(57)【要約】【課題】昇温と降温とが短時間で繰り返される場合であっても、正確な色ずれ量の予測を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、露光器の温度が昇温状態であれば、第１予測式により色ずれ量の予測値を算出する。画像形成装置１００は、露光器の温度が降温状態で且つ熱変形状態でなければ、第１予測式により色ずれ量の予測値を算出する。画像形成装置１００は、露光器の温度が降温状態で且つ熱変形状態であれば、第２予測式により色ずれ量の予測値を算出する。画像形成装置１００は、算出した予測値に基づいて色ずれ補正を行う。【選択図】図１
2020052249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の感光体と、
第２の感光体と、
前記第１の感光体に第１画像を形成するために前記第１の感光体を露光し、前記第２の感光体に第２画像を形成するために前記第２の感光体を露光する露光手段と、
前記第１の感光体に形成された前記第１画像を第１色の現像剤を用いて現像する第１の現像手段と、
前記第２の感光体に形成された前記第２画像を前記第１色と異なる第２色の現像剤を用いて現像する第２の現像手段と、
前記第１画像が前記第１の感光体から転写され、前記第２画像が前記第２の感光体から転写される中間転写体と、
前記第１画像と前記第２画像とが前記中間転写体からシートへ転写される転写部と、
前記中間転写体に形成された色ずれ検知用のパターン画像を検出する検出手段と、
前記露光手段と前記第１の現像手段とによって前記第１の感光体に第１パターン画像を形成させ、前記露光手段と前記第２の現像手段とによって前記第２の感光体に第２パターン画像を形成させ、前記検出手段によって前記第１パターン画像と前記第２パターン画像とを検出させ、前記第１パターン画像と前記第２パターン画像との第１の色ずれを検知する制御手段と、
前記露光手段に設けられ、温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段により検知された前記温度に基づいて第２の色ずれを決定し、前記第１の色ずれと前記第２の色ずれとに基づいて、前記第１画像と前記第２画像との色ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記温度検知手段の検知温度が昇温する場合に、第１決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定し、
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前記検知温度が所定の条件を満たす場合、前記第１決定条件と異なる第２決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定し、
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前記検知温度が所定の条件を満たさない場合、前記第２決定条件を用いずに、前記第２の色ずれを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前記検知温度が前記所定の条件を満たさない場合、前記第２決定条件と異なる第３決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前記検知温度が前記所定の条件を満たさない場合、前記第１決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前記検知温度が前記所定の条件を満たさない場合、前記第２決定条件と異なる第３決定条件に基づいて前回の画像形成からの経過時間から前記第２の色ずれを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記検知温度が前記所定の条件を満たすか否かを、前記温度検知手段により検知された前記温度と、前記第２の色ずれを決定するために前記温度検知手段により前回検知された温度とに基づいて判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
第１の感光体と、
第２の感光体と、
前記第１の感光体に第１画像を形成するために前記第１の感光体を露光し、前記第２の感光体に第２画像を形成するために前記第２の感光体を露光する露光手段と、
前記第１の感光体に形成された前記第１画像を第１色の現像剤を用いて現像する第１の現像手段と、
前記第２の感光体に形成された前記第２画像を前記第１色と異なる第２色の現像剤を用いて現像する第２の現像手段と、
前記第１画像が前記第１の感光体から転写され、前記第２画像が前記第２の感光体から転写される中間転写体と、
前記第１画像と前記第２画像とが前記中間転写体からシートへ転写される転写部と、
前記中間転写体に形成された色ずれ検知用のパターン画像を検出する検出手段と、
前記露光手段と前記第１の現像手段とによって前記第１の感光体に第１パターン画像を形成させ、前記露光手段と前記第２の現像手段とによって前記第２の感光体に第２パターン画像を形成させ、前記検出手段によって前記第１パターン画像と前記第２パターン画像とを検出させ、前記第１パターン画像と前記第２パターン画像との第１の色ずれを検知する制御手段と、
前記露光手段に設けられ、温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段により検知された前記温度に基づいて第２の色ずれを決定し、前記第１の色ずれと前記第２の色ずれとに基づいて、前記第１画像と前記第２画像との色ずれを補正する補正手段と、を有し、
前記補正手段は、前記温度検知手段の検知温度が昇温する場合に、第１決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定し、
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前回の画像形成からの経過時間が所定時間より長ければ、前記第１決定条件と異なる第２決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定し、
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前回の画像形成からの経過時間が前記所定時間より長くなければ、前記第２決定条件を用いずに、前記第２の色ずれを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前回の画像形成からの経過時間が前記所定時間より長くなければ、前記第２決定条件と異なる第３決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前回の画像形成からの経過時間が前記所定時間より長くなければ、前記第１決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前回の画像形成からの経過時間が前記所定時間より長くなければ、前記第２決定条件と異なる第３決定条件に基づいて前回の画像形成からの経過時間から前記第２の色ずれを決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ことができる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラー画像形成装置は、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、対応する色の画像を形成するための感光体を有する。画像形成装置は、各画像形成部の感光体に形成された各色の画像を重ねて転写することで、フルカラーの画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成するために感光体を露光する走査光学装置を備える。走査光学装置は、光を発する光源と光学部品（レンズ、ミラー）を有している。走査光学装置の光源が発光することで光源から熱が生じ、走査光学装置内の光学部品に変形や位置の変化が生じる。このような変化は、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、シートに形成された画像の色味が変化する原因となる。このような画像形成位置のずれを、以下、「色ずれ」という。
【０００４】
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知用のパターン画像を形成し、このパターン画像をセンサで読み取り、センサによるパターン画像の読取結果に基づいて色ずれを検知する方法が知られている。画像形成装置は、レーザ光の照射位置を検知された色ずれに基づいて調整し、画像形成位置を補正する。
また、画像形成装置内の温度センサにより検知された温度から色ずれを検知する方法も知られている。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検出しておき、機内温度から色ずれ量を予測することで、パターン画像を用いずに色ずれを検知できる。
【０００５】
特許文献１に記載の画像形成装置は、昇温時と降温時とで色ずれ量の予測に用いるテーブルを切り替えている。この画像形成装置は、長時間昇温した後に画像形成装置が放置されることで機内温度が低下した場合でも、テーブルに従って色ずれを高精度に予測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９１９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
機内温度の昇温と降温とが明確に長時間の間隔で切り替わる場合には、昇温時と降温時とで色ずれ量を予測するためのテーブルを切り替えて用いることは有効である。しかしながら、短時間のうちに昇温と降温とを繰り返すような動作を行う場合、昇温時と降温時との色ずれ量の予測値の差分が積算し、誤差が大きくなってしまう。具体的には、昇温時に０．１℃あたりの色ずれ量Ｘとし、降温時に０．１℃あたりの色ずれ量Ｙとすると、０．１℃の昇温と降温を繰り返した場合、色ずれ量の積算値は、（Ｘ−Ｙ）×ｎ（ｎ：繰り返し数）となる。そのために色ずれ量Ｘと色ずれ量Ｙの差分（誤差）が積算する。このような誤差が積算されることで、色ずれ量の予測値に対応する色ずれ量の補正予測値が、実際の色ずれ量に対応する補正値からかけ離れた値となる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、昇温と降温とが短時間で繰り返される場合であっても、色ずれの検知誤差を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、第１の感光体と、第２の感光体と、前記第１の感光体に第１画像を形成するために前記第１の感光体を露光し、前記第２の感光体に第２画像を形成するために前記第２の感光体を露光する露光手段と、前記第１の感光体に形成された前記第１画像を第１色の現像剤を用いて現像する第１の現像手段と、前記第２の感光体に形成された前記第２画像を前記第１色と異なる第２色の現像剤を用いて現像する第２の現像手段と、前記第１画像が前記第１の感光体から転写され、前記第２画像が前記第２の感光体から転写される中間転写体と、前記第１画像と前記第２画像とが前記中間転写体からシートへ転写される転写部と、前記中間転写体に形成された色ずれ検知用のパターン画像を検出する検出手段と、前記露光手段と前記第１の現像手段とによって前記第１の感光体に第１パターン画像を形成させ、前記露光手段と前記第２の現像手段とによって前記第２の感光体に第２パターン画像を形成させ、前記検出手段によって前記第１パターン画像と前記第２パターン画像とを検出させ、前記第１パターン画像と前記第２パターン画像との第１の色ずれを検知する制御手段と、前記露光手段に設けられ、温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により検知された前記温度に基づいて第２の色ずれを決定し、前記第１の色ずれと前記第２の色ずれとに基づいて、前記第１画像と前記第２画像との色ずれを補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記温度検知手段の検知温度が昇温する場合に、第１決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定し、前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前記検知温度が所定の条件を満たす場合、前記第１決定条件と異なる第２決定条件に基づいて前記検知温度から前記第２の色ずれを決定し、前記補正手段は、前記温度検知手段の前記検知温度が降温し、且つ、前記検知温度が所定の条件を満たさない場合、前記第２決定条件を用いずに、前記第２の色ずれを決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機内温度の昇温と降温とが短時間で繰り返される場合であっても、正確な色ずれ量の予測を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成説明図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、走査光学装置の構成説明図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、走査光学装置の構成説明図。
【図４】色ずれセンサ及びパターン画像の説明図。
【図５】色ずれセンサ及びパターン画像の説明図。
【図６】パターン画像の拡大図。
【図７】温度変化量と色ずれ量との関係を示すグラフ。
【図８】コントローラの説明図。
【図９】スキャナ温度とスキャナ内部温度との関係を示す図。
【図１０】色ずれ量の予測値を算出する処理を表すフローチャート。
【図１１】画像形成終了後の経過時間と実際の色ずれ量との関連図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（画像形成装置の構成）
図１は、画像形成装置の構成説明図である。この画像形成装置１００は、例えば複数色のトナーを用いてカラー画像を形成するデジタルフルカラープリンタである。本実施形態では、カラー画像形成を行う画像形成装置１００を例に説明するが、画像形成装置は、単色のトナー（ブラック等）のみで画像形成を行う場合にも適用可能である。ただし、単色の場合には色ずれが発生しないため、画像の倍率に対して補正を行うことになる。
【００１４】
画像形成装置１００は、それぞれ異なる色の画像を形成する４つの画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋを備える。画像形成部１０１Ｙは、イエローのトナーを用いて画像形成を行う。画像形成部１０１Ｍは、マゼンタのトナーを用いて画像形成を行う。画像形成部１０１Ｃは、シアンのトナーを用いて画像形成を行う。画像形成部１０１Ｋは、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。ここで符号後端の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。以下、色を区別せずに説明を行う場合には、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。
【００１５】
画像形成部１０１は、感光ドラム１０２、帯電器１０３、走査光学装置である露光器１０４、現像器１０５、及びドラムクリーナ１０６を備える。感光ドラム１０２は、感光体の層（感光層）を有する。帯電器１０３、露光器１０４、現像器１０５、及びドラムクリーナ１０６は、感光ドラム１０２の周囲に設けられている。画像形成部１０１は、帯電、露光、現像の各工程により感光ドラム１０２にトナー像を形成する。感光ドラム１０２Ｙには、イエローのトナー像が形成される。感光ドラム１０２Ｍには、マゼンタのトナー像が形成される。感光ドラム１０２Ｃには、シアンのトナー像が形成される。感光ドラム１０２Ｋには、ブラックのトナー像が形成される。現像器１０５には、各色の現像剤（トナー）が収容される。現像器１０５は、現像温度センサ１１８を備える。現像温度センサ１１８は、画像形成部１０１の温度に対応する現像温度を検出する。
【００１６】
感光ドラム１０２の下方には、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９、１１０とに張架される。中間転写ベルト１０７は画像（トナー像）を担持し、当該画像を矢印Ｂ方向に搬送する。中間転写ベルト１０７を介して感光ドラム１０２に対向する位置には、一次転写ローラ１１１が設けられている。これら中間転写ベルト１０７、駆動ローラ１０８、従動ローラ１０９、１１０、一次転写ローラ１１１は、中間転写ユニットを構成する。一次転写ローラ１１１は、感光ドラム１０２に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０７に転写する。
【００１７】
画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上のトナー像をシートＳに転写するための二次転写ローラ１１２、及びシートＳに転写されたトナー像を定着させるための定着器１１３を有する。二次転写ローラ１１２と従動ローラ１１０とにより二次転写部Ｔ２が構成される。画像形成装置１００は、画像形成装置１００が設置されている周囲の環境の温度（環境温度）を検出する環境温度センサ１１７を備える。
【００１８】
以上のような構成の画像形成装置１００による画像形成時の動作について説明する。
画像形成部１０１の帯電器１０３は、回転駆動される感光ドラム１０２の感光層を帯電する。露光器１０４は、帯電された感光ドラム１０２にレーザ光を出射して露光（走査）する。これによって、回転する感光ドラム１０２上に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器１０５によって対応する色のトナー像として現像される。
【００１９】
一次転写ローラ１１１は、転写バイアスが印加されることで、感光ドラム１０２から中間転写ベルト１０７へトナー像を転写させる。本実施形態では、中間転写ベルト１０７の回転に応じたタイミングで、感光ドラム１０２Ｙ、感光ドラム１０２Ｍ、感光ドラム１０２Ｃ、感光ドラム１０２Ｋの順に、トナー像が中間転写ベルト１０７に重畳して転写される。これにより中間転写ベルト１０７に４色のトナー像が形成される。転写が終了した感光ドラム１０２に残留するトナーは、ドラムクリーナ１０６によって除去される。
【００２０】
中間転写ベルト１０７上に転写された４色のトナー像は、二次転写ローラ１１２によってシートＳ上に転写（二次転写）される。この際、シートＳは、４色のトナー像が二次転写部Ｔ２に搬送されるタイミングに合わせて、手差し給送カセット１１４または給紙カセット１１５から二次転写部Ｔ２に搬送される。トナー像が転写されたシートＳは、定着器１１３へ搬送される。定着器１１３は、シートＳにトナー像を加熱定着する。これによりシートＳにフルカラー画像が形成される。画像形成後のシートＳは、排紙部に排出される。
【００２１】
以上のような画像形成のプロセスでは、画像形成部１０１の環境温度によって最適なプロセス条件が変化することが知られている。
特に、複数の色のトナー像を中間転写ベルト１０７に重畳して転写することでフルカラーのトナー像を形成する構成では、各色のトナー像の形成位置のずれにより、色ずれが発生する。色ずれ量は、画像形成装置１００の機内温度により変化する。露光器１０４の温度（スキャナ温度）は、色ずれ量に大きな影響を与える。本実施形態の画像形成装置１００は、環境温度センサであるスキャナ温度に応じてプロセス条件を適宜変更して画像形成を行う。
【００２２】
図２、図３は、露光器１０４の構成説明図である。図２（ａ）は、露光器１０４の斜視図である。図２（ｂ）は、露光器１０４の上面図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。図３（ｂ）は、露光器１０４の一部分解斜視図である。
【００２３】
露光器１０４は、筐体となる光学箱４０１に、レーザ光により感光ドラム１０２を走査するための構成を備える。光学箱４０１には、レーザ光源及びレーザ光源を駆動するための電気基板（基板２０３）等からなる光学ユニットが取り付けられる。本実施形態のレーザ光源は、垂直共振器型面発光レーザ（以下、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）と記載する）２０２である。ＶＣＳＥＬ２０２は、複数の発光素子を含む。光学箱４０１は、ＶＣＳＥＬ２０２（光学ユニット）から出射されたレーザ光を対応する感光ドラム１０２に結像させるための光学系を収納する。光学系には、鏡筒部２０４と、感光ドラム１０２を所定の方向に走査するようにレーザ光を偏向する回転多面鏡４０２と、が含まれる。
【００２４】
回転多面鏡４０２は、図３（ａ）に示すモータ４０３によって回転駆動される。回転多面鏡４０２によって偏向されたレーザ光は、第１のｆθレンズ４０４に入射する。第１のｆθレンズ４０４を通過したレーザ光は、反射ミラー４０５、反射ミラー４０６によって反射され、第２のｆθレンズ４０７に入射する。第２のｆθレンズ４０７を通過したレーザ光は、反射ミラー４０８によって反射され、防塵ガラス４０９を通過して感光ドラム１０２上に導かれる。以上の構成により、回転多面鏡４０２によって等角速度で走査されるレーザ光が、第１のｆθレンズ４０４と第２のｆθレンズ４０７とにより感光ドラム１０２上に結像し、且つ感光ドラム１０２上を等速度で走査するようになる。
【００２５】
本実施形態の露光器１０４では、図３（ｂ）に示すように、ＶＣＳＥＬ２０２から出射されたレーザ光が、コリメータレンズ２０５及びシリンドリカルレンズ２０６を通じて回転多面鏡４０２に向かう。コリメータレンズ２０５及びシリンドリカルレンズ２０６は、鏡筒部２０４内に設けられる。
【００２６】
本実施形態の露光器１０４は、ビームスプリッタ４１０を備える。ビームスプリッタ４１０は、鏡筒部２０４から出射されて回転多面鏡４０２へ向かうレーザ光の光路上に配置されている。ビームスプリッタ４１０に入射したレーザ光は、透過光である第１のレーザ光と反射光である第２のレーザ光とに分離される。第１のレーザ光は、回転多面鏡４０２によって偏向され、上述のように感光ドラム１０２へ導かれる。第２のレーザ光は、集光レンズ４１５を通過した後に、光電変換素子（受光部）であるフォトダイオード（以下、ＰＤ４１１と記載する）に入射する。ＰＤ４１１は、受光光量に応じた検出信号を出力する。ＰＤ４１１から出力される検出信号に基づいて、自動光量制御（Automatic Power Control：ＡＰＣ）が行われる。
【００２７】
本実施形態の露光器１０４は、ビームディテクタ（以下、ＢＤ４１２と記載する）を備える。ＢＤ４１２は、感光ドラム１０２上において画像データに基づくレーザ光の出射タイミング（書出位置）を決定するための同期信号を生成する。回転多面鏡４０２により偏向されたレーザ光（第１のレーザ光）は、第１のｆθレンズ４０４を通過し、反射ミラー４０５及びミラー４１４（図３（ｂ）参照）によって反射され、ＢＤ４１２に入射する。レーザ光は、複数のレンズからなる光学系４１３を通過してＢＤ４１２に入射する。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、基板２０３上には、スキャナ温度センサ４５０が設けられている。温度検知手段として機能するスキャナ温度センサ４５０は光学箱４０１の内部（露光器１０４内部）の温度（スキャナ温度）を検出する。スキャナ温度センサ４５０による温度検出結果をフィードバックして、色ずれ補正が行われる。
【００２９】
図４、図５は、中間転写ベルト１０７に近接して設けられる色ずれセンサ及び色ずれ検知用のパターン画像（以下、検出用画像と称す。）の説明図である。色ずれセンサ４６、４７、４８は光学式センサであり、中間転写ベルト１０７に形成される検出用画像５１を検出する。色ずれセンサ４６、４７、４８は、中間転写ベルト１０７が検出用画像５１を搬送する搬送方向において、画像形成部１０１Ｋの下流側に配置される。色ずれセンサ４６、４７、４８の検出位置は、中間転写ベルト１０７が検出用画像５１を搬送する搬送方向に直交する方向（主走査方向）において異なる。色ずれセンサ４６は、画像形成装置１００の前面側（図１では手前側）に配置される。色ずれセンサ４７は、画像形成装置１００の背面側（図１では奥側）に配置される。色ずれセンサ４８は、色ずれセンサ４６と色ずれセンサ４７との中間に配置される。なお、主走査方向は、露光器１０４がレーザ光により感光ドラム１０２を走査する方向である。副走査方向は、主走査方向に直交する方向である。
【００３０】
図５に示すように、検出用画像５１は、各色の検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋを組み合わせて構成される。検出パッチ５１Ｙは、イエローの画像である。検出パッチ５１Ｍは、マゼンタの画像である。検出パッチ５１Ｃは、シアンの画像である。検出パッチ５１Ｋは、ブラックの画像である。検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは、各色の画像の副走査方向の色ずれ量を検出するための画像であり、全体として長方形である。検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは、長方形の長辺が主走査方向に平行で、且つ中間転写ベルト１０７の搬送方向（副走査方向）に並んで形成される。
【００３１】
図６は、検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋの拡大図である。各色の検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは、搬送方向（副走査方向）に一定間隔で形成された２つの長方形の画像を含む。２つの画像で検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが構成されるために、２つの画像の検出結果を比較することにより、ゴミや異物等を検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋに誤認識してしまうことを防止することができる。
【００３２】
検出パッチ５１の形状は、図５、図６に例示した形状に限らず、長辺が副走査方向に平行な長方形、十字線、三角形等の形状でもよい。検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは、色ずれセンサ４６、４７、４８によって検出される。色ずれセンサ４６、４７、４８の検出結果に基づいて、色ずれ量が算出される。なお、色ずれ量は、副走査方向の色ずれ量に限らず、主走査方向の色ずれ量も含む。
【００３３】
検出用画像５１を用いた色ずれ補正は、中間転写ベルト１０７上の実際の色ずれ量を検出するために、画像形成装置１００の機内温度等の状態から色ずれ量を予測する場合よりも高精度の色ずれ補正が可能である。しかし、検出用画像５１を中間転写ベルト１０７に形成するためにダウンタイムが生じる。したがって、検出用画像５１を用いた色ずれ補正は、色ずれ量の予測精度が担保できない場合、すなわち機内温度の温度変化が大きい等の機内の状態変化が所定値よりも大きい場合に行われることが多い。本実施形態でも、前回の色ずれ補正時の温度から一定以上変化（昇温、降温）したときに、色ずれ補正が行われる。
【００３４】
図７は、スキャナ温度センサ４５０の検出結果の変化量（温度変化量）と、色ずれ量との関係を示すグラフである。図示のとおり、昇温時と降温時とで温度変化量と色ずれ量との関係が異なり、ヒステリシスを持つことがわかる。そのために、露光器１０４付近の温度が上昇しているときと下降しているときとで、色ずれ量の予測方法を切り替える必要がある。例えば、昇温時と降温時とのそれぞれで異なる温度変化量と色ずれ量との関係を示す予測式やテーブルを用意しておき、予測式やテーブルを切り替えて用いることで色ずれ量を予測する方法がある。この方法は、昇降温を短いスパンで繰り返すような動作、例えば少ない枚数のシートＳへのプリントを時間を空けて繰り返し行い、温度変化が小さくヒステリシスの影響が出ない場合でも、予測式やテーブルの切り替えを行う。そのために、昇温時と降温時との色ずれ量の差が誤差として累積し、予測精度を担保することが困難である。そこで本実施形態では、露光器１０４付近の温度を用いて予測式を構成する。
【００３５】
図８は、画像形成装置１００の動作を制御するコントローラの説明図である。コントローラは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１及びメモリ５０２を有する。ＣＰＵ５０１は、メモリ５０２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１００の動作を制御する。画像形成部１０１Ｙは、上述のＢＤ４１２Ｙ、ＰＤ４１１Ｙ、スキャナ温度センサ４５０Ｙ、現像温度センサ１１８Ｙ、及びＶＣＳＥＬ２０２Ｙの他に、レーザドライバ５０３Ｙ及びプロセスユニット５０４Ｙを備える。画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋも画像形成部１０１Ｙと同様の構成である。
【００３６】
プロセスユニット５０４Ｙは、感光ドラム１０２Ｙを駆動する駆動部、帯電器１０３Ｙ、イエローの現像剤が収容された現像器１０５Ｙ、ドラムクリーナ１０６Ｙ、及び一次転写ローラ１１１Ｙを総称したものであり、その詳細な制御については説明を省略する。また、ＣＰＵ５０１は、二次転写ローラ１１２及び定着器１１３の制御を行うが、詳細な制御については説明を省略する。
メモリ５０２は、制御プログラムの他に、各ＶＳＣＥＬ２０２の出射タイミングを規定するタイミングデータ、色ずれ補正データ等を格納する。ＣＰＵ５０１は、同期信号よりも高周波数のクロック信号を生成する水晶発振器などのクロック信号生成部とクロック信号をカウントするカウンタを内蔵している。
【００３７】
ＣＰＵ５０１は、ＢＤ４１２から出力される同期信号、ＰＤ４１１から出力される検出信号、現像温度センサ１１８から出力される検出信号、及びスキャナ温度センサ４５０から出力される検出信号を取得する。ＣＰＵ５０１は、ＢＤ４１２から出力される同期信号及びＰＤ４１１から出力される検出信号に基づいて、レーザドライバ５０３に制御信号を送信する。制御信号は、ＶＣＳＥＬ２０２がレーザ光を発光するタイミング及びレーザ光の光量を制御するための信号である。レーザドライバ５０３は、制御信号に基づいてＶＣＳＥＬ２０２を駆動する駆動信号を出力する。ＶＣＳＥＬ２０２は、駆動信号に応じたタイミングで、駆動信号に応じた光量のレーザ光を発光する。その際に、ＣＰＵ５０１は、スキャナ温度センサ４５０から取得する検出信号（検出温度）に基づいて色ずれ量を予測し、予測した色ずれ量に応じて駆動信号を補正することで、色ずれ補正を行う。色ずれ補正により、実際に形成される各色の画像の色ずれ量が低減される。
【００３８】
（第１実施形態）
本実施形態の画像形成装置１００は、色ずれ量の予測値を機内温度の昇温時と降温時とで異なる予測式を用いて取得する。昇温時の予測式（第１予測式又は第１決定条件）と降温時の予測式（第２予測式又は第２決定条件）とは、いずれも今回の予測値X(n)を、前回算出した予測値X(n-1)を用いて算出する。第１、第２予測式を用いることで、温度のヒステリシスの影響を回避するために、予測にはスキャナ温度センサ４５０の検出結果（スキャナ温度）が用いられる。式（１）、（２）は、第１、第２予測式である。
第１予測式（昇温時）
X(n) = X(n-1) + α(T(n)−T(n-1))    …（１）
第２予測式（降温時）
X(n) = X(n-1) + β(T(n)−T(n-1))    …（２）
【００３９】
T(n)は、今回の画像形成時のスキャナ温度（検知温度）であり、T(n-1)は、前回の画像形成時のスキャナ温度（前回検知温度）である。昇温状態、降温状態の判断は、以下の式（３）、（４）により判断される。式（３）が満たされる場合が昇温、式（４）が満たされる場合が降温である。
T(n) − T(n-1) ＞ 0    …（３）
T(n) − T(n-1) ≦ 0    …（４）
【００４０】
式（４）が満たされる場合、以下の条件（式（５））から最終的に第２予測式を用いるか否かが判断される。なお、式（５）のTime(n)は、今回の画像形成時の時刻であり、T(n-1)は、前回の画像形成時の時刻である。つまり、式（５）は前回の画像形成からの経過時間が９０秒以上か否かを判定するために用いられる。
Time(n) − Time(n-1)≧90    …（５）
【００４１】
ＣＰＵ５０１は、式（３）、式（４）により昇温、降温の判断を行い、昇温の場合には、第１予測式（式（１））により色ずれ量の予測値を算出する。降温の場合、ＣＰＵ５０１は、式（５）が満たされれば第２予測式（式（２））により色ずれ量の予測値を算出する。しかし、降温の場合であっても式（５）が満たされなければ、ＣＰＵ５０１は、第１予測式（式（１））により色ずれ量の予測値を算出することになる。つまり、降温の場合であっても、前回の画像形成時からの経過時間に基づいて、最終的に第２予測式を用いるか否かが判断される。
【００４２】
式（５）の意味について説明する。
スキャナ温度（機内温度）の昇温時と降温時とで生じるヒステリシスは、スキャナ温度を検出するスキャナ温度センサ４５０の温度特性と、露光器１０４によるレーザ光の照射位置をずらしている物体の熱変形とが一致しないことに起因する。レーザ光の照射位置をずらしている物体は、例えば露光器１０４のレンズや光学箱４０１等である。理想的には、熱変形と線形になるような温度変化が得られる位置にスキャナ温度センサ４５０が配置されることが望ましい。しかし、物体の熱変形は局所的ではない。また、スキャナ温度センサ４５０は、配置される位置によっては、モータ４０３の回転による気流の影響を受ける。そのためにスキャナ温度センサ４５０は、基板２０３に設けられる。つまり、スキャナ温度のヒステリシスはある程度避けられない現象である。
【００４３】
降温の判断に用いられる式（４）が満たされる条件は、露光器１０４によるレーザ光の照射位置をずらしている物体が、熱変形して収縮する方向に変化しているときである。つまり、スキャナ温度が低下したときに、物体が収縮する方向に熱変形する必要がある。しかし、スキャナ温度の低下と物体が収縮する方向への熱変形とは必ずしも一致しない。一致しない原因は、例えばスキャナ温度センサ４５０にまつわる放熱条件と、実際に熱変形している物体の放熱条件の違い等が挙げられる。
【００４４】
具体的に説明すると、スキャナ温度センサ４５０が露光器１０４外部のレーザ光を制御する基板２０３上に配置されている。この基板２０３は、熱容量が露光器１０４本体の熱容量に対して圧倒的に小さく、また光学箱４０１の外部に配置されるために即座に放熱する。したがって、発光終了後に基板２０３が即座に降温状態になり、スキャナ温度センサ４５０が検出するスキャナ温度も降下する。
【００４５】
一方、実際に熱変形している物体は、露光器１０４の光学箱４０１や内部のレンズである。図９は、スキャナ温度センサ４５０が検出するスキャナ温度と光学箱４０１内部の温度（スキャナ内部温度）との関係を示す図である。スキャナ温度が点線で表され、実験的に別途光学箱４０１内に設けた温度センサにより検出されたスキャナ内部温度が実線で表される。時刻ｔ１は、画像形成が終了したタイミングである。スキャナ温度センサ４５０が検出するスキャナ温度は、画像形成の終了直後から低下し始める。これに対してスキャナ内部温度は、時刻ｔ２まで低下を始めない。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は約６０秒である。
【００４６】
露光器１０４の主たる発熱源は、モータ４０３の回転にともなう摺動部品の摺動熱と、基板２０３上の半導体装置の発熱である。熱変形を起こしている物体は、時刻ｔ１で画像形成処理が終了してモータ４０３が停止しても、放射熱や伝熱により、直ちに降温状態にならない。そのために熱伝導による熱の影響が物体に移行した後（時刻ｔ２）に、初めてスキャナ内部温度が降温状態になる。
【００４７】
以上のことから、スキャナ温度センサ４５０が検出したスキャナ温度が低下しても、ただちに降温時の第２予測式（式（２））を用いて色ずれ量を予測することは避けるべきである。図９で説明したように、露光器１０４は、熱変形が安定して降温状態へ移行するには、所定時間（本実施形態では６０秒）以上必要である。つまり、スキャナ内部温度が降温状態になるには最低でも所定時間（６０秒）必要であり、確実に熱変形をした状態は所定時間以上の時間を有することがわかる。本実施形態では、物体の熱変形状態を判断する閾値となる時間を９０秒に設定する。この時間は、スキャナ温度センサ４５０の取り付け位置や、露光器１０４の構成によって適宜設定されることが望ましい。
【００４８】
図１０は、以上のような画像形成装置１００による色ずれ量の予測値を算出する処理を表すフローチャートである。
【００４９】
ＣＰＵ５０１は、印刷ジョブを取得して画像形成の準備を行う（Ｓ１０１）。ＣＰＵ５０１は、画像形成前に、露光器１０４の現在のスキャナ温度T(n)を取得する（Ｓ１０２）。ＣＰＵ５０１は、スキャナ温度センサ４５０の検出結果からスキャナ温度T(n)を取得する。ＣＰＵ５０１は、取得したスキャナ温度T(n)をメモリ５０２に格納する。メモリ５０２には、過去に検出したスキャナ温度及び過去に算出した色ずれ量の予測値が格納されている。
【００５０】
ＣＰＵ５０１は、前回の画像形成時のスキャナ温度T(n-1)をメモリ５０２から取得し、現在のスキャナ温度T(n)と比較することで、スキャナ温度が降温状態であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ５０１は、式（４）により、この判断を行う。
【００５１】
スキャナ温度が降温状態である場合（Ｓ１０３：Y）、ＣＰＵ５０１は、露光器１０４の熱変形状態を判断する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ５０１は、式（５）により、今回の画像形成時刻が前回の画像形成時刻から閾値となる時間（９０秒）以上経過したか否かにより、熱変形状態の判断を行う。式（５）を満たす熱変形状態である場合（Ｓ１０４：Y）、ＣＰＵ５０１は、式（２）の第２予測式により色ずれ量の予測値を算出する（Ｓ１０５）。
スキャナ温度が昇温状態である場合（Ｓ１０３：N）、或いは露光器１０４が熱変形状態ではない場合（Ｓ１０４：N）、ＣＰＵ５０１は、式（１）の第１予測式により色ずれ量の予測値を算出する（Ｓ１０６）。
【００５２】
第１予測式及び第２予測式のいずれか一方により色ずれ量の予測値を算出したＣＰＵ５０１は、算出した予測値に応じて色ずれ補正を行い、印刷ジョブに応じて画像形成部１０１によるプリント（画像形成処理）を行う（Ｓ１０７）。プリントが終了すると、ＣＰＵ５０１は、Ｓ１０２の処理で取得したスキャナ温度T(n)、及びＳ１０５又はＳ１０６の処理で算出した色ずれ量の予測値X(n)をメモリ５０２に格納する（Ｓ１０８）。具体的には、現在のスキャナ温度T(n)がスキャナ温度T(n-1)として格納され、算出された色ずれ量の予測値X(n)が、予測値X(n-1)として格納される。
【００５３】
以上のような処理を画像形成時に繰り返し行うことで、スキャナ温度の昇温と降温とが短時間で変化する場合であっても、色ずれ量の予測を、誤差を低減して行うことができる。そのために、色ずれ補正を色ずれ量の予測値により高精度に行うことができる。
【００５４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、露光器１０４の熱変形状態の判断条件として、式（５）に示すような画像形成処理の時間間隔を用いているが、これは、スキャナ温度の降下値を用いて行われてもよい。式（６）は、この場合の条件式である。
T(n) − T(n-1)≦-1    …（６）
【００５５】
つまり、前回の画像形成時のスキャナ温度T(n-1）と今回のスキャナ温度T(n)との差分に基づいて、熱変形状態が判断される。このような条件式を用いることで、スキャナ温度センサ４５０の配置によってヒステリシスが少ない場合や予測する温度領域が限られている場合に、式（５）の条件式の時間に基づく判断と同様の効果が期待できる。図９により説明すると、スキャナ温度センサ４５０が検出したスキャナ温度が時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に温度ａから温度ｂに低下する。温度ａと温度ｂとの温度差は約０．８℃である。スキャン温度が約０．８℃低下してもスキャナ内部温度が低下していないために、温度ばらつきを考慮して、スキャナ温度を降温状態と判断するための閾値となる温度（本実施形態では１℃）が設定される。ＣＰＵ５０１は、式（６）により、スキャナ温度が１℃以上降下（閾値となる温度以上降下）することで露光器１０４が熱変形状態であると判断する。つまり、スキャナ温度の低下が１℃以上ならば、ＣＰＵ５０１は第２予測式を用いて色ずれ量の予測値を算出する。一方、スキャナ温度の低下が１℃未満ならば、ＣＰＵ５０１は第２予測式と異なる他の予測式を用いて色ずれ量の予測値を算出する。ここで、他の予測式は第１予測式でもよく、あるいは、第１予測式と第２予測式とのいずれとも異なる第３予測式（第３決定条件）を用いてもよい。式（７）は、第３予測式である。
第３予測式
X(n) = X(n-1) + γ(T(n)−T(n-1))    …（７）
【００５６】
ＣＰＵ５０１は、図１０の処理において、Ｓ１０４の処理で式（６）により露光器１０４の熱変形状態を判断することで、色ずれ量の予測値を算出するために用いる予測式を複数の予測式のなかから選択する。他の処理は、第１実施形態と同様の処理である。第２実施形態においても、スキャナ温度の昇温と降温とが短時間で変化する場合であっても、色ずれ量の予測を、誤差を低減して行うことができる。そのために、色ずれ補正を色ずれ量の予測値により高精度に行うことができる。
【００５７】
（第３実施形態）
降温時の色ずれ量の予測は、前回の画像形成からの経過時間を用いて行われてもよい。式（８）は、前回の画像形成からの経過時間を用いた降温時の色ずれ量の予測式（第２予測式）を示す。式（８）において、Time(n)は、今回の画像形成時の時刻であり、T(n-1)は、前回の画像形成時の時刻である。
X(n) = X(n-1) + β(Time(n)−Time(n-1))    …（８）
【００５８】
式（８）について説明する。式（５）で説明したように、降温時に起きている現象は、熱伝導による放熱状態である。本実施形態の構成では、モータ４０３の回転によって上昇したスキャナ温度が、放熱によって低下する。そのために、画像形成の終了後に所定時間ｔが経過することで、露光器１０４の光学箱４０１のスキャナ内部温度が以下の式（８）で表される。
スキャナ内部温度 = (放熱開始温度−スキャナ温度) ×e^(熱伝導率×表面積×t
/ 熱容量) + スキャナ温度    …（８）
【００５９】
式（８）の（熱伝導率×表面積 / 熱容量）は、実験的に算出すると非常に小さい値、具体的には、０．０００１のオーダーとなる。そのために画像形成終了後の経過時間が１時間程度（ｔ＝３６００）では、スキャナ内部温度がほぼ線形近似する。仮に非線形領域を超えて用いる場合、光学箱４０１のスキャナ内部温度が式（８）から予測可能である。よって、画像形成終了後の経過時間により色ずれ量を予測することで、実際の色ずれ量と予測値との誤差を少なくすることが可能である。
【００６０】
スキャナ温度による色ずれ量と、経過時間による色ずれ量とを比較して説明する。例えば、画像形成が一定の時間間隔で行われることで、スキャナ温度が、３２℃付近から４６℃付近まで上昇する。その後、画像形成が一定時間おきに少量行われることで、スキャナ温度が再度３２℃付近まで低下する。スキャナ温度は、昇温時（昇温特性）には徐々に高くなり、低下時（降温特性）には３４℃付近から急激に落ち込む。
【００６１】
そのために３４℃付近の降温特性は、大きな傾きの変化を有する。これは、単位温度あたりの色ずれ量で、例えば約４０［μｍ］ほどの大きさとなる。仮に３４℃を境に第１予測式と第２予測式とを切り替える場合、３４℃より低温で用いる予測式から算出される予測値は、機差や状態による誤差が生じた場合に、少しの温度誤差で大きな予測誤差が生じることになる。これは、３４℃付近の降温特性は、単位温度あたりの色ずれ量が大きいためである。
【００６２】
図１１は、画像形成終了後の経過時間と実際の色ずれ量との関連図である。経過時間と色ずれ量との関係は、降温時にほぼ線形となる。経過時間は、スキャナ温度に対してほぼ正確であるために誤差も小さい。光学箱４０１の熱容量が小さい場合、経過時間に対して色ずれ量が非線形になる場合であっても、第２予測式として式（８）を用いることで、降温時の色ずれ量の予測値を高精度に算出することが可能である。
【００６３】
ＣＰＵ５０１は、図１０の処理において、Ｓ１０５の処理で式（８）により色ずれ量の予測値を算出する。他の処理は、第１実施形態と同様の処理である。第３実施形態においても、スキャナ温度の昇温と降温とが短時間で変化する場合であっても、色ずれ量の予測を、誤差を低減して行うことができる。そのために、色ずれ補正を色ずれ量の予測値により高精度に行うことができる。
【００６４】
なお、以上の説明のスキャナ温度は、色ずれ補正を行う対象となる色に対応した露光器１０４の温度である。例えば、マゼンタの画像の色ずれ補正を行う場合、ＣＰＵ５０１は、露光器１０４Ｍのスキャナ温度を用いて、色ずれ量の予測値を取得することになる。なお、１つの露光器が画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの各感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋを露光する構成では、１つの露光器１０４の温度がスキャナ温度である。
【００６５】
第１予測式、第２予測式、及び第３予測式においては色ずれ量の予測値がスキャナ温度を用いて決定される。しかしながら、色ずれ量の予測値はスキャナ温度と現像温度とを用いて決定される構成でもよく、あるいは、スキャナ温度と現像温度と環境温度とを用いて決定される構成でもよい。現像温度は他の温度検知手段として機能する現像温度センサ１１８の検知温度に相当し、環境温度は他の温度検知手段として機能する環境温度センサ１１７の検知温度に相当する。予測式は色ずれ量を予測できる温度情報の組み合わせを実験によって適宜決定すればよい。
【図１】
2020052249.tif 000003
【図２】
2020052249.tif 000004
【図３】
2020052249.tif 000005
【図４】
2020052249.tif 000006
【図５】
2020052249.tif 000007
【図６】
2020052249.tif 000008
【図７】
2020052249.tif 000009
【図８】
2020052249.tif 000010
【図９】
2020052249.tif 000011
【図１０】
2020052249.tif 000012
【図１１】
2020052249.tif 000013