JPH06118735A - カラー画像出力ターミナル用位置合わせシステム - Google Patents

カラー画像出力ターミナル用位置合わせシステム

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JPH06118735A
JPH06118735A JP5133072A JP13307293A JPH06118735A JP H06118735 A JPH06118735 A JP H06118735A JP 5133072 A JP5133072 A JP 5133072A JP 13307293 A JP13307293 A JP 13307293A JP H06118735 A JPH06118735 A JP H06118735A
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  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低価格の検出器により十分な解像度で、見当
合せの誤差の分布の測定を行うことができるシステムを
提供する。 【構成】 プロセス媒体に第１のプリンターから第１の
山形のマークＫＫ１およびＫＫ２、第２のプリンターか
ら第２の山形のマークＭＭ１およびＭＭ２、第１および
第２のプリンターから第３の山形のマークで第１のプリ
ンターからの第１の要素ＫＭ１と、第２のプリンターか
らの第２の要素ＫＭ２とを含でいるマーク４０を付す。
これらのマークの通過時刻を検出器Ｄ１、Ｄ２で検出
し、３組の複数の時刻を含んだ時刻のマトリックスの相
関を取って、レジストレーションのエラーを示すデータ
を得る。これに基づき、較正および修正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像出力ターミ
ナルにおけるカラー画像（イメージ）の見当合わせ（レ
ジストレーション）に関し、特に、カラーイメージのラ
イン揃えシステム、および分解撮影間の見当合わせエラ
ーを検出するための方法および装置、さらに、特定のカ
ラーイメージの見当合わせエラーを修正するための方法
および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】画像の見当合わせは、ゼログラフィック
カラーイメージ出力ターミナルにおいて重要な、また難
しい問題の１つである。図１に、カラーイメージ出力タ
ーミナル１０を示してある。このターミナル１０は、４
つの受光体（例えば感光体）１２、１４、１６および１
８を備えている。それぞれの受光体は、チャージ装置２
０、書込み装置２２および現像装置２４を備えた従来の
ゼログラフィックプロセッサーにより、分解された特定
のカラーを帯びている。４つの分解されたカラーは、相
互のカラーが一致するように中間ベルト２６に転写さ
れ、フルカラーイメージが作製される。次いで、カラー
イメージは紙に転写され、その上に固定（定着）され
る。あるいは、ベルト２６がコピーシートのコンベヤー
であっても良く、この場合は、４つに分解されたカラー
は直接、出力媒体に写される。受光体１２、１４、１６
および１８は、それぞれ回転部材１、２、３および４に
よって駆動される。ベルト２６は、回転部材５によって
駆動される。
【０００３】品質の良いイメージを出力するためには、
独立したイメージを構成する幾種類かの分解されたカラ
ーを、カラーイメージ出力ターミナル１０において重ね
合わせる際に、その精度として厳しい仕様が課せられ
る。この正確に並列して置くことは通常、レジストレー
ション（見当合わせ）と呼ばれる。商業上、絵画的カラ
ーイメージの品質において許容できるミスレジストレー
ションのエラー（誤差）の大きさは最大１２５ミクロン
と考えられ、高品質の装置の製造メーカーにおいては、
最大７５ミクロンを限界として課していることが多い。
これら数字は、すべてが同等と考えられるカラードット
を包囲する円の直径を表す。
【０００４】単一パスのイメージ出力ターミナルにおい
ては、幾つかに分解されたカラーは、別々のイメージン
グ（画像形成）部材によって生成され、それらが並列状
態に集められる中間ベルトに転写される。レジストレー
ショのエラーは、収集機構の動作不良、およびイメージ
ング装置からのそれぞれのカラー分解が不整合（ミスマ
ッチ）していないことから発生する。
【０００５】収集機構の動作に関しては、受光体１２、
１４、１６および１８とベルト２６の連続したイメージ
転写点間の離間距離に対して、ユニットの運動学的エラ
ーが同期されるようにユニットが設計される場合は、良
好なレジストレーション目標が達成可能である。このよ
うな場合は、表面の動きの変化をイメージングピッチと
同じように繰り返す（同期させる）ことにより、カラー
分解されたカラーを重ね合わせる場合のエラーを最小限
にすることができる。それぞれのカラーの絶対的なポジ
ションエラーが大きな場合であっても、カラー同士間の
相対的なポジションエラーを仕様の範囲に維持すること
ができる。絶対的なイメージの歪みは通常許容範囲内に
ある。分解色が生成されそれらが個々の受光体で現像さ
れて中間ベルトに転写される直列式（タンデム）イメー
ジ出力ターミナルにおいて、受光体の動作エラーの不一
致により、ミスレジストレーション（見当合せミス）を
発生させることになる。
【０００６】分解色が生成されて個々の受光体で現像さ
れ次いで中間ベルトへ転写される直列のイメージ出力タ
ーミナルにおいては、受光体の動作エラーにおける不整
合による問題、および受光体の偏心とぐらつきによる問
題が発生する。この不整合は、処理方向程におけるミス
レジストレーションに繋がり、偏心は変化する横方向倍
率エラーに繋がり、また、ぐらつきによって横方向のレ
ジストレーション変化が発生することになる。偏心およ
びぐらつきによって問題が発生するのは、書込みが限定
された角度を通った光ビーム走査（通常ＲＯＳと呼ばれ
るラスター出力スキナー）によって行われる場合のみで
ある。イメージバーを用いた場合は、このような問題は
発生しない。
【０００７】レジストレーションを向上させるために良
く使われる方法の１つは、米国特許第４，９０３，０６
７号に開示されている。この特許では、アラインメント
のエラーを計測するためにマーキングシステムと検出装
置を用いており、ミスアラインメントを補正するため
に、個々のカラープリンターを機械的に動かすようにし
ている。
【０００８】互いに並置されていると共にイメージを構
成するそれぞれのカラーマークによって生成されるマー
クを使用するカラープリンターでは、横方向および縦方
向の相対的なポジションを補正でき、スキュー角および
倍率も補正できる。これらのマークは機械によって読み
取り可能であり、そのデータは、自動レジストレーショ
ンエラー補正のためにレジストレーションエラーを測定
するように処理される。しかしながら、このような補正
では、受光体の速度の変動におけるミスマッチにより発
生されたエラーの修償はできない。これらのエラーはフ
ェーズ（位相）も大きさも異なり、イメージ転写ピッチ
に対し不変あるいは同期しているものではないからであ
る。例えば、偏心およびぐらつきがある受光体のドラム
が、回転位相角の関数として周期的に変動する瞬間回転
速度で回転すると、１回転の平均回転速度はいずれの一
つの回転位相角での瞬間回転速度も不正確に表すことに
なる。
【０００９】図２に、レジストレーションマークを付
け、これらのマークのエラーを検出する従来の方法を示
してある。これらの方法では、レジスタエラーを４つの
山形マークと２個のスプリット（バイセル）検出器を使
用している。図２における４つの山形マークはＫＫ、Ｍ
Ｍ、ＣＣおよびＹＹで示してあり、これらは互いにレジ
ストレーションされている。山形マークＫＫは、例え
ば、図１のプリンター１である黒のプリンターによって
プリントされる。山形マークＭＭは、例えば、図１のプ
リンター２であるマゼンタのプリンターによってプリン
トされる。山形マークＣＣは、例えば、図１のプリンタ
ー３であるシアンのプリンターによってプリントされ
る。山形マークＹＹは、例えば、図１のプリンター４で
あるイエロのプリンターによってプリントされる。これ
らの山形マークは、例えば図１の中間ベルト２６のよう
なプロセス媒体に順番に印刷される。このプロセス媒体
は、これらの山形マークを運び、図２に示す固定された
１対の検出器Ｄ１およびＤ２を通過させる。検出器Ｄ１
およびＤ２は、一般にはバイセル型の検出器（スプリッ
ト型の検出器とも呼ばれる）であり、ＣＣＤ（チャージ
カップルドデバイス）であっても良い。それぞれの山形
マークが動いて１つの検出器を通過すると、その検出器
は通過する時刻を決定する。
【００１０】従来の検出システムにおいては、アライン
メントエラーは、これらの山形の中心が検出器Ｄ１およ
びＤ２の中心を通過する時間からアラインメントエラー
を決定することにより、工程が進む方向（プロセス方
向）３２およびプロセス方向３２を横断する横方向の両
方で測定される。
【００１１】この通過時刻は以下のように決められる。
【００１２】Ｔ1KK は山形マークＫＫの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ１の中心を通過した時刻である。
【００１３】Ｔ1MM は山形マークＭＭの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ１の中心を通過した時刻である。
【００１４】Ｔ1CC は山形マークＣＣの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ１の中心を通過した時刻である。
【００１５】Ｔ1YY は山形マークＹＹの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ１の中心を通過した時刻である。
【００１６】Ｔ2KK は山形マークＫＫの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ２の中心を通過した時刻である。
【００１７】Ｔ2MM は山形マークＭＭの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ２の中心を通過した時刻である。
【００１８】Ｔ2CC は山形マークＣＣの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ２の中心を通過した時刻である。
【００１９】Ｔ2YY は山形マークＹＹの中心がスプリッ
ト検出器Ｄ２の中心を通過した時刻である。
【００２０】Ｔ0 は、山形マークＫＫの中心がスプリッ
ト検出器の中心を通過する理想の時間であり、Ｖはプロ
セス媒体がプロセス方向に動く速度であり、さらに、Ｓ
はレジストレーション山形マーク間隔のピッチ距離であ
る。レジストレーションエラーを計算するためには、Ｓ
あるいはＶを正確に知る必要がある。Ｓが正確に判って
いるとすると、黒山形マークのその理想位置からの横方
向位置のずれは、以下となる。
【００２１】 ＥKK ＝ ０．５×Ｖ×（Ｔ2KK −Ｔ1KK ） 黒山形マークのその理想の位置からのプロセス方向位置
のずれは以下の通りである。
【００２２】 ＦKK ＝ ０．５×Ｖ×（Ｔ2KK ＋Ｔ1KK −２×Ｔ0 ） マゼンタ山形マークのその理想の位置からの横方向位置
のずれは、以下の通りである。
【００２３】 ＥMM ＝ ０．５×Ｖ×（Ｔ2MM −Ｔ1MM ） マゼンタ山形マークのその理想の位置からのプロセス方
向位置のずれは以下の通りである。
【００２４】 ＦMM ＝ ０．５×Ｖ×（Ｔ2MM ＋Ｔ1MM −２×Ｔ0 −２×Ｓ／Ｖ） マゼンタのプリンタの黒のプリンタに対する横方向のア
ラインメントエラーは以下の通りである。
【００２５】 ＥMM−ＥKK＝０．５×（Ｔ2MM −Ｔ1MM ＋Ｔ1KK −Ｔ2KK ）×Ｖ マゼンタのプリンタの黒のプリンタに対するプロセス方
向のアラインメントエラーは以下の通りである。
【００２６】 ＦMM−ＦKK＝０．５×（Ｔ2MM ＋Ｔ1MM −Ｔ1KK −Ｔ2KK ）×Ｖ−Ｓ 同様に、シアンおよびイエロのプリンタの黒のプリンタ
に対するレジストレーションエラーを決定することがで
きる。
【００２７】横方向位置エラーの計算は、小さな時間の
差（例えば、Ｔ2KK −Ｔ1KK およびＴ2MM −Ｔ1MM ）を
含んでおり、その値に速度が掛け算される。この計算の
精度は検出される速度の精度に比例する。しかし、プロ
セス方向のエラーは２つの大きな数字（例えば、０．５
×Ｖ×（Ｔ2MM ＋Ｔ1MM −Ｔ1KK −Ｔ2KK ）およびＳ）
の差を含み、その一方のみが速度を係数として入ってい
るにすぎない。従って、プロセス方向のレジストレーシ
ョンエラーの計算精度は、速度の精度にいっそう大きく
依存することになる。
【００２８】装置の構成からみると、図１に示す受光体
支持部材１、２、３および４、およびベルト駆動部材５
の回転は、エンコーダからのフィードバックを受けたク
ローズド（閉）ループサーボによって制御されており、
エンコーダのシャフトが稼働するうえでの（ランアウ
ト）エラー（エンコーダのシャフトと、回転部材１、
２、３、４および５の回転中心との間の偏心）はエンコ
ーダ自身のエラーに追加され、無視できない要素であ
る。
【００２９】クローズドループ速度、又はポジションサ
ーボを製造するうえで最も高価なものは、エンコーダの
費用である。非常に精度の高いエンコーダ（Ｈｅｉｄｅ
ｎｈａｉｎ：ハイデンハイン）は価格が数千ドルであ
り、中間の精度のエンコーダの価格は数百ドルであり、
また、低い精度のエンコーダの価格は２５ドル程度とで
ある。概略のコストを考えると、エンコーダの精度が１
桁上がると、価格も約１桁上がることになる。
【００３０】従って、較正技術を用いて低い精度のエン
コーダに対し、読み取り誤差の回転位相各関連成分を繰
り返し較正することにより、価格の上昇を適度に抑え
て、高価格のエンコーダの精度を実現させる必要があ
る。
【００３１】エンコーダとその精度を向上する技術はす
でに開示されている。例えば、米国特許第４，５９３，
１９３号には、エンコーダを較正するためサーボコント
ローラが生成パルスを用いる装置および方法について開
示されている。エンコーダのパルスをトラッキングし続
けるためのカウンターが用いられ、メモリーにパルスか
ら計算されたエラーが記憶される。米国特許第４，２２
４，５１５号は、エンコーダから正弦波が出力される高
精度の光学シャフトエンコーダシステムについて開示し
ている。この正弦波が、周波数発振器から出力された基
準正弦波と比較され、エンコーダを制御するためにフィ
ードバックされる。米国特許第４，６３３，２２４号に
は、絶対及び増分光学エンコーダについて開示されてい
る。エンコーダの精度を向上させるためのアルゴリズム
が開示されており、それには、エンコーダの絶対位置信
号と増分位置信号とが用いられ、それらが記憶された値
と比較される。米国特許第３，９９８，０８８号には、
増分シャフトエンコーダ用のテスト装置について開示さ
れており、エンコーダのテストの精度を向上させるため
にジャイロスコープが用いられている。米国特許第４，
７９２，６７２号および米国特許第４，８０６，７５２
号には、クランピングデバイスを備えた増分エンコーダ
と、レーザー回転式のエンコーダとについて開示されて
いる。
【００３２】較正を行うためにルックアップテーブルを
用いる概念は、米国特許第４，８７３，６５５号に開示
されており、マイクロプロセッサーによって発生された
ルックアップテーブルを用いてセンサーを較正するセン
サー調整方法と装置が開示されている。
【００３３】しかし、従来の技術では、サーボ制御の精
度を向上させるため、及び高額のエンコーダを用いたサ
ーボ制御の精度で機能するように低価格のエンコーダを
用いてエンコーダの読み取り誤差の繰り返し可能回転位
相角関連成分を除去するため較正技術及び修正技術を用
いる制御システムは提供できない。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】山形マークから得られ
る情報が空間的に十分密である場合、制御システムが、
受光体の繰り返し可能動作エラー、およびそれらの偏心
あるいはぐらつきによるレジストレーション誤差の部分
をつきとめることができる。同様に、装置の特定の構成
部分および制御システムに関連して繰り返し起こるレジ
ストレーションエラーの他の成分も識別される。
【００３５】本発明の目的は、従来の技術における限界
を解消することにある。本発明の他の目的は、山形マー
クおよびスプリットセル検出器を用い、最もこれに限定
されないが、検出器により十分な空間的分解能で測定さ
れるレジストレーション誤差分布を使用することであ
る。このようなレジストレーション誤差分布に基づき、
較正用のテーブルを作り、これらのテーブルをその大き
さおよびフェーズにおいて繰り返し発生する動作誤差を
有するカラー出力ターミナルなどの装置の、受光体ある
いは他の部品の制御における速度制御パラメータを永続
的に較正するために用いることができる。
【００３６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、カラー画像出力ターミナル用位置合わせシステム
であって、第１のドラムを具備する第１のプリンタと、
第２のドラムを具備する第２のプリンタとの間のアライ
ンメントエラーを検知する検知手段を有し、前記検知手
段が、前記第１のプリンタから第１の山形マークを、前
記第２のプリンタから第２の山形マークを、および前記
第１および第２の双方のプリンタから第３の山形マーク
を付すマーキング手段を有し、前記第３の山形マークが
前記第１のプリンタによって付される第１の要素と、前
記第２のプリンタによって付される第２の要素とを具備
し、前記検知手段が３組の複数の時刻からなる時刻のマ
トリックスを検出する検出手段を有し、前記３組の各々
が前記第１、第２および第３の山形マークが該検出手段
を通過する時刻に対応し、前記検知手段が更に前記３組
の複数の時刻の関数に基づき前記アラインメントエラー
を決定する決定手段を備え、前記システムが更に前記ア
ラインメントエラーを最小とする制御手段を備え、この
制御手段が、前記アラインメントエラーの内繰り返され
る成分を表す較正テーブルを回転位相角の関数として生
成する較正手段と、前記較正テーブルの関数に基づき前
記アラインメントエラーを最小限とする修正手段と、を
備える。
【００３７】
【作用】アラインメントエラーを検出する検出システム
と、アラインメントエラーを最小とする制御システムを
有するアラインメントシステムによって上記及び他の目
的を達成することができる。
【００３８】また、プロセス媒体に第１のプリンターか
ら第１の山形マークを付し、第２のプリンターから第２
の山形マークを付し、第１および第２のプリンターから
第３の山形マークを付すマーキングデバイスを含み、こ
の第３のマークは第１のプリンターから付された第１の
要素と、第２のプリンターから付された第２の要素とを
含でいるカラーイメージング（画像形式）出力ターミナ
ルにおける検出システムによって、上記及び他の目的を
達成することができる。検出システムは、さらに、３組
の複数の時刻を含んだ時刻のマトリックスを検出する検
出装置を備えており、この３組の複数の時刻の各組は、
第１、第２および第３の山形マークの通過が検出装置に
よって計測された時刻である。検出システムは、さら
に、３組の複数の時刻を用いた関数に基づき、アライン
メントエラーを決定する決定装置も備えている。
【００３９】また、本発明の目的は、アラインメントエ
ラーを最小にする制御システムによって達成でき、この
制御システムは、回転位相角に対応するアラインメント
エラーの繰り返し成分を表す較正テーブルを作製する較
正システムと、較正テーブルの関数に基づきアラインメ
ントエラーを最小とする修正システムとを備えている。
【００４０】本発明の目的は、プロセス媒体に第１のプ
リンターから第１の山形マークを、第２のプリンターか
ら第２の山形マークを、さらに第３の山形マークを第１
および第２のプリンターから付するマーキング装置を備
えたカラーイメージング出力ターミナルの制御システム
によって達成できる。この制御システムは、３組の複数
の時刻を含んだ時間のマトリックスを検出する検出装置
を備えており、３組の複数の時刻はそれぞれ第１、第２
および第３の山形マークの検出装置によって検出された
通過時刻に対応する。制御システムは、さらに、時刻の
マトリックスの関数に基づきアラインメントの誤差を決
定する決定装置と、アラインメント誤差を最小とする制
御装置を備えている。
【００４１】
【実施例】図３において、複合山形マークは３つの山形
マークを備えている。それぞれの山形マークは、第１の
要素（すなわち、第１のアーム）および第２の要素（す
なわち、第２のアーム）を備えている。第１の山形マー
クは要素ＫＫ１およびＫＫ２を備え、第２の山形マーク
は要素ＭＭ１およびＭＭ２を備え、第３の山形マークは
要素ＫＭ１およびＫＭ２を備えている。要素ＫＫ１、Ｋ
Ｋ２およびＫＭ１は黒色のプリンタによって印刷され、
要素ＭＭ１、ＭＭ２およびＫＭ２はマゼンタ色のプリン
タによって印刷される。この３つの山形マークは、プロ
セス媒体によってプロセス方向３２に沿って運ばれ、順
次に検出器Ｄ１およびＤ２を通り過ぎる。要素ＫＫ１、
ＭＭ１およびＫＭ１は、時刻Ｔ1KK 、Ｔ1MM 、Ｔ1KM に
それぞれ検出器Ｄ１を通過し、この３つの時刻が第１の
時刻のセットとなる。同様に、要素ＫＫ２、ＭＭ２およ
びＫＭ２は、時刻Ｔ2KK 、Ｔ2MM 、Ｔ2KM にそれぞれ検
出器Ｄ２を通過し、この３つの時刻が第２の時刻のセッ
トとなる。
【００４２】これによって、プロセス方向のレジストレ
ーション（見当合せ）誤差は以下の通りとなる。
【００４３】 ＦMM−ＦKK＝｛（Ｔ2KM −Ｔ1KM ）−０．５×〔（Ｔ2KK −Ｔ1KK ） ＋( Ｔ2MM - Ｔ1MM ) 〕｝×Ｖ この関係は、全ての時間差は同じオーダーの大きさであ
り、速度は単純に、それらの差の線型的な組み合わせを
増すだけなので、従来のシステムよりも、速度の精度へ
の依存性がより小さくなっている。
【００４４】図３は、黒色のプリンタに対してマゼンタ
色のプリンタの位置を一列に並べるための複合山形マー
ク４０を示してある。同様に、黒色のプリンタとシアン
色のプリンタを一列に並べるための複合山形マーク、及
び黒色のプリンタと黄色のプリンタを一列に並べるため
の複合山形マークがプロセス媒体に付されて、黒色のプ
リンタに対するシアン色およびイエロのプリンタのレジ
ストレーションアラインメントの誤差を決定することが
できる。
【００４５】図４に、幾つかのタイミングチャートが示
されており、水平軸はタイム（時間）を示し、垂直軸
は、電気信号レベルを示す。一つの山形マークのアーム
の中心が、検出器の中心を通過したことは適当な電子的
な手段によって検出され、そのイベント（事象）は、信
号のエッヂによりマークされる。例えば、このイベント
は信号の立ち上がりエッヂ、あるいは立下がりエッヂの
いずれかによってマークされる。図示されたパルスのそ
の他のエッヂは、新しい山形マークの通過が検出される
前に検出エレクトロニクスが元のレベルに信号を復帰さ
せなかればならないというい意味がある。
【００４６】図４は、３つの状態に対する検出器Ｄ１お
よびＤ２からの出力がある時刻を示すタイミングチャー
トである。第１の状態は、レジストレーションマークが
正規の位置（アラインメントがとれた位置）にある場合
であり、第２の状態は、レジストレーションマークが横
方向にオフセットされている場合であり、また、第３の
状態は、１つのプリンタが他のプリンタに対してプロセ
ス方向に位置が外れている場合である。図４には、信号
Ｄ１a およびＤ２a は検出器Ｄ１およびＤ２からの信号
をそれぞれ示しており、レジストレーションマークが正
規の位置にある場合である。時刻Ｔ1KK およびＴ
2KK は、第１組の複数の時刻を構成し、検出器Ｄ１およ
びＤ２によって山形マークＫＫの通過が検出された時刻
を示す。時刻Ｔ 1MM およびＴ2MM は、第２組の複数の時
刻を構成し、検出器Ｄ１およびＤ２によって山形マーク
ＭＭの通過が検出された時刻を示す。時刻Ｔ1KM および
Ｔ2KM は、第３組の複数の時刻を構成し、検出器Ｄ１お
よびＤ２によって山形マークＫＭの通過が検出された時
刻を示す。時刻Ｔ1KK とＴ1MM の時間差は、山形マーク
が規定の位置にある場合の時間Ｔ0 であり、また、時刻
Ｔ1MM とＴ1KM の時間差は、山形マークが規定の位置に
ある場合は時間Ｔ0 である。
【００４７】図３に示すマーク４０のすべてが横方向に
オフセットされている場合は、Ｄ１ b およびＤ２b が検
出器Ｄ１およびＤ２からそれぞれ出力される信号を表わ
す。マーク４０が横方向にオフセットされている場合
は、時刻Ｔ1KK 、Ｔ1MM およびＴ1KM はすべて正常の通
過時間に対して第１の時間だけおくれ、時刻Ｔ2KK 、Ｔ
2MM およびＴ2KM はすべて正常の通過時間に対して第１
の時間と等しい第２の時間だけ早くなる。
【００４８】マゼンタ色のプリンタが黒色のプリンタに
対してプロセス方向に正規のレジストレーションの位置
から進んでいる場合は、Ｄ１c およびＤ２c が検出器Ｄ
１およびＤ２からそれぞれ出力される信号を表わす。信
号Ｄ１c は、山形ＫＫおよびＫＭが通過する正規の時刻
に対して、時刻Ｔ1KK およびＴ1KM が正常の時刻であっ
たことを示している。これは、これらの時刻は山形マー
クの黒色の要素の通過をそれぞれ示す時刻だからであ
る。同様に、マゼンタ色のプリンタが黒色のプリンタに
対して進んでいるので、信号Ｄ１c は、時刻Ｔ1MM が、
山形マークＭＭが通過する規定の時刻に対して進んでい
ることを示している。正常の通過時刻は基準の黒色のプ
リンタを表しているので、信号Ｄ２c は時刻Ｔ2KK が山
形マークＫＫの通過の正常な時刻と合致していることを
示している。しかし、マゼンタ色のプリンタは黒色のプ
リンタに対して進んでいるので、山形マークＭＭおよび
ＫＭが通過する正常な時刻に対して、時刻Ｔ2MM および
Ｔ2KM が進んでいることを示している。
【００４９】この望ましい実施例の有店を正しく認識す
るために、一例を以下に説明する。マークが検出される
時の実際の速度Ｖt が、マークが記録される正常な速度
Ｖより速いと仮定する。さらに、ピッチＳ＝０．００７
８３インチとすると、このＳの値は、＋／−０．０２５
インチのキャプチャー（制御）範囲をプロセスの進む方
向に提供するように選択される。さらに、黒およびマゼ
ンタの山形マークは、実際には、プロセス方向およびこ
の方向を横断する横方向の双方の方向において相互にレ
ジストレーションの範囲内となっているものとする。
【００５０】項（Ｔ2MM −Ｔ1MM ＋Ｔ1KK −Ｔ2KK ）は
ゼロとなるので、実際の速度が正常な速度より速い場合
であっても、横方向のレジスタの誤差はゼロと判定され
る。しかし、従来のレジストレーションの誤差を判定す
る方法においては、プロセス方向における重要な誤差を
法定している。マゼンタの山形マークが続く黒の山形マ
ークのみを考えると、従来の方法においては、プロセス
方向のアラインメントの誤差は以下の通りとなる。
【００５１】 ＦMM−ＦKK＝（Ｓ×Ｖ／Ｖt ）−Ｓ＝Ｓ×（Ｖ／Ｖt −１） これらのマークは正規のレジストレーションの位置にあ
ると仮定しているからである。従って、正規のレジスト
レーション位置にある場合、横方向のアラインメントの
誤差を無くすことができるが、従来のアラインメント処
理では、速度の影響によってプロセス方向のアラインメ
ントは誤って計算される。
【００５２】この例においては、実際の速度が、正常な
速度より０．５％、２％および３％速い場合に、プロセ
ス方向のアラインメントの誤差は、それぞれ０．０００
３９インチ、０．００１５インチおよび０．００３７イ
ンチとなる。プロセス方向のアラインメントの誤差は、
ピッチＳに比例するので、シアンのプリンタについては
２倍、イエロのプリンタについては３倍となる。これら
のカラーはマゼンタ色の山形マークの後ろにあるものだ
からである。
【００５３】従来の山形のパターンを使用する場合は、
Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙの順番を、Ｍ、Ｋ、Ｃ、ＹあるいはＣ、
Ｋ、Ｍ、Ｙへ変えるメリットがあるであろう。このよう
な順番にすることにより、イエロのみが２倍のアライン
メント誤差となるからである。カラープリントを行う上
で、イエロの色付けに大きな誤差が通常認められるの
で、イエロを黒から一番遠くなるようにしている。
【００５４】この例の仮定を用いた場合は、すなわち、
完全にレジストレーション（位置が合っている）場合
は、本発明に従って計測されたプロセス方向のレジスト
レーション誤差はゼロとなる。というのはＶが掛けられ
る全ての項がゼロとなるからである（すなわち、Ｔ2KM
−Ｔ1KM 、Ｔ2KK −Ｔ1KK およびＴ2MM - Ｔ1MM はゼロ
となる）。
【００５５】図５は、黒のプリンタに対してマゼンタ、
シアンおよびイエロのプリンタのアラインメントを決め
るための７つの山形を持つ複合山形マーク５０を示して
いる。３番目、４番目および５番目の山形は、図３に示
したマジェンタ色のプリンタと黒色のプリンタとの位置
合せをするためのマーク４０と同じである。マーク５０
は、黒色のプリンタに対してシアン色のプリンタの位置
合せをするために３番目の山形と共に用いる１番目と２
番目の山形を含み、黒のプリンタに対してイエロのプリ
ンタの位置合せをするために３番目の山形と共に用いる
６番目と７番目の山形を備えている。
【００５６】マークの照明および検出は、スペクトルの
近赤外部分で単色光によって通常行われる。着色剤が赤
外照明を透過する使用範囲においては、広域の可視光
と、適切なカラーフィルタを検出器で、適度なコントラ
ストを持たせるために用いる必要がある。この概念に従
った１つの実施例を図５に示してある。
【００５７】図５には、図２の検出器Ｄ１に替わり、検
出器Ｄ１Ｃ、Ｄ１ＭおよびＤ１Ｙが示されており、図２
の検出器Ｄ２に替わり、検出器Ｄ２Ｃ、Ｄ２ＭおよびＤ
２Ｙが示されている。検出器Ｄ１ＣおよびＤ２Ｃは、シ
アンの山形の要素を検出するためにブルーフィルタを備
えている。検出器Ｄ１ＭおよびＤ２Ｍはマジェンタの山
形の要素を検出するために、グリーンのフィルタを備え
ている。検出器Ｄ１ＹおよびＤ２Ｙはイエロの山形の要
素を検出するために、レッドのフィルタを備えている。
【００５８】４つの受光体すべてにより書き込まれ、現
像され、そしてプロセス媒体に転写されたレジストレー
ションマークつきフルカラーのイメージが得られる。こ
のイメージから、４つのカラー分解相互の相対的な位置
合わせ（見当合せ）ミス（ミスレジストレーション）が
測定される。マーキングを行う際に導入されるノイズも
かかわらず適切な信号／ノイズ比（ＳＮ比）を得るため
に、複数のマークの相関関係を求めるプロセスを用いる
ことができるが、このために最大達成可能空間解像度は
低下してしまう。しかし、４つのカラーのイメージの相
対的な見当合わせミスを示す低周波成分を有効に検出す
ることができる。
【００５９】受光体表面が均一でないこと、および他の
要素も漂遊物（異物）がプロセス媒体に付着する原因と
なる。プロセス媒体に付着した異物は検出器Ｄ１および
Ｄ２によって、山形の要素が検出されるのと同様に検出
される。このような付着した異物は、検出システムにと
ってノイズ源となり、検出器によって検出された信号
が、山形の通過が検出される正確な時刻を表わさなくな
る。より精度の高い色を重ねる際のレジストレーション
が求められると、信号／ノイズ比の結果はより重要とな
る。
【００６０】図６に、ＳＮ比を向上するための空間フィ
ルタを示してある。空間フィルタ６０は、検出器６２、
６４および６６を備えている。検出器６２は、検出器６
４から、プロセス方向に空間的な分離ＳＳだけ分離され
ており、検出器６４は、検出器６６から、プロセス方向
に空間的な分離ＳＳだけ分離されている。検出器６２、
６４および６６からの出力は、空間相関器７０に供給さ
れ、閾値源６８から供給された閾値との相関および比較
が行われる。３つの検出器６２、６４および６６は、マ
ークが付された移動するプロセス媒体に隣接しかつそれ
に面して配置される。移動するプロセス媒体に付けられ
た３つのマークが、同時に対応する検出器６２、６４お
よび６６を通過すると、空間相関器７０から空間フィル
タ出力７２が出力される。空間フィルタは少なくとも２
つの検出器があれば、幾つの検出器であっても含めるこ
とができる。空間フィルタ方法を用いた検出システム
は、図２あるいは図３に示す検出器Ｄ１の替わりに図６
に示すような第１の空間フィルタを備え、また、図２あ
るいは図３に示す検出器Ｄ２の替わりに第２の空間フィ
ルタを備えている。
【００６１】図７は、プロセス方向３２に動く複数の山
形マーク４０（図３のマーク４０に対応するものであ
る）が示されている。図６に示す空間フィルタは、移動
するプロセス媒体に面して、ブラケット８２で示す３つ
のマーク４０に対応した位置に配置されている。プロセ
ス媒体がプロセス方向３２に動くと、ブラケット８４で
示す３つの山形マークは、空間フィルタに面する位置に
向かって移動し、第２の空間フィルタ出力が得られる。
同様に、ブラケット８６、８８、９０、９２および９４
で示された山形マークも順番に移動し、空間フィルタに
面することとなる。３つの山形のそれぞれのセットが空
間フィルタを通過すると、相関器７０から空間フィルタ
出力７２が出力される。空間フィルタ出力７２を、図２
および３に基づき説明したバイセル検出器からの信号に
代わって用いることが望ましい。
【００６２】空間フィルタの利点は数多い。第１に、検
出器のＳＮ比が向上する。第２に、相対的なミスレジス
トレーションの低周波成分（すなわち、順番に付された
マークの多くにわたって持続するマーク４０の間のミス
レジストレーション）が正確に測定できる。第３に、相
対的なミスレジストレーションの高周波成分（すなわ
ち、隣接したマーク４０間のミスレジストレーション）
は空間フィルタによってフィルターにかけられて除かれ
る。例えば、マーク４０がプロセス媒体に中心間隔が
０．２５インチで付されたとする。図６に示すような３
つの検出器を持つ空間フィルタは、プロセスの進行する
方向に沿った０．５インチより上の距離にわたって示さ
れるミスレジストレーションの緩やかなシフトを検出
し、プロセスの進行する方向に沿った０．５インチより
下の距離に存在するようなレジストレーション誤差はフ
ィルターにかけられ除かれる。５つの検出器を持つ空間
フィルタを用いてプロセス媒体に０．２５インチの間隔
で付されたマークを検出するように設計すると、１イン
チあるいはそれ以上の距離にわたって現れるレジストレ
ーション誤差を検出するための空間フィルタを生成す
る。
【００６３】個々のドラムエンコーダの誤差は、ドラム
サーボ制御装置に伝えられ、個々の受光体ドラムの回転
速度の変動となって現れる。個々のドラムエンコーダの
エラー（誤差）によって発生させられた回転速度変動
は、積み重なってドラムの回転位置のエラーとなり、カ
ラーイメージのレジストレーションエラーとなり、そし
て検出される。本発明によって測定されたレジストレー
ションエラーが時間的に繰り返されるものであり、ま
た、プロセスの進行する方向の距離にわたるものであ
り、ドラムの回転速度および位置を調整することで補償
できる。同様に、単なるドラムエンコーダのエラーでは
なく、プロセス方向に繰り返されるレジストレーション
エラーの全てに対して上記のような補償が行われる。こ
の補償の方法は、較正の方法と同様であり、従って、エ
ンコーダが十分に繰り返し使用できるものであれば、低
価格のエンコーダを用いるための方法として採用するこ
とができる。この補償の方法は、自動的に実行すること
もできるし、人を介して行うこともできる。
【００６４】受光体各々の動きの正しい較正カーブを得
る上において、イメージ形成は、ベルト２６に転写され
る場所から角度的に移動された点で生じるという事実の
影響を考慮する必要がある。例えば、図１において、イ
メージ形成はポイント２２において発生するが、転写は
ベルトとドラムの接点においてである。この影響は、適
正に数学的に補償することができ、影響のあるレジスト
レーションのエラーは動きのエラーの大きさの２倍程度
となる。
【００６５】レジストレーションのエラーには、プロセ
ス方向、及びプロセス方向を横断する横方向の成分を含
んだり、あるいは、プロセス方向に、あるいはプロセス
方向を横断する横方向に、あるいはまたその両方の方向
の倍率成分も含んでいるかもしれない。例えば、横方向
の倍率に関するエラー（あるプリンタと他のプリンタと
の相違）はプロセス媒体の上に互いに横方向に変化され
た２つの山形マークを書き込むことにより測定すること
ができる。１つのマークから検出された横方向のエラー
と、他のマークから検出された横方向のエラーとの相対
的な差が、横方向の倍率に関するエラーを示している。
【００６６】図８に、検出システム１０２、決定システ
ム１０４およびコントローラー１０６を備えた制御シス
テム１００を示してある。検出システム１０２は、バイ
セル型の検出器、ＣＣＤ検出器、あるいは空間フィルタ
を基にしていることが望ましい。検出システムの出力
は、決定システムに送られ、プロセス方向のレジストレ
ーションエラー信号１０８が決められる。コントローラ
ー１０６は、このレジストレーションエラー信号１０８
に基づいて駆動信号１１０を出力する。図８は、プロセ
ス媒体として中間ベルト２６が、また図１に示すカラー
プリンタとして受光体１２が示されている。図８は、さ
らに、図２および図３に示すようなプロセス方向３２を
示してある。検出システム１０２は、プロセス媒体に付
されたマークのシーケンスを計測し、決定システム１０
４は、プロセス方向のレジストレーションエラー信号１
０８の対応するシーケンスを決定する。コントローラー
１０６は、既知の制御原理に従って動作し駆動信号１１
０を出力し、プロセス方向のレジストレーションエラー
信号１０８のシーケンスに基づきプロセス方向のミスレ
ジストレーションが最小となるような、回転位置および
回転速度で受光体１１２を駆動する。検出システムは、
黒のプリンタあるいは受光体（図示されていない）によ
り中間ベルト２６に付された黒色の画像に対し、受光体
１２によって中間ベルト２６に付された、一つのカラー
のミスレジストレーションを測定することが理解され
る。このように、フルカラーの制御システムは、黒のプ
リンタに対して位置合わせするそれぞれのカラーの制御
システム１００を備えていれば良い。
【００６７】図８は、制御系が連続したクローズドルー
プ方法に限られることを意図するものではない。これに
替わり、一度較正データが得られれば、長時間一定であ
ると仮定しても良い場合もある。更新は、装置の位置を
変えたなどの主な装置の配置が変更された場合、あるい
は適当な長期間が経過した場合に行えば良い。
【００６８】プロセス方向のレジストレーションエラー
を測定する幾つかのレジストレーションエラー計測技術
としては、上述したようなバイセル型の検出器と山形マ
ークを用いたものなどがあり、これによって横方向の位
置、横倍率、スキューなどにおけるレジストレーション
エラーを計測することができ、また、これらを修正する
ための処理に用いることもできる。上記にて述べたよう
に、そのようなエラーの一つがラスタ出力スキャナ（Ｒ
ＯＳ）画像形成と受光体のドラムとが偏心して連結され
ているため、上記のエラーが横倍率の変動である。ＲＯ
Ｓ画像形成と連結される受光体ドラムのぐらつきのため
に、横方向のレジストレーションにゆらぎが発生する例
もある。このような繰り返されるエラーは、ＲＯＳのビ
ームのデータ周波数を適当に変調することにより、ＲＯ
Ｓによって書き込まれる比率を制御することによって修
正でき、また、それぞれの行の走査信号の開始からデー
タがスタートするのを遅らせるように適切に時間間隔を
制御することによって修正することもできる。受光体の
動作にエラーがある場合は、較正テーブルをエンコーダ
のインデックスによって参照したり、あるいは受光体の
ドラムの動きのフェーズを制御する他の手段によって参
照したりする必要がある。
【００６９】上述したような、受光体のドラムの不規則
な動作による矢印あるいはプロセス方向のエラーを補償
する場合は、相対的な修正用のテーブルが作られる。す
なわち、黒色のような上記の色に対応するそれぞれの着
色剤ごとにテーブルが作られる。相互のドラムのフェー
ズの関係が常に一定であると仮定できないので、基準と
なるドラム、本例においては黒のドラムの動きが良好に
制御されている必要がある。このため、エラーが発生し
ないように、ドラムの回転軸に精度の良いエンコーダを
取付ける必要がある。他の着色剤の受光体ドラムに対し
ては、再現性があれば、高い精度は不要である。
【００７０】横方向のレジストレーションエラーに関し
ては、例えば倍率あるいは横方向のシフトなどについて
であるが、上述した本発明に係る測定によって、黒色な
どの基準となる着色剤に対しての評価が可能である。し
かしながら、この場合、その着色剤による山形マークか
らは、基準となる受光体のドラムのみの偏心およびゆら
ぎに起因したエラーを直接評価することができる。山形
マークがページの両側に印刷されている場合は、レジス
トレーションを検出する検出器に対する横方向のシフト
を計測することができる。黒色を例として用いると、局
部的横方向のずれＬは以下のようになる。
【００７１】Ｌ＝０．５×（Ｔ1KK −Ｔ2KK ）×Ｖ これによって、そのページのインボード側およびアウト
ボード側の評価も可能である。検出器間の距離に対する
部分的な倍率Ｍは、インボード側とアウトボード側の横
方向のシフトの差から求めることができる。
【００７２】Ｍ＝Ｌoutboard−Ｌinboard この情報によって、それぞれの受光体ドラムに対し、そ
のタイミングにおいて、対応するエンコーダのインデッ
クで参照される修正テーブルを作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４色イメージ出力ターミナルの説明図である。
【図２】１つの黒のプリンターに対する、３つのカラー
プリンターの位置決め（レジスタリング）をする従来の
山形マークを示す説明図である。
【図３】１つの黒のプリンターに対する、１つのカラー
プリンターの位置決めをする本発明に係る山形マークを
示す説明図である。
【図４】図３に示す山形マークを検出するタイミングを
示すタイミングチャートである。
【図５】１つの黒色のプリンターに対する、３つのカラ
ープリンタの位置決めをする、本発明に係る山形マーク
を示す説明図である。
【図６】本発明に係る空間フィルターを示す説明図であ
る。
【図７】空間フィルターによって相関の取られる山形マ
ークを示す説明図である。
【図８】本発明に係る制御システムを示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
１、２、３、４、５ 回転体 １０ 出力ターミナル １２、１４、１６、１８ 受光体 ２０ 帯電装置 ２２ 書込み装置 ２４ 現像装置 ２６ 中間ベルト ３２ プロセス方向 ４０、５０ 山形マーク ６０ 空間フィルタ ６２、６４、６６ 検出器 ７０ 相関器 ７２ 空間フィルタ出力 ８２〜９４ 山形マークの位置 １００ 制御システム １０２ 検出システム １０４ 決定システム １０６ 制御システム １０８ レジスタエラー信号 １１０ 駆動信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/46 9068−5Ｃ // Ｂ６５Ｈ 23/032 2124−3Ｆ 43/08 9037−3Ｆ (72)発明者 ビットリオ アール．カステリ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10598 ヨークタウン ハイツ サマストン ロ ード 257 (72)発明者 ヘロルド エム．アンダーソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90274 ランチョ パロス ベルデス ウ ェスト スコットウッド ドライブ 5613 (72)発明者 ロイド ウィリアムズ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10541 マホパック シニア アベニュー 51

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カラー画像出力ターミナル用位置合わせ
    システムであって、 第１のドラムを具備する第１のプリンタと、第２のドラ
    ムを具備する第２のプリンタとの間のアラインメントエ
    ラーを検知する検知手段を有し、 前記検知手段が、前記第１のプリンタから第１の山形マ
    ークを、前記第２のプリンタから第２の山形マークを、
    および前記第１および第２の双方のプリンタから第３の
    山形マークを付すマーキング手段を有し、前記第３の山
    形マークが前記第１のプリンタによって付される第１の
    要素と、前記第２のプリンタによって付される第２の要
    素とを具備し、 前記検知手段が３組の複数の時刻からなる時刻のマトリ
    ックスを検出する検出手段を有し、前記３組の各々が前
    記第１、第２および第３の山形マークが該検出手段を通
    過する時刻に対応し、 前記検知手段が更に前記３組の複数の時刻の関数に基づ
    き前記アラインメントエラーを決定する決定手段を備
    え、 前記システムが更に前記アラインメントエラーを最小と
    する制御手段を備え、この制御手段が、 前記アラインメントエラーの内繰り返される成分を表す
    較正テーブルを回転位相角の関数として生成する較正手
    段と、 前記較正テーブルの関数に基づき前記アラインメントエ
    ラーを最小限とする修正手段と、を備えるカラー画像出
    力ターミナル用位置合わせシステム。
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