JP3690189B2 - 画像記録方法および画像記録装置 - Google Patents
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Description
【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。
Claims (7)
- 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。 - 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。
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