JP2001222200A - 受光体ベルト表面の位置および速度の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】色分解画像間の位置合わせを改善するシステム
および方法が提供される。 【解決手段】画像搬送部材の測定された位置および速度
に基づいて、１つまたはそれ以上の色分解画像ごとの画
像データの出力および画像搬送部材の速度を制御して、
位置合わせのずれを除去または減少させる。画像搬送部
材装置モジュール上の位置測定センサ３５２が、画像搬
送部材のプロセス方向の位置を測定するのに使用され、
リアルタイムの移動情報を提供する。位置測定コントロ
ーラ２４８は、位置測定センサ３５２を用いて位置測定
マークのパターンを検出し、検出誤差を除去するために
平均化および相関化により検出されたデータを処理する
ことによって、画像搬送部材のプロセス方向の位置を決
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概して、画像搬送
部材の位置および／または速度を測定する方法およびシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術は、原稿を複写または印刷
する方法であり、所望の原稿画像の画像表現を、ほぼ均
一に帯電した例えばベルトのような受光体上に露光する
ことによってなされる。その画像表現に応じて、帯電し
た受光体が、放電し、所望の原稿画像の潜像を受光体表
面に形成する。次に、現像材料即ちトナーを、潜像上に
付着させて、現像された画像を形成する。次に、その現
像された画像が、用紙などの最終的な基体に転写され
る。次に、受光体の表面は、次の画像の生成に備えて、
残留現像材料を除去され、再帯電される。

【０００３】合成カラー画像を形成するのに使用される
異なる色を有するトナーごとに、上述のプロセスを１回
ずつ反復することによって、カラー画像が、生成されて
もよい。例えば、ここで、再帯電、露光、現像、イメー
ジオンイメージ（ＲＥａＤＩＯＩ）プロセスと呼ばれる
１つのカラー画像形成プロセスにおいては、帯電した受
光体表面は、第１の色を表現する画像を露光される。そ
して、その結果として得られた静電潜像が、第１の色を
有するトナーで現像され、第１の色分解画像が、形成さ
れる。帯電、露光、および、現像プロセスが、例えば、
第２の色を有するトナー、第３の色を有するトナー、そ
して、最後に第４の色を有するトナーについても反復さ
れ、第２、第３、および、第４の色分解画像が、形成さ
れる。それぞれ異なる色を有する色分解画像は、現像さ
れた第１の色分解画像の上に位置を合わせて重ね合わせ
られ、それによって、所望の合成カラー画像が得られ
る。次に、その合成カラー画像が、画像記録基体または
媒体上に転写および定着される。

【０００４】別の種類の複写原稿または印刷原稿は、直
接マーキングする方法を利用する。この場合、インクま
たはトナーは、画像支持部材に直接に付与される。この
付与は、中央画像コントローラが選択的に駆動すること
のできるインクインジェクタまたはトナーインジェクタ
によってなされてもよい。色分解画像を画像支持部材上
に重ね合わせるのは、上述したものと同じような方法で
なされてもよい。さらに、用紙に転写するのも、上述し
たものと同じような方法でなされてよい。

【０００５】カラー画像形成のさらなる例として、個々
の色分解画像は、互いに分離して画像支持部材上に配置
されてもよい。それらの色分解画像の重ね合わせは、そ
れらが次々に転写される用紙上でなされてもよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現像された画像の位置
合わせのずれは、好ましくない。なぜなら、現像された
画像が、位置合わせのずれを調整されずに、最終的な基
体に転写されると、転写された最終的な画像は、その位
置合わせのずれを含むからである。すなわち、個々のそ
れぞれの色分解画像は、他の色分解画像および／または
受像基体に対して、わずかに、見当はずれ、すなわち、
ずれることになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像搬送部材
装置モジュール上に位置測定センサを設け、画像搬送部
材のプロセス方向の位置を測定し、リアルタイムに移動
情報を与える。

【０００８】本発明は、色分解画像間の位置合わせを改
善するシステムおよび方法を別個に提供する。

【０００９】本発明は、画像搬送部材の測定された位置
および速度に基づいて、１つまたはそれ以上の色分解画
像の画像データの出力を制御し、かつ、画像搬送部材の
位置および速度を制御して、位置合わせのずれを除去お
よび減少させるシステムおよび方法を別個に提供する。

【００１０】本発明は、画像形成装置のための位置合わ
せコントローラを別個に提供し、その位置合わせコント
ローラは、画像データを調整して、位置合わせのずれを
除去または減少させるのに、画像搬送部材の測定された
位置を使用する。

【００１１】本発明のシステムおよび方法の一実施の形
態においては、位置測定コントローラは、位置測定セン
サを用いて、位置測定マークのパターンを検出すること
によって、また、検出誤差を除去するための平均決定お
よび相関決定を用いて、検出されたデータを処理するこ
とによって、画像搬送部材のプロセス方向の位置を決定
する。

【００１２】本発明によるシステムおよび方法のこれら
のそしてその他の特徴および利点が、本発明の実施の形
態の以下の詳細な説明によって、説明され、あるいは、
明らかとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下の図面に関連して本発明を説
明する。ここで、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。

【００１４】図１は、本発明による位置合わせ制御シス
テムおよび方法を備えた画像処理装置２００の一実施の
形態を示す。図１に示されるように、画像データソース
１００および入力装置１２０は、それぞれ、リンク１１
０および１２２を介して、画像処理装置２００に接続さ
れる。画像データソース１００は、ディジタルカメラ、
スキャナ、または、局所配置または遠隔配置されたコン
ピュータ、あるいは、電子画像データを生成することの
できるその他の任意の既知または後に開発された装置で
あってもよい。同様に、画像データソース１００は、ネ
ットワークのクライアントまたはサーバのような、電子
画像データを記憶および／または送信する適切などのよ
うな装置であってもよい。画像データソース１００は、
内蔵されたスキャナを有するディジタル複写機の場合の
ように、画像処理装置２００と一体化されてもよい。あ
るいは、画像データソース１００は、例えば、モデム、
ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワー
ク、イントラネット、いわゆるインターネット、その他
のどのような分散処理ネットワーク、または、その他の
任意の既知または後に開発された接続装置などの接続装
置を介して、画像処理装置２００に接続されてもよい。

【００１５】また、電子画像データは、有形の原稿から
画像を印刷するときに生成されてもよいが、電子画像デ
ータは、過去の任意の時点においてあらかじめ生成され
ていてもよいことに注意されたい。さらにまた、電子画
像データは、有形の原稿から生成されなくてもよく、何
もないところから電子的に形成されてもよい。したがっ
て、画像データソース１００は、電子画像データをリン
ク１１０を介して画像処理装置２００に供給することの
できる任意の既知または後に開発された装置であっても
よい。したがって、リンク１１０は、電子画像データを
画像データソース１００から画像処理装置２００に送信
する任意の既知または後に開発されたシステムまたは装
置であってもよい。

【００１６】入力装置１２０は、制御情報をユーザから
画像処理装置２００に提供するための、任意の既知また
は後に開発された装置であってもよい。したがって、入
力装置１２０は、画像処理装置２００の操作パネルであ
ってもよく、あるいは、局所配置または遠隔配置された
汎用コンピュータまたはそれに類似するもので実行され
る制御プログラムであってもよい。上述したリンク１１
０の場合と同様に、リンク１２２は、入力装置１２０を
用いて入力される制御信号およびデータを入力装置１２
０から画像処理装置２００に送信するための、任意の既
知または後に開発された装置であってもよい。

【００１７】図１に示されるように、画像処理装置２０
０は、コントローラ２１０、入力／出力インタフェース
２２０、メモリー２３０、位置合わせ制御マネージャー
２４０、および、画像出力ターミナル３００を含み、そ
れらのそれぞれは、制御バスおよび／またはデータバス
２５０によって互いに接続される。画像データソース１
００および入力装置１２０からのリンク１１０および１
２２は、それぞれ、入力／出力インタフェース２２０に
接続される。画像データソース１００からの電子画像デ
ータ、および、入力装置１２０からのあらゆる制御信号
および／またはデータ信号は、入力インタフェース２２
０を介して、かつ、コントローラ２１０の制御下で、入
力され、メモリー２３０に記憶され、および／または、
コントローラ２１０に提供される。

【００１８】メモリー２３０は、好ましくは、少なくと
も可変部分を有し、固定部分を含んでもよい。メモリー
２３０の可変部分は、スタティックＲＡＭ、ダイナミッ
クＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスクおよびディ
スクドライブ、ハードディスクおよびディスクドライ
ブ、フラッシュメモリー、または、その他の任意の既知
または後に開発された可変の揮発性メモリー装置または
非揮発性メモリー装置を使用して実現されてもよい。メ
モリーが、固定部分を含む場合、固定部分は、ＲＯＭ、
ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭお
よびディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭおよびディスク
ドライブ、書き込み可能光ディスクおよびディスクドラ
イブ、または、その他の任意の既知または後に開発され
た固定メモリー装置または非揮発性メモリー装置を使用
して実現されてもよい。

【００１９】位置合わせ制御マネージャー２４０は、画
像出力ターミナル３００における位置合わせのずれを表
現する現在値に基づいて、電子画像データの異なる色の
サブイメージすなわち色分解画像ごとに、メモリー２３
０に記憶された電子データのための制御情報、および／
または、画像搬送部材の速度を調整する。そして、位置
合わせ制御マネージャー２４０は、調整された画像制御
信号を画像出力ターミナル３００に出力し、その画像制
御信号は、電子画像データが、どのように出力されるか
を制御し、および／または、画像搬送部材の速度を制御
する。位置合わせ制御マネージャー２４０は、印刷中に
イメージオンイメージによるカラー位置合わせを監視お
よび調整する能力を画像処理装置２００に提供する。

【００２０】図１は、統合システムの一部として、位置
合わせ制御マネージャー２４０および画像出力ターミナ
ル３００を示すが、位置合わせ制御マネージャー２４０
は、画像出力ターミナル３００から分離した装置として
提供されてもよい。すなわち、位置合わせ制御マネージ
ャー２４０は、スタンドアロン型の画像出力ターミナル
３００の上流側に取り付けることのできる分離した装置
であってもよい。

【００２１】例えば、位置合わせ制御マネージャー２４
０と、図２に示されるような位置測定センサ３５２と
は、画像データソース１００およびハード画像出力ター
ミナル３００の両方に接続された装置として実施されて
もよい。例えば、位置合わせ制御マネージャー２４０
は、画像データソース１００の一部を構成し、かつ、位
置測定センサ３５２からセンサ信号を受信し、かつ、画
像出力ターミナル３００による画像データの出力を制御
し、および／または、画像出力ターミナル３００内の画
像搬送部材の速度を制御するネットワークプリントサー
バに組み込まれたソフトウェアまたはハードウェアであ
ってもよい。

【００２２】さらに、位置合わせ制御マネージャー２４
０は、画像処理装置２００および／または画像データソ
ース１００内のハードウェアとして、あるいは、画像処
理装置２００および／または画像データソース１００で
実行されるソフトウェアとして実施されてもよい。本発
明の精神および範囲を逸脱することなく、図１および図
２に示される構成要素からなる様々な構成を使用するこ
ともできる。

【００２３】図２は、本発明による画像出力ターミナル
３００の一実施の形態を示す。図２に示されるように、
画像出力ターミナル３００は、複数のカラー画像形成装
置３１０〜３４０、受光体ベルト３５０のような画像搬
送部材、転写ステーション３６０、および、クリーニン
グステーション３８０を含む。各カラー画像形成装置３
１０〜３４０は、それぞれ、受光体ベルト３５０の長さ
方向に沿って、ベルト３５０のステアリング端部Ｓから
ベルト３５０の転写端部Ｔまで配置される。具体的に
は、各カラー画像形成装置３１０〜３４０は、それぞ
れ、帯電ステーション３１２、３２２、３３２、およ
び、３４２と、露光ステーション３１４、３２４、３３
４、および、３４４と、現像ステーション３１６、３２
６、３３６、および、３４６とを含む。

【００２４】また、図２は、位置合わせのずれの影響を
受ける画像搬送部材として、受光体ベルトを示している
が、画像出力ターミナル３００は、その他の画像形成基
体を使用してもよいことに注意されたい。例えば、位置
合わせ制御は、同じような効果でもって、別の受光体上
にカラー画像分解層を形成し、それらの画像を中間ベル
トから最終的な基体に転写する前に、それらの画像を中
間ベルトに転写するような非受光体画像支持ベルトシス
テムに適用されてもよい。この中間ベルトシステムは、
その全体がここに援用されるＦｌｅｔｃｈｅｒの米国特
許第５，４０６，３５９号に記載されている。

【００２５】あるいは、位置合わせ制御は、別の受光体
上に画像を形成し、それらのカラー画像分解層を、搬送
ベルトによって搬送される最終的な基体に転写するよう
な搬送ベルトシステムに適用されてもよい。この転写ベ
ルトシステムは、その全体がここに援用されるＫａｔｓ
ｕｍａｔａらの米国特許第４，９１６，５４７号に記載
されている。さらに、これらのシステムにおいては、画
像形成ステーションは、画像がその上に形成され、そし
て、画像がそれから転写されるような受光体を含むよう
に考慮されてもよい。

【００２６】図２に示される実施の形態においては、画
像形成装置３１０〜３４０の各帯電ステーション３１２
〜３４２は、それぞれ、静電潜像の形成に備えて、受光
体ベルト３５０を均一に帯電する。画像形成装置３１０
〜３４０のそれぞれにおいて、各露光ステーション３１
４〜３４４は、それぞれ、均一に帯電された受光体ベル
ト３５０を露光し、受光体ベルト３５０上に潜像を形成
する。そして、画像形成装置３１０〜３４０のそれぞれ
において、各現像ステーション３１６〜３４６は、それ
ぞれ、異なる色を有するトナーを用いて、受光体ベルト
３５０上に形成された潜像を現像するために、その異な
る色を有するトナーを付着させる。

【００２７】各露光ステーション３１４〜３４４は、受
光体ベルト３５０上に潜像を形成するためのその他の任
意の既知または後に開発された装置を用いて実施されて
もよいことに注意されたい。例えば、露光ステーション
３１４〜３４４は、回転ポリゴンラスター出力スキャナ
（ＲＯＳ）、発光ダイオードを含む全幅プリントバー、
レーザダイオード、有機発光ダイオード、または、それ
らに類似するものであってもよい。

【００２８】位置測定センサ３５２は、受光体ベルト３
５０上の位置測定マークを検出することができ、位置測
定センサ３５２は、検出されたその受光体ベルト３５０
上の位置測定マークに基づいて、位置データを出力す
る。そして、位置合わせ制御マネージャー２４０は、位
置測定センサ３５２によって出力された位置データに基
づいて、露光ステーション３１４〜３４４が受光体ベル
ト３５０上に潜像を書き込んでいるそれぞれの位置に対
応したベルト位置における１つかまたはそれ以上の位置
合わせのずれ量を決定する。

【００２９】位置合わせ制御マネージャー２４０によっ
て決定された、それぞれの露光ステーション３１４〜３
４４の書き込み位置における位置合わせのずれに基づい
て、位置合わせ制御マネージャー２４０は、少なくとも
３つの画像形成装置３１０〜３４０による画像データの
出力、および／または、受光体ベルト３５０の速度を制
御するモータを制御する画像制御信号を調整し、それに
よって、それぞれの露光ステーション３１４〜３４４に
よって書き込まれる潜像は、ほぼ位置が合うことにな
る。したがって、露光ステーション３１４〜３４４で形
成された潜像が、現像ステーション３１６〜３４６の対
応する現像ステーションで現像されると、それぞれの画
像形成装置３１０〜３４０によって形成された結果とし
て得られた色分解画像または色分解層は、互いにほぼ位
置が合うことになる。これは、画像形成装置３１０〜３
４０によって形成されたそれぞれの色分解画像間の位置
合わせエラーを最小限に抑え、あるいは、少なくともそ
れを減少させる結果につながる。受光体ベルト３５０上
のそれぞれの色分解画像の位置は、いくつかの要素にお
いて調整され、適切な位置合わせ精度が達成される。

【００３０】また、各画像形成装置３１０〜３４０によ
って形成された結果として得られた色分解画像または色
分解層は、受像基体上の所望の位置にほぼ位置を合わせ
ることができる。したがって、結果として得られた色分
解画像または色分解層が、転写ステーション３６０にお
いて、受像基体２０上に転写されると、それぞれの画像
形成装置３１０〜３４０によって形成された結果として
得られた色分解画像または色分解層は、受像基体２０上
の所望の位置にしっかりと位置を合わせられる。これ
は、例えば、画像形成装置３１０〜３４０によって形成
されたそれぞれの色分解画像または色分解層間におい
て、あるいは、受像基体２０上のその他のどのような画
像間においても、あらゆる位置合わせエラーを最小限に
抑え、あるいは、少なくともそれを減少させる。

【００３１】画像出力ターミナル３００は、受光体ベル
ト３５０上の位置測定マークを検出し、その検出した結
果を図３に示される位置測定コントローラ２４８に出力
する位置測定センサ３５２を含む。位置測定コントロー
ラ２４８は、制御バスおよび／またはデータバス２５０
を介して、その瞬間の受光体ベルト３５０のプロセス方
向の位置を示す位置測定信号を、位置合わせ制御マネー
ジャー２４０に出力する。

【００３２】継ぎ目センサ３５６は、制御バスおよび／
またはデータバス２５０を介して、継ぎ目信号を位置合
わせ制御マネージャー２４０に出力する。継ぎ目信号
は、受光体ベルト３５０の継ぎ目３５１が、所定の位置
に到達したことを示す。位置測定コントローラ２４８
は、位置測定信号を位置合わせ制御マネージャー２４０
に出力する。この位置測定信号を用いて、位置合わせ制
御マネージャー２４０は、継ぎ目信号が、継ぎ目３５１
が所定の位置に到達したことを最後に示してからの、受
光体ベルト３５０のプロセス方向への実際の移動量を決
定することができる。したがって、位置合わせ制御マネ
ージャー２４０は、その瞬間の受光体ベルト３５０のプ
ロセス方向の位置を決定することができる。

【００３３】図３は、図２に示される画像出力ターミナ
ル３００および図１に示される位置合わせ制御マネージ
ャー２４０の一実施の形態をより詳細に示す。図３に示
されるように、この画像出力ターミナル３００の実施の
形態においては、それぞれの画像形成装置３１０〜３４
０は、受光体ベルト３５０を露光するためのラスター出
力スキャナを用いて実施される。図３に示されるよう
に、それぞれの露光ステーション３１４〜３４４は、入
力画像データに基づいて１つかまたはそれ以上の光ビー
ムを変調する変調器３１４１を含む。発光素子３１４２
が、変調器３１４１に接続され、変調器３１４１によっ
て変調された少なくとも１つの光ビーム３１４３を放射
する。発光素子３１４２によって放射されるそれぞれの
光ビーム３１４３は、一連の入力光学素子（図示せず）
によって、回転ポリゴン３１４４の面３１４５上に像を
結ぶ。回転ポリゴン３１４４の現在の面３１４５から反
射されたそれぞれの光ビームは、一連の出力光学素子
（図示せず）を用いて、受光体ベルト３５０上に像を結
ぶ。

【００３４】画像出力ターミナル３００は、その他の任
意の既知または後に開発された画像形成装置を使用して
もよいことに注意されたい。そのような画像形成装置
は、ＬＥＤバーまたは線形アレイからなる露光装置を含
むがこれに限定はされない。

【００３５】図３に示されるように、受光体ベルト３５
０上に形成された特定のカラー画像分解層３１７は、複
数の走査線３１８をから成る。それぞれの走査線３１８
は、開始点および終了点を有する。開始点、すなわち、
「走査開始」点は、回転ポリゴンミラー３１４４の現在
の面３１４５が、１つかまたはそれ以上の光ビーム３１
４３のそれぞれを、画像データが記録されるよう受光体
ベルト３５０の適切な部分に向ける位置である。走査開
始センサ３１９は、１つかまたはそれ以上の光ビームが
「走査開始」点にある時を検出する。各走査開始センサ
３１９は、独立に対応する露光ステーションごとの「走
査開始」点を測定し、かつ、独立に露光ステーション３
１４〜３４４のうちの対応する露光ステーションに、適
切なフィードバック信号を与える。走査開始センサ３１
９から画像形成装置３１０〜３４０へのフィードバック
信号は、１つかまたはそれ以上の光ビーム３１４３の受
光体ベルト３５０上の位置を指示する。特定の走査開始
センサ３１９からのフィードバック信号は、画像形成装
置３１０〜３４０の露光ステーション３１４〜３４４の
うちの対応する露光ステーションの変調器３１４１に入
力される。走査開始センサ３１９からのフィードバック
信号は、走査線３１８の横方向の余白位置を制御するの
に使用することもできる。

【００３６】位置合わせ制御マネージャー２４０は、受
光体ベルト３５０の位置合わせのずれを表現する現在値
に基づいて、それぞれの画像形成装置３１０〜３４０ご
とに、対応する変調器３１４１によって使用される画像
形成装置固有制御信号を生成する。その固有の制御信号
を用いて、露光ステーション３１４〜３４４のうちの対
応する露光ステーションは、対応する走査開始センサ３
１９からの走査開始信号の受信に応答して、現在の走査
線に対応する画像データに基づいて１つかまたはそれ以
上の光ビーム３１４３の変調をいつ開始すべきかを決定
する。すなわち、位置合わせ制御マネージャー２４０か
らのタイミング制御信号および走査開始センサ３１９か
らのフィードバック信号に基づいて、各変調器３１４１
は、現在の走査線の画像データに基づく光ビーム３１４
３の変調を、位置合わせのずれをなくすのに間に合う時
点に開始する。次に、変調された光ビーム３１４３は、
発光素子３１４２によって放射され、回転ポリゴン３１
４４の面３１４５上に像を結ぶ。

【００３７】図３に示されるように、画像位置合わせ制
御マネージャー２４０は、画像位置合わせコントローラ
２４２、入力コントローラ２４４、出力コントローラ２
４６、および、位置測定コントローラ２４８を含む。入
力コントローラ２４４は、位置測定コントローラ２４８
から出力された位置測定信号を受信する。

【００３８】図１〜３に示される各構成要素２１０〜２
４８は、適切にプログラムされた汎用コンピュータの一
部として実施されてもよいことに注意されたい。あるい
は、図１〜３に示される各構成要素２１０〜２４８は、
ＡＳＩＣ内の物理的に異なるハードウェア回路として、
あるいは、ＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡ、または、ＰＡＬ
を用いて、あるいは、個別論理素子または個別回路素子
を用いて実施されてもよい。図１〜３に示される各構成
要素２１０〜２４８の特定の形態は、設計上の選択であ
り、当業者には、明白かつ予測可能である。

【００３９】位置測定コントローラ２４８は、位置測定
センサ３５２からの検出された位置信号に基づいて、位
置測定信号を入力コントローラ２４４へ出力する。継ぎ
目センサ３５６は、受光体ベルト３５０上の継ぎ目３５
１が到達したことを検出し、継ぎ目センサ信号を入力コ
ントローラ２４４へ出力する。

【００４０】継ぎ目センサ信号が、継ぎ目３５１が、所
定の位置に到着したことを指示すると、位置測定コント
ローラ２４８からの位置測定信号が、入力コントローラ
２４４へ入力される。位置測定信号は、位置合わせコン
トローラ２４２によって使用され、受光体ベルト３５０
のその瞬間のプロセス方向の位置が決定される。受光体
ベルト３５０のその瞬間のプロセス方向の位置は、受光
体ベルト３５０の継ぎ目が、ステアリング端部Ｓから転
写端部Ｔまで移動し、ステアリング端部Ｓへ戻ったとき
に測定される。位置合わせコントローラ２４２は、継ぎ
目３５１の位置に関連して位置測定センサ３５２で測定
された受光体ベルト３５０の位置に基づいて、受光体ベ
ルト３５０の横方向の実際の移動量を決定する。

【００４１】位置合わせコントローラ２４２は、位置測
定センサ３５２によって測定されたベルト位置から、露
光ステーション３１４〜３４４が受光体ベルト３５０上
に色分解潜像を書き込んでいるそれぞれの位置までの、
必要とされる変位量を決定し、画像の適正な位置合わせ
を保証する。

【００４２】また、それぞれの画像形成装置３１０〜３
４０によって形成されて得られた色分解画像または色分
解層は、受像基体上の所望の位置に実質的に位置を合わ
せられてもよい。この場合、結果として得られた色分解
画像または色分解層が、転写ステーション３６０におい
て、受像基体２０上に転写されると、各画像形成装置３
１０〜３４０によって形成されて得られた色分解画像ま
たは色分解層は、受像基体２０上の所望の位置にほぼ位
置を合わせられる。これは、例えば、画像形成装置３１
０〜３４０によって形成されたそれぞれの色分解画像ま
たは色分解層間において、あるいは、受像基体２０上の
他の任意の画像間において、あらゆる位置合わせエラー
を最小限に抑える。

【００４３】位置合わせコントローラ２４２は、位置測
定コントローラ２４８からの位置測定信号に基づいて、
印刷の実行中に、受光体ベルト３５０の実際のプロセス
方向の位置を決定する。そして、位置合わせコントロー
ラ２４２は、それらの決定されたプロセス方向のベルト
位置から、位置合わせのずれを決定する。決定された位
置合わせのずれに基づいて、画像形成装置３１０〜３４
０の位置でなされるべき画像調整、受光体ベルト３５０
を駆動するモータへの駆動信号の調整、および／また
は、横方向の用紙位置合わせのためになされるべき調整
が決定される。位置合わせコントローラ２４２は、印刷
が実行される間中その瞬間の位置合わせのずれの決定を
続行し、画像が位置合わせされた状態を維持する。すな
わち、位置合わせコントローラ２４２は、位置測定マー
クを位置測定センサ３５２によって検出することによっ
て、画像位置合わせを監視および制御し、位置測定セン
サ３５２からの測定された位置信号に基づいて、調整さ
れた画像制御信号を露光ステーション３１４〜３４４お
よび／または受光体ベルト３５０の駆動モータに出力す
る。

【００４４】図４は、位置測定センサ３５２および検出
される位置測定マークの一実施の形態を示す。図４に示
されるように、位置測定センサ３５２は、受光体ベルト
３５０上の位置測定マークからデータを収集するのに使
用される。この実施の形態においては、位置測定マーク
のパターンが、受光体ベルト３５０の縁に沿って設けら
れる。これらの位置測定マークは、ベルト製造時に受光
体ベルト３５０上に設けられた所定のどのような形状で
よく、ベルトにあけられた穴、ベルトに刻まれたくぼ
み、または、その他ベルト上の検出可能な型押し形状、
ベルト上のインクまたはトナーによるマーキング、およ
び、それらに類似するものが含まれるがこれに限定しな
い。

【００４５】位置測定センサ３５２に十分な位置測定デ
ータを提供することができれば、どのようなマーキング
でも位置測定マーキングとして使用することができるこ
とに注意されたい。また、位置測定マークおよびそれら
の間隔は、受光体ベルト３５０上に高い精度で配置され
なくてもよいことに注意されたい。したがって、位置測
定マークは、受光体ベルト３５０の製造中に、速度を良
好（厳密には要求されないが）に制御して受光体ベルト
を移動させながら、マークを形成する処理を一定の時間
間隔で実行することによって、受光体ベルト３５０上に
生成されてもよい。マークの形成は、例えば、受光体ベ
ルト３５０上の継ぎ目が検出された後に開始され、再
度、継ぎ目が検出されようとする直前に終了する。

【００４６】さらに、マークの横方向の寸法、すなわ
ち、ベルトの移動方向に垂直な方向の寸法は、ベルト位
置測定センサ３５２の捕捉領域内に納まるだけの寸法で
あれば、どのような寸法であってもよいことにも注意さ
れたい。

【００４７】本発明によるシステムおよび方法の一実施
の形態においては、ＣＣＤアレイが、位置測定センサ３
５２として使用される。この実施の形態においては、Ｃ
ＣＤアレイを位置測定センサ３５２としてバイナリーモ
ードで動作させる場合、電荷しきい値が、ＣＣＤアレイ
に設定され、ある量を超えた光が、特定のＣＣＤアレイ
素子上に像を結ぶと、しきい値よりも大きい電荷が発生
し、ディジタル値の１が、そのＣＣＤアレイ素子によっ
て出力される信号値に割り当てられる。あるいは、しき
い値よりも小さい光が、そのＣＣＤアレイ素子に入力す
ると、ディジタル値の０が、そのＣＣＤアレイ素子によ
って出力される信号値に割り当てられる。１から０への
遷移または０から１への遷移のそれぞれが、位置測定マ
ークのエッジの位置を示す。

【００４８】本発明によるシステムおよび方法のいくつ
かの実施の形態においては、位置測定コントローラ２４
８は、位置測定センサ３５２によって検出された複数の
位置測定マークから受け取る位置測定データを平均する
ことによって、および／または、位置測定センサ３５２
によって検出された複数の位置測定マークから受け取る
位置測定データの相関をとることによって、位置測定マ
ークの正確な位置を決定する。これらの実施の形態にお
いては、位置測定マークの位置を決定する際の精度は、
許容範囲内の値となる。すなわち、誤差が、最小限かつ
所定の許容範囲内の値となる。

【００４９】これらの実施の形態においては、精度は、
所定の時点におけるベルト位置測定センサ３５２の捕捉
領域内の第１の位置測定データを、その後の時点に得ら
れたベルト位置測定センサ３５２の捕捉領域内の第２の
位置測定データと比較することによって決定され、この
場合、特定の位置測定マークは、２つの捕捉領域内の第
１の位置から第２の位置へ移動している。すなわち、受
光体ベルト３５０は、印刷プロセス中には、絶えず移動
しているので、受光体ベルト３５０上の位置測定マーク
もまた移動する。したがって、ベルト位置測定センサ３
５２の捕捉領域内にある位置測定マークは、異なる時点
においては、それぞれ異なる位置にある。ベルトのおお
よその速度を知ることによって、特定の位置測定マーク
の位置を知ることができる。

【００５０】本発明によるシステムおよび方法の平均化
技術を組み込んだ例示的な実施の形態においては、位置
測定センサ３５２は、２０４８個のＣＣＤアレイ素子を
含んでもよく、この場合、それぞれのＣＣＤアレイ素子
は、長さが１４μｍである。ＣＣＤアレイ素子は、互い
の中心間の間隔が１４μｍで配置される。それぞれのマ
ークは、５００μｍの公称幅を有する。マークは、互い
の中心間の間隔が１０００μｍで配置される。ＣＣＤア
レイは、０．００２秒のサイクルタイムを有する。受光
体ベルト３５０は、約２００ｍｍ／秒のベルト速度を有
する。これらの要素を有する実施の形態の場合、ＣＣＤ
アレイの捕捉領域において初期に得られた第１の位置測
定データと、０．００２秒後に得られた第２の位置測定
データとを比較すると、位置測定マークは、４００μｍ
の公称距離を移動する。５００μｍの公称幅を有するそ
れぞれのマークが、互いの中心間の間隔が１０００μｍ
で配置される場合、最も近くに隣接するマークのエッジ
は、隣の位置測定マークの各側部から５００μｍだけ離
れている。２つの隣接する位置測定マークのそれぞれの
測定値は、±７μｍの精度を有し、それは、ＣＣＤアレ
イ素子の半分の長さである。２８個の位置測定マーク
が、位置測定センサ３５２の一辺の長さ内にあることが
測定され、かつ、０．００２秒後に、２８個の位置測定
マークの中の２４個が、センサの縦幅内にあることが測
定されたならば、平均誤差の公式を用いて、検出された
結果を平均することによって得られる平均誤差は、±７
μｍ／２４^0.5、すなわち、±１．４３μｍとなる。

【００５１】受光体ベルト３５０の速度は、複数の測定
がなされた後、位置測定マークの距離差に基づいて決定
される。上述の例においては、移動距離が４００μｍの
場合、測定誤差は、±１．４３μｍであり、速度の精度
は、３／１０００であり、これは、許容範囲内の値であ
る。位置測定マークの数を２８個から９６個まで、すな
わち、４という因数で増やすことによって、±１．４３
μｍから±７μｍ／９６^0.5、すなわち、±０．７１４
μｍまで、測定誤差を減らすことができる。そして、速
度の精度は、１／１０，０００以下にまで改善される。
受光体ベルト３５０の製造時に、位置測定マークのパタ
ーンに確率誤差が入り込むので、それぞれの決定ごとに
発生する誤差は、不規則なものとなり、相関関係がな
い。誤差を平均することによって得られる平均誤差は、
マークの精度、マークの間隔、または、マークのエッジ
のどのような異常にも依存することなく決定される。マ
ークの数を増やすことによって、測定誤差を減少させる
ことができる。

【００５２】あるいは、本発明によるシステムおよび方
法のさらに別の実施の形態においては、コントローラ２
４８は、位置測定センサ３５２によって検出された複数
の位置測定マークの相関をとることによって、位置測定
マークの正確な位置を決定する。本発明によるシステム
および方法の相関技術の実施の形態においては、２つの
隣接する時間の間での受光体ベルト３５０の変位は、そ
れらのそれぞれの時間において位置測定センサ３５２に
よって検出されたパターン間の相関を最大にする変位で
あると考えられる。すなわち、最大の相関は、パターン
が正確に重なり合う場合に起こる。変位を決定すること
のできる解像度は、ベルト３５０上の位置測定マークの
パターンに依存する。この実施の形態においては、連続
する０または１の各ランは、位置測定センサ３５２の幅
のＮ倍に乱数を加算したものであり、この乱数は、０か
らセンサ幅までの間に一様に分布し、Ｎは、無作為に選
択された数である。

【００５３】この実施の形態においては、相関は、粗な
相関および密な相関によって実施される。粗な相関は、
Ｎの値によって実施され、密な相関は、０からセンサ幅
までの間に存在する乱数によって実施される。すなわ
ち、粗な相関は、センサ幅と同じステップ幅で実施さ
れ、密な相関は、センサ幅に比べてわずかなステップ幅
で実施される。

【００５４】受光体ベルト３５０が、第１の位置から隣
の位置まで移動すると、位置増分が、レジスタに加算さ
れる。受光体ベルト３５０が、次の隣の位置までさらに
移動すると、さらなる増分が、レジスタに加算される。
位置測定マークの正確な位置は、複数の位置の相関をと
ることによって決定される。受光体ベルト３５０の速度
は、複数の測定がなされた後、位置測定マークの距離差
に基づいて決定される。

【００５５】上述した実施の形態においては、現在の位
置を決定する際の累積誤差は、ただ１つの位置を決定す
る際の誤差よりも大きくなることは決してない。すなわ
ち、誤差は、いかなる場合にも、ＣＣＤアレイ素子の寸
法の半分の大きさの範囲内にある。したがって、第１の
測定値を検出する際の誤差と第２の測定値を検出する際
の誤差とが、累積することはない。

【００５６】図５に示されるように、位置測定マークが
通過することによって、位置測定センサ３５２は、位置
測定センサ３５２のそれぞれの捕捉領域における位置測
定データを、異なる３つの種類の値として、すなわち、
新しいデータ、信頼できないデータ、および、古いデー
タとして処理することができる。信頼できないデータ
は、無視され、そのような無視されるデータの位置は、
それぞれの測定がなされた後、位置測定センサ３５２の
捕捉領域内の新しい位置まで右側に探知される。データ
の捕捉に先行する古いデータおよびそれぞれの測定に後
続する新しいデータの両方が有効であり、位置の増分的
な変化を決定するのに使用されてもよい。それぞれの測
定のタイミングは、それぞれのデータ捕捉後の定められ
た時間に発生するように照射時間を再同期化し、かつ、
位置レジスタを０にリセットすることによって、再同期
化される。

【００５７】また、再同期化は、例えば、相関パターン
を用いてなされる。いくつかの実施の形態においては、
相関パターンは、受光体ベルト３５０の回転開始時点お
よび終了時点において、位置測定マーク内に生成され
る。そして、相関パターンは、再同期化を確立するため
に、センサ３５２によって検出される。

【００５８】センサ３５２のサイクルタイムは、センサ
内のそれぞれのＣＣＤアレイ素子が、光を統合するのに
かかる時間及び位置測定センサ３５２が、ＣＣＤアレイ
からデータをシフトするのにかかる時間である。この統
合ステップおよびシフトステップは並行してなされ、そ
のより遅い方が、最小サイクルタイムを決定する。

【００５９】速度およびサイクルタイムは既知であるの
で、次の遷移の位置は、予測することが可能である。与
えられたウィンドウ内にただ１つの遷移が存在する場合
にのみ新しいデータを受け入れるためにロジックが使用
される。この予測ウィンドウ機能を実施することによっ
て、１と０とを誤ってを検出するのを回避できる。

【００６０】受光体ベルト３５０の速度は、繰り返し得
られる位置情報およびそれぞれの測定間の経過時間から
決定される。その瞬間の現在位置は、以前の位置と現在
の速度とから決定されてもよい。

【００６１】位置測定コントローラ２４８は、測定され
た位置信号を画像位置合わせ制御マネージャー２４０へ
出力する。画像位置合わせ制御マネージャー２４０は、
印刷実行中に、位置測定コントローラ２４８から出力さ
れたデータを用いて、画像データの出力および／または
受光体ベルト３５０の速度を制御する。印刷の実行中に
は、位置合わせ制御マネージャー２４０は、画像位置合
わせを監視および制御し、調整された画像制御信号を露
光ステーション３１４〜３４４および受光体ベルト３５
０の駆動モータへ出力する。

【００６２】図４は、ＣＣＤアレイのような位置測定セ
ンサ３５２を示しているが、位置測定マークのパターン
を検出するのに使用することのできる任意の既知または
後に開発されたメカニズム、デバイス、または、構造
が、例えば、位置測定センサ３５２として使用されても
よいことに注意されたい。

【００６３】上述したように、位置測定センサ３５２を
使用すれば、位置合わせコントローラ２４２は、継ぎ目
３５１に対する受光体ベルト３５０の位置を決定するこ
とができる。位置合わせ制御が、与えられたベルトに対
して設定されてしまえば、位置合わせコントローラ２４
２は、受光体ベルトの様々な速度を自動的に増減して調
節するように実施されてもよい。

【００６４】プロセス方向に沿った受光体ベルト３５０
の位置がわかれば、効率的な位置合わせ制御が可能とな
る。位置合わせコントローラ２４２は、位置測定センサ
３５２から得られたプロセス方向の位置を使用すること
によって、継ぎ目３５１に関連した受光体ベルト３５０
のプロセス方向の位置を決定することができるので、位
置合わせ制御を実行することができる。

【００６５】図６は、本発明による画像位置合わせ制御
のための方法の一実施の形態を説明する概略フローチャ
ートである。ステップＳ１０００から開始し、制御は、
ステップＳ１１００へ続き、そこで、電子画像データ
が、入力される。次に、ステップＳ１２００において、
受光体ベルトのその瞬間の位置が測定される。そして、
ステップＳ１３００において、測定されたベルト位置
が、互いに比較され、１つかまたはそれ以上のその瞬間
の位置合わせのずれが、決定される。より詳細には、そ
の瞬間の位置合わせのずれは、検出されたベルト位置間
の差を含む。そして、制御は、ステップＳ１４００へ続
く。

【００６６】ステップＳ１４００において、１つまたは
それ以上の決定された位置合わせのずれに基づいて、画
像データ調整値および基体位置合わせデータ調整値が、
決定され、画像同士および画像と受像基体との位置合わ
せを維持することが保証される。すなわち、色分解層ご
との画像データが、調整され、かつ、基体位置合わせデ
ータが、調整され、調整された画像データに基づいて生
成されたあらゆる表示画像または印刷画像は、あらゆる
位置合わせのずれが減少され、そうでなくても、最小限
に抑えられるか、あるいは、除去されて現れる。そし
て、ステップＳ１５００において、色分解層ごとの調整
された画像データおよび／または調整されたベルト速度
信号が、出力される。次に、ステップＳ１６００におい
て、それぞれの色分解層画像が、調整されたデータを用
いて、および／または、調整されたベルト速度で移動す
るベルトによって、しかるべき画像形成装置によって形
成される。そして、制御は、ステップＳ１６００へ続
き、そこで、制御ルーチンが、終了する。

【００６７】図７は、ステップＳ１２００においてその
瞬間のベルト位置を測定する方法の一実施の形態をより
詳細に説明する概略フローチャートである。ステップＳ
１２００から開始して、制御は、ステップＳ１２１０へ
続き、そこで、継ぎ目が検出されたかどうかが判定され
る。継ぎ目が検出されていなければ、制御は、ステップ
Ｓ１２２０へ続く。検出されていれば、制御は、ステッ
プＳ１２２０へすぐにジャンプする。

【００６８】ステップＳ１２２０において、位置測定セ
ンサからのデータが、入力される。そして、ステップＳ
１２３０において、位置測定センサからのデータが、プ
ロセス方向のベルト位置に変換される。すなわち、デー
タが、平均され、あるいは、以前の測定値との相関がと
られ、プロセス方向のベルト位置が得られる。そして、
制御は、ステップＳ１２４０へ続き、そこで、制御は、
ステップＳ１３００へ戻る。

【００６９】図１に示されるように、画像処理装置２０
０は、好ましくは、プログラムされた汎用コンピュータ
において実施される。しかしながら、画像処理装置２０
０は、専用コンピュータ、プログラムされたマイクロプ
ロセッサまたはマイクロコントローラおよび周辺集積回
路素子、ＡＳＩＣまたはその他の集積回路、ディジタル
信号プロセッサ、個別素子回路のようなハードワイヤー
ド電子回路または論理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧ
Ａ、または、ＰＡＬのようなプログラマブル論理デバイ
ス、または、それらに類似するものにおいて実施されて
もよい。一般には、有限状態機械を実現することがで
き、そして、図６および図７に示されるフローチャート
を実施することができれば、どのようなデバイスであっ
ても、画像処理装置２００を実施するのに使用されてよ
い。

【００７０】本発明が、好ましい実施の形態に関連して
説明されたが、本発明を上述した実施の形態に限定しよ
うとするものではないことに注意されたい。それどころ
か、すべての変形、変更、および、等価なものを本発明
の精神および範囲に包含しようとするものである。

【００７１】例えば、本発明は、画像搬送部材の位置お
よび速度を測定するためにだけ使用されなくてもよいこ
とに注意されたい。すなわち、当業者は、本発明の精神
および範囲を逸脱せずに、その他の様々な変更および改
造に想到しうることは明らかである。さらに、ベルト位
置に基づいた横方向のサンプリングは、電子写真システ
ムだけでなく、どのような動的ベルトシステムにも応用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による位置合わせ制御システムおよび方
法を含む画像処理装置の一実施の形態の機能ブロック図
を示す図である。

【図２】本発明による位置合わせ制御システムおよび方
法を含む出力ターミナルの一実施の形態を示す図であ
る。

【図３】図２に示される画像搬送部材および図１に示さ
れる本発明による位置合わせ制御システムの一実施の形
態をより詳細に示す図である。

【図４】図３に示される位置を測定するための位置測定
センサの一実施の形態をより詳細に示す図である。

【図５】図４に示される位置測定センサによって得られ
たデータをより詳細に示す図である。

【図６】本発明による位置合わせ制御方法の一実施の形
態を説明する概略フローチャートである。

【図７】図６に示されるベルト位置測定方法の一実施の
形態を説明する概略フローチャートである。

フロントページの続き (72)発明者 バリー ウルフ アメリカ合衆国 10598 ニューヨーク州 ヨークタウン ハイツ ピッケンズ コ ート 1273 (72)発明者 ロバート エム．ロフザス アメリカ合衆国 14472 ニューヨーク州 ホーンオイ フォールズ モンロー ス トリート 74 (72)発明者 ハロルド アンダーソン アメリカ合衆国 90275−4914 カリフォ ルニア州 ランチョー パロス バーデス ウエスト スコットウッド ドライブ 5613

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置であって、 少なくとも１つの位置測定マークが設けられた画像搬送
   部材と、 前記位置測定マークに関する少なくとも１つの位置測定
   値を与える、前記画像搬送部材の近傍に設けられたセン
   サと、 前記少なくとも１つの位置測定値に基づいて、画像搬送
   部材のプロセス方向に沿ったその瞬間の位置を決定する
   位置決定回路と、 を備えた画像形成装置。