JP2001018472A - 画像記録装置 - Google Patents

画像記録装置

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JP2001018472A
JP2001018472A JP11190381A JP19038199A JP2001018472A JP 2001018472 A JP2001018472 A JP 2001018472A JP 11190381 A JP11190381 A JP 11190381A JP 19038199 A JP19038199 A JP 19038199A JP 2001018472 A JP2001018472 A JP 2001018472A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造の難しい長尺の記録ヘッド用いることな
く、大判画像記録の可能な画像記録装置を安価に提供す
る。 【解決手段】画像を形成する複数の光学露光装置2a,
2bを配置する。露光装置2a,2bの露光領域の規定
位置からの相対的位置ずれ量を、感光体(ドラム)13
に対向しその軸方向に配置されたCCDセンサ9により
計測し、その計測した位置ずれ量を用いて記録画像情報
を補正する。印写プロセス制御手段3は、コンピュータ
などからの印写画像情報4を露光装置2a,bに分割し
て転送する際に、計測した位置ずれ量に従って補正した
にビットマップ展開を行う。これによって、幅広な高画
質画像を記録できる画像記録装置を、小型かつ安価に提
供できる。

Description

【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形成装置に係わり、特
に、複数の画像形成手段(例えば、露光装置)を並置し
て大判記録画像を形成する画像記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像記録装置としては、用紙などの記録
媒体上に直接画像記録を行う直接記録タイプと中間的な
記録媒体上に画像記録を行い、それを最終的な記録媒体
上に転写する間接記録タイプがある。
【0003】広く用いられている間接記録タイプ方式に
は、電子写真プロセスを用いたレーザプリンタなどがあ
る。電子写真プロセスを用いたレーザープリンターで
は、記録画像情報に従って帯電した感光体を露光し、静
電潜像を形成したのち、現像機で可視化し、用紙などの
記録媒体に転写して画像記録を行う。この方式では、記
録画像は静電潜像という形で中間記録体である感光体上
に形成される。
【0004】中間記録体である感光体上に画像情報を形
成する手段としては、レーザの光を回転するポリゴンミ
ラーなどで操作するレーザ露光装置が主に用いられる。
また、感光体上に画像情報を形成する他の手段として、
多数のLEDをアレー状に配置したLEDアレー露光装
置や、液晶シャッタをアレー状に配置して露光制御を行
う液晶シャッターアレー露光装置などが知られている。
【0005】用紙など記録媒体に直接画像記録を行う方
式としては、画像情報に従ってインクを直接用紙上に噴
射記録するインクジェット記録方式や、感熱記録媒体に
発熱体アレーを直接接触させて記録する感熱記録方式、
熱転写インクシートを記録媒体に接触させ、発熱体でイ
ンクを記録対に転写する熱転写記録方式などの方式が実
用化されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】レーザ露光装置を用い
た画像形成方式で、大判の記録画像を得るためには、レ
ーザの走査幅を広くしなければならない。このため、ポ
リゴンミラーから記録体である感光体までの距離を長く
とる必要があり、露光装置の大きさが非常に大きくなっ
てしまう。また、走査幅が大きい場合、走査速度が速く
なるために、記録する画像のクロックを速くしなければ
ならない。これらの理由から、レーザ露光装置は、A3
〜A2を越えるような大判サイズの画像記録装置にはあ
まり用いられていない。
【0007】これに対して、LEDアレー装置や液晶シ
ャッターアレーなどのアレー状ヘッドを用いる画像形成
方式では、大判の記録画像を得るために、記録幅に対応
する長さのアレーヘッドを用いる必要がある。しかし、
画像印写装置のアレーヘッドは、300〜600dpi(dot per
inch)以上の高精細度が要求されるので、半導体プロセ
スを用いて製造されるアレーヘッドの長尺化は容易では
ない。
【0008】電子写真プロセスは、ページ記録方式であ
るために、記録幅に相当するアレーヘッドが必要であ
る。一方、インクジェット記録方式や感熱記録方式およ
び熱転写記録方式など、記録ヘッド自身を主走査方向に
移動走査させる記録方式では、大判の画像記録を得る画
像記録装置を比較的容易に構築できる。しかし、記録ヘ
ッドを走査する記録方式では、ヘッドの移動機構が複雑
になるとともに、大判の画像になるほど記録時間が長く
なるという欠点を有している。この点を克服するため
に、記録ヘッドを走査する方式でも、記録幅に対応する
長尺のアレーヘッドを用いることが有効である。しか
し、長尺アレーヘッドを製作することは難しい。
【0009】LEDアレー露光装置などの記録ヘッド
で、長尺の記録ヘッドを得るためには、ある程度の長さ
のアレー記録ヘッドを半導体プロセスなどを用いて製作
し、これを高精度に接続することが必要である。A3サ
イズの記録画像幅は300mm、A2サイズの画像記録幅は4
20mm以上も必用となり、半導体プロセスのみで長尺の記
録ヘッドを作ることは難しい。
【0010】一般に画像記録装置では、記録密度が300
〜600dpi(dot per inch)以上、つまり、80〜40μm以下
の記録ヘッド素子密度が要求される。このような高精細
な記録密度を有するヘッドを接続することは難しく、非
常に高価な記録ヘッドとなってしまう。また、接続位置
に記録ヘッド素子間のピッチ変動が生じやすいため、記
録画像に接続位置が画像むらとして観察されやすいなど
の問題もある。
【0011】大判の画像記録が可能な記録装置として、
円筒ドラムに装着された記録媒体に対してビームスポッ
ト光を照射する複数の記録ヘッドを並置して同時に駆動
し、その際、各スポット光の照射位置を検出してヘッド
間の誤差を補正する方式の提案がある(特開平9−18
5196号)。しかし、この方式でヘッド間の誤差を補
正するためには、ヘッド位置をメカニカルに調整する補
正機構が必要であり、上記した高精細度の要求を満足す
るような補正機構の実現は難かしい。
【0012】本発明の目的は、比較的安価な構成で大判
画像記録を可能とする記録装置を提供することである。
つまり、上記のような製造の難しい長尺の記録ヘッド用
いたり、複数の記録ヘッド間の誤差補正に高精度の機械
的機構を用いたりすることなく、大判画像記録を簡単、
且つ安価に実現する記録装置を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明の画像記録装置は、記録画像幅を複数のエリ
アに分割し、各エリアに記録画像を形成する複数の画像
形成手段を配置する。例えば、電子写真プロセスを用い
たレーザプリンタでは、レーザ走査をする主走査方向を
複数に分割し、各エリアの露光を行うレーザ走査露光装
置をそれぞれ配置する。
【0014】更に、各露光装置における露光記録エリア
(画像形成手段における画像送出エリア)の始点位置、終
点位置、拡大率、回転方向などの相対位置情報の内、少
なくとも一つ以上の相対位置差情報を用い、各露光装置
による前記露光記録エリアの記録画像の連続性が補償さ
れるように、各露光装置の記録する各露光記録エリアの
記録画像情報の少なくとも一つ以上に変更を加える画像
情報修正手段を備える。
【0015】また、上記目的を解決するために、上記画
像情報を変更するための各露光装置(画像情報形成手段)
による記録時の各画像間の相対位置差情報を、入力また
は変更できる入力手段を設ける。もしくは、各露光装置
(画像情報形成手段)による画像記録時の画像間の相対位
置差情報を、検出するための画像位置情報検出手段を有
する。
【0016】上記構成によれば、複数の画像情報送出手
段を配置するために、幅広画像も記録可能な画像記録装
置を提供できる。また、レーザ露光装置を複数は位置す
る場合、一つ当たりのレーザ走査露光装置の走査幅を短
くすることが可能であるために、比較的小さい露光装置
を用いることができる。また、走査速度も比較的遅く設
定することができる為、ポリゴンミラー(光走査ミラー)
の回転数を小さくすることができるため、比較的低価格
の露光装置を適用することが容易となる。また、アレー
状ヘッドを用いる各種方式の場合においても、比較的長
さの短いアレー状ヘッドを複数用いるために、製作が容
易になるとともに、ヘッド製造時の不良率つまり、欠陥
率を低く押さえることが可能となる。
【0017】また、本発明の画像記録装置では、各露光
装置やアレー状記録ヘッドなどの画像形成手段における
記録媒体上での画像始点位置,終点位置,拡大率,回転方
向などの誤差情報を入力または検出し、それらの誤差情
報に基づいて、実際の記録画像上で各記録画像情報送出
手段の記録画像位置の連続性が確保されるように各記録
画像情報送出手段で記録する画像情報自身に変更を加え
る。このため、各記録画像送出手段の記録装置における
機械的誤差などによる画像形成位置のずれが存在する場
合においても、実際に記録される画像上で、各記録画像
送出手段で形成される各記録画像の連続性を保持させる
ことが、比較的容易に可能となる。
【0018】上記の理由により、比較的安価な構成で大
判画像記録を可能とする記録装置を提供することができ
る。つまり、大型のレーザ走査手段や製造の難しい長尺
の記録ヘッド用いることなく、大判画像記録を可能とす
る記録装置を提供することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の画像記
録装置の一実施例を示す構成図である。(a)は画像記
録装置の側面断面図、(b)は(a)の画像記録装置を
上方から見た平面図である。複数の露光装置2a、2b
が並置されている。また、露光装置2a、2bの位置ず
れ情報から、印写領域の画像位置ずれ情報を求め、露光
装置2a、2bに入力される画像情報を補正する印写プ
ロセス制御手段3を設けている。
【0020】まず、図1に示す画像記録装置の印写機構
およびプロセスを説明する。本実施例の画像記録装置
は、電子写真プロセスを用いたレーザプリンタである。
感光体(ドラム)13の周囲に帯電器1,露光装置2,
現像装置5,転写装置11,感光体クリーニング17お
よびイレーズ装置14などが配置されている。感光体1
3の画像転写位置の下流側には、定着ユニット16が配
置されている。
【0021】感光体13は帯電器1で一様な帯電電位に
帯電され、露光装置2で画像情報にしたがった露光が行
われ、感光体13上に静電潜像が形成される。感光体上
に形成された静電潜像は、現像装置5でトナーにより現
像・可視化される。給紙カセット7からピックローラ8
で給紙・搬送された用紙は、レジスト機構部10で搬送
タイミングを調整された後、転写装置11の位置に搬送
され、感光体13上に形成されたトナー像を転写され
る。画像転写後の感光体13は、イレーズ装置14で表
面に残留するの静電気をイレーズした後、クリーニング
装置17で残留トナーをクリーニングし、再び帯電器1
による帯電が行われる。トナー転写後の用紙は、定着装
置16に搬送され、トナーを定着した後、排紙トレー1
5に搬送され、印写動作を終了する。
【0022】本実施例の露光装置2は、図1(b)に示
すように2つの露光装置2a,bが並置されており、感
光体13の右側と左側をそれぞれ2つの露光装置2a,
bを用いて露光し、静電潜像を形成する。コンピュータ
などから送信された印写画像情報4は、画像の右側と左
側に分けられ、それぞれの露光装置2a,bに送られ
る。それぞれの露光装置2a,bは、記録画像情報4か
ら変換した印写画像情報に基づき、画像の右側と左側の
露光を行う。
【0023】このシステムで、高画質な画像記録を行う
ためには、露光装置2a,bで形成される左右の静電潜
像を高精度に接合させることが必要となる。露光装置2
a,bの解像度を600dpiとしたとき、1ドットは42μ
m程度であり、数十μm以下の精度で露光装置2a,bの
画像を接合させる必要がある。しかし、独立した2つの
露光装置2a,bをこの様な高精度を維持して配置する
ことは難しい。また、本実施例の露光装置2a,bは一
般的なレーザプリンタで用いられ、レーザを回転する多
面鏡19a,b(ポリゴンミラー)で走査することによ
り、感光体16を露光するレーザ走査露光装置である。
【0024】このように、独立した2つの光学系で露光
した画像を高精度に重ねるためには、レーザを走査する
多面鏡19a,bの回転速度が完全に一致しなくてはな
らない。しかし、超高速で回転する多面鏡19a,bの
回転速度を完全に一致させることは極めて難しい。ま
た、4つの独立した光学系におけるfθレンズ20a,
bや各種ミラー22a,bなども正確に配置しなければ
ならない。回転する多面鏡19a,b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
度の差やfθレンズのレンズ精度誤差などによって、露
光装置2a,bにおけるレーザを走査する方向(主走査
方向)の角度や速度などに差が生じる。これらの要因の
ため、本実施例の構成では、各露光装置2a,b間の駆
動速度や取り付け位置精度は高く保持することが必要で
ある。
【0025】しかし、これら機械的精度のみでは、露光
装置2a,bで露光した画像の重ね合わせ精度を数百μ
m以下にすることは難しい。そこで、複数の露光装置に
よる記録画像の連続性を確保するために、本実施例の画
像記録装置では機械的機構による画像の重ね合わせ誤差
を検出し、記録画像情報4に補正を加えてビットマップ
展開した印写画像情報を生成して、感光体13への印写
時に接合(重ね合わせ)誤差を吸収する。
【0026】まず、本実施例の画像記録装置では、露光
装置2a,b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印
写ずれを検出する為の画像検出手段として、CCDセン
サ9とセンサ制御手段6を備えている。そして、露光装
置2a,bの露光領域の規程位置からの印写画像のずれ
検出を、印写プロセス制御手段3が有している基準マー
ク露光・検出制御手段により、装置立ち上げ時や規定記
録枚数毎などに、以下のように行う。
【0027】図2に、本実施例による画像ずれの検出方
式の説明図を示す。感光体13上の画像露光領域(記録
媒体に相当する実印写領域)28,29の外側で、露光
装置2a,bの露光可能エリア26,27内の4カ所
に、露光装置2aで細線の+マーク記録23a,b,
c,dを、露光装置2bで+マーク記録24a,b,
c,dをそれぞれ露光し、それらの記録位置マーク2
3,24をドラム13に対向して設けられたCCD9に
よって検出する。このとき、露光可能エリア26,27
は、その境界部で互いに重なり合うように露光装置2
a,bを配置し、両者の露光領域にずれが生じても、実
印字領域28,29への露光が可能となるようにしてい
る。実際には、露光可能範囲26,27が取り得るずれ
を考慮して、実印字領域28,29への印写が確実に行
える範囲に設定されている。
【0028】露光装置2a,bの露光位置ずれを検出す
るために、感光体13上に予め基準マーク(”─”や”
|”)25を設けてもよい。基準マーク25は、実印写
領域28,29外に設けるか、感光特性に影響のない色
などを用いる。感光体13に記録されているマーク25
と露光装置2a,bによって記録された+マーク23,
24のずれ量から、露光装置2a,bのずれを測定でき
る。
【0029】ドラム13上の基準位置マーク23,24
や基準マーク25を検出するために、それらマークに対
向するセンサ配置Aの3ヶ所に、分割した小型センサ9
aを設けている。一体型センサ9bを用いてもよいが、
複数の小型センサを配置する方が低コストになる。他の
方法として、1つの小型センサを測定領域内で移動する
ことも考えられるが、各測定位置での位置決め精度が重
要となる。
【0030】図3は画像ずれの検出原理を示す説明図
で、図2に示したA部の拡大図である。露光装置2a,
b間に印写ずれがないときは、検出された両者の基準位
置マーク23,24は重なり、基準マーク25の中央に
位置する。図示例は、露光可能範囲26が左上側に,露
光可能範囲27が右下側にずれている。
【0031】本実施例では感光体13上に露光した基準
マーク23,24と、予め記録してある基準マーク25
とマーク形状を異ならせ、各マーク間の規定位置からの
ずれ量をもって露光装置2a,bの規定露光位置からの
ずれを検出するようにしている。これにより、マークを
取り違えることなく、正確な位置で判定できる。もちろ
ん、適正時に同一位置で同形状となるようにマーキング
することも可能である。また、各露光装置の中央位置の
基準マークが、画像ずれがないときに規定量だけずてい
るように、露光による基準マークや感光体上の基準マー
クの形状や位置を工夫することで、左右の露光装置によ
り記録される基準マークの検出時の取り違いを防止する
こともできる。
【0032】本実施例では、感光体13上に基準位置マ
ーク25を配置し、それからの露光装置2a,bによる
印写画像マーク23,24のずれ量を検出したが、感光
体13上の基準マーク25を省略することもできる。こ
の場合は、露光装置2a,bの露光・現像パターンの接
合部付近での相対的位置の差から、露光装置2a,bの
露光・現像画像の接合ずれ量を検出する。但し、接合位
置の基準マーク23b,24aは同一のCCDセンサで
検出することが必要である。また、感光体や記録用紙に
対する絶対的な位置の補正をすることはできない。しか
し、露光装置間の接合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には裕度
があるので、実用上の問題とはならない。
【0033】感光体上に基準マークを設けない場合は、
各画像領域間の相対位置測定が難しくなるため、各画像
領域内の各隅に設けられた基準マークの相対位置関係を
より正確に求めることが要求される。各画像領域の各隅
に設けられた基準マークの相対位置関係を正確に測定す
るためには、各センサ9aの取付け精度および位置関係
が正確に検出されていることが必要である。この為に
は、図2のセンサ位置Aに示すように、同一のセンサベ
ース9cにセンサ9aを配置することがよい。さらに、
センサ位置Bに示すような一体型センサ9bを用い、画
像領域の各隅の基準マークを同一のセンサで計測する
と、高精度な相対位置測定が可能である。
【0034】また、基準マーク23,24,25は+や
−の他に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。基準マークの位置と個数は、本実施例では各実露光
領域の4隅に配置し合計4組とした。一般には、記録画
像領域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。
【0035】各露光装置の露光・現像画像の規程位置か
らのずれ検出タイミングは、上記したタイミングの他
に、周囲環境が規程以上の変化した時、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
からの位置差情報検出指令入力時など各種タイミングで
行う方法がある。各露光装置による露光画像の接合精度
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、各露光装置による印写
画像の接合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。
【0036】基準パターンの印写位置が用紙の記録領域
外の感光体上であれば、通常印写動作と各露光装置によ
る印写画像の接合位置検出を同時に行うことも可能とな
る。これによって、印写毎に各露光装置の印写画像接合
位置検出制御を行うことができ、高精度・高安定な各露
光装置の露光画像接合精度を期待できる。しかし、一般
には各露光装置間の画像接合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接合位置
測定を行えば十分である。
【0037】次に、CCD9で検出した各露光領域の4
点の位置ずれ量を基に、印写画像情報を補正する印写プ
ロセス制御手段3の構成と動作を説明する。
【0038】図4は印写プロセス制御手段の一実施例
で、露光位置のずれ量から相対位置差を算出する相対位
置差検出手段61と、コンピュータなどから送られた記
録画像情報データを印写画像情報に変換する画像データ
補正変換手段62を備えている。各手段は、印写プロセ
ス全体の制御手段とともに、同一制御基盤上に配置する
ことが、装置の小型化やノイズ対策の上でも好ましい。
【0039】相対位置差検出手段61は、上記した露光
位置の基準位置に対する4点のずれ量の検出値から、主
走査方向および副走査方向の画像始点位置,画像幅,回
転角の相対位置差(ずれ量)を算出して、露光領域の三
次元の歪みを補正可能にする。なお、印写プロセス制御
手段3には、図示を省略している検出時印写シーケンス
制御手段が設けられ、さらに、センサ制御手段6を併置
するようにしてもよい。
【0040】画像データ補正変換手段62は、コンピュ
ータなどからの記録画像情報4を、印写領域情報611
を基に実印字領域28,29へ分割する画像分割手段6
21と、分割後の記録画像622a,bを印写領域の画
像位置ずれ情報612a,bに従って、補正変換しなが
ら、各印写用のビットマップ情報に展開する画像変形・
ビットマップ展開手段623a,bと、変換・展開後の
ビットマップデータ記憶手段624a,bを設けてい
る。補正変換されたビットマップ情報612a,bは印
写画像情報出力手段63を介して露光装置2a,bに転
送される。なお、印写領域情報611は露光装置の個数
や配置など、記録装置の構成に依存するパラメータであ
り、基本的に固定情報である。
【0041】本実施例の印写プロセス制御手段3では、
コンピュータなどから送られた記録画像情報4を、相対
位置差検出手段61で算出した画像位置ずれ情報を基に
補正した位置にビットマップ展開し、このように補正変
換されたビットマップデータを各露光装置に出力する。
従って、各露光装置は通常の露光動作を行うことで、感
光体上に形成される各露光装置による静電潜像を高精度
に接合することができる。
【0042】図1で示した画像記録装置では、露光位置
変換操作に用いる露光領域のずれ情報(基準位置からの
相対位置差)は、CCDセンサ9で検出した結果を算出
する構成としているが、ずれ情報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
入力する方法も考えられる。各露光装置の露光画像接合
時の位置ズレがほとんど変動しない、十分な機械剛性を
有する画像記録装置では、装置完成時もしくは、設置時
にずれ情報をマニュアルで入力するだけで十分である。
この場合、本実施例のずれ情報の検出手段9やその制御
手段6が必要なくなり、より簡単な構成で高精度な各露
光装置間の露光画像の連続性を確保できる。
【0043】次に、相対位置差検出手段31による主走
査方向および副走査方向の画像始点位置,画像幅,回転
角の相対位置差(ずれ量)の算出と、算出されたずれ情
報(基準位置からの相対位置差)をもとに、画像情報を変
換する方法について図5から図7を用いて説明する。
【0044】図5は基準画像の格子位置と露光位置の関
係を示す説明図である。主走査および副走査方向の露光
時に基準となる露光ドット格子30を用いて、「A」の文
字を記録する際の露光位置31を黒く塗って表している。
これ対して、図6には、露光装置の有する各種要因や取
り付け精度により、露光時に基準となる露光ドット格子
30が歪んだ状態を示している。
【0045】図6の左側に示された矩形枠32は歪みのな
い基準格子の外形、つまり、図5の格子外形32に相当す
る。右側に示された露光ドット格子30の外周形状は、主
走査方向に△X伸び,副走査方向に△Y縮んでおり、主
走査方向が角度θだけ歪んでいる。図6の露光ドット格
子30に対し、図5と同じ位置で露光すると、形成される
「A」の文字は歪んでしまう。そこで、基準となる
「A」の文字形状33に対応する位置と最も近い「A」が
記録できるように、図6のドット格子30での露光位置を
変更する。図6のドット格子30上で黒く塗られた「A」
の格子位置31は、変更後の露光位置を示している。
【0046】次に、露光位置の変更方法について、一例
を説明する。図6の右側で、歪みのない格子外形32と歪
みのあるドット格子30の始点(左上の角)36は、同一位置
の取っている。実際には、歪んだ露光ドット格子の始点
36が、基準格子32の角と一致しているとは限らない。
この為、基準画像(図5のA)と重なる露光位置を算出
するためには、少なくとも主走査ドットピッチ拡大率X
M(%),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),副走査方向回転ずれ角θY(度)、
主走査の始点位置ずれXS(mm),副走査の始点位置ずれ
YS(mm)の6つパラメータ値が必要になる。
【0047】これらのパラメータ値を検出し、一般的な
座標変換方法を用いることで、画像が重なる露光格子位
置(図6)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、画像の重ね補正変換をした
後の座標(X’,Y’)は、数1の関数で与えられる。
【0048】
【数1】(X’,Y’)=F(XM,YM,θX,θ
Y,XS,YS,(X,Y)) 画像ずれ情報に関するこれら6つのパラメータ値は、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、変化しないものや一定関
係になる他の情報は必要なくなる。しかし、より高精度
な画像位置補正を行うためには、画像内の周期的画像の
伸び縮みなども補正する必要があり、それを記述する為
の変数を必要とする場合もあり得る。
【0049】図7は、数1に基づく補正おこなった2つ
の露光装置による露光画像の接合点の状態を説明するた
めの図である。同図で、画像の左側半分を露光する露光
装置は、図5のように露光ドット格子30が基準となる格
子外形32からずれていない状態であり、画像右側半分を
露光する露光装置は、図6のように露光ドット格子30が
基準となる格子外形32からずれを有している場合を示し
ている。基本的に右の露光装置による画像は、露光ドッ
ト格子30にずれが無いために、露光位置変換は必要な
い。これに対して、右側の露光装置は、露光ドット格子
30のずれに対応した露光位置補正を行っている。このよ
うな露光変換を行うことで、2つの露光系の境界位置に
おける画像も連続性を保持することができる。
【0050】次に、露光位置ずれ量を数1から演算する
ために必要な各パラメータ値の算出方法を説明する。上
記した6つのパラメータ値は、相対位置差検出手段31
により以下のように求められる。図2に示された各露光
装置で感光体上に印写された基準マーク間のずれから、
画像の左上,右上,左下,右下のずれ量(基準位置から
の相対位置差)を検出できる。すなわち、図3に示すよ
うに、感光体上の基準マークから推定される本来、各露
光装置による基準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
の基準マークの主走査方向および副走査方向の差を(d
X,dY)とすると、画像の左上,右上,左下,右下の
マーク位置より各画像について、それぞれ、(dX,d
Y)LF,(dX,dY)RF,(dX,dY)LR,(dX,dY)RR
の4座標、8情報が得られる。
【0051】主走査の始点位置ずれXS(mm),副走査の
始点位置ずれYS(mm)それぞれの始点位置ずれ量は、
左上のマーク位置の座標から、XS=dXLF,YS=d
LFと与えられる。
【0052】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、及び右上主走査方向ずれおよび左下副走査方向
ずれの各々の検出値であるdXRF,dXLF,dYLR,d
LFを用いて、数2により算出できる。
【0053】
【数2】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
れの各々の検出値であるdXLF,dYLF,dXRF,dY
RF,dXLR,dYLRを用いて、数3により算出できる。
【0054】
【数3】θX=ATN((dYRF−dYLF)/(XW+d
RF−dXLF)) θY=ATN((dXLR−dXRF)/(YW+dYLR−d
RF)) 主走査の始点位置ずれXS(mm),副走査の始点位置ずれ
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θ
X(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。
【0055】上記した画像内3点のずれ量から、画像補
正可能な画像領域の歪みは、基本的には、図8に示すよ
うな長方形の描画域38が平行四辺形39に変形するような
場合である。図9に示すように、長方形の描画域38が台
形に変形40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、4点目の右下座標44のを含めたずれ量
を検出する必要がある。一般には、図9のような変形は
起こりにくく、4点以上のずれ検出を必要とするケース
は少ない。
【0056】以上のように、各画像の3点ないし4点の
座標のずれ量から算出した主走査の始点位置ずれXS(m
m),副走査の始点位置ずれ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)の各パラメータが求まると、変換前
の露光位置座標(X,Y)は数1の演算により、画像の
重ね補正変換をした後の座標(X’,Y’)に置換でき
る。
【0057】本実施例の画像データ変換手段32は、相
対位置差検出手段31から提供される上記の6つのパラ
メータ値を用いて、露光装置2aと2bに分割した記録
画像情報4の露光位置座標(X,Y)を補正露光座標位
置(X’,Y’)に変換し、このX’、Y’によりビッ
トマップ展開を行う。このように、各露光装置の露光画
像領域のずれ量を用いて、各露光装置に入力される画像
情報の露光位置の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。
【0058】本発明の複数露光装置の画像接合ずれ補正
方式は、上記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。さらには、イ
ンクジェット方式や熱転写方式や感熱方式など多くの直
接記録方式にも適用展開できるものである。これら各種
露光手段や各種印写方式でも同様の印写画像接合ずれ補
正手段を用いることができるが、露光方式や印写方式に
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。
【0059】電子写真プロセスを用いた印写装置では、
感光体上に静電潜像を形成することから、本実施例のよ
うに現像後の画像で、基準位置からのずれ量を検出する
以外に、感光体上の露光静電潜像で直接基準位置からの
ずれ量を検出する方法が考えられる。この方が、より露
光装置の露光パターンの基準位置からのずれを直接的に
検出できる利点がある。
【0060】本発明の画像情報の補正変換は、画像デー
タを露光するためのビットマップデータに変換する際に
行う方法が最も簡単であり望ましい。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
展開時に露光位置のずれ情報(基準露光位置からの相対
位置差情報)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。米国マ
イクロソフト社のウインドウズ(Windows)などのオペ
レーティングシステムのように、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、各露光装置の露光領域情報と各露光装置の
露光領域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。
【0061】図10に、コンピュータでのビットマップ
展開時に本発明の補正変換処理を行う模式図を示す。プ
リント要求45をコンピュータ48から受信すると、プリン
タ49は各露光装置の露光領域情報とともに、露光領域の
相対位置ずれ情報46をコンピュータ48に送信する。コン
ピュータ48では、その情報46を用いて、各露光装置で露
光をお個ナッツぁいに、各露光領域の接合位置で画像に
接合ずれの生じない印写用ビットマップ情報47を作成
し、プリンタ49に転送する。プリンタ49はそのビットマ
ップ情報47に従って印写を行う。コンピュータ48に送信
する各露光装置の露光領域情報は一般には固定情報であ
り、相対位置ずれ情報46と別に送信してもよい。
【0062】コンピュータでビットマップ展開されたの
ち送信されてきた印写画像情報を、各露光領域に分割す
ると共に、露光領域の相対位置ずれを補正したビットマ
ップに再変換することも可能である。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恐れがあ
る。従って、各露光装置用のビットマップ変換時に、同
時に各露光領域の相対位置ずれ補正変換を行う方が、よ
り精度の高い露光画像接続補正が可能になる。
【0063】以上の実施例に示した露光装置は、画像記
録を行う際にビットマップに展開することから、この展
開時に各露光装置の画像データの位置ずれ補正変換を行
っている。現在、多くの画像記録方式はビットマップ変
換を行うが、プロッタなど、ビットマップ変換を行わな
い画像記録方式にも、本発明の相対位置ずれ補正変換の
適用は可能である。例えば、プロッタのような線画の組
合せで画像記録を行う場合、各記録ユニットの記録領域
境界に位置する描画ラインのつなぎ位置を含む各描画線
の始点位置と終点位置のずれ補正を行う。この場合の計
算方式は、上記実施例で示した方法がそのまま適用でき
る。
【0064】次に、本発明の画像接合ずれ補正方式を、
複数露光装置を用いる上記実施例とは異なる記録方式に
適用した他の実施例をいくつか説明する。本発明の方式
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、記録方式の異なる露光装置を組み合わせや、解
像度が異なる露光装置の画像についても適用できる。
【0065】図11は、他の実施例による画像記録装置
を示す。本実施例のレーザ露光装置2は1つの回転多面
鏡19を用いて、両側から2つのレーザ光源18a,bで
左右の領域を走査する構成である。この露光装置2で
は、右ビーム50bと左ビーム50a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。しかし、上記実
施例に示した複数露光装置の画像接合ずれ補正方式を適
用することで、容易に高精度な左右露光領域の接合が実
現できる。
【0066】図11の露光装置2では、1つの回転多面
鏡19を用いていることから、単純に2つ露光装置を用い
る方式よりも低コストなレーザ露光装置を提供できる。
また、単純な1ビームの光学系よりも走査距離を短くで
きることから、光路長を短くでき、露光装置の小型化が
用意であるとともに、各露光装置の走査クロックを遅く
することができ、より高速の露光装置を容易に実現でき
る。このように、本発明の画像接合ずれ補正方式を用い
ることで、複数露光装置の露光領域の重ね合わせが容易
になるために、露光系に対する設計裕度が広がり、低価
格化や小型を行う上でも有利である。
【0067】図12は、本発明を適用したインクジェッ
トプリンタの構成図で、(a)は側断面図、(b)は上
面図である。3つのインクジェットヘッド51a,b,cが図
示のように千鳥に配置され、各インクジェットヘッドの
印写領域が一部重なるようにしている。また、給紙トレ
ー7からピックローラ8で給紙・搬送された記録用紙
は、レジスト機構10で搬送タイミングを調整した後、搬
送ベルト52によってインクジェットヘッド51a,b,c直下
に搬送され、印写が行われる。
【0068】印写領域の基準マークや各印写ヘッドの画
像印写領域の相対位置からのずれ測定用の印写は、搬送
ベルト52上で行われる。CCDセンサ9が搬送ベルト52
に対向して、インクジェットヘッド51a,b,cの下流側に
配置されている。本実施例では、各インクジェットヘッ
ド51a,b,cの印写領域の境界部と端部に、CCD9a,b,c,
dを4分割し配置している。各CCDの位置関係による
測定値のずれ量補正関数(数1)を、印写画像情報の変
換に適用することによって、容易にかつ、より高精度な
各印写ヘッドの印写画像領域の接合を実現できる。
【0069】各印写ヘッドの画像印写領域の相対位置か
らのずれ測定は、記録用紙上で行ってもよいが、各印写
ヘッドの画像領域測定毎に無駄な記録及び排紙が行われ
ることになる。また、記録用紙上に基準位置パターンを
配置することはできず、紙端部などを基準に用いなけれ
ばならない。このため、本実施例では、搬送ベルト上へ
の記録を行う構成とした。ただし、この場合、搬送ベル
ト上に記録されたインク像を清掃するクリーニング手段
53が必要となる。
【0070】本実施例の搬送ベルトの代わりに、中間転
写部材を用いる中間転写方法も可能である。中間転写方
式とは、各インクジェット画像を、最終記録媒体である
用紙に直接記録するのではなく、中間的な転写部材上で
合成し、その後、最終記録媒体の用紙に一括して転写す
る方式である。この場合、中間転写体上に、印写領域の
基準マークや各印写ヘッドの画像印写領域の相対位置か
らのずれ測定用の印写を行うことが可能である。これら
搬送ベルトや中間転写体などは、感光体と異なり、基準
マークによる特性の変化はあまり大きくないので、画像
領域内に記録画像領域の基準マークを配置することも比
較的容易である。
【0071】同様にして、感熱記録方式や熱転写記録方
式など、各種直接記録方式などに適用できることは言う
までもない。一般に、長尺のアレーヘッドを高精度に製
造することは難しいが、本発明を適用することで、比較
的短いアレー印写ヘッドを容易に組み合わせることがで
きるため、これらの方式による大判画像記録が可能な画
像記録装置を低価格で提供することが可能となる。
【0072】さらに、タンデム方式を用いたレーザプリ
ンタでは、各印写ユニット毎に露光装置を配置する。こ
の方式では、装置を小型にするためには、各印写ユニッ
ト間の配置間隔を小さくする必要がある。本発明を用
い、一つの感光体を走査する光学系を複数に分割する
と、一つの光学系の走査幅が小さくなり、それに伴って
光路長が短くなるために、幅の小さな光学系を利用でき
る。タンデム式レーザプリンタの各印写ユニットの光学
系に本発明を適用し、複数の光学系に分割することで、
光学系の幅を小さく押さえ、各印写ユニット間の配置間
隔を小さくすることが容易になる。このように、本発明
はタンデム式レーザプリンタなどの小型化にも有効な手
段である。
【0073】
【発明の効果】本発明の画像記録装置によれば、複数の
印写手段による印写領域のずれを検出し、そのずれ情報
を用いて印写画像情報を補正するので、画像の接合が比
較的容易に且つ高精度に実現できる効果がある。これに
より、複数の印写手段を用いた画像形成装置を、安価に
提供することができる。つまり、本発明では、複数の印
写手段の画像を高精度に接合できるので、大判画像の記
録が可能な画像形成装置を、容易かつ安価に提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例で、レーザ露光装置を用いた
画像記録装置の構成図。
【図2】2つの露光装置による露光領域の位置ずれ検出
機構を模式的示す説明図。
【図3】図2の部分拡大図。
【図4】本発明の画像接合ずれ補正方式の一実施例であ
る印写プロセス制御手段の構成図。
【図5】基準画像の格子位置と露光位置の関係を示す説
明図。
【図6】歪みを有する格子条件での露光位置の変換状態
を示す説明図。
【図7】2つの露光領域における露光画像の接合状態を
示す説明図。
【図8】露光装置の位置ずれによる画像の変形を示す説
明図。
【図9】露光装置の位置ずれによる画像の他の変形を示
す説明図。
【図10】コンピュータ側で画像変換を行う一実施例の
説明図。
【図11】図1と異なる実施例で、1つの回転多面体で
2領域を露光する画像記録装置の構成図。
【図12】図1と異なる実施例で、複数のインクジェッ
トアレーヘッドを用いた画像記録装置の構成図。
【符号の説明】
1…帯電器、2…露光手段、3…印写プロセス制御手
段、4…印写画像情報、5…現像手段、6…位置検出制
御手段、7…給紙カセット、8…ピックローラ、9…C
CDセンサ(画像検出手段)、10…レジスト手段、11
…画像転写手段、13…感光体、14…感光体イレーズ
手段、15…排紙トレイ、16…定着手段、17…感光
体クリーニング手段、18a,b…レーザ発光手段、19
a,b…回転多面鏡、20a,b…fθレンズ、21a,b…
ビームタイミング検出器、22a,b…反射ミラー、23
a,b,c,d…基準位置マーク(左露光領域)、24a,b,
c,d…基準位置マーク(右露光領域)、25…基準マーク
(印写領域基準マーク)、26…露光可能領域(左最大露
光領域)、27…露光可能領域(右最大露光領域)、2
8…画像露光領域(左実印写領域)、29…画像露光領
域(右実印写領域)、30…基準ドット格子、32…格
子外形、33…文字形状、38…描画領域、39…平行
四辺形、40…台形、45…プリント要求、46…相対
位置ずれ情報、47…印写用ビットマップ情報、48…
コンピュータ、49…プリンタ、50a,b…露光ビー
ム、51a,b,c…インクジェットヘッド、52…搬送
ベルト、53…搬送ベルトクリーニング手段、61…相
対位置差検出手段、611…印写領域情報、612a,b
…印写領域の画像位置ずれ情報、613a,b…ビットマ
ップ情報、62…画像データ補正変換手段、621…画
像分割手段、622a,b…分割後の記録画像、623
a,b…画像変形・ビットマップ展開手段、624a,b…
ビットマップデータ記憶手段、63…印写画像情報出力
手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C087 AA03 AA09 AC05 AC07 AC08 BA02 BB10 BD05 BD06 2H027 DA50 FD06 2H076 AB73 AB76

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 用紙などの記録媒体へ直接、または感光
    体などの中間記録媒体を介して画像を記録する画像記録
    装置において、 前記記録媒体または中間記録媒体上の記録エリアを少な
    くとも2つに分割し、各記録エリア毎に記録する記録画
    像情報を送出する画像情報形成手段を備えるとともに、
    複数の画像情報形成手段による前記記録媒体または中間
    記録媒体上での複数の画像の接合部が連続するように、
    前記記録エリアの接合ずれ情報に基づいて少なくとも1
    つの画像情報形成手段による記録画像情報を補正する画
    像情報補正手段を具備することを特徴とした画像記録装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記画像情報補正手段は、各記録エリアの始点位置,終
    点位置,拡大率,回転方向などの情報や、各記録画像間
    の相対的記録位置,相対的拡大率比,相対的回転方向差
    などの情報のうち、少なくとも1つ以上の情報を用いる
    ことによって、前記接合ずれ情報を算出する相対位置差
    情報算出手段を具備することを特徴とした画像記録装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、 前記画像記録装置が感光体への帯電・露光・現像プロセ
    スによって画像を形成する電子写真プロセスであり、少
    なくとも2つ配置される前記画像情報形成手段がLED
    アレー,液晶アレー,レーザ走査装置などの1つまたは
    複数の方式の組合せからなる光学式画像情報形成手段で
    あることを特徴とする画像記録装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2において、 前記画像記録装置が、用紙上にインクを噴射記録するイ
    ンクジェット記録方式,感熱記録媒体に発熱体アレーを
    接触させて記録する感熱記録方式,熱転写インクシート
    を記録媒体に接触させ発熱体でインクを記録対に転写す
    る熱転写記録方式などの1つで、記録媒体に直接画像情
    報を送出する直接画像記録装置であり、少なくとも2つ
    以上配置される前記画像情報形成手段が、インクジェッ
    トヘッド,感熱ヘッド,熱転写ヘッドなどの1つで、直
    接記録ヘッドであることを特徴とする画像記録装置。
  5. 【請求項5】 請求項1において、 少なくとも2つ以上具備した前記画像情報形成手段にお
    ける各記録画像の相対的位置関係もしくは絶対位置を検
    出する位置情報検出手段とともに、その検出結果をもと
    に前記接合ずれ情報として、各画像情報形成手段による
    記録画像間の始点位置,終点位置,拡大率,回転方向など
    の相対位置差情報を算出する相対位置差情報算出手段を
    有し、この相対位置差情報によって、各画像情報形成手
    段から送出される画像情報のうち少なくとも1つを補正
    して画像記録を行うことを特徴とした画像記録装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、 前記相対位置差情報算出手段は、各記録画像の相対的位
    置関係もしくは絶対位置を検出するための印写パターン
    を前記画像情報形成手段を介して前記中間記録媒体に記
    録する印写パターン形成手段を有していることを特徴と
    する画像記録装置。
  7. 【請求項7】 請求項1から6のいずれかにおいて、 前記画像情報補正手段は、コンピュータ等から与えられ
    た画像情報を、少なくとも2つ以上具備した前記画像情
    報形成手段のための記録情報に分割する画像情報分割手
    段を有していることを特徴とする画像記録装置。
  8. 【請求項8】 請求項7において、 前記画像情報分割手段は画像情報を分割する際に、各画
    像情報形成手段による記録画像間の相対位置差情報に従
    って画像情報の補正を行うことを特徴とする画像記録装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項7または8において、 前記画像情報補正手段は、画像を分割する際に、各画像
    形成手段による印写のためのビットマップ変換操作を行
    うことを特徴とする画像記録装置。
  10. 【請求項10】 請求項5において、 前記相対位置差情報による画像情報の変更は、コンピュ
    ータから印写要求が与えられた際に、印写要求を発信し
    たコンピュータに画像記録装置側で検出した前記画像情
    報形成手段における記録画像間の相対位置差情報を返信
    し、この相対位置差情報を用いて、印写要求を発信した
    コンピュータによって、画像情報を各画像情報形成手段
    間の相対位置のずれを補正した情報に変換した後、この
    変換後情報を画像記録装置の各画像情報形成手段に送信
    し、この変換後情報を用いることで画像記録を行うこと
    を特徴とする画像記録装置。
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