JP5611295B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は位置ずれ量を算出するものに関する。

カラーの複写機やプリンタ等の画像形成装置として、各色毎に画像形成部が設けられそれぞれの色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置がある。このような画像形成装置では、各色のトナー像を多重転写するときに、感光ドラムやレーザスキャナなどの画像形成部の温度変化等により例えば構成部品の歪みが発生し、色ごとに画像形成位置が微妙にずれた色ずれ画像が形成されてしまう。

そこで各色のトナー像の位置ずれを補正するために、以下の処理が行われる。まず、各画像形成部にてパッチを形成し、このパッチをセンサで読み取ることにより位置ずれ量を検出する。そして、検出された位置ずれ量に基づき各色毎の画像形成のタイミングを補正する色ずれ補正を行うことにより色ずれ画像の形成を防ぐ。

画像品位と画像生産性の両方を求められるカラープリンタの中・高速機などにおいては、トナー像を記録紙に高速で定着させるためにはかなりの熱量が必要となる。特に、朝一起動時のように本体が完全に冷えた状態から電源ＯＮした場合、コントローラの起動や本体の各種調整及び定着器のウォームアップを行う間に、機内の画像形成部（レーザスキャナやドラム・現像器など）の温度は環境温度から急激に上昇し本体動作状態での平衡温度近くまで到達する。従来では、その状態にて上記パッチを形成して位置ずれ量を検出した後、プリント可能（スタンバイ）状態となっていた。パッチを用いた位置ずれ量の検出は精度が高く画像品位が一定に保たれるが、パッチの形成及びその読み取りには時間がかかり、その間ユーザがプリントできなくなりユーザ利便性を損なうため、頻繁に実施することはできない。本体ウォームアップ後は画像形成部の温度は、ほぼ平衡状態となり変化は緩やかとなるため、画像品位とユーザ利便性のバランスをとって所定の間隔（所定のプリント枚数や所定の時間）にてパッチを形成して位置ずれ量の検出を行うことが望ましい。

また、主にパーソナルユースの低速プリンタでは、本体の温度変化と各色の位置ずれ量との関係を記憶し、温度変化に応じて位置ずれ量を予測して補正量を算出する予測制御が多く用いられる。この方法はユーザがプリントできない状態となることなく位置ずれ量の更新を行うことが可能であるが精度は上記パッチを形成して行う位置ずれ量の検出よりは若干劣る。特許文献１には、機内温度変化に対する位置ずれ補正テーブルを記憶し、温度変化が所定値以下の場合は補正テーブルに基づく予測補正を行い、温度変化が所定値以上の場合はパッチを用いて位置ずれ量を実測し補正テーブルを更新する技術が提案されている。

特開２０１０−２１７５４４号公報

しかしながら、上記従来技術には以下に記載する問題がある。例えば、近年においてユーザの利便性を考慮しＩＨ方式を用いた加熱方式などでオンデマンドでウォームアップが可能となる定着器が開発されている。このような画像形成装置では、本体が完全に冷えた状態から電源ＯＮされた場合でも高速起動が可能となり約３０秒でコントローラの起動や本体の各種調整動作も完了しプリント可能（スタンバイ）状態となる。そのため、画像形成部周りの温度が環境温度から急激に上昇している最中にパッチを形成して行う位置ずれ量の検出を行うことになる。起動直後の数分間は画像形成部の温度は急激に上昇を続けるため、その間にプリント動作させると位置ずれ補正後の温度変化によって生じた位置ずれ量の変化により画像品質が低下してしまう。

本発明は、画像形成装置であって、画像信号に従って感光体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を像担持体へ転写する転写手段と、前記露光手段の温度を測定する第１センサと、前記第１センサによって測定された露光手段の温度が所定以上の勾配で変化している状態であるか否かを判定する判定手段と、位置ずれ補正条件を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された位置ずれ補正条件に基づき位置ずれ補正処理を行う位置ずれ補正手段とを有し、前記算出手段は、前記判定手段による判定の結果が温度が所定以上の勾配で変化していない状態を示す場合には、前記像担持体上に形成されたパッチの位置の検知結果に基づき、位置ずれ補正条件を算出する算出処理を実行し、前記判定手段による判定の結果が温度が所定以上の勾配で変化している状態を示す場合には、前記像担持体上にパッチを形成させずに、前記第１センサによって測定された露光手段の温度に基づき位置ずれ補正条件を予測する予測処理を実行することを特徴とする。

本発明は、上述の問題に鑑みて行われたものであり、機内の温度変化が激しいか否かに従って位置ずれ補正方法を好適に切り替える仕組みを提供することを目的とする。

本発明は、画像形成装置であって、画像信号に従って像担持体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより現像化する現像手段と、前記現像手段によって現像化されたトナー像を記録材へ転写する転写手段と、前記露光手段の温度を測定する第１センサと、前記第１センサによって測定された露光手段の温度が所定以上の勾配で変化している状態であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、温度が所定以上の勾配で変化していない状態の場合には、パッチを形成することによって位置ずれを検知し、位置ずれ補正量を算出する第１の位置ずれ補正量算出処理を実行し、温度が所定以上の勾配で変化している状態の場合には、前記第１センサによって測定された露光手段の温度に応じて位置ずれ量を予測する第２の位置ずれ補正量算出処理を実行する補正手段とを備えることを特徴とする。

本発明は、機内の温度変化が激しいか否かに従って位置ずれ補正方法を好適に切り替える仕組みを提供できる。

画像形成装置の概略断面図。 比較例となる画像形成装置の起動時における温度／画像位置ずれの変化を表すグラフ。 高速起動可能な画像形成装置の起動時における温度／画像位置ずれの変化を表すグラフ。 画像形成装置の起動時における温度／画像位置ずれの変化を表すグラフ。 露光装置の温度変化と主走査位置ずれの変化を示すグラフ。 パッチを示す図。 第１の実施形態に係る画像形成装置のブロック図。 第１の実施形態に係る画像形成装置の処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る画像形成装置のブロック図。 第２の実施形態に係る画像形成装置の処理手順を示すフローチャート。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。また、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜画像形成装置の構成＞
まず、図１を参照して、画像形成装置の構成について説明する。図１の画像形成装置は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。近年では多種多様な記録紙への適応性やプリント生産性に優れるという利点から、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、中間転写タンデム方式が主流となっている。なお、中間転写ベルトを有していない、即ち、記録紙に直接転写するタンデム方式の画像形成装置にも適用することができる。

＜記録紙の搬送プロセス＞
記録紙Ｓは記録紙収納庫６１〜６５に積載される形で収納されており、給紙部６１ａ〜６５ａにより画像形成タイミングに合わせて記録紙Ｓが給送される。記録紙とは、画像が形成される記録材を示しており、ここでは、普通紙、ＯＨＰシート、厚紙等の、画像形成装置で搬送可能な記録材をすべて含む用語として使用する。給紙部（給紙ローラ）６１ａ〜６５ａにより送り出された記録紙Ｓは搬送パス８１等を通過し、転写前搬送部であるレジストローラ対７６へと搬送される。当該レジストローラ対７６は記録紙収納庫６１〜６５から搬送されてくる記録紙Ｓを突き当ててループを作成することにより記録紙Ｓの先端を倣わせ斜行を修正する機能を有する。さらに、レジストローラ対７６は、斜行修正を行った後に、記録紙Ｓへの画像形成のタイミング、即ち、像担持体上に担持されたトナー像に合わせて、所定のタイミングで記録紙Ｓを二次転写部へ搬送する。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ３２及び二次転写外ローラ４１により形成される記録紙Ｓへのトナー像転写ニップ部であり、二次転写外ローラ４１は二次転写内ローラ３２に対して着脱可能に支持されている。この二次転写部にて所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録紙Ｓ上にトナー像を転写させる。

＜画像の作像プロセス＞
以上説明した二次転写部までの記録紙Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部まで送られてくる画像の形成プロセスについて説明する。画像形成部は、主に感光体１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）、帯電装置１２（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）、露光装置１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）、現像装置１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）、一次転写装置３５（３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ）、及び感光体クリーナ１５（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）等から構成される。予め帯電装置１２により表面を一様に帯電され、回転する感光体１１に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置１３が駆動され感光体１１上に静電潜像が形成される。感光体１１上に形成された静電潜像は、現像装置１４のトナーによる現像化を経て、感光体１１上にトナー像として顕在化する。その後、一次転写装置３５により所定の加圧力及び静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト３１上にトナー像が転写される。続いて、感光体１１上に僅かに残った転写残トナーは感光体クリーナ１５により回収され、再び次の画像形成に備える。以上説明した画像形成部は図１の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４セット存在する。勿論、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

次に、中間転写ベルト３１について説明する。中間転写ベルト３１は中間転写ベルト３１を回転駆動する駆動ローラ３３、中間転写ベルト３１のスラスト位置を調整するステアリングローラ３４及び二次転写内ローラ３２等のローラによって張架され、図中矢印Ｂの方向へと搬送駆動される。先述のＹ、Ｍ、Ｃ及びＢｋの各画像形成部により並列処理される各色の画像形成プロセスは、当該中間転写ベルト３１上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト３１上に形成され、二次転写部へと搬送される。

＜二次転写以降のプロセス＞
以上説明したそれぞれのプロセス、記録紙Ｓの搬送プロセス及び画像形成プロセスを経て、二次転写部において記録紙Ｓ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、記録紙Ｓは吸着搬送部４２により定着装置５へと搬送される。吸着搬送部４２はファン等によって記録紙をエアー吸着して搬送する。定着装置５は、対向するローラ又はベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えて記録紙Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。このようにして得られた定着画像を有する記録紙Ｓは、そのまま排紙トレイ６６上に排出する排紙搬送パス８２か、又は、両面画像形成を行う場合には反転誘導パス８３のいずれかに搬送されるべく経路選択が行われる。両面画像形成を行う場合、記録紙Ｓは、反転誘導パス８３からスイッチバックパス８４へと引き込まれ、反転Ｂローラ対７９の回転方向を正逆転させる（スイッチバック動作を行う）ことで先後端を入れ替え、両面搬送パス８５へと搬送される。その後、各給紙部より搬送されてくる後続ジョブの記録紙Ｓとのタイミングを合わせて再合流し、同様にレジストローラ対７６を経て二次転写部へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、先述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。また、記録紙Ｓを反転排紙させる場合には、定着装置５を記録紙Ｓが通過後、反転誘導パス８３からスイッチバックパス８４へと引き込まれ後、反転Ａローラ対７８及び反転Ｂローラ対７９を逆転駆動する。これにより、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、排紙トレイ６６に排紙させる。

＜画像位置ずれ補正制御＞
次に、図５及び図６を参照して、画像位置ずれ補正制御について説明する。４色の画像形成部を備え中間転写ベルト３１上にて多重転写するタンデム方式の画像形成装置に於いて、各色間の画像の位置ずれを補正するには大きく分けて以下の２つの補正方法がある。

第１の位置ずれ補正方法（実測位置ずれ補正）は、中間転写ベルト３１上に図６に示すような各色のパッチを形成し、このパッチを画像位置ずれ検知センサ３７で読み取り、その出力よりずれ量を算出して補正する方法である。算出したずれ量は、実測位置ずれ補正量として位置ずれ補正量格納部に記憶される。その記憶された実測位置ずれ補正量に基づいて、露光装置１３の画像書き出しタイミングが補正される。この補正方法は、非常に高精度に画像位置ずれを補正できる。しかしながら、４色それぞれのパッチを複数画像形成し、中間転写ベルト３１の周方向の厚みムラの影響や画像位置ずれ検知センサ３７の検知誤差の影響を極力少なくするため、中間転写ベルト３１の１周分以上に複数の同じパッチを作成して平均化する。そのため、位置ずれ補正制御全体にかかる時間が長くなる。つまり、“調整中”としてユーザが画像形成装置を使用できない状態が長くなる。

第２の位置ずれ補正方法（予測位置ずれ補正）は、露光装置１３の温度変化に応じた画像位置ずれ量の関係を記憶し、画像形成装置の電源ＯＮからの経過時間・その間の動作状況などから露光装置１３の温度変化を予測し、予測した温度変化に基づき位置ずれ量を予測する方法である。具体的には、予測した温度変化に対応する位置ずれ量を記憶されている関係より求め、予測位置ずれ補正量として位置ずれ補正量格納部に記憶し、その記憶された位置ずれ補正量に基づいて、露光装置１３の画像書き出しタイミングを補正する。第２の位置ずれ補正方法は、パッチを形成することなく位置ずれ補正量を求めることができるため、ユーザが使用できない状態となることがない。しかしながら、あくまで温度変化と画像位置ずれ量との相関関係は典型的データから求められており、画像形成装置の個体差や、実動作時の様々な状況においては、予測と実際の画像の位置ずれ量に誤差が発生する。

露光装置１３に温度検知部を追加し、図５（Ａ）に示すような露光装置１３の温度を予測ではなく実測すれば予測による誤差を減少させることはできる。しかし、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すような露光装置１３の温度と位置ずれ量の相関関係をもとに平均的な位置ずれ量を予測するため、第１の位置ずれ補正方法（実測位置ずれ補正）と比較すると位置ずれ補正の精度は低い。

＜高速起動が可能な画像形成装置における位置ずれ補正制御＞
以下では、高速起動が可能な画像形成装置の画像位置ずれ補正制御について図２乃至図８を参照して説明する。

まず、図２を参照して、比較例となる画像形成装置の起動時における露光装置の温度変化及び画像位置ずれの変化について説明する。比較例となる画像形成装置は、高速起動を行うことができない画像形成装置である。図２（Ａ）は、画像形成装置の電源ＯＮのタイミングを０分として、その後の時間経過を横軸にとり、縦軸は露光装置１３の温度Ｔの変化を示している。

オフィスや軽印刷などの大量部数のプリント及びその生産性や画像品位を優先する画像形成装置においては、短時間でトナーを記録紙上に定着させるために非常に多くの熱量を必要とする。したがって、朝一番に画像形成装置本体の
電源をＯＮした時のように、本体が完全に冷えきった状態から起動する場合、定着装置が所定の温度に達するまでウォームアップさせる必要がある。比較例としての画像形成装置では、プリントを開始できる状態（スタンバイ状態）になるまでに約６分程度かかる。まず、画像形成装置の内部が冷え切った状態から画像形成装置内部の温度が急激に（所定以上の勾配で）上昇する。そして、定着装置のウォームアップが完了するタイミング（Ａ１）では、画像位置ずれ量に感度を持つ露光装置１３の温度は、ほぼ平衡状態となる。これは、露光装置自身の通電による自己発熱及び画像形成装置内部の温度上昇による昇温と、画像形成装置内部の冷却システムによる冷却の均衡がとれ、温度勾配がなだらかになるためである。

また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）と同じく電源ＯＮのタイミングを０分として、その後の時間経過を横軸にとり、縦軸は位置ずれ量Δを示している。ウォームアップ中は図２（Ｂ）に示すように、露光装置１３の急激な温度上昇に伴い位置ずれ量Δは増加する。そして、ウォームアップが完了するタイミング（Ｂ１）では、露光装置１３の温度はＴＢ１となり、位置ずれ量ΔはΔＢ１となる。このタイミングで、パッチを形成して読み取ることにより、位置ずれ量：ΔＢ１を実測する。その結果に基づいて位置ずれ補正量を算出してメモリに記憶する。そして、画像形成装置はプリントを開始できる状態（スタンバイ状態）になる。この後のプリント動作時にはこの位置ずれ補正量に基づいて補正をかけるため、ウォームアップ直後は出力画像の位置ずれはほぼ０となる。そして、この位置ずれ補正量の算出後は露光装置１３の温度変化はすでに緩やかになっており、プリント動作状態、例えばプリント枚数が１０００枚といった所定枚数に達したタイミング（Ｂ２）などに、再び基パッチを形成し位置ずれ量を実測し、位置ずれ補正量を算出する。これにより、常に安定した精度で画像形成を行うことが可能である。

次に、図３を参照して、高速起動が可能な画像形成装置の起動時における露光装置の温度変化及び画像位置ずれの変化について説明する。図３（Ａ）は、画像形成装置の電源ＯＮのタイミングを０分として、その後の時間経過を横軸にとり、縦軸は露光装置１３の温度Ｔの変化を示している。

昨今においては、定着装置のヒーターにＩＨ（電磁誘導加熱）方式を用いることにより、熱効率が良く立ち上がりが速いため、定着装置のウォームアップにかかる時間が短くなっている。そして、コントローラの起動時間も飛躍的に短縮されている。よって、このような画像形成装置では、電源ＯＮからスタンバイ状態となるまでに約３０秒程度しか必要としない高速な起動が実現されている。しかし、定着装置の温度上昇の時間は短縮されても、高速でプリントを行い、かつ画像品位も高く保つには、記録紙上のトナーに与える必要な熱量は減少しない。つまり、露光装置自身の通電による自己発熱及び画像形成装置内部の温度上昇による昇温と、画像形成装置内部の冷却システムによる冷却の均衡がとれる、露光装置の温度はかわらない。したがって、高速起動が可能な画像形成装置内の温度上昇、及びそれにより影響を受ける露光装置１３の温度Ｔの変化は図３（Ａ）に示すように比較例となる画像形成装置（図２）と大きく変化しない。つまり、高速起動が可能な画像形成装置では、に定着装置のウォームアップが完了するまで３０秒程度しか必要としないものの、その後も、露光装置１３の温度は急激に上昇する。

図３（Ｂ）は、電源ＯＮのタイミングを０分として、その後の時間経過を横軸にとり、縦軸は画像位置ずれ量Δを示している。
ここで、定着装置のウォームアップが完了した時点で実測位置ずれ補正を実行することにより、電源ＯＮから短時間でスタインバイ状態にすることができる。実測位置ずれ補正を実行した時点では、図３（Ｂ）に示すように露光装置１３の温度がＴＡ１であり、検出された実測位置ずれ量はΔＡ１となる。そして、実測位置ずれ量に基づいて算出された実測位置ずれ補正量がメモリに記憶され、プリントを開始できる状態（スタンバイ状態）となる。

しかしながら、図３（Ｂ）に示すように定着装置がウォームアップするタイミング（図３（Ａ）でＡ１で示す画像形成装置を起動して３０秒程）では、まだ露光装置１３の温度勾配は急なため、スタンバイ状態となった直後も位置ずれ量Δは増加する。つまり、実測位置ずれ量と実際の位置ずれ量の誤差が増加しつづける。よって、スタンバイ状態後のプリント動作時に、実測位置ずれ補正量に基づいて位置ずれ補正制御を行うと、出力画像に画像位置ずれが発生する。

高速起動が可能な画像形成装置によれば、ユーザはプリント可能となるまでの待ち時間は短くてすむ。しかし一方で、起動時の位置ずれ量の実測を行ってから次の位置ずれ量の実測を行うまでの間は、画像位置ずれが悪化してしまう。

当然のことながらスタンバイ状態後にユーザがプリントしようとした時点で、位置ずれ量の実測を行った時点からの露光装置１３の温度変化が大きい場合に、再度位置ずれ量を実測すれば、回避できる。しかし、図３（Ｂ）に示すように起動後６分間程度の間は露光装置１３の温度勾配が急なため、プリントしようとするたびに位置ずれ量の実測を行うことになり、待ち時間が発生してしまう。つまり、ユーザにとっては高速起動可能なメリットが低減してしまう。

問題とされる起動直後の、露光装置１３の温度変化が急激に上昇している間（図５（Ａ）の⇔の区間）においては、温度変化から位置ずれ量を高精度に予測することができる。つまり、位置ずれ量を実測しなくても画像位置ずれ量を従来と同等程度に小さくすることが可能である。これは装置内及び露光装置１３が温度平衡状態に達しておらず、温度変化が確実に急勾配で上昇し続け、温度変化のばらつきが少ないためである。例えば、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように、温度が５〜１０度変化した場合は位置ずれ量は確実に増加し、ほぼ点線で示される直線に近い傾向を示す。つまり、温度変化が急勾配な場合は、実際の位置ずれ量と予測による位置ずれ量の相関性が高い。

しかしながら、位置ずれ量を温度変化から予測する上述の第２の補正方法（予測位置ずれ補正）は、画像形成装置内温度が平衡状態となると、予測精度が低下してしまう。つまり、温度勾配が緩やかとなると温度変化が本体の動作状態に応じて微小な温度上昇・下降を繰り返し、１〜２度程度の変化の場合は実際の画像位置ずれ量と予測による補正量の相関性が低くなる。よって、予測した位置ずれ量に基づく位置ずれ補正を行うことにより、かえって画像位置ずれが増加する可能性もある。これは露光装置の温度が平衡状態に近づくと、例えば、現像装置１４などの温度変化などによる影響度が相対的に大きくなる。よって、露光装置１３の温度が微小に下がったとき現像装置の温度の影響により位置ずれ量が予測通りに変化しなくなる。

＜第１の実施形態＞
＜画像形成装置の制御構成＞
第１の実施形態について、図４、図７及び図８を参照して説明する。まず、図７を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の制御構成について説明する。

本画像形成装置は、本発明に関わる主な制御構成として、ＣＰＵ７００、Ｉ／Ｆ（インタフェース）部７０１、画像処理部７０２、画像メモリ７０３、位置ずれ補正部７０４、ＬＤ駆動部７０５、ＲＯＭ７０６、ＲＡＭ７０７、給送部７０８、画像形成部７０９、環境温度検知センサ（第２センサ）７１０、露光装置温度検知センサ（第１センサ）７１１、画像位置ずれ検知センサ３７、露光装置温度格納部７１３、実測位置ずれ補正量（実測値）格納部７１４、及び、予測位置ずれ補正量（予測値）格納部７１５を備える。ＣＰＵ７００は、各コンポーネントに接続され、画像形成装置を統括的に制御する。ＲＯＭ７０６は、ＣＰＵ７００によって実行される制御プログラムやブートプログラム、設定パラメータ等が格納されているメモリである。ＲＡＭ７０７は、ＣＰＵ７００のワーク領域として使用されるメモリである。

Ｉ／Ｆ部７０１は、外部装置と接続され、画像データ等を受信する。画像処理部７０２は、Ｉ／Ｆ部７０１を介して受信された画像データに対して各種画像処理を施す。画像メモリ７０３には、画像処理部７０２から出力される画像データが格納される。位置ずれ補正部７０４は、上記第１の補正方法、及び、上記第２の補正方法を利用して、露光装置１３へ出力する画像信号に対して位置ずれ補正処理を施す。ＬＤ駆動部７０５は、位置ずれ補正部７０４から出力された画像信号に従って、露光装置１３を駆動する。

給送部７０８は、記録紙Ｓの給送を制御する。画像形成部７０９は、図１に示した各負荷を制御して画像形成処理を実行する。環境温度検知センサ７１０は、画像形成装置が設置されている環境温度を測定するセンサである。露光装置温度検知センサ７１１は、露光装置１３の温度を検知するセンサである。画像位置ずれ検知センサ３７は、形成されたパッチ画像を検知するセンサである。

露光装置温度格納部７１３は、露光装置温度検知センサで検知された露光装置１３の温度を格納する領域である。実測位置ずれ補正量（実測値）格納部７１４は、パッチを形成して、画像位置ずれ検知センサ３７によって検知した位置ずれから算出された実測位置ずれ補正量（実測値）を格納する領域である。予測位置ずれ補正量（予測値）格納部７１５は、露光装置温度検知センサで検知された露光装置１３の温度に対応して算出された予測位置ずれ補正量（予測値）を格納する領域である。

＜起動シーケンス＞
次に、図８を参照して、本実施形態における画像形成装置の起動シーケンス（Ｓ１０１〜Ｓ１０７）について説明する。以下で説明する処理は、ＣＰＵ７００によって、ＲＯＭ７０６に格納された制御プログラムがＲＡＭ７０７に読み出されて実行されることによって実現される。なお、ここでは、朝一などの本体が完全に冷え切った状態からの起動を想定して以下の説明を進める。

まず、Ｓ１０１において、ＣＰＵ７００は、画像形成装置の電源がＯＮさされたことを検知する。続いて、Ｓ１０２において、ＣＰＵ７００は、各種調整を開始すると同時に定着装置５のウォームアップを開始する。Ｓ１０３において、定着装置５のウォームアップが終了した後に、ＣＰＵ７００は、図６に示す各色のパッチを中間転写ベルト３１上に形成し、このパッチを画像位置ずれ検知センサ３７で読み取って、実測位置ずれ量を検出し、実測位置ずれ補正量を算出する。さらに、Ｓ１０４において、ＣＰＵ７００は、実測位置ずれ補正量（実測値）格納部７１４に算出した実測位置ずれ補正量を記憶するとともに、Ｓ１０５でパッチを実測した時点での露光装置温度検知センサからの出力ＴＡを露光装置温度格納部７１３に格納する。その後、Ｓ１０６において、ＣＰＵ７００は、予測位置ずれ補正量（予測値）格納部７１５のデータをクリアして、Ｓ１０７でプリント可能状態（スタンバイ状態）に遷移して待機する。

＜画像形成シーケンス＞
次に、図４及び図８を参照して、画像形成シーケンスＳ２０１〜Ｓ２０９について説明する。以下で説明する処理は、ＣＰＵ７００によって、ＲＯＭ７０６に格納された制御プログラムがＲＡＭ７０７に読み出されて実行されることによって実現される。

図４（Ａ）は、画像形成装置の電源ＯＮのタイミングを０分として、その後の時間経過を横軸にとり、縦軸は露光装置１３の温度Ｔの変化を示している。また、図４（Ｂ）は、電源ＯＮのタイミングを０分として、その後の時間経過を横軸にとり、縦軸は位置ずれ量Δを示している。前述した画像位置ずれが問題となる起動直後から、６分間程度（図４（Ｂ）の⇔で示す区間）において、プリントを行う場合を想定して以下の説明を進める。

Ｓ２０１において、ＣＰＵ７００は、ユーザが原稿をセットしてコピーボタンを押したか、又は、Ｉ／Ｆ部７０１を介して、ＰＣからプリントジョブが投入されたことを検知すると、Ｓ２０２に進む。図４（Ａ）のＡ１で示す時間（６分経過時点）までは露光装置１３の温度勾配が急であり、Ｓ１０３で算出した位置ずれ補正量を用いて補正すると、図４（Ｂ）のΔ’’で示される曲線に沿って位置ずれ量が増加してしまう。そこで、Ｓ２０２において、ＣＰＵ７００は、現在の露光装置温度検知センサ７１１から得られる露光装置１３の温度と、環境温度検知センサ７１０によって検出される環境温度とを比較し、その差が１０度以下であるか否かを判定する。１０度以下である場合は起動直後であると判断し（図４（Ａ）の時間が３０秒〜６分の間が該当する）、第２の位置ずれ補正方法を用いた位置ずれ補正（予測位置ずれ補正）シーケンス（Ｓ２０３〜Ｓ２０５）を実行する。

これは、本実施形態の露光装置１３の温度勾配が環境温度＋１０度までの間が急であるためであり、適用する画像形成装置の温度特性に合わせて適宜設定される値である。このＳ２０２の判定が第２の位置ずれ補正方法を用いた位置ずれ補正を行うかどうかの判定であり、この条件（判断基準）を満足する場合はＳ２０３に進む。

Ｓ２０３において、図４（Ａ）のΔＴに相当する、現在の露光装置温度検知センサ７１１から得られる露光装置１３の温度Ｔと、露光装置温度格納部７１３に格納された位置ずれ量を実測した時点での露光装置１３の温度ＴＡ１との差分を算出する。そして、ＣＰＵ７００は、その差ΔＴが所定値以上、例えば１度以上であるか否かを判定する。所定値以上でない場合は、Ｓ２０６に進む。一方、所定値以上である場合は、Ｓ２０４に進み、以下の式を用いて予測位置ずれ量を算出する。

予測位置ずれ補正量＝α×ΔＴ
α、は、予め定められた補正係数であり、複数の実測値から求められる。

本実施形態における予測位置ずれ補正量は、ΔＴから算出されることからわかるように、実測位置ずれ量からの変化量を示す値である。 なお、位置ずれとしては、主走査書き出し位置および主走査全体倍率など複数のものがある。主走査書き出し位置の変化の１例をを図５（Ｂ）に示し、主走査全体倍率の変化の１例を図５（Ｃ）に示す。このように、位置ずれの種類に応じて温度に対する変化度合が異なる。よって、予測位置ずれ補正量を求める際に、位置ずれの種類ごとに補正係数を設定し、以下の式を用いて算出することにより、より高精度に位置ずれ量を推測することができる。

予測位置ずれ補正量（主走査全体倍率）＝α1×ΔＴ
予測位置ずれ補正量（主走査書き出し位置）＝α２×ΔＴ
なお、主走査全体倍率及び主走査書き出し位置は、露光装置１３の温度変化に感度が高い。よって、予測位置ずれ補正の対象として主走査に関する位置ずれのみにし、副走査の位置ずれに対しては予測を行わないようにしてもかまわない。つまり、主走査全体倍率及び主走査書き出し位置に対しては予測位置ずれ量を用いて位置ずれ補正を行うが、副走査位置に対しては予測位置ずれ量を使用せず実測位置ずれ量を使用しつづけるようにしてもかまわない。ただし、予測位置ずれ補正を適用する位置ずれの種類は、画像形成装置の特性に合わせて適宜選択すべきものである。

次に、Ｓ２０５において、ＣＰＵ７００は、上記計算式により予測された予測位置ずれ量、その位置ずれ補正量（予測値）を算出し、予測位置ずれ補正量（予測制御）格納部７１５に格納する。

そして、Ｓ２０６において、ＣＰＵ７００は、以下の式に基づき位置ずれ補正量を求める。

位置ずれ補正量＝実測位置ずれ補正量＋予測位置ずれ補正量
予測位置ずれ補正量は実測位置ずれ量からの変化量を示す値であるので、予測位置ずれ補正量を実測位置ずれ補正量に加算することにより現在の位置ずれ補正量を求める。

Ｓ２０７において、ＣＰＵ７００は、Ｉ／Ｆ部７０１より入力され画像処理部７０２で画像処理され、画像メモリ７０３に格納された画像情報に対して位置ずれ補正を実施する。具体的には、ＬＤ駆動部７０５は、実測位置ずれ補正量（実測値）格納部７１４から読み取った補正量と、予測位置ずれ補正量（予測値）格納部７１５から読み取った補正量とに基づいて画像信号を補正する。具体的には、ＬＤ駆動部７０５は、これらの位置ずれ補正量に基づくタイミングに従って、画像メモリ７０３に格納された画像情報を用いて露光装置１３を駆動し、画像を形成する。そして、形成された画像が、最終ページの画像でない場合は、Ｓ２０２に戻る。

また、画像形成装置を継続して使用していると、露光装置１３の温度は上昇を続け、やがて露光装置温度検知センサ７１１から得られる露光装置１３の温度と、環境温度検知センサ７１０で検出される室温との差が１０度を超える。図４（Ａ）の時間が６分以降に相当する。この状態では、露光装置１３の温度勾配が緩やかとなっており、１度程度の温度変化の場合は実際の画像位置ずれ量と予測による補正量の相関性が低くなり、場合によっては補正を入れることにより位置ずれ量がかえって増加してしまう可能性がある。したがって、び予測位置ずれ補正量の算出（Ｓ２０３〜Ｓ２０５）は実行せず、実測位置ずれ補正量の算出（Ｓ３０２〜Ｓ３０５）を実行する。つまり、Ｓ２０２に判定で、１０度を超えると判定された場合、Ｓ３０１の処理に進む。

まず、Ｓ３０１において、ＣＰＵ７００は、前回の実測位置ずれ補正量を算出してから所定枚数以上、例えば１０００枚以上プリントしているかを判別する。まだ１０００枚に達していない場合は、露光装置の温度変化が少なく画像位置ずれ量変化が小さいと判断し、実測位置ずれ補正量の算出を行わず、Ｓ２０６に進める。そのため、位置ずれ補正量格納部７１４、７１５に記憶された値は更新されずに、（Ｓ２０６、Ｓ２０７）にて前回のままの補正量に基づき、ＬＤ駆動部７０５は、露光装置１３を駆動し、画像形成を行う。

Ｓ３０１の判定で、前回の位置ずれ補正量（実測値）を実行してから１０００枚以上プリントしたと判定した場合は、Ｓ３０２において、ＣＰＵ７００は、起動時と同様に各色のパッチの形成／読み取りを行い、実測位置ずれ補正量を算出する。続いて、Ｓ３０３に進み、ＣＰＵ７００は、算出した実測位置ずれ補正量を実測位置ずれ補正量（実測値）格納部７１４に格納する。ここでは、Ｓ１０４で既に格納した位置ずれ補正量に、新たに算出した位置ずれ補正量を上書きすることとなる。さらに、Ｓ３０４において、ＣＰＵ７００は、パッチの検知を実行した時点での露光装置温度検知センサ７１１からの出力ＴＢを露光装置温度格納部７１３に格納する。

次に、Ｓ３０５において、ＣＰＵ７００は、予測位置ずれ補正量（予測制御）格納部７１５をクリアする。その結果、Ｓ２０６で新たに更新された実測位置ずれ補正量（実測値）格納部７１４のデータが位置ずれ補正量となる。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、画像形成装置の起動時に一度、パッチを用いた実測位置ずれ補正量算出処理を実施し、所定以上の勾配で（急激な）温度変化が予想される状況では、予測位置ずれ補正量算出処理を実施する。また、所定以上の勾配で温度変化が予想されない状況では、ある所定の条件（判断基準）、例えば、１０００枚プリントした条件を満たすと、実測位置ずれ補正量算出処理を実施する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、起動時においては、所定以上の勾配で温度変化によるパッチを用いた位置ずれ補正を頻発して実行することなく、予測による位置ずれ補正を実施する。一方で、所定以上の勾配で温度変化が無くなった後は、補正精度の高い、パッチを用いた位置ずれ補正を、所定の間隔ごとに実施する。これにより、位置ずれ補正が行われないことによる画像品質の低下と、起動直後のパッチを用いた位置ずれ補正が頻発することによる利便性の低下を防止することができる。

なお、本実施形態では、実測位置ずれ補正量（実測値）を実行する間隔（判断基準）を１０００枚以上プリントとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、適用する枚数を画像形成装置に合わせて適宜変更してもよく、プリント枚数ではなく所定の時間間隔を判断基準としてもよい。

＜第２の実施形態＞
以下では、図９及び図１０を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、本実施形態の画像位置ずれ補正に関するブロック図を示す。図１０は、本実施形態の画像位置ずれ補正に関する処理手順を示す。以下では、上記第１の実施形態と異なる構成及び技術についてのみ説明する。

図９に示すように、画像形成装置は、タイマ９０１を備える。タイマ９０１は、画像形成装置の起動時からの経過時間を計時するタイマである。

上記第１の実施形態では、露光装置１３の温度勾配が急な場合に実施する予測位置ずれ補正量算出処理（Ｓ２０３〜Ｓ２０５）を、実施するか否かの判定を環境温度検知センサ７１０によって検出される室温との差が１０度以下の場合に行っていた。しかしながら、本実施形態では、Ｓ２０２の判定時にタイマ９０１にて計測される画像形成装置の電源ＯＮからの経過時間を判断基準とすることのみ第１の実施形態と異なる。したがって、図１０では、Ｓ２０２の代わりとなる、Ｓ２２１の処理についてのみ説明する。

Ｓ２２１において、ＣＰＵ７００は、画像形成装置の起動時からの経過時間が６分以内であるか否かを判定する。６分以内であればＳ２０３に進み、それ以外であればＳ３０１に進む。図４（Ａ）に示すように、二点鎖線の時間（６分経過時点）までは露光装置１３の温度勾配が急であるため、タイマ９０１にて計測される画像形成装置の電源ＯＮからの経過時間が６分以内である場合、位置ずれ補正（予測制御）シーケンスを実施する。この経過時間は、本実施形態の露光装置１３の温度特性によるものであり、適用する画像形成装置の温度特性に合わせて適宜変更される値である。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (9)

1. 画像信号に従って感光体を露光し静電潜像を形成する露光手段と、
   前記静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、
   前記現像手段によって現像されたトナー像を像担持体へ転写する転写手段と、
   前記露光手段の温度を測定する第１センサと、
   前記第１センサによって測定された露光手段の温度が所定以上の勾配で変化している状態であるか否かを判定する判定手段と、
   位置ずれ補正条件を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された位置ずれ補正条件に基づき位置ずれ補正処理を行う位置ずれ補正手段とを有し、
   前記算出手段は、
   前記判定手段による判定の結果が温度が所定以上の勾配で変化していない状態を示す場合には、前記像担持体上に形成されたパッチの位置の検知結果に基づき、位置ずれ補正条件を算出する算出処理を実行し、
   前記判定手段による判定の結果が温度が所定以上の勾配で変化している状態を示す場合には、前記像担持体上にパッチを形成させずに、前記第１センサによって測定された露光手段の温度に基づき位置ずれ補正条件を予測する予測処理を実行する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記算出手段は、
   前記判定手段による判定の結果が温度が所定以上の勾配で変化していない状態を示す場合は、前回のパッチの形成からの画像形成枚数に基づきパッチの形成および前記算出処理の実行タイミング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。
3. 前記位置ずれ補正手段は、
   前記判定手段による判定の結果が温度が所定以上の勾配で変化していない状態を示し、前回のパッチの形成からの画像形成枚数が所定枚数より少ない場合は、前記前回のパッチの形成の際に、前記算出処理により算出された前記位置ずれ補正条件に基づき前記位置ずれ補正処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置が設置されている環境の温度である環境温度を測定する第２センサを、さらに備え、
   前記判定手段は、
   前記第２センサによって測定された前記画像形成装置の環境温度と、前記露光手段の温度との差が所定値以上でなければ、前記露光手段の温度が所定以上の勾配で変化している状態であると判定し、
   前記差が所定値以上であれば、前記露光手段の温度が所定以上の勾配で変化していない状態であると判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置を起動してからの経過時間を計時するタイマをさらに備え、
   前記判定手段は、
   前記タイマによって計時された経過時間が所定値以上でなければ、前記露光手段の温度が所定以上の勾配で変化している状態であると判定し、
   前記経過時間が所定値以上であれば、前記露光手段の温度が所定以上の勾配で変化していない状態であると判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記予測処理は、前回の形成されたパッチに基づき算出された位置ずれ量と、前記第１センサによって測定された露光手段の温度に基づき算出された位置ずれ量とから、前記位置ずれ補正条件を予測することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記予測処理は、
   前記判定手段による判定の結果が前記露光手段の温度が所定以上の勾配で変化している状態を示し、前記露光手段の現在の温度と前記算出処理を前回実行した際の前記露光手段の温度との差が所定値以上である場合に、前記現在の温度に基づき前記位置ずれ補正条件を予測することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記位置ずれ補正手段は、主走査倍率及び主走査書き出し位置の補正を行うことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成装置は、異なる色ごとに、画像信号に従って像担持体を露光し静電潜像を形成する複数の露光手段と、前記静電潜像を各色ごとのトナーにより現像する複数の現像手段と、前記複数の現像手段によって現像された各色のトナー像を重ねて記録媒体へ転写する転写手段とを備えるタンデム方式のカラー画像形成装置であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。

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