JP7199899B2

JP7199899B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7199899B2
Application number: JP2018190757A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎今井; 泰祐有賀; 慶貴大坪
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Filing date: 2018-10-09
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Description

本発明は、複数の異なる色の画像を重畳してカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式のカラー画像形成装置は、画像形成処理の高速化のために、複数の異なる色の画像を形成する複数の画像形成部を備える。各画像形成部は、画像が形成される感光体を有する。感光体は、例えば露光工程により静電潜像が形成され、現像工程により静電潜像が現像されることで、画像が形成される。画像形成装置は、各画像形成部の感光体に形成される各色の画像を、画像形成装置内の搬送ベルト上に保持された記録材上に順次転写することで、フルカラーの画像を記録材に形成する。この際、画像形成装置は、感光体から中間転写体へ各色の画像を順次一次転写した後に、中間転写体から記録材へ画像を二次転写してもよい。

このような画像形成装置は、感光体に画像を形成するためにレーザスキャナを備える。レーザスキャナは、光源からのレーザ光を偏向するために偏向部材と当該偏向部材を駆動する駆動源とを有し、偏向部材により偏向されたレーザ光が感光体を走査して静電潜像を形成する。駆動源は、偏向部材を駆動することで発熱する。駆動源の発熱により、レンズやミラーといったレーザスキャナ内の光学部品に変形や位置及び姿勢の変化が生じる。このような変化は、レーザ光による感光体の照射位置の変化の原因となる。照射位置の変化は、各色の画像を重ね合わせたときの位置のずれとなり、結果、各色の記録材上（或いは中間転写体上）の画像形成位置にずれが生じる。このような画像形成位置のずれを、以下、「色ずれ」という。

色ずれに対して、所定のタイミングで中間転写体上に色ずれ検出用の検出用画像を形成し、この検出用画像をセンサで読み取ることで色ずれ量を検出する方法が知られている。画像形成装置は、検出した色ずれ量に応じてレーザ光による画像の書き出しタイミングの制御等を行うことでレーザ光の照射位置を調整し、色ずれを補正する。
色ずれ補正は、適当な時間間隔或いはプリント枚数毎に行う必要がある。しかし、色ずれ補正のたびに検出用画像を形成することは、ダウンタイムの増加につながる。そこで、画像形成装置内の温度（機内温度）と色ずれ量の対応関係を予め測定しておき、機内温度から色ずれ量を予測することで、検出用画像を用いずに色ずれ補正を行う技術が提案されている。

特許文献１は、露光器及び感光ドラムの温度測定結果から色ずれ量を予測して色ずれ補正を行う画像形成装置を開示する。特許文献２は、機内温度の測定結果から色ずれ量を予測して色ずれ補正を行う画像形成装置を開示する。

特開２０１４－５２４９２号公報特開２００３－２０７９７６号公報

感光体は、長期間の使用により、高湿環境で静電潜像を形成するための電荷が維持できなくなる。これを防止するために、感光体はヒータによって暖められる。ヒータは、感光体とレーザスキャナとの間に配置されることで、効率的に感光体の静電潜像が形成される面を暖めることができる。画像形成装置の小型化のために、ヒータとレーザスキャナとの距離は短くされる。

このような構成では、レーザスキャナがヒータによる熱の影響を受けやすくなる。具体的には、レーザスキャナの筐体がヒータの熱により変形する。そのためにレーザ光の照射位置が変化して、色ずれが発生する。ヒータの熱による色ずれ量は、偏向部材の駆動源から発生する熱による色ずれ量よりも大きい。そのために、従来の方法では、実際の色ずれ量との誤差が大きくなる。

本発明は、感光体とレーザスキャナとの間にヒータを有する構成において、高精度に色ずれを補正することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、第１感光体と、前記第１感光体を帯電する帯電手段と、光源、前記光源から出射された光を偏向させて第１感光体を露光する光学部品、及び前記光学部品を収容する筐体を有し、前記帯電手段により帯電された前記第１感光体を露光することで、前記第１感光体に静電潜像を形成するレーザスキャナと、前記第１感光体に形成された前記静電潜像を第１色のトナーで現像して、前記第１感光体に第１画像を形成する現像手段と、前記第１色とは異なる第２色のトナーにより第２画像が形成される第２感光体と、前記第１画像と前記第２画像とをシートへ転写する転写手段と、前記第１画像と前記第２画像とを前記シートに定着させる定着手段と、前記第１感光体と前記第２感光体とを温める感光体ヒータと、前記レーザスキャナに設けられ、前記レーザスキャナの温度を検知する第１温度検知手段と、前記感光体ヒータのヒータ温度を検知する第２温度検知手段と、前記感光体ヒータまでの距離が前記第２温度検知手段よりも遠い位置に配置される第３温度検知手段と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ヒータ温度が前記レーザスキャナの温度よりも所定温度高くない場合、第１係数を有する第１式に基づき、前記レーザスキャナの温度、前記ヒータ温度、及び前記第３温度検知手段により検知された温度から色ずれを検知し、前記制御手段は、前記ヒータ温度が前記レーザスキャナの温度よりも前記所定温度以上高い場合、前記第１係数とは異なる第２係数を有する第２式に基づき、前記レーザスキャナの温度、前記ヒータ温度、及び前記第３温度検知手段により検知された温度から色ずれを検知し、前記制御手段は、前記検知された色ずれに基づいて、前記第１画像と前記第２画像との相対位置を制御し、前記感光体ヒータは、前記第１感光体と前記筐体との間に位置することを特徴とする。

本発明によれば、感光体とレーザスキャナとの間にヒータを有する構成において、高精度に色ずれを補正できる。

画像形成装置の構成図。（ａ）、（ｂ）は、露光器の構成図。コントローラの構成図。（ａ）～（ｃ）は、予測式を決定する処理を表すフローチャート。色ずれ量誤差の分布を表す箱ひげ図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（画像形成装置）
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。この画像形成装置１はカラーレーザビームプリンタである。画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を形成するために、４基の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ及びレーザスキャナである露光器４０を備える。画像形成装置１は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれで形成されたトナー像が重畳して転写される中間転写ベルト２０を備える。画像形成装置１は、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像が一括して転写される記録材Ｐを給送するための給送機構を備える。画像形成装置１は、記録材Ｐにトナー像を定着させる定着器３を備える。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、中間転写ベルト２０の下方に設けられ、それぞれ対応する色の画像（トナー像）を形成する。画像形成部１０Ｙは、イエローのトナー像を形成する。画像形成部１０Ｍは、マゼンタのトナー像を形成する。画像形成部１０Ｃは、シアンのトナー像を形成する。画像形成部１０Ｋは、ブラックのトナー像を形成する。各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、同じ構成である。なお、符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表す。色毎に分けて説明する場合には符号末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して説明するが、色を分けて説明する必要がない場合には符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

画像形成部１０は、感光体である感光ドラム１００、帯電器１２、現像器１３、及び一次転写ローラ１５を備える。帯電器１２は、画像形成部筐体１１に設けられる。画像形成部筐体１１は、感光ドラム１００を保持する。画像形成部筐体１１は、画像形成部温度センサ５７ａを内蔵する。感光ドラム１００は、帯電器１２により表面が一様に帯電される。露光器４０は、形成する画像を表す画像データに応じて変調されたレーザ光を、感光ドラム１００の帯電された表面に照射する。これにより感光ドラム１００の表面に静電潜像が形成される。

露光器４０は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下方に、ヒータ５０を挟んで設けられており、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに共用される。露光器４０は、各感光ドラム１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋに対してレーザ光を照射可能になっている。露光器４０は、各色の画像データに応じて変調されたレーザ光を出射する４基の半導体レーザと、高速回転してこれら４光路のレーザ光を感光ドラム１００の軸方向に沿って走査する偏向部材（ポリゴンミラーユニット）４１と、を備えている。ポリゴンミラーユニット４１によって走査された各レーザ光は、露光器４０内の光学系に案内されながら所定の経路を進んだ後、露光器４０の上部から出力されて、各感光ドラム１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋを露光（照射）する。

なお、画像形成部１０と露光器４０との間のヒータ５０は、感光ドラム１００を所定温度以上に維持するために設けられる。ヒータ５０は、ヒータ５０の温度を検出するためのヒータ温度センサ５１を有する。ヒータ温度センサ５１はヒータ５０の温度を検知する第２温度検知手段として機能する。ヒータ５０の温度（ヒータ温度）は、ヒータ温度センサ５１の検出結果に応じて、所定の温度範囲内となるように制御される。

現像器１３は、現像剤（トナー）により静電潜像を現像することで、感光ドラム１００にトナー像を形成する。感光ドラム１００Ｙには、イエローのトナー像が形成される。感光ドラム１００Ｍには、マゼンタのトナー像が形成される。感光ドラム１００Ｃには、シアンのトナー像が形成される。感光ドラム１００Ｋには、ブラックのトナー像が形成される。なお、現像器１３は、画像形成部温度センサ５７ｂを内蔵する。画像形成部温度センサ５７ａと画像形成部温度センサ５７ｂとは、いずれか一方が設けられていればよい。

感光ドラム１００に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１５により中間転写ベルト２０に転写される。一次転写ローラ１５は、中間転写ベルト２０を挟んで感光ドラム１００に対向する位置に配置される。一次転写ローラ１５に所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光ドラム１００と一次転写ローラ１５との間に電界が形成される。感光ドラム１００上のトナー像は、電荷を帯びており、感光ドラム１００と一次転写ローラ１５との間の電界によりクーロン力が生じて中間転写ベルト２０に転写される。

中間転写ベルト２０は、無端ベルト状の転写体であり、一対のベルト搬送ローラ２１、２２にかけ回されている。中間転写ベルト２０は、ベルト搬送ローラ２１、２２により回転方向Ｈに回転されながら、感光ドラム１００から順次トナー像が重畳して転写される。本実施形態では、感光ドラム１００Ｙ、感光ドラム１００Ｍ、感光ドラム１００Ｃ、感光ドラム１００Ｋの順に、トナー像が転写される。各色のトナー像が重畳されることで、中間転写ベルト２０にはフルカラーのトナー像が形成される。このとき、トナー像の形成位置（転写位置）にずれが生じていると、色味に変化が生じて所定の色の画像が形成されなくなる。これが色ずれである。

中間転写ベルト２０は、回転することで、転写されたトナー像をベルト搬送ローラ２１へ搬送する。ベルト搬送ローラ２１の中間転写ベルト２０を挟んで対向する位置には、二次転写ローラ２３が設けられる。ベルト搬送ローラ２１と二次転写ローラ２３とにより、記録材Ｐへトナー像を転写する転写部が構成される。記録材Ｐは、中間転写ベルト２０と二次転写ローラ２３との間に挿通されて、中間転写ベルト２０からトナー像が転写される。二次転写ローラ２３はトナー像をシートへ転写する転写手段として機能する。

記録材Ｐは、給送機構により画像形成装置１内を給送される。給送機構は、給紙カセット２、搬送経路２７、ピックアップローラ２４、給紙ローラ２５、リタードローラ２６、レジストレーションローラ２９、二次転写ローラ２３、及び排出ローラ２８を備える。記録材Ｐは、給紙カセット２から給紙され、搬送経路２７を搬送されながら、転写部でトナー像が転写され、定着器３を通過して排紙トレイ１ａへ排出される。定着器３は、搬送経路２７上に設けられる。

給紙カセット２は、記録材Ｐを収容しており、画像形成装置１の底部に配置される。給紙カセット２は、画像形成装置１の筐体の側面から筐体の下部に押し込んでセットされる。ピックアップローラ２４は、セットされた給紙カセット２の上部に設けられ、給紙カセット２に収容された記録材Ｐを引き出して、搬送経路２７へ給紙する。給紙ローラ２５及びリタードローラ２６は、給紙された記録材Ｐの重送を防止し、記録材Ｐを１枚ずつ搬送経路２７へ搬送する。

搬送経路２７は、画像形成装置１の筐体内を図中右側面に沿って下から上に向かって記録材Ｐを搬送するように設けられる。記録材Ｐは、給紙ローラ２５及びリタードローラ２６により、搬送経路２７をレジストレーションローラ２９まで搬送される。レジストレーションローラ２９は、記録材Ｐの搬送方向に対する斜行を補正する。レジストレーションローラ２９は、中間転写ベルト２０に形成されたトナー像が転写部に搬送されるタイミングに応じて、記録材Ｐを転写部へ搬送する。転写部でトナー像が転写された記録材Ｐは、二次転写ローラ２３により定着器３へ搬送される。

定着器３は、記録材Ｐを加熱及び加圧することで、記録材Ｐにトナー像を溶着させる。これにより記録材Ｐに画像が形成される。画像が形成された記録材Ｐは、排出ローラ２８により排紙トレイ１ａへ排出される。以上のように記録材Ｐへの画像形成が行われる。

画像形成装置１は、筐体外（機外）の空気を筐体内（機内）に取り込むためのファン５２を備える。ファン５２により、機内の温度（機内温度）が下げられる。ファン５２の近傍には、機外の空気温度（機外温度）を検出するための機外温度センサ５３が設けられる。機外温度センサ５３は、ヒータ温度センサ５１や、露光器外温度センサ５６ａ、及び５６ｂと異なる位置に設けられた第３温度検知手段として機能する。

（露光器）
図２は、露光器４０の構成図である。図２（ａ）は、露光器４０の内部構成図である。図２（ｂ）は、露光器４０の底部を表す。露光器４０は、半導体レーザの発光制御を行う回路基板６０が筐体６６に設けられる。筐体６６は、樹脂製、金属製のいずれであってもよい。回路基板６０には、露光器４０の外部の温度を検出するための露光器外温度センサ５６ａが設けられる。筐体６６内には、ポリゴンミラーユニット４１がほぼ中央に設けられる。筐体６６内部のポリゴンミラーユニット４１の近傍には、露光器４０の内部の温度を検出するための露光器内温度センサ６５が設けられる。露光器４０底部の筐体６６の構造を強化するための形状の狭間には、露光器４０の外部の温度を検出するための露光器外温度センサ５６ｂが設けられる。

露光器外温度センサ５６ａ、５６ｂは、露光器４０の周囲の雰囲気温度（露光器外温度）を測定する。露光器外温度センサ５６ａ、５６ｂは、露光器４０に設けられ、露光器４０の温度を検知する第１温度検知手段として機能する。露光器内温度センサ６５は、ポリゴンミラーユニット４１が動作することでモータ（不図示）から発生する熱により上昇する露光器４０内部の温度（露光器内温度）を測定する。なお、露光器外温度センサ５６ｂは、筐体６６の側面、筐体６６とヒータ５０との間等に設けられてもよい。露光器外温度センサ５６ａと露光器外温度センサ５６ｂとは、少なくとも一方が設けられていればよい。

（コントローラ）
図３は、画像形成装置１に内蔵されるコントローラの構成図である。コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１及びメモリ３２を備える。ＣＰＵ３１は、メモリ３２に格納される制御プログラムを実行することで、画像形成装置１の動作を制御する。ＣＰＵ３１は、露光器４０、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、中間転写部３３、給送制御部３４、及び定着器３が接続され、これらの動作を制御することで上述した記録材Ｐへの画像形成を行う。中間転写部３３は、ベルト搬送ローラ２１、２２の動作を制御して中間転写ベルト２０の回転制御を行い、二次転写ローラ２３の動作を制御して中間転写ベルト２０から記録材Ｐへのトナー像の転写を制御する。給送制御部３４は、給送機構の動作を制御して、記録材Ｐの給送を制御する。また、ＣＰＵ３１は、ヒータ５０の温度制御を行う。

ＣＰＵ３１は、色ずれ量を検出するための検出用画像を用いて色ずれ補正を行う場合に、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを用いて検出用画像を中間転写ベルト２０に形成する。中間転写ベルト２０に形成された検出用画像は、不図示のセンサにより検出される。ＣＰＵ３１は、該センサの検出結果に応じて基準色（本実施形態ではイエロー）に対する他の色（本実施形態ではマゼンタ、シアン、ブラック）の色ずれ量を検出する。ＣＰＵ３１は、検出した色ずれ量に応じて露光器４０の発光制御を行うことで色ずれ補正を行う。ここで、基準色の画像が第１画像に相当し、他の色の画像が第２画像に相当する。従って、イエローの感光ドラム１００Ｙは第１感光体として機能し、イエローの現像器１３Ｙは第１画像を形成する第１現像手段として機能する。例えば、ブラックの感光ドラム１００Ｋは第２感光体として機能し、ブラックの現像器１３Ｋは第２画像を形成する第２現像手段として機能する。

本実施形態では、ＣＰＵ３１は、検出用画像を用いずに、画像形成装置１の温度を検出し、検出した温度に応じて色ずれ量を予測して色ずれ補正を行う。そのためにＣＰＵ３１は、機外温度検出部５３１、ヒータ温度検出部５１１、露光器外温度検出部５６１、及び露光器内温度制御部６５１が接続される。そして、画像を形成する際にＣＰＵ３１が温度情報を取得し、各色の画像の色ずれが補正されるようにコントローラ３０が色ずれ量に基づき画像データに画像処理を実行する。コントローラ３０により画像処理が施された画像データに基づき画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、及び１０Ｋが画像を形成することで、色ずれの抑制された画像が記録材に形成される。

機外温度検出部５３１は、機外温度センサ５３による温度の検出結果を取得して、ＣＰＵ３１に機外温度を入力する。ヒータ温度検出部５１１は、ヒータ温度センサ５１によるヒータ５０の温度の検出結果を取得して、ＣＰＵ３１にヒータ温度を入力する。露光器外温度検出部５６１は、露光器外温度センサ５６ａ及び露光器外温度センサ５６ｂの少なくとも一方の温度の検出結果を取得して、ＣＰＵ３１に露光器外温度を入力する。露光器外温度検出部５６１は、露光器外温度センサ５６ａ及び露光器外温度センサ５６ｂの両方から検出結果を取得する場合に、例えばその平均値を露光器外温度としてＣＰＵ３１に入力する。露光器内温度制御部６５１は、露光器内温度センサ６５の温度の検出結果を取得して、ＣＰＵ３１に露光器内温度を入力する。

ＣＰＵ３１は、機外温度検出部５３１、ヒータ温度検出部５１１、露光器外温度検出部５６１、及び露光器内温度制御部６５１からそれぞれの検出温度を取得すると、これらの温度から色ずれ量の予測値を取得する。ＣＰＵ３１は、温度と色ずれ量の予測値との関係を表す予測式を用いて予測値を算出する。予測式は、複数の候補式から選択して決定される。つまり、ＣＰＵ３１は、露光器外温度センサ５６ａ、及び５６ｂの検出温度、ヒータ温度センサ５１の検出温度、及び機外温度センサ５３の検出温度に基づいて、基準色の画像と他の色の画像との色ずれを制御する制御手段として機能する。メモリ３２には、予測式の候補式が複数格納される。なお、本実施形態では、ＣＰＵ３１は、予測式により色ずれ量の予測値を算出する例を説明するが、これに限らず、温度と色ずれ量の予測値との関係を表すテーブルを用いて色ずれ量の予測値を取得可能としてもよい。この場合、メモリ３２に温度と色ずれ量の予測値との関係を表すテーブルの候補が複数格納される。予測式、又はテーブルは、色ずれを検知するために用いられる検知条件に相当する。

（色ずれ量の予測）
ＣＰＵ３１は、機外温度、露光器外温度、及びヒータ温度の関係に応じて、複数の候補式から色ずれ量の予測値を算出するための予測式を決定する。

図４は、使用する予測式を決定する処理を表すフローチャートである。図４（ａ）は、４つの候補式（第１予測式：Form1、第２予測式：Form2、第３予測式：Form3、第４予測式：Form4）から使用する予測式を決定する処理を表す。図４（ｂ）は、２つの候補式（第１予測式：Form1、第３予測式：Form3）から使用する予測式を決定する処理を表す。図４（ｃ）は、３つの候補式（第１予測式：Form1、第３予測式：Form3、第４予測式：Form4）から使用する予測式を決定する処理を表す。なお、これらのフローチャートにおいて、「Tamb」は機外温度である。「Tout」は露光器外温度である。「Theat」はヒータ温度である。

４つの候補式から予測式を決定する場合（図４（ａ））、ＣＰＵ３１は、まず、機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ以上であるか否かを判定する（Ｓ４０１）。定数Ａは、例えば「－３．７」である。機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ以上である場合（Ｓ４０１：Y）、ＣＰＵ３１は、ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ以上であるか否かを判定する（Ｓ４０２）。定数Ｂは、例えば「６．６」である。

ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ以上である場合（Ｓ４０２：Y）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第１予測式（Form1）に決定する（Ｓ４０３）。Ｓ４０３の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より第１温度以上高く、且つ、ヒータ温度が露光器外温度よりも第２温度以上高い場合、第１予測式（Form1）に基づいて露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ未満である場合（Ｓ４０２：N）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第２予測式（Form2）に決定する（Ｓ４０４）。Ｓ４０４の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より第１温度以上高く、且つ、ヒータ温度が露光器外温度よりも第２温度以上高くない場合、第２予測式（Form2）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。

機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ未満である場合（Ｓ４０１：N）、ＣＰＵ３１は、ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ以上であるか否かを判定する（Ｓ４０５）。ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ以上である場合（Ｓ４０５：Y）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第３予測式（Form3）に決定する（Ｓ４０６）。Ｓ４０６の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より第１温度以上高くなく、且つ、ヒータ温度が露光器外温度よりも第２温度以上高い場合、第３予測式（Form3）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ未満である場合（Ｓ４０５：N）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第４予測式（Form4）に決定する（Ｓ４０７）。Ｓ４０７の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より第１温度以上高くなく、且つ、ヒータ温度が露光器外温度よりも第２温度以上高くない場合、第４予測式（Form4）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。

つまりＣＰＵ３１は、機外温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ以上かつヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ｂ以上であれば、第１予測式を予測式に決定する。ＣＰＵ３１は、機外温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ以上かつヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ｂ未満であれば、第２予測式を予測式に決定する。ＣＰＵ３１は、機外温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ未満かつヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ｂ以上であれば、第３予測式を予測式に決定する。ＣＰＵ３１は、機外温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ未満かつヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ｂ未満であれば、第４予測式を予測式に決定する。

２つの候補式から予測式を決定する場合（図４（ｂ））、ＣＰＵ３１は、機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ以上であるか否かを判定する（Ｓ４１１）。機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ以上である場合（Ｓ４１１：Y）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第１予測式（Form1）に決定する（Ｓ４１２）。Ｓ４１２の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より所定温度以上高い場合、第１予測式（Form1）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ未満である場合（Ｓ４１１：N）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第３予測式（Form3）に決定する（Ｓ４１３）。Ｓ４１３の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より所定温度以上高くない場合、第３予測式（Form3）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。

つまりＣＰＵ３１は、機外温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ以上であれば、第１予測式を予測式に決定する。ＣＰＵ３１は、機外温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ未満であれば、第２予測式を予測式に決定する。

３つの候補式から予測式を決定する場合（図４（ｃ））、ＣＰＵ３１は、まず、機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ以上であるか否かを判定する（Ｓ４２１）。機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ以上である場合（Ｓ４２１：Y）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第１予測式（Form1）に決定する（Ｓ４２２）。Ｓ４２２の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より第１温度以上高い場合、第１予測式（Form1）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。機外温度と露光器外温度との温度差が定数Ａ未満である場合（Ｓ４２１：N）、ＣＰＵ３１は、ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ以上であるか否かを判定する（Ｓ４２３）。

ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ以上である場合（Ｓ４２３：Y）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第３予測式（Form3）に決定する（Ｓ４２４）。Ｓ４２４の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より第１温度以上高くなく、且つ、ヒータ温度が露光器外温度よりも第２温度以上高い場合、第３予測式（Form3）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。ヒータ温度と露光器外温度との温度差が定数Ｂ未満である場合（Ｓ４２３：N）、ＣＰＵ３１は、色ずれ量の予測値を算出する予測式を第４予測式（Form4）に決定する（Ｓ４２５）。Ｓ４２５の処理においてＣＰＵ３１は、露光器外温度が機外温度より第１温度以上高くなく、且つ、ヒータ温度が露光器外温度よりも第２温度以上高くない場合、第４予測式（Form4）に基づいて、露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを制御する。

つまりＣＰＵ３１は、ヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ以上であれば、第１予測式を予測式に決定する。ＣＰＵ３１は、ヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ未満かつヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ｂ以上であれば、第２予測式を予測式に決定する。ＣＰＵ３１は、ヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ａ未満かつヒータ温度と露光機外温度との温度差が閾値Ｂ未満であれば、第３予測式を予測式に決定する。

以上のようにＣＰＵ３１は、定数Ａ、Ｂを閾値として、機外温度、露光器外温度、及びヒータ温度の組み合わせの温度差が閾値以上であるか、或いは閾値未満であるかに応じて予測式を決定する。候補式である第１～第４予測式を以下に例示する。

第１予測式（Form1）：
Lb= F1*Theat + F2 * (Theat - Tout) + F3*(Tamb - Tout) + F4 *Tamb*(Theat-Tout)+ F5 * Tamb*(Tamb-Tout)+ F6 * Theat * (Theat - Tout) +F7 *Theat *(Tamb - Tout) + F8 * (Theat - Tout) * (Tamb - Tout)
この式は、基準色（イエロー）に対するブラックの色ずれ量の予測値（Lb）を表す式である。「F1」～「F8」は定数である。

Lm= G1*Theat + G2 * (Theat - Tout) + G3*(Tamb - Tout) + G4 *Tamb*(Theat-Tout)+ G5 * Tamb*(Tamb-Tout) + G6 * Theat * (Theat - Tout) +G7 *Theat *(Tamb - Tout) + G8 * (Theat - Tout) *(Tamb - Tout)
この式は、基準色（イエロー）に対するマゼンタの色ずれ量の予測値（Lm）を表す式である。「G1」～「G8」は定数である。

Lc= H1*Theat + H2 * (Theat - Tout) + H3*(Tamb - Tout) + H4 *Tamb*(Theat-Tout)+ H5 * Tamb *(Tamb-Tout) + H6 * Theat * (Theat -Tout) +H7 *Theat *(Tamb - Tout) + H8 * (Theat - Tout) * (Tamb -Tout)
この式は、基準色（イエロー）に対するシアンの色ずれ量の予測値（Lc）を表す式である。「H1」～「H8」は定数である。

以上の３つの式の組が第１予測式（Form1）になる。各式の定数F1～F8、G1～G8、H1～H8は、正と負のどちらの値にもなり得る。第２予測式（Form2）、第３予測式（Form3）、及び第４予測式（Form4）は、上記の第１予測式（Form1）の各式の定数F1～F8、G1～G8、H1～H8が異なり、他は同じ式である。

なお、第１予測式～第４予測式は機外温度、露光機外温度、及びヒータ温度の組み合わせを用いた式であれば、上記に限らない。色ずれ量の補正値の予測式は、画像形成装置１の構成要素の配置や設置環境条件、構成要素の個体差等を考慮して最適化することで、精度の良い色ずれ補正を可能とする。また、予測式は、露光器内温度の項をさらに有する構成としてもよい。この構成とすることで、予測精度のさらなる向上が可能である。

図５は、色ずれ量の予測値と、色ずれ量の実測値との差（色ずれ量誤差）の分布を表す箱ひげ図である。色ずれ量の実測値は、検出用画像を用いて検出される色ずれ量である。この箱ひげ図は、上下２本の横棒で挟まれる範囲に９５％のデータが含まれていることを表している。「本実施形態」は、上記の予測式を用いて算出された色ずれ量の予測値と、色ずれ量の実測値との誤差の分布を表す。「従来」は、従来の予測式を用いて算出された色ずれ量の予測値と、色ずれ量の実測値との色ずれ量誤差の分布を表す。「本実施形態」による色ずれ量の予測値を用いた場合の色ずれ量誤差が、「従来」の色ずれ量の予測値を用いた場合の色ずれ量誤差のほぼ半分になっている。つまり、図５は、本実施形態の予測式を用いることで、色ずれ量の実測値との差が従来よりも減少し、色ずれ補正の効果が向上していることを示している。

以上の説明では、露光器外温度センサ５６ａ、５６ｂの検出結果により使用する予測式を決定し、色ずれ量の予測値を算出している。露光器外温度は、露光器４０の周囲の雰囲気温度である。このような露光器外温度は、画像形成部１０に設けられる温度センサにより検出されてもよい。例えば、ＣＰＵ３１は、画像形成部筐体１１に設けられた画像形成部温度センサ５７ａや、現像器１３に設けられた画像形成部温度センサ５７ｂの検出結果を露光器外温度に用いて、上述の処理を行ってもよい。

この場合、露光器外温度検出部５６１は、画像形成部温度センサ５７ａ及び画像形成部温度センサ５７ｂの少なくとも一方の温度の検出結果を取得して、ＣＰＵ３１に露光器外温度を入力することになる。また、露光器外温度検出部５６１は、画像形成部温度センサ５７ａ及び画像形成部温度センサ５７ｂの両方から検出結果を取得する場合に、例えばその平均値を露光器外温度としてＣＰＵ３１に入力してもよい。さらに、露光器外温度検出部５６１は、露光器外温度センサ５６ａ、露光器外温度センサ５６ｂ、画像形成部温度センサ５７ａ、及び画像形成部温度センサ５７ｂの検出結果の組み合わせを露光器外温度としてＣＰＵ３１に入力してもよい。

本実施形態では、予測式を複数の候補式から選択して決定する。予測式の候補式が少ないほど、メモリ３２で予測式の候補式を格納するための容量を削減することができ、予測式を決定するための処理が容易になる。予測式の候補式が多くなるほど、色ずれ量の予測値と色ずれ量の実測値との色ずれ量誤差が小さくなる。

本実施形態の画像形成装置１によれば、ＣＰＵ３１が色ずれを予測するためにヒータ温度センサ５１の検出温度（ヒータ温度）を用いるので、感光ドラム１００と露光器４０との間にヒータ５０を有する構成においても高精度に色ずれを予測できる。また、ＣＰＵ３１は、露光器外温度に基づいて予測式を決定し、当該予測式に基づいて露光器外温度とヒータ温度と機外温度とから色ずれを予測するので、機外温度や露光器４０の温度やヒータ５０の熱の影響で生じる複雑な色ずれを高精度に予測できる。

Claims

第１感光体と、
前記第１感光体を帯電する帯電手段と、
光源、前記光源から出射された光を偏向させて第１感光体を露光する光学部品、及び前記光学部品を収容する筐体を有し、前記帯電手段により帯電された前記第１感光体を露光することで、前記第１感光体に静電潜像を形成するレーザスキャナと、
前記第１感光体に形成された前記静電潜像を第１色のトナーで現像して、前記第１感光体に第１画像を形成する現像手段と、
前記第１色とは異なる第２色のトナーにより第２画像が形成される第２感光体と、
前記第１画像と前記第２画像とをシートへ転写する転写手段と、
前記第１画像と前記第２画像とを前記シートに定着させる定着手段と、
前記第１感光体と前記第２感光体とを温める感光体ヒータと、
前記レーザスキャナに設けられ、前記レーザスキャナの温度を検知する第１温度検知手段と、
前記感光体ヒータのヒータ温度を検知する第２温度検知手段と、
前記感光体ヒータまでの距離が前記第２温度検知手段よりも遠い位置に配置される第３温度検知手段と、
制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ヒータ温度が前記レーザスキャナの温度よりも所定温度高くない場合、第１係数を有する第１式に基づき、前記レーザスキャナの温度、前記ヒータ温度、及び前記第３温度検知手段により検知された温度から色ずれを検知し、
前記制御手段は、前記ヒータ温度が前記レーザスキャナの温度よりも前記所定温度以上高い場合、前記第１係数とは異なる第２係数を有する第２式に基づき、前記レーザスキャナの温度、前記ヒータ温度、及び前記第３温度検知手段により検知された温度から色ずれを検知し、
前記制御手段は、前記検知された色ずれに基づいて、前記第１画像と前記第２画像との相対位置を制御し、
前記感光体ヒータは、前記第１感光体と前記筐体との間に位置することを特徴とする、
画像形成装置。
前記制御手段は、前記第２温度検知手段が検知する前記ヒータ温度に基づいて、前記感光体ヒータの温度を制御することを特徴とする、
請求項１に記載の画像形成装置。
前記レーザスキャナは、前記光源を制御する回路基板を備え、前記回路基板は、前記筐体の外部に実装されることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記レーザスキャナは、他の光源を備え、
前記レーザスキャナは、前記他の光源により前記第２感光体を露光して前記第２感光体に第２静電潜像を形成し、
前記第２静電潜像は前記第２色のトナーにより現像されることを特徴とする、
請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１式は、前記レーザスキャナの温度と前記第３温度検知手段により検知された温度との差に前記第１係数を乗算し、
前記第２式は、前記レーザスキャナの温度と前記第３温度検知手段により検知された温度との差に前記第２係数を乗算することを特徴とする、
請求項１～４のいずれか１項に記載の画像形成装置。