JPH0695241B2 - カラ−電子写真記録方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、同一記録媒体上に複数の異なる色の画像を重
畳して記録することによりカラー画像を記録する方法及
び装置に関する。

従来の技術 近年、カラープリンタやプロッタの開発が進むに伴い、
カラー印刷やカラー写真と同様な高画質かつ大型の画像
が要求されており、複数の異なる色の画像を重畳するこ
とによりカラー画像を生成する場合、高画質かつ大型の
画像を得るためには各色の画像を高精度で位置合わせす
ることが必須の条件である。

従来のカラー電子写真記録装置を第９図を参照して説明
すると、この装置は、光導電性の像保持体１と、帯電器
２と、LEDヘッド３と、現像器４と、転写ローラ５と、
クリーニングユニット６と、イレーサユニット７と、搬
送ローラ８と、記録媒体12の供給ローラ９及び巻取ロー
ラ10と、記録媒体12の位置合わせを行うセンサ11より概
略構成されている。

上記構成においてカラー画像を記録する場合を説明する
と、予めイレーサユニット７により除電された像保持体
１は図示矢印方向に回転して帯電器２により一様に帯電
され、LEDヘッド３により後述する位置合わせマークと
第１色の画像の潜像が形成され、現像器４により前記潜
像に第１色のトナーが付着される。

他方、記録媒体12は供給ローラ９から巻取ローラ10の方
向に搬送され、転写ローラ５を介して像保持体１上の位
置合わせマークと第１色の画像が転写される。

転写を終了した像保持体１はクリーニングユニット６に
より残存トナーが除去されてイレーサユニット７により
残存電荷が除去され、他方、記録媒体12は巻取ローラ10
から供給ローラ９の方向に巻戻されて第２色以降の画像
記録に備える。

第10図は、先頭に位置合わせマーク12aが記録され、次
いで第１色の画像12bが記録された記録媒体12が巻戻さ
れて第２色の画像記録を開始する場合を示す。この場
合、センサ11が位置合わせマーク12aを検出したときにL
EDヘッド３が像保持体１に第２色の画像を露光開始する
ように記録タイミングを採って画像重畳を行い、以下同
様に複数の異なる色の画像を重畳してカラー画像を得
る。

したがって、位置合わせマーク12aはセンサ11が画像と
識別可能な形状や間隔で形成され、また記録媒体12の搬
送タイミングと像保持体１の回転タイミングとを考慮し
た位置に形成される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる構成によれば、記録媒体12が前の
色の画像記録時の搬送中に周囲温度の影響により伸縮し
たり、また記録媒体12の搬送方向の滑りや横方向の蛇行
のために、次の色の画像を記録すると位置ずれや色ずれ
が生ずるという問題点がある。

上記の伸縮の問題点は位置ずれや色ずれにある程度の許
容範囲を設定することにより対処することができるが、
現実には記録媒体の製造仕様や装置内の雰囲気の調節で
対処できるほどにはその範囲は広くはなく、また、特に
大型のカラー画像を得る場合には記録媒体の伸縮による
位置ずれや色ずれは無視できないものとなる。

更に、記録媒体の搬送方向の滑りや横方向の蛇行の問題
点は、装置の設計や製造の精度を高めることにより対処
するので装置が高価となり、また許容範囲に納まる保証
もない。

本発明は、前述の問題点に鑑みて為されたもので、記録
媒体の伸縮、搬送方向の滑りや蛇行にかかわらず、記録
媒体上に複数の異なる色の画像を高精度で位置合わせし
て重畳記録することができ、また色ずれが生じない安価
なカラー電子写真記録方法及び装置を提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は前述の問題点を解決するために、記録媒体に予
め搬送方向に所定間隔で第１の複数のマークを形成する
とともに搬送方向に伸びた第２の少なくとも１列のマー
クを形成し、前記記録媒体の第１のマーク間に予め設定
したライン数で画像を記録するとともに前記マーク間隔
を計測し、前記ライン数と実際に記録された画像のライ
ン数との誤差を検出し、前記マーク間隔と誤差により２
つの連続したマーク間のライン数が所定のライン数にな
るように次のマーク間のライン数を設定し、次のマーク
間に前記設定したライン数で画像を記録し、また同時
に、前記第２のマークを検出することにより記録紙の搬
送方向と直交方向の位置ずれを検出し、前起位置ずれに
応じて画像を前記搬送方向と直交方向に移動して記録す
ることを特徴とする。

作 用 本発明は上述の構成により、記録媒体の搬送方向の伸縮
や滑りによる位置ずれや色ずれは、２つの連続した第１
のマーク間のライン数を一定にすることにより補正さ
れ、また記録媒体の蛇行による位置ずれや色ずれは、記
録媒体に対する画像記録を搬送方向と直交方向に移動し
て行うことにより補正される。

実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図は、本発明に係るカラー電子写真記録装置の一実施例
を示す概略構成図、第２図及び第３図は、同要部説明図
である。

第１図において、21は図示矢印方向（副走査方向）に回
転し、光導電性の像保持体となる感光ドラム、22は、感
光ドラム21上を一様に帯電するための帯電器、23は、感
光ドラム21の幅方向（主走査方向）に複数の発光素子が
配列されて所定のドットが発光し、感光ドラム21上に前
記ドットに対応する潜像を記録するためのLEDヘッド、2
4は、黒、シアン、マゼンタ、イエローの４色のトナー
をそれぞれ独立して感光ドラム21上に供給して対応する
色の潜像を現像するための現像器24a、24b、24c、24dを
有し、またトナーの受け皿を兼用する現像部、25は、現
像部24の現像器24a、24b、24c、24dによりそれぞれの色
で可視像化された画像を記録紙33に重畳して転写する転
写ローラ、26は、転写後に感光ドラム21上に残留したト
ナーを除去するためのクリーニングユニット、27は、感
光ドラム21上を一様に除電するためのイレーサユニット
である。尚、現像部24と転写ローラ25はそれぞれ、効率
を向上するために適当なバイアスを印加することのでき
る構造を有する。

また、28は、感光ドラム21の回転と同期して記録紙33を
図示矢印方向（副走査方向）に搬送するための搬送ロー
ラ、29は、ロール状に巻かれた記録紙33を連続して供給
するための供給ローラ、30は、記録紙33の巻取りロー
ラ、31は、記録紙33の搬送方向（副走査方向）の伸縮や
滑りを検出するための光学センサ、32は、記録紙33の搬
送方向と垂直方向（主走査方向）の蛇行を検出するため
の光学センサである。尚、LEDヘッド23と光学センサ31
は第２図に示すように、感光ドラム21と転写ローラ25の
接点から等距離ｌの場所に配置される。また、転写ロー
ラ25、搬送ローラ28、供給ローラ29及び巻取ローラ30
は、記録紙33を図示矢印方向と逆方向に巻戻し可能であ
る。

次に第３図を参照して記録紙33上の位置合わせ用のマー
クについて説明する。尚、第３図は、第１色の画像34a
が記録された記録紙33上に感光ドラム21上の第２色の画
像34bを重畳して記録する場合を示し、第１図と同一の
部材の説明は省略する。

連続紙である記録紙33の画像領域外の両端にはそれぞ
れ、搬送方向に所定の等間隔のピッチで配置されて副走
査方向の位置合わせ用のマークとなる複数のレジストレ
ーションマーク33aと、搬送方向に伸びて主走査方向の
位置合わせ用のマークとなる少なくとも一列のラインマ
ーク33bが形成されている。前述した光学センサ31、32
はマーク33a、33bをそれぞれ検出するように配置されて
いる。

マーク33a、33bは後述するように第１色の画像起録前に
予め記録されるが、代わりに第１色の画像記録と同時に
記録してもよい。尚、マーク記録前に予め記録紙33をカ
ラ出しして雰囲気温度に応じて伸縮させると、画像記録
時の位置合わせ精度及び色合わせ精度を向上することが
できる。

また、マーク33a、33bはそれぞれ記録紙33の両端に形成
されているが、記録紙33の一端に一緒に形成してもよ
く、また裏面に形成してもよい。後者の裏面の場合には
中央近傍に形成すれば、更に位置合わせ精度が向上す
る。

尚、マーク33a、33bは他の印刷手段により予め印刷して
おいてもよく、更にマーク33bは形成しないで記録紙33
の左端又は右端を検出して蛇行を検出してもよい。あら
かじめ印刷した場合には、画像記録時にマーク33a、33b
を形成しないので画像記録時間を短縮することができ
る。

上記構成において、先ずマーク33a、33bを記録する場合
を説明する。

第１図において、予めイレーサユニット27により除電さ
れた感光ドラム21は図示矢印方向に回転して帯電器22に
より一様に帯電され、LEDヘッド23により前述したマー
ク33a、33bの潜像が形成され、現像器24により前記潜像
が所定の色のトナーで現像される。

他方、記録紙33は感光ドラム21の回転に同期して供給ロ
ーラ29から巻取ローラ30の方向に搬送され、転写ローラ
25を介して感光ドラム21上のマーク33a、33bの画像が転
写される。

転写を終了した感光ドラム21はクリーニングユニット26
により残存トナーが除去されてイレーサユニット27によ
り残存電荷が除去され、他方、記録紙33は巻取ローラ30
から供給ローラ29の方向に巻戻されて第１色以降の画像
記録に備える。尚、記録紙33を巻戻す場合は、次の画像
記録開始位置が光学センサ31、32よりも供給ローラ29側
になるように巻戻す。

第１色以降の画像記録は、記録紙33上のマーク33a、33b
を検出し、各色の画像を位置合わせして重畳するが、次
に第４図乃至第７図を参照してこの位置合わせについて
説明する。

第４図は、LEDヘッド23に対する副走査方向の起動タイ
ミングとなる記録トリガ信号を生成するレジストレーシ
ョン制御回路図、第５図は同主要信号のタイミングチャ
ートを示す。尚、LEDヘッド23には不図示の回路（記録
ドライバ回路）から画信号が入力するものとする。

第４図において、31は、前述したように記録紙33のマー
ク33aを検出する光学センサ、42は、光学センサ31がマ
ーク33aを検出するごとに「１」、「０」を交互に出力
するＱ端子及び端子を有するフリップフロップ、43a
及び43bは、マーク33a間の距離を交互に計測するカウン
ト回路、44a及び44bは、LEDヘッド23に対する各マーク3
3a間の記録トリガ信号の周期を交互に演算し、当該記録
トリガ信号を出力する除算回路、45a及び45bは、前のマ
ーク33aの記録トリガ信号により次のマーク33a間の記録
トリガ信号を交互に補正する補正回路、46は、記録トリ
ガ信号のパルス数を計数するトリガカウント回路、47a
及び47bは論理積回路、48は論理和回路である。

上記構成に係る制御回路の動作を説明すると、光学セン
サ31がマーク33aの１つのエッジを検出する毎にフリッ
プフロップ42のＱ、端子はトグルに「１」、「０」を
出力する。

このＱ及び端子はそれぞれカウント回路43a、43bのイ
ネーブル端子Ｅに接続されており、したがって光学セン
サ31が最初のマーク33a₁のエッジを検出するとフリップ
フロップ42のＱ端子の出力が「１」になり、図示上段の
カウント回路43aがクロック信号CLにより次のマーク33a
₂のエッジまでのエッジ間隔（時間）T₁（第５図の信号
Ａ）を計測する。

このときLEDヘッド23による画像成分記録は未だ行われ
ていないために（同信号Ｂ）、トリガカウント回路46の
計数値は「０」であり、補正回路45aの補正値は「０」
となる。したがって、次のマーク33a₂、33b₃間のために
感光ドラム21に記録すべき画像成分潜像ライン数N₁＝Ｎ
−０が決定され、除算回路44aは次の演算式 τ_１＝T₁/N₁ によりライン数N₁に応じた記録トリガ信号の周期τ_１を
演算する。

光学センサ31が次のマーク33a₂のエッジを検出するとフ
リップフロップ42のＱ端子は「０」端子は「１」とな
り、図示下段のカウント回路43bがマーク33a₂、33a₃間
の時間T₂を計測する。

他方、図示上段の除算回路44aは周期τ_１の記録トリガ
信号を出力し、この信号は論理積回路47aにより端子
が「１」の間、すなわち時間τ_２の間ゲーティングさ
れ、論理和回路48を介してLEDヘッド23に印加されると
ともにトリガカウント回路46に印加されてそのパルス数
がカウントされる。

LEDヘッド23はこの記録トリガ信号による副走査方向の
起動タイミングで潜像を感光ドラム21に形成し、したが
って、感光ドラム21上に形成される潜像の副走査方向の
間隔はこの記録トリガ信号の周期τ_１に対応するものと
なる。

図示下段のカウント回路43bのカウント値は時間T₁とT₂
の差に応じて N₁＋Δ_１ となる。但し、N₁＋Δ_１≦T₂/τ_１＜N₁＋Δ_１＋１であ
る。

すなわち、記録紙33の搬送方向の伸縮等により、マーク
33a₁、33a₂間を記録する際に想定したライン数N₁とマー
ク33a₁、33a₂を実際に記録したライン数N₁＋Δ_１との間
に誤差Δ_１が生じたことになる。

したがって、補正回路45bでは第１のマーク33a₁のエッ
ジと第３のマーク33a₃のエッジと間の画像成分記録ライ
ン数2Nが Ｎ＋Δ_１＋N₂＝2N になるように、次の演算式 N₂＝Ｎ−Δ_１ で次のマーク33a₂、33a₃間に記録すべき画像成分ライン
数N₂が演算される。

更に除算回路44bでは演算式 τ_２＝T₂/N₂ により、マーク33a₂、33a₃間の記録トリガ信号のパルス
周期τ_２が演算される。

この信号は、フリップフロップ42のＱ端子が次に「１」
となる間、すなわち時間T₃の間論理積回路47bによりゲ
ーティングされ、論理和回路48を介してLEDヘッド23に
印加される。

同様に、カウント回路43bが時間T₃に関して計測を終了
した時点で、トリガカウント回路46では N₂＋Δ_２ （但し、N₂＋Δ_２≦T₃/τ_２＜N₂＋Δ_２＋１）がカウン
トされ、補正回路45aでは誤差Δ_２に応じて次のマーク3
3a₃、33a₄間に感光ドラム21に記録成分潜像ライン数N₃
が演算式 N₃＝Ｎ−Δ_２ により演算され、更に除算回路45aでは演算式 τ_３＝T₃/N₃ により、次のマーク33a₃、33a₄間のための記録トリガ信
号のパルス周期τ_３が演算される。

上述の動作を要約すると、記録紙33上で副走査方向に等
間隔で記録されているべきレジストレーションマーク33
aの間隔をカウント回路43a及び43bによりマーク間隔毎
に交互に計測し、記録紙33の伸縮や滑りによるマーク間
隔の副走査方向の誤差をトリガカウント回路46により検
出し、次のマーク間に記録すべき画像ライン数を２つの
連続したマーク間の画像ライン数が一定（2N）になるよ
うに補正回路45a及び45bによりライン間隔毎に算出し、
このライン数に応じた周期の記録トリガ信号を除算回路
44a及び44bによりマーク間隔毎に生成し、このマーク間
隔毎の記録トリガ信号を論理積回路47a、47b及び論理和
回路48により連続信号にしてLEDヘッド23を起動し、マ
ーク33a間毎に副走査方向の誤差を補正しながら第１色
の画像を記録紙33に記録する。

同様に、第２〜４色の画像についても、当該画像毎に記
録紙33を巻戻した後、記録紙33の副走査方向の伸縮等に
応じた上記記録トリガ信号でLEDヘッド23を起動し、４
色の画像を重畳したカラー画像記録を行う。

第６図は、記録紙33上のマーク33bの主走査方向の位置
ずれを検出し、この位置ずれに応じてLEDヘッド23の記
録開始発光素子を示す信号を生成するラインマーク制御
機構の概略構成図、第７図は同主要信号波形図を示す。

第６図において、51は、記録紙33上を照明する光源、52
は、記録紙33からの反射光を集光するレンズアレイ、32
は、前述した光学センサ、53は、制御回路である。

光学センサ32は、記録紙33のマーク33bと直交する方向
（主走査方向）に高密度で配列された受光素子を有する
ラインイメージセンサであり、制御回路53は、このライ
ンイメージセンサ32の各受光素子からの信号に応じて記
録紙33の蛇行による主走査方向の位置ずれを検出し、こ
の位置ずれに応じてLEDヘッド23の記録開始発光素子を
決定する。

第７図において、信号Ｃは制御回路53のラインイメージ
センサ32に対するトリガ信号、信号Ｄ、Ｅ及びＦはライ
ンイメージセンサ32の出力信号を示す。後者の信号にお
いてはラインイメージセンサ32の受光素子に光が入射し
た場合、すなわち記録紙33の白紙部分を検出した場合に
当該ビットに電圧出力Voがあり、他方、光が入射しなか
った場合、すなわちマーク33bを検出した場合に0Vとな
る。

信号Ｄは、マーク33bが正しい位置にある場合、すなわ
ち記録紙33に主走査方向の位置ずれが生じていない場合
の検出信号であり、ラインイメージセンサ32の第ｎの受
光素子がマーク33bの左端を検出し、続くＮ個の受光素
子がマーク33bの幅を検出した場合を示す。

他方、信号Ｅは、記録紙33が右側にずれてラインイメー
ジセンサ32の第ｎ′の受光素子がマーク33bの左端を検
出した場合を示し、この場合に制御回路53は、LEDヘッ
ド23に対し画像記録を開始する発光素子（n²−ｎ）個に
対応する距離だけずらすように制御する。したがって、
感光ドラム21には主走査方向に（ｎ′−ｎ）個分の距離
だけ移動して潜像が形成され、記録紙33が蛇行しても画
像はマーク33bから常に等距離の場所から記録開始され
る。

尚、記録紙33からの反射光量が低下した場合には、ライ
ンイメージセンサ32の出力信号Ｆの電圧レベルが低下す
るが、マーク33bを検出する受光素子の位置は変化しな
いために、マーク33bを正確に検出することができる。

このLEDヘッド23に対する主走査方向の記録開始発光素
子の制御は、前述した副走査方向の記録トリガ信号に合
わせて行われ、したがって４色の画像が正確に重畳した
２次元のカラー画像が得られる。

前記実施例では主走査方向の位置ずれをLEDヘッド23の
記録開始発光素子を制御することにより補正したが、代
わりに第８図に示すようにLEDヘッド23をステッピング
モータ54等により主走査方向に移動可能にし、光学セン
サ32により検出した主走査方向の位置ずれに応じて制御
回路55によりモータ54を駆動し、感光ドラム21に対する
主走査方向の潜像形成位置を補正するようにしてもよ
い。

発明の効果 以上説明したように、記録媒体に予め搬送方向に所定間
隔で第１の複数のマークを形成するとともに搬送方向に
伸びた第２の少なくとも１列のマークを形成し、前記記
録媒体の第１のマーク間に予め設定したライン数で画像
を記録するとともに前記マーク間隔を計測し、前記ライ
ン数と実際に記録された画像のライン数との誤差を検出
し、前記マーク間隔と誤差により２つの連続したマーク
間のライン数が所定ライン数になるように次のマーク間
のライン数を設定し、次のマーク間に前記設定したライ
ン数で画像を記録し、また同時に、前記第２のマークを
検出することにより記録紙の搬送方向と直交方向の位置
ずれを検出し、前記位置ずれに応じて画像を前記搬送方
向と直交方向に移動して記録するようにしたので、記録
媒体の搬送方向の伸縮や滑りによる位置ずれや色ずれ
は、２つの連続した第１のマーク間のライン数を一定に
することにより補正され、また記録媒体の蛇行による位
置ずれや色ずれは、記録媒体に対する画像記録を搬送方
向と直交方向に移動して行うことにより補正され、した
がって、記録媒体の伸縮、搬送方向の滑りや蛇行にかか
わらず、記録媒体上に複数の異なる色の画像を高精度で
位置合わせして重畳記録することができ、また色ずれが
生じない安価なカラー電子写真記録方法及び装置を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るカラー電子写真記録装置の一実
施例を示す概略構成図、第２図及び第３図はそれぞれ同
要部説明図、第４図は、副走査方向の補正を行うレジス
トレーション制御回路図、第５図は同主要信号のタイミ
ングチャート、第６図は、主走査方向の補正を行うライ
ンマーク制御機構の概略構成図、第７図は同主要信号波
形図、第８図は、第６図のラインマーク制御機構の変形
例を示す概略構成図、第９図は、従来例のカラー電子写
真記録装置を示す概略構成図、第10図は、第９図の装置
の説明図である。 21……感光ドラム、22……帯電器、23……LEDヘッド、2
4……現像部、25……転写ローラ、28……搬送ローラ、2
9……供給ローラ、30……巻取ローラ、31、32……光学
センサ、33……記録紙、33a、33a₁、33a₂、33a₃、33a₄
……レジストレーションマーク、33b……ラインマー
ク、34a……記録画像、34b……潜像、42……フリップフ
ロップ、43a、43b……カウント回路、44a、44b……除算
回路、45a、45b……補正回路、46……トリガカウント回
路、47a、47b……論理積回路、48……論理和回路、53、
55……制御回路、54……ステッピングモータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島村 和宏 東京都目黒区下目黒２丁目３番８号 松下 電送株式会社内 (56)参考文献

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の複数のマークが搬送方向に所定間隔
   で形成されるとともに第２の少なくとも１列のマークが
   搬送方向に伸びて形成された記録媒体の第１のマーク間
   に予め設定したライン数で画像を記録するとともに前記
   マーク間隔を計測し、前記ライン数と実際に記録された
   画像のライン数との誤差を検出し、前記マーク間隔と誤
   差により２つの連続したマーク間のライン数が所定のラ
   イン数になるように次のマーク間のライン数を設定し、
   次のマーク間に前記設定したライン数で画像を記録する
   とともに、前記第２のマークを検出することにより記録
   媒体の搬送方向と直交方向の位置ずれを検出し、前記位
   置ずれに応じて画像を前記搬送方向と直交方向に移動し
   て記録し、前記画像記録を複数の異なる色で重畳して行
   うことを特徴とするカラー電子写真記録方法。
2. 【請求項２】第１の複数のマークが搬送方向に所定間隔
   で形成されるとともに第２の少なくとも１列のマークが
   搬送方向に伸びて形成された記録媒体に記録する画像を
   保持するための像保持体と、該像保持体を帯電するため
   の帯電器と、該帯電器により帯電された像保持体上に前
   記画像に対応する潜像を前記第１のマーク間毎に任意の
   ライン数で形成するための記録ステーションと、該記録
   ステーションにより形成された潜像を複数の異なる色で
   それぞれ可視像化する手段と、前記可視像化された画像
   を前記記録媒体に転写するための転写部と、前記記録媒
   体上に画像を重畳して記録するために前記記録媒体を正
   逆両方向に搬送するための手段と、前記記録媒体が正方
   向に搬送中に前記第１のマーク間隔を計測する手段と、
   前記記録ステーションが前記像保持体上に形成する潜像
   の前記マーク間毎のライン数を設定する手段と、前記潜
   像が実際に記録出力されたライン数を前記マーク間毎に
   検出する手段と、前のマーク間で設定されたライン数と
   実際に記録された画像のライン数との誤差を検出し、前
   記マーク間隔と誤差により２つの連続したマーク間のラ
   イン数が所定のライン数になるように次のマーク間のラ
   イン数を補正する手段と、前記第２のマークを検出して
   記録媒体の搬送方向と直交方向の位置ずれを検出する手
   段と、前記位置ずれに応じて前記記録ステーションが前
   記搬送方向と直交方向に潜像を移動して形成するように
   制御する手段とを有し、前記記録媒体上に複数の異なる
   色の画像を重畳して記録することを特徴とするカラー電
   子写真記録装置。