法に
関する。画像出力を制御するための階層型アーキテクチ
ュア及びその関連した方法は、特に次世代のマーキング
エンジンにおける広範囲のＩＯＴにおいて容易に実行さ
れることができる。

【０００２】

【従来の技術】黒画像のみを出力するＩＯＴ（非カラー
ＩＯＴ）に対する制御システムアーキテクチュアは、比
較的単純な処理制御ループを用いて良好なＩＯＴデザイ
ンを提供する。黒のみのＩＯＴのマーキングエンジンル
ープのために開発された方法及び技術は成功したが、こ
れらは、カラーＩＯＴのマーキングエンジンによっては
効率的に使用されることができない。カラーＩＯＴは、
いくつかの異なる原色を用いて高品質の絵柄カラー画像
を生成することが要求される。カラーマーキングエンジ
ンのために必要とされる処理制御は、黒のみのマーキン
グエンジンのための処理制御に比べてかなり一層複雑で
あることが要求される。さらに、カラーＩＯＴの人気が
急速に高まっていることから、カラー品質、及びカラー
ＩＯＴのより安定した予測可能な出力に対する顧客の要
求がより一層大きくなっている。複数のパラメータの正
確な制御が、カラーＩＯＴを安定化するために必要とさ
れるので、利用可能な処理データが効率的に使用される
ことが必要とされる。カラーＩＯＴの制御は、複数の現
像サブシステムが、黒のみのＩＯＴにおいて使用される
唯一の現像サブシステムよりもカラー印刷処理において
使用されるという事実によって複雑化される。さらに、
タンデムエンジンが使用されている場合、四つの完全な
ゼログラフィック（電子写真）モジュールの制御が必要
とされる。

【０００３】従って、ＩＯＴ画質及び信頼性の向上に対
する一般的な要求と共にカラーＩＯＴの制御に付随する
従来の難点により、より複雑な制御システムと、この制
御システムに対するもっと包括的なデザインが必要とさ
れる。

【０００４】ディジタルレーザ印刷と再現（複製）動作
において、連続調画像は、プリンタにおけるレーザの限
界により同一に再現されることができない。受光体（例
えば、感光体）に連続調画像を書き込むためにＩＯＴの
能力を制限する二つの原因があるので、レーザは、連続
調画像を同一に整合することができない。制限の第１の
ソースは、レーザ電力（出力）の強度のどの値が所与の
時点で指定の位置において受光体を部分的に露光するた
めに使用されるべきかを確実に決定することにおける難
点である。受光体は、この問題を処理しにくくする、空
間的及び時間的に生じる非均一性を固有に備えている。
制限の第２の原因は、現像処理が、レーザがオン又はオ
フするように動作され且つドットが印刷されたり印刷さ
れなかったりするように制御された時は、より安定した
画質を生成することにある。これら二つの制限を克服す
るために、印刷又は再現される連続調画像は、ＩＯＴ
が、画像の連続及びグレートーン（階調）をできるだけ
正確に模倣するように変換されなければならない。これ
は、連続調画像と最も正確に整合するために中間調（ハ
ーフトーン）セルの各々のあるパーセンテージを埋め込
むことを含む公知の中間調処理によって行なわれる。連
続調画像を正確に再現するために使用される方法は、連
続調画像のトーン（印刷調子）再現カーブにできるだけ
近づけるようにて整合することにある。トーン再現カー
ブは、白（非被写域）から完全ソリッド（べた）エリア
カバレッジ（被写域）に及ぶ異なる中間調セル濃度を表
す一連の割り当てられた設定値（セットポイント）であ
る。このカーブにはハーフトーンセル濃度のある数のレ
ベルが割り当てられることができる。ＴＲＣの各レベル
又はポイントは異なる中間調セル濃度を表す。ＩＯＴが
印刷又は再現される連続調画像からデータを受け取る
時、これらのデータは、出力印刷の位置において所望さ
れる暗さ（黒み）と対応している。データは所望の暗さ
の近傍の濃度値に対応するＴＲＣ上の位置に割り当てら
れる。従って、レーザが黒又は白のいづれかの個々のド
ットを書き込んでいる間、色調階調の外観がある距離で
達成されるように、これらのドットの数及び配列が選択
される。印刷されることができるグレーの異なる階調又
は陰影の数が多ければ多いほど、プリンタ又は複写機
は、実際の連続調画像により近づいて模倣することがで
きる。

【０００５】高画質画像を達成するために、全体の印刷
又は複写処理の間、印刷又は複写される画像のトーン再
現カーブ（ＴＲＣ）は、ＩＯＴの制御システムによって
保持されなければならない。プリンタ又は複写機による
画像出力のＴＲＣは、湿度や温度などの環境的ファクタ
における変化と、受光体、レーザ、及び現像剤物質など
のゼログラフィックな要素における制御不可能な変化
と、を含むいくつかの変数によって影響される。これら
のファクタの全てがトーン再現カーブを変化させること
ができ、これによって出力画像の外観を変えることにな
る。従来の技術の制御システムは、トーン再現カーブに
影響を与える幾つかの特定のファクタを別々に制御する
ことよってトーン再現カーブにおける変動を補正するこ
とに集中していた。ほんの少しのファクタを別々に制御
することに伴う問題は、トーン再現カーブが複数のファ
クタを含む相互作用によって影響を受けることである。
トーン再現カーブにおける変化を補正するために一つの
ファクタを変えることによって、他のファクタがこのト
ーン再現カーブを変化させることになり、従って、所望
されるトーン再現カーブが正確に保持されなくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、ＩＯＴ性能（パフォーマンス）と信頼性の向上をも
たらし、且つＩＯＴデザインの大きなクラスに適用され
ることができるＩＯＴを制御する階層型制御システムア
ーキテクチュアと方法を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、ＩＯＴ性能と信頼性
を向上させると共に、アーキテクチュアのデザインとメ
ンテナンスの複雑性を最小限とするカラーＩＯＴのため
のシステムレベルアーキテクチュアを提供することにあ
る。

【０００８】本発明の他の目的は、カラーページを再現
するための安定且つ予測可能な手段を提供するため、印
刷又は複写された原稿のトーン再現を制御するための方
法を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、画質とＩＯＴの信頼
性の向上を結果的に生じる処理制御を提供するため、シ
ステムワイドビューを使用するシステムレベル階層型ア
ーキテクチュアを提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、上記の目的を達成す
ると共に、アーキテクチュアに容易に組み込まれるファ
ジー論理、センサーフュージョン、ニューラル（神経）
ネットワーク、人工知能、その他のような現代の意思決
定ツールを許容するシステムアーキテクチュアを提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】トーン再現カー
ブに影響を与える一つのパラメータの制御に関連する従
来の技術における問題を解決するため、本発明の方法及
び階層型アーキテクチュアは、システムワイド（広域）
ビューを取ると同時にＴＲＣに影響を与える複数のファ
クタを制御するコントローラを提供する。あるファクタ
がＴＲＣにおける変化を補正するために制御されている
場合、残りのファクタは、ＴＲＣが所定のトーン再現カ
ーブに正確に保持されていることを確実とするため、必
要であれば、モニタされ且つ調整される。

【００１２】上記のように、本発明のアーキテクチュア
のＩＯＴ制御戦略の主要目的は、ある指定されたトーン
再現カーブを保持することである。所望されるＴＲＣが
保持されている場合、ＩＯＴによって出力された画像は
所望されるカラーの安定度を表す。所望されるＴＲＣを
保持するため、特定ＩＯＴのマーキングエンジンを制御
するため、本発明のアーキテクチュアの階層型制御戦略
は、コントローラの三つのレベル、即ちレベル１、レベ
ル２、及びレベル３へ分割される。アーキテクチュアの
複雑性は、所望されるＴＲＣの制御の精度において関連
する削減を除く、実行経費を削減するため、レベルの数
又は各レベルにおけるコントローラの数を減少させるこ
とによって軽減され得る。

【００１３】三つのレベルにおけるコントローラの各々
は、センサー、コントローラアルゴリズム、及び感知さ
れたパラメータに応答してコントローラによって制御さ
れる処理を調整するアクチュエータを備える。制御スー
パーバイザ（監視プログラム）は、レベル１、２、及び
３のアルゴリズムの各々の振る舞い（挙動）をモニタし
且つ制御するために提供される。制御スーパーバイザ
は、ＩＯＴの信頼性と制御システムのロバストネス（堅
牢性）を高めるため、これらのレベル１、２、及び３の
アルゴリズムを調整するためにシステムワイドな知識を
使用する。制御スーパーバイザは、下記に詳細に記載さ
れている種々の他の重要な機能も実行する。

【００１４】レベル１コントローラは、レベル１サブシ
ステム毎に提供されたシングルセンサーからのデータ出
力を使用することによって局所的に画像を形成し、次い
でレベル１サブシステム毎にアクチュエータを直接的に
調整する個々の処理ステップ、を安定化させる。レベル
２コントローラは、中間処理出力の局所的制御よりも広
域的制御を提供する。レベル２コントローラは、制御さ
れる中間処理出力のセンサー読み取りに加えてレベル１
コントローラからの１セットのスカラ値を受け取る。レ
ベル２における起動は、レベル１コントローラのアルゴ
リズムパラメータ（通常はセットポイント）上で生じ
る。要するに、レベル２は、少なくとも一つのレベル１
コントローラに対して少なくとも一つのパラメータを変
更することによってセンサー出力に基づいて起動したり
又は調整したりする。レベル１及び２は、少数のディス
クリート（離散）ポイントにおいてＴＲＣの安定化を達
成するため、画像を出力することに含まれる物理的成分
及び処理を調整する。ＴＲＣ上のこれらのポイント間に
おいて、安定化は、システム全体の出力を測定し且つ入
力における画像の処理に対する変換（解釈）を調整する
レベル３コントローラによって達成される。

【００１５】制御スーパーバイザは、レベル１、２、及
び３コントローラの性能をモニタし、且つ印刷の品質に
影響を与える多くの変化条件に応答するため、レベル
１、２、及び３の各コントローラの個々及び相互に関係
した振る舞いを調整する。その最下位機能レベルにおい
て、制御スーパーバイザは、レベル２コントローラから
勧告された起動をアービトレート（調停）し、且つサブ
システムエンジニアリングの間に決定されたラチチュー
ド（許容範囲）によって命令された限界内にレベル１コ
ントローラに対するセットポイントを保持する。デザイ
ンパラメータは、現在動作状態の前後関係において解釈
される。一つのサブシステムにおける変更は残りのサブ
システムに影響を与えることができるので、制御スーパ
ーバイザは、ＴＲＣを正確に保持するため、各コントロ
ーラ及び他のファクタにより提供された情報に依存す
る。制御スーパーバイザは、コントローラ毎に有効デー
タが存在するか否かを決定するためにサブシステムコン
トローラエラーログをさらに読み取り、且つレベル１サ
ブシステムコントローラの間のコンフリクト（矛盾）を
解決するためにこの情報を使用する。制御スーパーバイ
ザは、所望されるＴＲＣが保持されることを確実とする
ため、種々のレベル１、２、及び３コントローラの起動
をスケジュール化することによりスケジューリング機能
も実行する。さらに、制御スーパーバイザは、レベル
１、２、及び３のコントローラの全ての起動のヒストリ
（履歴）を保持し、且つセットポイントが変わらない場
合はＴＲＣの安定性を高めるため、又はセットポイント
に対する調整が行なわれた時の応答時間を長くするた
め、種々のコントローラアルゴリズムを調整する。制御
スーパーバイザがシステムワイドビューを有するので、
条件の変更や他のサブシステムにおける変更によって影
響を受けた各サブシステムの動作をモニタし且つ調整す
ることができる。

【００１６】制御スーパーバイザは多数のより上位のレ
ベルの機能を実行することができる。制御スーパーバイ
ザは、ハードウェアの故障が生じたことをオペレータに
知らせるため、ＩＯＴシステムソフトウェアに対してエ
ラーのフラグを立てるため、個々のコントローラにより
識別されたエラーの認識を含む、いくつかの信頼性保証
機能を実行することができる。制御スーパーバイザは、
個々のＩＯＴサブシステムの進化の理解を深め、且つよ
り微妙なＩＯＴ故障モードを診断するため、セットポイ
ントに相対する個々のレベル１、２、及び３コントロー
ラ性能のヒストリも保持する。制御スーパーバイザは、
一つ又はそれより多くの処理制御システムの一定した故
障を検出し、且つそれに応答して、ファジー論理、ニュ
ーラルネットワーク、センサーフュージョン、遺伝的ア
ルゴリズム、その他のような現代の意思決定技術を用い
て、故障予測及び品位ある回復処理のようなより洗練さ
れた診断ツールを開始する。さらに、制御スーパーバイ
ザは、指定された制限内にシステム出力を保持し且つＩ
ＯＴサブシステムの寿命を助長するため、サブシステム
同士の間での適切なトレードオフ（交換）を決定するこ
とができる。

【００１７】本発明は、カラー複写機、カラープリン
タ、その他のようなＩＯＴの大きなクラスにおいて使用
可能である。本発明の方法及びアーキテクチュアは、そ
のアーキテクチュアが、あらゆる技術及びボリュームバ
ンドのＩＯＴへのアプリケーションを許容するスケーラ
ブル（縮小拡大可能）及びモジュラーデザインを有して
いるので、このような広範囲のＩＯＴにおいて使用され
ることができる。スケーラビリティ（縮小拡大の可能
性）は、ＩＯＴの性能が所望されるバジェットまで調整
されるのを許容する。モジュラー性は、アーキテクチュ
ア全体の個々のアルゴリズムが所望されるサブシステム
のセットへ調整されるのを許容する。アーキテクチュア
は、経費の制約を受け入れるために変形され（スケーラ
ビリティ（scalability ））、且つアーキテクチュアの
要素は、サブシステム技術の変更を受け入れるために他
の要素と交換され得る（モジュラリティ（modularit
y））。モジュラリティ及びスケーラビリティをアーキ
テクチュアへ取り込み、デザインすることによって、イ
ンターフェースの要求事項に合わせるアルゴリズムのラ
イブラリは、製品プログラムの変化するニーズに応答す
るため、プラグ及びプレイ型式において使用されること
ができる。要するに、種々のサブシステムコントローラ
に対する種々のソフトウェア及びハードウェアモジュー
ルは、特定のＩＯＴのマーキングエンジンの処理制御か
ら取り除くことができ、これにより新たなモジュールが
挿入されることができる。

【００１８】スケーラビリティとモジュラリティの目的
を達成するため、アーキテクチュアの要素又はサブシス
テムは、可能な限り他のシステムから独立するようにデ
ザインされ、良好に定義付けられた機能を達成し、アー
キテクチュアの残りのものとの特定のインターフェース
を有し、且つ制御スーパーバイザによるアルゴリズムの
制御を許容する。

【００１９】本発明の一つの態様は、複数のサブシステ
ムを有するシステムを制御するための制御アセンブリで
あって、システム出力に関連するデータを入力する手段
と、サブシステムを個別且つ直接制御するための複数の
第１の制御手段であって、前記各第１の制御手段が、サ
ブシステム性能データを感知するための第１の感知手段
と、サブシステム性能が前記性能パラメータと対応する
ように、サブシステム性能パラメータと前記感知された
サブシステム性能データに従ってサブシステム性能を調
整するための第１の起動手段と、を含む、前記複数の第
１の制御手段と、中間処理出力を制御し且つ調整するた
めの複数の第２の制御手段であって、前記第２の制御手
段の各々が、中間処理出力データを感知するための第２
の感知手段を含んでおり、且つ前記複数の第２の制御手
段の各々が、前記中間処理出力データからサブシステム
性能パラメータを発生するための発生手段と、前記中間
処理出力データ及び中間処理出力性能パラメータに基づ
いて前記サブシステム性能パラメータの内の少なくとも
一つを出力するための第１の出力手段と、を有する、前
記複数の第２の制御手段と、前記複数の第１の制御手段
と前記複数の第２の制御手段に結合されており、且つ前
記複数の第２の制御手段から少なくとも一つのサブシス
テム性能パラメータ出力を受け取る制御スーパーバイザ
であって、前記制御スーパーバイザが、サブシステム性
能パラメータのどの組合せが前記システム性能パラメー
タを正確に調整するかを決定するための決定手段と、前
記決定手段によって決定された前記サブシステム性能パ
ラメータを前記複数の第１の制御手段の内の少なくとも
一つに出力するための第２の出力手段と、を含む、前記
制御スーパーバイザと、を備える制御アセンブリであ
る。

【００２０】

【実施例】本発明の制御システムアーキテクチュアと共
に使用するのに好適なプリンタのタイプは、本明細書中
に参照することによって組み込まれる米国特許番号第
4,986,526号に記述されており、この出願は、カラー電
子複写印刷システムに係り、特に、シートに転写される
現像された複数の画像を有するように用いられるシート
の動きと、再循環パスにおいて移動するシートグリッパ
によりシートが受け取られるローディングゾーンで当該
複数の画像がほぼ同時に到着するようにシートグリッパ
の動きを較正する方法を記述している。本発明の制御シ
ステムアーキテクチュアを用いた同様の電子複写カラー
プリンタ１０は図１に示されている。制御システムアー
キテクチュアは、広範囲のＩＯＴ（画像出力ターミナ
ル）内で実行されることができ、且つ図１に示されてい
る特定の印刷システムに必ずしも限定されるものではな
い。

【００２１】電子複写プリンタは、一般的に電子写真印
刷機であるマーキングエンジンを使用する。電子写真印
刷機において、光導電性部材はその表面を高感度化する
ためにほぼ均一の電位に帯電される。照射された領域内
の帯電の消失を許容する光導電性部材の帯電された部分
が選択的に露光される。この露光は、再現される原稿内
に含まれている情報エリアに対応する光導電性部材上へ
静電潜像を記録する。静電潜像が光導電性部材へ記録さ
れた後、潜像はトナーを光導電性部材と接触させること
により現像される。これは、引き続いてコピーシートへ
転写される光導電性部材上へ現像されたトナー画像を形
成する。コピーシートは、所望される画像構成において
トナー画像を当該シートへパーマネント（永久）に定着
するために加熱される。

【００２２】図１において、印刷システムの動作の間、
マルチカラー（多色）原稿３８は、ラスタ入力スキャナ
（ＲＩＳ）１２上に配置される。ＲＩＳ１２は、原稿照
明ランプ、光学系、機械的走査ドライブ、及び電荷結合
素子（ＣＣＤアレイ）を含む。ＲＩＳ１２は、原稿全体
を捕捉し、それを一連のラスタ走査線へ変換し、且つ原
稿の各々において一組の原色濃度、赤と緑と青の濃度を
測定する。この情報は、画像処理システム（ＩＰＳ）１
４へ転送される。ＩＰＳ１４は、画像データフローをラ
スタ出力スキャナ（ＲＯＳ）１６に対して用意し且つ管
理する制御電子（エレクトロニクス）である。所望され
る画像に対応する信号は、ＩＰＳ１４から、出力コピー
画像を作成するＲＯＳ１６へ、転送される。ＲＯＳ１６
は、各ラインがインチ当たり特定数の画素を有している
一連の水平走査ライン内に画像をレイアウトする。ＲＯ
Ｓ１６は、回転ポリゴンミラーブロックを有するレーザ
を含む。ＲＯＳ１６は、一組の減法原色潜像を達成する
ためにプリンタ１０の帯電された光導電性表面を露光す
る。潜像画像は、シアン、マゼンタ、黄、黒の現像剤物
質を用いて現像される。これらの現像された画像は、コ
ピーシートへ転写され、次いで互いに見当合わせされて
重畳され、これによりコピーシート上にマルチカラー画
像を形成する。次いで、このマルチカラー画像はコピー
シートへ溶融（フューズ）され、カラーコピーを形成す
る。

【００２３】引き続いて図１に関して、プリンタ又はマ
ーキングエンジン１８は電子写真印刷機である。電子写
真印刷機は受光体又は光導電性ベルト２０を用いる。ベ
ルト２０は、移動の経路の周りに配置された種々の処理
ステーションを介してシーケンシャルに光導電性表面の
連続部分を前進させるため、矢印方向２２へ移動する。
ベルト２０は、転写ローラ２４及び２６、テンション
（張力）ローラ２８、及び駆動ローラ３０の周りに巻回
される。駆動ローラ３０は、ベルトドライブのような好
適な手段によって当該ローラに連結されたモータ３２に
よって回転される。駆動ローラ３０が回転すると、ベル
ト２０は矢印２２の方向へ前進する。

【００２４】最初に、光導電性ベルト２０の一部は帯電
ステーション３４を通過する。帯電ステーション３４に
おいて、コロナ発生装置又はスロコトロンは、光導電性
ベルト２０を、比較的高いほぼ均一の電位へ帯電する。

【００２５】次に、ベルト２０の帯電された光導電性表
面は露光ステーション３６へ移動される。露光ステーシ
ョン３６は、ＲＩＳ１２上に配置されたマルチカラー原
稿３８を有する当該ＲＩＳ１２から画像情報を受け取
る。ＲＩＳ１２は、原稿３８から画像全体を捕捉し、次
いでそれを、ＩＰＳ１４への電気的信号として転送され
る一連続のラスタ走査ラインへ、変換する。ＲＩＳ１２
からの電気的信号は、原稿内の各ポイントにおいて赤、
緑、及び青の濃度に対応している。ＩＰＳ１４は、赤、
緑、及び青の濃度信号のセット、即ち原稿３８の原色濃
度に対応する信号のセットを、一セットの比色座標へ変
換する。ＩＰＳ１４は、所望される画像に対応する信号
をＲＯＳ１６へ伝送する。ＲＯＳ１６は、回転ポリゴン
ミラーブロックを有するレーザを含む。好ましくは９個
ファセット（小面）のポリゴンが使用される。ＲＯＳ１
６は、１インチ当たり４００画素の割合で光導電性ベル
ト２０の帯電部分を照射する光線を放つ。ＲＯＳ１６は
光導電性ベルトを露光して四つの静電潜像を記録する。
一つの潜像はシアン現像剤物質を有する現像剤へ用いら
れる。他の一つ（第２）の潜像はマゼンタ現像剤物質に
よって現像されるように用いられ、第３の潜像は黄の現
像剤物質によって現像されるように用いられ、且つ第４
の潜像は黒の現像剤物質によって現像されるように用い
られる。潜像は、ＩＰＳ１４からの信号に対応する光導
電性ベルト上へＲＯＳ１６によって形成される。

【００２６】静電潜像が光導電性ベルト２０へ記録され
た後、ベルト２０は当該ベルト上の静電潜像を現像ステ
ーション３７へ前進させる。現像ステーションは、従来
のように、適切なカラーのトナー粒子を用いて静電潜像
を現像する四つの個々の現像剤ユニット４０、４２、４
４、及び４６を含む。

【００２７】現像後、トナーは、トナー画像が普通紙の
ような支持材料５２のシートへ転写される転写ステーシ
ョン４８へ移動される。転写ステーション４８におい
て、シートコンベア５０を備えるシート搬送装置はシー
トを移動させて光導電性ベルト２０へ接触させる。転写
ステーション４８において、スコロトロン６６は、光導
電性ベルト２０からトナー画像を引き寄せるためにこの
シートを適切な大きさ及び極性に帯電するためにシート
の裏側にイオンを噴霧する。このように、四つのカラー
トナー画像は互いに重畳され見当合わせされてシートへ
転写される。シートは、シートコンベアー５０の周りに
４回送られた後で当該シートは解放され、次いでフュー
ザロール５８と圧力ロール６０の間を通るように矢印方
向５６にシートトランスポート５４へ送られ、次いでシ
ート受けトレイ６２へ堆積される。

【００２８】図２に一般的に示されている階層型処理制
御アーキテクチュア１１０は、図１に示されているプリ
ンタ１０のようなプリンタにおいて実行されることがで
きる。階層型処理制御アーキテクチュア１１０は、図１
に示されているようなマーキングエンジン１８内の処理
制御１１において実行される。処理制御１１内のアーキ
テクチュア１１０は、プリンタ１０によって出力された
画質を制御するためにＩＰＳ１４及びＲＯＳ１６と通信
する。

【００２９】アーキテクチュア１１０の主な目的は、所
望されるＴＲＣを保持することによって所望されるＩＯ
Ｔ（画像出力ターミナル）画質を維持することにある。
複写又は印刷される画像入力は特定のＴＲＣを有する。
所望される画像を出力するＩＯＴは固有ＴＲＣを有して
いる。ＩＯＴが制御されずに動作するのが可能とされる
場合、ＩＯＴによって出力される画像のＴＲＣは、画像
のカラー解釈に誤差を生じる。従って、ＩＯＴはその固
有ＴＲＣが入力画像のＴＲＣと整合するように制御され
なければならない。

【００３０】ＩＯＴの固有のＴＲＣは、湿度又は温度、
及び電子写真材料の使用経年、即ち現像剤、受光体、そ
の他が新しくなってから行なわれた印刷回数のような制
御不可能な変数における変更によって変化し得る。図２
に示されているように、種々の変更を受け入れ且つ補正
するため、アーキテクチュア１１０は、ＩＯＴマーキン
グエンジンのシステムワイドビューを取り入れ、且つＩ
ＯＴの種々の物理的サブシステム１１３とサブシステム
１１３同士の間の相互関係の両方を制御する。

【００３１】図２に示されているように、アーキテクチ
ュア１１０は、三つのレベル、即ちレベル１、レベル
２、及びレベル３へ分割され得る。アーキテクチュア１
１０は、種々のレベルのコントローラ同士の間の相互作
用を制御するための制御スーパーバイザ（システム）１
１２を有する。レベル１は、サブシステム１１３毎にコ
ントローラ１１４を含む。レベル２は、レベル１コント
ローラ１１４と協働する少なくとも二つのコントローラ
を含む。レベル３は、少なくとも一つのコントローラ１
１６を含む。コントローラの各々は機能し、且つ制御ス
ーパーバイザ１１２内に提供されている特定のインター
フェースを介して他のコントローラと通信する。各コン
トローラは、センサー入力と、起動出力と、制御スーパ
ーバイザ１１２によって制御されることができるいくつ
かの特性を持つアルゴリズムとを有する。コントローラ
毎にセンサー読み取りが、所望されるＴＲＣが保持され
ることを確実とするため、特定サブシステムを調整する
特定起動を決定するアルゴリズムヘ入力される。

【００３２】レベル１コントローラ１１４は、レベル２
アルゴリズムによって必要とされるサブシステム１１３
の短期安定性を可能とするため、サブシステム１１３毎
にスカラセットポイントを保持することが必要とされ
る。各サブシステム１１３は、その特定サブシステムの
特定パラメータ又は性能セットポイントを直接制御する
分離コントローラを有する。レベル１コントローラ１１
４には、図２に示されているコントローラ１１４を描画
する直接制御ループによって示されているように、サブ
システム性能パラメータを局所的に感知する種々の情報
センサーにより情報が送られる。感知されたパラメータ
は、種々のＩＯＴサブシステム１１３を制御するために
起動制御パラメータが出力される単一処理ステップ又は
アルゴリズムを介して送られる。

【００３３】二つの分離アルゴリズムはレベル１コント
ローラ１１４毎に提供され得る。一つのアルゴリズム
は、レベル１サブシステムセットポイントが、レベル２
コントローラ１１５によって必要とされる急速な安定化
を可能とするために変更される時、迅速な応答時間を提
供する。第２のアルゴリズムは、セットポイントが変更
されない通常のサブシステム動作の間、ノイズの免疫を
提供する。

【００３４】レベル２コントローラ１１５は、レベル１
コントローラ１１３が実行するように局所的に動作する
よりもむしろ広域的に動作する。レベル２コントローラ
１１５は中間処理出力を制御する。レベル２コントロー
ラ１１５のアルゴリズムへの入力は、温度、湿度、現像
剤使用経年、及びレベル２コントローラ１１５に影響を
与える、他のファクタを含むスカラ量の組成セットから
なる。広域的制御構成の二つの例は図２に示されている
が、広域的に動作するあらゆる好適な構成も使用され得
る。

【００３５】レベル２コントローラ１１５は、プリンタ
１０における情報処理システム又は複写機若しくはユー
ザインターフェースにおけるスキャナのいづれかから入
力データを受け取る。入力データは、カストマ（顧客）
が出力しようと望むものをレベル２コントローラ１１５
へ伝える。カストマによって所望される画像出力が、入
力される画像と必ずしも正確には同じではないかもしれ
ないことに注目するのは重要である。即ち、カストマ
は、画像の外観をカスタマイズ（個別化）又は変更した
いこともある。

【００３６】レベル２コントローラ１１５へ入力された
データは、画像出力ターミナル（ＩＯＴ）によって出力
されるべき所望される画像の画素当たり複数のビットを
備えている。入力データが転送された通りに正確に再現
（再生）されると仮定される。即ち、入力画像の比色座
標は、ＩＯＴによって出力された画像の対応している領
域内で測定された比色座標と整合しなければならない。
本発明のアーキテクチュアが、この比色座標整合機能を
達成するためには、特定ＩＯＴ内固有のＴＲＣが決定さ
れなければならない。特定ＩＯＴのＴＲＣは、受光体に
配置されたテストパッチをビューイング（観察）する光
学センサによって感知される。特定ＩＯＴの固有ＴＲＣ
が一旦決定されると、レベル２コントローラ１１５は、
入力画像データのＴＲＣと整合させる（突き合わせる）
ため、固有ＴＲＣ上のディスクリート（離散的）ポイン
トを制御する。即ち、トーン再現カーブは、ＩＯＴが、
カストマによって所望される画像に対応する画像を出力
するのを可能とする。レベル２コントローラ１１５は、
固有ＩＯＴトーン再現カーブに対応する種々のディスク
リートなセットポイントを感知し且つ導出することによ
ってこれを実行する。レベル２コントローラ１１５は、
所望されるＴＲＣにおいて対応するセットポイントに対
するトーン再現カーブのセットポイントの性能を感知す
る。レベル２コントローラ１１５は、レベル１サブシス
テム性能パラメータ勧告を制御スーパーバイザ１１２へ
送る。以下に説明されるように、制御スーパーバイザ１
１２はこれらのパラメータ勧告を受け入れるか又は調整
し、次いでレベル１サブシステム１１３の性能を変更す
るため、レベル１サブシステムアクチュエータへこれら
のパラメータ勧告を送る。制御された量だけレベル１サ
ブシステム性能を変更することによって、レベル２セッ
トポイントは、トーン再現カーブの所望される位置にお
いて保持される。

【００３７】固有ＴＲＣを感知し且つ作成するため、レ
ベル２コントローラ１１５は入力データストリームから
最も暗い又は最も濃いビットを選択し、且つこの濃度を
トーン再現カーブの最高セットポイントに対応する値へ
割り当てる。レベル２コントローラ１１５は、ある濃度
レベル、例えば５０％を選択し、且つこのビットをトー
ン再現カーブ上の他のセットポイントに対応する他の一
つの濃度値へ割り当てる。トーン再現カーブ上の最低セ
ットポイントは常にゼロであり、画像入力の背景又は白
色エリアに対応している。レベル２コントローラ１１５
は、入力画像の白色エリア又はゼロ濃度領域を設定し、
且つ定数値Ｖ_clean を保持することによってこの背景エ
リアを保持する。即ち、レベル２コントローラ１１５
は、画像出力処理を制御するために使用されるトーン再
現カーブ上で少なくとも三つのポイントをセットアップ
する。

【００３８】レベル２コントローラ１１５は、入力画像
のトーン再現カーブ上のレベル２コントローラ１１５に
よってセットアップされたいくつかのディスクリートポ
イントに対応するＩＯＴの性能を感知する。従って、レ
ベル２コントローラは、どの濃度レベルが出力されたか
及びどの濃度レベルが入力されたかを感知し、次いでこ
れらの二つの濃度レベルを比較する。固有ＴＲＣのセッ
トポイントが移動するか又は入力濃度レベルと異なって
いる場合、コントローラ１１５はこの差を補正するため
にレベル１パラメータ勧告を送る。レベル２コントロー
ラは、トーン再現カーブ上でこれらのポイントを制御す
るため、いくつかのディスクリートポイントの出力を連
続的にチェックする。

【００３９】レベル２コントローラが、ＴＲＣのソリッ
ドエリア及び中間調エリア又は上部領域及び中間領域を
制御し、且つＶ_clean がＴＲＣの下端を保持している
間、トーン再現カーブに沿った他のセットポイントは、
所望されるカラー安定性を有する画像を生成するために
セットアップされると共に制御されなければならない。
これらの他の領域は、他のエリアと同様に、出力濃度値
における変化を経験するハイライト及びシャドウ領域と
して知られている。レベル３コントローラ１１６は、ハ
イライトとシャドウ領域の出力を制御するためにセット
ポイントを提供し、次いで高品質の画像出力を生成する
ためにこれらのセットポイントを制御する。レベル３コ
ントローラ１１６は、ハイライト（強調）及びシャドウ
（陰影）領域セットポイントに対応する画像出力ターミ
ナルの性能を感知し、且つこの性能データを入力データ
と比較する。従って、レベル３コントローラ１１６は、
ＲＩＳ１２による入力画像の解釈（変換）の仕方を変更
することによって出力性能データと入力データの間のあ
らゆる差分を補正する。

【００４０】図３に示されている好ましい実施例におい
て、制御されるレベル１サブシステムは、帯電サブシス
テム１１８、露光サブシステム１２０、現像サブシステ
ム１２２、及びフューザサブシステム１２６を含む。さ
らに、プリンタ又は複写機のあらゆる他の物理的サブシ
ステムも容易に制御され且つ本発明のアーキテクチュア
内に含まれることができる。レベル１サブシステムコン
トローラは、以下のコントローラ、例えば、帯電コント
ローラ、レーザ出力コントローラ、トナー濃度コントロ
ーラ、転写効率コントローラ、フューザ温度コントロー
ラ、クリーニングコントローラ、デカーラ（de-curler
（カール除去装置））コントローラ、及び溶融ストリッ
パコントローラの内のいづれか又は全てを含むこともあ
る。本明細書中に記述されていないＩＯＴの種々の物理
的サブシステムを制御する他のＩＯＴコントローラは、
これらのコントローラが、図２に示されているように制
御スーパーバイザ１１２によって制御されることができ
且つプラグに差し込まれ、且つ上記のように動作するこ
とができるようにコントローラを単純にデザインするこ
とにより本発明において使用されることができる。

【００４１】図３並びに図４及び図５に示されている本
発明の好ましい実施例において、レベル１コントローラ
は、帯電コントローラ１３０、レーザ電力コントローラ
１３２、トナー濃度コントローラ１３４、及びフューザ
温度コントローラ１３８を含む。

【００４２】帯電コントローラ１３０は、所望されるＴ
ＲＣに対応するあるセットポイントを保持することによ
り受光体２０をある帯電レベルに保持する。受光体の種
々の物理的特性のために受光体上の電荷を制御すること
は従来的には困難であった。受光体の電気的特性は、物
理的特性及び短期及び長期の性能ヒストリによって支配
される。受光体の帯電率は良好にモデリングされ、且つ
制御システムに容易に組み込まれることができる。しか
しながら、リアルタイムフィードバックは、正確さと安
定性において印刷の品質を保持するために電荷における
変化を補正することが必要とされる。

【００４３】通常の帯電処理において、電荷はスコロト
ロン３４によって生成され、且つ受光体２０上に蓄積さ
れる。帯電コントローラ１３０は、露光前に現像剤ユニ
ット４０、４２、４４、及び４６において受光体２０に
蓄積された電荷を測定するために静電電圧計１３１（Ｅ
ＳＶ）の形態のセンサーを含むパッチベースのコントロ
ーラである。ＥＳＶ１３１は、原稿間ゾーン（ＩＤＺ）
パッチ又は二つの連続原稿の間に配置されたパッチ上の
受光体電圧の静電読み取りを行なう。しかしながら、Ｅ
ＳＶ１３１は、現像剤ユニット４０、４２、４４、及び
４６のハウジングの存在によってこれらの位置における
電圧を測定することができない。光導電体２０に沿った
ハウジング位置における電圧の補間及び投影は、ハウジ
ング位置から離れて実行されるセンサー読み取りから行
なわれなければならない。ＥＳＶ１３１によって測定さ
れたＶ_hiと呼ばれる受光体２０上のハウジング位置にお
ける電荷に対して感知された値は、スコロトロン格子電
位電荷を用いて起動する帯電コントローラアルゴリズム
へ入力される。即ち、あるハウジング領域において、検
出されたＶ_hiが低過ぎる場合、コントローラ１３０にお
けるアルゴリズムはスコロトロンにおける電荷を上げた
り又は下げたりすることによってＶ_hiを調整し、これに
より受光体上の電荷を上げたり又は下げたりすることが
できる。Ｖ_hiに対する所定のセットポイントを保持する
ことによって、所望されるＴＲＣが保持されることがで
きる。

【００４４】レーザ出力コントローラ１３２は、受光体
２０を露光したり又は放電したりするために使用される
レーザ電力の量を制御する。レーザ電力コントローラ１
３２は、露光後、受光体２０のＩＤＺ（原稿間ゾーン）
パッチ内の放電電位を感知するために静電電力計（ＥＳ
Ｖ）１３３を使用する。即ち、ＥＳＶ１３３は、露光さ
れた後、受光体２０の電圧レベルＶ_low を検出する。レ
ーザ電力コントローラ１３２は、ＤＲ＝（Ｖ_low −Ｖ
_res ）／（Ｖ_hi−Ｖ_res ）の関係式によって放電比率Ｄ
Ｒを制御することを求める。この式において、Ｖ
_res は、露光された電圧が露光電力の増大によってもこ
れ以上は放電しなくなるまで、レーザ電力露光を実践す
ることによって測定されるベースライン電圧に等しい。
放電比率は、現像電位Ｖ_dev 及びクリーニングフィール
ドＶ_clean がどのようにＰＩＤＣ（光誘導放電カーブ）
上に位置付けられるかを表している。ここで、Ｖ_clean
は、ハウジングバイアス電圧と、露光によって放電され
たエリアの電圧との差に等しいクリーニングフィールド
である。露光後、受光体上に残された帯電のレベルが変
化するにつれて、適切な放電レベルを達成するためにレ
ーザ電力の振幅を変えることが必要とされる。受光体に
残された電荷が低過ぎる場合、レーザ電力出力は減少す
るが、一方、電荷が高過ぎる場合、レーザ電力出力は増
大する。

【００４５】レーザ電力コントローラ１３２は、セット
アップルーチン及びランタイム（実行時間）アルゴリズ
ムを含む。セットアップ手順は、レーザ電力設定の関数
として受光体上の初期電荷Ｖ_hiと露光電圧Ｖ_exの間の関
係式を決定し、次いでこれらの関係式をグラフ上のカー
ブ（曲線）として格納する。これらのカーブは、要求さ
れたレーザ電力の初期推定を可能とする。レーザ電力コ
ントローラ１３２は、帯電レベルＶ_hiと放電比率ＤＲを
引き数として取り、セットアップデータから適切な放電
レベルを計算し、受光体２０上の露光電圧Ｖ_low を測定
し、且つ受光体の特性を変えるために変換するためにレ
ーザ電力を調整する、フィードバックコントローラであ
る。

【００４６】トナー濃度コントローラ１３４は、所望さ
れるＴＲＣに対応するセットポイントトナー濃度を保持
するため、現像剤ユニット４０、４２、４４、及び４６
のハウジングにおいてトナー濃度の量を調整するため、
フィードバック（後退）制御ループ１３４ａとフィード
フォワード（前進）制御ループ１３４ｂの両方を使用す
る。現像剤ハウジングにおける電荷の量は、搬送体（キ
ャリア）対トナーの重量パーセント比の関数である。ト
ナー濃度コントローラ１３４のフィードバック制御ルー
プ１３４ａは、トナーハウジング内のキャリア対トナー
のパッキングフラクションを感知する磁気伝導性センサ
ー１３５を有しており、これによりトナー濃度を感知す
る。トナーの感知されたパラメータの量はトナー濃度コ
ントローラ１３４へ入力され、且つこのコントローラ１
３４は、所望されるトナー濃度セットポイントを達成す
るため、現像剤ユニット４０、４２、４４、及び４６の
ハウジングへトナーの正確な量を追加するためにある一
定回数回転するようにトナー供給ハウジング内でオーガ
ーの形態のトナーディスペンサー１３７を起動させる。

【００４７】トナー濃度コントローラ１３４のフィード
フォワード制御ループ１３４ｂは、現像剤ハウジング内
のトナー粒子の必要量を事前に分配するため、トナー粒
子に対するデマンドにおいて起ころうとしている増大を
予測するため、画素を使用する。フィードフォワード制
御ループ１３４ｂは、より多くのトナーを要求する信号
を送る時と、トナー供給においてオーガーがトナーを現
像剤ユニットへ実際に分配する時に、固有の遅延のため
に必要とされる。画素のカウントは、ハードウェアハー
フトナー１５５とＲＯＳインターフェース１７を介して
ＩＰＳ１４から画像データを受け取るＲＯＳ１６によっ
て一般的に行なわれる。ＲＯＳ１６は、通常は、セット
数の画素が受光体２０に書き込まれる時、出力がオン又
はオフの切り換えを行なう（トグルする）一連の除算子
を有する。トナー濃度コントローラ１３４は、順次これ
らの遷移及びトナーの量をモニタする。トナー濃度コン
トローラ１３４は、カウントされた画素とトナー消費の
線形関係に従って現像剤ハウジングへある量のトナーを
分配する。

【００４８】トナー濃度コントローラ１３４のフィード
バック１３４ａとフィードフォワード１３４ｂのアルゴ
リズムの結果的に生じる動作は付加的である。即ち、ア
ルゴリズムは協働する。例えば、フィードフォワードア
ルゴリズム１３４ｂへ送られた画素データが何らかの理
由により不正確である場合、即ちトナーが増加すること
になっているが増加していない場合、フィードバックア
ルゴリズム１３４ａはトナーの量を検出することによっ
てこのことを検出し、且つより多くのトナーを分配する
ため、オーガーを起動させることによりこのエラーを補
正する。

【００４９】フューザ温度コントローラ１３８は、内部
コントローラを用いてフューザ温度を制御する。温度セ
ンサー１３６は、加熱ロール温度を感知し、且つセット
ポイント温度を保持するため、加熱ランプ１３９のデュ
ーティサイクルを調整するために加熱フロー方程式を有
するフューザコントローラアルゴリズムを使用する。

【００５０】レベル１コントローラは、レベル２コント
ローラによって要求される安定性を確実とするため、Ｉ
ＯＴの物理的サブシステムを直接調整する。図３並びに
図４及び図５に示されている好ましい実施例は、トーン
再現カーブにおいて、ソリッドエリアと中間調エリアの
それぞれの現像を制御するソリッドエリアコントローラ
１４０と中間調コントローラ１４２とを含む。背景エリ
アは、Ｖ_clean に対する定数値を保持することによって
制御されるか、又は以下に説明されるように制御される
ことができる。

【００５１】上記に説明されているように、ソリッドエ
リアセットポイントと中間調セットポイントが入力画素
データから選択され、且つＩＯＴトーン再現カーブ上に
セットポイントとしてセットされる。ソリッドエリアコ
ントローラ１４０と中間調エリアコントローラ１４２
は、入力画像のＴＲＣに対応するＴＲＣ上の所望される
位置にこれらのセットポイントが残留することを確実と
するため、これらのセットポイントの性能をモニタす
る。出力画像に対応するトーン再現カーブのソリッドエ
リアセットポイントと中間調エリアセットポイントの各
々の性能の精度は、温度や湿度だけでなく現像剤の経年
数や、受光体２０上の電荷の量及びレーザ電力における
制御不可能な変化によって影響される。しかしながら、
これらの変数は異なる方法で異なるエリアに影響を与え
る。レベル１コントローラ１１３がレベル１の種々の物
理的サブシステムを安定化するので、静電変化、露光さ
れた電圧、クリーニングフィールド、及びトナー濃度
は、レベル１アルゴリズムによって、所望されるセット
ポイントに保持される。さらに、レベル２の制御された
パラメータにおける変化はレベル１サブシステムにおけ
る変化よりゆっくりと生じる。レベル２における変化
は、レベル１コントローラアルゴリズムのセットポイン
トを変えることによって補償される。要するに、レベル
２コントローラ１１５は、レベル２の制御されたパラメ
ータにおける変化についての情報を感知し、且つレベル
１サブシステムの処理を直接制御するよりもむしろ、制
御スーパーバイザ１１２を介してレベル１コントローラ
の制御アルゴリズムへパラメータ勧告を出力する。

【００５２】レベル１コントローラは一つのスカラ量の
形態においてセンサーによって出力されたデータを有す
るが、レベル２データは、互いに直接関連し合わない多
数の異なる条件を定義付ける復号スカラのグループから
なる。レベル２コントローラ１１５の主要目的は、レベ
ル２セットポイントがＴＲＣ上のそれらの所望されたポ
イントに保持されることを確実とすることである。ソリ
ッドエリアセットポイントは、ＴＲＣ上の１００％濃度
レベル即ち最高のグレートーン値にあるようにセットさ
れ、且つ図６に示されているように、ＴＲＣの上端Ｄ
_MAX を制御するために使用される。中間調セットポイン
トは、Ｄ_MAX 乃至０（背景エリア）までのあるポイント
を取るように選択される。好ましい実施例の中間調セッ
トポイントは５０％の濃度にあるように選択された。或
いは、ハイライト中間調コントローラは、０に近いＴＲ
Ｃの下端においてＴＲＣを制御するため、他の値、即ち
１０％濃度にセットされるセットポイントを備えること
ができる。背景エリアは、Ｖ _clean を制御することによ
って制御されることができる。

【００５３】ソリッドエリアコントローラ１４０は、図
６に示されているように、Ｄ_MAX 近くの高濃度領域にお
けるソリッドエリアセットポイントの位置を制御する。
ソリッドエリアコントローラ１４０は、受光体２０上の
トナーの拡散反射を検出するため、光学センサー１４１
を使用するパッチベースコントローラである。パッチベ
ースのコントローラは、ソリッドエリアパッチ濃度を決
定し且つＴＲＣ上のセットポイントの位置に対応する所
定のパッチ濃度を保持するため、カスタマ原稿同士の間
のＩＤＺ内の受光体上の一つの１平方インチ（２．５４
ｃｍ² ）のパッチエリア１４３を検索する。光学センサ
ー１４１が適切に較正された場合、現像された量／エリ
ア（ＤＭＡ）が決定されることができる。このＤＭＡは
このシステムの中間出力であり、従って読み取りにおけ
る変化はいくつかのソースへと追跡されることができ
る。

【００５４】ソリッドエリアコントローラ１４０の目的
は、トーン再現カーブにおけるソリッドエリアセットポ
イントの位置を保持するために一定値にＤＭＡを保持す
ることにある。さらに、ある値にＤＭＡを制御すること
によって、トナー粒子の積み重ね（パイル）高さが制御
される。ソリッドエリアコントローラ１４０が、現像さ
れた量／エリアが適切な値に保持されないことを検出し
た場合、ソリッドエリアコントローラ１４０は、値にお
いてこの差分を感知し、且つ勧告されたレベル１サブシ
ステム性能パラメータを制御スーパーバイザ１１２へ出
力する。

【００５５】ＤＭＡ値における変化が感知された時、ソ
リッドエリアコントローラ１４０は現像フィールド（Ｖ
_dev ＝Ｖ_low −Ｖ_bias）において適切な変化を決定し、
且つ現像電圧に対するこの勧告パラメータを制御スーパ
ーバイザ１１２へ送る。制御スーパーバイザは、この勧
告されたパラメータ又は調整されたパラメータを、帯電
コントローラ（サブシステム）１１８におけるＶ_hiアル
ゴリズムへ送る。帯電コントローラ１１８は、次いで、
そのアクチュエータであるスコロトロン３４へ信号を送
り、且つ制御スーパーバイザ１１２によって送られた新
たなパラメータを達成するために受光体２０上の電荷
（帯電）量を調整する。受光体２０上の調整された電荷
量は、従って、受光体２０上の積み重ね高さを制御す
る。新たな現像電圧パラメータが帯電サブシステム１１
８により到達した時、ＤＭＡ値は所望される値へ戻さ
れ、且つソリッドエリアセットポイントはトーン再現カ
ーブにおける適切な位置において保持される。

【００５６】ＤＭＡ値における変化は、他のレベル１サ
ブシステムに対する新たなレベル１サブシステムパラメ
ータ勧告を送ることによって調整されることができる。

【００５７】中間調コントローラ１４２は、背景エリア
（図６に示されているようにＴＲＣにおいて０濃度）と
ＴＲＣのソリッドエリア限界との間に配置されたポイン
トを制御する。ＴＲＣに沿ったこのポイントの特定の配
置は、実行の要求に従って選択されることができる。好
ましい実施例において、５０％の濃度レベルは、アクチ
ュエータの変化に対して最大の感度を生成するために決
定された。

【００５８】中間調コントローラ１４２は、図６に示さ
れているように、ＴＲＣの中間調（mid-tone）領域内の
変化を制御する。中間調コントローラ１４２は、ソリッ
ドエリアコントローラ１４０が作用するのと同じように
作用する。中間調コントローラ１４２によって制御され
る量は、Ｖ_low 、Ｖ_hi、及びＶ_res に依存する放電比率
である。中間調現像がトナー積み重ね（パイル）高さと
ドット利得との両方の関数であるので、ソリッドエリア
コントローラ１４０が、積み重ね高さを安定化させるた
めにそのセットポイントへ変換した直後、中間調コント
ローラ１４２を起動することは有用である。このスケジ
ューリング機能は、後に記述されるように、制御スーパ
ーバイザ１１２によって実行されることができる。ソリ
ッドエリアコントローラ１４０と同様に、中間調コント
ローラ１４２は、１平方インチの中間調パッチエリア１
４５に検索することによって中間調エリア内で現像され
たトナーの量を感知するため、適切に較正された受光体
１４４を使用する。所定の中間調ＤＭＡからの変化が感
知された時、中間調コントローラ１４２は、ＤＲに対す
る正確な値を決定し、次いでこの勧告された値をＤＲに
対する正確な値を得るため、Ｖ_low 、Ｖ_hi、及びＶ_bias
（電源）がどのように変化されるべきかを決定する制御
スーパバイザ１１２へ送る。Ｖ_hi、Ｖ_low 、及びＶ_bias
に対するこれらの新たな値は、制御スーパーバイザ１１
２によってレベル１コントローラへ送られる新たなパラ
メータである。これらの新たなパラメータがレベル１コ
ントローラ１１４によって達成された時、中間調ＤＭＡ
は所望される値へ戻され、且つ中間調エリアセットポイ
ントがトーン再現カーブ上のその所望位置に戻される。

【００５９】図６におけるＴＲＣの０端部に配置されて
いるトーン再現カーブの背景領域は、Ｖ_clean に対する
ある値を保持することによって保持されることができ
る。通常の動作において、Ｖ_clean は一定値にセットさ
れる。要するに、Ｖ_clean に対するセットポイントは、
トナーが用紙へ付着されないようにトナーを用紙から離
すように移動させる受光体上のフィールド（電界）を生
成する電圧の特定レベルへセットされる。これによっ
て、Ｖ_clean は、トナーが現像剤ユニットの方へバイア
スされるが、用紙へ向けてはバイアスされないように、
選択されなければならない。或いは、Ｖ_clean は、帯電
コントローラ１３０又はレーザ出力コントローラ１３２
のいづれかを制御することによって制御されることがで
きる。

【００６０】これによって、レベル２コントローラ１１
５は、所望されるトーン再現カーブ上に三つのセットポ
イントを設定し、且つ出力画像が入力データの形態にお
いてカスタマによって要求された出力画像であることを
確実とするためにこれらのセットポイントの位置を制御
する。

【００６１】レベル２コントローラ１１５が所望される
ＴＲＣにおいて三つのポイントを設定し且つ制御する
間、ＴＲＣ上の残りのポイントは、所望されるＴＲＣが
出力画像内に生成されることを確実とするために設定さ
れ且つ制御されなければならない。これによって、レベ
ル３画像形成コントローラ１５０は、出力画像の比色測
定を行ない、且つ入力データから決定された所望される
ＴＲＣに対してＩＯＴの実際のＴＲＣを較正するため、
これらの値を使用するように提供される。ＴＲＣの全て
のセットポイントが一旦決定されると、コントローラ１
５０は、出力画像のＴＲＣ上の全てのポイントが入力画
像のＴＲＣ上の対応ポイントを模倣することを確実とす
るためにこれらのレベル３のセットポイントを制御する
ことができる。

【００６２】較正は、比色計（測色計）１５１を有する
パッチベースコントローラと、異なる濃度のパッチを測
定するセンサーとを使用することによって行なわれるこ
とができる。比色計１５１は出力トレイ内に配置されて
おり且つ出力画像へ実際に出力された濃度を測定する。
画像形成コントローラ１５０は、カスタマによて入力さ
れた濃度レベルを、比色計１５１によって検出された濃
度レベルと比較する。画像形成コントローラ１５０は、
濃度パッチ毎にこの比較を行ない、且つ濃度パッチ毎に
トーン再現カーブ上にセットポイントを割り当てる。画
像形成コントローラ１５０が所望された濃度値と出力濃
度値における差分を検出する場合、この差分が、連続調
画像入力データを中間調出力データへ変換するためのル
ックアップテーブルを有するハードウェアハーフトナー
（halftoner ）１５５へ送られる。出力画像が所望され
るＴＲＣから変化する場合、画像形成コントローラ１５
０は、所望されるＴＲＣが保持されるように、複写され
る画像のＩＯＴによる変換のされ方を変える。画像形成
コントローラ１５０はエラーを感知し且つエラーを補正
するためにこのエラーの逆数を用いる。例えば、所望さ
れる入力濃度ドット値が３９％であるが、実際に出力さ
れた画像のドット値が３７％である場合、−２％のエラ
ーが結果的に生じる。画像形成コントローラ１５０は、
実際の出力濃度が３９％となるように、２％加えること
によって３９％ドットがＲＩＳによって変換される方法
を変える。従って、画像形成コントローラ１５０は、＋
２の逆数のエラー補正を、ＲＯＳインターフェース１７
を介してＲＯＳ１６へ供給されたデータへ適用する。こ
れによって、画像形成コントローラ１５０は、この調整
をＴＲＣ上の全てのポイントに対して実行する。リアル
タイムにおける画像の変換（解釈）を変えることによっ
て、トーン再現カーブの制御が可能である。

【００６３】比色計を使用すること以外には代用の測定
装置を使用することもある。レベル２コントローラにお
いて使用されるセンサーのような光学センサー１５２が
適切に較正された場合、受光体２０上のハイライト及び
シャドウ（陰影）パッチ１５３の光学測定は、用紙比色
の代替として使用されることができる。（三つの原色を
混合して）処理グレーパッチを印刷するための能力であ
るグレーバランスは、処理のカラー品質を制御するため
の重要な開始点である。画像形成コントローラ１５０の
較正はここに焦点を合わせる。各トナー分離の等価中性
濃度（ＥＮＤ）は処理グレーレベル毎に決定される。分
離に対するＥＮＤは、これらが混合された時、結果的に
中性グレーを生じる各分離の中間調濃度の量を測定す
る。これらの測定は用紙上で実行され、且つグレーが達
成された時、受光体の光学測定が記録される。多数のグ
レー濃度が達成された時に結果的に発生するものは、グ
レーバランスを得るために必要とされる光学センサー応
答を記述する分離毎のカーブである。これらの三つのカ
ーブ（シアン、マゼンタ、及びイエロー毎に一つ）が画
像形成コントローラ１５０に対するセットポイントとし
て格納される。

【００６４】これによって、上記のように決定されたセ
ットポイントを使用し、次いで材料や環境ファクタによ
る変化が出力画像の実際のＴＲＣのエラーを生じた時、
複写される画像の解釈は所望されるＴＲＣを達成するた
めに変更される。解釈のこの変更は、制御画像データを
中間調データへ変換するハードウェアハーフトナー内の
ルックアップテーブルを変更することによってリアルタ
イムで発生する。

【００６５】制御スーパーバイザ１１２は、下位レベル
及び上位レベルの機能を含む幾つかの機能を実行する。
制御スーパーバイザ１１２によって実行される下位レベ
ル機能は、レベル２コントローラからの勧告された起動
をアービトレートすることを含み、且つサブシステムエ
ンジニアリングの間に決定されたラチチュード限界内で
レベル１セットポイントを保持する。制御に対するレベ
ル２の要求事項を満足するレベル１セットポイントのい
くつかの集合が存在し得るので、セットポイントのこれ
らのグループのうちのどれが任意の所与の時間において
適切なのかを決定することが必要である。制御スーパー
バイザは、パラメータが独自でないシステムにおいて知
的起動を動作可能とする。一つのサブシステムにおける
変化が他のサブシステムの出力に影響を与えることがで
きるので、制御スーパーバイザは、ＴＲＣの正確な保持
を達成するためにこれらの変化を均衡化する。制御スー
パーバイザ１１２は、コントローラ毎に有効データをあ
るか否かを決定するためにサブシステムコントローラエ
ラーログをさらに読み取り、且つレベル１サブシステム
コントローラの間の矛盾（コンフリクト）を解決するた
めにこの情報を使用する。制御スーパーバイザ１１２
は、所望されるＴＲＣが保持されることを確実とするた
め、種々のレベル１、２、及び３コントローラの起動を
スケジュール化することによってスケジューリング機能
も実行する。前述されているように、ソリッドエリアコ
ントローラ１４０からの起動は、積み重ね高さが安定化
することを可能とするために最初に発生するべきであ
り、これにより中間調エリアコントローラ１４２からの
起動は次に発生することができる。制御スーパーバイザ
１１２は、最初に発生するためにソリッドエリアコント
ローラ起動に対する要求を実現し、且つこれに応じて起
動をスケジュール化する。

【００６６】さらに、制御スーパーバイザ１１２は、レ
ベル１、２、及び３のコントローラの全ての起動のヒス
トリを保持しており、且つ種々のコントローラアルゴリ
ズムを調整して、セットポイントが不変である場合には
ＴＲＣの安定性を高めたり、又はセットポイントに対す
る調整が行なわれた時には応答時間を増やしたりする。
前述のように、レベル１コントローラは、二つの分離制
御アルゴリズム、即ち安定性を高め且つノイズを減少さ
せるためのアルゴリズムと、調整が行なわれた時に迅速
な応答を提供するためのアルゴリズムとを有することが
できる。制御スーパーバイザ１１２は、レベル１サブシ
ステムパラメータがいつ変化したかを認識し、それゆ
え、迅速な応答を提供するこれらのレベル１アルゴリズ
ムとインターフェースすることを知る。サブシステムパ
ラメータが変化しない場合、制御スーパーバイザ１１２
は、増大した安定性と低ノイズを提供するレベル１アル
ゴリズムとインターフェースすることを知る。制御スー
パーバイザ１１２がシステムワイドビューを有している
ので、条件の変更及び他のサブシステムにおける変更を
変えることによって影響される各サブシステムの動作を
モニタし且つ調整することができる。

【００６７】制御スーパーバイザ１１２は多数のより上
位レベル機能も実行することができる。制御スーパーバ
イザ１１２は、ハードウェアの故障が生じたことをオペ
レータへ知らせるため、ＩＯＴシステムソフトウェアに
対してエラーのフラグを立てるため、個々のコントロー
ラによって識別されたエラーの認識を含む幾つかの信頼
性保証機能を実行することができる。制御スーパーバイ
ザ１１２は、個々のＩＯＴサブシステムの進化の理解を
深め、且つより微妙なＩＯＴ故障モードを診断するた
め、セットポイントに相対する個々のレベル１、２、及
び３のコントローラ性能のヒストリも保持する。制御ス
ーパーバイザ１１２は、一つ又はそれより多くの処理制
御システムの一定の故障も検出し、且つ、これに応答し
て、ファジー論理、ニューラルネットワーク、センサー
フュージョン、総称アルゴリズムその他のような現代の
意思決定技術を用いて、故障予測及び品位ある回復処理
のようなより洗練された診断ツールを開始する。さら
に、制御スーパーバイザ１１２は、指定された限界内に
システム出力を保持し且つＩＯＴサブシステムの寿命を
助長するため、サブシステム同士の間での適切なトレー
ドオフを決定することができる。

【００６８】複写される画像がプリンタ１０に配置され
た時、ＲＩＳ１２は上記のように画像を走査する。ＲＩ
Ｓ１２から出力された電気的信号は原稿内のポイント又
は画素毎のドット濃度に対応する。レベル２コントロー
ラ１１５は、ＲＩＳ１２から出力された入力画像データ
にアクセスし且つソリッドエリアセットポイントと中間
調セットポイントをセットする。次いで、ソリッドエリ
アコントローラ１４０と中間調エリアコントローラ１４
２は、上記のように、起動信号又はレベル１サブシステ
ムパラメータ勧告を制御スーパーバイザ１１２へ送るこ
とによりこれらのセットポイントの性能を制御する。レ
ベル３における画像形成コントローラ１５０は、ＩＯＴ
のトーン再現カーブを完成するため、レベル２セットポ
イント同士の間の残りのセットポイントを埋め込む。次
に、画像形成コントローラ１５０は、上記のように、こ
れらのセットポイントの性能を制御する。

【００６９】制御スーパーバイザ１１２は、レベル２パ
ラメータ勧告をレベル１サブシステムセットポイントへ
変換する。要するに、制御スーパーバイザ１１２は、マ
ーキングエンジンによるどのシリーズのアクションがＴ
ＲＣセットポイントを満足させるかを決定し、且つこの
決定をレベル１サブシステムセットポイントの形態にお
いて出力する。制御スーパーバイザ１１２は、所望され
るＴＲＣセットポイントを達成するためにどのアクショ
ンが必要とされるかを決定することはできるが、当該制
御スーパーバイザ１１２はこれらのセットポイントを達
成するためにマーキングエンジン１８を制御するための
能力を持たない。これにより、レベル１サブシステムセ
ットポイントは、所望されるＴＲＣが保持されることを
確実とするためにプリンタ１１０における種々のサブシ
ステムを制御するためにレベル１コントローラによって
使用される。

【００７０】レベル１サブシステムコントローラは、制
御スーパーバイザ１１２によって勧告された特定のサブ
システムセットポイントを得るために種々の起動制御信
号をＲＯＳ１６を介してマーキングエンジン１８へ送
り、これによって所望されるＴＲＣが保持されることを
確実とすることになる。

【００７１】湿度及び温度のような制御不可能な変数は
予測できずに変化し得るので、制御スーパーバイザ１１
２は、所定のＴＲＣセットポイントが保持され、且つ所
望されるＴＲＣが出力画像において正確に生成されるこ
とを確実とするために連続的にチェックする。制御スー
パーバイザ１１２は、レベル１サブシステムコントロー
ラのためにレベル２の勧告されたパラメータが安全範囲
内で動作していることを確実とするチェッキング機能を
連続的に実行する。

【００７２】レベル３画像形成コントローラ１５０は、
レベル２アルゴリズムによって支配されていない領域内
のトーン再現カーブの形状を保持するためにレベル２コ
ントローラと協働する。この繊細な整調（チューニン
グ）動作を達成するため、カラー測定が、ＩＯＴの出力
性能を確認するために、用紙プリント／コピーから（リ
アルタイム又は較正モードにおいて）行なわれる。デー
タが較正モードで取得される場合、中間処理出力と出力
プリント／コピーとの関係が決定され且つセットポイン
トカーブとして格納される。所望されるＴＲＣからの逸
脱が検出された時、変更は、システムがカスタマ画像デ
ータのソースから発生する入力ビデオデータストリーム
を処理する方法において行なわれる。これらの変更は、
画像データをＩＯＴへ加除調整する（tailor）ために使
用されるベクトル又はマトリックスの成分を調整する。

【００７３】制御スーパーバイザ１１２は、個々のサブ
システムコントローラ内のエラー認識を含むいくつかの
信頼性保証機能を実行する。レベル１サブシステムコン
トローラはセンサー故障全体を認識する責任を有する。
制御スーパーバイザ１１２は、特定サブシステムのエラ
ー全体を検出し、ハードウェアの故障が発生したことを
オペレータに知らせるためにＩＯＴシステムソフトウェ
アにおいてエラーのフラグを立てる。手に負えない又は
全体的なエラーの場合は、実際の故障が発生する前に、
プリンタを修理するため、ユーザに信号を送ったり又は
サービスを直接呼び出したりすることができる。

【００７４】電子写真プリンタは、いわゆる「ゼログラ
フィー状態（"state of xerography" ）」の推論機能に
よって動作する。この機能はレベル１のセットポイント
が、所望される出力が多くの異なるセットポイントによ
って得ることができるように、どのようにして相互作用
することができるかについて説明する。アーキテクチュ
ア１１０のゴールは、最長時間にわたって最高性能が達
成されるようにセットポイントを移動することである。
これを実行するためには、制御スーパバイザ１１２は、
同時に、帯電コントローラ１３０、レーザ出力コントロ
ーラ１３２、トナー濃度コントローラ１３４、及びフュ
ーザ温度コントローラ１３８を含むレベル１コントロー
ラの各々を制御し、各指定されたセットポイントが所望
されるＴＲＣを保持するために保持されることを確実と
する。

【００７５】制御スーパーバイザ１１２はこのセットポ
イントに対する各個々のサブシステムコントローラ性能
のヒストリを保持することによって所望されるＴＲＣも
確実とする。サブシステムコントローラの性能のヒスト
リは、個々のＩＯＴサブシステムの進化の理解を深める
だけでなくより微妙なＩＯＴ故障モードを診断するため
に使用される。さらに、制御スーパーバイザ１１２は、
制御スーパーバイザ１１２が一つ又はそれより多くの処
理制御システムにおける不変的な故障を検出する時に記
録されたデータベースをチェックするため、より洗練さ
れた診断ツールの使用へ切り換える。

【００７６】電子写真印刷装置は、一般的に、最新のサ
ービス即ち製造の時間から開始され現在に至る振る舞い
のヒストリを示している。電子写真印刷装置における受
光体及び現像剤のような材料は寿命が限定されている。
これらの材料の特性は時を経るにつれて変化するので、
レベル１とレベル２の両方のコントローラはセットポイ
ントにおける進化を示す。セットポイント及び起動値の
ヒストリを保持することによって、制御スーパーバイザ
１１２は電子写真サブシステムの経時のコースを追跡す
ることができる。過去の進化を知ることによって、未来
の振る舞いの予測が行なわれることができる。このよう
な予測によって、起ころうとしている故障をカストマへ
知らせるなどの先制アクションを取ることができ、これ
によってカスタマ又はサービスリプレゼンタティブによ
る補正が、時間を節約し且つ信頼性を増すために実行さ
れることができる。

【００７７】従って、制御スーパーバイザ１１２は個々
のサブシステムを分離させ、これによりシステムレベル
管理が所定のＴＲＣを確実とするのを可能とする。この
簡単化されたアーキテクチュアは、ファジーロジック、
ニューラルネットワーク、人工知能、その他のような現
在の決定ツールが当該アーキテクチュアへ容易に組み込
まれるのを許容する。アーキテクチュアの単純及び効率
的なデザインによって、広範多種の電子写真マーキング
エンジンに組み込まれることが可能となる。

【００７８】

【発明の効果】本発明の効果は、ＩＯＴ性能（パフォー
マンス）と信頼性の向上をもたらし、且つＩＯＴデザイ
ンの大きなクラスに適用されることができるＩＯＴを制
御する階層型制御システムアーキテクチュアと方法を提
供する。

【００７９】本発明の効果は、ＩＯＴ性能と信頼性を向
上させると共に、アーキテクチュアのデザインとメンテ
ナンスの複雑性を最小限とするカラーＩＯＴのためのシ
ステムレベルアーキテクチュアを提供する。

【００８０】本発明の効果は、カラーページを再現する
ための安定且つ予測可能な手段を提供するため、印刷又
は複写された原稿のトーン再現を制御するための方法を
提供する。

【００８１】本発明の効果は、画質とＩＯＴの信頼性の
向上を結果的に生じる処理制御を提供するため、システ
ムワイドビューを使用するシステムレベル階層型アーキ
テクチュアを提供する。

【００８２】本発明の効果は、上記の効果だけでなく、
アーキテクチュアに容易に組み込まれるファジー論理、
センサーフュージョン、ニューラル（神経）ネットワー
ク、人工知能、その他のような現代の意思決定ツールを
許容するシステムアーキテクチュアを提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御アーキテクチュアを有するカラー
電子複写マーキングエンジンと印刷システムを概略的に
示す図である。

【図２】本発明の階層型制御アーキテクチュアを概略的
に示す平面図である。

【図３】本発明の制御アーキテクチュアの好ましい実施
例を概略的に示す図である。

【図４】本発明の好ましい実施例の三つのレベルと制御
スーパーバイザの間のインターフェースを概略的に示す
図である。

【図５】本発明の好ましい実施例の三つのレベルと制御
スーパーバイザの間のインターフェースを概略的に示す
図である。

【図６】本発明のレベル２及びレベル３の制御の領域を
示すトーン再現カーブを示すグラフである。

【符号の説明】

１２ ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ） １４ 画像処理システム １６ ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ） １８ マーキングエンジン ２０ 光導電性ベルト ２４、２６ 転写ローラ ２８ テンションローラ ３０ 駆動ローラ ３２ モータ ３４ 帯電ステーション ３６ 露光ステーション ３８ マルチカラー原稿 ４０、４２、４４、及び４６ 現像剤ユニット ４８ 転写ステーション ５２ 支持材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トマス エイ．ヘンダーソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14625 ロチェスター ノース ランディング ロード 108 (72)発明者 マイケル エイ．バトラー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ペンフィールド ペレグライン ウェイ ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のサブシステムを有するシステムを
   制御するための制御アセンブリであって、 システム出力に関連するデータを入力する手段と、 サブシステムを個別且つ直接制御するための複数の第１
   の制御手段であって、前記各第１の制御手段が、サブシ
   ステム性能データを感知するための第１の感知手段と、
   サブシステム性能が前記性能パラメータと対応するよう
   に、サブシステム性能パラメータと前記感知されたサブ
   システム性能データに従ってサブシステム性能を調整す
   るための第１の起動手段と、を含む、前記複数の第１の
   制御手段と、 中間処理出力を制御し且つ調整するための複数の第２の
   制御手段であって、前記第２の制御手段の各々が、中間
   処理出力データを感知するための第２の感知手段を含ん
   でおり、且つ前記複数の第２の制御手段の各々が、前記
   中間処理出力データからサブシステム性能パラメータを
   発生するための発生手段と、前記中間処理出力データ及
   び中間処理出力性能パラメータに基づいて前記サブシス
   テム性能パラメータの内の少なくとも一つを出力するた
   めの第１の出力手段と、を有する、前記複数の第２の制
   御手段と、 前記複数の第１の制御手段と前記複数の第２の制御手段
   に結合されており、且つ前記複数の第２の制御手段から
   少なくとも一つのサブシステム性能パラメータ出力を受
   け取る制御スーパーバイザであって、前記制御スーパー
   バイザが、サブシステム性能パラメータのどの組合せが
   前記システム性能パラメータを正確に調整するかを決定
   するための決定手段と、前記決定手段によって決定され
   た前記サブシステム性能パラメータを前記複数の第１の
   制御手段の内の少なくとも一つに出力するための第２の
   出力手段と、を含む、前記制御スーパーバイザと、 を備える制御アセンブリ。