JP6436609B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は色ずれ補正を行うカラー画像形成装置に関する。

各色毎に設けられた画像形成部で形成されたトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置がある。このようなタンデム方式の画像形成装置では、各色のトナー像を多重転写する時に、感光体や露光装置（レーザースキャナ）などの画像形成部の画像形成位置が、初期設置状態や経時変化、温度変化等によりずれる。この画像形成部の画像形成位置のずれに起因して、一つの画像の中で各色毎に位置がずれている色ずれ画像が形成されてしまう。

色ずれ画像が形成されることを抑制するために、色ずれを補正する方法が提案されている。各画像形成部を用いてパッチを形成し、このパッチをセンサーで読み取り、色ずれ量を検出する。そして、色ずれ量に基づき各色毎の画像形成のタイミングを補正する。

また、パッチを形成せずに温度変化量から色ずれ量を予測して補正する技術が提案されている。

特許文献１では、露光装置の筐体内の温度センサーを用いて副走査方向の色ずれ量を予測し、走査タイミングを補正するという提案がなされている。また、特許文献２、３では、機内温度センサーで検知した温度変化に応じて、色ずれ量を予測テーブルにて補正するという提案がなされている。また、機内温度の変化量の絶対値が閾値以上である場合には、パッチを形成して色ずれ量が実測される。そして実測して求められた色ずれ量とその時の温度変化量から、予測テーブルを修正するという提案がなされている。

特開２００６−１１２８９号公報 特開２００７−１０８２８３号公報 特開２０１０−２１７５４４号公報

しかしながら、昨今市場から求められる画像品質は益々高くなっている。先行技術のように露光装置（レーザースキャナー）の温度変化量、または機内の温度変化量のみから色ずれ量を予測する方法では、十分とは言えない。一つの温度センサーのみで色ずれ量を高精度に予測することは非常に困難である。機内温度の昇降によるヒステリシスの影響等に対して十分に対応できない。

本発明は、温度変化に応じた色ずれ補正値を高精度に予測できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のカラー画像形成装置は、第１の感光体と、第２の感光体と、第１の静電潜像を形成するために前記第１の感光体を露光し、第２の静電潜像を形成するために前記第２の感光体を露光する露光装置とを有し、前記第１の感光体上の前記第１の静電潜像を現像して第１色の画像を形成し、前記第２の感光体上の前記第２の静電潜像を現像して第２色の画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された前記第１色の画像と前記第２色の画像とが転写される転写体と、前記露光装置の第１の温度を検知する第一の温度検知手段と、前記第一の温度検知手段と異なる位置に設けられ、第２の温度を検知する第二の温度検知手段と、前記第一の温度検知手段と異なる位置に設けられ、第３の温度を検知する第三の温度検知手段と、前記転写体に形成された測定用画像を測定する測定手段と、色ずれ補正値を決定する決定手段と、前記色ずれ補正値に基づき色ずれ補正を行う補正手段とを有し、前記第一の温度検知手段と前記第三の温度検知手段との距離は、前記第一の温度検知手段と前記第二の温度検知手段との距離よりも遠く、前記決定手段は、前記測定手段の測定結果に基づいて第１の色ずれ補正値を決定する第１決定手段と、前記第一の温度検知手段によって検知された現在の第１の温度と前記第三の温度検知手段によって検知された現在の第３の温度との差、前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第一の温度検知手段によって検知された第１の基準温度と前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第三の温度検知手段によって検知された第３の基準温度との差、前記第二の温度検知手段によって検知された現在の第２の温度と前記第三の温度検知手段によって検知された現在の第３の温度との差、及び、前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第二の温度検知手段によって検知された第２の基準温度と前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第三の温度検知手段によって検知された第３の基準温度との差に基づいて第２の色ずれ補正値を決定する第２決定手段と、を有し、前記補正手段は、前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が決定された場合、前記第１の色ずれ補正値に基づいて色ずれ補正を行い、前記第２決定手段により前記第２の色ずれ補正値が決定された場合、前記第１決定手段により前回決定された第１の色ずれ補正値に前記第２決定手段により決定された前記第２の色ずれ補正値を加算した色ずれ補正値に基づいて色ずれ補正を行うことを特徴とする。

本発明によれば、温度変化に応じた色ずれ補正値を高精度に予測することができる。

画像形成装置の断面図 光走査装置の概略図 中間転写部の概略図 副走査色ずれパッチのイメージ図 副走査色ずれパッチの拡大図 主走査色ずれパッチのイメージ図 主走査色ずれパッチの拡大図 色ずれの種類の説明図 色ずれ補正に関する制御ブロック図 色ずれ実測補正値算出処理のフローチャート 温度変化に対する色ずれ変化の説明図 機内温度変化の説明図 温度変化と色ずれ変化量の関係図 色ずれ変化と色ずれ予測値の説明図 色ずれ予測補正値算出処理の説明図 色ずれ補正の制御に関するフローチャート 色ずれ予測値と誤差の概念図 ヒーターＯＦＦ時の機内温度変化の説明図 ヒーターＯＮ時の機内温度変化の説明図 色ずれの複数種類それぞれの色ずれ変化の説明図 構成差に伴う色ずれ変化の概略図 その他の実施例に関する画像形成装置の断面図

（実施例１）
本実施例における画像形成装置を説明する。図１は、画像形成装置の構成を示す概略の断面図である。画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーションを有し、カラー画像を形成する。カラー画像形成装置は、レーザースキャナー部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、帯電ローラー３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、コロナ帯電器３Ｋ、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、現像スリーブ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、感光体ドラムのクリーナー部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを有する。そして、中間転写ベルト（転写体）７、１次転写ローラー８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ、中間転写ベルト駆動ローラー９、中間転写ベルトのクリーナー部１０、２次転写ローラー１１、定着部１２、加熱ローラ１３、加圧ローラー１４を有する、さらに、給紙カセット１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、転写材１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、給紙ローラー１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、レジローラー１８、排紙部１９、色ずれ検知センサーを有するセンサー部２０を有する。

第一の温度検知部６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋは、それぞれレーザースキャナー部の筺体内の温度を検出する。第二の温度検知部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、それぞれ感光体ドラム近傍の温度を検出する。第三の温度検知部６３は、画像形成装置の機外の温度を検出する。

カラー画像形成装置は、Ｋステーションの構成（レーザースキャナー部１Ｋ、感光体ドラム２Ｋ、帯電器３Ｋ）が、ＹＭＣステーションの構成と異なる。感光体ドラム２Ｋは感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃより大径である。そして、帯電器も異なる。このようにすることにより、白黒画像を形成する白黒モードを多く利用するユーザー向けに、Ｋ画像形成部の寿命をＹＭＣ画像形成部よりも長くすることができる。

感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、不図示の駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。

感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃのそれぞれは、帯電ローラー３Ｙ、３Ｍ、３Ｃによって帯電され、感光体ドラム２Ｋはコロナ帯電器３Ｋによって帯電される。レーザースキャナー部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、不図示のコントローラーから送られる画像データに基づいて、帯電された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを露光する。露光された感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面上には、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像スリーブ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを有する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによってトナー像に現像される。

中間転写ベルト７は感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに接触しており、時計周り方向に回転する。感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト７上に転写される。そして、中間転写ベルト７上のトナー像は、中間転写ベルト７と２次転写ローラー１１とによって狭持されている転写材１６に転写される。２次転写ローラー１１は、画像形成中は、中間転写ベルト７に当接しているが、画像形成終了時に中間転写ベルト７から離間する。

定着部１２は転写材１６にトナー像を定着させるものであり、転写材１６を加熱する加熱ローラー１３と転写材１６を加熱ローラー１３に圧接させるための加圧ローラー１４とを備えている。加熱ローラはフィルムやベルトなどの熱容量が小さいもので構成されている。トナー像を保持した転写材１６は加熱ローラー１４と加圧ローラー１５により搬送されると共に、熱及び圧力が加えられトナー像が表面に定着される。その後、転写材１６は排出ローラーによって排紙部１９に排出される。

クリーナー部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、中間転写ベルト７に転写されずに感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに残ったトナーをクリーニングする。クリーナー部１０は、転写材１６に転写されずに中間転写ベルト７上に残ったトナーをクリーニングする。

このように、本実施例の画像形成装置は、オンデマンドでウォームアップが可能となる定着器を有する。よって、本体が完全に冷えた状態から電源を投入された場合でも高速起動が可能である。電源を投入してから数十秒でプリント可能（スタンバイ）状態となる。

つぎに、本実施例における光走査装置（レーザースキャナー部）を説明する。図２は、レーザースキャナー部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの構成の一例を示す概略図である。

レーザースキャナー部１Ｋの構成は、レーザースキャナー部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの構成と異なるが、ミラーの枚数や光路が異なることを除いては同一であるため、レーザースキャナー部１Ｋの構成の説明を省略する。

以下の説明において、主走査方向は、光走査装置の走査光学系が被走査面である感光体ドラム面を光走査する方向であるドラム長手方向（感光体ドラム軸線方向、感光体ドラム母線方向）、若しくはこの方向に対応する方向を示す。副走査方向は、感光体ドラムの回転方向、若しくはこの方向に対応する方向を示す。

レーザースキャナー部は、光源となる半導体レーザー２１、コリメーターレンズ２２、シリンドリカルレンズ２３、ポリゴンミラー２４、結像レンズ２５ａ、２５ｂ、反射ミラー２６、防塵ガラス２７、ＢＤミラー２８、ＢＤレンズ２９、ＢＤセンサー３０を有する。これらの光学素子（光学部材）は不図示の光学箱（箱形状の筐体）に収容されている。光学箱内には、第一の温度検知部６１も収容されている。

半導体レーザー２１から光変調され出射された光束は、コリメーターレンズ２２により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ２３に入射する。シリンドリカルレンズ２３に入射した略平行光束はポリゴンミラー２４の偏向面にほぼ線像として結像される。

ポリゴンミラー２４の偏向面で偏向反射した光束は、結像レンズ２５ａ、２５ｂ及び、反射ミラー２６、防塵ガラス２７を介して感光体ドラム２表面に集光され、ポリゴンミラー２４の回転により感光体ドラム面を主走査方向に等速走査する。

ＢＤセンサー（同期検知素子）３０は主走査方向における光束の書き出しタイミングを決定する。ポリゴンミラー２４によって偏向された光束の一部をＢＤミラー（同期検知ミラー）２８で反射させ、反射した光束をＢＤレンズ（同期検知レンズ）２９によって、ＢＤセンサー（同期検知素子）３０上に光束を結像させる。

図３は、中間転写装置の構成の一例を示す概略図である。

中間転写装置は、中間転写ベルト７、一次転写ローラー８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ、中間転写ベルト駆動ローラー９を有する。そして、二次転写部内面ローラー４１、ステアリングローラー４２、アイドラローラー４３、４４、４５、色ずれ検知センサー（前）４６、色ずれ検知センサー（奥）４７、色ずれ検知センサー（中）４８を有する。パッチ５１は色ずれを検知するためのパッチの一例である。

二次転写部内面ローラー４１は、中間転写ベルト７上のトナー像を転写材１６に転写する際、二次転写ローラー１１をバックアップする対向ローラーである。アイドラローラー４３、４４、４５は中間転写ベルト７を張加する張加ローラーである。アイドラローラー４３は、転写材１６が中間転写ベルト７に沿って二次転写ローラー部に侵入できるように、中間転写ベルト７の姿勢を調節する。アイドラローラー４４、４５は、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと一次転写ローラー８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋの接触部で形成される一次転写位置を略直線状に保つように、中間転写ベルト７の姿勢を調節する。さらに、アイドラローラー４５は、色ずれ検知センサー４６、４７、４８で検知される中間転写ベルト７上のパッチ検知をバックアップする対向ローラーにもなっている。

色ずれ検知センサー４６、４７、４８は、中間転写ベルト７上に形成された色ずれ検知パッチ５１を検知する。

ステアリングローラー４２は、不図示の中間転写ベルト寄りセンサーで検知したベルトの寄りを補正するローラーであり、ステアリングローラー４２の一端（長手方向奥側）を固定し、他端（手前側）を上下方向に稼働させることによって中間転写ベルト７の寄りを補正する。また、ステアリングローラー４２は中間転写ベルト７の外側方向に不図示のバネによって加圧され、中間転写ベルト７を張り上げる働きも有する。

中間転写ベルト駆動ローラー９は、表面がゴム層で形成され、不図示の駆動部によって反時計方向に回転し、ゴム層と中間転写ベルト７の内面との摩擦力によって、中間転写ベルト７を回転（搬送）させる。また、中間転写ベルト駆動ローラー９は、中間転写ベルトクリーナー部１０の対向ローラーになっており、クリーニングブレードの圧を受ける働きも有する。

図４から図７は、中間転写ベルト７上に形成された色ずれ検出用パッチの一例を示す概略図である。

図４において、パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは副走査方向の色ずれ量を検知するためのパッチである。図５に副走査方向の色ずれ検知パッチ５１の拡大図を示す。ＹＭＣＫそれぞれに対応した色ズレ検知パッチが２つずつ、一定間隔で形成される。パッチを２つずつ形成し、それらの検知結果を比較することにより、ゴミや異物の影響で色ズレ検知パッチと誤判断してしまうことを防止している。

図６おいて、パッチ５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋは主走査方向の色ずれ量を検知するためのパッチである。図７に主走査方向の色ずれ検知パッチの拡大図を示す。ＹＭＣＫそれぞれに対応した色ズレ検知パッチが２つずつ、一定間隔で形成される。副走査の色ずれ検知パッチ５１と同様に、パッチを２つずつ形成し、それらの検知結果を比較することにより、ゴミや異物の影響で色ズレ検知パッチと誤判断してしまうこと等を防止している。

副走査方向の色ずれ検知パッチと主走査方向の色ずれ検知パッチは連続して形成され、副走査方向と主走査方向の色ずれを同時に補正する。ただし、どちらか一方ずつ補正しても問題はない。

色ずれ検知パッチ５１、５３のパッチ形状は、図４から図７に示した横線や斜め線のパッチ形状に限らず、縦線や十字線、三角形等のパッチ形状でも良い。また、斜め線のパッチ形状のみで主走査方向の色ずれ量と副走査方向の色ずれ量を検出しても良い。

図４及び図６で示す色ずれ検知用パッチ５１、５３は、色ずれ検知センサー４６、４７、４８によって検知される。そして、この検知結果に基づき、各種色ずれ量が算出され、色ずれ実測補正値が算出される。

色ずれの種類を図８を用いて説明する。（ａ）副走査ＴＯＰずれは、走査ライン全体が副走査方向にずれる現象である。（ｂ）副走査傾きずれは、走査ラインが副走査方向に傾く現象である。（ｃ）副走査曲がりずれは、走査ラインが副走査方向に湾曲する現象である。（ｄ）主走査ＴＯＰずれは、走査ライン全体が主走査方向にずれる現象である。（ｅ）主走査全体倍率ずれは、走査ラインの主走査方向における長さが変化する現象であり、主走査方向の位置にかかわらず倍率が同一である。（ｆ）主走査片倍率ずれも走査ラインの主走査方向における長さが変化する現象である。（ｆ）主走査片倍率ずれは主走査方向の位置に応じて倍率が異なる。

本実施例において色ずれ実測時は、色ずれ検知用パッチ５１、５３の検知結果からこの６種類のずれ量を算出する。そして、これらのずれ量に応じて色ずれ補正値を算出する。

本実施例では、色ずれ検知用パッチを用いて色ずれ量を実測する色ずれ実測補正値算出処理と、第一、第二および第三の温度検知部６１、６２、６３で測定された温度に基づき色ずれ量を予測する色ずれ予測補正値算出処理とを使い分ける。

図９に色ずれ補正に関する制御ブロック図を示す。

ＣＰＵ９０は、色ずれ検知用パッチ５１、５３の形成および測定、色ずれ補正値の算出を制御する。色ずれパッチ検知センサ４６、４７、４８は、中間転写ベルトに形成された色ずれ検知用パッチ５１、５３を検知し、検知結果をＣＰＵ９０に送信する。第一、第二および第三の温度検知部６１、６２、６３は、温度を検知し、検知結果をＣＰＵ９０に送信する。

色ずれ実測補正値算出部９３は、色ずれパッチ検知センサ４６、４７、４８の検知結果から色ずれ実測補正値を算出する色ずれ実測補正値算出処理を行う。色ずれ予測補正値算出部は、第一、第二および第三の温度検知部６１、６２、６３の検知結果から色ずれ予測補正値を算出する色ずれ予測補正値算出処理を行う。色ずれ補正部９１は、各色のステーションによって形成される画像の形成位置が一致するように、色ずれ実測補正値または色ずれ予測補正値に基づき、色ずれ補正を行う。露光部（レーザースキャナー１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）は、色ずれ補正部９１の補正結果に基づき露光を実行する。

色ずれ補正部９１は公知の色ずれ補正を使用することができる。例えば、ＹＭＣＫの画像データをそれぞれ伸縮、歪曲するように変換する方法、レーザースキャナー１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋそれぞれに対するＢＤセンサー３０を基準とした書き出しタイミングを変化さる方法、結像レンズ２５ａ、２５ｂや反射ミラー２６を不図示の駆動機構によって動作させて、光路を変更することによって行う方法を使用することができる。

図１０に色ずれ実測補正値算出部９３において実行される色ずれ実測補正値算出処理のフローチャートを示す。

まず、ＹＭＣＫステーションに、色ずれ検知パッチ５１、５３を中間転写ベルト７上に形成させる。そして、第一、第二および第三の温度検知部６１、６２、６３から温度検知結果を取得し、記憶する（Ｓ１０１）。第一の温度検知部６１で検知したレーザースキャナー部の温度データをＴｌｓ（０）、第二の温度検知部６２で検知した感光体ドラム近傍の温度データをＴｄｒｍ（０）、第三の温度検知部６３で検知した機外の温度データをＴｅｎｖ（０）として記憶する。記憶した温度データは後述する色ずれ予測補正値算出処理で使用される。

次に、色ずれパッチ検知センサ４６、４７、４８から色ずれ検知パッチ５１、５３の検知結果を取得する（Ｓ１０２）。色ずれ検知パッチ５１、５３の検知結果から各色について上記６種類のずれ量を算出し、ずれ量から色ずれ実測補正値を算出する。そして、これらのずれ量に応じて色ずれ補正値を算出する。この算出された色ずれ補正値を色ずれ実測補正値として記憶する（Ｓ１０３）。

図１１は画像形成装置の色ずれ変化の１例を示す概略図である。Ａ区間は連続プリント動作の状態、Ｂ区間はスリープ状態、Ｃ区間は再び連続プリント動作の状態を示す。

図１２に図１１に対応したレーザースキャナー近傍の温度変化と像担持体近傍の温度変化を示す。レーザースキャナー近傍の温度はＡ区間及びＣ区間の連続プリント動作中は昇温し、Ｂ区間のスリープ状態では降温している。それに対し、像担持体近傍の温度は、Ｂ区間のスリープ状態でも昇温している。これはスリープ状態になったことで、機内のＦＡＮが停止した影響を受けた結果である。図１１、図１２に示すように、高速起動直後の温度変化や色ずれ変化の傾きは急峻であり、特にＡ区間で顕著である。図１１、図１２から、色ずれ補正値の更新をおこなわなかった場合、温度変化に応じて色ずれ量が変化することが分かる。

オンデマンドの定着器を有する画像形成装置は、起動後も数分間は画像形成部周りの温度が急激に上昇する為、温度変化が急峻な間にプリント動作が行われることとなる。画像形成部の温度が急激に上昇を続ける間にプリント動作させると温度変化によって色ずれが生じてしまう。オンデマンドの定着器を有する画像形成装置は、高速起動が可能である為、プリント動作を行わない場合は、従来のように定着器をある一定以上の温度に温調した状態で次のプリント動を待っている必要性がなくなった。つまり、短時間でもプリント動作を行い時は、定着器や画像形成部の通電を停止したスリープの状態にすることができる。その為、待機時の消費電力を大きく削減することができる。オンデマンドの定着器を有する画像形成装置は、プリント動作を行わない場合、短時間でスリープ状態に移行するので、プリント動作中に上昇した画像形成部の温度は低下する。画像形成装置の使用条件によっては、高速起動とスリープ移行を短時間で繰り返すこととなり、画像形成部の温度変化が激しくなる。そして、画像形成部の激しい温度変化に伴い、色ずれが生じてしまう。

色ずれ実測補正値算出処理を用いて色ずれ変化を所定値以下に抑えるためには、色ずれ実測補正値算出処理を高頻度で行うことになる。特にＡ区間においては数十秒や数分ごとの頻度で色ずれ実測補正値算出処理を実行する必要ことになる。パッチを形成する度にプリント動作を停止することが必要となり、生産性を大きく低下させることになる。また、頻繁にパッチ形成を行うことで、トナー消費量も増加してしまう。

そこで、本実施例においては、温度検知部によって検知された温度から色ずれ量を推測し、色ずれ検知パッチを形成することなく、色ずれ予測補正値を算出する。本実施例によれば、生産性を低下させずに、色ずれが抑制された高品質な画像を出力することができる。以下に、色ずれ予測補正値算出処理について詳細に説明する。

図１３に図１１に対応したレーザースキャナー部の温度と色ずれ変化量の関係図を示す。また、レーザースキャナー部の温度と色ずれ変化量との一次の線形近似の結果を示す。色ずれ変化量は、ある基準時からの色ずれの変化量を示す。図１３における基準は、変化量が０の点、すなわちＡ区間の初めの実測値である。図１３から、レーザースキャナー部の温度と色ずれの変化量との関係には一次の相関がないことが分かる。また、高次の線形近似を行っても相関がない。これは、昇温時と降温時でヒステリシスの影響や、レーザースキャナー部以外にも感光体ドラムや一次転写部の温度変化による影響を受けているからである。

そこで、本実施例では複数の温度検出部で検知した温度データから色ずれ量を予測する。具体的には、レーザースキャナー部の温度を検知する温度検知手段６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋで検知した温度データの何れか、若しくは、それらの平均値（以降、まとめて６１とする）と、感光体ドラム近傍の温度検知手段６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋで検知した温度データの何れか、若しくは、それらの平均値（以降、まとめて６２とする）と、を用いて色ずれ量を算出する。

本実施例における画像形成装置においては、レーザースキャナー部の温度変化と感光体ドラム近傍における温度変化は、各ステーションにおいて略同何一の為、何れか、若しくは平均値を使用すれば良いこととする。

図１４に図１１に対応した色ずれ変化と、前述したレーザースキャナー部の温度と感光体ドラム近傍の温度から、以下の式（１）を用いて算出した色ずれ変化量の予測値を示す。

ΔＸ＝α・ΔＴｌｓ＋β・ΔＴｄｒｍ ・・・（１）
ΔＸは色ずれ変化量の予測値、ΔＴｌｓはレーザースキャナー部の温度変化量、ΔＴｄｒｍは感光体ドラム近傍の温度データである。α、βは、ΔＸを算出する為の所定の係数である。

係数α、βの値は、画像形成装置から出力された画像の実際の色ずれ量と、画像を出力した際のレーザースキャナー部の温度または感光体ドラム近傍の温度データとから、最小二乗法による重回帰分析を用いて算出される。

図１４に示す色ずれ変化量の予測値は、図１３で示したレーザースキャナー部の温度データのみから予測した色ずれ変化量の予測値に比較して、高精度である。

本実施例の色ずれ予測補正算出処理によれば、複数の温度検知部を用いて色ずれの補正値を算出するので、さまざまな画像形成装置の使われ方のもとで生じる複雑な機内の温度変化に応じた色ずれ量を高精度に予測することができる。

色ずれ予測補正値算出部９４で実行される色ずれ予測補正値算出処理を図１５を用いて説明する。色ずれ予測補正値は、色ずれ実測補正値算出処理において検知した温度（Ｓ１０１）からの温度差分に応じた補正値であり、色ずれ実測補正値算出処理からの色ずれ量に応じた補正値である。色ずれ予測補正値は、色ずれ補正部９１における補正処理において使用するための制御値である。色ずれ予測補正値算出処理は、色ずれパッチ検知センサ４６、４７、４８の検知結果パッチの代わりに第一、第二および第三の温度検知部６１、６２、６３で検知した温度データを使用して、色ずれ補正値を予測する。

まず、第一、第二および第三の温度検知部６１、６２、６３で検知した現在の温度データを取得する。第一の温度検知手段６１から現在のレーザースキャナー近傍の温度データＴｌｓ（１）を取得し、第二の温度検知手段６２から現在の感光体ドラム近傍の温度データＴｄｒｍ（１）を取得し、第三の温度検知手段６３から現在の機外の温度をＴｅｎｖ（１）を取得する。

次に、色ずれ実測補正値算出処理において記憶した、レーザースキャナー部の温度データＴｌｓ（０）、感光体ドラム近傍の温度データＴｄｒｍ（０）、機外の温度データＴｅｎｖ（０）を読み出す。
これらの温度データから以下の式を用いて、色ずれ予測補正値ΔＸを予測する。

ΔＸ＝α・ΔＴｌｓ＋β・ΔＴｄｒｍ ・・・（１）
ΔＴｌｓ＝（Ｔｌｓ（１）−Ｔｅｎｖ（１））−（Ｔｌｓ（０）−Ｔｅｎｖ（０）） ・・・（２）
ΔＴｄｒｍ＝（Ｔｄｒｍ（１）−Ｔｅｎｖ（１））
−（Ｔｄｒｍ（０）−Ｔｅｎｖ（０）） ・・・（３）
式（１）は上述した式と同じである。式（２）と式（３）はΔＴｌｓとΔＴｄｒｍの詳細な算出方法を示す式である。

色ずれ予測補正値ΔＸは色ずれ検知パッチ形成時と現在の、レーザースキャナー部の温度と感光体ドラム近傍の温度変化量に係数αとβをそれぞれ積算して算出する。

式（２）と式（３）は、レーザースキャナー部の温度と感光体ドラム近傍の温度に対して機外の温度の差分をそれぞれ算出している項を含む。この項は、機外の温度変化の影響を除去する為である。例えば、エアコン等の外気の環境変化の影響で外気温度が上昇した場合、レーザースキャナー部の温度と感光体ドラム近傍の温度は、外気温度の上昇分増加される。色ずれは、基本的に機内の温度分布によって生じる現象である。よって、機外の温度変化によるレーザースキャナー部の温度と感光体ドラム近傍の温度の変化分が色ずれ予測補正値ΔＸの算出に影響しないように、機外の温度を減算する。ただし、精度は落ちるが、機外の温度を色ずれ予測補正値の算出に使用しなくても色ずれ予測補正値を算出することは可能である。

式（１）で算出されたΔＸは、色ずれ予測補正値として記憶され、色ずれ補正部９１は、色ずれ実測補正値と色ずれ予測補正値とを足し合わせることにより得られる補正値を用いて色ずれ補正を行う。

色ずれ予測補正値算出処理を使用することにより、頻繁にパッチを形成する色ずれ実測補正値算出処理を実施しなくても、色ずれのない高品質の画像を出力することができる。

色ずれ予測補正値ΔＸの予測は、図８を用いて説明した色ずれの種類（（ａ）副走査ＴＯＰずれ（副走査全体ずれ）、（ｂ）副走査傾きずれ、（ｃ）副走査曲がりずれ、（ｄ）主走査ＴＯＰずれ（主走査全体ずれ）、（ｅ）主走査全体倍率ずれ、（ｆ）主走査片倍率ずれ）のそれぞれに対応した係数α、βを使用することにより、より高精度な予測を行うことができる。

図２０に、（ａ）副走査ＴＯＰずれ、（ｂ）副走査傾きずれ、（ｃ）副走査曲がりずれ、（ｄ）主走査ＴＯＰずれ、（ｅ）主走査全体倍率ずれ、（ｆ）主走査片倍率ずれ、それぞれのレーザースキャナー部の温度変化に対する色ずれの変化量を示す。

図２０から、（ａ）副走査ＴＯＰずれ、（ｄ）主走査ＴＯＰずれ、（ｅ）主走査全体倍率ずれが、温度変化に対する敏感度が高いことがわかる。そこで、本実施例では、（ａ）〜（ｆ）の全ての成分を予測補正するのではなく、温度変化に対して敏感度の高い（ａ）副走査ＴＯＰずれ、（ｄ）主走査ＴＯＰずれ、（ｅ）主走査全体倍率ずれ、について予測を実施する。

その場合、式（１）の代わりに、色ずれの種類ごとに以下の式（４）、（５）、（６）を用いる。
ΔＸ（ａ）＝α（ａ）・ΔＴｌｓ＋β（ｂ）・ΔＴｄｒｍ ・・・（４）
ΔＸ（ｄ）＝α（ｄ）・ΔＴｌｓ＋β（ｄ）・ΔＴｄｒｍ ・・・（５）
ΔＸ（ｅ）＝α（ｅ）・ΔＴｌｓ＋β（ｅ）・ΔＴｄｒｍ ・・・（６）
（ａ）副走査ＴＯＰずれ、（ｄ）主走査ＴＯＰずれ、（ｅ）主走査全体倍率ずれの３つの種類は、昇温応じたレーザースキャナーの筺体の変形によって生じるレンズやミラーの姿勢変化や、レンズ自身の膨張、感光体ドラムの膨張等の影響で変化しやすい。つまり、これらの種類は、温度変化に対する敏感度が高い。

一方、（ｂ）副走査傾きずれ、（ｃ）副走査曲がりずれ、（ｆ）主走査片倍率ずれは、初期のレンズやミラーの姿勢、本体枠体の捩れや傾きによるレーザースキャナーと感光体ドラムの相対的な傾き等の影響が大きく、温度変化に対する敏感度が小さい。

温度変化に対して敏感度の小さい成分を予測すると、過補正になってしまい、色ずれが悪化してしまう可能性がある。よって、本実施例では、温度変化に対して敏感度の高い種類は、色ずれ実測補正値算出処理と色ずれ予測補正値算出処理とを行う。一方、温度変化に対して敏感度の低い種類は、色ずれ予測補正値算出処理を行わず、色ずれ実測補正値算出処理のみを行う。

また、色ずれ予測補正値による補正量が大きくなると、それに伴って機械差や環境差によって、実際の色ずれと色ずれ予測補正値との誤差が大きくなってしまう可能性がある。図１７に色ずれ量の実測値と予測値との誤差が、色ずれの変化量の大きさが大きくなるとともに拡大する様子を示す。機械差や環境差によって予測値は、図中、予測値１と予測値２のようにばらつきが生じる。予測値に基づく補正量が大きくなると誤差が大きくなるのが分かる。

そこで本実施例においては、色ずれ予測補正値算出処理を行う温度範囲を以下の条件で限定している。
ΔＴｌｉｍｉｔ≦ΔＴｌｓ（１）−ΔＴｅｎｖ（１） ・・・（７）
式（４）は現在のレーザースキャナー近傍の温度と機外の温度との差分であり、この差が大きくなると色ずれ予測補正値ΔＸも大きくなる。その為、その差分が所定値（ΔＴｌｉｍｉｔ）以上の場合には、色ずれ予測補正値算出処理を行わないこととする。ΔＴｌｓは、ΔＴｄｒｍに置き換えてもかまわない。また、ΔＴｌｓおよびΔＴｄｒｍの両方を用いてもかまわない。

このように、色ずれ予測補正値算出処理を行う温度範囲を限定することにより、色ずれ予測補正値の誤差が大きくなり、色ずれ予測補正値算出処理を行うことにより色ずれが悪化してしまうことを防ぐことができる。

図１６にＣＰＵ９０によって実行される色ずれ補正の制御に関するフローチャートを示す。

まず、ＣＰＵ９０は、現時点が色ずれ実測補正値算出処理を行うタイミングであるか否かを決定する（Ｓ２０１）。本実施例では、電源投入時およびプリントジョブ間において所定条件に合致した場合に、色ずれ実測補正値算出処理を行うタイミングであると決定する。所定条件とは、色ずれ実測補正値算出処理を実施してから、プリント枚数が所定枚数に達した場合、所定時間経過した場合などである。

Ｓ２０１において、現時点が色ずれ実測補正値算出処理を行うタイミングであると決定された場合は、ＣＰＵ９０は、色ずれ実測補正値算出部９３に、図１０を用いて説明した色ずれ実測補正値算出処理（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）を実施させる。そして、算出された色ずれ実測補正値および温度データを記憶する（Ｓ２０７）。記憶する温度データは、第一の温度検知部６１で検知したレーザースキャナー部の温度データ（Ｔｌｓ（０））、第二の温度検知部６２で検知した感光体ドラム近傍の温度データ（Ｔｄｒｍ（０））、第三の温度検知部６３で検知した機外の温度データ（Ｔｅｎｖ（０））である。さらに、記憶されている予測補正値と色ずれ実測補正値との加算値をクリアする。なお、上記所定条件にかかわらず、ユーザからの指示があった場合もＣＰＵ９０は、色ずれ実測補正値算出部９３に実測補正値算出処理を行わせる。

一方、Ｓ２０１において、現時点が色ずれ実測補正値算出処理を行うタイミングでないと決定された場合は、ＣＰＵ９０は、現時点が色ずれ予測補正値算出処理を行うタイミングであるか否かを決定する（Ｓ２０２）。

色ずれ予測補正値算出処理を行うタイミングは、例えば、色ずれ実測補正値算出処理の実行時点および前回の色ずれ予測補正値算出処理の実行時点からのプリント枚数が所定枚数に達した場合もしくは所定時間経過した場合である。ただし、この条件は、Ｓ２０１で使用する条件より厳しく設定されており、色ずれ実測補正算出処理よりも細かいタイミングで実行されるように設定されている。

Ｓ２０２において、現時点が色ずれ予測補正値算出処理を行うタイミングであると決定された場合は、ＣＰＵ９０は、第一、第二および第三の温度検知部６１、６２、６３から温度検知結果を取得する（Ｓ２０３）。第一の温度検知部６１からレーザースキャナー部の温度データ（Ｔｌｓ（１））を取得し、第二の温度検知部６２から感光体ドラム近傍の温度データ（Ｔｄｒｍ（１））を取得し、第三の温度検知部６３から機外の温度データ（Ｔｅｎｖ（１））を取得する。

Ｓ２０３において、ＣＰＵ９０は、取得したＴｌｓ（１）とＴｅｎｖ（１）を用いて、上述した式（７）の条件を満たすか否か決定する（Ｓ２０４）。
ΔＴｌｉｍｉｔ≦ΔＴｌｓ（１）−ΔＴｅｎｖ（１） ・・・（７）
Ｓ２０４において、条件を満たすと決定された場合は、ＣＰＵ９０は、色ずれ予測補正値算出部９４に、図１５を用いて説明した色ずれ予測補正値算出処理を行わせる（Ｓ２０５）。

色ずれ予測補正値は、色ずれ実測補正値算出処理において検知した温度（Ｓ１０１）からの温度差分に応じた補正値であり、色ずれ実測補正値算出処理からの色ずれ量に応じた補正値である。したがって、色ずれ補正部９１で使用する補正値を算出するために、Ｓ２０５で算出された色ずれ予測補正値とＳ２０７において記憶された色ずれ実測補正値とを加算する（Ｓ２０６）。そして、記憶されている加算値を、Ｓ２０６で算出された加算値で更新する。

ＣＰＵ９０は、色ずれ補正部９１に色ずれ補正を行わせ（Ｓ２０８）、画像形成装置に画像形成を行わせる（Ｓ２０９）。色ずれ実測補正値算出処理を行った場合は、ＣＰＵ９０は、色ずれ補正部９１に、Ｓ２０７で算出された色ずれ実測補正値を用いて色ずれ補正を行わせる。色ずれ予測補正値算出処理を行った場合は、ＣＰＵ９０は、色ずれ補正部９１に、Ｓ２０６で算出された加算値を用いて色ずれ補正を行わせる。色ずれ実測補正値算出処理も色ずれ予測補正値算出処理も行わなかった場合（Ｓ２０２ＮＯ、Ｓ２０４ＮＯ）、ＣＰＵ９０は、色ずれ補正部９１に、記憶されている加算値を用いて色ずれ補正を行わせる。なお、記憶されてる加算値がクリアされている場合（すなわち、色ずれ実測補正値算出処理後に、色ずれ予測補正値算出処理が行われていない場合）は、ＣＰＵ９０は、色ずれ補正部９１に、Ｓ２０７で記憶された色ずれ実測補正値を用いて色ずれ補正を行わせる。

なお、Ｓ２０２において、温度検知部６１、６２、６３の何れかの検知結果が所定値以上変化した場合に、現時点が色ずれ予測補正値算出処理を行うタイミングであると決定するようにしてもかまわない。ただし、温度検知部の検知結果から算出されるΔＴｌｓ（１）−ΔＴｅｎｖを使用する場合は、この所定値はΔＴｌｉｍｉｔより低い値とする。

また、高湿度環境における画像流れ等を防止して画像品質を安定させる為に、感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ近傍に不図示のヒーターを有している画像形成装置もある。ヒーターを有している画像形成装置では、ヒーターＯＮに伴い、レーザースキャナー近傍の温度や像担持体近傍の温度も上昇し、機外センサーの温度に対してオフセットが生じてしまう。この場合、式（７）では、Ｓ２０３の決定を適切に行うことができない。図１８にヒーターをＯＦＦした状態での温度データの１例を示し、図１９にヒーターをＯＮした状態での温度データの１例を示す。

Ｓ２０４において、ヒーターＯＮした場合には、以下の式（８）を用いればよい。
ΔＴｌｉｍｉｔ２≦ΔＴｌｓ（１）−ΔＴｄｒｍ（１） ・・・（８）
式（８）のΔＴｌｉｍｉｔ２は予測値の算出には直接関わらない値ではあるが、式（７）の代用とすることができる。感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ近傍にヒーターを設けた場合、感光体ドラム近傍の温度がヒーターＯＮの場合と比較して安定し、傾きが緩やかになり、レーザースキャナー部の昇温変化が色ずれに対して支配的となる。その為、レーザースキャナー部と昇温変化と傾きが緩やかになった感光体ドラム近傍の温度差分を比較すれば、ヒーターＯＦＦした状態での式（７）の判断条件と略同等とすることができる。

また、本実施例によれば、電源投入時に、色ずれ実測補正値算出処理が行われる。何らかの原因によりこの色ずれ実測補正値算出処理が失敗した場合は、その後の色ずれ予測補正値算出処理を実行しない。

上記実施例では、ＹＭＣＫステーションに対して同一の処理を行っていた。しかしながら、図１に示す画像形成装置においてＫステーションの構成はＹＭＣステーションの構成と異なる。機内の温度が変化した際に、色ずれが顕著に現れる。

図２１に色ずれの概略を示す。図２１ａは（ｅ）主走査全体倍率ずれ、図２１ｂは（ｄ）主走査ＴＯＰずれ、図２１ｃは（ａ）副走査ＴＯＰずれを示す。

図２１に示す走査ライには、実施例１で説明した色ずれ補正の制御を行った後の結果である。このように、Ｋステーションの構成が、ＹＭＣステーションの構成と異なることにより、Ｋステーションだけがずれてしまう。

したがって、ＹＭＣとＫの構成間差による色ずれ変化の予測値Δ（ａ）、Δ（ｄ）、Δ（ｅ）として、ＹまたはＭまたはＣに対するＫの色ずれ変化量だけを算出すれば良い。もしくは、Ｋに対するＹＭＣの色ずれ変化量として、ＹＭＣに対して同一の補正値を算出すれば良い。

また、上記実施例では、第一の温度検知部は、レーザースキャナー部の筺体内の温度を検知しているが、レーザースキャナー部の近傍の温度を検知するようにしてもかまわない。また、ＹＭＣＫそれぞれに対して第一の温度検知部を設けていたが、いずれか１つだけにしてもかまわないし、ＹＭＣのいずれか１つとＫとの２つにしてもかまわない。

また、上記実施例では、第二の温度検知部は、感光体ドラム近傍の温度を検知しているが、感光体ドラム表面の温度を検知するようにしてもかまわない。また、また、ＹＭＣＫそれぞれに対して第二の温度検知部を設けていたが、いずれか１つだけにしてもかまわないし、ＹＭＣのいずれか１つとＫとの２つにしてもかまわない。

また、図１に示す画像形成装置のかわりに、図２２に示すＹＭＣＫステーションで同一構成の画像形成部を有するタンデムの画像形成装置を用いても構わない、１つのポリゴンミラーで複数の感光体ドラムを走査する、２ｉｎ１スキャナーや４ｉｎ１スキャナーを用いた画像形成装置を用いても構わない。

また、上記実施例では、定着部として高速起動が可能であるオンデマンドの定着部を用いたが、他の定着部を用いてもかまわない。他の定着部を用いた画像形成装置でも温度変化は生じる。したがって、上記実施例の色ずれ補正の制御を四使用することにより、より高精度な色ずれ補正を実現することができる。

Claims (8)

1. 第１の感光体と、第２の感光体と、第１の静電潜像を形成するために前記第１の感光体を露光し、第２の静電潜像を形成するために前記第２の感光体を露光する露光装置とを有し、前記第１の感光体上の前記第１の静電潜像を現像して第１色の画像を形成し、前記第２の感光体上の前記第２の静電潜像を現像して第２色の画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により形成された前記第１色の画像と前記第２色の画像とが転写される転写体と、
   前記露光装置の第１の温度を検知する第一の温度検知手段と、
   前記第一の温度検知手段と異なる位置に設けられ、第２の温度を検知する第二の温度検知手段と、
   前記第一の温度検知手段と異なる位置に設けられ、第３の温度を検知する第三の温度検知手段と、
   前記転写体に形成された測定用画像を測定する測定手段と、
   色ずれ補正値を決定する決定手段と、
   前記色ずれ補正値に基づき色ずれ補正を行う補正手段とを有し、
   前記第一の温度検知手段と前記第三の温度検知手段との距離は、前記第一の温度検知手段と前記第二の温度検知手段との距離よりも遠く、
   前記決定手段は、
   前記測定手段の測定結果に基づいて第１の色ずれ補正値を決定する第１決定手段と、
   前記第一の温度検知手段によって検知された現在の第１の温度と前記第三の温度検知手段によって検知された現在の第３の温度との差、前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第一の温度検知手段によって検知された第１の基準温度と前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第三の温度検知手段によって検知された第３の基準温度との差、前記第二の温度検知手段によって検知された現在の第２の温度と前記第三の温度検知手段によって検知された現在の第３の温度との差、及び、前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第二の温度検知手段によって検知された第２の基準温度と前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が前回決定された際に前記第三の温度検知手段によって検知された第３の基準温度との差に基づいて第２の色ずれ補正値を決定する第２決定手段と、を有し、
   前記補正手段は、
   前記第１決定手段により前記第１の色ずれ補正値が決定される場合、前記第１の色ずれ補正値に基づいて色ずれ補正を行い、
   前記第２決定手段により前記第２の色ずれ補正値が決定される場合、前記第１決定手段により前回決定された第１の色ずれ補正値に前記第２決定手段により決定された前記第２の色ずれ補正値を加算した色ずれ補正値に基づいて色ずれ補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記転写体上の画像が転写される転写材を格納する格納手段をさらに有し、
   前記第三の温度検知手段は、前記格納手段に設けられることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記第三の温度検知手段は、機外の温度を検知する位置に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記第１決定手段は、第１および第２の種類の色ずれに対する第１の色ずれ補正値を決定し、
   前記第２決定手段は、前記第２の種類の色ずれに対する第２の色ずれ補正値を決定することなく、前記第１の種類の色ずれに対する第２の色ずれ補正値を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記第１の種類の色ずれは副走査方向において画像が形成される位置がずれることによって生じる色ずれであり、前記第２の種類の色ずれは副走査方向における傾きがずれることによって生じる色ずれであることを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記第二の温度検知手段は、前記第１の感光体の表面の温度または前記第１の感光体の近傍の温度を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置。
7. 前記第１の色ずれ補正値を更新するか否かを、前記第１決定手段により前回第１の色ずれ補正値が決定されてからのプリント枚数に基づいて制御する制御手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記プリント枚数が所定枚数に達した場合、前記画像形成手段に前記測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記測定用画像を測定させ、前記第１決定手段に前記第１の色ずれ補正値を更新させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置。
8. 前記第１の色ずれ補正値を更新するか否かを、前記第１決定手段により前回第１の色ずれ補正値が決定されてからの経過時間に基づいて制御する制御手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記経過時間が所定時間に達した場合、前記画像形成手段に前記測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記測定用画像を測定させ、前記第１決定手段に前記第１の色ずれ補正値を更新させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラー画像形成装置。

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