JP2020046647A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】急激な状態変化が生じた場合であっても、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、走査光学装置１０４及び現像器１０５により画像形成を行う。画像形成装置１００は、現像器１０５Ｙ、１０５Ｃの温度に基づいて、色ずれ量を算出する決定条件（予測式）を選択する。画像形成装置１００は、選択した決定条件に基づいて、現像器１０５Ｙの温度及び走査光学装置１０４の温度を用いて色ずれ量の予測値を算出する。【選択図】図１

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ことができ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、画像形成処理を高速化するために、複数の異なる色の画像に対応した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転写した後に、中間転写体から記録材へ画像を転写してもよい。

このような画像形成装置は、画像形成部に画像を形成するために、走査光学装置を備える。走査光学装置は、偏向器を有し、偏向器でレーザ光を偏向することで感光体を走査する。偏向器は、動作することで発熱する。偏向器の発熱により、レンズやミラーといった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。色ずれ補正のたびに検出用画像を形成するために、ダウンタイムが増加する。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検出しておき、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、機内温度変化のヒステリシスによる色ずれ量予測精度の低下を解消するために、昇温時と降温時とで色ずれ量予測に用いるテーブルを切り替える技術を提案する。また、別の手法として、２つ以上のセンサを用いて色ずれ量の予測式を立てる技術が一般的に知られている。この手法では、１つ目のセンサは走査光学装置のレンズの温度予測に用いられ、２つ目のセンサは走査光学装置の筐体の温度変化予測に用いられる場合が多い。筐体の温度変化は機内温度の変化に近い。そのために、画像形成装置内部に設けられる現像剤の温度監視などに用いられる温度センサの値を筐体の温度変化予測に用いることができる。これにより、別途色ずれ予測用にセンサを設けることなく、コストを抑えて色ずれ量の予測精度を高めることができる。

このように色ずれを発生させている要因毎に予測に用いるセンサを分けて用いることで、機内温度変化のヒステリシスが生じた場合でも、精度よく色ずれ量を予測することが可能である。色ずれ量予測式は、走査光学装置の外部に設けられているセンサと、感光体の像を現像する現像器の周辺に配置されているセンサと、による２つの値を用いた以下に示す式が一般的である。
（色ずれ量予測値） ＝ （前回の色ずれ量予測値） ＋ （係数）＊（走査光学装置温度の変化） ＋ （係数）＊（機内温度変化）
係数は、画像形成装置の構成や、走査光学装置の構成によって異なり、予測精度が最も高くなるように予めフィッティングされている。

特開２０１０−９１９２５号公報

連続してプリントを行った後にしばらく放置してプリントを行う場合、色ずれ量予測値と実際の色ずれ量とに大きな乖離が生じる。これは、連続したプリント動作中には、機内温度の上昇を防止するためのファンが全速で動作し、連続したプリント動作が終了するとファンの速度が低下して画像形成装置内に熱がたまるためである。特に、加熱により記録材に画像を定着させる定着器は、常にプリントを行う状態に加熱された状態のまま熱を保持する場合に、熱を機内全体に拡散する。このとき現像器の温度が急激に上昇し、一時的に現像器の温度変化が大きくなることがある。これに対して走査光学装置の筐体の温度は急激に上昇することはない。そのために、色ずれ量の予測値と実際の色ずれ量とに乖離が生じる。このように、温度のような状態の変化の直前と直後とで色ずれ量を予測する上で、現像器の温度は適当ではない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、温度のような状態に急激な変化が生じた場合であっても、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ことを目的とする。

本発明の画像形成装置は、感光体、露光手段、及び現像手段を有し、前記露光手段により前記感光体を光で走査することで前記感光体に静電潜像を形成し、前記静電潜像を前記現像手段により現像することで前記感光体に画像を形成する複数の画像形成手段と、前記感光体に形成された前記画像が転写される中間転写体と、前記画像を前記中間転写体からシートへ転写する転写部と、ヒータを有し、前記シートに転写された前記画像を加熱することで、該画像を前記シートに定着させる定着手段と、前記中間転写体に形成された色ずれ検出用の検出用画像を検出する検出手段と、機内の異なる２箇所の機内温度を検出する第１温度検出手段及び第２温度検出手段と、前記露光手段の温度を検出する第３温度検出手段と、前記検出手段の検出結果から色ずれを検知する検知手段と、前記第１温度検出手段による第１検出温度と前記第２温度検出手段による第２検出温度とに基づいて、色ずれ量を予測するための決定条件を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された決定条件に基づき前記第３温度検出手段により検出された第３検出温度から色ずれ量を決定し、前記検知手段により検知された前記色ずれと前記色ずれ量と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色ずれを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、急激な状態変化が生じた場合であっても色ずれ量の予測を正確に行い、画質の劣化の少ない画像を形成することができる。

画像形成装置の構成説明図。 （ａ）、（ｂ）は、走査光学装置の構成説明図。 （ａ）、（ｂ）は、走査光学装置の構成説明図。 色ずれセンサ及び検出用画像の説明図。 色ずれセンサ及び検出用画像の説明図。 検出パッチの拡大図。 温度変化量と色ずれ量との関係を示すグラフ。 コントローラの説明図。 定着器周辺の熱の流れの説明図。 スキャナ温度及び２つの現像器の温度の時間変化の例示図。 Ｂ点に基点が移動した場合のスキャナ温度及び２つの現像器の温度の時間変化の例示図。 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。 本実施形態の色ずれ量の予測値と実際の色ずれ量とを比較する図。 従来の色ずれ量の予測値と実際の色ずれ量とを比較する図。

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。

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。

画像形成部１０１は、感光ドラム１０２、帯電器１０３、走査光学装置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、走査光学装置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。

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。

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等の記録材Ｓに転写するための二次転写ローラ１１２、及び記録材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。

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。走査光学装置１０４は露光器であり、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。

一次転写ローラ１１１は、転写バイアスが印加されることで、各感光ドラム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。

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によって記録材Ｓ上に転写（二次転写）される。この際、記録材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記録材Ｓは、定着器１１３へ搬送される。定着器１１３はヒータが内蔵された加熱ローラと、加圧ローラとを備える。定着器１１３は、ヒータの熱によって記録材Ｓにトナー像を加熱定着する。これにより記録材Ｓにフルカラー画像が形成される。画像形成後の記録材Ｓは、排紙部に排出される。

以上のような画像形成のプロセスでは、画像形成装置１００の画像形成条件を温度情報に適した画像形成条件に制御する。本実施形態の画像形成装置１００は、環境温度センサ１１７や現像温度センサ１１８が検出する検出結果（温度）に応じて画像形成条件を適宜変更して画像形成を行う。なお、画像形成条件とは、帯電器１０３の帯電バイアス、走査光学装置１０４の露光強度、現像器１０５の現像バイアス、一次転写ローラ１１１の転写バイアス、及び二次転写ローラ１１２の転写バイアスを含む。

図２、図３は、走査光学装置１０４の構成説明図である。図２（ａ）は、走査光学装置１０４の斜視図である。図２（ｂ）は、走査光学装置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、走査光学装置１０４の一部分解斜視図である。

走査光学装置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、レーザ光が感光ドラム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。

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。

本実施形態の走査光学装置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。

本実施形態の走査光学装置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。

本実施形態の走査光学装置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。

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。スキャナ温度センサ４５０は光学箱４０１の内部（走査光学装置１０４内部）の温度を検出する。スキャナ温度センサ４５０の検出結果をフィードバックして、色ずれ補正が行われる。

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量を検出するための検出用画像の説明図である。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は検出用画像５１を検出する検出手段として機能する。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、走査光学装置１０４からのレーザ光が感光ドラム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。

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を含む。検出パッチ５１Ｙは、イエローの検出用画像である。検出パッチ５１Ｍは、マゼンタの検出用画像である。検出パッチ５１Ｃは、シアンの検出用画像である。検出パッチ５１Ｋは、ブラックの検出用画像である。検出パッチ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは、各色の検出用画像の副走査方向の色ずれを検出するために用いられる。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。

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。

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、Ｖ字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、色ずれは、副走査方向の色ずれと主走査方向の色ずれを含む。主走査方向の色ずれは図５に示す検出用画像５１とは異なる他の検出用画像を用いて実施される。しかし、検出用画像の測定結果から色ずれ量を決定する方法は周知技術なので、ここでの詳細な説明は省略する。

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に形成するので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、前回の検出用画像が形成されたときの温度と現在温度との差が閾値を越えた場合に検出用画像を用いた色ずれ補正が行われ、色ずれ補正量が更新される。なお、画像形成装置１００は、色ずれ量を補正するための色ずれ補正量に基づいて、各色の主走査方向、並びに副走査方向の色ずれを補正する。

次に色ずれ予測制御について説明する。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、走査光学装置１０４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。この方法では、昇降温を短いスパンで繰り返す場合、例えば少ない枚数の記録材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が行われる。しかしながら、色ずれが予測式（又はテーブル）を切り替えながら予測される場合、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、走査光学装置１０４の温度と現像器１０５の温度とを用いて予測式を構成する。予測式は、例えば、以下のように色ずれ量を予測する。まず、現在のスキャナ温度センサ４５０の検知温度とスキャナ温度センサ４５０の基準温度との温度差に第１係数を乗算した第１結果が算出される。次いで、現在の現像温度センサ１１８の検知温度と現像温度センサ１１８の基準温度との温度差に第２係数を乗算した第２結果が算出される。第１結果と第２結果との和から、色ずれ量が予測される。なお、スキャナ温度センサ４５０の基準温度とは、前回検出用画像を用いた色ずれ補正が実行されたときにスキャナ温度センサ４５０により検知された温度に相当する。同様に、現像温度センサ１１８の基準温度とは、前回検出用画像を用いた色ずれ補正が実行されたときに現像温度センサ１１８により検知された温度に相当する。

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。

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、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。

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、現像温度センサ１１８及び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。

（急激な温度（状態）変化の検出）
画像形成装置１００の機内温度の変化を検出するために、本実施形態では、異なる位置に設けられた現像温度センサ１１８の検出結果（検出温度）を用いる。具体的には、本実施形態では、現像温度センサ１１８Ｙの検出温度及び現像温度センサ１１８Ｃの検出温度のそれぞれの温度の変化率に加えて、２つの現像温度センサ１１８Ｙ、１１８Ｃの検出温度の差分により、状態変化を判定する。ＣＰＵ５０１は、現像器１０５の検出温度の変化により、機内の状態の急激な変化を判断する。式（１）は、機内の急激な状態変化（温度変化）の判定式である。
(Tdev1(Now)- Tdev1(Prev)) - (Tdev2(Now)- Tdev2(Prev))≧A …（１）

Tdev1(Now)は現像温度センサ１１８Ｙの現在の検出温度であり、Tdev2(Now)は現像温度センサ１１８Ｃの現在の検出温度である。Tdev1(Prev)は現像温度センサ１１８Ｙの前回の画像形成時の検出温度であり、Tdev2(Prev)は現像温度センサ１１８Ｃの前回の画像形成時の検出温度である。Aは急激な状態変化を判定するための閾値であり、本実施形態では、「−０．１」に設定されている。

式（１）が満たされる場合、画像形成装置１００の状態（機内温度）に急激な変化が発生していない。つまり、式（１）においては、現像器１０５Ｃの温度変化量が現像器１０５Ｙの温度変化量よりも大きい場合に急激な状態変化が生じていると判定される。そのために式（１）が満たされている場合には、色ずれ量の予測値は、現像器１０５Ｙ、１０５Ｃの検出温度を用いて算出することができる。式（１）が満たされない場合、画像形成装置１００の状態（機内温度）に急激な変化が発生している。そのために色ずれ量の予測値には、現像器１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋの温度を用いない他の予測式に基づき算出される。他の予測式は、例えば、現在のスキャナ温度センサ４５０の検知温度とスキャナ温度センサ４５０の基準温度との温度差に第３係数を乗算して色ずれ量を予測する。
また、他の予測式は、例えば、以下のように色ずれ量を予測する。まず、現在のスキャナ温度センサ４５０の検知温度とスキャナ温度センサ４５０の基準温度との温度差に第３係数を乗算した第３結果が算出される。次いで、現在の現像温度センサ１１８の検知温度と現像温度センサ１１８の基準温度との温度差に第４係数を掛け算した第４結果が算出される。第３結果と第４結果との和から、色ずれ量が予測される。このとき、第４係数の絶対値は第２係数の絶対値よりも小さい値とする。

式（１）について説明する。現像温度センサ１１８Ｙ及び現像温度センサ１１８Ｃは、いずれも機体内部に配置される。機体の状態変化（機内温度変化）が緩やかな場合、いずれの検出結果の変化率もほぼ一定であるといえる。このとき、左の項の値が０付近になるため、式（１）が満たされる。

しかし、連続プリントが終了した場合、機内の熱の状態が急激に変化する。連続プリント時にはファン５０５が最大速度にて回転するために、定着器１１３周辺の熱は、ほとんどが機外に排熱され、排熱しきれずに残った熱が徐々に機内に充満する。ファン５０５は、画像形成装置１００の機内の熱を排熱して、機内温度の上昇を防止するために設けられる。これに対し、プリント終了時にはファン５０５の速度が低下するために、定着器１１３周辺の熱は、行き場を失う。図９は、プリント終了時の定着器１１３周辺の熱の流れの説明図である。図示のとおり、定着器１１３周辺の熱が画像形成部１０１側に流れていく。定着器１１３の直上には熱を遮断するための不図示のダクトがある。そのために、定着器１１３のヒータから生じた熱は矢印のように流れる。したがって、熱の影響を受ける順番は、現像温度センサ１１８Ｃ、現像温度センサ１１８Ｙの順になる。つまり、式（１）における現像温度センサ１１８Ｃの検出温度であるTdev2の変化率が先に大きくなる。そして、Tdev2の変化率がTdev1の変化率を上回り、式（１）が満たされなくなった場合に、機内状態が急激に変化したと判定される。

機内状態が急激に変化していない場合、機内温度による色ずれ量の予測には、現像温度センサ１１８による検出温度及び走査光学装置１０４の温度が用いられる。機内状態が急激に変化した場合、機内温度による色ずれ量の予測には、例えば、現像温度センサ１１８による検出温度は用いられずに、走査光学装置１０４の温度のみが用いられる。

具体的なデータにより説明する。図１０は、走査光学装置１０４の温度（スキャナ温度：Tscn）及び２つの現像器１０５Ｙ、１０５Ｃの温度（Tdev1、Tdev2）の時間変化の例示図である。第２軸には、式（１）の左の項の計算結果が示される。画像形成装置１００は、Ａ点までは連続してプリントを行い、Ａ点からプリントを停止してスタンバイ状態となっている。

この場合、走査光学装置１０４のスキャナ温度Tscnは、プリントの終了により下がり始める。現像器１０５Ｙ、１０５Ｃの温度は、Ｘ部に示すように、定着器１１３の熱の影響で急激に上昇する。Ａ点が最後のプリントが行われた時刻であるために、この時点の温度が色ずれ量を予測するための予測温度の起点となる。Ｂ点でプリントが行われた場合、式（１）の左の項の値が−０．７付近となり、式（１）が満たされなくなる。つまり、Ａ点を基点として次のプリント時の温度を予測する場合、Ｃ点までにプリントが開始されれば現像器１０５Ｙ、１０５Ｃの温度を予測値の算出に用いないことになる。これにより、急激な温度変化による予測誤差を防止することが可能となる。

Ｂ点で温度を予測した後にＤ点でさらにプリントが行われた場合、予測温度の基点がＢ点の温度に移動する。図１１は、Ｂ点に基点が移動した場合の走査光学装置１０４のスキャナ温度Tscn及び２つの現像器１０５Ｙ、１０５Ｃの温度（Tdev1、Tdev2）の時間変化の例示図である。温度の変化曲線が図１０から図１１のように更新されるために、Ｄ点で状態変化の判定が再度行われる。この場合、式（１）の左の項の値が−０．１以上となるために、式（１）が満たされることになる。このように、プリントが行われるたびに、予測温度の起点が常に更新されるようになっている。

（色ずれ量の予測）
図１２は、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。
ＣＰＵ５０１は、印刷ジョブを取得して（Ｓ１０１）、走査光学装置１０４の現在のスキャナ温度Tscn(Now)、現像器１０５Ｙの現在の検出温度Tdev1(Now)、及び現像器の現在の検出温度Tdev2(Now)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Tscn(Now)を取得する。ＣＰＵ５０１は、現像温度センサ１１８Ｙの検出結果から検出温度Tdev1(Now)を取得する。ＣＰＵ５０１は、現像温度センサ１１８Ｃの検出結果から検出温度Tdev2(Now)を取得する。ＣＰＵ５０１は、取得したスキャナ温度Tscn(Now)、検出温度Tdev1(Now)、及び検出温度Tdev2(Now)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Tscn、検出温度Tdev1、及び検出温度Tdev2も格納されている。また、メモリ５０２には、過去に算出した色ずれ量の予測値が格納されている。

ＣＰＵ５０１は、前回のプリント時或いは色ずれ補正時に取得したスキャナ温度Tscn(Prev)、検出温度Tdev1(Prev)、及び検出温度Tdev2(Prev)をメモリ５０２から取得する。ＣＰＵ５０１は、取得したこれらの温度に応じて、機内状態の急激な変化の有無を上記の式（１）により判定する（Ｓ１０３）。

式（１）が満たされる場合（Ｓ１０３：Y）、ＣＰＵ５０１は、機内で急激な温度変化のような状態変化が発生していないと判断する。この場合、ＣＰＵ５０１は、スキャナ温度Tscn(Now)、Tscn(Prev)、及び検出温度Tdev1(Now)、Tdev1(Prev)により色ずれ量の予測値を算出する（Ｓ１０４）。式（２）は、この場合の第１予測式（第１決定条件）である。
X(Now)=X(Prev)+α(Tscn(Now)- Tscn(Prev))+β(Tdev1(Now)- Tdev1(Prev)) …（２）
X(Now)は算出する色ずれ量の予測値である。X(Prev)は前回算出された色ずれ量の予測値である。そして、色ずれ量は、前回検出用画像を用いて検知された色ずれ量と式（２）により算出された色ずれ量X(Now)を合算した値となる。なお、式（２）においてα及びβは係数であり、予め所定の値にフィッティングされている。

式（１）が満たされない場合（Ｓ１０３：N）、ＣＰＵ５０１は、機内の急激な温度変化のような状態変化が発生していると判断する。この場合、現像器１０５の温度は、色ずれ量の予測値の算出に用いることができない。そのためにＣＰＵ５０１は、前回算出された色ずれ量の予測値X(Prev)及びスキャナ温度Tscn(Now)、Tscn(Prev)により色ずれ量の予測値を算出する（Ｓ１０５）。式（３）は、この場合の第２予測式（第２決定条件）である。
X(Now)=X(Prev)+α(Tscn(Now)- Tscn(Prev)) …（３）

このように、機内の状態変化が閾値を超えている場合と、閾値を超えていない場合とで、異なる予測式を用いて色ずれ量の予測値が算出される。式（２）或いは式（３）を選択して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各色の画像の色ずれを補正し、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（Ｓ１０６）。プリントが終了すると、ＣＰＵ５０１は、Ｓ１０２の処理で取得した各温度及びＳ１０４又はＳ１０５の処理で算出した色ずれ量の予測値X(Now)をメモリ５０２に格納する（Ｓ１０７）。具体的には、現在のスキャナ温度Tscn(Now)、検出温度Tdev1(Now)、及び検出温度Tdev2(Now)が、スキャナ温度Tscn(Prev)、検出温度Tdev1(Prev)、及び検出温度Tdev2(Prev)として格納される。算出された色ずれ量の予測値X(Now)が、予測値X(Prev)として格納される。

なお、第２予測式は、第１予測式の検出温度Tdev1の項を消去した形であるが、これは、第１予測式の係数βを「０」に設定したことと同じである。つまり第１予測式、第２予測式のいずれも、走査光学装置１０４の温度、現像器１０５の温度、係数、及び前回の色ずれ量の予測値の加算、減算、乗算によって色ずれ量の予測値を算出する。このように、急激な状態変化が走査光学装置１０４に及ぼす影響度に応じて係数βの値を変化させることで、高精度の色ずれ量の予測が可能である。

以上の処理では、第１予測式或いは第２予測式を用いて色ずれ量の予測値を算出する例を示したが、これらは、色ずれ量の予測値はテーブルを用いて導出されてもよい。例えば、第１予測式に代えて、スキャナ温度Tscn(Now)、Tscn(Prev)、検出温度Tdev1(Now)、Tdev1(Prev)、及び前回の色ずれ量の予測値X(Prev)と、予測値X(Now)との関係を表す第１テーブルを用意する。また、第２予測式に代えて、スキャナ温度Tscn(Now)、Tscn(Prev)及び前回の色ずれ量の予測値X(Prev)と、予測値X(Now)との関係を表す第２テーブルを用意する。第１テーブル及び第２テーブルは、メモリ５０２に予め格納される。ＣＰＵ５０１は、式（１）による判定結果に応じて第１テーブル或いは第２テーブルをメモリ５０２から読み出して、色ずれ量の予測値を取得することになる。

以上のような処理により色ずれ量の予測値が算出される。図１３は、本実施形態の処理により算出した色ずれ量の予測値と実際の色ずれ量とを比較する図である。図１４は、従来の処理により算出した色ずれ量の予測値と実際の色ずれ量とを比較する図である。図１３と図１４とを比較すると、本実施形態の処理により算出した予測値が、連続プリントの実行後にも、実際の色ずれ量と大きく乖離することなく一致していることがわかる。このように本実施形態の色ずれ量の予測処理は、精度よく色ずれ量を予測することが可能である。

本実施形態では、現像器１０５の温度を機内温度に用いたが、他に代用できる温度センサがあれば、その検出結果を用いてもよい。つまり、画像形成装置１００の異なる２箇所に機内温度を検出する温度検出センサが設けられる。ＣＰＵ５０１は、各温度検出センサによる検出温度により、状態の急激な変化や色ずれ量の予測を行うことができる。また、エアフローの構成によって、変化が生じるセンサに前後がある場合は、その構成に合わせて不等号の関係や、閾値を調整することで対応できる。また、スキャナ温度Tscnは、色ずれ補正を行う対象となる色に対応した走査光学装置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、走査光学装置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つの走査光学装置１０４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つの走査光学装置１０４の温度がスキャナ温度Tscnである。

Claims (9)

1. 感光体、露光手段、及び現像手段を有し、前記露光手段により前記感光体を光で走査することで前記感光体に静電潜像を形成し、前記静電潜像を前記現像手段により現像することで前記感光体に画像を形成する複数の画像形成手段と、
   前記感光体に形成された前記画像が転写される中間転写体と、
   前記画像を前記中間転写体からシートへ転写する転写部と、
   ヒータを有し、前記シートに転写された前記画像を加熱することで、該画像を前記シートに定着させる定着手段と、
   前記中間転写体に形成された色ずれ検出用の検出用画像を検出する検出手段と、
   機内の異なる２箇所の機内温度を検出する第１温度検出手段及び第２温度検出手段と、
   前記露光手段の温度を検出する第３温度検出手段と、
   前記検出手段の検出結果から色ずれを検知する検知手段と、
   前記第１温度検出手段による第１検出温度と前記第２温度検出手段による第２検出温度とに基づいて、色ずれ量を予測するための決定条件を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された決定条件に基づき前記第３温度検出手段により検出された第３検出温度から色ずれ量を決定し、前記検知手段により検知された前記色ずれと前記色ずれ量と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色ずれを制御する制御手段と、を有することを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記第１温度検出手段と前記第２温度検出手段とは、それぞれ異なる現像手段の温度を検出することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 過去に検出された前記第１検出温度及び前記第２検出温度を格納する格納手段をさらに備えており、
   前記選択手段は、現在の前記第１検出温度及び前記第２検出温度と、前回の画像形成時の前記第１検出温度及び前記第２検出温度と、により前記決定条件を選択することを特徴とする、
   請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記選択手段は、現在の前記第１検出温度と前回の画像形成時の第１検出温度との差分と、現在の前記第２検出温度と前回の画像形成時の第２検出温度との差分と、の差に基づいて前記決定条件を選択することを特徴とする、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記格納手段は、過去に検出された前記第３検出温度及び過去に決定された色ずれ量を格納しており、
   前記制御手段は、機内の状態の変化が閾値を超えていない場合に、現在の前記第１検出温度及び前記第３検出温度と、前回の画像形成時に検出された前記第１検出温度及び前記第３検出温度と、前回の画像形成時に決定された色ずれ量と、を用いて前記色ずれ量を決定し、機内の状態の変化が前記閾値を超えている場合に、現在の前記第３検出温度と、前回の画像形成時に検出された前記第３検出温度と、前回の画像形成時に決定された色ずれ量と、を用いて前記色ずれ量を決定することを特徴とする、
   請求項３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、機内の状態の変化が前記閾値を超えていない場合に、現在の前記第１検出温度と前回の画像形成時の第１検出温度との差分と、現在の前記第３検出温度と前回の画像形成時の第３検出温度との差分と、前回の画像形成時に決定された色ずれ量と、に基づいて前記色ずれ量を決定することを特徴とする、
   請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、機内の状態の変化が前記閾値を超えている場合に、現在の前記第３検出温度と前回の画像形成時に検出された前記第３検出温度との差分と、前回の画像形成時に決定された色ずれ量と、に基づいて前記色ずれ量を決定することを特徴とする、
   請求項５又は６記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、現在の前記第１検出温度と前回の画像形成時の第１検出温度との差分に第１係数を乗算した値と、現在の前記第３検出温度と前回の画像形成時の第３検出温度との差分に第２係数を乗算した値と、前回の画像形成時に決定された色ずれ量と、を加算する予測式により機内の状態の変化が前記閾値を超えていない場合の前記色ずれ量を決定し、
   機内の状態の変化が前記閾値を超えている場合に、前記予測式の前記第１係数を０として前記色ずれ量を決定することを特徴とする、
   請求項５〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。
9. 前記検知手段は、機内の状態変化が所定値よりも大きい場合に、前記検出手段の検出結果から色ずれを算出することを特徴とする、
   請求項１〜８のいずれか１項記載の画像形成装置。