JP6594174B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置を備え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体を露光することにより、感光体上に潜像を形成し、形成された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。感光体上に形成されたトナー像は記録材、又は中間転写体上に転写され、定着器の熱や圧力により記録材に定着され、画像形成が完了した記録材が装置外に排出される。光走査装置は、光源、光源から出射された光ビームを偏向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体に導くレンズやミラー等が光学箱（筐体）に収容、保持された構成となっている。

現在、カラー複写機では、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体を露光する方式が主流となりつつある。この方式では、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おそれがある。加えて、光学箱内に発生する熱分布の影響により、光学箱の材質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おそれがある。このため、レンズやミラーの位置が変化し、各色の感光体へ導かれる光ビームの位置がそれぞれ変化するおそれがある。この状態で画像形成を行うと、色ずれが発生するおそれがある。このため、光走査装置内及び光走査装置周囲の複数個所に温度検知手段を設け、両者の温度を参照して、色ずれ量を補正する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成では、色ずれの主要因である光走査装置内と、画像形成装置内の２カ所に温度検知手段が設けられている。これにより、回転多面鏡を回転させるスキャナモータの自己昇温だけでなく、画像形成装置の他の発熱源の温度上昇や、画像形成装置の設置環境の温度変動を検知することができる。その結果、画像形成装置の稼動状況に依らず、高精度な色ずれ補正を行っている。

特開２０１３−０２０１４２号公報

しかし、光走査装置内や画像形成装置内に複数の温度検知手段を設けることで、コストアップするおそれがある。このため、光走査装置内及び画像形成装置の雰囲気の両者の温度変動を的確に検知し、かつ色ずれと相関のある箇所に温度検知手段を配置し、温度検知手段が一つでも精度の高い色ずれ補正を可能とする構成が求められている。

また、画像形成装置には、感光体周辺に結露ヒータを設ける構成があり、画像形成装置が停止状態にあるときも感光体の温度を低下させない方法を採用することがある。感光体の周辺に備えられる光走査装置は、結露ヒータの位置によっては局所的な煽り熱を受けるため、スキャナモータの自己昇温や画像形成装置内の雰囲気温度の変動とは異なる色ずれを示すことがある。したがって、一つの温度検知手段を設ける構成では、これらすべての温度変動を一つの温度検知手段により検知することが求められる。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、一つの温度検知手段によって、光走査装置、画像形成装置の雰囲気、結露ヒータ等の温度変動を検知することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）それぞれ異なる色のトナー像を担持する複数の感光体と、前記複数の感光体を露光するための光ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源から出射された複数の光ビームがそれぞれ対応する感光体を走査するように前記複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させるモータと、前記モータが取り付けられた基板と、を有する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームをそれぞれ対応する感光体に導く光学部材と、前記偏向手段及び前記光学部材が設置される設置面と、前記設置面から立設し前記偏向手段及び前記光学部材を取り囲む第一の側壁と、前記第一の側壁を取り囲む第二の側壁と、を有する筐体と、前記光ビームの走査方向において前記筐体に隣接して配置された熱源と、前記第一の側壁と前記第二の側壁の間に設けられた温度検知手段と、前記複数の感光体上のトナー像を記録紙に転写するための転写手段と、前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記複数の感光体から記録紙上に転写されるトナー像間の色ずれを補正する制御手段と、を備え、前記温度検知手段は、前記第二の側壁のうちの前記熱源と対向する部分と、前記第一の側壁のうち前記第二の側壁のうちの前記熱源と対向する部分と対向する部分と、の間に配置されていることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、一つの温度検知手段によって、光走査装置、画像形成装置の雰囲気、結露ヒータ等の温度変動を検知することができる。

実施例の画像形成装置の構成を示す図 実施例の光走査装置の構成を示す図 実施例の光走査装置と結露ヒータを示す図 実施例の温度センサの位置を示す図 実施例の温度センサの位置を示す図 実施例の昇温モードを示す図 実施例の温度と色ずれ量の関係を示す図 実施例の色ずれ補正の効果を示す図 実施例の画像形成装置のブロック図 実施例の光走査装置を上から見た図 実施例の色ずれ検出用トナー像を示す図 実施例の色ずれ補正処理を示すフローチャート 実施例の各色の画像データの転送タイミングを示す図

以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。なお、以下の説明において、後述する回転多面鏡の回転軸方向をＺ軸方向、光ビームの走査方向である主走査方向又は反射ミラーの長手方向をＹ軸方向、Ｙ軸及びＺ軸に垂直な方向をＸ軸方向とする。

［画像形成装置の構成］
図１は、実施例の電子写真方式の画像形成装置１００の概略断面図である。図１に示す画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成する４基の画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋを備える。以降、各色を表す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、必要な場合を除き省略する。画像形成部１０１は、それぞれ感光体である感光ドラム１０２を備える。感光ドラム１０２は、水平方向（Ｘ軸方向）において異なる位置に配置されている。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、感光ドラム１０２上（感光体上）の静電潜像をトナーにより現像する現像装置１０４を備える。更に、各画像形成部１０１は、感光ドラム１０２上の残留した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を備える。

画像形成装置１００の本体には、転写ローラ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋ、中間転写ベルト１０６、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、記録材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、Ｚ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。光走査装置２００は、各感光ドラム１０２に対して重力方向下側（−Ｚ軸方向）に配置されている。なお、光走査装置２００は、重力方向上側（＋Ｚ軸方向）から感光ドラム１０２を露光するように配置されてもよい。中間転写ベルト１０６は、図中、矢印方向（反時計回り方向）に回転する。

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１０３Ｙ、１０３Ｍによってそれぞれ帯電された第一の感光体である感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍを露光する光ビームＬＹ、ＬＭを出射する。光走査装置２００は、帯電装置１０３Ｃ、１０３Ｂｋによってそれぞれ帯電された第二の感光体である感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｂｋを露光する光ビームＬＣ、ＬＢｋを出射する。光ビームが照射される（露光される）ことで感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上には静電潜像が形成される。

現像装置１０４Ｙは、感光ドラム１０２Ｙ上に形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。現像装置１０４Ｍは、感光ドラム１０２Ｍ上に形成された静電潜像をマゼンタのトナーによって現像する。現像装置１０４Ｃは、感光ドラム１０２Ｃ上に形成された静電潜像をシアンのトナーによって現像する。現像装置１０４Ｂｋは、感光ドラム１０２Ｂｋ上に形成された静電潜像をブラックのトナーによって現像する。

感光ドラム１０２Ｙ上に形成されたイエローのトナー像は、転写部Ｔｙにおいて転写ローラ１０５Ｙによって中間転写体である中間転写ベルト１０６に転写される。クリーニング装置１１１Ｙは、感光ドラム１０２Ｙの回転方向の転写部Ｔｙと帯電装置１０３Ｙ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１０２Ｙ上に残留したトナーを回収する。感光ドラム１０２Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像は、転写部Ｔｍにおいて転写ローラ１０５Ｍによって中間転写ベルト１０６に転写される。クリーニング装置１１１Ｍは、感光ドラム１０２Ｍの回転方向の転写部Ｔｍと帯電装置１０３Ｍ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１０２Ｍ上に残留したトナーを回収する。

感光ドラム１０２Ｃ上に形成されたシアンのトナー像は、転写部Ｔｃにおいて転写ローラ１０５Ｃによって中間転写ベルト１０６に転写される。クリーニング装置１１１Ｃは、感光ドラム１０２Ｃの回転方向の転写部Ｔｃと帯電装置１０３Ｃ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１０２Ｃ上に残留したトナーを回収する。感光ドラム１０２Ｂｋ上に形成されたブラックのトナー像は、転写部ＴＢｋにおいて転写ローラ１０５Ｂｋによって中間転写ベルト１０６に転写される。クリーニング装置１１１Ｂｋは、感光ドラム１０２Ｂｋの回転方向の転写部ＴＢｋと帯電装置１０３Ｂｋ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１０２Ｂｋ上に残留したトナーを回収する。本実施例のクリーニング装置１１１は、感光ドラム１０２に当接するブレードを備え、このブレードによって感光ドラム上に残留したトナーを掻き取ることによって、残留トナーを回収する。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に伴い、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によって記録紙の位置と転写部Ｔｓへの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転写部Ｔｓに供給される。即ち、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搬送手段として機能する。更に、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に相当する。

中間転写ベルト１０６上に転写されたトナー像と、搬送ローラ１２１から搬送された記録紙が転写部Ｔｓに搬送されると、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。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、記録材を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、トナー像を定着した記録材は排紙部１１０に排紙される。即ち、画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋと中間転写ベルト１０６と転写ローラ１０７は、Ｚ軸方向において収容部１０９と排紙部１１０との間に配置される画像形成手段として機能する。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。

画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０６の回転方向に関し、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、ブレードによって中間転写ベルト１０６上に残留したトナーを掻き取る。これにより、クリーニング装置１１２は、転写部Ｔｓにおい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。

［光走査装置］
図２は本実施例の光走査装置２００を示す概略斜視図である。光走査装置２００の内部及び外周部には、レーザ光を出射する光源が搭載された光源ユニット６１、レーザ光を反射、偏向する回転多面鏡４１、回転多面鏡４１を駆動させるスキャナモータ４２が設置されている。回転多面鏡４１及びスキャナモータ４２は、基板４５に取り付けられており、回転多面鏡４１、スキャナモータ４２及び基板４５は、偏向手段である偏向器として機能する。また、光走査装置２００の内部には、レーザ光を被走査面上へ案内し、結像するために必要な光学レンズ６０（６０ａ、６０ｂ）、反射ミラー６２が設置されている。これらは、筐体である光学箱９０に設置されている。

回転多面鏡４１により偏向走査された光は、主走査方向に強くパワーを有する第一のレンズ６０ａを通過した後、副走査方向に強くパワーを有する第二のレンズ６０ｂに案内されるよう構成されている。その後、反射ミラー６２により少なくとも１回反射された光は、被走査面である感光ドラム１０２へと案内されて結像される。第一のレンズ６０ａ、第二のレンズ６０ｂ及び反射ミラー６２は、光学部材を構成する。第一のレンズ６０ａは、回転多面鏡４１によって偏向されたレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋを感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに導くレンズ及び反射ミラーのうち、レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋが最初に入射するレンズである。

光学箱９０は、偏向器及び光学部材が設置される設置面と、設置面から立設し偏向器及び光学部材を取り囲む第一の側壁である内壁７２と、内壁７２を取り囲む第二の側壁である外壁７１とを有する。光学箱９０を構成する側壁は、スキャナモータ４２又は画像形成装置１００の様々な駆動源から発生する振動に対して強くするために、外壁７１と内壁７２の二重壁構造になっている。スキャナモータ４２を駆動させるモータ束線４３は外壁７１と内壁７２の間を通してレーザ光の発光を制御するレーザ基板８７２に連結されており、スキャナモータ４２の駆動も併せて制御している。

図３は図２で示した光走査装置２００にカバー２０１を装着した図である。カバー２０１には４つのガラス窓２０２が備えられており、それぞれからＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの感光ドラム１０２に対応するレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋ（図１参照）が出射される。光走査装置２００は、カバー２０１を装着した状態で画像形成装置１００に設置される。

また、図３では熱源である結露ヒータ５００の位置も併せて示す。結露ヒータ５００は、回転多面鏡４１に対して光源が設けられた側とは反対側に取り付けられる。画像形成装置１００では、例えばユーザが低温環境から暖房等によって部屋の温度を上昇させたときに、感光ドラム１０２が結露して画像不良が発生する場合がある。その対策として、感光ドラム１０２周辺に結露ヒータ５００を設け、画像形成装置１００が画像形成を行っていないような停止状態にあるときも感光ドラム１０２の温度を低下させないようにしている。結露ヒータ５００は、不図示の結露ヒータホルダによって画像形成装置１００内に取り付けられ、光走査装置２００の側面（外壁７１）から隙間を空けた位置、言い換えれば所定の距離をおいて配置される。この位置に配置することで、感光ドラム１０２の結露を防止する効果を奏すると共に、画像形成装置１００を大型化することなく結露ヒータ５００の設置を可能とする。結露ヒータ５００は上述したように、画像形成動作を行っていないような画像形成装置１００の温度が低いときに感光ドラム１０２を温め、感光ドラム１０２の結露を防止する。このため、画像形成装置１００が停止しているときに結露ヒータ５００はオンされ、画像形成装置１００が稼働しており画像形成装置１００内の温度が昇温する際には、結露ヒータ５００は不要となるため、結露ヒータ５００はオフされる。これにより、結露ヒータ５００による保温が不要な場合には、省電力を実現できる。

［温度センサの位置］
図４は本実施例の温度センサを示した図である。なお、見易さのため、図２で説明した符号の一部を省略している。図４（ａ）は光走査装置２００のカバー２０１を外した状態を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）の四角い枠線で囲った部分を拡大した図である。本実施例の温度センサ３００は、次の３つの条件を満たす位置に設けられている。
〔１〕光学箱９０の外壁７１と内壁７２の間
〔２〕結露ヒータ５００が設置された側面側
〔３〕回転多面鏡４１からの距離Ｌが最も近い位置
〔１〕の条件は、画像形成装置１００内の雰囲気温度の温度変動を検知することを目的としている。〔２〕の条件は、結露ヒータ５００の温度変動を検知することを目的としている。〔３〕の、結露ヒータ５００が設けられた側の位置の中で、回転多面鏡４１からの距離が最も短くなる位置という条件は、光走査装置２００内の温度変動を検知することを目的としている。なお、温度センサ３００は、光学箱９０の外壁７１と内壁７２の間の、結露ヒータ５００が設置された側面側で、２つの第一のレンズ６０ａの長手方向の延長線で囲まれる範囲内に設置されてもよい。

温度センサ３００には束線３１０が連結されており、束線３１０がばらけることがないように、不図示の結束バンドによって、モータ束線４３と共にまとめられている。また、外壁７１には、温度センサ３００が画像形成装置１００の雰囲気温度及び結露ヒータ５００の温度を正しく検知できるよう、外壁７１を貫通する穴である貫通穴２１０が備えられている。図５は、外壁７１に設けられた貫通穴２１０を示す図である。本実施例では、貫通穴２１０は、角丸の矩形となっているが、温度センサ３００が画像形成装置１００の雰囲気温度及び結露ヒータ５００の温度を正しく検知できるような形状であれば、他の形状の貫通穴であってもよい。このように、本実施例では、光走査装置２００の二重壁である外壁７１及び内壁７２の間に温度センサ３００を設け、外壁７１に貫通穴２１０を備える構成である。これにより、温度センサ３００が、画像形成装置１００内の雰囲気温度及び結露ヒータ５００の温度変動を測定できるようにしている。

［色ずれと温度変化量の相関性］
図６は本実施例において想定している光走査装置２００の温度変動の要因となる３つの昇温パターンを示す図である。図６（ａ）は、温度変動のうち、光走査装置２００のスキャナモータ４２による自己昇温を示しており、昇温部は光走査装置２００の中央に設けられたスキャナモータ４２による領域Ａとなる。図６（ｂ）は、温度変動のうち、画像形成装置１００内の雰囲気温度が変化した様子を示しており、光走査装置２００全体が昇温する場合を示し、昇温部は光走査装置２００全体の領域Ｂとなる。図６（ｃ）は、温度変動のうち、結露ヒータ５００による昇温を示しており、結露ヒータ５００が設けられた光走査装置２００の側面が局所的に昇温し、昇温部は領域Ｃとなる。なお、図６（ａ）のように領域Ａが昇温する状態をモードＡ、図６（ｂ）のように領域Ｂが昇温する状態をモードＢ、図６（ｃ）のように領域Ｃが昇温する状態をモードＣという。

図７は、図６（ａ）のモードＡから図６（ｃ）のモードＣにおける、外壁７１と内壁７２の間（以下、二重壁内ともいう）に設置された温度センサ３００により検知した昇温量と色ずれ量（変動量）を示した図である。いずれも横軸は温度変動［℃］を示し、縦軸は色ずれ量［μｍ］を示す。比較のため、光走査装置２００内の回転多面鏡４１近傍に温度センサを設置した場合に検知した昇温量（温度変動）と色ずれ量も併せて示す。

図７（ａ）では、画像形成装置１００の電源をオフにして十分に時間が経過した状態から、印刷動作を連続して行った場合の昇温量と色ずれの変動を示した結果である。ややばらつきはあるものの、回転多面鏡４１の近傍及び二重壁内のどちらにおいても、温度が上昇するにつれて色ずれ量が線形に変動していることがわかる。図７（ａ）では、二重壁内及び回転多面鏡４１のいずれで検知した場合でも、温度変動が大きくなるほど色ずれ量も大きくなっている。また、実際の昇温量で見てみると、回転多面鏡近傍では４．５℃程度昇温しているのに対し、二重壁内での昇温量は３℃弱程度である。このことから、モードＡの温度変動に対しては、回転多面鏡４１近傍の方がより温度変動を捉えていることがわかる。

図７（ｂ）では、画像形成装置１００を設置した環境温度（雰囲気温度）を１５℃変動させたときの色ずれ量と回転多面鏡４１近傍及び二重壁内の温度変動を示したものである。図７（ａ）と同様に、両者共に昇温量と色ずれ量には線形相関があることがわかる。図７（ｂ）では、二重壁内及び回転多面鏡４１のいずれで検知した場合でも、温度変動が大きくなるほど色ずれ量も大きくなっている。温度変動を見てみると、回転多面鏡４１近傍よりも、二重壁内の方が昇温しており、画像形成装置１００の雰囲気温度が変化する場合には、二重壁内の方が温度変動を捉えていることがわかる。

図７（ｃ）は、画像形成装置１００の電源がオフされた状態で結露ヒータ５００をオンし、十分に時間が経過してから、印刷を連続で行った際の昇温量と色ずれ量を示した図である。画像形成装置１００の電源がオンされると共に結露ヒータ５００はオフされる。そのため、光走査装置２００は結露ヒータ５００がオフした影響を受けて温度が低下していき、画像形成装置１００が十分に稼働するとその温度は一定になる。図７（ｃ）に示す結果は、その温度低下域での状態を示している。回転多面鏡４１近傍の温度と色ずれ量の関係を見ると、回転多面鏡４１近傍では温度が略変化していないにも関わらず、色ずれ量が変動していることがわかる。即ち、回転多面鏡４１近傍では、結露ヒータ５００に起因する温度変動を捉えていないことがわかる。

光走査装置２００は、図６（ａ）に示したように、回転多面鏡４１の回転と共に光走査装置２００の中央（領域Ａ）から昇温していく。一方で、結露ヒータ５００によって全体的に昇温していた光走査装置２００が、結露ヒータ５００がオフされたことによって、全体的に冷却していく。このため、スキャナモータ４２の昇温が光学箱９０全体に伝わって色ずれが発生するよりも前に、光学箱９０が冷却してしまう。そのため、回転多面鏡４１近傍は、結露ヒータ５００がオフされたことによる冷却と同等の昇温をするものの、色ずれ量はスキャナモータ４２の昇温よりも結露ヒータ５００がオフされたことの影響を受けて変動してしまう。

一方で、二重壁内の温度センサ３００により検知された温度は、図７（ａ）で示したようにスキャナモータ４２の昇温の影響が少ないため、結露ヒータ５００がオフされたことによる影響の方が支配的になる。これにより、図７（ｃ）の矢印で示すように、結露ヒータ５００がオフされた影響を受け温度が低下するため、色ずれ量との相関が高くなっている。

以上のことから、回転多面鏡４１近傍で温度変動を検知した場合は、モードＡ及びモードＢの温度変動に対しては高い相関を示すが、モードＣの温度変動に対しては相関が低くなる。一方、本実施例の二重壁内で温度変動を検知した場合には、モードＡ及びモードＢの温度変動に対して高い相関を示すだけでなく、モードＣの温度変動に対しても高い相関を示すことがわかる。

［色ずれ補正効果］
図８は、図７で示した色ずれ量と温度変動の関係に加え、温度変動による色ずれ補正を実施した後の色ずれ補正残差を示した図である。図８（ａ）から図８（ｃ）は、図７（ａ）から図７（ｃ）に対応している。また、図８の左側は、回転多面鏡４１近傍で温度変動を検知した場合に、その検知結果に基づき色ずれ補正を実施した場合を示す。図８の右側は、本実施例の二重壁内で温度変動を検知した場合に、その検知結果に基づき色ずれ補正を実施した場合を示す。

まず、左上の図８（ａ）「回転多面鏡近傍」のグラフについて説明する。図７（ａ）のモードＡの昇温に対して、回転多面鏡４１近傍の温度変動と色ずれ量を再掲したものが「補正前」のグラフである。回転多面鏡４１近傍の「補正前」のグラフを線形近似すると、「補正前」のグラフは、「ｙ＝１４ｘ」で近似することができる。ここで、「ｙ＝１４ｘ」は、温度変動１℃あたり１４μｍの色ずれが発生することを意味し、以下の線形近似も同様である。また、図７（ｂ）のモードＢの昇温に対して、回転多面鏡４１近傍の温度変動と色ずれ量を再掲したものが図８（ｂ）「回転多面鏡近傍」の「補正前」のグラフであり、「ｙ＝３２ｘ」で近似することができる。更に、図７（ｃ）のモードＣの昇温に対して、回転多面鏡４１近傍の温度変動と色ずれ量を再掲したものが図８（ｃ）「回転多面鏡近傍」の「補正前」のグラフであり、「ｙ＝−８３ｘ」で近似することができる。これらの「補正前」のグラフを、ある一つの式により近似し、温度変動に応じて色ずれ量を線形補正した後の色ずれ量が、「補正後」の各グラフである。即ち、回転多面鏡４１近傍で検知した温度変動に基づき色ずれ量を補正した後の最終的な色ずれ量が、「補正後」のグラフに相当する。

このようにして色ずれ量を補正した場合、図８（ａ）「回転多面鏡近傍」では、補正後の色ずれ量が概ね±１０μｍの範囲内に抑えられていることがわかる。また、図８（ｂ）「回転多面鏡近傍」では、補正後の色ずれ量が概ね±２５μｍの範囲内に抑えられていることがわかる。ところが、図８（ｃ）「回転多面鏡近傍」では、上述したように回転多面鏡４１近傍での温度変動と色ずれ量の相関性が低い。このため、図８（ｃ）「回転多面鏡近傍」の温度に基づいて色ずれ量を補正しても、−１００〜５０μｍ程度の補正残差が生じてしまう。

次に、本実施例の二重壁内に温度センサ３００を設けた場合について説明する。図７（ａ）のモードＡの昇温に対して、二重壁内の温度変動と色ずれ量を再掲したものが図８（ａ）「二重壁内」の補正前のグラフであり、「ｙ＝２７ｘ」で近似することができる。また、図７（ｂ）のモードＢの昇温に対して、二重壁内の温度変動と色ずれ量を再掲したものが図８（ｂ）「二重壁内」の補正前のグラフであり、「ｙ＝２３ｘ」で近似することができる。更に、図７（ｃ）のモードＣの昇温に対して、二重壁内の温度変動と色ずれ量を再掲したものが図８（ｃ）「二重壁内」の補正前のグラフであり、「ｙ＝２２ｘ」で近似することができる。これらの「補正前」のグラフを、例えば「ｙ＝２６ｘ」で線形近似し、温度変動に応じて色ずれ量を線形補正した後の色ずれ量が、「補正後」の各グラフである。

このようにして色ずれ量を補正した場合、図８（ａ）「二重壁内」では、補正後の色ずれ量が±１０μｍの範囲内に抑えられることがわかる。また、図７（ｂ）のモードＢの昇温に対しては、図８（ｂ）「二重壁内」では、補正後の色ずれ量が概ね±２５μｍの範囲内に抑えられていることがわかる。更に、図８（ｃ）「二重壁内」に設置された温度センサ３００による検知結果に基づいて色ずれ量を補正した場合にも、補正後の色ずれ量が±１０μｍの範囲内に低減されていることがわかる。

以上のことから、どのモードにおいても色ずれ量と相関の高い二重壁内に温度センサ３００を設けることで、光走査装置２００の昇温（モードＡ）、画像形成装置１００の雰囲気温度の昇温（モードＢ）による色ずれを精度よく補正することができる。更に、本実施例では、結露ヒータ５００による昇温（モードＣ）にも対応することができ、画像形成装置１００における色ずれが発生するあらゆる昇温モードにおいても高精度な色ずれ補正を実施することが可能となる。

［色ずれ量の補正］
（画像形成装置のブロック図）
ここで、本実施例の色ずれ補正処理について説明する。図９は、本実施例の画像形成装置１００のブロック図である。コントローラユニット８００は、画像形成装置１００各部の制御を行うＣＰＵ８０１を備えている。ＣＰＵ８０１は、ＲＯＭ８０２に記憶された各種プログラムに従って、各種プログラムを実行する際の作業領域としてＲＡＭ８０３を使用しながら、画像形成装置１００各部を制御する。また、ＲＯＭ８０２には、上述した近似式（例えば、ｙ＝２６ｘ）が記憶されており、ＣＰＵ８０１は、温度センサ３００の検知結果と近似式とから色ずれ量を求める。なお、ＲＯＭ８０２に温度変動と色ずれ量を対応づけたテーブルが保持されている構成としてもよい。ＣＰＵ８０１は、温度センサ３００により温度を検知すると、ＲＯＭ８０２に保持されているテーブルから色ずれ量を求める。ＣＰＵ８０１は、入力された画像データに基づいて、光走査装置２００や作像エンジン１０を制御して、記録材Ｐに画像形成を行う。

光走査装置２００は、ＡＳＩＣ８０４を有しており、ＡＳＩＣ８０４は、レーザドライバ８０５や駆動制御ＩＣ８０９を制御する。具体的には、ＡＳＩＣ８０４は、レーザダイオード（以下、ＬＤとする）８０７の発光又は非発光を、レーザドライバ８０５を介して制御する。ここで、ＬＤ８０７は、光ビームＬＹ、ＬＭを出射するＬＤ８０７（Ｙ、Ｍ）と、光ビームＬＣ、ＬＢｋを出射するＬＤ８０７（Ｃ、Ｂｋ）のことをいう（図１０参照）。また、ＡＳＩＣ８０４は、スキャナモータ４２から入力されたＦＧ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）信号に基づいて、駆動制御ＩＣ８０９に加速信号（ＡＣＣと図示）又は減速信号（ＤＥＣと図示）を出力する。駆動制御ＩＣ８０９は、入力された加速信号又は減速信号に基づいてスキャナモータ４２を制御することで、回転多面鏡４１の駆動を制御する。

光走査装置２００は、ＢＤ８０８を有している。本実施例のＢＤ８０８は、図１０に示すように、シアン色及びブラック色のＬＤ８０７（Ｃ、Ｂｋ）が搭載されたレーザ基板８７２上に搭載されている。ここで、図１０は、光走査装置２００をＺ軸の＋方向から見た主要な構成のみを示した図である。図１０には、光ビームの光路を一点鎖線で示している。本実施例では、ＢＤ８０８には、ブラック色の光ビームＬＢｋが入射される。ＡＳＩＣ８０４は、ＢＤ８０８から出力されるＢＤ信号に基づいて、シアン色の光ビームＬＣの出射のタイミング及びブラック色の光ビームＬＢｋの出射のタイミングをそれぞれ制御する。これらの出射タイミングを制御することによって、Ｙ軸方向におけるイエローのトナー像の書き出し位置、マゼンタのトナー像の書き出し位置、シアンのトナー像の書き終わり位置、及びブラックのトナー像の書き終わり位置を互いに略一致させることができる。また、これらの出射タイミングを制御することによって、Ｙ軸方向におけるイエローのトナー像の書き終わり位置、マゼンタのトナー像の書き終わり位置、シアンのトナー像の書き出し位置、及びブラックのトナー像の書き出し位置を略一致させることができる。また、ＣＰＵ８０１からＡＳＩＣ８０４に転送されるシアン色及びブラック色の画像データの転送タイミングもＢＤ信号に基づき開始されるため、ＢＤ信号は、ＣＢｋ用転送信号ともいえる。

また、ＡＳＩＣ８０４は、ＢＤ８０８から出力されたＢＤ信号をＣＰＵ８０１に出力し、ＣＰＵ８０１は、ＡＳＩＣ８０４から入力されたＢＤ信号に基づいて、ＹＭ用転送信号を生成してＡＳＩＣ８０４に出力する。ＡＳＩＣ８０４は、入力されたＹＭ用転送信号に基づいて、イエロー色の光ビームＬＹの出射タイミング及びマゼンタ色の光ビームＬＭの出射タイミングをそれぞれ制御する。また、ＣＰＵ８０１からＡＳＩＣ８０４に転送されるイエロー色及びマゼンタ色の画像データの転送タイミングもＹＭ用転送信号に基づき開始される。ここで、ＹＭ用転送信号は、ＡＳＩＣ８０４がＢＤ信号に基づいて生成する構成としてもよい。なお、図１０に示すように、光ビームＬＹ、ＬＭは回転多面鏡４１に対して斜めに入射するため、光ビームＬＢｋが入射するＢＤ８０８から出力されるＢＤ信号に同期して光ビームＹ、Ｍを出射するとずれが生じてしまう。このため、光ビームＹ、Ｍの出射タイミングは、ＢＤ信号に基づいて生成されるＹＭ用転送信号に同期させている。イエロー色及びマゼンタ色の画像データの転送タイミングについても同様である。Ｙ、Ｍの回転多面鏡４１への入射角は設計上決まっているため、ＹＭ用転送信号の生成タイミングも予め決定される。センサ３０については後述する。

（色ずれ検出用トナー像）
図１１は、本実施例の色ずれ検出用トナー像を示す図であり、図１のＺ軸−方向から見た中間転写ベルト１０６を示す図である。ＣＰＵ８０１は、色ずれ補正を行う際には、中間転写ベルト１０６上に図１１に示す色ずれ検出用トナー像を形成する。なお、色ずれ検出用トナー像の情報は、予めＲＯＭ８０２に記憶されているものとする。中間転写ベルト１０６上に形成された色ずれ検出用トナー像は、センサ３０により検出される。

色ずれ検出用トナー像は、例えば、中間転写ベルト１０６の主走査方向（Ｙ軸方向）における両端部と中央部に形成され、色ずれ検出用トナー像が形成された位置に対向して設けられたセンサ３０により検出される。センサ３０は、より詳細には、中間転写ベルト１０６の両端部に形成された色ずれ検出用トナー像を検出するセンサ３０Ｆ、３０Ｒと、中央部に形成された色ずれ検出用トナー像を検出するセンサ３０Ｃを有している。

色ずれ検出用トナー像は、例えば、中間転写ベルト１０６の搬送方向先頭から、イエロー色のパッチ１３０Ｙ、マゼンタ色のパッチ１３０Ｍ、シアン色のパッチ１３０Ｃ、ブラック色のパッチ１３０Ｂｋから構成されている。これらのパッチ１３０Ｙ〜１３０Ｂｋが主走査方向に対して所定の傾きをもって形成されたパターン１３０が、中間転写ベルト１０６の搬送方向に所定の長さ分繰り返し形成される。

センサ３０は、各パッチ１３０Ｙ〜１３０Ｂｋのエッジを検出し、検出結果をＣＰＵ８０１に出力する。ＣＰＵ８０１は、例えば、イエロー色のパッチ１３０Ｙを基準として、他の色のパッチ１３０Ｍ〜１３０Ｂｋまでのエッジをそれぞれ検出し、イエロー色に対する各色の色ずれ量を求める。ＣＰＵ８０１は、求めた色ずれ量に基づいて、イエロー色に対する各色の補正量（以下、色ずれ補正基準値という）を設定する。なお、色ずれ検出用トナー像をセンサ３０により検出することによってＣＰＵ８０１が設定した色ずれ補正基準値には、上述したモードＡからモードＣの温度変化に起因する色ずれの情報は考慮されていない。

（色ずれ補正処理）
図１２（ａ）は、ＣＰＵ８０１が実行する本実施例の色ずれ補正処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ８０１は、画像形成装置１００の電源が投入されると以下の処理を開始する。ステップ（以下、Ｓとする）１１１でＣＰＵ８０１は、画像形成装置１００の各ユニットの動作を開始させる。Ｓ１１２でＣＰＵ８０１は、画像形成を行うことが可能となったか否かを判断し、可能となっていないと判断した場合は処理をＳ１１２に戻す。Ｓ１１２でＣＰＵ８０１は、画像形成を行うことが可能になったと判断した場合、Ｓ１１３で中間転写ベルト１０６上に図１１に示す色ずれ検出用トナー像を形成する。Ｓ１１４でＣＰＵ８０１は、上述したように、センサ３０により色ずれ検出用トナー像を検出した結果に基づいて、色ずれ補正基準値を設定する。Ｓ１１５でＣＰＵ８０１は、画像形成を行う。なお、Ｓ１１５の処理は後述する。

Ｓ１１６でＣＰＵ８０１は、色ずれ検出用トナー像の画像形成が必要か否かを判断する。Ｓ１１６でＣＰＵ８０１は、色ずれ検出用トナー像の画像形成が必要であると判断した場合には、Ｓ１１３の処理に戻る。例えば、ＣＰＵ８０１は、不図示のカウンタによりカウントした画像形成が行われた記録シートＰの枚数が、１０００枚等、所定の枚数に達した場合に、色ずれ検出用トナー像の画像形成が必要であると判断する。また、ＣＰＵ８０１は、温度センサ３００とは異なる画像形成装置１００内に設置された温度検知手段による検知結果に基づいて、色ずれ検出用トナー像の画像形成が必要であると判断する。Ｓ１１６でＣＰＵ８０１は、色ずれ検出用トナー像の画像形成が必要ではないと判断した場合には、Ｓ１１７の処理に進む。Ｓ１１７でＣＰＵ８０１は、次の画像形成のジョブがないか否かを判断し、次のジョブがあると判断した場合は処理をＳ１１５に戻す。Ｓ１１７でＣＰＵ８０１は、次のジョブがないと判断した場合は処理を終了する。

図１２（ｂ）は、ＣＰＵ８０１が図１２（ａ）のＳ１１５の処理で実行する画像形成処理を示すフローチャートである。Ｓ１１５−１でＣＰＵ８０１は、図７、図８で説明したように、温度センサ３００の検知結果に基づいて、モードＡからモードＣの温度変化に起因する色ずれ量を算出する。例えば、温度センサ３００の検知結果から温度変動が約４℃であった場合、色ずれ量が約０．１ｍｍと算出されたとする。なお、図９では、温度センサ３００の検知結果は、ＡＳＩＣ８０４を介してＣＰＵ８０１に出力されているが、温度センサ３００の検知結果を直接ＣＰＵ８０１に出力する構成としてもよい。

Ｓ１１５−２でＣＰＵ８０１は、Ｓ１１４で求めた色ずれ補正基準値と、Ｓ１１５−１で算出した温度センサ３００の検知結果に基づく色ずれ量に基づいて、色ずれ補正条件を決定する。Ｓ１１５−３でＣＰＵ８０１は、Ｓ１１５−２で決定された色ずれ補正条件に基づいて、ＡＳＩＣ８０４への画像データの出力のタイミング（転送タイミングともいう）を設定する。

ここで、図１３を用いて、ＣＰＵ８０１からＡＳＩＣ８０４への各色の画像データの転送タイミングの制御について説明する。図１３（ａ）は、図１２（ａ）のＳ１１４の処理を実行して得られた色ずれ補正基準値に基づく補正後の各色の画像データの転送タイミングを示す図である。即ち、図１３（ａ）では、モードＡからモードＣの温度変化に起因する色ずれ量は考慮されていない。図１３（ａ）（ｉ）は、ＢＤ８０８が出力するＢＤ信号（ＣＢｋ用転送信号）を示す。図１３（ａ）（ｉｉ）は、ＣＰＵ８０１が生成するＹＭ用転送信号を示す。

図１３（ａ）（ｉｉｉ）は、ＣＰＵ８０１からＡＳＩＣ８０４に出力される各色の画像データの転送タイミングを示す図である。より詳細には、ＤＡＴＡ＿Ｙはイエロー色の画像データ、ＤＡＴＡ＿Ｍはマゼンタ色の画像データ、ＤＡＴＡ＿Ｃはシアン色の画像データ、ＤＡＴＡ＿Ｂｋはブラック色の画像データをそれぞれ示す。六角形は各色用転送信号に応じてＣＰＵ８０１からＡＳＩＣ８０４に転送される１走査分のデータを示す。「ｓｃａｎ１」等は記録材Ｐに形成される画像に対応する画像データを示し、「Ｄ」は記録材Ｐに形成される画像に対応する画像データがないことを示す。

例えば、ＣＰＵ８０１は、Ｓ１１４で色ずれ補正基準値に基づいて、マゼンタ色の画像データの転送を、イエロー色の画像データの転送開始から２走査分遅らせて開始させている。また、ＣＰＵ８０１は、シアン色の画像データの転送を、イエロー色の画像データの転送開始から１０走査分、ブラック色の画像データの転送を１５走査分遅らせて、それぞれ開始させている。なお、図１３（ａ）（ｉ）、図１３（ａ）（ｉｉ）の「Ｙ書き出し開始周期」等は、各色の光ビームの照射を開始するタイミングを示している。図１３（ａ）（ｉｉｉ）の画像データの転送を開始するタイミングは、画像データの転送における時間遅延等を考慮して、各色の書き出し開始周期よりも少なくとも１周期前に開始されるようにしている。

図１３（ｂ）は、Ｓ１１５−３で設定された画像データの出力タイミングを示す図であり、図１３（ｂ）（ｉ）〜図１３（ｂ）（ｉｉｉ）は、図１３（ａ）（ｉ）〜図１３（ａ）（ｉｉｉ）に対応している。例えば、温度センサ３００の検知結果に基づき求められた色ずれ量が約０．１ｍｍとなったとする。例えば、６００ｄｐｉの画像形成装置を想定している場合、色ずれ量０．１ｍｍは約２走査分に相当する。このため、図１３（ｂ）（ｉｉｉ）に示すように、マゼンタ色の画像データの転送は、図１３（ａ）（ｉｉｉ）から更に２走査分遅らせて、イエロー色の画像データの転送開始から４走査分後のタイミングで開始される。

なお、シアン色、ブラック色の走査方向は、図１０に示すようにイエロー色、マゼンタ色の走査方向とは逆向きであるため、マゼンタ色をずらす方向と、シアン色、ブラック色をずらす方向は逆になる。このため、シアン色、ブラック色の画像データの転送は、図１３（ａ）（ｉｉｉ）からそれぞれ２走査分早くして開始される。具体的には、シアン色の画像データの転送は、図１３（ａ）（ｉｉｉ）から２走査分早くして、イエロー色の画像データの転送開始から８走査分後のタイミングで開始される。ブラック色の画像データの転送は、図１３（ａ）（ｉｉｉ）から２走査分早くして、イエロー色の画像データの転送開始から１３走査分後のタイミングで開始される。なお、図１３では、説明を簡易にするために、各感光ドラム１０２間の距離を差し引いて記載している。

図１２（ｂ）の説明に戻る。Ｓ１１５−４でＣＰＵ８０１は、図１３（ｂ）（ｉｉｉ）で説明したように、センサ３０により色ずれ検出用トナー画像を検出した結果と、温度センサ３００により温度を検知した結果とに基づく色ずれ補正量に基づいて、ＡＳＩＣ８０４に画像データを出力する。

なお、本実施例では、中間転写ベルト１０６上に図１１の色ずれ検出用トナー像を形成して色ずれの検知結果に基づき、色ずれ補正基準値を求め、更に、温度センサ３００の検知結果に基づく補正を行っている。しかし、例えば、中間転写ベルト１０６上に色ずれ検出用トナー像を形成しない構成としてもよい。即ち、温度センサ３００の検知結果に基づき、色ずれ補正を行う構成としてもよい。これにより、色ずれ検出用トナー像を形成することによるトナーの使用量を低減でき、また、この工程によるダウンタイムを低減できる。

また、本実施例では、温度センサ３００の検知結果を、色ずれの補正に用いている。しかし、例えば、画像形成装置１００における印刷濃度や、階調性といった画質調整、又はトナーの熱凝固を防ぐための昇温制御等、色ずれ以外の補正、調整に用いてもよい。したがって、本実施例の構成は、カラー画像形成装置に限定されるものではなく、二重壁内に設置された温度検知手段による検知結果に基づき制御を行う画像形成装置であれば適用できる。

以上、本実施例によれば、一つの温度検知手段によって、光走査装置、画像形成装置の雰囲気、結露ヒータ等の温度変動を検知することができる。

４１ 回転多面鏡
４２ スキャナモータ
７１ 外壁
７２ 内壁
９０ 光学箱
３００ 温度センサ
５００ 結露ヒータ
８０１ ＣＰＵ

Claims (8)

1. それぞれ異なる色のトナー像を担持する複数の感光体と、
   前記複数の感光体を露光するための光ビームを出射する複数の光源と、
   前記複数の光源から出射された複数の光ビームがそれぞれ対応する感光体を走査するように前記複数の光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させるモータと、前記モータが取り付けられた基板と、を有する偏向手段と、
   前記偏向手段によって偏向された前記複数の光ビームをそれぞれ対応する感光体に導く光学部材と、
   前記偏向手段及び前記光学部材が設置される設置面と、前記設置面から立設し前記偏向手段及び前記光学部材を取り囲む第一の側壁と、前記第一の側壁を取り囲む第二の側壁と、を有する筐体と、
   前記光ビームの走査方向において前記筐体に隣接して配置された熱源と、
   前記第一の側壁と前記第二の側壁の間に設けられた温度検知手段と、
   前記複数の感光体上のトナー像を記録紙に転写するための転写手段と、
   前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記複数の感光体から記録紙上に転写されるトナー像間の色ずれを補正する制御手段と、
   を備え、
   前記温度検知手段は、前記第二の側壁のうちの前記熱源と対向する部分と、前記第一の側壁のうち前記第二の側壁のうちの前記熱源と対向する部分と対向する部分と、の間に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記温度検知手段は、前記熱源による温度変化を検知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. 前記温度検知手段は、前記偏向手段による温度変化及び前記画像形成装置の雰囲気温度の温度変化を検知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. 前記熱源は、前記回転多面鏡に対して前記光源が設けられた側とは反対側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第二の側壁には、前記温度検知手段の近傍に貫通する穴が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記熱源は、前記画像形成装置が画像形成動作を行っていないときに前記感光体を温めることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 複数の前記感光体を備え、
   前記光学部材は、複数のレンズ及び反射ミラーからなり、前記偏向手段によって偏向された光ビームを前記感光体に導くレンズ及び反射ミラーのうち、前記光ビームが最初に入射する２つの第１のレンズを有し、
   前記偏向手段は、前記２つの第１のレンズの間に位置することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記温度検知手段による検知結果に基づいて前記トナー像間の色ずれが補正されるように前記複数の光源の光ビームの出射タイミングを制御することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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