(57)【要約】【課題】  温度を用いた像担持体上での画像の位置ずれ量の予測精度を向上させる。【解決手段】  複数の画像形成ユニットにより形成される画像の像担持体上での色ずれ量を色ずれ検知パターン画像を用いて検知し（Ｓ１０５）、検知した色ずれ量に基づいて複数の画像形成ユニットにより形成される画像の位置ずれを補正する（Ｓ１０７）。そして、色ずれ検知パターン画像を用いて検知した色ずれ量に応じて色ずれ補正をしてからの温度の変化量に基づいて、複数の画像形成ユニットにより形成される画像の像担持体上での色ずれ量を予測する（Ｓ１１５）。予測した色ずれ量に基づいて複数の画像形成ユニットにより形成される画像の色ずれを補正する（Ｓ１１７）。【選択図】  図４
2012133215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に画像を重ねて形成する複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を検知する位置ずれ量検知手段と、
前記検知手段により検知された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正する補正手段と、
温度を検知する温度検知手段と、
前記補正手段が前記位置ずれ量検知手段が検知した前記位置ずれ量に応じて補正をしてからの前記温度検知手段の検知温度の変化量に基づいて、前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を予測する位置ずれ量予測手段と、
を有し、
前記補正手段は、前記位置ずれ量予測手段により予測された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の画像形成手段はそれぞれ異なる色の画像を形成し、前記検知手段は色ずれ量を検知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記複数の画像形成手段によりそれぞれ形成された複数のパターン画像を検知することにより前記位置ずれ量を検知することを特徴とする請求項１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、複数の画像形成手段により形成される画像の像担持体上での位置ずれ量を検知し、位置ずれ量に応じて複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正す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においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上、または、中間転写ベルト上に順次異なる色の画像を転写する方式がある。この方式の問題点としては、機械内の温度変化に伴い、画像形成部内のレンズやミラーに歪みや変形が生じ、各色の画像を重ね合わせたときに色ずれを生じることが挙げられる。この問題に対して、所定のタイミングで搬送ベルトまたは中間転写ベルト上に色ずれ検出パターンを形成し、センサで色ずれ検出パターンを読取ることで色ずれ量を算出し、それをもとに書き出しタイミングを制御することで色ずれ補正を行う技術が知られている。
【０００３】
ところが、この色ずれ補正の方法は、適当な時間間隔またはプリント枚数毎に色ずれ検出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生じ、画像形成の生産性の低下を招いていた。この問題に対して、装置内温度と色ずれ量を１対１で対応させた補正テーブルを参照することで補正量を算出し、画像形成タイミングを補正するという、温度に応じた予測型の色ずれ補正が提案されている（特許文献１参照）。これにより、色ずれ検出パターンの形成を行わないか、あるいは、色ずれ検出パターンの形成頻度を少なくすることができるので、温度検知のみでダウンタイムの発生が抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２９３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、部品変形の仕方は温度に対して非線形であり、温度と色ずれ量が１対１で対応するとは限らない。温度変化と色ずれ量の関係も非線形であり、温度が同じ値を示しても、そのときの色ずれ量が常に同じ量になるとは限らない。従って、検出した温度によって一意的に色ずれ量を予測した場合、実際の色ずれ量との誤差が大きくなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体上に画像を重ねて形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を検知する位置ずれ量検知手段と、前記検知手段により検知された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正する補正手段と、温度を検知する温度検知手段と、前記補正手段が前記位置ずれ量検知手段が検知した前記位置ずれ量に応じて補正をしてからの前記温度検知手段の検知温度の変化量に基づいて、前記複数の画像形成手段により形成される画像の前記像担持体上での位置ずれ量を予測する位置ずれ量予測手段と、を有し、前記補正手段は、前記位置ずれ量予測手段により予測された前記位置ずれ量に基づいて前記複数の画像形成手段により形成される画像の位置ずれを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、像担持体上での画像の位置ずれ量の予測精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の断面図。
【図２】画像形成装置の制御ブロック図。
【図３】色ずれ予測テーブルと予測値補正テーブルの図。
【図４】色ずれ量検知処理及び色ずれ量予測処理のフローチャート。
【図５】中間転写ベルト上に形成される色ずれ検知パターン画像を示す図。
【図６】実施形態２における色ずれ量検知処理及び色ずれ量予測処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の断面図である。２ａ〜２ｄは感光ドラム、３ａ〜３ｄはレーザ走査ユニットである。４ａ〜４ｄは現像器であり、感光ドラム、レーザ走査ユニット、現像器は色ごとに画像形成ユニットを構成している。５は像担持体としての中間転写ベルト、６は二次転写ローラ、７は定着ローラ、１１は中間転写ベルト上に形成された色ずれ検知パターン画像を検出するレジストレーション検知センサ、１２は装置内に設置された温度検知センサである。レジストレーション検知センサ１１は、中間転写ベルト５の両サイドに対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００１０】
画像形成装置１において、各色用の感光ドラム２ａ〜２ｄに対し、半導体レーザを光源とする各々のレーザ走査ユニット３ａ〜３ｄにより静電潜像が形成され、この静電潜像は各々の現像器４ａ〜４ｄにより現像される。そして、この感光ドラム２ａ〜２ｄ上に現像された各色のトナー画像は、中間転写ベルト５に重ねて一次転写される。つまり、複数の画像形成ユニットが像担持体上に画像を重ねて形成する。中間転写ベルト上の４色のトナー像は、二次転写ローラ６部でシート（記録紙）に転写され、定着ローラ７などからなる熱定着器により記録紙上に定着される。
【００１１】
また、レーザ走査ユニット３ａ〜３ｄ内にはそれぞれ図１に不図示のＢＤセンサ３１ａ〜３１ｄが設けられており、各感光ドラム２ａ〜２ｄを走査する直前のレーザ光の通過を検出し、１ラインの同期信号であるＢＤ信号を発生する。ＢＤ信号をもとに、後述する画像形成タイミング制御部１４は主走同期信号を生成し、各レーザ走査ユニット３ａ〜３ｄの主走査書き出しタイミングを制御する。
【００１２】
画像形成装置１は、感光ドラム２ａ〜２ｄ上に色ずれ検知パターン画像を形成し、各色の色ずれ検知パターン画像を中間転写ベルト５上に転写し、中間転写ベルト５上の色ずれ検知パターン画像をレジストレーションセンサ１１により読み取ることによって、色ずれ量を検知する。画像形成装置１は、検知した色ずれ量に応じて、画像の書き出しタイミングを補正することにより色ずれ補正すなわちオートレジストレーションを行う。
【００１３】
図２は、画像形成装置の制御ブロック図である。図２において、１３はメモリであり、温度検知センサ１２により検出された温度データと、後述する色ずれ予測テーブルと予測値補正テーブルを予め格納する。１０はＣＰＵであり、本発明における画像形成装置の動作制御を行う。ＣＰＵ１０はさらに、レジストレーション検知センサ１１の読取値に基づき、画像形成タイミングの補正量を算出する。また、ＣＰＵ１０はさらに、温度検知センサ１２により検出された温度とメモリ１３内のテーブルに基づき、画像形成タイミングの補正量を算出する。１４は画像形成タイミング制御部である。画像形成タイミング制御部１４は、ＣＰＵ１０により算出された画像形成タイミングの補正量と前述したＢＤセンサにより３１ａ〜３１ｄにより生成されたＢＤ信号に基づいて、レーザ走査ユニット３ａ〜３ｄにおける主走査書き出しタイミングの制御を行うことにより、各色の画像形成位置の補正動作を実行する。
【００１４】
図３は、本実施形態における色ずれ予測テーブルと予測値補正テーブルの図である。これらのテーブル情報はメモリ１３に記憶されている。図３（ａ）の色ずれ予測テーブルは、色ずれ検知パターン画像を用いた色ずれ補正を行ったときからの装置内温度の相対変化量（Ｔ−Ｔ０）と、これに対応する色ずれ量Δｙの関係を示したものである。ここで、Ｔは色ずれ予測を行うときの温度、Ｔ０は色ずれ検知パターン画像を用いた色ずれ補正を行ったときの温度である。このテーブルは製品設計段階で測定により求められる。図３（ｂ）の予測値補正テーブルは、所定の時間当たりの温度変化量（Ｔ−Ｔ’）と、これに対応する補正値εの関係を示したものである。ここで、Ｔは色ずれ予測を行うときの温度、Ｔ’は前回の色ずれ予測を行ったときの温度である。この補正値を色ずれ予測テーブルの参照値に加えることによって、温度変化の違いによる色ずれ予測誤差を低減する。温度変化の違いとは、例えば単位時間当たりの温度変化の度合いの違いのことである。温度変化の違いは、装置内の部品変形の度合いの差に現れる。
【００１５】
図４は、色ずれ量検知処理及び色ずれ量予測処理のフローチャートである。まず、ＣＰＵ１０は、画像形成装置の電源投入後、スタンバイ状態を経て（Ｓ１０１）、プリントジョブが入力されことに応じて（Ｓ１０２）、プリントジョブを開始する（Ｓ１０３）。次いで、ＣＰＵ１０は、オートレジストレーション実行タイミングであるかどうかを判断する（Ｓ１０４）。ここで、オートレジストレーション実行タイミングとは、スリープモードからの復帰時や印刷枚数が所定値に達した時などであり、任意に設定しておくことが可能である。ステップＳ１０４で、オートレジストレーション実行タイミングであると判断された場合、以下に述べるオートレジストレーション動作による色ずれ補正を行う。
【００１６】
ＣＰＵ１０は、中間転写ベルト５上に色ずれ検知パターン画像を形成し、中間転写ベルト５上の色ずれ検知パターン画像を読み取ったレジストレーション検知センサの出力に基づいて色ずれ量を検知する（Ｓ１０５）。図５は、中間転写ベルト上に形成される色ずれ検知パターン画像を示す図である。２０ａ〜２０ｄと２１ａ〜２１ｄは用紙搬送方向の色ずれ量を検出するための各色の色ずれ検知パターン画像であり、２２ａ〜２２ｄと２３ａ〜２３ｄは用紙搬送方向と直交する主走査方向の色ずれ量を検出するための各色の色ずれ検知パターン画像である。これらのパターンをサンプリングすることで、予め定められた基準色に対する他の色の色ずれ量を検知する。次に、ＣＰＵ１０は、検出した各色間の色ずれ量から、基準色を除く各色の色ずれ補正値を算出する（Ｓ１０６）。次いで、ＣＰＵ１０は、算出された色ずれ補正量に基づいて、画像形成タイミング補正量を算出し、画像形成タイミング制御部１４に画像形成タイミング補正を行わせる（Ｓ１０７）。上述のステップＳ１０５〜Ｓ１０７がオートレジストレーションである。
【００１７】
ＣＰＵ１０は、オートレジストレーションに続いて、装置内温度Ｔを検出し、Ｔ０＝Ｔとしてメモリ１３に記憶し（Ｓ１０８）、プリントジョブが終了したかを判断する（Ｓ１０９）。プリントジョブが終了したと判断したら、スタンバイ状態となり（Ｓ１１０）、色ずれ補正動作を終了する。ステップＳ１０８でプリントジョブが終了していないと判断した場合、ステップＳ１０４に戻り、オートレジストレーション実行タイミングであるかを判断する。
【００１８】
次に、Ｓ１０４でオートレジストレーション実行タイミングと判断されなかった場合について説明する。ステップＳ１０４でオートレジストレーション実行タイミングでないとき、すなわち、オートレジストレーションが実行されてから次回のオートレジストレーションが実行されるまでの間においては、予測補正実行タイミングになるまで待機する（Ｓ１１１）。ここで、予測補正実行タイミングとは、前回のオートレジストレーション時または前回の予測補正実行時から予め決められた時間経過した時である。ステップＳ１１１で予測補正実行タイミングになったとき、装置内温度Ｔを検出し（Ｓ１１２）、メモリ１３に記憶された図３（ａ）の色ずれ予測テーブルを参照することにより、オートレジストレーション実行時からの温度差（検知温度の変化量）ΔＴ＝Ｔ−Ｔ０からオートレジストレーション実行時からの予測色ずれ量Δｙを取得する（Ｓ１１３）。例えば、オートレジストレーション実行時の温度Ｔ０が３０度、予測補正実行時の温度Ｔが３３度のとき、色ずれ予測テーブルの参照値はΔｙ＝７０μｍとなる。
【００１９】
次に、ＣＰＵ１０は、メモリ１３に記憶された図３（ｂ）の予測値補正テーブルを参照することにより、前回の予測補正時または前回のオートレジストレーション実行時からの温度差Δｔ＝Ｔ−Ｔ’から補正量εを取得する（Ｓ１１４）。ここで、Ｔ’は前回の予測補正時の温度検出値である。例えば、予測補正実行時の温度Ｔが３３度、前回の予測補正実行時の温度Ｔ’が３２度であったとき、予測値補正テーブルの参照値はε＝３μｍとなる。ここで、Ｔ−Ｔ’は、予測補正の時間間隔が一定であることから、単位時間当たりの温度変化量を表している。次いで、ＣＰＵ１０は、得られた色ずれ予測値Δｙおよび予測値の補正量εを足し合わせた予測色ずれ量Δｙ’を算出する（Ｓ１１５）。この予測色ずれ量は、オートレジストレーション実行時からの色ずれ量を予測した値である。例えば、上記の例（Ｔ＝３３、Ｔ０＝３０、Ｔ’＝３２）では、Δｙ’＝７０＋３＝７３μｍと算出される。
【００２０】
このように求められた色ずれ予測量Δｙ’を基に、ＣＰＵ１０が画像形成タイミング補正量を算出し、画像形成タイミング制御部１４に画像形成タイミング補正を実行させる（Ｓ１１６）。次いでＳ１０８で検出された温度Ｔを予測補正実行時の温度Ｔ’としてメモリ１３に記憶し（Ｓ１１７）、ステップＳ１０９に戻り、プリントジョブが終了したか否かを判断する。プリントジョブが終了したと判断したら、スタンバイ状態となり（Ｓ１１０）、色ずれ補正動作を終了する。
【００２１】
以上のように、温度の時間変化率を用いた誤差の補正を行うことにより、温度変化スピードの違いによって生じる色ずれ予測誤差を低減し、色ずれ補正精度を向上することができる。
【００２２】
なお、図１において温度検知センサ１２の設置位置を中間転写ベルト５近傍としているが、その位置や温度検知センサの設置数については特に限定するものではない。温度検知位置は、色ずれ量の変化と相関関係のある温度変化をする位置であればよい。
【００２３】
また、本実施形態では主走査方向の色ずれ補正動作を行う例について説明したが、副走査方向の色ずれや、倍率、曲がりといった色ずれについても、それぞれ同様のテーブルを設け、参照することで同様の補正動作が行うことができる。
【００２４】
次に、第２の実施形態について、図２および図６を用いて説明する。装置の構成は第一の実施形態で示した図２と同様である。第１の実施形態ではテーブルを用いて予測色ずれ量を算出したが、第２の実施形態では、検出した温度に応じて色ずれ量を予測する演算式を用いて予測色ずれ量をもとめる。実施形態１における色ずれ予測テーブルまたは予測値補正テーブルにおける温度と色ずれ量の関係を近似した演算式をメモリ１３内に保持しておき、その演算式を用いて予測色ずれ量を算出する。
【００２５】
図６は、実施形態２における色ずれ量検知処理及び色ずれ量予測処理のフローチャートである。ステップＳ２０１からＳ２１２は、実施形態１におけるステップＳ１０１からＳ１１２と同様であるため説明を省略する。ＣＰＵ１０は、ステップ２１２の後、検出された温度Ｔ、オートレジストレーション実行時の温度Ｔ０、及び前回の補正時の温度Ｔ’を用いて、
Δｙ’＝α１・（Ｔ−Ｔ０）＋α２・（Ｔ−Ｔ’）
として色ずれ予測量Δｙ’を算出する（Ｓ２１３）。ここで、α１・（Ｔ−Ｔ０）は実施形態１における色ずれ予測テーブルによる参照値Δｙに相当し、α２・（Ｔ−Ｔ’）は予測値補正テーブルの参照値εに相当する。また、係数α１及びα２は製品設計段階で色ずれ変化量、色ずれ予測テーブル、予測値補正テーブルに相当するデータ（Δｙ’、Ｔ−Ｔ０、Ｔ−Ｔ’）を蓄積し、上記の式に代入し例えば線形近似することで算出された値であり、メモリ１３内に保持される。
【００２６】
次いで、ＣＰＵ１０は、実施形態１と同様に、予測色ずれ量に基づいた色ずれ補正を行い（Ｓ２１４）、ステップＳ２１２で検出された温度Ｔを予測補正実行時のＴ’としてメモリ１３に記憶し（Ｓ２１５）、ステップＳ２０９に戻り、プリントジョブが終了したか否かを判断する。
【００２７】
ここでは演算式として一次近似式を例に挙げたが、二次式など、他の適した近似式を用いてもよい。また、近似式を用いることで、αなどの係数のみをメモリに保持すればよいため、テーブルを保持しておく必要のある実施形態１に比べ、少ないメモリ量で済む。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ＣＰＵ
１１  レジストレーション検知センサ
１２  温度検知センサ
１３  メモリ
１４  画像形成タイミング制御部
【図１】
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【図２】
2012133215.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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