JP3426485B2

JP3426485B2 - 印刷装置

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Publication number: JP3426485B2
Application number: JP32735497A
Authority: JP
Inventors: 啓文中安; 陽治伯耆; 勉永富
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2003-07-14
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: DE69816762T2; US6321060B1; DE69816762D1; EP0919882B1; JPH11157134A; EP0919882A1; US5946537A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ装置や複
写機等の電子写真記録の印刷機能を備えた複数の静電記
録ユニットによる異なるカラー画像の重ね合せ転写によ
りカラーの画像を印刷する印刷装置に関し、特に、着脱
自在な複数の静電記録ユニットの相互間のカラー画像の
位置ずれを検出して補正する印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真記録を用いたカラー印刷
装置は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及び
イエロー（Ｙ）の４色の静電記録ユニットを、記録紙の
搬送方向にタンデム配置している。４色の静電記録ユニ
ットは、感光ドラムを画像データに基づいて光学的に走
査して潜像を形成し、この潜像を現像器のカラートナー
によって現像した後に、一定速度で搬送される記録紙上
に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及
び黒（Ｋ）の順番に重ね合せて転写し、最終的に定着器
を通して加熱定着等を行う。

【０００３】イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）及び黒（Ｋ）の静電記録ユニットは、カラートナ
ーがなくなった場合に、ユニット全体又はユニットの一
部を交換する必要がある。このため静電記録ユニット
は、装置カバーを開いた状態で簡単に着脱できる構造を
備えている。一方、ＹＭＣＫの静電記録ユニットを記録
紙の搬送方向にタンデム配置した構造のカラー印刷装置
にあっては、カラー印刷の品質を高めるためには、移動
する記録紙上に各静電記録ユニットで転写するトナー像
の位置ずれを低減して色合せの精度を高めなければなら
ない。

【０００４】例えば記録紙上での主走査方向（搬送方向
に直交する方向）及び副走査方向（記録紙搬送方向）の
解像度を、それぞれ６００ｄｐｉとすると、画素ピッチ
は約４２μｍとなり、例えば位置ずれを４２μｍ以下に
抑える必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タンデム型のカラー印刷装置にあっては、ＹＭＣＫの静
電記録ユニットを着脱自在に設けているため、固定設置
した場合に比べ位置ずれが大きく、機械的な加工精度や
組付け精度によって位置ずれを４２μｍ以下に抑えた色
合せ精度を実現することは困難であった。

【０００６】この問題を解決するため例えば特開平８−
８５２３６号にあっては、転写ベルト上の矩形コーナの
４箇所にテストパターンのレジストマークを転写し、こ
のレジストマークをＣＣＤで読み取り、予め設定した装
置の絶対基準座標に対するレジストマークの検出座標に
位置ずれ量を検出し、レーザ走査装置に対する画像デー
タの出力時に、出力座標位置を検出したずれ量に基づい
て補正している。

【０００７】しかし、このような従来の位置ずれ検出と
位置ずれ補正にあっては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の全ての静電記録ユ
ニットについて、絶対座標に対するレジストマークの位
置ずれの検出を必要とし、しかもレジストマークの検出
にＣＣＤを使用しているために、位置ずれ検出の処理に
時間がかかると共にハードウェア量が増加し、コストア
ップを招いている。

【０００８】また発光アレイを機械的に調整可能とする
ことで位置ずれを補正することも考えられるが、位置ず
れを４２μｍ以下に抑えるような調整は機械的に困難で
ある。このため発光アレイを用いたカラー印刷装置にあ
っては、例えば３００μｍといった大きな位置ずれを起
しており、カラー成分の重ね合わせによる十分な印刷品
質が実現できない問題があった。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、静電記録ユニットに発光アレイを用
いた印刷装置について、簡単な位置ずれ検出によって高
精度の位置ずれ補正が実現できるようにした印刷装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。本発明の印刷装置は、一定速度で搬送される
ベルト上に記録紙を吸着して搬送する搬送機構、記録紙
搬送方向に配列され感光ドラムの光学的な走査で画像デ
ータに応じた潜像を形成して異なるカラーのトナー成分
で現像した後にベルト上の記録紙に転写する複数の静電
記録ユニットを備える。

【００１１】このようなタンデム型の印刷装置につき本
発明にあっては、図１（Ａ）のように、位置ずれ検出部
１１６と位置ずれ補正部１２４を設ける。位置ずれ検出
部１１６は、複数の静電記録ユニットによりベルト１２
上に各カラーのトナーによる複数本のレジストマークを
所定ピッチで転写した後にセンサ３０により光学的に検
出し、センサ検出信号をフーリエ変換して得た位相差φ
によりレジストマークの位置を検出し、いずれか１つの
カラー画像を基準画像とした基準レジストマークに対す
る他のカラー成分のレジストマークの位置ずれを検出す
る。

【００１２】位置ずれ補正部１２４は、基準画像の静電
記録ユニットを除く他の複数の静電記録ユニットに対
し、位置ずれ検出部１１６で検出された位置ずれ検出情
報に基づいて、基準画像に対し他のカラー成分の画像の
位置ずれをなくすように相対的に補正する。位置ずれ検
出部１１６は、例えば図１（Ｂ）のように、レジストマ
ーク１５０として複数本の横線１５４と複数本の斜線１
５８をカラー成分毎に転写し、センサの検出信号をフー
リエ変換して得た位相差φにより横線位置及び斜線位置
を検出する。

【００１３】位置ずれ検出部１１６による位置ずれ検出
のためには、ベルト上に１本の横線または斜線を転写し
てセンサ３０で検出すればよい。しかし、線上にトナー
が均一に乗っていなかったり、センサ検出信号にノイズ
が混入すると、線の位置とノイズを混同して正確に線の
位置を検出することができない。そこで本発明にあって
は、位置検出のための横線及び斜線を一定ピッチで複数
本転写することで一定周期で繰り返す縞模様を形成し、
センサ３０で読み取った検出信号につきフーリエ変換を
適用する。このフーリエ変換は離散フーリエ変換であ
り、サンプリングした生データから余弦フーリエ係数ａ
と正弦フーリエ係数ｂが算出され、更に位相φと振幅ｃ
が求まる。

【００１４】この位相φは、規定のフーリエ変換開始位
置に対する横線または斜線の位置に対応しており、フー
リエ変換での１周期２πは線のピッチ間隔であるから、
位相φを線の位置に変換できる。この結果、センサ検出
信号にノイズが混入しても、ノイズの影響を受けること
なく正確に線の位置を検出できる。位置ずれ検出部１１
６は、図１（Ｃ）に拡大するように、横線１５４として
副走査方向に直交する主走査方向に直線を複数本転写
し、斜線１５８として副走査方向に対し４５°の傾斜角
の方向に直線を複数本転写する。このように斜線の角度
を４５°にすると、ベルト搬送方向となる副走査方向で
検出した位置が、そのままベルト搬送方向に直交する主
走査方向の位置として利用できる。

【００１５】位置ずれ検出部１１６は、複数本の横線１
５４及び斜線１５８のピッチ間隔に対し、副走査方向と
なるフーリエ変換方向のレジストパターン１５０を転写
する範囲の長さを、ピッチ間隔の整数倍とする。位置ず
れ検出部１１６は、横線１５４と斜線１５８の各レジス
トマークの先頭側にプレマーク１５２，１５６を転写
し、センサ３０によるプレマーク１５２，１５６の中心
位置から所定距離だけ離れた位置を読取開始位置（フー
リエ変換開始位置）として所定のフーリエ計算範囲に亘
り横線１５４と斜線１５８を読み取ってフーリエ変換す
る。

【００１６】位置ずれ検出部１１６は、最もコントラス
トの強いカラーの静電記録ユニットにより基準レジスト
マーク１５０を印字して他のカラーの静電記録ユニット
によるレジストマークの位置ずれ情報を検出する。複数
の静電記録ユニットは、黒Ｋ、シアンＣ、マゼンタＭ、
及びイエローＹのカラー画像を印刷するユニットであ
り、黒Ｋの静電記録ユニットのレジストマークを基準レ
ジストマーク１５０−１として、シアンＣ、マゼンタ
Ｍ、及びイエローＣの静電記録ユニットによるレジスト
マーク１５０−２〜１５０−４の位置ずれを検出する。

【００１７】位置ずれ検出部１１６は、ベルト１２上の
記録紙搬送方向に直交する主走査方向の走査始端側と走
査終端側の２ケ所に複数本の横線１５４と複数本の斜線
１５８のレジストマークを転写し、レジストマークのセ
ンサ検出信号をフーリエ変換して各カラー成分ＫＣＭＹ
毎に左右２ケ所の横線位置Ｐ１，Ｐ２と左右２ケ所の斜
線位置Ｐ３，Ｐ４を検出し、４つの検出位置Ｐ１〜Ｐ４
に基づいて黒Ｋを基準として他のカラー成分ＣＭＹの主
走査方向補正値Δｘ、副走査方向補正値Δｙ及びスキュ
ー補正値ΔＺを検出する。

【００１８】位置ずれ検出部１１６は、黒Ｋの主走査方
向絶対位置Ｘｋを、左右の斜線位置に対する左右の横線
位置の差の平均値に、副走査方向のサンプリングピッチ
Ｌｓに対する主走査方向の補正単位量Ｌｎの変換比率
（Ｌｎ／Ｌｓ）を乗算した値として算出する。即ち、（主走査方向絶対位置Xk）＝［｛（左斜線位置Ｐ３）−
左横線位置Ｐ１）＋（右斜線位置Ｐ４）−（右横線位置
Ｐ２）｝／２］×（補正単位量Ｌｎ／サンプリングピッ
チＬｓ）とする。次に、他のカラー分ＣＭＹの主走査方向補正値
Δｘを、各カラーの左右の斜線位置に対する左右の横線
位置の差の平均値に、副走査方向のサンプリングピッチ
Ｌｓに対する主走査方向の補正単位量Ｌｎの変換比率
（Ｌｎ／Ｌｓ）を乗算した値から黒Ｋの主走査方向絶対
位置Ｘｋを減算した値として算出する。即ち、カラーＣ
ＭＹの各々について主走査方向補正値Δｘ＝［｛（左斜線位置Ｐ３）−左横
線位置Ｐ１）＋（右斜線位置Ｐ４）−（右横線位置Ｐ
２）｝／２］×（補正単位量Ｌｎ／サンプリングピッチ
Ｌｓ）−（主走査方向絶対位置Xk）として求める。

【００１９】位置ずれ検出部１１６は、黒Ｋ以外のカラ
ーＣＭＹの副走査方向補正値Δｙを、各カラーＣＭＹの
横線位置から黒Ｋの横線位置を減算すると共に、更に予
め定めた黒Ｋと他のカラーＣＭＹとの転写間隔をベルト
速度で割った値を減算して算出する。即ち、ＣＭＹ副走査方向補正値Δｙ＝（ＣＭＹ横線位置Ｐ１）
−（Ｋ横線位置Ｐ１）−（Ｋ−ＣＭＹ転写間距離）／
（ベルト速度Ｖｂ）位置ずれ検出部１１６は、黒Ｋのスキュー絶対値Ｚｋ
を、右横線位置Ｐ２と左横線位置Ｐ１の差（Ｐ２−Ｐ
１）として求め、次に他のカラーＣＭＹのスキュー補正
値Δｚを、各カラーＣＭＹの左右の横線位置の差（Ｐ２
−Ｐ１）から黒Ｋのスキュー絶対値Ｚｋを減算した値と
して算出する。即ち、 CMY スキュー補正値Δｚ＝（CMY 右横線位置Ｐ２）−
（CMY 左横線位置Ｐ１）−（スキュー絶対値Ｚｋ）とする。

【００２０】位置ずれ補正部１２４は、上位装置から転
送された画像データを画素データに展開して画像メモリ
に展開する際に、位置ずれ検出部１１６からの位置ずれ
補正値に基づいて、印刷時に対象画像の基準画像に対す
るずれを補正するように、書込アドレスを修正する。位
置ずれ補正部１２４は、位置ずれ検出部１１６で検出し
た主走査方向補正値Δｘ、副走査方向補正値Δｙ、スキ
ュー補正値Δｚから、主走査線上の各画素位置における
副走査方向のずれ量を演算し、このずれ量を相殺する逆
方向の位置に静電記録ユニット対する副走査方向の書込
アドレスを補正して画像メモリに画素データを書き込
む。

【００２１】レジストマーク１５０−１〜１５０−４を
読み取るセンサ３０は、レーザダイオードからの光を集
光レンズで絞り、ベルト面に対し数ミクロンオーダのス
ポット光を所定の入射角で照射し、ベルト面に転写した
トナー成分のスポット光の照射による散乱光を所定の出
射角の方向に配置した受光素子で受光してセンサ検出信
号を出力する。センサ３０は、レーザダイオードからの
スポット光が照射されるベルト面の背後を空洞とし、ベ
ルト裏側からの散乱光を抑止し、ノイズを低減する。

【００２２】

【発明の実施の形態】＜目次＞１．装置の構造２．ハードウェア構成と機能３．位置ずれ検出４．位置ずれ補正１．装置の構造図２は本発明の印刷装置の内部構造である。装置本体１
０の内部には記録媒体例えば記録用紙を搬送させるため
の搬送ベルトユニット１１が設けられ、搬送ベルトユニ
ット１１には過透性の誘電体材料、例えば適当な合成樹
脂材料から作られた無端ベルト１２を回動自在に備え
る。無端ベルト１２は４つのローラ２２−１，２２−
２，２２−３，２２−４の回りに掛け渡される。搬送ベ
ルトユニット１１は装置本体１０に対し着脱自在に装着
されている。

【００２３】ローラ２２−１は駆動ローラとして機能
し、駆動ローラ２２−１は駆動機構（図示せず）により
無端ベルト１２を矢印で示す反時計回りに一定速度で走
行駆動する。また駆動ローラ２２−１は、無端ベルト１
２から電荷を除去するＡＣ除去ローラとしても機能す
る。ローラ２２−２は従動ローラとして機能し、従動ロ
ーラ２２−２は無端ベルト１２に電荷を与える帯電ロー
ラとしても機能する。

【００２４】ローラ２２−３，２２−４は共にガイドロ
ーラとして機能し、駆動ローラ２２−１及び従動ローラ
２２−２に近接して配置される。従動ローラ２２−２と
駆動ローラ２２−１の間の無端ベルト１２の上側走行部
は、記録紙の移動経路を形成する。記録紙はホッパ１４
に蓄積されており、ピックアップローラ１６によりホッ
パ１４の最上部の記録紙から１枚ずつ繰り出され、記録
紙ガイド通路１８を通って一対の記録紙送りローラ２０
により無端ベルト１２の従動ローラ２２−２側からベル
トＡ側の記録紙移動経路に導入され、記録紙移動経路を
通過した記録紙は駆動ローラ２２−１から排出される。

【００２５】無端ベルト１２は従動ローラ２２−２によ
り帯電されるため、記録紙が従動ローラ２２−２側から
記録紙移動経路に導入されたとき無端ベルト１２に静電
的に吸着され、移動中の記録紙の位置ずれが防止され
る。一方、排出側の駆動ローラ２２−１は除電ローラと
して機能するため、無端ベルト１２は駆動ローラ２２−
１に接する部分において電荷が除去される。このため記
録紙は駆動ローラ２２−１を通過する際に電荷が除去さ
れ、ベルト下部に巻き込まれることなく無端ベルト１２
から容易に剥離されて排出される。

【００２６】装置本体１０内にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４台
の静電記録ユニット２４−１，２４−２，２４−３，２
４−４が設けられ、無端ベルト１２の従動ローラ２２−
２と駆動ローラ２２−１との間に規定されるベルト上側
の記録紙移動経路に沿って、上流から下流側に向かって
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順番に直列に配置されたタンデム構造
を有する。

【００２７】静電記録ユニット２４−１〜２４−４は、
現像剤としてイエロートナー成分（Ｙ）、マゼンタトナ
ー成分（Ｍ）、シアントナー成分（Ｃ）、及びブラック
トナー成分（Ｋ）を使用する点が相違し、それ以外の構
造は同じである。このため静電記録ユニット２４−１〜
２４−４は、無端ベルト１２の上側の記録紙移動経路に
沿って移動する記録紙上にイエロートナー像、マゼンタ
トナー像、シアントナー像及びブラックトナー像を順次
重ねて転写記録し、フルカラーのトナー像を形成する。

【００２８】図３は図２の静電記録ユニット２４−１〜
２４−４の１つを取り出している。静電記録ユニット２
４は感光ドラム３２を備え、記録動作時に感光ドラム３
２は時計回りに回転駆動される。感光ドラム３２の上方
には例えばコロナ帯電器あるいはスコロトロン帯電器等
として構成された前帯電器３４が配置され、前帯電器３
４により感光ドラム３２の回転表面は一様な電荷で帯電
される。

【００２９】感光ドラム３２の帯電領域には光学書込ユ
ニットとして機能するＬＥＤアレイ３６が配置され、Ｌ
ＥＤアレイ３６のスキャニングで出射された光によって
静電潜像が書き込まれる。即ち、ＬＥＤアレイ３６の主
走査方向に配列された発光素子は、コンピュータやワー
ドプロセッサ等から印刷情報として提供される画像デー
タから展開した画素データ（ドットデータ）の階調値に
基づいて駆動され、このため静電潜像はドットイメージ
として書き込まれる。

【００３０】感光ドラム３２に書き込まれた静電潜像
は、感光ドラム２０の上方に配置されている現像器４０
により所定の色トナーによる帯電トナー像として静電的
に現像される。感光ドラム３２の帯電トナー像は、下方
に位置した導電性転写ローラ４２によって記録紙に静電
的に転写される。即ち静電性転写ローラ４２は、無端ベ
ルト１２を介して感光ドラム３２との間に微小な隙間を
介して配置され、無端ベルト１２により搬送される記録
紙に帯電トナー像とは逆極性の電荷を与え、これにより
感光ドラム３２上の帯電トナー像は記録紙上に静電的に
転写される。

【００３１】転写プロセスを経て感光ドラム３２の表面
には、記録紙に転写されずに残った残留トナーが付着し
ている。この残留トナーは感光ドラム３２に対し、記録
紙移動経路の下流側に設けられたトナー清浄器４３によ
り除去される。除去された残留トナーはスクリューコン
ベア３８により現像器４０に戻され、再度現像トナーと
して使用される。

【００３２】再び図２を参照するに、記録紙は無端ベル
ト１２の従動ローラ２２−２から駆動ローラ２２−１の
間の記録紙移動経路を通過する際に、静電記録ユニット
２４−１〜２４−４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のト
ナー像の重ね合せによる転写を受けてフルカラー像が形
成され、駆動ローラ２２−１側からヒートローラ型熱定
着装置２６に向かって送り出され、フルカラー像の記録
用紙に対する熱定着が行われる。熱定着が済んだ記録用
紙は、ガイドローラを通過して装置本体の上部に設けら
れたスタッカ２８に配置されて集積される。

【００３３】搬送ベルト１１の無端ベルト１２の下側の
ベルト面に対しては、ベルト移動方向に直交する方向に
一対のセンサ３０−１，３０−２が設置されており、図
２の状態では手前のセンサ３０−１のみが見える。この
センサ３０−１，３０−２は、本発明による位置ずれ検
出の際に無端ベルト１２上に転写した位置ずれ検出のた
めのレジストマークを光学的に読み取るために使用され
る。

【００３４】図４は図２の装置本体１０の内部に設けて
いる搬送ベルトユニット１１の取出状態と、搬送ベルト
ユニット１１に設けている静電記録ユニット２４−１〜
２４−４の着脱構造である。まず装置本体１０の上部に
は、左側を支点に開閉自在なカバー５４が設けられてい
る。装置本体１０内にはフレーム５５が配置され、フレ
ーム５５の上部２箇所にピン５６を配置している。

【００３５】これに対し上部に取り出して示している搬
送ベルトユニット１１の側面には、装置本体１０側のフ
レーム５５に相対するフレーム５８が設けられ、フレー
ム５８のピン５６に相対する位置にはピン穴が開けられ
ている。このため、カバー５４を開いて搬送ベルトユニ
ット１１を上方に引き上げることで、装置本体１０側の
ピン５６から上方に抜き出すことができる。

【００３６】搬送ベルトユニット１１に装着された静電
記録ユニット２４−１〜２４−４は、側面両側に配置し
ている取付板５１の上部に開いた取付溝５２に対し、静
電記録ユニット２４−１〜２４−４の側面に装着したピ
ン５０を嵌め入れることで取り付けている。取付溝５２
は、上部のＶ字型に開いた部分に続いて下側にピン５０
と同程度の幅を持つストレート溝を形成しており、ピン
５０を取付溝５２に合わせて下側に押し込むことで、搬
送ベルトユニット１１上の所定位置に正確に位置決めで
きる。また現像記録ユニット２４−１〜２４−４にトナ
ーを補給したり保守を行いたい場合には、例えば静電記
録ユニット２４−３のように、上方に引き上げることで
容易に外すことができる。２．ハードウェア構成と機能図５は本発明の印刷装置のハードウェア構成のブロック
図である。本発明のハードウェアは、エンジン部６０と
コントローラ部６２で構成される。エンジン部６０に
は、図２に示した搬送ベルトユニット１１、静電記録ユ
ニット２４−１〜２４−４等の印刷機構部の制御動作を
行うメカニカルコントローラ６４が設けられている。

【００３７】メカニカルコントローラ６４に対しては、
本発明による位置ずれ検出処理を実行するセンサ処理用
ＭＰＵ６６が設けられる。センサ処理用ＭＰＵ６６に対
しては、無端ベルト１２の下部に設置している一対のセ
ンサ３０−１，３０−２からの検出信号が入力されてい
る。メカニカルコントローラ６４は、エンジン部コネク
タ７０を介してコントローラ６２側と接続される。な
お、エンジン部６０に設けた印刷機構は、無端ベルト１
２とＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各静電記録ユニットに設けている
ＬＥＤアレイ３６−１，３６−２，３６−３，３６−４
を取り出して示している。

【００３８】コントローラ部６２にはコントロール用Ｍ
ＰＵ７２が設けられる。コントローラ用ＭＰＵ７２に対
しては、インタフェース処理部７４及びコントロール部
コネクタ７６を介して上位装置としての例えばパーソナ
ルコンピュータ９２が接続される。パーソナルコンピュ
ータ９２は、任意のアプリケーションプログラム９４か
ら提供されるカラー画像データを印刷処理するためのド
ライバ９６を備え、ドライバ９６をパソコン部コネクタ
９８を介してコントローラ部６２のコントロール部コネ
クタ７６に接続している。

【００３９】コントローラ部６２のコントロール用ＭＰ
Ｕ７２には、パーソナルコンピュータ９２から転送され
たＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各画像データを画素データ（ドット
データ）に展開して格納する画像メモリ８２−１，８２
−２，８２−３，８２−４が設けられる。一方、コント
ローラ用ＭＰＵ７２は、インタフェース処理部７８及び
コントローラ部コネクタ８０を介してエンジン部６０に
接続され、エンジン部６０側で検出された位置ずれ情報
をインタフェース処理部７８で受信し、画像メモリ８２
−１〜８２−４に展開された各画像の画素データを対象
に位置ずれ補正を行うことができる。

【００４０】コントローラ用ＭＰＵ７２は、画像メモリ
８２−１〜８２−４に各カラー画素データを展開する際
に、アドレス指定を行うためアドレス指定部８４を備え
る。アドレス指定部８４に続いては、アドレス変換部８
６が設けられる。アドレス変換部８６は、インタフェー
ス処理部７８を介してエンジン部６０側から提供された
位置ずれ情報に基づき、位置ずれ補正のためのアドレス
変換を行う。

【００４１】図６は図５のエンジン部６０側に設けてい
るセンサ３０−１，３０−２の配置構造と駆動回路部
を、無端ベルト１２の搬送方向に直交する横方向で切断
して表わしている。図６において、無端ベルト１２の下
側には、ベルト搬送方向に直交する方向に並べて２つの
センサ３０−１，３０−２が設置されている。センサ３
０−１，３０−２は、波長７８０ｎｍのレーザダイオー
ド１００−１，１００−２とフォトダイオード１０６−
１，１０６−２を備えている。レーザダイオード１００
−１，１００−２はドライバ１１０により発光駆動され
る。

【００４２】フォトダイオード１０６−１，１０６−２
からの受光信号はアンプ１０８−１，１０８−２で増幅
された後、ＡＤ変換器６８によりセンサ処理用ＭＰＵ６
６に取り込まれている。またドライバ１１０はセンサ処
理用ＭＰＵ６６に設けているＤＡコンバータ６９からの
信号により動作して、レーザダイオード１００−１，１
００−２の発光駆動を行う。

【００４３】図７は図６のセンサ３０−１を例にとって
具体的構造を表わしている。図７において、ハウジング
１０５の右側にはレーザダイオード１００−１が設置さ
れ、レーザダイオード１００−１の前方にはコリメータ
付きの結像レンズ１０２が設置され、レーザダイオード
１００−１からのビーム光を結像レンズ１０２で集光し
て、入射角θ１によりベルト１２の表面の結像位置１０
１に微小なビームスポットを結像している。

【００４４】この結像位置１０１に照射するレーザビー
ムのビームスポットの径は、例えば数十μｍ程度に絞ら
れている。ベルト１２の結像位置１０１からの出射角θ
２となる光軸方向には、集光レンズ１０４を介してフォ
トダイオード１０６−１が配置される。本発明の位置ず
れ検出にあっては、ベルト１２の表面に位置検出のため
のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナーを用いたレジストマークが転
写され、このレジストマークをセンサ３０−１，３０−
２で検出する。この場合、ベルト１２の表面に転写され
たレジストマークは未定着のトナーであり、光沢はほと
んどないことから、反射による光学的な検出はできな
い。

【００４５】そこで本発明のセンサ３０−１，３０−２
にあっては、図７のようにレーザダイオード１００−１
から照射した微小なビームスポットを未定着の転写トナ
ーに照射して、その散乱光をフォトダイオード１０６−
１で受光するようにしている。無端ベルト１２は裏側に
位置するガイドプレート１０７に沿ってガイドされてい
る。しかし、レーザダイオード１００−１からのビーム
スポットが結像される検出位置１０１の背後にガイドプ
レート１０７が位置すると、半透明なベルト１２に照射
されたビームスポットが裏側に位置するガイドプレート
１０７で反射して、散乱光をフォトダイオード１０６−
１に入射させ、ノイズ光となる。

【００４６】そこで、無端ベルト１２の背後に位置する
ガイドプレート１０７について、検出位置１０１を中心
としたノイズ的な散乱光を発生する部分について、透過
穴１０９を設け、ガイドプレート１０７の反射によるノ
イズ光を防いでいる。図８は図５のハードウェアで構成
される本発明の印刷装置の機能ブロック図であり、位置
ずれ検出部１１６と位置ずれ補正部１２４の２つの機能
を基本的に有する。位置ずれ検出部１１６の機能は、図
５のエンジン部６０に設けたセンサ処理用ＭＰＵ６６で
実現される。また位置ずれ補正部１２４としての機能
は、図５のコントローラ部６２に設けたＭＰＵ７２によ
り実現される。

【００４７】位置ずれ検出部１１６に対しては、図５の
エンジン部６０の無端ベルト１２の下側に設けているセ
ンサ３０−１，３０−２の検出信号が与えられている。
位置ずれ検出部１１６には、レジストパターン書込部１
１８、フーリエ変換部１２０及び位置ずれ演算部１２２
が設けられる。レジストパターン書込部１１８は、位置
ずれ検出の際にＬＥＤ駆動部１３０を経由して、Ｙ，
Ｍ，Ｃ，Ｋの各ＬＥＤアレイ３６−１，３６−４により
無端ベルト１２上に位置ずれ検出のためのレジストパタ
ーンの書込みを行わせる。

【００４８】この位置ずれ検出のためのレジストパター
ンは、無端ベルト１２の搬送方向に直交する主走査方向
における走査範囲の始端と終端側の２か所に転写され、
それぞれセンサ３０−１，３０−２で検出される。本発
明の位置ずれ検出にあっては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の
うち、最もコントラストが強いＫの印刷画像を基準画像
とし、このＫ基準画像に対する残りのＹ，Ｍ，Ｃの各印
刷画像の位置ずれを検出する。

【００４９】具体的には、レジストパターン書込部１１
８には後の説明で明らかにするパターン形状を持ったレ
ジストマークの印字情報が保持されており、このレジス
トマーク印字情報を使用して例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４
色のＬＥＤアレイ３６−１〜３６−４の並列駆動で、無
端ベルト１２上にレジストマークを転写する。レジスト
マーク書込部１１８で保持するレジストマークの情報は
ビットマップパターンで持ってもよいが、ベクトル情報
として持ち、ＬＥＤ駆動部１３０でビットマップデータ
に展開して印字することが望ましい。

【００５０】フーリエ変換部１２０は、センサ３０−
１，３０−２により検出されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の
レジストマークの検出情報に基づき、フーリエ変換を行
ってフーリエ係数ａ，ｂを求め、このフーリエ係数ａ，
ｂから位相φを検出し、位相φに基づきレジストマーク
の位置を検出する。位置ずれ演算部１２２は、コントラ
ストが最も強い黒Ｋレジストマークを基準とした他のカ
ラーＹ，Ｍ，Ｃのレジストマークの位置ずれから補正値
を演算する。

【００５１】位置ずれ演算部１２２で求める補正値とし
ては、黒Ｋの主走査方向の絶対位置を基準とした他のカ
ラーＣ，Ｍ，Ｙの主走査方向補正値Δｘ、Ｋを基準とし
た副走査方向補正値Δｙ、黒Ｋの絶対スキュー値Ｘｋを
基準とした他のカラーＣ，Ｍ，Ｙの副走査方向の傾きを
表わすスキュー補正値Δｚである。位置ずれ演算部１２
２で算出された各補正値は、例えば図９のように、シア
ン用テーブル１２２Ｃ、マゼンタ用テーブル１２２Ｍ、
及びイエロー用テーブル１２２Ｙとして格納される。

【００５２】図８の位置ずれ補正部１２４は、位置ずれ
補正情報格納部１２６とアドレス変換部１２８を備え
る。位置ずれ補正情報格納部１２６には、位置ずれ検出
１１６で検出された図９の位置ずれ補正値に基づく補正
情報が格納される。アドレス変換部１２８は、位置ずれ
補正情報格納部１２６に格納された位置ずれ補正情報に
基づき、画像メモリ８２−１〜８２−４の画素データを
展開する際の位置ずれ補正のためのアドレス変換を行
う。このアドレス変換部１２８の機能について、図５の
コントローラ部６２にあっては、専用のアドレス変換部
８６を設けている。

【００５３】図１０は図８の機能を備えた本発明の印刷
装置における印刷処理動作の全体的なフローチャートで
ある。まず装置の電源を投入すると、ステップＳ１で予
め定めた初期化処理が行われ、この初期化処理の中にス
テップＳ２の位置ずれ検出処理がある。ステップＳ２の
位置ずれ検出処理が済むと、ステップＳ３で上位のパー
ソナルコンピュータからの印刷要求の有無をチェックし
ている。

【００５４】印刷要求があるとステップＳ４に進み、パ
ーソナルコンピュータから転送されてくる画像データを
画像メモリに展開する際にステップＳ４で位置ずれ補正
処理を実行する。続いてステップＳ５でエンジン部６０
側の印刷準備完了を待って、ステップＳ６でエンジン部
６０による印刷処理を実行する。また処理中にステップ
Ｓ７で色ずれ調整処理の指示があるか否かチェックして
おり、もし色ずれ調整処理の指示があれば、ステップＳ
２に戻って電源投入による立ち上げ時と同様な位置ずれ
検出処理を再度行う。

【００５５】ステップＳ７の色ずれ調整指示としては、
オペレータによるマニュアル指示、あるいは上位のパー
ソナルコンピュータからのコマンドによる指示がある。
更に位置ずれは、エンジン部６０に設けている静電記録
ユニットの機械的な要因に起因し、装置内の環境温度に
より変動する。そこで電源投入からの経過時間を監視
し、予め設定されたタイムスケジュールに従った時間に
達するごとに自動的にステップＳ２の位置ずれ検出処理
を行うこともできる。この場合のタイムスケジュール
は、電源投入直後は装置内の温度変動が大きいことから
位置ずれ検出の実行時間間隔を短くし、電源投入からの
経過時間が長くなるにつれて位置ずれ検出処理の実行時
間間隔を長くすればよい。３．位置ずれ検出図１１は図８の位置ずれ検出部１１６によるコントラス
トの最も強い黒Ｋの画像を基準とした他のカラーＹ，
Ｍ，Ｃの各対象画像の位置ずれ検出の原理であり、対象
画像としたシアンＣの位置ずれ検出を例にとっている。

【００５６】図１１において、用紙搬送方向に直交する
ＡＴ４用紙幅１３４をもつ黒Ｋの印刷ラインを基準印刷
ライン１３２とする。この基準印刷ライン１３２に対
し、印字されたシアンＣの対象印刷ライン１４０は、黒
Ｋの静電記録ユニットに対するＣの静電記録ユニットの
機械的な位置ずれ等に起因して、理想印刷ライン１４８
に対し位置ずれを起こしている。

【００５７】この理想印刷ライン１４８に対する対象印
刷ライン１４０の位置ずれは、例えば基準ライン１３２
の始点位置をＰ１１、終点位置をＰ１２、対象印刷ライ
ン１４０の位置ずれを起こした始点位置をＰ２１、終点
位置をＰ２２とすると、始点位置Ｐ２１の主走査方向の
位置ずれを示す位置ずれ補正値Δｘ、位置Ｐ２１の副走
査方向の位置ずれを示す副走査方向位置ずれ補正値Δ
ｙ、更に位置Ｐ２１とＰ２２の副走査方向の位置のずれ
量で定義されるラインの傾きを表わすスキュー補正値Δ
ｚの３つの要素で定義することができる。図１１の位置
ずれ情報の検出は、図１２のように、無端ベルト１２の
主走査方向の始端側と終端側の２か所にレジストマーク
を転写し、これをセンサ３０−１，３０−２によって検
出することにより求める。即ち無端ベルト１２には、ベ
ルト搬送方向となる副走査方向の４か所に分けてＫ用レ
ジストマーク１５０−１、Ｃ用レジストマーク１５０−
２、Ｍ用レジストマーク１５０−３及びＹ用レジストマ
ーク１５０−４が転写される。

【００５８】Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用のレジストマーク１５０
−１〜１５０−４のそれぞれは、例えばセンサ３０−１
側のＫ用レジストマーク１５０−１を例にとると、先頭
から順番に色基準プレマーク１５２−１１，横線レジス
トマーク１５４−１１，斜線プレマーク１５６−１１，
斜線レジストマーク１５８−１１で構成されている。図
１３は図１２の１５５の部分を取り出している。色基準
プレマーク１５２−１１は、次に続く横線レジストマー
ク１５４−１１の読取り開始位置の基準位置を与える。
センサ３０−１により色基準プレマーク１５２−１１を
読み取り、その読取信号によって色基準プレマーク１５
２−１１の副走査方向の中心位置１６４を検出する。

【００５９】横線レジストマーク１５４−１１は、主走
査方向に所定長の長さを持った横線１６０−１〜１６０
−１０の１０本を一定ピッチ間隔で転写している。この
横線レジストマーク１５４−１１の横線１６０−１〜１
６０−１０は、センサ３０−１により読取られ、フーリ
エ変換を行うために用いられる。横線レジストマーク１
５４−１１におけるフーリエ計算範囲１６５は、先頭と
差後の横線１６０−１，１６０−１０を除いた間に位置
する８本の横線１６０−２〜１６０−９の読取信号を用
いる。このフーリエ計算範囲１６５の先頭となるフーリ
エ計算開始位置１６６は、色基準プレマーク１５２−１
１から検出した中心位置１６４に対し、予め設定したノ
ミナン距離Ｃ１に設定されている。

【００６０】横線レジストマーク１５４−１１に続いて
は斜線プレマーク１５６−１１が設けられる。斜線プレ
マーク１５６−１１も色基準プレマーク１５２−１１と
同様、センサ３０−１による読取信号から副走査方向の
中心位置１７０を検出する。斜線プレマーク１５６−１
１に続いては、横線レジストマーク１５４−１１と同
様、フーリエ変換を行うための斜線レジストマーク１５
８−１１が設けられている。

【００６１】斜線レジストマーク１５８−１１は１０本
の斜線１６２−１〜１６２−１０を一定ピッチで並べて
おり、副走査方向に対するセンサ読取中心線に対する傾
斜角θは例えばθ＝４５°に設定されている。この斜線
レジストマーク１５８−１１についても、先頭と最後の
斜線１６２−１，１６２−１０を除く間の８本の斜線１
６２−２〜１６２−９の範囲をフーリエ計算範囲１７５
に設定している。

【００６２】このフーリエ計算範囲１７５の先頭位置
は、斜線プレマーク１５６−１１から検出した中心位置
１７０を起点とした所定のノミナン距離Ｃ２に設定され
ている。ここでセンサ３０−１の中心線３５−１と横線
レジストマーク１５４−１１の先頭の横線１６０−１の
交点をＰ１、斜線レジストマーク１５８−１１の斜線１
６２−１との交点をＰ１３、横線１６０−１と斜線１６
２−１の左側への延長線の交点をＯ１１とした場合、三
角形Ｏ１１Ｐ１１Ｐ１３は、θ＝４５°であることから
直角二等辺三角形を形成している。

【００６３】このため、センサ３０−１によって中心線
３５−１上の交点Ｐ１１と交点Ｐ１３の位置検出から、
その間の距離が分かると、この距離は位置Ｐ１１と交点
Ｏ１１の距離に等しい関係にある。センサ３０−１の中
心線３５−１に対しレジストマークが直交する主走査方
向に位置ずれを起こすと、主走査方向の位置ずれに応じ
て二等辺三角形Ｏ１１Ｐ１１Ｐ１３の大きさが変化す
る。

【００６４】即ち、主走査方向の位置ずれに対し、横線
１６０−１の中心線３５−１を通る位置Ｐ１１は副走査
方向に変化しないが、横線１６２−１が中心線３５−１
を通る位置Ｐ１３は副走査方向で変化する。位置Ｐ１３
の副走査方向の変化は、θ＝４５°の直角二等辺三角形
であることから、主走査方向での交点Ｏ１１の変化に等
しい。

【００６５】したがって主走査方向の位置ずれについて
は、副走査方向における位置Ｐ１１とＰ１３の間の位置
ずれを検出してそのまま適用することができる。もちろ
ん、θ＝４５°以外の場合については副走査方向の位置
ずれをｔａｎθ＝（線分長Ｏ11−０Ｐ11）／（線分長Ｐ11−Ｐ
13）となる関係式から副走査方向について検出して、これを
主走査方向に変換すればよい。θ＝４５°とした場合に
は、主走査方向及び副走査方向が同じ位置ずれであるこ
とから、このようなタンジェント変換が不要にできる。

【００６６】図１３に示すレジストマークの構成は、図
１２の他の部分のレジストマークについても同様であ
る。図１４は図１２のセンサ３０−１でＫ用レジストマ
ーク１５０−１の１５５の部分のレジストマークを読み
取ったときの図６に示したＡＤコンバータ６８による読
取結果である。図１４にあっては、横軸にＡＤコンバー
タ６８のサンプルパルスの数を時間軸情報として示し、
縦軸に８ビットの振幅値を１０進で表わしている。

【００６７】この読取波形は、先頭から色基準プレマー
ク読取波形１７６、横線レジストマーク読取波形１７
８、斜線プレマーク読取波形１８０及び斜線レジストマ
ーク読取波形１８２となる。この読取波形から明らかな
ように、例えばフーリエ変換に使用する横線レジストマ
ーク読取波形１７８に含まれる１０個の波につき、その
振幅成分に様々なノイズ成分が含まれている。このた
め、一本の横線レジストマークではノイズ分によって正
確な位置を検出することができない。本発明にあって
は、読取波形に含まれるノイズの影響を除去するためフ
ーリエ変換を利用している。

【００６８】図１５は図１３に示した横線レジストマー
ク１５４−１１及び斜線レジストマーク１５８−１１の
読取波形に基づく位置検出のためのフーリエ変換処理で
あり、離散フーリエ変換を適用している。まずステップ
Ｓ１で、全データから１周期分の波形データの平均値を
算出する。ここでフーリエ変換するデータの総数をＮｄ
個とし、生データをＤ（０），Ｄ（１），Ｄ（２）・・・Ｄ（Ｎｄ−１）（１）とする。またフーリエ変換する周期をＮｍとする。ここ
で周期Ｎｍは浮動小数点で表現する。次に１周期分の波
形データの平均を算出する。線間でのサンプル数をＮｔ
とすると、Ｎｔ＝Ｉｎｔ（Ｎｍ）（２）となる。ここで、Ｉｎｔ（）は、カッコ内の浮動小数
点の値を整数に変換することを意味する。またＮｄ個の
全データに含まれる波数をＮｓとするとＮｓ＝Ｉｎｔ（Ｎｄ／Ｎｍ）（３）となる。次に１周期分の波形データの平均値Ｄａ（ｍ）
を次式で算出する。

【００６９】

【数１】

【００７０】ここで、ｍは先頭の１周期内の各データの
番号であり、ｍ＝０，１，２，・・・・Ｎｔ−１の値を
とる。またｎはＮｓ個の各周期におけるｍ番目のデータ
の全データ中の位置（番号）であり、ｎ＝（ｉ×Ｎｍ）＋ｍ（５）の値をとる。例えば、１周期の先頭位置ｍ＝０の平均Ｄ
ａ（０）の算出を説明する。平均計算に用いるＮｓ個の
各周期での先頭位置となるデータの各周期の中での位置
ｎは、周期番号ｉがｉ＝０，１，２，・・・Ｎｓ−１で
あるから、（５）式より、ｎ＝０，Ｎｍ，２Ｎｍ，・・・（Ｎｓ−１）Ｎｍとなる。そこで（１）式の全データの中からＤ（０），Ｄ（Ｎｍ），Ｄ（Ｎｍ），・・・Ｄ｛（Ｎｓ
−１）Ｎｍ｝のデータを選択して和を求め、周期総数Ｎｓで割ればよ
い。即ち、Ｄａ（０）＝［Ｄ（０）＋Ｄ（Ｎｍ）＋Ｄ（Ｎｍ）＋・・・＋・Ｄ｛（Ｎｓ−１）Ｎｍ｝］／Ｎｓ（６）とする。以下同様にして１周期内の残りのｍ＝１，２，
・・・，（Ｎｔ−１）番目の各々について平均値Ｄａ
（１），Ｄａ（２），・・・Ｄａ（Ｎｔ−１）を算出す
る。

【００７１】ステップＳ２では余弦のフーリエ係数ａを
求めるため、平均波形データＤａ（ｍ）のデータ数を１
／４周期に分割する。Ｄｃ(i) ＝Ｄａ(i) −Ｄａ(Nt/2-1-i)−Ｄａ(Nt/2+i)＋Ｄａ(Nt-1-i) （７）但し、ｉ＝０，１，２，・・・Ｎｔ／４−１ステップＳ３では正弦のフーリエ係数ｂを求めるため、
平均波形データＤａ（ｍ）のデータ数を１／４周期に分
割する。Ｄｓ(i) ＝Ｄａ(i) ＋Ｄａ(Nt/2-1-i)−Ｄａ(Nt/2+i)−Ｄａ(Nt-1-i) （８）但し、ｉ＝０，１，２，・・・Ｎｔ／４−１続いてステップＳ４でフーリエ係数ａ，ｂ係数を次式で
算出する。

【００７２】

【数２】

【００７３】ここでＷ(i) は、Ｗ(i) ＝ｃｏｓ（２πｉ／Ｎｔ）（１１）となる。続いてステップＳ５で位相φを次式で求める。 φ＝ＡｒｃＴａｎ（Ｂ／Ａ）（１２）次に、ステップＳ６〜Ｓ１０でに位相差φの範囲を±π
／２から±πに拡大するために補正する。ステップＳ６
でａ≧０であれば、ステップＳ８に進み、そのままφ＝
φとする。ステップＳ６でａ＜０であれば、ステップＳ
７でｂ≧０を判定する。ｂ≧０であれば、ステップＳ９
でφ＝φ＋πと補正し、ｂ＜０であれば、ステップＳ１
０でφ＝φ−πと補正する。

【００７４】ステップＳ１１では振幅ｃを次式で求め
る。ｃ＝√（ａ²＋ｂ²）（１３）最終的にステップＳ１２で位相φと振幅ｃを出力する。

【００７５】尚、この説明では、（４）式で１周期分の
波形データの平均値Ｄａ（ｍ）を計算しているが、演算
精度を高めるために（４）式で波数Ｎｓによる平均計算
をせずに次式としてもよい。

【００７６】

【数３】

【００７７】この場合には、（９）及び（１０）につい
て次式のようにして平均を計算する。

【００７８】

【数４】

【００７９】図１６は図１５のフーリエ変換処理の様子
を概略的に表わしている。即ち、センサ３０−１により
横線レジストマーク１５４−１１を読み取ることで、Ａ
Ｄ変換によるサンプルデータとして読取波形１８４を得
ることができる。この読取波形１８４は、１０本の横線
１６０−１〜１６０−１０に対応して波数が１０となっ
ているが、前後の横線１６０−１，１６０−１０を除い
た間の８本の横線１６０−２〜１６０−９の読取波形を
対象に、フーリエ計算範囲１６５についてフーリエ変換
を行う。このフーリエ計算範囲１６５におけるサンプル
データの数がＮｄ個であり、また波数Ｎｓがこの場合Ｎ
ｓ＝８となっている。

【００８０】このようなフーリエ計算範囲１６５に含ま
れる８サイクル分の読取波形１８４を対象に、前記
（４）式によって演算部１６８に示すように平均波形を
算出し、１周期分の平均波形１８８を得る。この平均波
形１８８について、４分の１周期となるように分けて
（７）式、（８）式を算出する。この４分の１周期に分
けた波形について、前記（９）式、（１０）式からフー
リエ係数ａ，ｂを算出し、位置ずれ情報となる位相φを
前記（１２）式で求め、更に（１３）式から振幅ｃを求
める。

【００８１】図１７は、図１５のフーリエ変換処理を図
１２のＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用レジストマーク１５０−１〜１
５０−４について行った場合の各信号波形の１周期を示
している。即ち、図１７（Ａ）がＫ用レジストマークの
信号波形１８４−１であり、位相φｋを持っており、こ
の位相φｋは波形１８４−１の点１８６−１であり、こ
れが他のカラー成分に対する位相基準となる。

【００８２】図１７（Ｂ）はＣ用信号波形１８４−２で
あり、位相φｃを持っている。また図１７（Ｃ）はＭ用
信号波形１８４−３であり、点１８６−３によって位相
φｍを持っている。更に図１７（Ｄ）はＹ用信号波形１
８４−４であり、点１８６−４によって位相φｙを持っ
ている。このため、基準となるＫ信号波形１８４−１に
対する残りのカラー成分Ｃ，Ｍ，Ｙの位相φｃ，φｍ，
φｙが位置ずれを表わしている。この位置ずれを表わす
位相φｃ，φｍ，φｙについては、１周期のサンプル数
がＮｍと分かっていることから、この１周期の値Ｎｍに
（φ／２π）を掛け合わせることで、位相φを位置ずれ
を示すサンプル数に換算することができる。

【００８３】図１８は図１５に示したフーリエ変換処理
に基づくレジストマークの位置検出を使用した本発明に
よる位置ずれ検出処理のフローチャートである。まずス
テップＳ１で、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色につき、図１２の
ように、それぞれのレジストマーク１５０−１，１５０
−２，１５０−３，１５０−４を始端側と終端側の２か
所に転写する。

【００８４】続いてステップＳ２で、図１９に取り出し
て示す最初のＫ用レジストマーク１５０−１につき、先
頭に位置する横線プレマーク１５４−１１，１５４−１
２の中心位置１６４−１，１６４−２を検出する。続い
てステップＳ３で、横線プレマーク中心位置１６４−
１，１６４−２から予め規定したノミナル距離Ｃ１を離
れたフーリエ変換読取開始位置を検出して、横線レジス
トマーク１５４−１１，１５４−１２の読取りを行う。

【００８５】この横線レジストマーク１５４−１１，１
５４−１２の読取波形について、図１５のフーリエ変換
処理によりそれぞれの位相φ１，φ２を検出し、横線位
置Ｐｎ１，Ｐｎ２を次式で算出する。ここで、でｎは
Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの色番号であり、Ｋでｎ＝１、Ｃでｎ＝
２、Ｍでｎ＝３、Ｙでｎ＝４となる。Ｐｎ１＝Ｃ１＋φｎ１（Ｎｍ／２π）Ｐｎ２＝Ｃ１＋φｎ２（Ｎｍ／２π）次にステップＳ５で、次の斜線プレマーク１５６−１
１，１５６−１２の中心位置１７０−１，１７０−２を
検出し、ステップＳ６で規定のノミナル距離Ｃ２離れた
フーリエ変換読取開始位置を検出して、斜線レジストマ
ーク１５８−１１，１５８−１２を読み取る。そしてス
テップＳ７で、図１５のフーリエ変換処理によって位相
φ１３，φ１４を検出し、斜線位置Ｐｎ３，Ｐｎ４を次
式で検出する。Ｐｎ３＝Ｃ２＋φｎ３（Ｎｍ／２π）Ｐｎ４＝Ｃ２＋φｎ４（Ｎｍ／２π）続いてステップＳ８で、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色について
ステップＳ２〜Ｓ７の処理が終了したか否かチェック
し、終了していなければステップＳ２に戻って、残りの
カラー成分について同様な位置検出処理を繰り返す。

【００８６】ステップＳ２〜Ｓ８によるＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ
の４色についての位置検出が済むと、ステップＳ９でＫ
の主走査方向全体位置Ｘｋを次式で算出する。（主走査方向絶対位置Xk）＝［｛（左斜線位置Ｐ13−左横線位置Ｐ11）＋（右斜線位置Ｐ14）−（右横線位置Ｐ12）｝／２］ ×（Ｌｎ／Ｌｓ）・・・（１４）ここで、（Ｌｎ／Ｌｓ）は、主走査方向の補正単位量Ｌ
ｎとサンプルピッチＬｓの比率であり、（１４）式の右
辺｛（Ｐ13−Ｐ11）＋（Ｐ14−Ｐ12）｝／２（１５）で求めた副走査方向の距離を示すサンプル数を、主走査
方向の補正単位量Ｌｎの数に変換する変換係数である。
例えばサンプリングピッチＬｓは、Ｌｓ＝ベルト速度Ｖｂ×サンプル周期ｔｓ＝５７，０００μｍ／ｓ×１００μｓ＝５．７μｍとなる。また主走査方向の補正単位Ｌｎは、ＬＥＤアレ
イにおけるＬＥＤチップのピッチ間隔で決まるＬｎ＝１
４．１１１μｍとなる。この場合、変換比率は（Ｌｎ／Ｌｓ）＝１４．１１１μｍ／５．７μｍ＝２．４７５６１４となる。ここで（１５）式で算出したサンプル数が１６
００個であったとすると、（１４）式から主走査方向絶
対位置Ｘｋは、Ｘｋ＝３９６０となる。この主走査方向絶対位置Ｘｋ＝３９６０は、補
正単位Ｌｎ＝１４．１１１μｍが３９６０個であること
を意味し、主走査方向の距離に換算するとＸｋ＝３９６０×１４．１１１μｍ＝５５８７９．５６μｍとなる。

【００８７】次にステップＳ１０で、Ｋのスキュー絶対
値Ｚｋを次式で算出する。Ｋスキュー絶対値Ｚｋ＝（Ｋ右横線位置Ｐ12）−（Ｋ左横線位置Ｐ11）・・・（１６）続いてステップＳ１１で、Ｋの主走査方向絶対位置Ｘｋ
を基準としてＣ，Ｍ，Ｙの主走査方向補正値Δｘを次式
で算出する。ここで、Ｐｎ１〜Ｐｎ４のみは、シアンＣ
でｎ＝２、でｎ＝３，イエローＹでｎ＝４となる。主走査方向補正値Δｘ＝［｛（左斜線位置Ｐn3）−左横線位置Ｐn1）＋（右斜線位置Ｐn4）−（右横線位置Ｐn2）｝／２］ ×（Ｌｎ／Ｌｓ） −（主走査方向絶対位置Xk）・・・（１７）次にステップＳ１２で、Ｋを基準にＣ，Ｍ，Ｙの副走査
方向補正値Δｙを次式で算出する。ＣＭＹ副走査方向補正値Δｙ＝（ＣＭＹ横線位置Ｐn1）−（Ｋ左横線位置Ｐ11） −（Ｋ−ＣＭＹ転写間距離）／（ベルト速度Ｖｂ）・・・（１８）そして最終的にステップＳ１３で、ステップＳ１０で求
めたＫのスキュー絶対値Ｚｋを基準にＣ，Ｍ，Ｙのスキ
ュー補正値Δｚを次式で算出する。ＣＭＹスキュー補正値Δｚ＝（ＣＭＹ右横線位置Ｐn2） −（ＣＭＹ左横線位置Ｐn1） −（Ｋスキュー絶対値Ｚｋ）・・・（１９）図２０は図１８のステップＳ１２におけるＫを基準とし
たＣ，Ｍ，Ｙの副走査方向補正値Δｙの算出における
（１８）式での（Ｋ−ＣＭＹ転写間距離）を与える規定
のノミナル距離Ｃ３を表わしている。

【００８８】具体的にはＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用レジストマー
ク１５０−１〜１５０−４の色基準プレマーク１５２−
１１〜１５２−２１，１５２−１２〜１５２−４２の中
心位置の間のノミナル距離Ｃ３ｃ，Ｃ３ｍ，Ｃ３ｙとし
て与えられる。また、それぞれのレジストマーク１５０
−１〜１５０−４における横線レジストマークと斜線レ
ジストマークの延長線の交点Ｏ１１〜Ｏ２４の関係も併
せて表わしている。

【００８９】図２１は図８の位置ずれ補正部１２４にお
ける位置ずれ検出部１１６から得られた位置ずれ補正値
に基づいた画素データの補正と印字を表わしている。図
１１のレジストマークに基づくＫを基準とした対象印刷
ライン１４０の位置ずれ検出結果は、図２１（Ａ）のよ
うな主走査方向ｘと副走査方向ｙにつき、１画素ピッチ
で仕切られたビットマップメモリ空間１９４での位置ず
れに変換される。

【００９０】図２１（Ａ）のビットマップメモリ空間１
９４にあっては、まず理想印刷ライン１４８が決まって
いることから、これに対する実際の転写による対象印刷
ライン１４０を設定する。即ち、Ｋを基準とした主走査
方向位置ずれ補正値Δｘ、副走査方向位置ずれ補正値Δ
ｙ、及びスキュー補正値Δｚを用いて、対象印刷ライン
１４０をビットマップメモリ空間１９４に設定できる。
この対象印刷ライン１４０を画素データに変換すると、
図２１（Ｂ）のような位置ずれデータ１９６−１〜１９
６−３が生成できる。

【００９１】この図２１（Ｂ）の位置ずれ補正データ１
９６−１〜１９６−３に対し、図２１（Ｃ）のような補
正データ１９８−１〜１９８−３、即ち図２１（Ａ）の
検出対象ライン１４０を理想印刷ライン１４８に対し線
対称にマイナス側に反転し、且つ主走査方向のマイナス
側（左側）に主走査方向の位置ずれ補正値Δｘだけシフ
トした直線をビットマップメモリ空間１９４で補正デー
タ１９８−１〜１９８−３に変換したものである。

【００９２】この図２１（Ｃ）の補正データを読み出し
てＬＥＤアレイを発光駆動すると、図２１（Ｄ）のよう
に、図２１（Ｂ）の位置ずれが補正されて図２１（Ａ）
の理想印刷ライン１４８に対応する印刷結果２００を得
ることができる。図２２は図２１（Ｃ）の補正データか
ら生成したＣ，Ｍ，Ｙ用補正テーブル１２６Ｃ，１２６
Ｍ，１２６Ｙであり、このテーブル内容が図８の位置ず
れ補正部１２４に設けている位置ずれ補正情報格納部１
２６に格納されることとなる。

【００９３】尚、本発明はワードプロセッサやパーソナ
ルコンピュータに接続されて使用される印刷装置を例に
とるものであったが、複数のカラートナーをタンデム配
置した静電記録ユニットを使用して用紙上に転写する多
色静電記録装置であれば、適宜の装置につき、そのまま
適用することができる。また本発明は、実施形態に示し
た数値による限定は受けない。

【００９４】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、記録用紙の搬送方向に配置された複数の静電記録ユ
ニットのいずれかのカラー画像を基準画像として、他の
静電記録ユニットのカラー画像の位置ずれの検出につき
ベルト面に横線及び斜め線を一定ピッチで複数本転写し
て一定周期で繰り返す縞模様を形成し、この縞模様をセ
ンサで読み取った検出信号について、フーリエ変換を適
用して位相から位置を正確に検出し、ベルトに転写した
横線、斜線等のレジストマークにトナーが均一に乗らな
かったり、センサ検出信号にノイズが混入しても、ノイ
ズの混入による誤差の影響を受けることなく、正確にレ
ジストマークに基づく一致検出ができ、その結果、正確
な位置ずれ補正を可能にして、高精度の色合せを実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の装置本体内部構造の説明図

【図３】図２の静電記録ユニットの断面図

【図４】図２の搬送ベルトユニット及び静電記録ユニッ
トの取外し状態の説明図

【図５】本発明のハードウェア構成のブロック図

【図６】ベルト転写のレジストマークを検出するセンサ
配置の説明図

【図７】図６のセンサ構造の説明図

【図８】本発明の処理機能のブロック図

【図９】位置ずれ補正量を格納したテーブルの説明図

【図１０】本発明による全体的な印刷処理のフローチャ
ート

【図１１】位置ずれ検出の原理説明図

【図１２】位置ずれ検出に使用するベルト転写のレジス
トマークの説明図

【図１３】図１２の一部を拡大して取り出したレジスト
マークの説明図

【図１４】センサによるレジストマーク読取データの説
明図

【図１５】位置検出を行うフーリエ変換処理のフローチ
ャート

【図１６】フーリエ変換における波形処理の説明図

【図１７】フーリエ変換で求めたＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙレジス
トマークの位相の説明図

【図１８】図８の位置ずれ検出部による位置ずれ検出処
理のフローチャート

【図１９】Ｋ用レジストマークにおける位置検出の説明
図

【図２０】Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙレジストマークの位置関係の
説明図

【図２１】本発明の位置ずれ検出結果に基づく補正処理
の原理説明図

【図２２】本発明の位置ずれ検出情報から生成された位
置ずれ補正テーブルの説明図

【符号の説明】

１０：装置本体１１：搬送ベルトユニット１２：無端ベルト１４：ホッパ１６：ピックアップローラ１８：記録紙ガイド通路２０：記録紙送りローラ２２−１〜２２−４：ローラ２４，２４−１〜２４−４：静電記録ユニット２６：ヒートローラ型定着装置２８：スタッカ３０，３０−１，３０−２：センサ３２：感光ドラム３４：前帯電器３６：ＬＥＤアレイ３８：スクリューコンベア４０：現像器４２：導電性転写ローラ４４：現像剤保持容器４８：パドルローラ５０，５６：ピン５１：固定板５２：取付溝５５，５８：フレーム６０：エンジン部６２：コントローラ部６４：メカニカルコントローラ６６：センサ処理用ＭＰＵ６８−１，６８−２：ＡＤコンバータ７０：エンジン部コネクタ７２：コントローラ用ＭＰＵ７４，７８：インタフェース処理部７６，８０：コントローラ部コネクタ８２，８２−１〜８２−４：画像メモリ８４：アドスレ指定部８６：アドレス変換部９０，９０−１〜９０−４：バッファメモリ９２：パーソナルコンピュータ９４：アプリケーションプログラム９６：ドライバ９８：パソコン部コネクタ１００−１，１００−２：レーザダイオード１０２：結像レンズ１０４：集光レンズ１０５：ハウジング１０６：フォトダイオード１０７：結像位置（検出位置）１０８−１，１０８−２：アンプ１０９：ガイドプレート１１０：ドライバ１１１：透過穴１１６：位置ずれ検出部１１８：レジストパターン書込部１２０：位置ずれ演算部１２２：位置ずれ情報格納部１２４：位置ずれ補正部１２６：位置ずれ補正情報格納部１２８：アドレス変換部１３０：ＬＥＤ駆動部１３２：黒基準印刷ライン１３４：Ａ４Ｔ用紙幅１４０：対象印刷ライン１４８：理想印刷ライン１５０１〜１５０−４：レジストマーク１５２−１１〜１５２−４２：色基準プレマーク１５４−１１〜１５４−４２：横線プレマーク１５６−１１〜１５６−４２：斜線プレマーク１５８−１〜１５８−４２：斜線レジストマーク１６０−１〜１６０−１０：横線１６２−１〜１６２−１０：斜線１６４，１７０プレマーク中心位置１６６，１７２：フーリエ計算開始位置１６５，１７５：フーリエ計算範囲１６８，１７４：フーリエ計算終了位置１７５：横線プレマーク読取波形１７８：横線レジストマーク読取波形１８０：斜線レジストマーク中心位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−286460（ＪＰ，Ａ) 特開平４−131872（ＪＰ，Ａ) 特開平８−278680（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/44 - 2/455 B41J 2/525 G03G 15/00 G03G 15/01 G03G 15/04 H04N 1/04 H04N 1/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一定速度で搬送されるベルト上に記録紙を
吸着して搬送する搬送機構と、記録紙搬送方向に配列され、感光ドラムの光学的な走査
で画像データに応じた潜像を形成して異なるカラーのト
ナー成分で現像した後に前記ベルト上の記録紙に転写す
る複数の静電記録ユニットと、前記複数の静電記録ユニットにより前記ベルト上に複数
本の横線と複数本の斜線からなるレジストマークを所定
ピッチで転写した後にセンサにより光学的に検出し、該
センサ検出信号をフーリエ変換して得た位相差により前
記レジストマークの位置を検出し、いずれか１つのカラ
ーを基準とした基準レジストマークに対する他のカラー
のレジストマークの位置ずれを検出する位置ずれ検出部
と、予め決めた基準画像の静電記録ユニットを除く他の複数
の静電記録ユニットに対し、前記位置ずれ検出部で検出
された位置ずれ検出情報に基づいて、前記基準画像に対
し他のカラーの画像の位置ずれをなくすように相対的に
補正する位置ずれ補正部と、を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記位
置ずれ検出部は、前記横線として前記ベルト上の記録紙
搬送方向である副走査方向に直交する方向に直線を複数
本転写し、前記斜線として前記副走査方向に対し４５°
の傾斜角の方向に直線を複数本転写することを特徴とす
る印刷装置。
【請求項３】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記位
置ずれ検出部は、前記複数本のレジストパターンのピッ
チ間隔に対し、前記副走査方向となるフーリエ変換方向
でレジストパターンを転写する範囲の長さを、前記ピッ
チ間隔の整数倍としたことを特徴とする印刷装置。
【請求項４】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記位
置ずれ検出部は、前記横線と斜線の各レジストマークの
先頭側にプレマークを転写し、前記センサによるプレマ
ークの中心位置から所定距離だけ離れた位置を読取開始
位置として所定のフーリエ計算範囲に亘り前記横線と斜
線の各レジストマークを読み取ってフーリエ変換するこ
とを特徴とする印刷装置。
【請求項５】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記位
置ずれ検出部は、最もコントラストの強いカラーの前記
静電記録ユニットにより前記基準レジストマークを転写
して他のカラーの前記静電記録ユニットにより転写した
レジストマークの前記基準レジスタマークに対する位置
ずれ情報を検出することを特徴とする印刷装置。
【請求項６】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記複
数の静電記録ユニットは黒、シアン、マゼンタ、及びイ
エローのカラー画像を印刷するユニットであり、前記黒
用の静電記録ユニットの黒色レジストマークを前記基準
レジストマークとして、シアン、マゼンタ、及びイエロ
ーの前記静電記録ユニットによるレジストマークの位置
ずれを検出することを特徴とする印刷装置。
【請求項７】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記位
置ずれ検出部は、前記ベルト上の記録紙搬送方向に直交する主走査方向の
走査始端側と走査終端側の２ケ所に前記複数本の横線と
複数本の斜線のレジストマークを転写し、前記レジスト
マークのセンサ検出信号をフーリエ変換して前記各カラ
ー成分毎に左右２ケ所の横線位置と左右２ケ所の斜線位
置を検出し、該４つの検出位置に基づいて黒色を基準と
して他のカラー成分の主走査方向補正値Δｘ、副走査方
向補正値Δｙ及びスキュー補正値ΔＺを検出することを
特徴とする印刷装置。
【請求項８】請求項７記載の印刷装置に於いて、前記位
置ずれ検出部は、前記黒成分の主走査方向絶対位置Ｘｋを、左右の斜線位
置に対する左右の横線位置の差の平均値に、副走査方向
のサンプリングピッチＬｓに対する主走査方向の補正単
位量Ｌｎの変換比率（Ｌｎ／Ｌｓ）を乗算した値として
算出し、前記他のカラー成分の主走査方向補正値Δｘを、各カラ
ー成分の左右の斜線位置に対する左右の横線位置の差の
平均値に、副走査方向のサンプリングピッチＬｓに対す
る主走査方向の補正単位量Ｌｎの変換比率（Ｌｎ／Ｌ
ｓ）を乗算した値から前記黒成分の主走査方向絶対位置
Ｘｋを減算した値として算出することを特徴とする印刷
装置。
【請求項９】請求項７記載の印刷装置に於いて、前記位
置ずれ検出部は、前記黒成分以外のカラーの副走査方向
補正値Δｙを、各カラーの横線位置から黒の横線位置を
減算すると共に、更に黒の横線と他のカラーの横線との
転写間隔をベルト搬送速度で割った値を減算して算出す
ることを特徴とする印刷装置。
【請求項１０】請求項７記載の印刷装置に於いて、前記
位置ずれ検出部は、黒の基準画像のスキュー絶対値Ｚｋを、黒の左右の横線
位置の差として算出し、前記他のカラー画像のスキュー補正値Δｚを、各カラー
の左右の横線位置の差から前記黒のスキュー絶対値Ｚｋ
を減算した値として算出することを特徴とする印刷装
置。
【請求項１１】請求項７記載の印刷装置に於いて、前記
位置ずれ補正部は、前記位置ずれ検出部で検出した前記
主走査方向補正値Δｘ、副走査方向補正値Δｙ、スキュ
ー補正値Δｚから、主走査線上の各画素位置における副
走査方向のずれ量を演算し、該ずれ量を相殺する逆方向
の位置に前記静電記録ユニット対する副走査方向の書込
アドレスを補正して画像メモリに画素データを書き込む
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項１２】請求項７記載の印刷装置に於いて、前記
位置ずれ補正部は、前記位置ずれ検出部で検出した前記
副走査方向補正値Δｙ、スキュ補正値Δｚから、主走査
線上の各画素位置における副走査方向のずれ量を演算
し、該ずれ量を相殺する逆方向の位置に前記静電記録ユ
ニット対する副走査方向の書込アドレスを補正して画像
メモリに画素データを書き込むことを特徴とする印刷装
置。
【請求項１３】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記
センサは、ベルト転写面に対し所定のレーザダイオード
からの光を集光レンズで絞って数十ミクロンオーダのス
ポット光として照射し、ベルト面に転写したトナー成分
に対するスポット光の照射による散乱光を所定の出射角
の方向に配置した受光素子で受光してセンサ検出信号を
出力することを特徴とする印刷装置。
【請求項１４】請求項１記載の印刷装置に於いて、前記
センサは、前記レーザダイオードからのスポット光が照
射されるベルト面の背後を空洞とし、ベルト裏側からの
散乱光を抑止したことを特徴とする印刷装置。