JP2015132643A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成前の色ずれ補正を必要な場合にだけ行うことで、ダウンタイムを小さく抑える。【解決手段】ＣＰＵ６０１は、色ずれ補正のための補正パターンを中間転写ベルト１０６に形成し、該形成した補正パターンの検出の結果に基づいて色ずれ補正を実行する。ＣＰＵ６０１は、前回の色ずれ調整における装置内温度である前回温度Ｔｚと現在温度との差分を温度変化量ΔＴとして算出する。そして、ＣＰＵ６０１は、Ｔ０（２?Ｃ）＜ΔＴ≰Ｔ１（３?Ｃ）が成立する場合、画像形成の処理をした後に、第２の色ずれ調整による色ずれ調整を実行する。この場合、画像形成前のダウンタイムが発生しない。一方、Ｔ１＜ΔＴが成立する場合は、ＣＰＵ６０１は、温度変化量ΔＴの値によって、第１、第２の色ずれ調整のいずれかを、画像形成の処理の前に実行する。【選択図】図１０

Description

本発明は、色の異なる複数の画像間における色ずれを補正する機能を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置は、光走査装置から出射される光ビームで感光ドラムを露光することにより感光ドラム上に潜像を形成し、その潜像をトナーによって現像することでトナー像として顕像化する。感光ドラム上に形成されたトナー像は、記録紙または中間転写ベルト上に転写され、定着器の熱や圧力により記録紙に定着されて出力物として出力される。

一般に、光走査装置は、光源、光源から出射された光ビームを偏光するために回転駆動される回転多面鏡、回転多面鏡によって偏向された光ビームを感光ドラムに導くレンズやミラー等が、光学箱に収容され保持される構成となっている。

近年、カラー複写機においては、各色それぞれに対応する光走査装置を配置するのでなく、１つの光走査装置によって複数色の感光ドラムを露光する方式が主流となりつつある。この方式では特に、画像形成装置内の温度が変化すると光走査装置の光学箱等が熱膨張する。加えて、光学箱内に発生する熱分布の影響により、光学箱の素材に含有されるガラスフィラー等の異方性により、光学箱内は複雑な熱膨張変形を起こすため、レンズやミラーの位置が変化する。すると、感光ドラムへ導かれる光ビームの位置が変化し、その状態で画像形成を行うと色ずれが発生する。

この問題に対処するために色ずれ補正を行う技術が知られている。例えば、所定のタイミングで中間転写ベルト上に色ずれ補正用の補正パターンを形成し、色ずれ検出センサで補正パターンを読み取ることで色ずれ量を算出し、それをもとに光ビームの書き出しタイミングを補正することで色ずれ補正を行う。ところが、この色ずれ補正においては、適切な時間間隔、プリント枚数、温度変化量毎に補正パターンを形成する必要があるため、画像形成装置のダウンタイムが発生し、生産性が低下する。

この問題に対し、大規模色ずれ補正パターンと、小規模色ずれ補正パターンの２種類を使い分ける手法が提案されている（特許文献１）。この手法では、最後のプリントから２時間以上経過し、且つ定着器温度と環境温度との差が５°Ｃ以上ある状態でプリントジョブが入力されると、画像形成開始前に大規模色ずれ補正を実行し、その他の場合は小規模色ずれ補正を実行する。ここで大規模色ずれ補正では、全色の色ずれ補正パターンを用いて色ずれを補正する。小規模色ずれ補正では、基準色とある一色のみの検出パターンを用い、その補正値からその他の色の色ずれ量を予測して色ずれを補正する。

特開２０１２−４２７５２号公報

特許文献１の技術では、大規模、小規模という、補正所要時間でいえば長短２種類の色ずれ補正を選択的に実施することで、常に大規模色ずれ補正を行う場合に比べてダウンタイムを低減している。しかし、大規模、小規模のいずれの色ずれ補正も、画像形成（プリント）の開始前に実施される。すなわち、いずれの色ずれ補正においても、画像形成開始前に補正パターンを中間転写ベルト上に形成し、その後、プリント処理を再開するシーケンスとなっている。そのため、画像形成前に色ずれ補正の実施が入るとプリント前のダウンタイムが必ず生じ、生産性が低下する。

また、光走査装置に取り付けられたレンズやミラーは個体ごとに保持状態が微少に異なり、光学箱の熱膨張時によって変化するレンズやミラーの位置・角度変化量も異なるため、感光ドラムへのビーム位置変化量も個体ごとに異なる。従って、小規模色ずれ補正においては、基準色とある一色以外の色ずれについては予測による補正を行っているため、補正の精度が必ずしも高いとはいえない。それなのに、補正精度の高くない小規模色ずれ補正であってもダウンタイムは発生する。従って、ダウンタイムを発生させてまで色ずれ補正を実施するのであれば、補正精度を高めることに関し改善の余地があると考えられる。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、画像形成前の色ずれ補正を必要な場合にだけ行うことで、ダウンタイムを小さく抑えることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、複数の感光ドラムから中間転写体に転写されたトナー像が記録紙に転写されることによってカラーの画像形成が行われる画像形成装置であって、色ずれ補正のための補正パターンを前記中間転写体に形成し、該形成した補正パターンの検出の結果に基づいて色ずれ補正を実行する補正手段と、装置内温度を測定する測定手段と、前記補正手段による色ずれ補正時に前記測定手段により測定された装置内温度を記憶する記憶手段と、を有し、前記補正手段は、色ずれ補正を実行する場合に、前記測定手段により測定された装置内温度と前記記憶手段に記憶された前回の色ずれ補正時の装置内温度との比較結果に応じて、画像形成を行う前または後のいずれかのタイミングを選択して色ずれ補正を実行することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成前の色ずれ補正を必要な場合にだけ行うことで、ダウンタイムを小さく抑えることができる。

画像形成装置の概略断面図である。 画像形成部、及び画像形成部が備える電気接点を有する基板の斜視図である。 画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。 色ずれ検出センサの構成を示す模式図（図（ａ）、（ｃ））、センサ出力波形を示す図（図（ｂ）、（ｄ））である。 副走査方向用の色ずれ補正パターンの例を示す図である。 主走査方向用の色ずれ補正パターンの例を示す図である。 第１の色ずれ調整で採用されるショートパターン配列を示す図である。 第２の色ずれ調整で採用されるロングパターン配列を示す図である。 色ずれ調整の諸元を種類別にまとめた図である。 色ずれ調整制御の処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。

この画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する４基の画像形成部１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋ）を備える。各画像形成部１０１の構成要素は共通であるので、以降、画像形成部ごとに各構成要素を区別しないときは同じ符号を用い、区別するときは符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを付す。

画像形成部１０１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）は、それぞれ感光ドラム１０２（１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ）を備える。これら感光ドラム１０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）は、水平方向において異なる位置に配列されている。また、各画像形成部１０１は、感光ドラム１０２を帯電する帯電装置１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ）、感光ドラム１０２上の静電潜像をトナーによって現像する現像装置１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ）を備える。さらに、各画像形成部１０１は、感光ドラム１０２上の残留トナーを感光ドラム１０２上から除去するクリーニング装置１１１（１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ，１１１Ｂｋ）を備える。

画像形成装置１００には、転写ローラ１０５（１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋ）、中間転写ベルト１０６（中間転写体）、クリーニング装置１１２、排紙部１１０、転写ローラ１０７、定着装置１０８が備えられている。画像形成装置１００にはさらに、記録紙が収容される収容部１０９、光走査装置２００が備えられ、光走査装置２００は、鉛直方向において画像形成部１０１と収容部１０９との間に配置されている。

次に、画像形成プロセスについて説明する。光走査装置２００は、帯電装置１０３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）によってそれぞれ帯電された感光ドラム１０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）を露光する光ビーム（レーザ光）Ｌ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋ）を出射する。光ビームＬによって露光されることで感光ドラム１０２上には静電潜像が形成される。

現像装置１０４（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）は、感光ドラム１０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）上に形成された静電潜像をそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって現像する。

感光ドラム１０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）上に形成されたトナー像は、転写部Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、ＴＢｋにおいて、転写ローラ１０５によって中間転写ベルト１０６に転写される。各クリーニング装置１１１は、各感光ドラム１０２の回転方向の転写部Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、ＴＢｋと各帯電装置１０３の帯電部との間において、中間転写ベルト１０６に転写されずに感光ドラム１０２上に残留したトナーを回収する。

画像形成部１０１が各色成分に対応するトナー像を中間転写ベルト１０６上に順次重ねて転写することで、中間転写ベルト１０６上にはフルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト１０６上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１０６の矢印方向への回転（図１の反時計方向への回転）に伴い、中間転写ベルト１０６と転写ローラ１０７とが対応する二次転写部Ｔｓへと搬送される。このとき、収容部１０９内の記録紙が給紙ローラ１２０により１枚ずつ給紙され、搬送ローラ１２１により二次転写部Ｔｓへと搬送される。給紙ローラ１２０によって搬送される記録紙は、搬送ローラ１２１によって紙位置と送り出しのタイミングが調整され、中間転写ベルト１０６上のトナー像と接触するように二次転写部Ｔｓに供給される。従って、給紙ローラ１２０及び搬送ローラ１２１は、収容部１０９から排紙部１１０に向けて記録紙を搬送する機能を果たす。記録紙が収容部１０９から排紙部１１０に搬送される経路が搬送経路となる。

中間転写ベルト１０６に転写されたトナー像と、搬送ローラ１２１から送り出された記録紙とが、二次転写部Ｔｓに進入すると、転写ローラ１０７に転写電圧が印加され、中間転写ベルト１０６上のトナー像が記録紙に転写される。二次転写部Ｔｓにおいてトナー像が転写された記録紙は、定着装置１０８へと搬送される。定着装置１０８は、記録紙を搬送しながら加熱することによって、トナー像を記録紙に定着させる。その後、トナー像を定着された記録紙は排紙部１１０に排紙される。光走査装置２００、画像形成部１０１、中間転写ベルト１０６、転写ローラ１０７及び定着装置１０８は、協働して画像形成を行う機能を果たす。

画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０６の回転方向に関し二次転写部Ｔｓと転写部Ｔｙとの間にクリーニング装置１１２を備える。クリーニング装置１１２は、中間転写ベルト１０６に当接するブレードを備え、当該ブレードによって中間転写ベルト１０６上の残留トナーを掻き取ることによって、記録紙に転写されずに中間転写ベルト１０６上に残留したトナーを清掃する。

画像形成装置１００は、色の異なる複数の画像間における色ずれを補正する色ずれ補正（「色ずれ調整」とも呼称する）の機能を備え、そのために、中間転写ベルト１０６付近に色ずれ検出センサ４００を備えている。詳細は後述するが色ずれ補正のためのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の色ずれ補正パターン（以下、「補正パターン」と略記することもある）が、中間転写ベルト１０６上に形成される。色ずれ検出センサ４００は、各色の補正パターンを検出する。補正パターンは、各色のトナー像からなるトナーマークである。

色ずれ検出センサ４００は、４色全ての補正パターンを検出でき、且つ、二次転写部Ｔｓの転写ローラ１０７のローラ圧によってパターン形状が崩されることのないような位置に配置される。すなわち色ずれ検出センサ４００は、色ずれ検出センサ４００は、中間転写ベルト１０６の移動方向でもあるトナー像の搬送方向における転写部ＴＢｋと二次転写部Ｔｓとの間に配置される。

図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、画像形成部１０１Ｂｋ、及び画像形成部１０１Ｂｋが備える電気接点を有する基板の斜視図である。

画像形成部１０１Ｂｋには温度センサ１３０が備えられる。上述した帯電装置１０３に電圧を印可するため、画像形成部１０１Ｂｋは通電のための電気接点１３１を備えている。図２（ｂ）では、電気接点１３１を有する基板１３２の裏面側が示されている。基板１３２の一部に温度センサ１３０が配置されている。温度センサ１３０は、画像形成装置１００内の温度を測定する測定手段となるが、装置内温度を測定・検知できるものであれば構成は問わない。温度センサ１３０は画像形成部１０１Ｂｋ以外の画像形成部１０１に設けてもよい。温度センサ１３０は、感光ドラム１０２の近傍に配置してもよく、あるいは、光走査装置２００、定着装置１０８、またはこれらいずれかの近傍に配置してもよい。

図３は、画像形成装置１００のシステム構成を示すブロック図である。演算処理用のＣＰＵ６０１に、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３、記憶部６０４、インターフェース６０５、６０６が接続される。

インターフェース６０５は、色ずれ検出センサ４００や温度センサ１３０から入力される信号をＣＰＵ６０１に送る。インターフェース６０６は、ＣＰＵ６０１からの制御信号を各所へ送る。ＲＯＭ６０２は、ＣＰＵ６０１が使用する固定パラメータ等を格納する。ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６０１によるプログラムの実行中に一時記憶として利用される。記憶部６０４は、不揮発性のメモリやディスク等で構成され、ＣＰＵ６０１が実行するプログラムやパラメータ等を記憶する。

本実施の形態では、「色ずれ調整」には、少なくとも、第１の色ずれ調整と第２の色ずれ調整の２種類が存在する。ＣＰＵ６０１による制御によって、２種類のうちいずれかの色ずれ調整が択一的に選択されて実行される。第１の色ずれ調整では、補正パターンとして、ショートパターン（第１の補正パターン）が用いられる（図７で後述）。第２の色ずれ調整では、補正パターンとして、ロングパターン（第２の補正パターン）が用いられる（図８で後述）。

ＲＡＭ６０３には、次のようなデータを記憶する領域６０７〜６１２が確保されている。領域６０７には、前回の色ずれ調整からの装置内温度の変化量に基づいて判定される、色ずれ調整を行うタイミングの判定結果を示す色ずれ調整フラグが記憶される。領域６０８には、第１、第２の色ずれ調整のうちいずれで色ずれ補正を行うかを判定した結果を示すロング／ショートフラグが記憶される。領域６０９には、ロング／ショートフラグによって決まる、色ずれ調整時に用いる色ずれ補正パターンが記憶される。

領域６１０には、形成された補正パターンを色ずれ検出センサ４００で読み取ったパターン読取データが記憶される。領域６１１には、パターン読取データから検出される、イエローを基準としたマゼンタ、シアン、ブラックの相対的な色ずれ量データが記憶される。領域６１２には、検出された色ずれ量データから算出される、主走査方向及び副走査方向の色ずれ調整データが記憶される。

ここで、主走査方向及び副走査方向を定義しておく。感光ドラム１０２の表面については、回転軸の軸線に平行な方向が主走査方向で、円周方向が副走査方向である。中間転写ベルト１０６については、便宜上、感光ドラム１０２の軸線に平行なベルト幅方向を主走査方向とし、主走査方向に直交する中間転写ベルト１０６の移動方向を、副走査方向と呼称する。

記憶部６０４には、次のようなデータを記憶する領域６２１〜６２５が確保されている。領域６２１には、本画像形成装置１００で画像形成される画像データが保持される。領域６２２には、第２の色ずれ調整で使用されるロングパターンのパターンデータが格納される。領域６２３には、第１の色ずれ調整で使用されるショートパターンのパターンデータが格納される。

領域６２４には、色ずれ調整フラグ（領域６０７）及びロング／ショートフラグ（領域６０８）に関する判定基準となる閾値として、温度差Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２等の色ずれ調整条件が格納されている。領域６２５には、最も直近に実行された色ずれ補正時において温度センサ１３０により測定された装置内温度が、前回温度Ｔｚとして格納される。

本実施の形態における色ずれ調整の手順は、従来の色ずれ補正技術と基本的に同様で、中間転写ベルト１０６上に各色の色ずれ補正パターンを形成し、これら各色の色ずれ補正パターンを色ずれ検出センサ４００によって読み取る。そして読み取り結果から算出される色ずれ量を補正値として、以降の画像形成において光ビームの書き出しタイミングを補正する等によりフィードバックする。ただし、本実施の形態では、従来とは異なり、色ずれ調整の可否、採用する色ずれ調整の種類、及びその実施タイミングが、現在の装置内温度に応じて決定される。

次に、図４で色ずれ検出センサ４００の構成を説明する。図４（ａ）、（ｃ）は、色ずれ検出センサ４００の構成を示す模式図である。図４（ｂ）、（ｄ）は、中間転写ベルト１０６上に色ずれ補正パターンが無い場合、有る場合における色ずれ検出センサ４００の出力波形を示す図である。

図４（ａ）に示すように、色ずれ検出センサ４００は、センサ筐体４０１に発光素子４０２と受光素子４０３とを内蔵して成る。発光素子４０２は例えばＬＥＤで構成され、受光素子４０３は例えばフォトトランジスタで構成される。中間転写ベルト１０６の表面に対して光が入射するよう、センサ筐体４０１には光路が設定されている。受光素子４０３は、発光素子４０２から出射され、中間転写ベルト１０６で反射した光を受光できる位置に配置され、受光した光の強度を電気信号に変換する。受光素子４０３は、発光素子４０２から出射された光が正反射で受光素子４０３に入射するよう配置されており、乱反射光と比べて受光素子４０３に多くの光を取り込むことができる。

図４（ｂ）、（ｄ）に示す色ずれ検出センサ４００の出力波形において、横軸は時間を示し、縦軸は、受光素子４０３により電気信号に変換された出力であり、検出された光の強度を示す。

中間転写ベルト１０６上に色ずれ補正パターンが無い場合（図４（ｂ））は、出力値は中間転写ベルト１０６からの反射光を検知しており、ある一定値を示している。一方、中間転写ベルト１０６上に色ずれ補正パターンが有る場合（図４（ｄ））は、光の照射位置を補正パターンが通過するときに出力波形が変化する。

光の照射位置を補正パターンが通過しているときには、中間転写ベルト１０６上での反射率が低下するため、出力波形が低下する。この出力波形が低下している時間が、補正パターンの通過した時間である。従って、この通過時間と中間転写ベルト１０６の駆動速度とから、補正パターンの搬送方向における中心である重心位置４０４を検出することが可能となる。

次に、図５、図６で、色ずれ補正パターンについて説明する。色ずれは主走査方向、副走査方向のいずれにも生じ得るため、それぞれについて補正するための色ずれ補正パターンが必要となる。副走査方向の色ずれ補正用に色ずれ補正パターン５０１が採用される（図５）。主走査方向の色ずれ補正用に色ずれ補正パターン５２１、５２２が採用される（図６）。本実施の形態においては、最も上流側に位置するイエローを基準色としており、イエローに対するマゼンタ、シアン、ブラックの相対的な色ずれ量をそれぞれ算出しているが、基準色はイエローに限る必要はない。

図５は、副走査方向用の色ずれ補正パターン５０１の例を示す図である。この補正パターン５０１として、中間転写ベルト１０６上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用のそれぞれの補正パターン５０１Ｙ、５０１Ｍ、５０１Ｃ、５０１Ｂｋが、上記した画像形成の機能により形成される。いずれの補正パターン５０１も主走査方向に平行な線状パターンであり、中間転写ベルト１０６上において、補正パターン５０１Ｍ、５０１Ｃ、５０１Ｂｋは、基準色である補正パターン５０１Ｙから副走査方向に所定の間隔を隔てて形成される。これら各色１本ずつの補正パターン５０１の組（合計４本）を、副走査方向用の色ずれ補正パターンの１セットとする。

色ずれ検出センサ４００により読み取られた、各色の補正パターン５０１の副走査方向における重心位置をそれぞれ、重心位置ＹＲ１、ＭＲ１、ＣＲ１、ＫＲ１とする。色ずれ検出センサ４００による主走査方向における読み取り位置は図中点線で示されている。

色ずれ量の演算について、代表してマゼンタの補正パターン５０１Ｍを用いて説明する。光走査装置２００の熱膨張等によって副走査方向の露光位置が変化すると、補正パターン５０１Ｍは、元の重心位置ＭＲ１には形成されず、そこから副走査方向にずれた重心位置ＭＲ１’に補正パターン５０１Ｍ’が形成される。イエローの補正パターン５０１Ｙに対するマゼンタの補正パターン５０１Ｍの副走査方向の色ずれ量Ｚａは、数式１により求められる。
［数１］
Ｚａ＝（ＭＲ１’−ＹＲ１）−（ＭＲ１−ＹＲ１）＝ＭＲ１’−ＭＲ１
色ずれ量Ｚａは、ＲＡＭ６０３の領域６１１（図３）に格納される。ＣＰＵ６０１により色ずれ量Ｚａから補正値として色ずれ調整データが算出され、それが領域６１２に格納される。ＣＰＵ６０１は、この色ずれ調整データを、画像形成データにフィードバックし、光走査装置２００の画像書き出しタイミングを修正することで副走査方向における色ずれを補正する。

これと同様に、イエローの補正パターン５０１Ｙに対するシアン、ブラックの補正パターンの重心位置を検出し、色ずれ量、色ずれ調整データの算出を介して各色の副走査方向における色ずれ補正を行える。

図６は、主走査方向用の色ずれ補正パターン５２１、５２２の例を示す図である。補正パターン５２１として、中間転写ベルト１０６上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用のそれぞれの補正パターン５２１Ｙ、５２１Ｍ、５２１Ｃ、５２１Ｂｋが、上記した画像形成の機能により形成される。また、補正パターン５２２として、中間転写ベルト１０６上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用のそれぞれの補正パターン５２２Ｙ、５２２Ｍ、５２２Ｃ、５２２Ｂｋが、上記した画像形成の機能により形成される。

補正パターン５２１、５２２は、いずれも主走査方向に対して斜めに傾斜した線状パターンであるが、互いに傾斜方向が異なる。補正パターン５２１は、主走査方向に対して＋θの角度をなすよう形成される。補正パターン５２２は、主走査方向に対して−θの角度をなすよう形成される。中間転写ベルト１０６上において、補正パターン５２１Ｍ、５２１Ｃ、５２１Ｂｋは、基準色である補正パターン５２１Ｙから副走査方向に所定の間隔を隔てて形成される。また、中間転写ベルト１０６上において、補正パターン５２２Ｍ、５２２Ｃ、５２２Ｂｋは、基準色である補正パターン５２２Ｙから副走査方向に所定の間隔を隔てて形成される。

主走査方向用の色ずれ補正パターンは、これら各色２種類の合計８本の補正パターンで１セットとしている。色ずれ検出センサ４００により読み取られた、各色の補正パターン５２１、５２２の副走査方向における重心位置をそれぞれ、重心位置ＹＲ３、ＭＲ３、ＣＲ３、ＫＲ３、重心位置ＹＲ４、ＭＲ４、ＣＲ４、ＫＲ４とする。主走査方向の色ずれについても、副走査方向の重心位置から算出される。色ずれ検出センサ４００による主走査方向における読み取り位置は図中点線で示されている。

色ずれ量の演算について、代表してマゼンタの補正パターン５２１Ｍ、５２２Ｍを用いて説明する。光走査装置２００の熱膨張等によって主走査方向の露光位置が変化すると、補正パターン５２１Ｍ、５２２Ｍは、元の重心位置ＭＲ３、ＭＲ４には形成されない。そして、それぞれ元の位置から主走査方向にずれた重心位置ＭＲ３’、ＭＲ４’に、補正パターン５２１Ｍ’、５２２Ｍ’が形成される。

補正パターン５２１Ｍ’と補正パターン５２２Ｍ’とは、同じ感光ドラム１０２Ｍから転写されるから、主走査方向における形成位置が一致している。従って、この幾何学的関係から、イエローの補正パターン５２１Ｙ、５２２Ｙに対するマゼンタの補正パターン５２１Ｍ’、５２２Ｍ’の副走査方向の色ずれ量Ｚａ２は、数式２により求められる。
［数２］
Ｚａ２＝{（ＭＲ３’−ＹＲ３）−（ＭＲ４’−ＹＲ４）}／２
そして、これを補正パターンの傾斜角度θを用いて主走査方向に変換することで、補正パターン５２１Ｙ、５２２Ｙに対する補正パターン５２１Ｍ’、５２２Ｍ’の主走査方向の色ずれ量Ｚｂは、数式３により求められる。
［数３］
Ｚｂ＝{（ＭＲ３’−ＹＲ３）−（ＭＲ４’−ＹＲ４）}／２ｔａｎθ
色ずれ量Ｚｂは、ＲＡＭ６０３の領域６１１（図３）に格納される。ＣＰＵ６０１により色ずれ量Ｚｂから補正値として色ずれ調整データが算出され、それが領域６１２に格納される。ＣＰＵ６０１は、この色ずれ調整データを、画像形成データにフィードバックし、光走査装置２００の画像書き出しタイミングを修正することで主走査方向における色ずれを補正する。

これと同様に、イエローの補正パターン５２１Ｙ、５２２Ｙに対するシアン、ブラックの補正パターンの重心位置を検出し、色ずれ量、色ずれ調整データの算出を介して各色の主走査方向における色ずれ補正を行える。

次に、色ずれ調整における補正パターンの形成態様の例を図７、図８で説明する。図７は、第１の色ずれ調整で採用されるショートパターン配列を示す図である。このショートパターン配列では、副走査方向用の４色の色ずれ補正パターン５０１で成るセットが、中間転写ベルト１０６上の主走査方向の両端に、それぞれ３セットずつ形成される。１セット目から３セット目まで、各セットは副走査方向に３つ連続して並んでいる。ＣＰＵ６０１は、補正パターン５０１で成るセットを合計６セット用い、各セットから算出される色ずれ量Ｚａを平均化する。

これにより、色ずれ検出センサ４００の検出ばらつき、感光ドラム１０２、中間転写ベルト１０６等の駆動周期による色ずれ成分等をキャンセルすることが可能となる。これらのばらつきをキャンセルできる量として、補正パターン５０１のセット数は３セットとしているが、２セット以上であればよい。中間転写ベルト１０６の主走査方向の両端に補正パターンを配置し、それぞれを検出することで、一部領域だけでなく画像の面内の色ずれも補正可能となる。

図８は、第２の色ずれ調整で採用されるロングパターン配列を示す図である。このロングパターン配列では、まず、副走査方向用の４色の色ずれ補正パターン５０１で成るセットが、中間転写ベルト１０６の主走査方向の両端にそれぞれ６セット形成される。１セット目から６セット目まで、各セットは副走査方向に６つ連続して並んでいる。これに加えて、主走査方向の色ずれ補正用の各４色の色ずれ補正パターン５２１、５２２（合計８本）で成るセットが、中間転写ベルト１０６の主走査方向の両端にそれぞれ２セット形成される。１セット目と２セット目とは、副走査方向に連続して並んでいる。

補正パターン５０１で成るセットの数は、ショートパターン配列（合計６セット）よりもロングパターン配列（合計１２セット）の方が多い。これにより、色ずれ量Ｚａの平均化回数が増えることで、副走査方向の色ずれの補正精度を高めている。さらに、第２の色ずれ調整では、ショートパターン配列にはなかった補正パターン５２１、５２２のセットを用いることで、主走査方向における色ずれ補正も併せて行える。

なお、補正パターン５０１で成るセットの数は、ショートパターン配列よりもロングパターン配列の方が多ければよく、セット数は例示に限定されない。また、ロングパターン配列において、補正パターン５２１、５２２のセット数は１以上であればよく、数は例示に限定されない。

図９は、色ずれ調整の諸元を種類別にまとめた図である。

ショートパターンを用いる第１の色ずれ調整では、副走査方向の色ずれ補正しかできないが、ロングパターンを用いる第２の色ずれ調整では、主走査、副走査の双方向の色ずれ補正ができる。

ショートパターンを用いる第１の色ずれ調整では、補正パターン５０１で成るセットが副走査方向に並ぶ数は３である。補正パターン５２１、５２２で成るセットは用いられない。従って、光走査装置２００が感光ドラム１０２を露光走査し、中間転写ベルト１０６に補正パターンを形成し、色ずれ検出センサ４００で補正パターンを読み取り終わるまでに要する時間は５秒である。

一方、ロングパターンを用いる第２の色ずれ調整では、補正パターン５０１で成るセットが副走査方向に並ぶ数は６である。補正パターン５２１、５２２で成るセットが副走査方向に並ぶ数は２である。副走査方向に並ぶセット数が多い分、調整に要する時間は第１の色ずれ調整よりも長く、８秒である。

このように、色ずれ補正の所要時間については、第１の色ずれ調整の方が第２の色ずれ調整よりも短いので、生産性の低下を抑えるのに適している。一方、第２の色ずれ調整は調整時間がかかるものの、主走査及び副走査の双方の色ずれを補正し、補正精度を高めることを優先するのに適している。

次に、画像形成が行われるに当たって、色ずれ調整の実行可否とその実行タイミングに関する制御（色ずれ調整制御）について説明する。

図１０は、ＣＰＵ６０１により実行される色ずれ調整制御の処理のフローチャートである。この処理において、判定閾値として、温度差Ｔ０、温度差Ｔ１（第１の温度差）、温度差Ｔ２（第２の温度差）が用いられる。温度差Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２は、例示として、それぞれ２°Ｃ、３°Ｃ、４°Ｃに設定されている。ただし、大小関係はＴ０＜Ｔ１＜Ｔ２であればよく、例示の値に限定されない。

まず、画像形成装置１００に電源が入っている状態で、プリント信号を受信すると（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ１０２に進める。ステップＳ１０２では、ＣＰＵ６０１は、前回の色ずれ調整において温度センサ１３０により測定された装置内温度として領域６２５に格納されている前回温度Ｔｚを読み出す。それと共に、現在の時点で温度センサ１３０により測定された装置内温度である現在温度と前回温度Ｔｚを比較する。ここで、前回の色ずれ調整が第１の色ずれ調整であったか第２の色ずれ調整であったかは問わない。そしてＣＰＵ６０１は、前回温度Ｔｚと現在温度との差分を温度変化量ΔＴとして算出する。

次に、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１０３で、ΔＴ≦Ｔ０（２°Ｃ）が成立するか否かを判別する。その判別の結果、ΔＴ≦Ｔ０が成立する場合は、色ずれ調整を行う必要がないため、受信されたプリント信号に応じた画像形成の処理（プリント処理）を実行し（ステップＳ１０８）、その後、図１０の処理を終了させる。

一方、ステップＳ１０３で、ΔＴ≦Ｔ０が成立しない場合は、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ１０４に進める。ステップＳ１０４を経由した場合は、色ずれ補正（色ずれ調整）が実行されることになる（補正手段）。ステップＳ１０４では、ＣＰＵ６０１は、Ｔ０＜ΔＴ≦Ｔ１（３°Ｃ）が成立するか否かを判別する。その判別結果によって、領域６０７に格納される色ずれ調整フラグ（図３）が設定される。

その判別の結果、Ｔ０＜ΔＴ≦Ｔ１が成立する場合、色ずれ調整は必要であるが今回行う画像形成の前段階においては必須でないと判断される。従って、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１０８で画像形成の処理をした後に、第２の色ずれ調整による色ずれ調整を実行する（ステップＳ１０９）。この場合、色ずれ調整は画像形成の後のタイミングでなされ、画像形成前のダウンタイムが発生しないことから、補正精度の高いロングパターンを用いた第２の色ずれ調整が採用される。その後、ＣＰＵ６０１は図１０の処理を終了させる。

一方、ステップＳ１０４の判別の結果、Ｔ０＜ΔＴ≦Ｔ１が成立しない場合は、ＣＰＵ６０１は、Ｔ１＜ΔＴ≦Ｔ２（４°Ｃ）が成立するか否かを判別する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の判別結果によって、領域６０８に格納されるロング／ショートフラグ（図３）が設定される。

その判別の結果、Ｔ１＜ΔＴ≦Ｔ２が成立する場合は、ＣＰＵ６０１は、プリント処理の前に、第１の色ずれ調整による色ずれ調整を実行する（ステップＳ１０６）。一方、Ｔ１＜ΔＴ≦Ｔ２が成立しない場合は、Ｔ２＜ΔＴであるので、プリント処理の前に、第２の色ずれ調整による色ずれ調整を実行する（ステップＳ１０７）。このように、色ずれ調整の種類を使い分けるのは、温度変化量ΔＴが大きいほど、色ずれ補正の重要性が高まるからである。

ステップＳ１０６またはステップＳ１０７の処理後は、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１０８で画像形成の処理を実行して、図１０の処理を終了させる。

図１０の処理によると、画像形成に当たって、温度差Ｔ０は、色ずれ補正自体を実行するか否かを判定するための判定閾値となる。また、温度差Ｔ１は、色ずれ補正を、画像形成を行う前のタイミングで行うか、それとも画像形成を行った後のタイミングで行うかを判定するための判定閾値となる。温度差Ｔ２は、画像形成を行う前に実行する色ずれ補正の種類を、第１、第２の色ずれ調整のいずれとするか、すなわち、色ずれ補正の態様を判定するための判定閾値となる。

従って、プリント時に前回の色ずれ調整からの装置内温度の変化が比較的小さい（ΔＴ≦Ｔ１（３°Ｃ）；温度変化量ΔＴが第１の温度差以内）場合、色ずれ調整が入るとしてもそれはプリント後に入ることになるため、プリント前のダウンタイムは発生しない。従って、プリントを比較的頻繁に行うユーザにとっては好都合である。

一方、温度変化量ΔＴが比較的大きくなる場合（Ｔ１（３°Ｃ）＜ΔＴ）は色ずれ量も大きくなるため、プリント前に色ずれ調整を行うことが必要となってくる。しかし、本実施の形態では、ΔＴ≦Ｔ２（４°Ｃ）の変化範囲内（温度変化量ΔＴが第２の温度差以内）では、調整時間を短くしたショートパターンによる第１の色ずれ調整が採用されるため、画像形成前のダウンタイムを小さく抑えることができる。

温度変化量ΔＴがさらに大きくなると（Ｔ２（４°Ｃ）＜ΔＴ）、色ずれ量が一層大きくなるため、色ずれ補正を優先したロングパターンによる第２の色ずれ調整をプリント前に入れることになる。しかし、実使用環境において４°Ｃを超える温度変化が生じることは少ないと考えられることから、この条件を満たす頻度は低く、実際にプリント前に第２の色ずれ調整による大きなダウンタイムが発生する頻度は低いと考えられる。

このように、色ずれ調整の種類とその実施タイミングを、色ずれ変化量に相関のある温度変化量ΔＴに応じて決定することで、色ずれ調整によるプリント前のダウンタイムを低減しつつ、画像形成装置１００の生産性を向上させることができる。

本実施の形態によれば、画像形成が行われるに当たって色ずれ補正を実行する場合、前回の色ずれ補正時と現在との装置内温度の比較結果（温度変化量ΔＴ）に応じて、画像形成を行う前または後のいずれかのタイミングで色ずれ補正が実行される。これにより、画像形成前の色ずれ補正を必要な場合にだけ行うことで、ダウンタイムを小さく抑えることができる。また、画像形成前に色ずれ補正を行う場合であっても、画像形成前の色ずれ補正の態様を温度変化量ΔＴに応じて変えることで、大きなダウンタイムの発生頻度を低く抑えることができる。

なお、本実施の形態において、第１、第２の色ずれ調整における補正パターンのセット数等の態様は例示したものに限定されない。ダウンタイム低減のためには、第１の色ずれ調整は第２の色ずれ調整に対して、所要時間が短ければよい。補正精度の適切化のためには、第２の色ずれ調整は第１の色ずれ調整よりも補正精度が高ければよい。これら所要時間や補正精度は、パターンのセット数、パターンの幅、パターン間の間隔等で調整することが可能であり、各種の変形例を採択可能である。

なお、図１０の処理において、Ｔ１＜ΔＴである場合に、温度変化量ΔＴと温度差Ｔ２との比較によって２つの選択肢に分けた。しかし、色ずれ調整の種類を３以上設け、閾値となる温度を増やして、Ｔ１＜ΔＴである場合に、３つ以上の選択肢を設けてもよい。

なお、ステップＳ１０９では第２の色ずれ調整が実行されるとし、これはステップＳ１０７で実行される態様と同一とした。しかしこれに限定されず、ステップＳ１０７のものとは別個の、第３の補正パターンを用いる第３の色ずれ調整をステップＳ１０９で採用してもよい。その場合は、第３の色ずれ調整は、第１の色ずれ調整よりも所要時間が長く、補正精度については第１の色ずれ調整よりも高く設定する。

この第３の補正パターンは、図示はしないが、例えば、図８に例示するロングパターン配列から、補正パターン５０１で成るセットを数セット増減させたもととしてもよい。あるいは、補正パターン５２１、５２２で成るセットを１セット削減するかまたは数セット増加させたものとしてもよい。これら双方の変更を反映させたものとしてもよい。第２の色ずれ調整と第３の色ずれ調整との比較においては、いずれを所要時間が長いとしてもよいし、いずれを補正精度が高いとしてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１０２ 感光ドラム
１０６ 中間転写ベルト
１３０ 温度センサ
６０１ ＣＰＵ
６０４ 記憶部
Ｔｚ 前回温度
ΔＴ 温度変化量

Claims (8)

1. 複数の感光ドラムから中間転写体に転写されたトナー像が記録紙に転写されることによってカラーの画像形成が行われる画像形成装置であって、
   色ずれ補正のための補正パターンを前記中間転写体に形成し、該形成した補正パターンの検出の結果に基づいて色ずれ補正を実行する補正手段と、
   装置内温度を測定する測定手段と、
   前記補正手段による色ずれ補正時に前記測定手段により測定された装置内温度を記憶する記憶手段と、を有し、
   前記補正手段は、色ずれ補正を実行する場合に、前記測定手段により測定された装置内温度と前記記憶手段に記憶された前回の色ずれ補正時の装置内温度との比較結果に応じて、画像形成を行う前または後のいずれかのタイミングを選択して色ずれ補正を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記色ずれ補正を実行する場合に、前記測定手段により測定された装置内温度と前記前回の色ずれ補正時の装置内温度との差分である温度変化量が第１の温度差よりも大きい場合は、画像形成を行う前のタイミングで色ずれ補正を実行し、前記温度変化量が前記第１の温度差以内である場合は、画像形成を行った後のタイミングで色ずれ補正を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補正手段は、色ずれ補正のための前記補正パターンとして、互いに異なる第１の補正パターンと第２の補正パターンのいずれかを選択して形成でき、
   前記補正手段は、前記温度変化量が、前記第１の温度差より大きく且つ、前記第１の温度差より大きい第２の温度差以内である場合は、前記第１の補正パターンを形成して色ずれ補正を実行し、前記温度変化量が、前記第２の温度差よりも大きい場合は、前記第２の補正パターンを形成して色ずれ補正を実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正の所要時間は、前記第２の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正の所要時間よりも短いことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正よりも、前記第２の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正の方が、補正精度が高いことを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 前記補正手段は、前記温度変化量が前記第１の温度差以内である場合に画像形成を行った後のタイミングで実行する色ずれ補正においては、第３の補正パターンを形成し、
   前記第１の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正の所要時間は、前記第３の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正の所要時間よりも短いことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正よりも、前記第３の補正パターンを形成して実行される色ずれ補正の方が、補正精度が高いことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第３の補正パターンは、前記第２の補正パターンと同一であることを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。

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