(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色画像情報に従って、複数の色画像を形成すると共に、前記複数の色画像を重ね合せて多色画像を形成する画像記録方法において、
記録用紙を搬送転写するための搬送転写ベルトの画像印写領域外の基準位置に予め設けた基準位置マークと、各色毎に前記搬送転写ベルトに予め記録された基準位置マークからずらして異なる位置に各色毎の基準マークを記録し、前記搬送転写ベルトの基準位置マークと各色毎の基準マークから誤差を算出し、それぞれの色の誤差を誤差情報として記憶し、前記誤差情報を用いて、前記色画像情報を変更し、前記変更された色画像情報に従って多色画像を形成する画像記録方法。
【請求項２】
請求項１の画像記録方法において、
前記色画像は、少なくとも帯電，露光，現像，転写の印写プロセスにて記録媒体上に形成される画像記録方法。
【請求項３】
請求項１，２の画像記録方法において、
前記誤差情報を用いて色画像情報を変更する際は、前記複数の色画像情報を記録用のビットマップに変換する際に行う画像記録方法。
【請求項４】
複数の色画像情報に従って、複数の印写ユニットにてそれぞれの色の色画像を形成すると共に、前記複数の色画像を重ね合せて多色画像を形成する画像記録装置において、
予め定められた時に誤差情報を検出するための誤差情報検出部と、
前記誤差情報検出部は記録媒体を搬送する搬送転写ベルト上の画像印写領域外の基準位置に予め設けられた基準位置マークと、前記印写ユニット毎に位置を変えて前記基準位置マークの近くに色毎に場所を違えて形成した基準マークとを検出し、それぞれの色毎に位置誤差を算出して誤差情報として記憶し、
前記記憶された誤差情報を用いて、前記色画像情報を変更する画像情報変更部と、
前記変更された色画像情報に従って前記各印写ユニットがそれぞれの色画像を形成する画像記録装置。
【請求項５】
請求項４の画像記録装置において、
前記印写ユニットは、複数の感光体と、前記複数の感光体上を一様に帯電する帯電器と、前記帯電された感光体上に、それぞれ独立した色画像情報に従って静電潜像を形成する複数の露光部と、前記複数の感光体上に、それぞれの色画像を形成する複数の現像機とを有する画像記録装置。
【請求項６】
請求項４の画像記録装置において、
前記画像位置ずれは、記録された前記複数の色画像の画像始点位置，画像幅，回転角の規定値からのずれである画像記録装置。
【請求項７】
請求項４の画像記録装置において、
前記誤差情報検出部による検出動作タイミングは、装置立ち上げ時、一定時間経過時，一定記録枚数記録時，周囲環境が規定値以上の変化をした時、装置のメンテナンス作業後、外部装置からの誤差情報検出指令が入力された時の少なくとも１つの状況時である画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタやファクシミリおよび複写機などの画像記録方法およびその装置に係わり、特に、多色画像を記録する画像記録方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多色画像を記録する記録装置では、一般に複数の色を重ね合わせることによって多色画像記録を行う。色の三原色であるシアン，マゼンタ，イエローを重ね合わせることで、フルカラー画像記録を行えることが知られている。現在の多くのカラー画像記録装置では、これら三原色に黒を加えた、４色の画像を重ね合わせることで、フルカラー画像記録を行っている。黒は、色の３原色全てを重ね合わせることによって表現できるが、黒は文字を記録することなどから使用頻度も高く、画質上重要な色であるために、加えられているものが多い。
【０００３】
この様な、三原色を用いた画像記録装置で高画質記録を行うためには、各色画像を高精度に重ね合わせる必要がある。特に、文字などの細線部が多く、３色を重ねる黒は、色重ねずれが画質に与える影響が大きい。この意味からも、黒は独立色を用いているのが実状である。しかし、高画質カラー記録のためには、他の色においても、各色画像の重ね位置ずれは、色の再現性などの画質への影響が大きいことは言うまでもない。
【０００４】
電子写真プロセスを用いたレーザプリンタは、高速・高画質・各種記録媒体へ記録可能であることなどから、広く用いられている。しかし、電子写真方式でカラー画像記録を行う場合、独立に各色画像を形成するために、高精度な各色画像の重ね合わせを必要とするが難しい。とくに、高速カラー画像記録に適している完全に独立した複数の各色印写系を用いるタンデム方式などでは、各色画像の色重ね精度を確保することが非常に難しい。この為、タンデム方式における色重ね精度向上の各種手段が提案されている。
【０００５】
例えば、４色の印写系に露光するレーザ光学系の走査速度を同一にするために、同一のモータ軸に２つの多面回転鏡（ポリゴンミラー）を設け、両側から２本ずつ合計４本のレーザを走査することで、各色画像間の走査誤差を無くするなどの方式が報告されている（JapanHardcopy '９１，ｐｐ.１０１（１９９１））。また、各色間の記録位置ズレを位置センサなどで検出し、複数レーザ光学系のミラー角度を機械的に制御する手段や複数ＬＥＤアレーの位置を制御する手段などが開示されている（特開平7−160085 号や特開平4−147280 号) 。
【０００６】
また、特開平7−168414 号では、複数レーザ露光装置間の平行度や露光タイミングや回転誤差を、レーザ露光窓の両側に検出窓を配置し、それぞれのレーザ光が規程走査線上を走査するように、ミラーなどを制御するとともに、各露光装置間の露光開始位置タイミングの規定値への適合を、露光開始信号を制御することで行っている。これによって、複数レーザより構成される露光装置のビーム間の位置とタイミングを制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記方式を用いても、各色画像間の色ずれを完全に補正することは難しい。これは、近年高画質記録のために、印写装置の解像度が高くなっていることにも依存しており、現在では、カラー画像記録においても６００dpi(dots／inch）以上の解像度が一般的になりつつある。６００dpi では、記録画素が約４２μｍピッチとなる。機械的に、１００μｍ以下の精度を安定に確保することは難しく、非常に高価な装置となってしまう。これは、上記のような同一のモータ軸に２つの多面回転鏡を設けた構成でも同様である。また、特開平7−160085 号や特開平4−147280号および特開平7−168414 号で開示されているような、制御手段や機構を有する方式では、装置が複雑になり、やはり高価な装置となってしまう。また、特開平7−168414 号は、複数露光ビーム間の位置や露光タイミングを正確に制御するものであるが、タンデム方式における各色画像の重ね合わせ精度低下は、露光装置間のビーム位置やタイミングずれのみでなく、各色印写系全体の平行度や感光体の回転速度差なども関係しており、露光装置間のビーム位置やタイミングずれのみの制御による位置合わせでは、最終的に得られる多色画像の各色画像間の重ね合わせ精度を改善する対策としては不十分である。
【０００８】
この様に、従来の方式では非常に装置が複雑で高価になりやすいとともに、十分な色重ね精度を確保できるとは言い難い。さらには、環境や経時的変化に弱く十分な色重ね位置精度を維持することは難しい。さらには、今後更にカラー記録装置の解像度が高くなっていくことは必至であり、従来の機械的精度や機械的制御方式のみでは、十分な色重ね精度を確保することはできない。
【０００９】
本発明の目的は、各色印写画像を重ね合わせることで、カラー（多色）画像記録を行う記録装置において、比較的安価で、高精度かつ高安定な各色画像の色重ね方式の画像記録方法を提供することにある。また、高速・高画質・低価格な画像記録装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明は、複数の色画像情報に従って、複数の色画像を形成すると共に、前記複数の色画像を重ね合せて多色画像を形成する画像記録方法において、誤差情報を用いて、前記色画像情報を変更し、前記変更された色画像情報に従って多色画像を形成する方法とした。
【００１１】
また、予め定められた時に誤差情報を検出するための誤差情報検出部と、前記検出された誤差情報を用いて、前記色画像情報を変更する画像情報変更部と、前記変更された色画像情報に従って多色画像を形成する画像形成部とを有する構成とした。
【００１２】
上記構成では、記録画像情報を実際に記録媒体上に記録した際における各色画像間の記録媒体上での誤差情報に基づいて、実際の記録画像上で各色の画像位置が適正となるように記録する画像情報自身に変更を加える。このため、各色の画像記録時の記録画像に記録装置の各露光装置並びに各印写ユニット間の機械的誤差などによる画像ずれが生じる場合においても、実際に記録される画像上で、各色画像の重ね合わせずれを小さく保持することが、比較的容易にできる。
【００１３】
以上の構成より、各色印写画像を重ね合わせることで、カラー画像記録を行う記録装置おいて、比較的安価で、高精度かつ高安定な各色画像の色重ね方式を備えた画像記録方法を提供できる。さらにその方法を用いた画像記録装置を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１から図１０を用いて、本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の画像記録装置の一実施例を示す図である。
【００１６】
まず、図１に示す実施例の装置の印写機構およびプロセスを説明する。図１の画像記録装置には、感光体６の周囲に帯電器５，露光部４，現像機１０およびクリーニング機構１２などを備えた印写ユニット１３が４つ配置されている。印写ユニット１３は、シアン，マゼンタ，イエローの色の三原色と黒色の４種類の現像機を有しており、それぞれ、各色の画像を感光体６上に形成する電子写真方式の印写ユニット１３である。各印写ユニット１３は、記録媒体（例えば用紙）を搬送する搬送転写体である搬送転写ベルト９上に配置されている。ベルト支持体１４により駆動される搬送転写ベルト９の下流側（用紙の排紙側）には、加熱ロール２６からなる定着ユニット１６が配置されている。
【００１７】
電子写真方式の場合、印写プロセスとしては、感光体６，帯電器５，露光部４，現像機１０，転写部１１等により、帯電，露光，現像，転写を行って、記録媒体上に画像を記録する。
【００１８】
その印写プロセスにおいて、搬送転写ベルト９の上流側に配置されている給紙カセット７から用紙を搬送し、レジスト機構部８で搬送タイミングを調整した後、搬送転写ベルト９にてほぼ水平に用紙が静電吸着搬送される。搬送転写ベルト９上の用紙は、各色の印写ユニット１３を通過する際に順次各色画像が転写される。４色の画像が重ね合わされた用紙は、定着ユニット１６に搬送され、加熱ロール２６に挟まれ加熱加圧定着が行われる。４色画像が定着した記録画像は定着ユニット１６の下流側に配置された排紙トレー１５に搬送され画像記録動作を完了する。
【００１９】
この印写プロセスでは、高画質な画像記録を行うためには、各色の印写ユニット１３で形成した画像を高精度に用紙上に転写することが必要となる。各印写プロセスの解像度を６００dpi としたとき、１ドットは４２μｍ程度であり、数十μｍ以下の精度で各色画像を重ね合わせる必要がある。しかし、独立した各色の印写プロセス１３をこの様な高精度を維持して配置することは難しい。
【００２０】
また、本実施例の装置では、各印写ユニット１３に独立した４つの露光器４が配置されている。本実施例の露光器４は、レーザを回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）２５で走査することにより、感光体を露光するレーザ走査露光装置である。この露光器４は、一般的なレーザプリンタで用いられる露光器である。４つの独立した光学系で露光した画像を高精度に重ねるためには、レーザを走査する回転多面鏡２５の回転速度が完全に一致しなくてはならない。しかし、超高速で回転する回転多面鏡２５の回転速度を完全に一致させるのは極めて難しい。また、４つの独立した光学系における各種ミラーなども正確に配置しなければならない。回転多面鏡２５の速度が遅くなると同じドット数の記録を行った際の画像の幅に伸びを生じるし、早くなると縮みを生じる。ミラーのわずかな角度の差によって、各印写ユニット１３における主走査方向の角度に差が生じる。
【００２１】
更には、各印写ユニット１３の感光体６の回転速度差は、画像の副走査方向の幅に影響を与える。
【００２２】
これらの要因のため、本実施例の構成では、各印写ユニット１３間における各部の駆動速度や部品精度および取り付け位置精度は極めて高く保持しなくてはならない。しかし、これら機械的精度を高く維持するように努力しても、各印写ユニット１３で印写した画像の重ね合わせ精度を数百μｍ以下にすることは難しい。
【００２３】
本実施例の画像記録装置でも、各印写ユニット１３を可能な限り高精度に配置した。更に本実施例では、十分な色重ね精度を実現するために、各印写プロセスで形成した画像の主走査方向および副走査方向の画像始点位置，画像幅，回転角の規定値からの画像位置ずれを検出する為の位置ずれ検出部１７を備えている。本実施例の位置ずれ検出部１７は、ＣＣＤよりなる画像検出である。
【００２４】
次に上述した位置ずれ検出について以下具体的に説明します。
【００２５】
各印写プロセスの規程位置からの位置ずれ検出タイミングは、各印写ユニットにおいて、装置立ち上げ時、規定記録枚数毎または規定記録時間毎に行う。位置ずれ検出は、搬送転写ベルト９上に各印写ユニット１３から細線によるマークを例えば、右前・左前・右後・左後の４カ所に記録し、その位置を搬送転写ベルト９上方に設けられた位置ずれ検出部であるＣＣＤによって検出する。
【００２６】
図２に、各色の色ずれを検出するために搬送転写ベルト表面に記録する基準位置マークの一実施例を示す。搬送転写ベルト９には、画像を記録する画像印写領域３２外に基準位置に基準位置＋マーク３１が予め記録されており、その搬送転写ベルト９上の基準位置＋マーク３１と各印写ユニット１３によって記録された＋マーク２７，２８，２９，３０のずれ量から、各印写プロセスのずれ測定を行う。
【００２７】
図３に搬送転写ベルト９上の基準位置＋マーク３１と各色印写ユニット１３で印写した＋マーク２７，２８，２９，３０の拡大図を示す。各印写プロセスで記録する＋マーク２７，２８，２９，３０の位置と搬送転写ベルト９上の基準位置＋マーク３１の位置は、適正時に同一位置となるようにすることも可能であるが、規程の距離各印写プロセス１３の＋マーク２７，２８，２９，３０と搬送転写ベルト９上の基準位置＋マーク３１をずらしておき、その規程のずれ量からの差をもって各印写ユニット１３のずれ量を検出する様に本実施例では行っている。これによって、各印写ユニット１３による＋マーク２７，２８，２９，３０を色でなく位置で判定できる。つまり、搬送転写ベルト９上の基準位置＋マーク３１の左上に記録された＋マークがイエロー印写ユニットによる＋マーク２７，右上がマゼンタ印写ユニットによる＋マーク２８，左下がシアン印写ユニットによる＋マーク２９，右下が黒印写ユニットによる＋マーク３０などと判別が容易である。搬送転写ベルト上の基準位置＋マーク３１の位置からの各色画像の適正なマーク位置を独立に知ることができるので、各色印写ユニットによる＋マーク２７，２８，２９，３０の重なりによる判別の難しさなどもなく、ずれ量を容易にかつ正確に検出することができる。図３中の破線は、各色印写ユニットの基準マークの適正位置である位置仮想線３３，３４，３５，３６を示す。この各色の位置仮想線３３，３４，３５，３６と実際に記録されたマークの差から、主走査方向および副走査方向のずれ量Ｘ，Ｙ（図中では、ｄＸｙ，ｄＹｙ）を各色毎に検出できる。この他に、各印写ユニット１３のマークの形状を変えて行っても、それが何れの印写ユニット１３の基準位置マークであるかを、ＣＣＤの位置ずれ検出部１７で色を判別することなく認識できれば良い。これによって、位置検出用ＣＣＤに色フィルタなどを配置する必要が無く、安価に高精度な位置検出が行い易くなる。
【００２８】
本実施例では、搬送転写ベルト９上に基準位置＋マーク３１を配置して、それからの各色ユニットによる印写画像のずれ量を検出したが、いずれかの色の印写ユニット１３による＋マークを、基準として各色印写ユニットのずれ量を検出するようにすれば、搬送転写ベルト９上の基準位置＋マーク３１は省略することも可能となる。但し、この場合記録媒体である用紙に対する相対的位置のずれ量を補正することはできない。各色間の色ずれに要求される精度に対して、用紙上の画像の相対位置に要求される位置精度は、比較的余裕があるので、搬送転写ベルト９位置に対する画像位置の制御は、本実施例の方式を適用した高精度位置制御が必ずしも必要でない場合もある。
【００２９】
また、基準位置＋マーク３１や＋マーク２７，２８，２９，３０は、＋の他に主走査方向と副走査方向の位置を正確に測定できるパターンであればＸ，Ｖ，Ｌ，△，□，○，◇字などの各種パターンを適用できる。
【００３０】
基準パターンの位置と個数は、本実施例では４隅に配置し合計４組とした。一般には、記録画像の範囲に対して十分離れた数点を用いることが望ましいが、測定するずれ量の項目に応じて、適正な位置と個数にすることができる。上記、主走査および副走査方向の画像始点位置，画像幅，回転角の規定値からの画像位置ずれを検出するためには、主走査，副走査座標を少なくとも３点で検出する必要がある。
【００３１】
各印写プロセスの基準位置からの画像位置ずれ検出タイミングは、上記本実施例のタイミングの他に周囲環境が規程以上の変化をした時、装置のメンテナンス作業後および装置パネルもしくは接続コンピュータからの誤差情報検出指令入力時など各種タイミングで行う方法等もある。画像記録装置の各色画像の重ね精度安定性は、装置の精度や強度などの各主要因の影響を受けるために、検出タイミングは、装置の各色画像の重ね精度安定性を実験的に検証した上で、決定することが望ましい。
【００３２】
基準パターンの印写位置が用紙の記録領域外の搬送転写ベルト９上であれば、通常のカラー印写動作と各色印写ユニット１３による画像の位置ずれ量検出を同時に行うことも可能となる。これによって、各印写タイミング毎の各色画像のずれ検出制御を行うことができ、高精度・高安定な色重ね精度を期待できる。しかし、一般には各印写ユニット１３の画像位置ずれは数頁の記録で大きく変化することはないので、規程のタイミングで画像位置ずれ量測定を行えば十分である。図１に示すようにＣＣＤによる位置ずれ検出部１７のデータより、各画像間の基準位置からの主走査方向および副走査方向の画像始点位置，画像幅，回転角の誤差情報であるずれ量を算出する誤差情報算出部１８を本実施例の装置は備えている。この誤差情報算出部１８は、センサ制御部１９，検出時の印写シーケンス制御部２１，ずれ量算出部２０より構成されている。
【００３３】
算出された誤差情報であるずれ情報２２をもとに、コンピュータなどから送られた複数の各色画像情報を含む記録画像情報データ１を変換する画像情報変更部２４を有しており、変換されたデータによって各印写プロセス制御部３が各色光学系制御部２を含む印写機構部制御を行い印写動作を行うことで、記録用紙上での各色画像を、高精度に重ね合わせることが可能となる。
【００３４】
図１の画像記録装置において、露光位置変換操作の為の各印写ユニット１３のずれ情報２２は、ＣＣＤで自動検出した結果を算出する構成であるが、ずれ情報２２を画像記録装置内に配置したパネルや接続されているコンピュータなどから例えば、画像情報変換部２４内のメモリ２３へ記憶しておく方法でも良い。各色画像の重ね合わせ時の画像位置ずれが殆ど変動しないのに十分な機械剛性を有する画像記録装置などでは、装置完成時もしくは、設置時にずれ情報２２をマニュアルで入力するだけで十分である。この場合、本実施例のようなずれ情報２２の位置ずれ検出部１７やその誤差情報算出部１８が必要なくなり、より簡単な構成で高精度な各色画像の重ね合わせができる。
【００３５】
次に、本発明において、算出されたずれ情報をもとに画像を変換する方法について図４と図５を用いて説明する。図４の格子は、主走査および副走査方向の露光時に規準となる規準ドット格子３８を示している。図の規準ドット格子３８を用いて「Ａ」の文字を記録する際の露光位置３９を黒く塗って表している。これに対して、図５は、印写ユニットの有する各主要因により規準ドット格子３８の位置が歪んだ場合の状態を示している。図５中□で示された規準格子外形３７が、ゆがみのない格子の外形を示している。図５の露光時規準ドット格子３８の外周形状は、主走査方向に△Ｘ４０伸び、副走査方向に△Ｙ４１縮んでおり、主走査方向の角度θ４２だけ歪んでいる。この規準ドット格子３８に、図４と同じ位置で露光すると形成される「Ａ」の文字はゆがんでしまう。そこで、基準となる「Ａ」の規準文字形状４３に対応する位置と最も近い「Ａ」が記録できるように図５の格子での露光位置を変更する。図５の右の黒く塗られた露光位置３９は変更後の露光位置を示している。
【００３６】
次に、露光位置の変更方法について、一例を説明する。図５では、基準となる歪みのない格子を図４の規準格子外形３７で示している。図５に示される規準ドット格子３８の左上の角と□で表された規準格子外形３７の左上の角の始点位置４４は、同じになるように示されている。実際には、ゆがんだ格子の始点位置（図５の左上の角）４４が、規準格子外形３７の角と一致しているとは限らない。この為、基準画像（図４）と重なる露光位置３９を算出するためには、少なくとも主走査ドットピッチ拡大率ＸＭ（％），副走査ドットピッチ拡大率ＹＭ(％)，主走査方向回転ずれ角θＸ(度)および副走査方向回転ずれ角θＹ(度)とともに、主走査の始点位置ずれＸＳ（mm），副走査の始点位置ずれＹＳ（mm）などが必要になる。これらの値を検出し、一般的座標変換の算出方法を用いることで、容易に画像が重なる露光格子位置（図５）を算出できる。つまり、変換前の露光位置座標を(Ｘ，Ｙ)としたとき、各色画像の重ね補正変換をした後の座標を（Ｘ′，Ｙ′）としたとき以下の関数で与えられる。
【００３７】
（Ｘ′，Ｙ′）＝Ｆ（ＸＭ，ＹＭ，θＸ，θＹ，ＸＳ，ＹＳ，（Ｘ，Ｙ））画像ずれ情報に関するこれら６つの値は、露光方式や印写方式などによっては、変化しないものやある一定の関係になる場合のものがある。この様な場合、画像ずれ情報に関する規定値として、必ずしもこれら６つの値を全て用いる必要はなくなる。しかし、後で記す画像内の周期的画像の伸び縮みなども補正する場合などは、それを記述する変数が増加する場合もあり得る。
【００３８】
次に、色ずれ量の記録に関するこれら６つの値の算出方法を説明する。図２に示された各色印写ユニットで搬送転写ベルト上に印写された基準位置＋マーク３１と＋マーク２７，２８，２９，３０間のずれで、画像の左上，右上，左下，右下の画像位置ずれ量を検出できる。詳細には、図３に示すように、搬送転写ベルト上の＋マークから推定される本来各色＋マークが記録されるべき位置である破線のマーク位置と実際に記録された各印写ユニットでの＋マークの主走査方向および副走査方向の差を、（ｄＸ，ｄＹ）とすると、画像の左上，右上，左下，右下のマーク位置より各色画像について、それぞれ、（ｄＸ，ｄＹ)ＬＦ，(ｄＸ，ｄＹ）ＲＦ，（ｄＸ，ｄＹ）ＬＲ，（ｄＸ，ｄＹ）ＲＲの４座標，８情報が得られる。主走査の始点位置ずれがＸＳ(mm)，副走査の始点位置ずれがＹＳ（mm）始点位置のずれ量は、左上のマーク位置の座標としてそのまま与えられる。
【００３９】
ＸＳ＝ｄＸＬＦ，ＹＳ＝ｄＹＬＦ
主走査ドットピッチ拡大率ＸＭ（％），副走査ドットピッチ拡大率ＹＭ（％）は、主走査方向の搬送転写ベルトの基準マーク間距離（左上基準マークと右上基準マークの距離）をＸＷ，副走査方向の搬送転写ベルトの基準マーク間距離（左上基準マークと左下基準マークの距離）をＹＷとすると、左上の主走査および副走査方向ずれおよび右上主走査方向ずれおよび左下副走査方向ずれの検出値であるｄＸＲＦ，ｄＸＬＦ，ｄＹＬＲ，ｄＹＬＦを用いて算出できる。
【００４０】
ＸＭ＝１＋（ｄＸＲＦ−ｄＸＬＦ）／ＸＷ
ＹＭ＝１＋（ｄＹＬＲ−ｄＹＬＦ）／ＹＷ
主走査方向回転ずれ角θＸ（度）および副走査方向回転ずれ角θＹ（度）は、主走査方向の搬送転写ベルトの基準マーク間距離（左上基準マークと右上基準マークの距離）をＸＷ，副走査方向の搬送転写ベルトの基準マーク間距離（左上基準マークと左下基準マークの距離）をＹＷとすると、左上，右上，左下の主走査および副走査方向ずれの検出値であるｄＸＬＦ，ｄＹＬＦ，ｄＸＲＦ，ｄＹＲＦ，ｄＸＬＲ，ｄＹＬＲを用いて算出できる。
【００４１】
θＸ＝ＡＴＮ（（ｄＹＲＦ−ｄＹＬＦ）／（ＸＷ＋ｄＸＲＦ−ｄＸＬＦ））
θＹ＝ＡＴＮ（（ｄＸＬＲ−ｄＸＲＦ）／（ＹＷ＋ｄＹＬＲ−ｄＹＲＦ））
主走査の始点位置ずれがＸＳ（mm），副走査の始点位置ずれがＹＳ（mm），主走査ドットピッチ拡大率ＸＭ（％），副走査ドットピッチ拡大率ＹＭ（％），主走査方向回転ずれ角θＸ（度）および副走査方向回転ずれ角θＹ（度）は、画像の左上，右上，左下マーク位置ずれ量である（ｄＸ，ｄＹ）ＬＦ，(ｄＸ，ｄＹ)ＲＦ，（ｄＸ，ｄＹ）ＬＲの３座標，６情報から算出できる。本実施例では、さらに右下マーク位置ずれ量（ｄＸ，ｄＹ）ＲＲを用いることで、ずれ量算出値の再確認と微調整を行っている。基本的には、画像内３点のずれ量から、主走査の始点位置ずれがＸＳ（mm），副走査の始点位置ずれがＹＳ（mm），主走査ドットピッチ拡大率ＸＭ（％），副走査ドットピッチ拡大率ＹＭ（％），主走査方向回転ずれ角θＸ（度）および副走査方向回転ずれ角θＹ（度）を算出することで、画像を補正できる様な画像領域の歪みは、図６に示すような長方形の描画領域４５が平行四辺形の描画領域４６に変形するような場合である。図７に示す様に長方形の描画領域４５が台形の描画領域４７に変形してしまうような場合、画像領域の歪みを補正する為には、それぞれの角のずれ量４８，４９，５０，５１もしくはそれ以上の座標点におけるずれを検出する必要がある。一般には、この様な変形は起こりにくく、３点４８，４９，５０以上のずれを検出し考慮する必要がある場合は少ない。
【００４２】
上述した手順で算出した各色印写ユニットによる画像のずれ量を用いて露光位置変換操作を行うことで、基本的には１ドット以下の精度で画像を重ね合わせることが可能となる。さらに、レーザ走査光学系で、一般によく用いられる走査方向の解像度を補強する技術である解像度エンハンスメント技術などを用いることによって、実質解像度を数倍にできるので、更に、高精度な画像重ね合わせを実現することも容易に可能となる。
【００４３】
本実施例では、画像にわずかな角度でのずれなどを与えることから、ハーフトーン部などでモアレなどが生じる可能性がある。これについては、各色のハーフトーンのパターンに適正なスクリーン角を設けることやハーフトーンのパターンを工夫することで防止することが容易に可能となる。これらの手法については、ピータ・フィング著のポストスクリプト・スクリーニング（エムディエヌコーポレーション，１９９４／８発行）などに、記載されている技術が適用できる。
【００４４】
本発明の各色画像位置ずれの補正は、上記一実施例で説明したレーザ光学系の場合と同様の方法をＬＥＤや液晶シャッターなど各種光学系を用いる方式へも適用することが可能である。これら各種露光手段でも同様の画像位置ずれ補正を用いることができるが、露光方式にあったずれ情報の設定および検出と画像変換方式に制御方式を適正化することが望ましい。
【００４５】
さらに、本発明の各色画像ずれ補正手段を用いれば、解像度の異なる光学系や方式の異なる光学系で露光した画像も比較的精度良く、画像重ねを実現することも容易に可能となる。
【００４６】
本発明の画像変換は、露光時するためのビットマップに変換するときに、行うのが最も簡単になる。ポストスクリプトのような頁記述言語でコンピュータから送られてきた信号を、露光用のビットマップ変換するいわゆるラスター展開時にずれ情報を考量した処理を取り入れることで、印写速度などへの影響も少なく本方式を実施できる。Windows などのオペレーティングシステムでは、コンピュータ側でビットマップに変換する処理を行うＧＤＩ（Graphic Device Interface）方式などでは、ビットマップに変換するコンピュータに、装置のずれ情報を送信し、コンピュータでのビットマップ展開時に本発明の変換処理を行うことが望ましい。
【００４７】
図８にそのときの模式図を示す。プリント要求５２をコンピュータ５５から受信すると、プリンタ５６は、色重ね時の位置ずれ情報５３をコンピュータ５５に送信する。コンピュータ５５では、その位置ずれ情報５３を用いて、色重ね時にずれの生じない印写用ビットマップ情報５４を作成し、プリンタ５６に転送する。プリンタ５６は、その印写用ビットマップ情報５４に従って印写を行う。もちろん、コンピュータ５５でビットマップ展開されたのち送信されてきた記録するための色画像情報を、色ずれを補正したビットマップに再変換することを行うことも可能である。しかし、ビットマップ化された画像情報を再度ビットマップ変換すると、初期画像情報からの誤差が大きくなってしまう。露光用のビットマップ変換時に、同時に色ずれ変換も取り入れるほうが、より高精度な色ずれ補正が可能となる。
【００４８】
本方式は、実際に印写した際の画像位置から元の画像情報を修正するものであるので、レーザ露光装置とＬＥＤ露光装置などの方式の異なる露光装置を用いた印写ユニット間でも画像を高精度に重ねることができるとともに、解像度が異なる露光装置の画像についても適用できる。
【００４９】
このことによって、図９に複数の印写系が並置される画像記録装置の一実施例を示す。図９の様な一つの回転多面鏡５７の両側を用いて２つのレーザ光源５８，５９の光を走査するような露光器６０を用いても高精度な色重ねが容易に実現できる。この様な露光器６０では、右のレーザ光源５９からのビームと左のビーム光源５８からのビームの走査方向が逆になり、走査ビーム間の平行性が失われやすいが、本方式を用いることで容易に高精度な色重ねが実現できる。図９の露光器６０では、１つの回転多面鏡５７を用いていることから、２つ露光器を用いることで、２つの回転多面鏡を用いた方式（図１の構成）よりも小型で低コストなレーザ露光装置を提供できる。この様に、本方式を用いることで、色合わせに関する機構的裕度が大きくなるために、露光器さらには印写ユニットなどの設計裕度が広がり、小型・低価格の画像記録装置を実現できる。
【００５０】
印写系は、この様な固定的な画像位置ずれの他に、感光体や搬送転写ベルトの駆動ローラの回転周期むらなどによる記録画像内の周期的な伸び縮みなどを有する場合がある。記録画像内の周期的な画像の伸び縮みなどを検出すれば、本発明の方式によって、この様な記録画像内の周期的な伸び縮みなども補正した画像記録を行うことが可能となる。
【００５１】
しかし、記録画像内の周期的な伸び縮みなどは、基本的に小さいことが望ましいことは、言うまでもない。この様な記録画像内の周期的な伸び縮みなどは、感光体や搬送転写ベルトの駆動ローラの回転周期むらなどによるものである。感光体の外形や搬送ベルトの駆動軸外形及び各印写系間のピッチなどを同一もしくは整数倍にすることで、これら駆動時の回転周期むらを同期させることが可能となり、周期的な画像の伸び縮みを相殺することができる。図１の実施例で示した複数印写系で多色画像記録を行うシステムでは、高精度な各色画像重ね合わせを実現するために、各印写機構部精度の他に、上記の様な寸法比率関係を考慮した設計を行うことも不可欠である。
【００５２】
図１０は、本発明を適用できる画像記録装置の他の実施例を示す図である。図１０の装置は、図１の方式と同様に、４つの印写系を有する方式であるが、搬送転写ベルト９の代わりに、中間転写体ベルト６１を用いた構成である。ここで中間転写体ベルト６１はドラム形状の中間転写体でも適用可能であるが、装置が小型になることを考えると、図のように４つの感光体を含む印写系がある場合は、ベルト形状の方が望ましい。この方式では、記録媒体である用紙を搬送転写ベルト９に張り付けてその上で画像を重ね合わせる代わりに、中間転写体ベルト６１上で画像を重ね合わせ、一括して用紙上に転写を行う方式である。この方式では、用紙上で各色画像を重ねないために、搬送中の用紙のずれなどが発生する危険がないとともに、各印写系の基準マークを記録する場所と各印写系の画像を重ね合わせる場所が同一の中間転写体ベルト６１上であるので、より高精度かつ安定した各色画像の重ね合わせ精度を期待できる。複数の感光体を備えるような複数印写系を用いるシステムで、高精度な色重ねを行うためには、より好ましい装置構成である。図１０の装置では、光学系にＬＥＤアレーヘッド６２を用いているが、当然のことながら、図１や図９の実施例の様なレーザの露光器４，６０を用いることも可能である。
【００５３】
上記実施例では、主に電子写真プロセスを用いた多色画像記録装置に関する実施例を説明したが、電子写真プロセスを用いた多色画像記録装置の他に、単色のインクジェットアレイなどを並置し、各色のインクジェットヘッドで形成した画像を用紙や中間画像形成体上で重ね合わせることによって、カラー画像を形成する多色画像記録装置にも適用できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、各色印写画像を重ね合わせることで、多色画像記録を行う記録装置において、比較的安価で、高精度かつ高安定な各色画像の色重ね方式の画像記録方法を提供できる。また、高速・高画質・低価格な画像記録装置を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明からなる画像記録装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の各色画像の重ね合わせ時の基準パターンの配置図である。
【図３】図２の基準パターンの詳細図である。
【図４】本発明の基準画像の格子位置と露光位置の関係を説明する図である。
【図５】本発明の画像情報変更部による露光位置変換を説明する図である。
【図６】本発明の印写プロセスによる画像変形を説明する図である。
【図７】本発明の印写プロセスによる画像変形を説明する図である。
【図８】本発明のプリンタとコンピュータ間の情報通信を説明する図である。
【図９】本発明からなる画像記録装置の露光器の一実施例を示す図である。
【図１０】本発明からなる画像記録装置の他の実施例を示す図である。である。
【符号の説明】
１…記録画像情報データ、２…光学系制御部、３…印写プロセス制御部、４…露光器、５…帯電器、６…感光体、７…給紙カセット、８…レジスト機構部、９…搬送転写ベルト、１０…現像機、１１…転写部、１２…クリーニング機構、
１３…印写ユニット、１４…ベルト支持体、１５…排紙トレイ、１６…定着器、１７…検出ずれ検出部、１８…誤差情報算出部、１９…センサ制御部、２０…ずれ量算出部、２１…印写シーケンス制御部、２２…ずれ情報、２３…メモリ、
２４…画像情報変更部、２５…回転多面鏡、２６…加熱ロール、２７，２８，
２９，３０…＋マーク、３１…基準位置＋マーク、３２…画像印写領域、３３，３４，３５，３６…位置仮想線、３７…規準格子外形、３８…規準ドット格子、３９…露光位置、４０…ΔＸ、４１…ΔＹ、４２…角度θ、４３…規準文字形状、４４…始点位置、４５…長方形の描画領域、４６…平行四辺形の描画領域、
４７…台形の描画領域、４８，４９，５０，５１…ずれ量、５２…プリント要求、５３…位置ずれ情報、５４…印写用ビットマップ情報、５５…コンピュータ、５６…プリンタ、５７…回転多面鏡、５８，５９…レーザ光源、６０…露光器、６１…中間転写体ベルト、６２…ＬＥＤアレイヘッド。
【図１】
0003690189.tif 000002
【図２】
0003690189.tif 000003
【図３】
0003690189.tif 000004
【図４】
0003690189.tif 000005
【図５】
0003690189.tif 000006
【図６】
0003690189.tif 000007
【図７】
0003690189.tif 000008
【図８】
0003690189.tif 000009
【図９】
0003690189.tif 000010
【図１０】
0003690189.tif 000011