JP3604961B2 - Image recording device - Google Patents

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【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420mm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9−185196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13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15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2a,bの解像度を600dpiとしたとき、1ドットは42μm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μm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23,24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2a,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9a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621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61による主走査方向方向および副走査方向の画像視点位置,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),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,θY,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。基本的に左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(dX,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,dY)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=dYLF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,dYLF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,dYRF,dXLR,dYLRを用いて、数3により算出できる。
【0054】
【数3】
θX=ATN((dYRF−dYLF)/(XW+dXRF−dXLF))
θY=ATN((dXLR−dXRF)/(YW+dYLR−dYRF))
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θX(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(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処理変換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行う場合に、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…CCD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、19a,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、23a,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)、28…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、623a,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。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copier, and the like, and more particularly, to an image recording apparatus that forms a large-sized recording image by juxtaposing a plurality of image forming units (for example, an exposure device).
[0002]
[Prior art]
Image recording devices include a direct recording type that directly records an image on a recording medium such as paper and an indirect recording type that records an image on an intermediate recording medium and transfers it to a final recording medium. .
[0003]
A widely used indirect recording type system includes a laser printer using an electrophotographic process. In a laser printer using an electrophotographic process, a charged photoconductor is exposed according to recorded image information, an electrostatic latent image is formed, then visualized by a developing machine, and transferred to a recording medium such as paper to record an image. . In this method, a recorded image is formed in the form of an electrostatic latent image on a photosensitive member that is an intermediate recording member.
[0004]
As a means for forming image information on a photoconductor as an intermediate recording medium, a laser exposure apparatus operated by a polygon mirror or the like which rotates laser light is mainly used. Further, as other means for forming image information on the photoreceptor, an LED array exposure apparatus in which a large number of LEDs are arranged in an array, a liquid crystal shutter array exposure apparatus in which a liquid crystal shutter is arranged in an array to control exposure, and the like. It has been known.
[0005]
Examples of methods for directly recording an image on a recording medium such as paper include an ink jet recording method in which ink is ejected and recorded directly on paper in accordance with image information, a thermal recording method in which a heating element array is brought into direct contact with a thermal recording medium, and a thermal transfer method. A method such as a thermal transfer recording method in which an ink sheet is brought into contact with a recording medium and the ink is transferred to a recording pair by a heating element has been put to practical use.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to obtain a large-sized recorded image by an image forming method using a laser exposure device, the scanning width of the laser must be widened. For this reason, it is necessary to increase the distance from the polygon mirror to the photosensitive member, which is a recording body, and the size of the exposure apparatus becomes very large. Further, when the scanning width is large, the clock of the image to be recorded must be increased because the scanning speed is increased. For these reasons, laser exposure apparatuses are not often used in large-format image recording apparatuses exceeding A3-A2.
[0007]
On the other hand, in an image forming method using an array head such as an LED array device or a liquid crystal shutter array, it is necessary to use an array head having a length corresponding to the recording width in order to obtain a large-sized recorded image. However, since an array head of an image printing apparatus requires a high definition of 300 to 600 dpi (dot per inch) or more, it is not easy to increase the length of an array head manufactured using a semiconductor process.
[0008]
Since the electrophotographic process is a page recording method, an array head corresponding to a recording width is required. On the other hand, in a recording method in which the recording head itself is moved and scanned in the main scanning direction, such as an ink jet recording method, a thermal recording method, and a thermal transfer recording method, an image recording apparatus for recording a large-sized image can be relatively easily constructed. However, the recording method for scanning the recording head has the disadvantage that the moving mechanism of the head becomes complicated and the recording time becomes longer as the size of the image becomes larger. In order to overcome this problem, it is effective to use a long array head corresponding to the recording width even in the method of scanning the recording head. However, it is difficult to manufacture a long array head.
[0009]
In order to obtain a long recording head with a recording head such as an LED array exposure device, it is necessary to manufacture an array recording head of a certain length using a semiconductor process and connect it with high precision. is there. The A3 size recording image width is required to be 300 mm and the A2 size image recording width is required to be 420 mm or more, and it is difficult to produce a long recording head only by a semiconductor process.
[0010]
Generally, an image recording apparatus requires a recording head element density of 300 to 600 dpi (dot per inch) or more, that is, 80 to 40 μm or less. It is difficult to connect a head having such a high definition recording density, resulting in a very expensive recording head. Further, since the pitch between the recording head elements easily changes at the connection position, there is a problem that the connection position is easily observed as an image unevenness in the recorded image.
[0011]
As a recording device capable of recording large-format images, a plurality of recording heads that irradiate a beam spot light onto a recording medium mounted on a cylindrical drum are driven side by side, and are simultaneously driven. There is a proposal of a method of detecting and correcting an error between heads (Japanese Patent Laid-Open No. 9-185196). However, in order to correct an error between heads by this method, a correction mechanism for mechanically adjusting the head position is required, and it is difficult to realize a correction mechanism that satisfies the above-described requirement for high definition.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a recording apparatus capable of recording a large format image with a relatively inexpensive configuration. In other words, large-format image recording can be realized simply and inexpensively without using a long recording head that is difficult to manufacture as described above or using a high-precision mechanical mechanism for correcting errors between a plurality of recording heads. A recording device is provided.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image recording apparatus according to the present invention divides a recording image width into a plurality of areas, and arranges a plurality of image forming units for forming a recording image in each area. For example, in a laser printer using an electrophotographic process, a main scanning direction for performing laser scanning is divided into a plurality of sections, and laser scanning exposure apparatuses for exposing each area are arranged.
[0014]
Further, at least one or more relative position difference information among relative position information such as a start point position, an end point position, an enlargement ratio, and a rotation direction of an exposure recording area (an image sending area in the image forming unit) in each exposure device is used. An image information correcting means for changing at least one or more of the recording image information of each exposure recording area recorded by each exposure device so that the continuity of the recording image of the exposure recording area by each exposure device is compensated. .
[0015]
In order to solve the above-mentioned object, there is provided input means for inputting or changing relative position difference information between images at the time of recording by each exposure device (image information forming means) for changing the image information. Alternatively, there is provided image position information detecting means for detecting relative position difference information between images at the time of image recording by each exposure device (image information forming means).
[0016]
According to the above configuration, an image recording apparatus capable of recording a wide image can be provided because a plurality of image information transmitting units are arranged. Further, when a plurality of laser exposure apparatuses are located, a relatively small exposure apparatus can be used because the scanning width of one laser scanning exposure apparatus can be shortened. Further, since the scanning speed can be set relatively low, the number of revolutions of the polygon mirror (optical scanning mirror) can be reduced, so that a relatively low-cost exposure apparatus can be easily applied. In addition, even in the case of various methods using an array-shaped head, the use of a plurality of array-shaped heads having a relatively short length simplifies the manufacture and reduces the defect rate during head manufacturing, that is, the defect rate. Becomes possible.
[0017]
Further, in the image recording apparatus of the present invention, error information such as an image start point position, an end point position, an enlargement ratio, and a rotation direction on a recording medium in an image forming unit such as an exposure device or an array recording head is input or detected. Based on the error information, a change is made to the image information itself recorded by each recording image information transmitting unit so that continuity of the recording image position of each recording image information transmitting unit on an actual recording image is ensured. . For this reason, even when there is a shift in the image forming position due to a mechanical error or the like in the recording device of each recording image sending means, each recording image formed by each recording image sending means on the actually recorded image. Can be maintained relatively easily.
[0018]
For the reasons described above, it is possible to provide a recording apparatus capable of recording a large-sized image with a relatively inexpensive configuration. That is, it is possible to provide a recording apparatus capable of recording a large-sized image without using a large-sized laser scanning unit or a long recording head which is difficult to manufacture.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the image recording apparatus of the present invention. (A) is a side sectional view of the image recording device, and (b) is a plan view of the image recording device of (a) viewed from above. A plurality of exposure devices 2a and 2b are juxtaposed. Further, there is provided a printing process control means 3 for obtaining image displacement information of a printing area from the displacement information of the exposure devices 2a and 2b and correcting the image information input to the exposure devices 2a and 2b.
[0020]
First, the printing mechanism and process of the image recording apparatus shown in FIG. 1 will be described. The image recording apparatus according to the present embodiment is a laser printer using an electrophotographic process. A charger 1, an exposing device 2, a developing device 5, a transfer device 11, a photoconductor cleaning 17, an erasing device 14 and the like are arranged around the photoconductor (drum) 13. A fixing unit 16 is disposed downstream of the image transfer position of the photoconductor 13.
[0021]
The photoconductor 13 is charged to a uniform charging potential by the charger 1, and is exposed according to image information by the exposure device 2, so that an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 13. The electrostatic latent image formed on the photoconductor is developed and visualized by the developing device 5 with toner. The paper fed and transported by the pick roller 8 from the paper feed cassette 7 is transported to the transfer device 11 after the transport timing is adjusted by the registration mechanism 10, and the toner image formed on the photoreceptor 13 is formed. Is transcribed. After erasing the static electricity remaining on the surface of the photoreceptor 13 after the image transfer by the erasing device 14, the residual toner is cleaned by the cleaning device 17, and the charging by the charger 1 is performed again. The sheet after the toner transfer is conveyed to the fixing device 16 and after fixing the toner, is conveyed to the sheet discharge tray 15 to complete the printing operation.
[0022]
As shown in FIG. 1B, the exposure apparatus 2 of this embodiment has two exposure apparatuses 2a and 2b arranged side by side, and the right and left sides of the photoconductor 13 are respectively exposed using the two exposure apparatuses 2a and 2b. Exposure to form an electrostatic latent image. The printed image information 4 transmitted from a computer or the like is divided into the right side and the left side of the image, and is sent to the respective exposure devices 2a and 2b. Each of the exposure devices 2a and 2b exposes the right and left sides of the image based on the printed image information converted from the recorded image information 4.
[0023]
In order to perform high-quality image recording with this system, it is necessary to join the left and right electrostatic latent images formed by the exposure devices 2a and 2b with high precision. When the resolution of the exposure devices 2a, b is 600 dpi, one dot is about 42 μm, and it is necessary to join the images of the exposure devices 2a, b with an accuracy of several tens μm or less. However, it is difficult to arrange the two independent exposure apparatuses 2a and 2b while maintaining such high accuracy. Exposure devices 2a and 2b of this embodiment are used in a general laser printer, and are laser scanning exposure devices that expose the photoconductor 16 by scanning with polygon mirrors 19a and 19b (polygon mirrors) that rotate a laser. It is.
[0024]
As described above, in order to superimpose the images exposed by the two independent optical systems with high accuracy, the rotational speeds of the polygon mirrors 19a and 19b for scanning the laser must completely match. However, it is extremely difficult to completely match the rotational speeds of the polygon mirrors 19a and 19b rotating at a very high speed. Also, the fθ lenses 20a, b and various mirrors 22a, b in the four independent optical systems must be accurately arranged. When the speed of the rotating polygon mirrors 19a and 19b decreases, the width of the image when the same number of dots is recorded increases, and when the speed increases, the image shrinks. Due to a slight difference in the angle of the mirror, a lens accuracy error of the fθ lens, and the like, a difference occurs in the angle and speed in the laser scanning direction (main scanning direction) in the exposure devices 2a and 2b. Due to these factors, in the configuration of the present embodiment, it is necessary to keep the driving speed and the mounting position accuracy between the respective exposure apparatuses 2a and 2b high.
[0025]
However, it is difficult to reduce the superposition accuracy of the images exposed by the exposure devices 2a and 2b to several hundred μm or less only by the mechanical accuracy. Therefore, in order to ensure continuity of recorded images by a plurality of exposure devices, the image recording device of the present embodiment detects a superposition error of images by a mechanical mechanism, corrects the recorded image information 4 and performs bitmap correction. The developed printed image information is generated to absorb a joining (overlay) error at the time of printing on the photoconductor 13.
[0026]
First, the image recording apparatus of the present embodiment detects misregistration of the images formed by the exposure devices 2a and 2b from the specified values of the image starting point position, the image width, and the rotation angle in the main scanning direction and the sub-scanning direction. A CCD sensor 9 and a sensor control means 6 are provided as image detection means. The deviation of the printed image from the specified position of the exposure area of the exposure devices 2a and 2b is detected by the reference mark exposure / detection control means of the printing process control means 3 at the time of starting the apparatus and in the prescribed recording. The following procedure is performed for each sheet.
[0027]
FIG. 2 is an explanatory diagram of an image shift detection method according to the present embodiment. Outside the image exposure areas (real printing areas corresponding to recording media) 28 and 29 on the photoreceptor 13, four thin lines + are exposed by the exposure apparatus 2 a at four locations within the exposure areas 26 and 27 of the exposure apparatuses 2 a and b. The mark recordings 23a, b, c, and d are respectively exposed to the + mark recordings 24a, b, c, and d by the exposure device 2b, and the recording position marks 23 and 24 are exposed by the CCD 9 provided to face the drum 13. To detect. At this time, the exposure devices 2a and 2b are arranged so that the exposure areas 26 and 27 overlap each other at the boundary, and even if a shift occurs in both exposure areas, exposure to the actual print areas 28 and 29 is possible. It is to be. Actually, the exposure ranges 26 and 27 are set to a range in which printing on the actual print areas 28 and 29 can be reliably performed in consideration of a possible shift.
[0028]
A reference mark (“ず れ” or “|”) 25 may be provided in advance on the photoconductor 13 in order to detect an exposure position shift of the exposure devices 2a and 2b. The reference mark 25 is provided outside the actual printing areas 28 and 29, or a color that does not affect the photosensitive characteristics is used. The displacement of the exposure devices 2a and 2b can be measured from the displacement between the mark 25 recorded on the photoconductor 13 and the + marks 23 and 24 recorded by the exposure devices 2a and 2b.
[0029]
In order to detect the reference position marks 23, 24 and the reference mark 25 on the drum 13, divided small sensors 9a are provided at three places of the sensor arrangement A facing the marks. The integrated sensor 9b may be used, but arranging a plurality of small sensors reduces the cost. As another method, it is conceivable to move one small sensor within the measurement area, but the positioning accuracy at each measurement position is important.
[0030]
FIG. 3 is an explanatory view showing the principle of detecting an image shift, and is an enlarged view of a portion A shown in FIG. When there is no printing misalignment between the exposure devices 2a and 2b, the detected reference position marks 23 and 24 overlap and are located at the center of the reference mark 25. In the illustrated example, the exposure range 26 is shifted to the upper left, and the exposure range 27 is shifted to the lower right.
[0031]
In the present embodiment, the reference marks 23 and 24 exposed on the photoreceptor 13 and the reference mark 25 recorded in advance have different mark shapes, and the amount of deviation between the marks from the specified position is determined by the exposure apparatus 2a or 2b. A deviation from the specified exposure position is detected. As a result, it is possible to make a determination at an accurate position without mistaking a mark. Of course, it is also possible to perform marking so as to have the same shape at the same position when appropriate. In addition, by devising the shape and position of the reference mark by exposure and the reference mark on the photoconductor so that the reference mark at the center position of each exposure device is shifted by a specified amount when there is no image shift, Can be prevented from being mistaken at the time of detecting a reference mark recorded by the exposure apparatus.
[0032]
In the present embodiment, the reference position mark 25 is arranged on the photoconductor 13 and the shift amount of the printed image marks 23 and 24 by the exposure devices 2a and 2b is detected therefrom. It can be omitted. In this case, the amount of misalignment between the exposed and developed images of the exposure devices 2a and b is detected from the difference in the relative positions of the exposure and development patterns of the exposure devices 2a and b near the joint. However, the reference marks 23b and 24a of the joining position need to be detected by the same CCD sensor. Further, it is not possible to correct the absolute position with respect to the photoconductor or the recording paper. However, there is a margin in the positional accuracy required for the relative position of the image on the sheet with respect to the accuracy required for the bonding shift between the exposure devices, and thus does not pose a practical problem.
[0033]
If reference marks are not provided on the photoreceptor, it will be difficult to measure the relative position between the image areas. Therefore, it is required to more accurately determine the relative positional relationship between the reference marks provided at each corner in each image area. Is done. In order to accurately measure the relative positional relationship of the reference marks provided at each corner of each image area, it is necessary that the mounting accuracy and the positional relationship of each sensor 9a be accurately detected. For this purpose, it is preferable to dispose the sensor 9a on the same sensor base 9c as shown in the sensor position A in FIG. Further, when the reference mark at each corner of the image area is measured by the same sensor using the integrated sensor 9b as shown at the sensor position B, it is possible to measure the relative position with high accuracy.
[0034]
As the reference marks 23, 24, and 25, various patterns such as X, V, L, △, □, 字, and the like can be applied as long as the patterns can accurately measure the position in addition to + and −. In this embodiment, the positions and the number of the reference marks are arranged at the four corners of each actual exposure area, and the total number of the reference marks is four. In general, it is desirable to use several points sufficiently distant from the recording image area. However, an appropriate position and number can be set according to the item of the amount of displacement to be measured. In order to detect deviations from the specified values of the image starting point position, the image width, and the rotation angle in the main scanning and sub-scanning directions, it is necessary to detect the main scanning and sub-scanning coordinates at at least three points.
[0035]
The timing of detecting the deviation of the exposure / developed image from the specified position of each exposure apparatus is, in addition to the timing described above, when the surrounding environment changes more than the specified, after the maintenance work of the apparatus, and the position difference from the apparatus panel or the connected computer. There are methods to perform at various timings such as when an information detection command is input. Since the stability of the joining accuracy of the exposure image by each exposure device is affected by each of the main factors such as the accuracy and strength of the device, the detection timing is determined by experimenting with the stability of the joining accuracy of the printed image by each exposure device. It is desirable to decide after verification.
[0036]
If the printing position of the reference pattern is on the photoconductor outside the recording area of the sheet, it is possible to simultaneously perform the normal printing operation and the detection of the joining position of the printed image by each exposure device. With this, it is possible to control the detection of the bonding position of the printed image of each exposure apparatus for each printing, and it is possible to expect the highly accurate and stable exposure image bonding accuracy of each exposure apparatus. However, in general, the displacement of the image joining between the exposure apparatuses does not change greatly in the recording of several pages, so it is sufficient to measure the joining position at the prescribed timing.
[0037]
Next, the configuration and operation of the printing process control means 3 for correcting the printed image information based on the positional deviation amounts of four points in each exposure area detected by the CCD 9 will be described.
[0038]
FIG. 4 shows an embodiment of a printing process control means, in which a relative position difference detecting means 61 for calculating a relative position difference from a shift amount of an exposure position, and recording image information data sent from a computer or the like as printing image information. An image data correction conversion unit 62 for conversion is provided. It is preferable that each unit is arranged on the same control board together with the control unit for the whole printing process, in view of miniaturization of the apparatus and measures against noise.
[0039]
The relative position difference detection means 61 calculates a relative position difference (a shift amount) between the image starting point position, the image width, and the rotation angle in the main scanning direction and the sub-scanning direction based on the detected values of the shift amounts of the exposure position with respect to the reference position. ) Is calculated to make it possible to correct the three-dimensional distortion of the exposure area. The printing process control means 3 may be provided with a detection-time printing sequence control means (not shown), and may be provided with a sensor control means 6.
[0040]
The image data correction / conversion unit 62 divides the recorded image information 4 from a computer or the like into the actual print areas 28 and 29 based on the print area information 611, and the divided recorded images 622a and 622b. Image transformation / bitmap development means 623a / b for developing into printing bitmap information while correcting and converting in accordance with image position shift information 612a / b of the printing area, and storing bitmap data after conversion / expansion. Means 624a, 624b are provided. The corrected and converted bitmap information 612a, b is transferred to the exposure devices 2a, b via the printed image information output means 63. Note that the print area information 611 is a parameter that depends on the configuration of the recording apparatus, such as the number and arrangement of the exposure apparatuses, and is basically fixed information.
[0041]
In the printing process control means 3 of the present embodiment, the recorded image information 4 sent from a computer or the like is developed into a bitmap at a position corrected based on the image position deviation information calculated by the relative position difference detection means 61, and The bit map data corrected and converted as described above is output to each exposure apparatus. Accordingly, each exposure apparatus performs a normal exposure operation, so that the electrostatic latent images formed by the respective exposure apparatuses formed on the photoconductor can be joined with high accuracy.
[0042]
The image recording apparatus shown in FIG. 1 is configured such that the shift information (relative position difference from the reference position) of the exposure area used for the exposure position conversion operation is calculated based on the result detected by the CCD sensor 9. A method of inputting from a panel arranged in the image recording apparatus or a connected computer is also conceivable. In an image recording apparatus having a sufficient mechanical rigidity in which the displacement of each exposure apparatus at the time of exposure image joining hardly fluctuates, it is sufficient to manually input displacement information when the apparatus is completed or installed. In this case, the shift information detecting means 9 and the control means 6 of the present embodiment are not required, and a highly accurate continuity of the exposure image between the exposure apparatuses can be ensured with a simpler configuration.
[0043]
Next, relative position difference detecting means 61 Calculation of the relative position difference (shift amount) between the image viewpoint position, the image width, and the rotation angle in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the calculated shift information (the relative position difference from the reference position). A method for converting image information will be described with reference to FIGS.
[0044]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the grid position and the exposure position of the reference image. The exposure position 31 for recording the character "A" is shown in black by using the exposure dot grid 30 as a reference at the time of exposure in the main scanning and sub-scanning directions. On the other hand, FIG. 6 shows a state in which the exposure dot grid 30, which is a reference at the time of exposure, is distorted due to various factors and mounting accuracy of the exposure apparatus.
[0045]
The rectangular frame 32 shown on the left side of FIG. 6 corresponds to the contour of the reference lattice without distortion, that is, the lattice contour 32 of FIG. The outer peripheral shape of the exposure dot lattice 30 shown on the right side extends △ X in the main scanning direction and contracts △ Y in the sub-scanning direction, and the main scanning direction is distorted by an angle θ. If the exposure dot grid 30 in FIG. 6 is exposed at the same position as in FIG. 5, the formed letter “A” will be distorted. Therefore, the exposure position on the dot lattice 30 in FIG. 6 is changed so that the “A” closest to the position corresponding to the character shape 33 of the reference “A” can be recorded. The grid position 31 of "A" painted black on the dot grid 30 in FIG. 6 indicates the changed exposure position.
[0046]
Next, an example of a method of changing the exposure position will be described. On the right side of FIG. 6, the undistorted grid outline 32 and the starting point (upper left corner) 36 of the distorted dot grid 30 are in the same position. In practice, the starting point 36 of the distorted exposure dot grid does not always coincide with the corner of the reference grid 32. Therefore, in order to calculate the exposure position overlapping with the reference image (A in FIG. 5), at least the main scanning dot pitch enlargement ratio XM (%), the sub-scanning dot pitch enlargement ratio YM (%), the rotational deviation in the main scanning direction, Six parameter values are required: the angle θX (degree), the rotational deviation angle θY (degree) in the sub-scanning direction, the starting point position deviation XS (mm) in the main scanning, and the starting point position deviation YS (mm) in the sub-scanning.
[0047]
By detecting these parameter values and using a general coordinate transformation method, the exposure grid position (FIG. 6) where the images overlap can be calculated. That is, assuming that the exposure position coordinates before the conversion are (X, Y), the coordinates (X ′, Y ′) after the image overlay correction conversion are given by the function of Expression 1.
[0048]
(Equation 1)
(X ′, Y ′) = F (XM, YM, θX, θY, XS, YS, (X, Y))
These six parameter values relating to the image shift information may not change or may have a certain relationship depending on the exposure method or the printing method. In such a case, it is not necessary to use a constant value or other information having a fixed relationship as the specified value regarding the image shift information. However, in order to perform image position correction with higher accuracy, it is necessary to correct expansion and contraction of a periodic image in the image, and a variable for describing the expansion and contraction may be required.
[0049]
FIG. 7 is a diagram for explaining the state of the junction point of the exposure images of the two exposure devices corrected based on Expression 1. In FIG. 5, the exposure device that exposes the left half of the image is in a state where the exposure dot grid 30 is not shifted from the reference grid outline 32 as shown in FIG. 5, and the exposure device that exposes the right half of the image is shown in FIG. 6 shows a case where the exposure dot grid 30 is shifted from the reference grid outer shape 32 as shown in FIG. fundamentally left Since the image formed by the exposure device has no shift in the exposure dot grid 30, no exposure position conversion is required. On the other hand, the exposure apparatus on the right side performs exposure position correction corresponding to the displacement of the exposure dot lattice 30. By performing such exposure conversion, the continuity of the image at the boundary position between the two exposure systems can be maintained.
[0050]
Next, a method of calculating each parameter value required to calculate the exposure position shift amount from Equation 1 will be described. The above six parameter values are obtained by the relative position difference detecting means 31 as follows. From the shift between the reference marks printed on the photoreceptor by each of the exposure devices shown in FIG. 2, the shift amount (relative position difference from the reference position) in the upper left, upper right, lower left, and lower right of the image can be detected. . That is, as shown in FIG. 3, the positions of the broken lines, which are the positions where the reference marks should be recorded by the respective exposure devices originally estimated from the reference marks on the photoreceptor, and the actual recording units of the printing units Assuming that the difference between the reference mark in the main scanning direction and the sub-scanning direction in (dX, dY) is (dX, dY) for each image from the upper left, upper right, lower left, and lower right mark positions of the image, LF , (DX, dY) RF , (DX, dY) LR , (DX, dY) RR 8 information is obtained.
[0051]
The starting point position shift amount XS (mm) of the main scanning start position position shift and the start point position shift amount YS (mm) of the sub-scanning are calculated from the coordinates of the upper left mark position by XS = dX LF , YS = dY LF Is given.
[0052]
The main scanning dot pitch enlargement ratio XM (%) and the sub-scanning dot pitch enlargement ratio YM (%) are represented by XW, the distance between the reference marks (the distance between the upper left reference mark and the upper right reference mark) of the transfer belt in the main scanning direction. Assuming that the distance between the reference marks of the transfer belt in the scanning direction (the distance between the upper left reference mark and the lower left reference mark) is YW, the deviation of the upper left main scanning and sub scanning directions and the deviation of the upper right main scanning direction and the lower left sub scanning direction are different. DX which is each detection value RF , DX LF , DY LR , DY LF And can be calculated by Equation 2.
[0053]
(Equation 2)
XM = 1 + (dX RF -DX LF ) / XW
YM = 1 + (dY LR -DY LF ) / YW
The rotational deviation angle θX (degree) in the main scanning direction and the rotational deviation angle θY (degree) in the sub-scanning direction are represented by XW, the distance between the reference marks (the distance between the upper left reference mark and the upper right reference mark) of the transfer belt in the main scanning direction. Assuming that the distance between the reference marks of the conveyance transfer belt in the scanning direction (the distance between the upper left reference mark and the lower left reference mark) is YW, dX which is the detection value of each of the upper left, upper right, lower left main scanning and sub scanning direction deviations. LF , DY LF , DX RF , DY RF , DX LR , DY LR And can be calculated by Equation 3.
[0054]
(Equation 3)
θX = ATN ((dY RF -DY LF ) / (XW + dX RF -DX LF ))
θY = ATN ((dX LR -DX RF ) / (YW + dY) LR -DY RF ))
Main scanning start point displacement XS (mm), sub-scanning start point displacement YS (mm), main scanning dot pitch enlargement ratio XM (%), sub-scanning dot pitch enlargement ratio YM (%), main scanning direction rotational deviation angle θX (degrees) and the rotational deviation angle θY (degrees) in the sub-scanning direction are the upper left, upper right, and lower left mark positional deviation amounts of the image (dX, dY). LF , (DX, dY) RF , (DX, dY) LR Can be calculated from the three coordinates and the six information. In the present embodiment, furthermore, the lower right mark positional deviation amount (dX, dY) RR Is used to reconfirm and fine-adjust the deviation amount calculation value.
[0055]
The distortion of the image area in which the image can be corrected based on the displacement amounts of the three points in the image is basically a case in which the rectangular drawing area 38 as shown in FIG. . As shown in FIG. 9, in a case where the rectangular drawing area 38 is deformed into a trapezoid 40, in order to correct the distortion of the image area, the shift amount including the lower right coordinate 44 of the fourth point is used. Need to detect. In general, the deformation as shown in FIG. 9 is unlikely to occur, and there are few cases in which it is necessary to detect a shift of four or more points.
[0056]
As described above, the starting point displacement XS (mm) of the main scanning, the starting point displacement YS (mm) of the sub-scanning, and the main scanning dot pitch enlargement rate XM calculated from the displacement of the coordinates of three or four points of each image. (%), The sub-scanning dot pitch enlargement ratio YM (%), the main scanning direction rotational shift angle θX (degrees), and the sub-scanning direction rotational shift angle θY (degrees), the exposure position coordinates before conversion ( X, Y) can be replaced by the coordinates (X ′, Y ′) after the image is subjected to the overlay correction conversion by the calculation of Expression 1.
[0057]
The image data converting means 32 of the present embodiment uses the above-mentioned six parameter values provided from the relative position difference detecting means 31 to set the exposure position coordinates (X, X, X) of the recorded image information 4 divided into the exposure devices 2a and 2b. Y) is converted into a corrected exposure coordinate position (X ′, Y ′), and a bitmap is developed using the X ′ and Y ′. As described above, by performing the operation of converting the exposure position of the image information input to each exposure device using the shift amount of the exposure image area of each exposure device, an image can be basically formed with an accuracy of 1 dot or less. It becomes possible to overlap. Furthermore, by using a laser scanning optical system with resolution enhancement technology, which is a commonly used technology to enhance the resolution in the scanning direction, the actual resolution can be increased several times, realizing even more accurate image superposition. Can be easily performed.
[0058]
As the image joining misalignment correction method of the multiple exposure apparatus of the present invention, the same method as that of the laser optical system described in the above embodiment can be applied to a method using various optical systems such as an LED and a liquid crystal shutter. . Further, the present invention can be applied to many direct recording methods such as an ink jet method, a thermal transfer method, and a thermal method. The same imprinting image misalignment correcting means can be used in these various exposure means and various printing methods, but a control method suitable for setting and detecting misalignment information and an image conversion method suitable for the exposure method and the printing method can be used. Is desirable.
[0059]
In an image forming apparatus using an electrophotographic process, an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor. A method of directly detecting a shift amount from a reference position with an exposed electrostatic latent image on a body can be considered. This has the advantage that the deviation of the exposure pattern of the exposure apparatus from the reference position can be directly detected.
[0060]
The simplest and desirable method for correcting and converting image information according to the present invention is performed when image data is converted into bitmap data for exposure. A process that considers the shift information of the exposure position (information on the relative position difference from the reference exposure position) during the so-called raster development that converts the signal sent from the computer in a page description language such as PostScript into a bitmap for exposure. By adopting this method, this method can be implemented with little effect on printing speed and the like. In a GDI (Graphic Device Interface) system that performs a process of converting to a bitmap on a computer side, such as an operating system such as Windows of Microsoft Corporation in the United States, a computer that converts to a bitmap has an exposure device of each exposure apparatus. It is desirable to transmit the region information and the deviation information between the exposure regions of the respective exposure apparatuses, and perform the conversion processing of the present invention at the time of bitmap development by a computer.
[0061]
FIG. 10 is a schematic diagram showing how the correction processing conversion of the present invention is performed when a bitmap is developed by a computer. Upon receiving the print request 45 from the computer 48, the printer 49 transmits to the computer 48 the relative positional deviation information 46 of the exposure area together with the exposure area information of each exposure apparatus. The computer 48 uses the information 46 to perform exposure in each exposure apparatus. If you do Then, the printing bitmap information 47 which does not cause a joining shift in the image at the joining position of each exposure area is created and transferred to the printer 49. The printer 49 performs printing in accordance with the bitmap information 47. The exposure area information of each exposure apparatus transmitted to the computer 48 is generally fixed information, and may be transmitted separately from the relative positional deviation information 46.
[0062]
It is also possible to divide the printed image information transmitted after being bitmap-developed by a computer into each exposure area, and to re-convert the information into a bitmap in which the relative positional deviation of the exposure areas has been corrected. However, if the bitmap-converted image information is converted into a bitmap again, the error from the initial image information may increase. Therefore, when the bitmap conversion for each exposure apparatus is performed, the relative positional deviation correction conversion of each exposure area is performed at the same time, so that the exposure image connection correction can be performed with higher accuracy.
[0063]
The exposure apparatus shown in the above-described embodiments is developed into a bitmap when performing image recording, and thus performs displacement correction conversion of image data of each exposure apparatus during this development. At present, many image recording systems perform bitmap conversion, but the relative position shift correction conversion of the present invention can be applied to an image recording system that does not perform bitmap conversion, such as a plotter. For example, when image recording is performed using a combination of line drawings such as a plotter, the deviation between the start point position and the end point position of each drawing line including the connection position of the drawing lines located at the recording area boundary of each recording unit is corrected. In this case, the calculation method described in the above embodiment can be applied as it is.
[0064]
Next, some other embodiments in which the image joining misalignment correction method of the present invention is applied to a recording method different from the above-described embodiment using a plurality of exposure devices will be described. Since the method of the present invention corrects the original image information from the image position at the time of actual printing, a combination of exposure devices having different recording methods, such as a laser exposure device and an LED exposure device, and different resolutions are used. The present invention is also applicable to an image of an exposure device.
[0065]
FIG. 11 shows an image recording apparatus according to another embodiment. The laser exposure apparatus 2 of the present embodiment has a configuration in which one rotary polygon mirror 19 is used to scan the left and right regions with two laser light sources 18a and 18b from both sides. In the exposure apparatus 2, the scanning directions of the right beam 50b and the left beam 50a are reversed, and parallelism between the scanning beams is easily lost. However, by applying the image joining misalignment correction method of the multiple exposure apparatus described in the above embodiment, highly accurate joining of the left and right exposure regions can be easily realized.
[0066]
Since the exposure apparatus 2 of FIG. 11 uses one rotating polygon mirror 19, it is possible to provide a laser exposure apparatus that is lower in cost than a method that simply uses two exposure apparatuses. Further, since the scanning distance can be made shorter than that of a simple one-beam optical system, the optical path length can be shortened, the size of the exposure apparatus can be reduced, and the scanning clock of each exposure apparatus can be slowed. Can easily be realized. As described above, by using the image joining misalignment correction method of the present invention, the overlapping of the exposure regions of the multiple exposure apparatuses becomes easy, so that the design latitude for the exposure system is widened, and the cost and size can be reduced. But it is advantageous.
[0067]
12A and 12B are configuration diagrams of an ink jet printer to which the present invention is applied. FIG. 12A is a side sectional view, and FIG. 12B is a top view. The three ink jet heads 51a, 51b, and 51c are arranged in a zigzag pattern as shown in the drawing, so that the printing areas of the respective ink jet heads partially overlap. The recording paper fed and transported from the paper feed tray 7 by the pick roller 8 is transported by the registration mechanism 10 and then transported by the transport belt 52 directly below the inkjet heads 51a, 51b and 51c to print. Is performed.
[0068]
The printing for measuring the deviation of the reference mark of the printing area from the relative position of the image printing area of each printing head is performed on the transport belt 52. The CCD sensor 9 is disposed on the downstream side of the inkjet heads 51a, 51b, and 51c, facing the transport belt 52. In the present embodiment, the CCDs 9a, 9b, 9c, and 9d are divided into four at the boundaries and ends of the printing areas of the inkjet heads 51a, 51b, 51c. By applying the function of correcting the deviation amount of the measured value due to the positional relationship of each CCD (Equation 1) to the conversion of the print image information, it is possible to easily and more accurately join the print image areas of the print heads. Can be realized.
[0069]
The measurement of the deviation from the relative position of the image printing area of each printing head may be performed on the recording paper, but useless recording and paper discharging are performed every time the image area of each printing head is measured. . Further, the reference position pattern cannot be arranged on the recording paper, and must be used based on the end of the paper. For this reason, in the present embodiment, the recording is performed on the transport belt. However, in this case, a cleaning unit 53 for cleaning the ink image recorded on the transport belt is required.
[0070]
An intermediate transfer method using an intermediate transfer member instead of the transport belt of the present embodiment is also possible. The intermediate transfer method is a method in which each ink-jet image is not recorded directly on the paper as the final recording medium, but is synthesized on an intermediate transfer member, and then transferred collectively to the paper on the final recording medium. is there. In this case, it is possible to perform printing on the intermediate transfer member for measuring the reference mark of the printing area and the deviation of each printing head from the relative position of the image printing area. Unlike the photoreceptor, these transport belts and intermediate transfer members have relatively small changes in characteristics due to the reference marks, and therefore, it is relatively easy to arrange the reference marks in the recording image area within the image area.
[0071]
Similarly, it goes without saying that the present invention can be applied to various direct recording methods such as a thermal recording method and a thermal transfer recording method. In general, it is difficult to manufacture a long array head with high precision. However, by applying the present invention, a relatively short array printing head can be easily combined. A possible image recording apparatus can be provided at a low price.
[0072]
Further, in a laser printer using a tandem system, an exposure device is arranged for each printing unit. In this method, in order to reduce the size of the apparatus, it is necessary to reduce the arrangement interval between the printing units. When the present invention is used and the optical system for scanning one photoconductor is divided into a plurality of parts, the scanning width of one optical system is reduced, and the optical path length is shortened accordingly, so that an optical system with a small width can be used. . By applying the present invention to the optical system of each printing unit of a tandem laser printer and dividing it into a plurality of optical systems, it is possible to keep the width of the optical system small and reduce the arrangement interval between each printing unit. It will be easier. As described above, the present invention is an effective means for reducing the size of a tandem laser printer or the like.
[0073]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the image recording apparatus of this invention, since the shift of the printing area by a several printing means is detected and the printing image information is corrected using the shift information, joining of an image is comparatively easy and high. There is an effect that can be realized with accuracy. Thus, an image forming apparatus using a plurality of printing units can be provided at low cost. That is, according to the present invention, since the images of the plurality of printing units can be joined with high accuracy, an image forming apparatus capable of recording a large-sized image can be provided easily and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image recording apparatus using a laser exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing a mechanism for detecting a displacement of an exposure area by two exposure apparatuses.
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;
FIG. 4 is a configuration diagram of a printing process control unit according to an embodiment of the image joining misalignment correction method of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a grid position and an exposure position of a reference image.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conversion state of an exposure position under a lattice condition having distortion.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a joining state of exposure images in two exposure regions.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing deformation of an image due to a displacement of an exposure device.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing another deformation of an image due to a displacement of the exposure device.
FIG. 10 is an explanatory diagram of one embodiment in which image conversion is performed on the computer side.
FIG. 11 is a configuration diagram of an image recording apparatus that exposes two regions with one rotating polyhedron in an embodiment different from FIG. 1;
FIG. 12 is a configuration diagram of an image recording apparatus using a plurality of inkjet array heads in an embodiment different from FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charger, 2 ... Exposure means, 3 ... Printing process control means, 4 ... Printed image information, 5 ... Development means, 6 ... Position detection control means, 7 ... Paper feed cassette, 8 ... Pick roller, 9 ... CCD sensor (image detection means), 10: registration means, 11: image transfer means, 13: photoconductor, 14: photoconductor erase means, 15: discharge tray, 16: fixing means, 17: photoconductor cleaning means, 18a , B: laser emitting means, 19a, b: rotating polygon mirror, 20a, b: fθ lens, 21a, b: beam timing detector, 22a, b: reflecting mirror, 23a, b, c, d: reference position mark ( Left exposure area), 24a, b, c, d: Reference position mark (right exposure area), 25: Reference mark (printing area reference mark), 26: Exposure area (left maximum exposure area), 27: Exposure possible Area (right maximum exposure area ), 28: image exposure area (left actual printing area), 29: image exposure area (right actual printing area), 30: reference dot grid, 32: grid outline, 33: character shape, 38: drawing area, 39: parallel Quadrilateral, 40: trapezoid, 45: print request, 46: relative displacement information, 47: bitmap information for printing, 48: computer, 49: printer, 50a, b: exposure beam, 51a, b, c: inkjet Head, 52: transport belt, 53: transport belt cleaning means, 61: relative position difference detecting means, 611: printing area information, 612a, b: image position shift information of printing area, 613a, b: bitmap information, 62: image data correction / conversion means, 621: image division means, 622a, b: divided recorded images, 623a, b: image deformation / bitmap development means, 624a, b ... Bitmap data storage means, 63 ... printed image information output means.

Claims (5)

複数の画像情報形成手段を並置して、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大型の記録画像を形成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に画像情報を記録する実印写領域を境界部で少なくなくとも2つに分割していて、
前記画像情報形成手段は、前記実印写領域の外に拡大された露光エリアへの記録を可能にし、かつ前記露光エリアを隣接する画像情報形成手段の露光エリアと前記境界部で互いに重なり合う領域を持つように構成すると共に、
前記並置された複数の画像情報形成手段から各実印写領域へ記録するために、前記大型の記録画像を形成するための画像情報を分割する画像分割手段と、
前記重なり合う領域を含む露光エリアに、3箇所または4箇所の位置マークを露光し、予め前記記録媒体もしくは前記感光体に記録され前記位置マークと対応する基準位置前記位置マークとの間のずれ量の検出値から、前記露光可能エリアのずれ量を算出する相対位置差検出手段と、
前記露光可能エリアのずれ量に基づいて各画像情報形成手段が形成する記録が、前記実印写領域と合致するように前記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。
In an image recording apparatus that forms a large recording image directly on a recording medium such as paper, or through an intermediate recording medium such as a photoconductor, a plurality of image information forming units are juxtaposed.
A real printing area for recording image information on the recording medium or the intermediate recording medium is divided into at least two at a boundary portion,
The image information forming unit, the registered seal shooting enables recording to the exposure area which is enlarged in the outer region, and with the overlapping regions in the exposure area and the boundary of the image information forming means adjacent said exposure area And
Image recording means for dividing the image information for forming the large-sized recorded image, in order to record from the plurality of juxtaposed image information forming means to each actual printing area,
The exposure area including the overlapping area, exposing the position marks of the three or four positions, the deviation amount between the pre said recording medium or said position mark and the reference position is recorded corresponding to the position mark on the photosensitive member A relative position difference detecting means for calculating a shift amount of the exposure area from the detected value of
An image recording apparatus comprising: an image information correcting unit that corrects the image information so that a record formed by each image information forming unit based on the shift amount of the exposing area matches the actual printing area. apparatus.
請求項1において、前記相対位置差検出手段は、前記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を算出することを特徴とした画像記録装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the relative position difference detecting means calculates a relative position difference between an image starting point position, an image width, and a rotation angle in the main scanning direction and the sub-scanning direction from the detected value of the shift amount. Image recording device. 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。3. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the image recording apparatus is an electrophotographic process for forming an image by a charging, exposing, and developing process on a photoconductor, and at least two of the image information forming units are an LED array and a liquid crystal array. An image recording apparatus, comprising an optical image information forming means comprising a combination of one or a plurality of methods such as a laser scanning device. 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。3. The image recording apparatus according to claim 1 or 2, wherein the image recording apparatus is an ink jet recording method for ejecting and recording ink on paper, a thermal recording method for recording by bringing a heating element array into contact with a thermal recording medium, and a thermal transfer ink sheet contacting a recording medium. A direct image recording apparatus for sending image information directly to a recording medium by one of a thermal transfer recording method of transferring ink to a recording pair by a heating element, wherein at least two or more of the image information forming units are arranged, An image recording apparatus, which is one of an inkjet head, a thermal head, a thermal transfer head, and the like, and is a direct recording head. 請求項1から4のいずれかにおいて、前記露光可能エリアのずれ量による記録画像情報の変更は、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。5. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the change of the recording image information based on the shift amount of the exposing area is performed by the image recording apparatus when the computer issues a printing request. The detected relative position difference information between the recorded images in the image information forming means is returned, and by using the relative position difference information, the image information is transmitted to the relative position between the respective image information forming means by the computer which has transmitted the printing request. An image recording apparatus, which converts the information into a corrected information, transmits the converted information to each image information forming unit of the image recording apparatus, and performs image recording using the converted information.
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