JPH063905A - 画像位置合わせのためのベルト位置検出 - Google Patents

画像位置合わせのためのベルト位置検出

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JPH063905A
JPH063905A JP33621492A JP33621492A JPH063905A JP H063905 A JPH063905 A JP H063905A JP 33621492 A JP33621492 A JP 33621492A JP 33621492 A JP33621492 A JP 33621492A JP H063905 A JPH063905 A JP H063905A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】処理方向における循環式通路に沿って運動する
画像支持面において画像を支持するベルトと、画像支持
面において画像を形成する露光装置とを有する画像形成
装置において、露光装置に対するベルト位置の情報を得
て、位置決めを制御する。 【構成】ベルト10は、ベルト縁部において少なくとも
1つの基準開口部18又は標的を提供され、センサ2
2,24は、ベルト及び基準開口部に関して、基準開口
部を介して導かれる照明を検出するようにして配置され
る。照明源は、露光装置及びセンサに関して、基準開口
部がセンサと位置合わせされるときセンサに対して照明
を導くことになる固定位置において提供され、処理交差
方向に沿って配置される少なくとも2つの独立して検出
可能である照明源を包含する。そして、露光装置に対す
るベルト位置は、第1及び第2の独立して検出可能であ
る照明源の1つの吸蔵の量から測定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、多重画像再生装置に関し、より
詳細には、感光体ベルトにおける連続的画像の位置決め
を制御する装置に関するものである。
【0002】〔発明の背景〕カラーゼログラフィのよう
な一定の電子写真的用途において、処理方向に運動する
帯電保持面は、静電的に帯電され、再生されるべき原稿
画像の光パターンに露光されて、その表面をそれに応じ
て選択的に放電させる。その表面における帯電及び放電
の領域の結果として生じるパターンは、原稿画像に整合
する静電帯電パターン(静電潜像)を形成する。潜像
は、それを微細分割される静電誘引可能な粉体即ち「ト
ナー」と呼ばれる粉体懸濁物と接触させることによって
現像される。トナーは、その表面における静電帯電によ
って画像領域に保持される。続いて、第2の画像は、再
度帯電部、第2の露光部及び第2の現像装置を提供する
ことによって、第1の画像に被せて形成されることが可
能である。この基本的プロセスの連続的な延長は、多重
カラー画像を製造するベースを形成するものとして理解
されることが可能である。線形アレイにおいて配置さ
れ、処理方向に直交して帯電保持面を横断して延在する
LEDバー即ち発光ダイオードのアレイは、都合良く、
露光装置として使用されることも可能である。しかし、
そのような構成は、処理交差方向における帯電保持面
(一般的にはベルト)の制御不能な運動即ち機械的なド
リフトを補正するための本質的な組込み手段を有するも
のではない。これは、僅かピクセル幅の数分の1ほどの
異なった色の位置合わせミスが画像品質を大きく減じる
可能性があることになるカラー画像に関しては特に重要
となる。
【0003】〔発明の概要〕本発明に拠れば、ベルトの
帯電保持面に形成される基準開口部を介して導かれる照
明を検出して、検出された照度の変動が処理交差方向に
おけるベルトの運動を示すように成した装置が提供され
る。
【0004】本発明の特徴の1つに従って、画像形成装
置は、処理方向における循環式通路に沿って運動する画
像支持面において画像を支持するベルト部材と、画像支
持面において画像を形成する露光装置と、ベルトを露光
装置と位置合わせして維持するための位置合わせ手段と
を提供され、位置合わせ手段は: 内部に形成される少
なくとも1つの基準開口部を提供されるように成したベ
ルト部材と; ベルト部材及び基準開口部の少なくとも
1つに関して、ベルト部材における基準開口部を介して
導かれる照明を検出するように配設されるように成した
センサと; 露光装置及びセンサに関して、それらを貫
通して照明を導く固定位置にあって、処理交差方向に沿
って配置される少なくとも第1及び第2の独立して検出
可能である照明源を包含するように成した手段と; 第
1及び第2の独立して検出可能である照明源の1つの吸
蔵の量によって、露光装置に対するベルト位置を測定す
るように成した手段とを含んで成る。
【0005】本発明のもう1つの特徴に従って、本発明
によって企図されている形式の電子写真式装置は、一連
の処理部を介して循環式通路に沿って処理方向に駆動さ
れる帯電保持面を有するベルトを包含し、それらの処理
部は、帯電保持面に潜像を形成し、トナーで画像を現像
し、紙のシート又はその他の転写部材を転写部において
帯電保持面と緊密に接触させ、帯電保持面からのトナー
をシートに対して静電転写することになる。この装置
は、LED印刷バー露光装置を包含する少なくとも1つ
の露光部を包含し、この露光部は、記憶された電子的画
像に従って、画像幅に渡って帯電保持面を露光するよう
にして駆動される。1対の基準開口部は、処理方向にお
ける共通の位置において、その内側及び外側の縁部にお
いてベルトの中に形成される。LED印刷バーは、基準
開口部に対応することになる内側におけるLEDの選択
的なグループ及び外側位置におけるLEDの選択的なグ
ループがそれらの開口部を介して光を導くようにして駆
動される。1対のセンサは、基準開口部を介して導かれ
る照明を検出するように配置される。ベルトが処理交差
方向において運動すると、照明の量は、運動するベルト
による選択的なLEDの吸蔵に従って、一方のセンサ及
びもう一方において変化することになる。
【0006】LEDの各々の選択的なグループは、その
一方がON駆動され、もう一方が検出のためにOFF駆
動されるようにして、2つの組に分割される。各々の組
は、所定の領域をカバーする。従って、ベルトが処理交
差方向において運動すると、照明を受けた多数又は少数
のLEDが光学的に吸蔵される。LEDの組に対する出
力駆動機構が2つの組の間でトグル切換えされるなら
ば、光の強さにおいて180°ずれた位相関係が2つの
組の間において確立されることになる。検出された照明
の相対的な輝度をONに設定されているLEDの組の測
定値と相関させることによって、ベルトの孔がその公称
位置から何れの方向に外れているかということに関して
測定が為され得ることになる。
【0007】センサ出力は、AC増幅器によって増幅さ
れ、その出力が、アップダウン・カウンタを制御する。
ダイオードの第1の組がより明るく見える期間の間、カ
ウンタは、カウントアップするように為される。第2の
側面がより明るく見える期間の間、カウンタは、その代
わりにカウントダウンするように為される。カウンタの
出力状態(カウントアップ又はカウントダウン)は、L
EDの対応する組の振幅を制御し、吸蔵されたグループ
の輝度を増大させて、仮想的でさえあるか又は検出され
る輝度を産み出し、その結果として、カウンタの内容に
よって示されるベルト位置における変動を表示する位置
の数値が生起されることになる。照明信号のAC成分の
使用は、不安定性、ドリフト、背景の過敏性、及び低レ
ベルのDC測定装置に関連して変化する閾値を除去する
ことになる。
【0008】図1は、本発明を組み込んでいる電子写真
式印刷機の幾分かの断面図である。
【0009】図2は、図1の一部の拡大図である。
【0010】図3は、センサを駆動して位置情報を導出
する回路を概略的に示し、図4は、アップダウン・カウ
ンタの内容と対照されることになるD/A変換器の応答
を示している。
【0011】図5は、センサ構成の相対的なタイミング
・シーケンスを示しているチャートである。
【0012】図6は、LED印刷バーをベルトと位置合
わせするための構成及び回路を示している。
【0013】ここで、示されている内容が本発明の実施
例を説明する目的のためのものであって本発明を限定す
るものではないこれらの図面を参照すると、再生装置に
おいて使用される様々な処理部は周知のものであり、本
発明によって影響を受ける部分のみが図1において示さ
れる。
【0014】本発明が有益な用途を見出すことになる再
生装置は、帯電保持面12を有する感光体ベルト10を
利用する。ベルト10は、図1の平面に対して垂直な方
向に運動し、その運動通路の廻りに配設される様々な処
理部を逐次介してベルトの連続的部分を前送りする。
【0015】図1において断面で示された露光・位置検
出部において、線形アレイを為して配置され、処理方向
に直交して帯電保持面を横断して延在することになる発
光ダイオードのアレイであるLED印刷バーアレイ14
は、露光装置として使用されることが可能である。LE
D印刷バーアレイ14からの光は、レンズ16を介して
ベルト10の帯電保持面即ち画像支持面において集束す
る。このレンズは、日本板ガラス社(Nippon Sheet Gla
ss Company Ltd)によってセルフォック(SELFOC)とい
う登録商標で製造されている画像透過ファイバーレンズ
の束であることも可能である。ベルト10の内側(I)
及び外側(O)の縁部においては、ベルト10の中に形
成され、アレイにおける数個のLEDの寸法に相当する
直径又は幅を有することになる少なくとも1対の基準孔
18及び20が提供される。精密化及び簡潔化のため、
これらの孔は、ベルトの中に形成される大きめの孔を覆
って画像形成部材10に対して粘着的に固定されるディ
カルにおいて簡便に形成されることも可能である。これ
は、ベルト材料それ自体の中において精密に画成される
機械的な孔を形成しなければならないという必要を排除
することになる。ディカルは、小さな面積に高解像度の
パターンを製造し得るものであって、印刷及びレーザ除
去を包含することになる幾つかのプロセスの何れによっ
ても形成されることが可能である。実施例におけるディ
カル・パターンは、不透明か又は反射的な背景において
精密に画成される透明領域又は窓部分という形態にあ
る。窓の領域は、光透過通路を形成するために、ディカ
ルの材料をそこから切り欠くことが可能であり、切り欠
かないこともまた可能である。
【0016】LED印刷バーアレイ14から反対側のベ
ルトの側面においては、それぞれが画像担持領域Bから
十分に外側において基準孔18及び20と整列配置され
るように成した、単一で小型の領域センサである1対の
センサ22及び24が配置される。光拡散要素26は、
インテグレータとして使用されることが可能であり、セ
ンサの位置決めにおける僅かな光学的位置合わせミスに
も関わらず、LEDからの光が幾分か均一な様式におい
てセンサに到達することを保証することになる。装置の
一方の端部を検討すると、LED印刷バーアレイ14、
レンズ16、基準孔18及びセンサ22は、LEDの一
団が基準孔を介して検出のための照明を導くようにし
て、整列配置されている。基準孔は、数個のLEDから
の照明の検出に適応する多くの形状又は寸法の小さな開
口部であることが可能である。ベルトの縁部における切
欠き又は刻み目もまた同様に機能することが可能であ
る。当然ながら、LED画像形成バーの同体的要素であ
るLEDの使用は、説明される本発明においては、セン
サ22及び24による検出のための照明源として特に有
益であるが、画像形成バーの有効書込み範囲の外側のみ
において精密な線形整列配置を為して画像形成バー要素
に対して簡便に取付けられる独立した個別的な光源が使
用されることも可能である。
【0017】ここで、図2に注目すると、装置の内側側
面Iが、拡大して更に詳細に示されている。LED印刷
バーアレイ14におけるLEDのグループ100は、レ
ンズ16、基準孔18及びセンサ22と整列配置される
センサLEDとして選択され駆動される。グループ10
0のLEDは、基準孔18の幅よりも幾分か長いアレイ
における長さで延在する。センサ22は、簡便に実現可
能である限りできるだけグループ100の中心の付近で
あるようにして整列配置される。
【0018】グループ100は、左側の組(LH)及び
右側の組(RH)である2つのLEDの組に分割され
る。図2から理解され得るように、ベルト10が処理交
差方向102において運動するならば、各々の組LH及
びRHにおける異なった個数のLEDからの照明が部分
的に吸蔵されることになる。
【0019】ここで、図3に注目すると、組LH及びR
HにおけるLEDは、凡そ0.25から2.0MHzの
範囲において作動するクロック200からのパルスによ
って逆位相において駆動され、クロックの周波数は、少
なくとも部分的には装置を介するコピー用紙の速度に依
存する。より速いか又はより遅いクロック速度も除外さ
れることはない。クロックは、フリップ・フロップ回路
202を駆動し、続いてこれが1対の増幅器204及び
206を駆動し、更にこれらがLEDのLH組及びRH
組を180°ずれた位相関係においてON及びOFFに
駆動することになる。即ち、LHのLEDがONである
とき、RHのLEDはOFFであり、逆もまた同様なの
である。
【0020】センサ22は、一定の比較的高いゲインを
有して、信号のAC部分のみ(LEDのトグル切換えを
反映して)が検出されるようにコンデンサ211に関し
て配置されることになる前置増幅器208及びAC増幅
器210の組合せによって形成されるように成したAC
増幅器チェーンを介して、検出された光(LH組又はR
H組の何れかからの光を示す)の強さを示すアナログ信
号を導く。コンパレータ212は、AC信号を単一のデ
ジタル極性及び振幅に変換し、これがデジタル式アップ
ダウン・カウンタ214の方向を制御することになる。
アップダウン・カウンタ214は、LEDのトグル切換
えの速度において増分・減分される。基準孔18の位置
がRHのダイオードを差別的に覆ってしまう故に、LH
のダイオードがRHのダイオードより明るく見えるなら
ば、アップダウン・カウンタは、フリップ・フロップ2
02の各々のサイクル毎に1カウント増分される。逆
に、基準孔18の位置がLHのダイオードを差別的に覆
ってしまう故に、代わりにRHのダイオードがLHのダ
イオードより明るく見えるならば、アップダウン・カウ
ンタは減分する。デジタルカウンタの数値は、デジタル
・アナログ変換器(D/A)220へ導かれ、これが組
LH及びRHのLEDに対してそれぞれに供給されるト
ランジスタ222及び224における電流を制御するこ
とになる。このD/Aは、トランジスタ222及び22
4のベースに対してそれぞれに接続される直接的かつ相
補的な出力を有し、トランジスタ222及び224を制
御する信号は、LEDのトグル切換えに従って、特に比
例して更に相補的に比例してカウンタにおけるカウント
を増分又は減分させるようにして変化する。従って、ア
ップダウン・カウンタ214におけるカウントの数値
が、LEDの組RH及びLHの相対強度を制御するので
ある。カウンタ214がカウントアップするとき、RH
組の電流は増大し、LH組の電流は減少して、検出器2
2によって検出される2つのグループからの相対的な光
束を等化するために役立つことになる。アンバランスが
逆転してカウンタがカウントダウンする逆の場合にも有
効であり、LH組の電流は増大し、RH組の電流は減少
して、ここでもまた対向する初期のアンバランスから検
出器22によって検出される相対的な光束を等化するた
めに役立つのである。2つの数値がほぼ等しいときに
は、LEDの第1の一方の組が明るく見え、続いてもう
一方の組が明るく見えるので、カウンタは、カウントア
ップ及びカウントダウンの間においてトグル切換えする
ことになる。バランス状態におけるカウンタの数値は、
LEDの組LH及びRHの間における対称線に関する基
準孔の位置を表示するものとして獲得されることが可能
である。カウンタにおけるデジタル数値は、当該範囲の
中央において最も高い信号対騒音比を有して、基準孔の
位置と共に直線的に変化する。その数値は、アップダウ
ン・カウンタ214から出力位置を表示するラッチ23
0へ出力される。アップダウン・カウンタに対するD/
A応答の関係は、負の出力及び正の出力に関して出力が
対照されるようにして、図4において示され、当然なが
ら、その応答は、差込み図において示されるように段階
的な信号である。
【0021】カウンタ214が8ビットの出力を有する
ならば、全体の内容は、256のクロック信号即ちパル
スの範囲に及ぶものであることが可能である。1秒当り
20インチの速度において、処理方向における1ミリメ
ータの長さの孔は、LEDの組を約2ミリ秒において通
過することになる。従って、クロック周波数が少なくと
も128 kHzであるならば、その孔が検出領域の範囲か
ら外へ出て移動してしまう前にバランス状態が達成され
ることを保証するに足る十分なクロックパルスが存在す
ることになる。当然ながら、刻時速度が十分に速けれ
ば、カウンタは、更に多数のビットを備えた出力を有す
ることも可能である。
【0022】図5のタイミング・ダイヤグラムは、図3
において示されたような装置の作動を更に説明してい
る。図5は、センサ22によって観察される不均等なL
H及びRHの信号を示している。これらの信号は、LH
+RHの応答となるようにセンサによって効果的に加算
される。AC信号は、AC増幅器210の応答を実証し
ている。コンパレータ212は、AC信号をアップダウ
ン・カウンタ214によって要求されるアップダウン論
理レベル(U/D信号)に変換する。CK信号は、クロ
ック信号である。CK信号の前縁又は後縁に対するU/
D信号の前縁又は後縁の位置は、差込み図において示さ
れるように、カウンタが増分されるか又は減分されるか
を決定することになる。
【0023】本発明の1つの代替的な実施例において
は、LH及びRH組の各々における総てのLEDを駆動
することに換えて、グループの中間のLEDが利用され
ることはない。これは、グループにおける総てのダイオ
ードが利用される場合よりも僅かな変化が大きな比率に
おいてRH又はLH組の何れかの駆動されるLEDを吸
蔵させることになるので、孔の位置における僅かな変化
に対する過敏性を増大させるコモンモード光信号を除去
することになる。
【0024】本発明の二次的な利点は、それが同じ回路
を介して前縁タイミングを測定するためにも使用される
ことが容易に可能であることにある。図1を参照すれ
ば、基準孔18及び20がLED印刷バー14の位置に
到達すると、増幅器210(図3)の出力は、側方ベル
ト位置に関わりなく、増大する数値であることになる。
この数値は、タイミング、即ちベルトの処理方向位置を
示すものである。センサ22及び24における検出結果
の間の差分は、ベルトの歪みを測定するために使用され
ることが可能なのである。
【0025】出力が、位置に対して直線的に関係し、1
ミリメータ(例示的な基準孔寸法)を256の部分に分
割するとき、位置検出解像度は、約4ミクロンである。
それに応じて、その位置の数値は、フィードバックされ
ることが可能であり、図1においてモータ50によって
示されたステップモータのような機械的アクチュエータ
に対する駆動信号を産み出すことになり、このアクチュ
エータは、親ネジ駆動システム52を介して、相対的な
位置決め誤差を最小限にする方向においてLED印刷バ
ーを増分的に運動させるように接続されることが可能で
あり、或いは、検出された位置合わせミスを補正する方
向において時間を掛けて徐々にベルトを操向するための
ベルト操向制御機構に対して接続され、或いは、1ピク
セル又はそれ以上のピクセルだけ画像をオフセットさせ
るためにプリンタの画像処理システムに対して接続され
ることが可能である。1ピクセル分のシフトは、注目す
るに足る十分な大きさの増分であることが可能であり、
それに応じて、機械的補正方式か又は機械的及び電子的
な補正方式の組合せの何れかが選択されることになる。
上記の測定は運転中に為されることも可能であるが、画
像形成が生じない選択的な診断サイクルにおいて為され
ることもまた可能である。
【0026】図6において示される上述の構成を使用す
る位置合わせに関する1つの実行可能な実施例は、以下
のようにして実施されることが可能である。ラッチ23
0に記憶されるデジタル数値は、12ビットの数値とな
るように基準化され或いは標準化され、最下位のビット
(即ち、8個の最下位ビット)が断片的なピクセル間隔
を表示して、最上位のビット(即ち、4個の最上位ビッ
ト)が全体的なピクセル間隔を表示することになる。4
個の最上位ビット(明瞭に描写するために4個の最も右
側のビットとして示されている)は、カラー画像の各々
の分離のために画像データ通路内におけるシフトレジス
タを制御する。4個の最上位ビットの数値Nは、データ
をLED印刷バーへ導く前に、シフトレジスタにおいて
幾つのビットがシフトされなければならないかというこ
とを決定する。これは、本質的には、整数個分のピクセ
ル数のピクセルシフトである。続いて、8個の最下位ビ
ットは、モータ50及び親ネジ設備52のモータ制御装
置(示されていない)を制御するためのデータとして使
用される。好ましくは、最下位のビットは、256の増
分に分割される補正の1ピクセル幅を表示するものであ
る。完全な位置合わせは、整数128によって(ピクセ
ルのオフセットに関わりなく)都合良く表示されること
になる。従って、カウンタの内容Nに対応して一定の僅
かに位置合わせミスされた初期位置から開始すると、数
値差分(N−128)は、LED印刷バーを適切な位置
合わせ即ち整列配置へ戻すために必要とされるステップ
の個数(又はその約数)に等しいことになる。
【0027】図6において示された実施例において、印
刷バーは、通過の度に基準孔との再度の位置合わせを活
動的に求めている。徐々にではあるが一定してドリフト
しているベルトは、印刷バーが安定して運動していて、
ベルトが横方向に運動するに連れてそれを有効に追跡し
ていることを暗示することになる。従って、複数の印刷
バー及び位置合わせシステムが使用される僅かに異なっ
た実施例において、第1の印刷バーは、一定の位置(出
来る限り装置の始動における位置を除いて)に固定され
て、その後、基準孔の動的位置を測定するために使用さ
れることが可能である。続いて、後続の印刷バーは、基
準印刷バーに関して検出される位置の誤差に対して適合
するように移動される。ベルトのふらつきに関連する誤
差は、特にドリフトが非常にゆっくりと補正される場合
には小さいものとなるので、この差分補正の実施例に関
わる印刷バーの動作は、非常に小さなものでなければな
らない。
【0028】本発明は、実施例を参照して説明された。
自明であるが、本件の明細書を図面と併せて読み取って
理解すれば、その他の者にも修正が想起されるであろ
う。本件の実施例は、単なる1つの具体例であり、従っ
て、本件の教示からは、様々な代案、修正、変更又は改
良が当該分野における熟練者によって為され得るもので
あり、それらは添付の請求項に包含されるものとして意
図されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を組み込んでいる電子写真式印刷機の
幾分かの断面図である。
【図2】 図1の一部の拡大図である。
【図3】 センサを駆動して位置情報を導出する回路を
概略的に示している。
【図4】 アップダウン・カウンタの内容と対照される
ことになるD/A変換器の応答を示している。
【図5】 センサ構成の相対的なタイミング・シーケン
スを示しているチャートである。
【図6】 LED印刷バーをベルトと位置合わせするた
めの構成及び回路を示している。
【符号の説明】
10 感光体ベルト、12 帯電保持面、14 LED
印刷バーアレイ、16レンズ、18,20 基準孔、2
2,24 センサ、26 光拡散要素、50モータ、5
2 親ネジ駆動システム
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01B 11/00 A 7907−2F G03G 15/01 Y 21/00 118 G05D 3/12 H 9179−3H H04N 1/29 J 9186−5C F 9186−5C

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理方向における循環式通路に沿って運
    動する画像支持面を備えたベルト部材と、画像支持面に
    おいて画像を形成する露光装置と、ベルトを露光装置と
    位置合わせして維持するための位置合わせ手段とを有す
    る画像形成装置において、前記位置合わせ手段が次のも
    のを含む、前記装置:内部に形成される少なくとも1つ
    の基準開口部を提供されるように成した前記ベルト部材
    と;前記ベルト部材及び前記基準開口部に関して、前記
    ベルト部材における基準開口部を介して導かれる照明を
    検出するように配設されるように成したセンサと;前記
    露光装置及び前記センサに関して、それらを貫通して照
    明を導く固定位置にあって、処理交差方向に沿って配置
    される少なくとも第1及び第2の独立して検出可能であ
    る照明源を包含するように成した手段と;検出された照
    度から、前記第1及び第2の独立して検出可能である照
    明源の1つの吸蔵の量によって、露光装置に対するベル
    ト位置を測定するように成した手段。
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