(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、画像データに基づいて前記像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段により現像された現像剤像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置であって、
前記像担持体から前記中間転写体へ前記現像剤像が転写される転写位置における前記中間転写体の表面速度を検出する第１の検出手段と、
前記転写位置における前記中間転写体の表面速度が、予め定められた目標速度に近づくように、前記第１の検出手段による検出結果に基づいて前記中間転写体の駆動を制御する第１の制御手段と、
前記転写位置における前記像担持体の表面速度を検出する第２の検出手段と、
前記転写位置における前記像担持体の表面速度が、前記転写位置における前記中間転写体の表面速度と同一の速度に近づくように、前記第２の検出手段による検出結果に基づいて前記像担持体の駆動を制御する第２の制御手段と、
前記露光手段から前記像担持体へ露光される露光位置における前記像担持体の表面速度を検出する第３の検出手段と、
前記露光手段によって、前記像担持体に対して露光する副走査方向の間隔が一定の間隔に近づくように、前記第３の検出手段による検出結果に基づいて、前記露光手段による露光のタイミングを制御する第３の制御手段と、
前記像担持体の駆動軸の回転速度を検出する第４の検出手段とを備え、
前記第３の検出手段は、前記第４の検出手段による検出結果と、前記第２の検出手段による検出結果とに基づいて、前記露光位置における前記像担持体の表面速度を推定する手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写位置の近傍に設けられ、前記中間転写体の表面速度を検出するための第１の速度センサと、
前記転写位置を挟んで前記第１の速度センサと対向する位置に設けられ、前記中間転写体の表面速度を検出するための第２の速度センサと
を更に備え、
前記第１の検出手段は、
前記第１の速度センサによる検出結果と、前記第２の速度センサによる検出結果とに基づいて、前記転写位置における前記中間転写体の表面速度を推定する手段を備え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】
像担持体と、画像データに基づいて前記像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段により現像された現像剤像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置であって、
前記像担持体から前記中間転写体へ前記現像剤像が転写される転写位置における前記中間転写体の表面速度を検出する第１の検出手段と、
前記転写位置における前記中間転写体の表面速度が、予め定められた目標速度に近づくように、前記第１の検出手段による検出結果に基づいて前記中間転写体の駆動を制御する第１の制御手段と、
前記転写位置における前記像担持体の表面速度を検出する第２の検出手段と、
前記転写位置における前記像担持体の表面速度が、前記転写位置における前記中間転写体の表面速度と同一の速度に近づくように、前記第２の検出手段による検出結果に基づいて前記像担持体の駆動を制御する第２の制御手段と、
前記露光手段から前記像担持体へ露光される露光位置における前記像担持体の表面速度を検出する第３の検出手段と、
前記露光手段によって、前記像担持体に対して露光する副走査方向の間隔が一定の間隔に近づくように、前記第３の検出手段による検出結果に基づいて、前記露光手段による露光のタイミングを制御する第３の制御手段と、
前記像担持体の駆動軸の回転速度を検出する第４の検出手段と、
前記転写位置及び前記露光位置と異なる位置における前記像担持体の表面速度を検出するための第１の速度センサとを備え、
前記第２の検出手段は、前記第４の検出手段による検出結果と、前記第１の速度センサによる検出結果とに基づいて、前記転写位置における前記像担持体の表面速度を推定する手段を備え、
前記第３の検出手段は、前記第４の検出手段による検出結果と、前記第１の速度センサによる検出結果とに基づいて、前記露光位置における前記像担持体の表面速度を推定する手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記転写位置の近傍に設けられ、前記中間転写体の表面速度を検出するための第２の速度センサと、
前記転写位置を挟んで前記第２の速度センサと対向する位置に設けられ、前記中間転写体の表面速度を検出するための第３の速度センサと
を更に備え、
前記第１の検出手段は、
前記第２の速度センサによる検出結果と、前記第３の速度センサによる検出結果とに基づいて、前記転写位置における前記中間転写体の表面速度を推定する手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第３の制御手段は、
前記第３の検出手段による検出結果に基づいて、前記像担持体に対する副走査方向の露光の間隔が一定の間隔に近づくように、主走査方向に対する各ラインの露光の開始タイミングを算出する手段と、
前記第３の検出手段による検出結果に基づいて、当該主走査方向に対する各ラインの露光の走査時間及び走査周波数を算出する手段とを備え、
決定した前記開始タイミング、前記走査時間及び前記走査周波数に基づいて、前記露光手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第３の制御手段は、
前記露光手段による露光のタイミングの制御に代えて、
前記第３の検出手段による検出結果に基づいて得られる副走査方向における位置のずれを解消するために、前記画像データを補正することにより、露光強度を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と、画像データに基づいて前記像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段により現像された現像剤像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置の制御方法であって、
前記像担持体から前記中間転写体へ前記現像剤像が転写される転写位置における前記中間転写体の表面速度を検出する第１の検出ステップと、
前記転写位置における前記中間転写体の表面速度が、予め定められた目標速度に近づくように、前記第１の検出ステップによる検出結果に基づいて前記中間転写体の駆動を制御する第１の制御ステップと、
前記転写位置における前記像担持体の表面速度を検出する第２の検出ステップと、
前記転写位置における前記像担持体の表面速度が、前記転写位置における前記中間転写体の表面速度と同一の速度に近づくように、前記第２の検出ステップによる検出結果に基づいて前記像担持体の駆動を制御する第２の制御ステップと、
前記像担持体の駆動軸の回転速度を検出する第３の検出ステップと、
前記第３の検出ステップによる検出結果と、前記第２の検出ステップによる検出結果とに基づいて、前記露光手段から前記像担持体へ露光される露光位置における前記像担持体の表面速度を検出する第４の検出ステップと、
前記露光手段によって、前記像担持体に対して露光する副走査方向の間隔が一定の間隔に近づくように、前記第４の検出ステップによる検出結果に基づいて、前記露光手段による露光のタイミングを制御する第３の制御ステップと
を実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項８】
像担持体と、画像データに基づいて前記像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段により現像された現像剤像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置の制御方法であって、
前記像担持体から前記中間転写体へ前記現像剤像が転写される転写位置における前記中間転写体の表面速度を検出する第１の検出ステップと、
前記転写位置における前記中間転写体の表面速度が、予め定められた目標速度に近づくように、前記第１の検出ステップによる検出結果に基づいて前記中間転写体の駆動を制御する第１の制御ステップと、
前記像担持体の駆動軸の回転速度を検出する第２の検出ステップと、
前記第２の検出ステップによる検出結果と、前記転写位置及び前記露光手段から前記像担持体へ露光される露光位置とは異なる位置における前記像担持体の表面速度を検出するための速度センサによる検出結果とに基づいて、前記転写位置における前記像担持体の表面速度を検出する第３の検出ステップと、
前記転写位置における前記像担持体の表面速度が、前記転写位置における前記中間転写体の表面速度と同一の速度に近づくように、前記第３の検出ステップによる検出結果に基づいて前記像担持体の駆動を制御する第２の制御ステップと、
前記第２の検出ステップによる検出結果と、前記速度センサによる検出結果とに基づいて、前記露光位置における前記像担持体の表面速度を検出する第４の検出ステップと、
前記露光手段によって、前記像担持体に対して露光する副走査方向の間隔が一定の間隔に近づくように、前記第４の検出ステップによる検出結果に基づいて、前記露光手段による露光のタイミングを制御する第３の制御ステップと
を実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置は、異なる像担持体（感光体ドラム）上に形成された各色の現像剤像（トナー像）を、中間転写体（転写ベルト）、又は搬送ベルト上に保持された記録材の表面に対して重ねて転写することにより、画像を形成する。その場合、現像剤像を重ねて転写する際の位置合わせ具合（レジストレーション（以下では、「レジ」と称する。））が重要となる。ところが、このような画像形成装置では、機器精度等に起因して感光体ドラムや転写ベルトの回転にむらが生じ、各色のトナー像の位置が回転方向にずれる結果、形成される画像に色ずれが発生する問題がある。特に、この問題はタンデム型のカラー画像形成装置において顕著である。
【０００３】
このような位置ずれ（レジずれ）には、形成される画像において、転写ベルト等の回転による移動方向の先端及び後端の位置がずれるレジずれ（以下では、「ＤＣカラーレジずれ」と称する。）と、感光体ドラムやベルトドライブロール等の回転体を主要因として、位置ずれの大きさや向きが周期的に変動するレジずれ（以下では、「ＡＣカラーレジずれ」と称する。）とがある。このうち、ＤＣカラーレジずれに対しては、各色のレジストレーションパッチをレジストレーションセンサで検出し、形成される画像の先端位置の補正や搬送倍率の補正を行うことにより、当該レジずれを抑制することができる。
【０００４】
一方で、ＡＣカラーレジずれに対しては、感光体ドラム等の回転軸に取付けられたエンコーダを用いて回転体の回転変動を検出し、当該検出結果を駆動モータにフィードフォワード又はフィードバックすることにより、当該回転変動を低減する画像形成装置が知られている。しかしながら、このような制御によっても、感光体ドラムと感光体ドラム駆動軸との中心軸のずれによって生じる偏心成分に起因して、感光体ドラムの表面速度が変動してしまう。また、ドライブロール等の回転軸のずれによる偏心及び厚みむらに起因して、転写ベルトの表面速度に変動が残存してしまう。このため、このように複合的な要因によって発生するＡＣカラーレジずれに対しては、以下のような手法が検討されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、各画像形成部の感光ドラムにおける偏心に起因したレジずれの位相を合わせることにより、レジずれ量を低減する手法が提案されている。ところが、当該手法では、感光体ドラムの偏心による回転変動のＡＣ成分において、感光体ドラム間で互いにそれらの振幅が異なる場合、当該成分が残存してしまう問題がある。
【０００６】
この問題に対して、例えば、特許文献２では、感光体ドラムの１周期におけるＡＣ成分を抑制する手法が提案されている。特許文献３では、感光体ドラムの１周期、感光体ドラムが駆動するまでの複数の周期、及び転写ベルトの１周期におけるＡＣ成分を抑制する手法が提案されている。特許文献４では、露光位置と転写位置とを感光体ドラム上で１８０度対向した位置とし、ＡＣ成分を抑制する手法が提案されている。また、特許文献５では、感光体ドラムの表面速度のずれを検出した結果から位置ずれ量を推定し、解像度の最小単位より小さい位置変位量から任意の大きさの変位量までの補正を行うことにより、感光体ドラム上に位置ずれのない静電潜像を形成する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−５９９７７号公報
【特許文献２】特開２０００−２５０２８４号公報
【特許文献３】特開平１０−３３３３９８号公報
【特許文献４】特許第３１８６６１０号公報
【特許文献５】特開２００４−３１７５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の従来技術には、以下のような問題がある。例えば、特許文献２、特許文献３及び特許文献４では、回転変動のＡＣ成分を抑制するために感光体ドラムの回転速度を補正すると、転写位置における転写ベルトと感光体ドラムとの表面速度差の状態が時間的に変動する現象が生じる。その結果、当該速度差に起因して転写ベルトと感光体ドラムとの間に生じるスティック・スリップの状態が変化し、ＡＣ成分を効果的に抑制することが困難となる。また、特許文献５では、露光位置において感光体ドラム上に一定の間隔で静電潜像が形成されたとしても、転写位置において生じるスティック・スリップの影響により、転写ベルトへ転写された画像に位置ずれが生じる。このように、従来技術には、予想不能かつランダムなスティック・スリップの影響によって生じるＡＣカラーレジずれを十分に抑制することできないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、予想不能かつランダムなスティック・スリップの発生を極力抑え、ＡＣカラーレジずれを効果的に抑制することが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様に係る画像形成装置は、像担持体と、画像データに基づいて像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、現像手段により現像された現像剤像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置であって、像担持体から中間転写体へ現像剤像が転写される転写位置における中間転写体の表面速度を検出する第１の検出手段と、転写位置における中間転写体の表面速度が、予め定められた目標速度に近づくように、第１の検出手段による検出結果に基づいて中間転写体の駆動を制御する第１の制御手段と、転写位置における像担持体の表面速度を検出する第２の検出手段と、転写位置における像担持体の表面速度が、転写位置における中間転写体の表面速度と同一の速度に近づくように、第２の検出手段による検出結果に基づいて像担持体の駆動を制御する第２の制御手段と、露光手段から像担持体へ露光される露光位置における像担持体の表面速度を検出する第３の検出手段と、露光手段によって、像担持体に対して露光する副走査方向の間隔が一定の間隔に近づくように、第３の検出手段による検出結果に基づいて、露光手段による露光のタイミングを制御する第３の制御手段と、像担持体の駆動軸の回転速度を検出する第４の検出手段とを備え、第３の検出手段は、第４の検出手段による検出結果と、第２の検出手段による検出結果とに基づいて、露光位置における像担持体の表面速度を推定する手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、像担持体と、画像データに基づいて像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、像担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、現像手段により現像された現像剤像が転写される中間転写体とを備える画像形成装置であって、像担持体から中間転写体へ現像剤像が転写される転写位置における中間転写体の表面速度を検出する第１の検出手段と、転写位置における中間転写体の表面速度が、予め定められた目標速度に近づくように、第１の検出手段による検出結果に基づいて中間転写体の駆動を制御する第１の制御手段と、転写位置における像担持体の表面速度を検出する第２の検出手段と、転写位置における像担持体の表面速度が、転写位置における中間転写体の表面速度と同一の速度に近づくように、第２の検出手段による検出結果に基づいて像担持体の駆動を制御する第２の制御手段と、露光手段から像担持体へ露光される露光位置における像担持体の表面速度を検出する第３の検出手段と、露光手段によって、像担持体に対して露光する副走査方向の間隔が一定の間隔に近づくように、第３の検出手段による検出結果に基づいて、露光手段による露光のタイミングを制御する第３の制御手段と、像担持体の駆動軸の回転速度を検出する第４の検出手段と、転写位置及び露光位置と異なる位置における像担持体の表面速度を検出するための第１の速度センサとを備え、第２の検出手段は、第４の検出手段による検出結果と、第１の速度センサによる検出結果とに基づいて、転写位置における像担持体の表面速度を推定する手段を備え、第３の検出手段は、第４の検出手段による検出結果と、第１の速度センサによる検出結果とに基づいて、露光位置における像担持体の表面速度を推定する手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば、予想不能かつランダムなスティック・スリップの発生を抑え、ＡＣカラーレジずれを効果的に抑制することが可能な画像形成装置及びその制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の側断面図、及び感光体ドラム５周辺の拡大図の一例である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置における、画像形成制御に関するブロック構成例、及び制御部のブロック構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置における感光体ドラム５周辺の速度検出器の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る制御に関する全体の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る転写ベルト２１における表面速度の目標値の設定手順、及び転写ベルト２１の駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る感光体ドラム５Ｙにおける表面速度の目標値の設定手順、感光体ドラム５Ｙの駆動制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係る露光タイミングの制御の手順を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係る画像形成装置における感光体ドラム５周辺の速度検出に係る図である。
【図９】第３の実施形態に係る画像形成装置における、画像形成制御に関するブロック構成例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る露光制御部による制御の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第３の実施形態に係る各パラメータの波形を示す図である。
【図１２】第３の実施形態に係る露光制御部による制御における数値例を示す図である。
【図１３】第４の実施形態に係る画像形成装置における、画像形成制御に関するブロック構成例を示す図である。
【図１４】第４の実施形態に係る露光制御部による制御の手順を示すフローチャートである。
【図１５】第４の実施形態に係る累積位置誤差の一例を示す図である。
【図１６】第４の実施形態に係る露光制御部による制御における数値例を示す図である。
【図１７】第４の実施形態に係る画像データの露光強度の補正の概念を示す図である。
【図１８】第１の実施形態に係る速度信号と累積位置誤差信号との関係を示す図である。
【図１９】駆動軸の回転速度の制御を行わない場合、及び駆動軸の回転速度の変動を抑制する制御を行う場合の、感光体ドラム５Ｙにおける表面速度及び駆動軸の回転速度の変動の一例を示す図である。
【図２０】第１の実施形態に係る、感光体ドラム５Ｙにおける表面速度及び駆動軸の回転速度の変動の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１４】
［第１の実施形態］
＜画像形成装置の構成＞
以下では、図１乃至図７、及び、図１９及び図２０を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１（ａ）は、第１の実施形態に係る画像形成装置の側断面図の一例である。画像形成装置の中央部には、ドライブロール５９を含む複数の回転ローラによって、転写ベルト（中間転写体）２１が張設されている。転写ベルト２１は、図１（ａ）の矢印方向に搬送される。また、転写ベルト２１の搬送面に対向して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色のトナーに対応した４基のドラム状の像担持体（感光体ドラム）５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが直線状に配設されている。
【００１５】
現像部５２は、各色に対応して４基存在し、各々、感光体ドラム５、トナー、帯電器、及び現像器を備える。現像部５２の筐体内の帯電器と現像器との間には、所定の間隔が設けられている。ＬＥＤを含む露光部２は、当該間隔を介して感光体ドラム５の周面にレーザ光を照射することにより露光する。
【００１６】
露光部２は、各色の現像部５２に対応して、４基設置されている。各帯電器が、対応する感光体ドラム５の周面を所定の電荷で一様に帯電させた後、露光部２は、当該周面に対して画像データに応じて露光する。これにより、当該周面に静電潜像が形成される。現像器は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させることにより静電潜像を現像し、トナー像（現像剤像）を形成する。
【００１７】
一次転写部材５７は、転写ベルト２１の搬送面を挟んだ位置に配置されている。各感光体ドラム５の周面上に形成されたトナー像は、対応する一次転写部材５７によって形成される転写電界によって、転写ベルト２１の表面に一次転写される。転写ベルト２１への一次転写と平行して、本体装置の下部にある記録紙カセット５３にセットされた記録紙６１が、半月状のピックアップ給紙ローラ５４によって当該カセットから一枚ずつ取り出される。その後、記録紙６１は、搬送ローラ対５５によって二次転写部まで搬送される。二次転写部まで搬送された記録紙６１に対して、転写ベルト２１上のトナー像が二次転写部に配置された二次転写部材５６によって二次転写される。圧着ローラと発熱ローラとから成る定着部５８において、記録紙６１上のトナー像が紙面上に熱定着された後、記録紙６１は、不図示の排紙ローラによって機外に排出される。転写ベルト２１に残った不要なトナーが不図示のクリーナによって回収されることにより、画像形成部は、次の画像形成プロセスへと移行する。
【００１８】
一連の画像形成プロセスに先立って、画像形成部は、転写ベルト２１上に、レジストレーション（以下では、「レジ」と称する。）用のパッチを描画する。また、画像形成部は、転写ベルト２１の上部に設置されたレジストレーション検出部６０において、ＤＣカラーレジずれを検出する。当該検出結果に基づいて、画像形成部は、露光タイミングを制御して、ＤＣカラーレジの補正を行う。
【００１９】
なお、本実施形態において、転写ベルト２１の代わりに搬送ベルトが用いられてもよい。この場合、記録紙６１は、搬送ベルトに吸着保持されて搬送されるとともに、各色のトナー像を順に直接転写される。
【００２０】
図１（ｂ）（ｃ）は、第１の実施形態に係る画像形成装置における、感光体ドラム５及びロータリエンコーダ６周辺の拡大図の一例である。ただし、図１（ｂ）は感光体ドラム５の周辺、図１（ｃ）はロータリエンコーダ６の周辺を示している。なお、図１（ｂ）（ｃ）は、各色用の感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの何れに関しても共通する。図１（ｂ）において、感光体ドラム５の上部には露光部２が設置されている。露光部２の内部には、感光体ドラム５の軸方向（レーザスキャナ露光における主走査方向）に数千〜２万画素程度のＬＥＤを並べたＬＥＤヘッド１が存在する。本実施形態において、露光部２は、ＬＥＤヘッド１を用いて、感光体ドラム５の表面を露光する。
【００２１】
感光体ドラム５の駆動軸の延長上には、円盤状のロータリエンコーダ６が設置されている。ロータリエンコーダ６は、感光体ドラム５の回転速度又感光体ドラム５上における位置を検出するために使用される。また、感光体ドラム５上で、露光位置と１８０度ずれた位置に転写位置が存在する。当該位置に存在する速度検出器１１は、転写位置における感光体ドラム５の表面速度を検出するために用いられる。
【００２２】
また、図１（ｃ）において、速度検出器１１は、転写位置における感光体ドラム５の表面速度を直接検出する。一方で、速度推定器１３は、ロータリエンコーダ６及び速度検出器１１の演算結果に基づいて、露光位置における感光体ドラム５の表面速度を推定する。なお、露光位置の近傍に速度検出器を設置することにより、露光位置における表面速度を直接検出してもよい。
【００２３】
ロータリエンコーダ６は、端部に一定ピッチで溝又はパターンが描かれた円盤６ｃと、当該パターンを検出するための２つの検出器６ａ、６ｂとを備える。円盤６ｃの近傍に２つの検出器が設置されているのは、円盤と感光体ドラム５の回転軸とを同心にすることが困難なためである。すなわち、検出器が１つのみの場合、円盤及び感光体ドラムの回転軸の偏心に起因する速度変動成分も検出されてしまう。そこで、２つの検出器によって、速度変動成分が補正される。
【００２４】
また、検出器６ａ、６ｂは、円盤６ｃの中心に対して１８０度対向した位置に設置されている。これら２つの検出器による検出結果が平均化されることにより、偏心による速度変動成分が取り除かれた、感光体ドラム５の駆動軸の回転速度が検出される。このように、画像形成装置は、２つの速度検出器６ａ、６ｂ（又は、少なくとも１つは推定器で代用も可）と、感光体ドラム５上の１つの速度検出器１１（又は、推定器で代用も可）とを備える。なお、速度検出器１１における検出は、第２の検出手段によって転写位置における感光体ドラム５の表面速度を求める処理に相当し、速度推定器１３による推定は、第３の検出手段によって露光位置における感光体ドラム５の表面速度を求める処理に相当する。また、ロータリエンコーダ６を用いて感光体ドラム５の駆動軸の回転速度を検出する処理は、第４の検出手段による処理に相当する。
【００２５】
図２（ａ）は、第１の実施形態に係る画像形成装置における、画像形成制御に関するブロック構成例を示す図である。図２（ａ）では、特に、本実施形態に係る転写ベルトの駆動制御、感光体ドラムの駆動制御、及び露光タイミングの制御に関連するブロック構成を示している。また、図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る画像形成装置における制御部のブロック構成例を示す図である。ここでは、本実施形態に係る転写ベルト２１の駆動制御、感光体ドラム５の駆動制御、及び露光タイミングの制御を実行するための制御部について説明する。制御部１５１は、ＣＰＵ１５２、ＲＡＭ（読み書き可能なメモリ）１５３、及びＲＯＭ（読み出し専用のメモリ）１５４を含む。さらに、ＣＰＵ１５２は、転写ベルト制御部１６１、感光体ドラム制御部１６２、及び露光制御部１６３を含み、各々、転写ベルト駆動部１７１、感光体ドラム駆動部１７２、及び露光駆動部１７３の駆動を制御する。なお、ＲＯＭ１５４には、画像形成装置を制御するためのプログラムや各種データが書き込まれる。
【００２６】
図２（ａ）における目標位置設定部１０１、増幅器（Ｋｐｂｌｔ）１０２、位相補償部１０３、モータドライバ１０４、及び微分器（ｓ）１０５は、転写ベルト２１の駆動制御に関連するブロックであって、転写ベルト駆動部１７１に含まれる。累積位置誤差算出部１０６、増幅器（Ｋｐｙ、Ｋｐｍ、Ｋｐｃ、Ｋｐｋ）１０７、位相補償部１０８、微分器（ｓ）１０９は各色ごとに存在し、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの駆動制御に関連するブロックであって、感光体ドラム駆動部１７２に含まれる。さらに、累積位置誤差算出部１１０及びモータドライバ１１１は、露光タイミング制御に関連するブロックであって、露光駆動部１７３に含まれる。
【００２７】
図３は、第１の実施形態に係る画像形成装置における感光体ドラム５周辺の速度検出器の構成例を示す図である。図３（ａ）に示すように、転写ベルト２１表面の端部には等間隔ピッチで転写ベルト２１用のエンコーダ２２ｃが設置され、感光体ドラム５の前後に、エンコーダ２２ｃを読み取る２個の速度検出器２２ａ、２２ｂ（第１の速度センサ、第２の速度センサ）が設置されている。これらの速度検出器２２ａ、２２ｂには、図３（ｂ）に示すように、速度推定器２３が接続されている。当該推定器は、転写部の位置における速度の測定精度を向上させるために、２個の速度検出器における検出結果を平均化することにより、当該速度を推定する。ただし、当該推定には、平均化の代わりに他の関数が用いられてもよい。なお、速度推定器２３の代わりに、転写位置に速度検出器を設け、転写位置における転写ベルト２１の表面速度を直接検出するようにしてもよい。ここで、速度推定器２３による推定、又は転写位置に設けられる速度検出器による検出は、第１の検出手段によって転写位置における転写ベルト２１の表面速度を求める処理に相当する。
【００２８】
また、図３（ａ）に示すように、感光体ドラム５表面の端部には等間隔でエンコーダ１１ｂが設置され、その近傍にはエンコーダ１１ｂを読み取る速度検出器１１ａが設置されている。なお、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、転写ベルト２１用の速度検出器２２ａ、２２ｂはイエローの感光体ドラム５Ｙの近傍に設置される場合を想定しているが、他の何れかの感光体ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの近傍に設置されていてもよい。
【００２９】
＜本実施形態に係る制御全体の流れ＞
次に、第１の実施形態に係る画像形成装置における転写ベルトの駆動制御、感光体ドラムの駆動制御、及び露光タイミングの制御を含む画像形成処理に関する制御全体の流れについて説明する。図４は、第１の実施形態に係る制御に関する全体の処理手順を示すフローチャートである。
【００３０】
Ｓ２０１で、転写ベルト制御部１６１は、図５（ａ）の手順に従って、転写ベルト２１の表面速度に対する目標速度を設定する。次に、転写ベルト制御部１６１は、Ｓ２０２で、図５（ｂ）の手順に従って、Ｓ２０１で設定した目標速度を目標値として、転写ベルト２１の駆動制御を行う。当該制御において、転写ベルト制御部１６１は、制御結果に基づいてフラグ（ＦＬＧｂｌｔ）に０又は１を設定する。Ｓ２０３で、転写ベルト制御部１６１は、当該フラグが０の場合には、Ｓ２０２へ戻り、転写ベルト２１の駆動制御を継続する。一方、当該フラグが１の場合には、処理をＳ２０４へ移行する。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理は、第１の制御手段による処理に相当する。
【００３１】
Ｓ２０４で、感光体ドラム制御部１６２は、図６（ａ）の手順に従って、転写位置における感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面速度に対する目標速度を設定する。次に、感光体ドラム制御部１６２は、Ｓ２０５で、図６（ｂ）の手順に従って、Ｓ２０４で設定した目標速度を目標値として、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの駆動制御を行う。当該制御において、感光体ドラム制御部１６２は、制御結果に基づいて各フラグ（ＦＬＧｙ、ＦＬＧｍ、ＦＬＧｃ、ＦＬＧｋ）に０又は１を設定する。Ｓ２０６で、感光体ドラム制御部１６２は、各フラグのうち何れかが０の場合には、Ｓ２０５へ戻り、値が０のフラグに対応する感光体ドラムの駆動制御を継続する。一方、各フラグの値が全て１の場合には、処理をＳ２０７へ移行する。なお、Ｓ２０４〜Ｓ２０６の処理は、第２の制御手段による処理に相当する。
【００３２】
Ｓ２０７で、露光制御部１６３は、露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの露光タイミングを図７の手順に従って制御し、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに対する露光処理を実行する。後述するように、露光制御部１６３、露光位置における感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面速度に基づいて当該制御を実行する。さらに、Ｓ２０８で、露光制御部１６３は、画像データに基づく印字を終了するか否かを判定する。ここで、印字動作を終了しない場合には、Ｓ２０７へ戻り、露光タイミングの制御及び露光処理を継続する。一方、印字動作を終了する場合には、一連の処理を終了する。なお、Ｓ２０７及びＳ２０８の処理は、第３の制御手段による処理に相当する。
【００３３】
＜転写ベルトの駆動制御＞
転写ベルト２１の駆動装置である転写ベルト駆動部１７１は、転写位置における表面速度が所定の目標速度となり、かつ、一定の速度で駆動することを目標として、転写ベルト制御部１６１によって制御される。転写ベルト制御部１６１による制御により、目標位置設定部１０１は、転写ベルト２１を一定の速度で駆動させるための目標速度に基づいて、目標位置を設定する。例えば、プロセススピード（ｐｓ（ｍｍ／ｓｅｃ））を目標速度として、転写ベルト２１が当該目標速度と同一の速度で駆動される場合、目標位置ｘはプロセススピードの積分値となり、
ｘ＝∫（ｐｓ）ｄｔ＝（ｐｓ）・ｔ
と算出される。すなわち、目標位置ｘは、時間とともに線形的に増加する。ここで、目標位置設定部１０１は、数値の取り扱いを容易にするために、実際に使用する目標置ｘ’として、累積位置誤差を用いる。その場合、目標値ｘ’は、目標速度（ここではｐｓ）の時間積分をｘから差し引いた値、
ｘ’＝ｘ−ｐｓ・ｔ＝０
となる。すなわち、累積位置誤差算出部１０６からの出力が、目標値ｘ’（＝０）になるように、転写ベルト２１が駆動される。
【００３４】
図１８は、第１の実施形態に係る速度信号と累積位置誤差信号との関係を示す図である。速度信号には、測定上のノイズが含まれるため、当該信号を積分した積分値と、速度信号の平均値の積分値との差分である累積位置誤差信号を算出する。累積位置誤差信号に基づく処理により、より精密な制御が実現できる。
【００３５】
転写ベルト２１が所定の速度で駆動されている場合に、転写ベルト２１の表面に設置されたエンコーダ情報を速度検出器２２ａ、２２ｂが読み取った結果に基づいて、推定器２３は転写位置における転写ベルト２１の表面速度を推定する。なお、速度推定器２３は、転写ベルト２１上の位置を出力する位置検出（推定）器であってもよい。
【００３６】
転写ベルト２１用の累積位置誤差算出部１０６は、転写ベルト２１の表面速度の推定結果を積分して累積位置を算出するとともに、当該積分値から目標速度の時間積分値を減算して、転写ベルト２１の累積位置誤差を算出する。累積位置誤差は、微分器１０５へ入力されて、累積位置誤差の時間変化量が出力される。また、累積位置誤差とその目標値である０との差分が計算され、当該差分値は誤差増幅器（Ｋｐｂｌｔ）１０２において増幅される。さらに、誤差増幅器１０２からの出力値と微分器１０５からの出力値との差分値が、転写ベルト２１用の位相補償部１０３に入力される。
【００３７】
位相補償部１０３は、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）補償器等の位相フィルタであって、制御ループを安定に保ちつつ、所望のループ特性を実現する。位相補償部１０３の出力は、転写ベルト用のモータドライバ１０４に入力される。モータドライバ１０４は、当該入力に基づいて、転写ベルトモータ６２を駆動する。モータドライバ１０４は、転写ベルト２１の表面速度が所定の目標値に近づくように、転写ベルトモータ６２を駆動する。すなわち、モータドライバ１０４は、表面速度が目標値より遅い場合には、転写ベルトモータ６２の駆動速度を速め、目標値より速い場合には、転写ベルトモータ６２の駆動速度を遅くする。
【００３８】
以上の一連のループが正常に機能すると、転写ベルトモータ６２は、累積位置誤差が０となるように、転写ベルト２１を所定の速度で駆動する。このように、転写ベルト２１の位置制御ループ内に、微分器１０５を含む速度マイナーループが含まれることにより、制御の応答性が高まり、外乱等の変動に対する耐性が高まる。
【００３９】
（目標速度の設定手順）
図５（ａ）は、第１の実施形態に係る転写ベルト２１における表面速度の目標値の設定手順を示すフローチャートである。ここで、本実施形態では、転写位置における転写ベルト２１の表面速度と感光体ドラム５の表面速度との誤差を限りなく０にすることを目標としている。そのためには、転写ベルト２１の速度検出器及び感光体ドラム５の速度検出器による測定精度を向上させる必要がある。そこで、図５（ａ）では、転写ベルト２１の表面速度の制御において、その精度の向上のために、転写ベルト２１の表面速度の設定を２段階で行う場合について示している。本実施形態では、当該２段階の設定により絶対検出精度のずれを補う方法を用いる。なお、速度検出器又はエンコーダ等の精度を上げることにより、２段階ではなく、通常の１段階で目標速度の設定を行うようにしてもよい。
【００４０】
Ｓ２１１で、転写ベルト制御部１６１は、第１の目標速度を設定する。当該ステップは、予め定められたプロセススピード（ｐｓ）で転写ベルト２１を駆動させるために、目標速度を設定する粗調ステップである。その後、Ｓ２１２へ移行する。
【００４１】
Ｓ２１２で、転写ベルト制御部１６１は、転写ベルト２１の表面速度（所定位置の周速度）を測定する。さらに、転写ベルト制御部１６１は、Ｓ２１３で、第２の目標速度を算出する。転写ベルト制御部１６１は、当該算出値に基づき、Ｓ２１４で、第２の目標速度を再設定する。ここで、Ｓ２１２〜Ｓ２１４は、予め既知である転写ベルト２１の周長（１周の長さ）、転写ベルト２１が１周するのに要する時間等に基づいて、目標速度を微調整する微調ステップである。
【００４２】
また、Ｓ２１２〜Ｓ２１４における処理は、例えば、転写ベルト２１の周長Ｌｂ、設定速度Ｖｇ、転写ベルト２１が１周するのに要する時間ｔｂ、及び設定した第１の目標速度ｖｔｂに基づいて、最終的な目標速度ｖｂ’は、次のように算出される。
Ｌｂ＝ｖｂ’・ｔ０ｂ＝ｖｔｂ・ｔｂ
ｔ０ｂ＝Ｌｂ／Ｖｇ
より、
ｖｂ’＝ｖｔｂ・Ｌｂ／Ｖｇ・ｔｂ
すなわち、転写ベルト制御部１６１は、設定速度Ｖｇと実際の速度のずれを、転写ベルト２１が１周するのに要する時間から算出し、設定速度となるように第２の目標速度を設定し直す。なお、設定速度と実際の速度とのずれは、転写ベルト２１の厚みむら、駆動ロールの半径誤差等に起因して発生する。以上のように、予め既知の転写ベルト２１の周長と、インデックス信号等で計測される１周の表面速度とに基づいて、目標速度の微調整が可能である。
【００４３】
（転写ベルト２１の駆動制御の手順）
転写ベルト制御部１６１は、図５（ａ）の処理に基づいて転写ベルト２１の目標速度を設定した後、転写ベルト２１の駆動制御へ移行する。図５（ｂ）は第１の実施形態に係る転写ベルト２１の駆動制御の手順を示すフローチャートである。図５（ｂ）は、転写ベルト制御部１６１が当該速度制御をディジタルサンプル制御で行う場合であって、１サンプル時間ごとに転写ベルト制御部１６１が実行する一連の処理を示している。ここで、ディジタルサンプル制御を用いるのは、累積位置誤差の算出との相性が良いためであるが、他の制御方法を用いてもよい。なお、転写ベルト制御部１６１は、他の処理と同時進行で実行するために、例えば、割り込み処理を用いて当該処理を実現する。
【００４４】
ディジタルサンプル制御の場合において、転写ベルト制御部１６１は、一定間隔のサンプル時間ごとに生じる割り込みにより、転写ベルト２１の表面速度の制御を開始する。Ｓ２２１で、転写ベルト制御部１６１は、転写ベルト２１の転写位置における速度信号を検出する。ここで、転写ベルト制御部１６１は、速度推定器２３による推定結果を速度信号とする。その後、Ｓ２２２へ移行する。
【００４５】
Ｓ２２２で、転写ベルト制御部１６１は、検出した速度が所定の範囲内であるか否かを判定する。当該速度が所定の範囲内である場合、転写ベルト制御部１６１は、ステップＳ２２３へ移行し、フラグ（ＦＬＧｂｌｔ）に１をセットする。一方、当該速度が所定の範囲内ではない場合、転写ベルト制御部１６１は、ステップＳ２２４へ移行し、フラグ（ＦＬＧｂｌｔ）に０をセットする。Ｓ２２３又はＳ２２４における処理の後、Ｓ２２５へ移行する。なお、当該フラグは、図４のＳ２０３における、感光体ドラム５の表面速度の制御へ移行するか否かの判定処理に用いられる。
【００４６】
Ｓ２２５で、転写ベルト制御部１６１は、累積位置誤差算出部１０６を用いて、累積位置誤差を算出する。累積位置誤差は、転写ベルト２１の転写位置における表面速度の積分値から、転写ベルト２１の平均速度と時間との積を減算することにより得られる。ここで、転写ベルト２１の厚みムラに起因して、当該表面速度に変動が生じるため、当該算出処理には、転写ベルト２１の１周にわたる速度を平均化した平均速度が用いられるのが望ましい。Ｓ２２５の処理の後、Ｓ２２６へ移行する。
【００４７】
Ｓ２２６で、転写ベルト制御部１６１は、位相補償部１０３へ入力するＦＢ（フィードバック）量を算出する。転写ベルト制御部１６１は、誤差増幅器（Ｋｐｂｌｔ）１０２の出力を微分器１０５の出力で減算することにより、ＦＢ量を算出する。ＦＢ量は、目標速度との誤差の大きさ及び誤差の方向（プラス又はマイナス）を含む。さらに、Ｓ２２７で、転写ベルト制御部１６１による制御により、位相補償部１０３は、制御ループを安定に保ちつつ、所望のループ特性を実現するとともに、当該ＦＢ量をモータドライバ１０４へ出力する。その後、Ｓ２２８へ移行する。
【００４８】
Ｓ２２８で、転写ベルト制御部１６１による制御により、モータドライバ１０４は、当該ＦＢ量に基づいて、転写ベルトモータ６２を駆動制御する。ここで、例えば、方向がプラスの場合には、目標速度に対して表面速度が遅いことを意味するため、モータドライバ１０４は、転写ベルトモータ６２の駆動速度を上昇させる。一方、方向がマイナスの場合には、目標速度に対して表面速度が速いことを意味するため、モータドライバ１０４は、転写ベルトモータ６２の駆動速度を低下させる。また、ＦＢ量の大きさは、目標速度と表面速度とのずれの大きさに相当する。このため、モータドライバ１０４は、ＦＢ量の大きさに応じて、転写ベルトモータ６２の駆動速度の変化量を調整する。
【００４９】
以上の制御により、転写ベルト２１は累積誤差を抑制しつつ、その表面速度が予め定められた目標速度へ近づくように制御され、その結果、可能な限り一定の速度で動作する。その後、図４におけるＳ２０４以降の感光体ドラム５の駆動制御へ移行する。
【００５０】
＜感光体ドラム５の駆動制御＞
感光体ドラム５の表面速度の制御について、イエローの感光体ドラム５Ｙを一例として説明する。なお、他の色に対応した感光体ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおいても、同様の処理により表面速度が制御される。
【００５１】
感光体ドラム５Ｙの駆動装置である感光体ドラム駆動部１７２は、転写位置における転写ベルト２１の表面速度と感光体ドラム５Ｙの表面速度との速度差が０となることを目標として、感光体ドラム制御部１６２によって制御される。そのための目標位置として、転写ベルト２１用の累積位置誤差算出部１０６の出力値ｄ’が用いられる。これにより、転写位置における転写ベルト２１の動作に基づいて、感光体ドラム５Ｙの周面上の位置が制御されることにより、その表面速度が制御される。ここで、転写ベルト２１では、累積位置誤差が０となることを目標として駆動され、オープンループとした場合の累積位置誤差の約ループゲイン分の１に抑制された値ｄ’が出力される。感光体ドラム５Ｙは、当該累積位置誤差ｄ’を目標として制御される。なお、ｄ’がほぼ０とみなされる値である場合には、転写ベルト２１と同様、目標値を０としてもよい。
【００５２】
感光体ドラム５Ｙが所定の速度で駆動されている場合に、感光体ドラム５Ｙの表面に設置されたエンコーダ情報を速度検出器１１ａＹが読み取り、転写位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を出力する。感光体ドラム５Ｙの累積位置誤差算出部１１０Ｙは、感光体ドラム５Ｙの表面速度を積分して累積位置を算出するとともに、当該積分値から目標速度の時間積分を減算して、感光体ドラム５Ｙの累積位置誤差を算出する。累積位置誤差は、微分器１０９Ｙへ入力されて、累積位置誤差の時間変化量が出力される。また、累積位置誤差とその目標値ｄ’との差分が計算され、当該差分値は誤差増幅器（Ｋｐｙ）１０７Ｙにおいて増幅される。さらに、誤差増幅器１０７Ｙからの出力値と微分器１０９Ｙからの出力値との差分値が、位相補償部１０８Ｙへ入力される。
【００５３】
位相補償部１０８Ｙの機能は、転写ベルト２１用の位相補償部１０３と同様である。位相補償部１０８Ｙからの出力は、感光体ドラム５Ｙ用のモータドライバ１１１Ｙに入力される。モータドライバ１１１Ｙは、感光体ドラム制御部１６２による制御により、当該入力に基づいて感光体ドラムモータ６３Ｙを駆動する。モータドライバ１１１Ｙは、転写位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度が所定の目標値に近づくように、転写ベルト２１用のモータドライバ１０４と同様の制御により、感光体ドラムモータ６３Ｙを駆動する。すなわち、モータドライバ１１１Ｙは、表面速度が目標値より遅い場合には、感光体ドラムモータ６３Ｙの駆動速度を速め、目標値より速い場合には、感光体ドラムモータ６３Ｙの駆動速度を遅くする。
【００５４】
転写ベルト２１が可能な限り一定の速度で移動している場合には、以上の制御により、転写位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度と転写ベルト２１の表面速度との相対速度差は限りなく０となる。なお、他の色に対応した感光体ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋについても、転写位置におけるそれらの表面速度は、転写ベルト２１の表面速度と限りなく同一の速度に近づくように制御される。
【００５５】
（感光体ドラム５の動作状態）
まず、感光体ドラム制御部１６２が、感光体ドラム５Ｙの駆動軸における回転速度の制御を行わない場合を第１の比較例として説明する。図１９（ａ）は、駆動軸の回転速度の制御が行われない場合の、感光体ドラム５Ｙにおける表面速度及び駆動軸の回転速度の変動の一例を示す図である。ただし、図１９（ａ）の各波形は速度信号を示しいる。また、図の中央に描かれた円は、感光体ドラム５をその回転軸と直交する断面で観察したものであって、破線は停止中の感光体ドラム５の位置を、実線は回転動作中の位置を示している。
【００５６】
また、図１９（ａ）の各波形は、感光体ドラム５Ｙの駆動軸Ｚの回転速度が変動している場合の、感光体ドラム５表面の表面速度の変動を時間の経過とともに観測した波形である。ただし、位置Ａ乃至Ｆにおける各波形は、感光体ドラム５の周上で６０度ずつ位相をずらした観測位置に速度検出器（速度センサ）を設置した場合における、各検出器からの出力波形である。また、位置Ｚの波形は、感光体ドラム５の駆動軸の回転速度の検出結果を示す波形である。
【００５７】
図１９（ａ）に示すように、感光体ドラム５は、通常、その中心軸と駆動軸とがずれることによる偏心成分を含んだ状態で、矢印２００１の方向に回転している。なお、一般的な製品において、精度良く感光体ドラム５がプリンタに組み込まれたとしても、数十μｍの偏心成分が残ってしまうことが知られている。
【００５８】
矢印２００２は、偏心成分の位相であって、駆動軸の中心から感光体ドラム５の表面までの距離が最も離れている位置を示している。感光体ドラム５の駆動軸が角速度ωで回転している場合、感光体ドラム５表面の周速度ｖは、駆動軸の中心から感光体ドラム５表面までの距離をｒとするとｖ＝ω・ｒとなる。すなわち、偏心の影響により、距離ｒが最も大きな矢印２００２の位置では、表面速度が最も早く、逆に１８０度位相がずれた位置では表面速度は最も遅い。
【００５９】
図１９（ａ）における各波形の矢印２００３は、矢印２００２の位相が感光体ドラム５表面上の各観測位置を通過した時刻を示している。図１９（ａ）からわかるように、位置Ｂ乃至Ｆの各位置において、矢印２００２の位相が通過するタイミングで表面速度が最も早くなる。また、位置Ｅでは、速度の変動幅が最も小さくなる。これは、感光体ドラム５の駆動軸の回転の周波数において、感光体ドラム５における１周の速度変動と偏心による速度変動とが、位置Ｅでちょうど打ち消し合う関係にあるためである。一方、位置Ｅと１８０度位相がずれた位置Ｂにおいては、速度の変動幅が最も大きくなる。なお、累積位置誤差に関しても、図１９（ａ）における速度信号の波形から９０度位相が遅れるものの、図１９（ａ）と同様、その変動は位置Ｅでは小さく、位置Ｂでは大きくなることが明らかとなっている。
【００６０】
これに対し、感光体ドラム制御部１６２が、感光体ドラム５Ｙの駆動軸における回転速度の変動を抑制する制御を行う場合を、第２の比較例として説明する。図１９（ｂ）は、駆動軸の回転速度の変動を抑制する制御が行われる場合の、感光体ドラム５Ｙにおける表面速度及び駆動軸の回転速度の変動の一例を示す図である。ただし、図１９（ｂ）の各波形は速度信号を示している。図１９（ｂ）における駆動軸Ｚの波形では、図１９（ａ）と比較して、ギアの偏心等の複数の周波数成分に起因した速度変動が十分に抑制されている。なお、同様に、駆動軸Ｚの速度信号に対応する累積位置誤差も、十分に抑制されることが明らかとなっている。
【００６１】
ところが、図１９（ｂ）から明かなように、感光体ドラム５Ｙに偏心が存在する場合、駆動軸Ｚの回転速度の変動を抑制したとしても、感光体ドラム５Ｙの周上の何れの位置においても表面速度の変動が生じてしまう。理想的なスリップ・トランスファ系を実現できない場合には、当該現象によって生じるレジずれを抑制するために、何らかの対策が必要である。
【００６２】
本実施形態では、感光体ドラム制御部１６２は、感光体ドラム５Ｙの転写位置における表面速度が転写ベルト２１の表面速度と等しくなるように、感光体ドラム５Ｙの駆動を制御する。図２０は、第１の実施形態に係る、感光体ドラム５Ｙにおける表面速度及び駆動軸の回転速度の変動の一例を示す図である。ただし、図２０の各波形は速度信号を示している。本実施形態で、感光体ドラム制御部１６２は、第２の比較例のように駆動軸Ｚの回転速度の変動を抑制するのではなく、転写位置Ａにおける感光体ドラム５Ｙの表面速度を、当該位置における転写ベルト２１の表面速度と限りなく等しくなるように制御する。これにより、図２０に示すように、転写位置Ａにおける感光体ドラム５Ｙの表面速度の変動が抑制される。なお、当該速度信号に対応する累積位置誤差も同様に、当該位置において抑制される。
【００６３】
このような制御により、感光体ドラム５Ｙと転写ベルト２１との間のスティック・スリップが軽減され、感光体ドラム５Ｙ上のトナー像がそのまま転写ベルト２１へ転写されることになる。なお、図２０からわかるように、転写位置Ａにおいて、感光体ドラム５Ｙの偏心成分に起因する表面速度の変動を抑制する制御が行われると、転写位置Ａと１８０度位相差を有する位置Ｄでは、偏心成分（駆動軸Ｚ）の２倍の振幅を有する変動が表面速度に表れることがわかる。
【００６４】
図６（ａ）は、第１の実施形態に係る感光体ドラム５Ｙにおける表面速度の目標値の設定手順を示すフローチャートである。また、図６（ｂ）は、第１の実施形態に係る感光体ドラム５Ｙの駆動制御の手順を示すフローチャートである。図６（ａ）において、感光体ドラム制御部１６２は、感光体ドラム５Ｙの表面速度における第１の目標速度を、転写ベルト２１の表面速度とすることにより、感光体ドラム５Ｙの表面速度が転写ベルト２１の表面速度と同一の速度に近づくように制御する。ここで、感光体ドラム５Ｙの表面速度の目標値の設定手順、及びそれに基づく感光体ドラム５Ｙの駆動制御の手順は、転写ベルト制御部１６１による制御と同様であるので、説明を省略する。なお、図６（ａ）のＳ２４１〜Ｓ２４４は、図５（ａ）のＳ２１１〜Ｓ２１４に相当し、図６（ｂ）のＳ２５１〜Ｓ２５８は、図５（ｂ）のＳ２２１〜Ｓ２２８に相当する。
【００６５】
以上の処理により、転写位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度は、所定の範囲内となりフラグ（ＦＬＧｙ）に１がセットされる。また、累積位置誤差が抑制されつつ、表面速度は一定の速度となる。なお、他の色に対応する感光体ドラム５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおいても同様の制御により、各々のフラグ（ＦＬＧｍ、ＦＬＧｃ、ＦＬＧｋ）に１がセットされるとともに、転写位置における表面速度は所定の所定の範囲内で一定の速度となる。その後、図４におけるＳ２０７以降の露光タイミングの制御へ移行する。
【００６６】
＜露光タイミングの制御＞
露光部２における露光タイミングの制御について、イエローの露光部２Ｙを一例として説明する。なお、他の色に対応した露光部２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにおいても、同様の処理によりその動作が制御される。
【００６７】
露光部２Ｙの駆動装置である露光駆動部１７３は、感光体ドラム５Ｙ上における副走査方向に一定の間隔で露光を行うことを目標として、露光制御部１６３によって制御される。図２（ａ）で、速度検出器１２Ｙは、露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を検出する。露光タイミング算出部１１２Ｙは、当該表面速度の検出結果に応じて、露光タイミングを算出する。すなわち、露光タイミング算出部１１２Ｙは、露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度が上昇した場合には露光タイミングを速め、表面速度が低下した場合には、露光タイミングを遅くするタイミング情報が算出される。ＬＥＤドライバ１１３Ｙは、ＬＥＤヘッド１Ｙを発光させる駆動部であって、当該算出値に基づいて、感光体ドラム５Ｙ上において副走査方向の露光の間隔が一定の間隔に近づくように、ＬＥＤヘッド１Ｙを駆動する。
【００６８】
露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度の検出は、以下のようにして実現することができる。例えば、図２（ａ）に示すように、露光位置の近傍に速度検出器１２Ｙを設けることにより、表面速度を直接検出することができる。また、露光位置の近傍に速度検出器１２Ｙを設けることができない場合には、図１（ｃ）に示すように、速度推定器１３Ｙによって当該速度を推定してもよい。この場合、速度推定器１３Ｙは、ロータリエンコーダ６Ｙの速度検出器６ａ、６ｂによる感光体ドラム５Ｙの回転速度の検出結果（第４の検出手段による検出結果）と、感光体ドラム５の転写位置における速度検出器１１Ｙの検出結果（第２の検出手段による検出結果）とに基づいて、露光位置における表面速度を推定する。ここで、図１９（ａ）において、Ａ乃至Ｆの波形における変動成分（ΔＡ〜ΔＦ）と、駆動軸Ｚの波形の変動成分（ΔＺ）との関係を観察すると、
ΔＺ＝（ΔＡ＋ΔＤ）／２＝（ΔＢ＋ΔＥ）／２＝（ΔＣ＋ΔＦ）／２
の関係が存在することがわかる。当該関係に基づいて、例えば、転写位置Ａにおける速度信号と駆動軸Ｚの速度信号とから、露光位置Ｄにおける速度信号を、
ΔＤ＝２・ΔＺ−ΔＡ
により算出することが可能である。なお、当該関係は、ロータリエンコーダ等において、１８０度対向した位置に設置した検出器による出力信号同士の平均化により偏心成分をキャンセルする手法にも応用されている。また、上述の速度検出器１２Ｙ又は速度推定器１３Ｙによる処理は、第３の検出手段による処理に相当する。
【００６９】
露光タイミング算出部１１２Ｙは、露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を用いて、露光タイミング、すなわちＬＥＤの発光タイミングを算出する。具体的には、露光タイミング算出部１１２Ｙは、当該速度情報を時間積分して位置情報を算出し、これに基づいて所定の間隔で感光体ドラム５Ｙの表面を露光するためのタイミングを算出する。ここで、所定の間隔とは、例えば、例えば、６００ｄｐｉの場合は４２．３μｍ、１２００ｄｐｉの場合は２１．１６μｍである。ＬＥＤドライバ１１３Ｙは、露光タイミング算出部１１２Ｙによって算出された露光タイミングにおいて、感光体ドラム５Ｙの表面を露光するために、ＬＥＤヘッド１Ｙを駆動する。これにより、感光体ドラム５Ｙは、その表面上で、例えば、６００ｄｐｉの場合は４２．３μｍごとに、１２００ｄｐｉの場合は２１．１６μｍごとに、露光されることになる。
【００７０】
図７は、第１の実施形態に係る露光タイミングの制御の手順を示すフローチャートである。Ｓ２７１で、露光制御部１６３は、上述のように、感光体ドラム５Ｙの駆動軸の回転速度と転写位置における表面速度とを取得する。さらに、Ｓ２７２で、露光制御部１６３は、それらの取得結果に基づいて、露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を速度推定器１３Ｙによって推定する。速度推定器１３Ｙは、当該推定処理を、ΔＤ＝２・ΔＺ−ΔＡにより実行する。その後、Ｓ２７３へ処理を移行する。
【００７１】
Ｓ２７３で、露光制御部１６３による制御に基づいて、露光タイミング算出部１１２Ｙは、露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を用いて露光タイミングを算出する。露光タイミング算出部１１２Ｙは、当該算出結果を、ＬＥＤドライバ１１３Ｙへ出力する。さらに、Ｓ２７４で、露光制御部１６３による制御に基づいて、ＬＥＤドライバ１１３Ｙは、ＬＥＤヘッド１Ｙを駆動して主走査方向の１ライン露光を実行させる。これにより、割り込み処理が終了し、図４におけるＳ２０７の処理が終了する。なお、他の色における露光タイミングの制御も同様に実行される。その後、図４のＳ２０８において、印字動作が終了しない限り、Ｓ２０７へ戻り、図７における一連の露光処理が繰り返し実行される。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、転写位置における転写ベルトの表面速度が一定の速度に近づくように転写ベルトの駆動を制御するとともに、当該位置における感光体ドラムの表面速度と転写ベルトの表面速度との誤差が限りなく０となるように、感光体ドラムの駆動を制御する。さらに、感光体ドラム上の副走査方向の露光の間隔が一定の間隔に近づくように、露光位置における表面速度の変動に応じて露光タイミングを制御する。これにより、感光体ドラムの偏心成分の影響に起因した転写位置における感光ドラムと転写ベルトとの表面速度の誤差によって生じる予想不能なランダムなスティック・スリップの発生を、極力抑えることができる。さらに、感光体ドラム上に一定の間隔で形成されたトナー像を転写ベルト上の副走査方向において位置ずれなく転写することができる。従って、ＡＣカラーレジずれを抑制することができるとともに、色ずれのない高品質の画像を形成することができる。
【００７３】
本実施形態において、各速度検出器は、位置検出器と同等の意味を有し、いずれの情報に基づいても本実施形態に係る制御を実現することができる。すなわち、速度情報を積分することにより位置情報を簡易に取得することができ、位置情報を微分することにより速度情報を簡易に取得することができるため、速度検出器と位置検出器とは互いに代用が可能である。よって、本実施形態における速度検出器を位置検出器に置き換えたとしても、同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、転写ベルトに対して各色のトナー像を中間転写する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、転写ベルトによって記録材を搬送するとともに、当該記録材に対して各色のトナーを順次転写する方式の画像形成装置に対しても適用可能である。
【００７５】
また、本実施形態では、各色の位置ずれにおけるＡＣ成分を抑圧することが可能であるため、転写位置における各色の感光体ドラムの位相を合わせる処理を考慮していない。しかしながら、当該処理を本実施形態に適用することにより、さらなる色ずれの改善効果を期待できる。
【００７６】
また、本実施形態では、転写位置における転写ベルトの表面速度、感光体ドラムの表面速度等の検出を速度検出器を用いて行う場合について説明したが、レーザドップラ速度計を用いて検出してもよい。
【００７７】
［第２の実施形態］
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態に係る画像形成装置では、図３（ａ）に示すように、感光体ドラム５の下部に速度検出器１１ａを設置して、転写位置における感光体ドラム５の表面速度を当該検出器により直接検出した。しかしながら、画像形成装置の構造上の問題等により、当該位置に速度検出器を設置できない場合も想定される。そこで、第２の実施形態では、転写位置と異なる位置に速度検出器を設置するとともに、その検出結果を用いて転写位置及び露光位置における感光体ドラム５の表面速度を推定することを特徴とする。
【００７８】
図８は、第２の実施形態に係る画像形成装置における感光体ドラム５周辺の速度検出器の設置例を示す図である。一例として、図８（ａ）は、転写位置及び露光位置と異なる位置における感光体ドラム５の表面速度を検出する速度検出器１１ｃ（第３の速度センサ）を設置した場合を示している。また、図８（ｂ）は、感光体ドラム５の軸上にロータリエンコーダを設置する代わりに、感光体ドラム５上で速度検出器１１ｃと１８０度対向する位置に速度検出器１１ｄ（第４の速度センサ）を更に設置する場合を示している。以下では、図８の各設置例に基づいて、転写位置及び露光位置における感光体ドラム５の表面速度を推定する方法について説明する。
【００７９】
図８（ｃ）は、図８（ａ）及び（ｂ）の設置例に基づいて、転写位置Ａ及び露光位置Ｄにおける感光体ドラム５の表面速度を推定する方法を示す図である。図８（ｃ）において、位置Ａを転写位置とし、位置Ａから１８０度（π）回転した位置Ｄを露光位置とする。なお、露光位置は、位置Ｄではなく別の位置であってもよい。
【００８０】
図８（ｃ）における位置Ｅは、図８（ａ）における速度検出器１１ｃの位置に相当する。このため、図８（ａ）のロータリエンコーダ６及び速度検出器１１ｃによって、図８（ｃ）における駆動軸Ｚの回転速度ΔＺと、感光体ドラム５上の位置Ｅにおける表面速度ΔＥとが検出される。次に、位置Ｅにおける感光体ドラム５の偏心による速度変動ｙは、ΔＺとΔＥとの差分を取ることにより、次式のように表現される。
ｙ＝ΔＥ−ΔＺ＝Ａｍ・ｓｉｎ（ωｔ）
ただし、Ａｍは偏心成分の振幅、ωは駆動軸の角速度である。また、転写位置Ａと速度検出器Ｅとの間の位相角をθとすると、転写位置Ａは、位置Ｅに対して、感光体ドラム５の駆動軸の回転に対して角度θだけ位相が遅れているため、転写位置Ａにおける偏心による速度変動ｙ’は、
ｙ’＝Ａｍ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ）
と表現される。ここで、
ｙ’＝ΔＡ−ΔＥ
であるので、転写位置Ａにおける表面速度ΔＡは、
ΔＡ＝ΔＺ＋Ａｍ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ）
と算出される。同様にして、露光位置Ｄでの表面速度ΔＤは、
ΔＤ＝ΔＺ＋Ａｍ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋π）
と算出される。
【００８１】
一方、図８（ｃ）における位置Ｅ及び位置Ｂは、図８（ｂ）における速度検出器１１ｃ、１１ｄの位置に相当する。なお、位置Ｂと位置Ｅとは、１８０度（π）対向する位置とし、転写位置Ａと速度検出器Ｅとの間の位相角をθとする。まず、位置Ｂと位置Ｅとが１８０度対向した位置であることから、感光体ドラム５の駆動軸の回転速度ΔＺは、位置Ｂ及び位置Ｅの表面速度ΔＢ及びΔＥの速度検出器１１ｃ、１１ｄの検出結果を用いて、
ΔＺ＝（ΔＢ＋ΔＥ）／２
と簡易に求められる。すなわち、１８０度対向した位置における表面速度ΔＢ及びΔＥの平均化により、偏心成分がキャンセルされ、感光体ドラム５の駆動軸Ｚの回転速度ΔＺが算出される。さらに、ΔＺの算出結果に基づいて、図８（ａ）と同様の方法により、転写位置Ａ及び露光位置Ｄにおける表面速度が、
ΔＡ＝（ΔＢ＋ΔＥ）／２＋Ａｍ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ）
ΔＤ＝（ΔＢ＋ΔＥ）／２＋Ａｍ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ＋π）
と算出される。
【００８２】
本実施形態では、上述のように推定された転写位置及び露光位置における感光体ドラム５の表面速度に基づいて、感光体ドラム５の駆動制御、及び露光タイミングの制御が実行される。それらの制御方法については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、転写ベルト２１の駆動制御についても、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、転写位置及び露光位置と異なる位置に設置された速度検出器による検出結果や感光体ドラムの駆動軸の回転速度の検出結果に基づいて、転写位置及び露光位置における表面速度を推定する。これにより、転写位置及び露光位置における表面速度を直接検出できずとも、それらの位置の表面速度を適切に推定することが可能となり、第１の実施形態における効果と同等の効果を得ることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、転写位置と露光位置とが感光体ドラム５上で１８０度対向した位置である場合について一例として説明したが、両位置の位置関係はこれのみに限定されることはない。例えば、両位置が１５０度、２１０度等の任意の位置関係であっても、表面速度の算出は可能である。
【００８５】
［第３の実施形態］
次に、図９乃至図１２を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。第１及び第２の実施形態では、露光源としてＬＥＤヘッドを用いるとともに、露光位置における感光体ドラム５の表面速度に応じて、副走査方向に一定の間隔で露光が行われるための露光タイミングを制御する。第３の実施形態では、露光源としてスキャナ系を用いた画像形成装置において、スキャナモータの回転速度を制御することにより、副走査方向における露光の間隔を一定の間隔に近づけるとともに、主走査方向に対する露光の走査時間及び走査周波数を適切に設定することを特徴とする。
【００８６】
図９は、第３の実施形態に係る画像形成装置における、画像形成制御に関するブロック構成例を示す図である。本実施形態において、転写ベルト２１の駆動制御及び感光体ドラム５の駆動制御は第１の実施形態と同様であるため、それらの説明は省略する。また、以下ではイエロー（Ｙ）の露光処理について説明するが、他の色についても同様である。
【００８７】
本実施形態では、露光制御部１６３による制御により、図９における露光に係る各装置は以下のように動作する。まず、露光位置に設けられた感光体ドラム５Ｙ用の速度検出器１２Ｙは、当該位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を直接検出する。速度検出器１２Ｙは、当該検出結果を目標速度算出部１２１Ｙ、及びレーザ発光タイミング算出部１２３Ｙへ出力する。なお、転写位置と露光位置とが感光体ドラム５上で１８０度対向した位置である場合、第１の実施形態に係る感光体ドラム５Ｙの駆動制御の結果、図２０に示すように、露光位置の表面速度には感光体ドラム５Ｙの偏心成分と同位相で２倍の振幅変動が発生する。従って、速度検出器１２Ｙを用いる代わりに、当該性質を利用して、当該偏心成分から露光位置における表面速度を推定してもよい。
【００８８】
露光制御部１６３は、レーザ発光タイミング算出部１２３Ｙを用いて、速度検出器１２Ｙからの出力に基づいてレーザの発光タイミング（主走査方向に対する露光の開始タイミング）を算出する。レーザ発光制御部１２４Ｙは、算出された当該発光タイミングにおいて、入力された画像データに基づいてレーザ８Ｙを発光させることにより、主走査方向に対する１ラインの露光を順次実行する。
【００８９】
一方で、露光制御部１６３は、画像領域外でレーザ８Ｙから発光されたレーザ光をビーム・ディテクト（ＢＤ）センサ９Ｙが検知することにより得られるＢＤ信号に基づいて、多面鏡ポリゴン７Ｙの回転状態に関する情報を取得する。なお、ＢＤセンサ９Ｙは、例えば、図９のように、多面鏡ポリゴン７Ｙが６面ポリゴンの場合、ポリゴンの１周中に、ＢＤ信号を６０度ごとに６回出力する。目標速度算出部１２１Ｙからの出力信号とＢＤ信号との差分値である誤差信号は、速度制御部１２２Ｙに入力される。速度制御部１２２Ｙは、当該信号に基づいて、スキャナモータドライバ１２５Ｙに対してスキャナモータ６４Ｙを駆動するための信号を出力する。スキャナモータドライバ１２５Ｙは、当該信号に基づいて、スキャナモータ６４Ｙを駆動する。これにより、目標速度算出部１２１Ｙで算出された目標速度となるように、スキャナモータ６４Ｙは駆動されるとともに、多面鏡ポリゴン７Ｙが駆動される。
【００９０】
図１０は、第３の実施形態に係る露光制御部１６３による制御の手順を示すフローチャートである。Ｓ３０１で、露光制御部１６３は、感光体ドラム５における偏心成分の振幅（偏心量）及び位相を検出する。さらに、Ｓ３０２で、露光制御部１６３は、Ｓ３０１における検出結果に基づいて、露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を検出する。
【００９１】
ここで、露光制御部１６３は、感光体ドラム５に対する露光に多面鏡ポリゴンを用いる場合においても、副走査方向に一定の間隔で露光を行える必要がある。そのために、露光制御部１６３は、感光体ドラム５の表面速度の変動に応じて、多面鏡ポリゴンの回転を制御することにより、ＢＤ周期（６面鏡ポリゴンの場合、ポリゴンが１／６周回転する時間）と感光体ドラム５Ｙの回転変動量とを同期させる必要がある。例えば、感光体ドラム５の露光位置において、副走査位置の間隔（例えば、１２００ｄｐｉの場合には２１．６μｍ）において感光体ドラム５Ｙが回転する時間をＴとすると、ＢＤ周期もＴとなる制御が必要となる。
【００９２】
Ｓ３０３で、露光制御部１６３は、目標速度算出部１２１Ｙを用いて、Ｓ３０３の算出結果に基づいて多面鏡ポリゴンの回転速度の目標値を算出する。これにより、当該回転速度に対応するＢＤ周期の目標値が定まる。さらに、Ｓ３０４で、露光制御部１６３は、ＢＤ周期に基づいて、主走査方向に対する露光の走査時間と走査周波数とを算出する。
【００９３】
以上の設定に基づいて、露光制御部１６３は、１ラインの露光処理を制御する。その結果、露光タイミングにおいて、設定された走査時間及び走査周波数となるように、他面鏡ポリゴンが対応する速度で駆動される。なお、以下の図１１に示すように、露光位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度は、感光体ドラム５Ｙの１回転に要する時間を１周期として周期的に変動する。このため、露光制御部１６３は、当該１周期における副走査方向の露光の開始タイミング、並びに主走査方向の走査時間及び走査周波数を決定すればよい。
【００９４】
図１１は、第３の実施形態に係る各パラメータの波形を示す図である。なお、一例として、感光体ドラム５は、直径２４ｍｍ、偏心量±５０μｍ（レンジで１００μｍ）、プロセススピード７５．４（２４π）ｍｍ、副走査ピッチ１２００ｄｐｉであって、１秒間に１回転している場合を想定する。また、図１１の各グラフにおいて、横軸に示す時間範囲を、感光体ドラム５の回転の１周期に相当する範囲としている。ここで、１秒間あたりの副走査本数（ドラム１周の副走査本数）Ｌは、
Ｌ＝７５．４／２５．４＊１２００＝３５６２．１（本）
である。従って、偏心成分が存在しない場合には、
Ｔ＝１／Ｌ＝２８０．７（μｓｅｃ）
ごとに、１ラインの露光が開始されればよい。また、定常状態におけるＢＤ周期は、２８０．７（μｓｅｃ）であればよい。
【００９５】
まず、感光体ドラム５は、第１の実施形態と同様に、転写位置における表面速度が転写ベルト２１の表面速度と同一の速度に近づくように制御される。ここで、感光体ドラム５の偏心量が±５０μｍ（レンジで１００μｍ）である場合、露光位置においてその倍の±１００μｍ（レンジで２００μｍ）の変動が観測される。偏心による表面速度の変動は正弦波で表されるため、累積位置誤差Δｘも、
Δｘ（μｍ）＝１００＊ｓｉｎ（ωｔ）
と表される（１２０１）。
【００９６】
Δｘに対して時間微分を施して、露光位置における表面速度の変動成分を求めると、
Δｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）＝０．１／ω＊ｃｏｓ（ωｔ）
となる。露光位置における感光体ドラム５の表面速度（露光面速度）ｖの平均速度は７５．４（ｍｍ／ｓｅｃ）であるので、
ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）＝７５．４＋Δｖ＝７５．４＋０．１／ω＊ｃｏｓ（ωｔ）
と求められる（１２０２）。
【００９７】
副走査位置（ｄｏｔ）に対する露光面速度ｖの変化を確認するために、感光体ドラム５における１周の周期（１秒）における副走査本数が３５６２．１（本）であることに基づいて、その横軸の単位を変換する（１２０３）。
【００９８】
本実施形態では、各副走査位置に対応する露光面速度ｖ（１２０３）と同一の速度でスキャナモータを回転させるために、ＢＤ周波数を当該速度に相当する周波数に設定すればよく、ＢＤ周波数ｆｂｄは、
ｆｂｄ（Ｈｚ）＝３５６２．１＋ｋ１＊ｃｏｓ（ωｔ）
と換算される（１２０４）。
【００９９】
また、ＢＤ周波数の変動に応じて、許容される主走査方向の走査時間が変動するため、露光制御部１６３は、走査時間とともに、主走査方向の解像度、すなわち走査周波数も変動させる。すなわち、主走査幅２１０ｍｍ、走査効率７０％とすると、主走査方向の走査周波数（主走査クロック）ｆｃｌｋは、
ｆｃｌｋ（ＭＨｚ）＝５０．９＋ｋ２＊ｃｏｓ（ωｔ）
となる（１２０５）。なお、図１２は、以上の処理により取得された数値の一例を示す図である。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、露光源としてスキャナ系を用いた場合に、露光位置における感光体ドラムの表面速度に応じて、副走査方向に一定の間隔で露光を行うことを目標として露光タイミングを制御する。具体的には、当該表面速度に応じてスキャナモータの回転速度を制御することにより、副走査方向における露光の間隔が一定の間隔に近づくように露光を行うとともに、当該表面速度に応じて定まる主走査方向に対する露光の走査時間及び走査周波数を算出する。これにより、露光源にスキャナ系を用いた画像形成装置においても、第１及び第２の実施形態と同様、感光体ドラム上に一定の間隔で静電潜像を形成することができ、転写ベルト上の副走査方向に位置ずれなくトナー像を転写することができる。その結果、ＡＣカラーレジずれを抑制し、色ずれのない高品質の画像を形成することができる。
【０１０１】
なお、第１及び第２の実施形態と同様、本実施形態においても、説明を簡易にするため、感光体ドラム５上の転写位置と露光位置とが１８０度対向した位置関係にある場合を例として説明したが、両位置はどのような位置関係であってもよい。また、本実施形態では、慣性モーメントの大きい多面鏡ポリゴンスキャナについて説明したが、慣性モーメントのより小さなＭＥＭＳスキャナを用いてもよい。
【０１０２】
［第４の実施形態］
次に、図１３乃至図１７を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。第４の実施形態に係る画像形成装置では、第３の実施形態と同様、露光源として多面鏡ポリゴンによるスキャナ系を用いる。また、第４の実施形態に係る画像形成装置は、スキャナモータの回転速度を一定の速度に近づけることにより、第３の実施形態のような主走査方向の走査時間及び走査周波数の設定は必要とせず、画像データに対する画像処理によって副走査方向の位置ずれを補正することを特徴とする。
【０１０３】
図１３は、第４の実施形態に係る画像形成装置における、画像形成制御に関するブロック構成例を示す図である。本実施形態において、転写ベルト２１の駆動制御及び感光体ドラム５の駆動制御は第１の実施形態と同様であるため、それらの説明は省略する。また、以下ではイエロー（Ｙ）の露光処理について説明するが、他の色についても同様である。
【０１０４】
本実施形態では、露光制御部１６３による制御により、図１３における露光に係る各装置は以下のように動作する。まず、露光位置に設けられた感光体ドラム５Ｙ用の速度検出器１２Ｙは、当該位置における感光体ドラム５Ｙの表面速度を直接検出する。速度検出器１２Ｙは、当該検出結果を補正量算出部１２７Ｙへ出力する。なお、第３の実施形態と同様に、速度検出器１２Ｙを用いる代わりに、感光体ドラム５Ｙの偏心成分に基づいて露光位置における表面速度を推定してもよい。
【０１０５】
補正量算出部１２７Ｙは、当該速度情報に基づいて、副走査方向の位置ずれを検出するとともに、当該位置ずれを補正するための補正データをレーザ輝度変調部１２８Ｙへ出力する。レーザ輝度変調部１２８Ｙは、入力された画像データを当該補正データに基づいて画像処理により補正した後、補正後の画像データに基づいてレーザ８Ｙを発光させることにより、感光体ドラム５Ｙを露光する。
【０１０６】
一方、速度制御部１２６Ｙは、ＢＤセンサ９Ｙからの出力信号（ＢＤ信号）に基づいて、レーザ光の走査位置情報を取得する。速度制御部１２６Ｙは、当該情報に基づいて、ＰＬＬ速度制御によりスキャナモータドライバ１２５Ｙを制御する。スキャナモータドライバ１２５Ｙは、多面鏡ポリゴン７Ｙに備えられたスキャナモータ６４Ｙを駆動することにより、多面鏡ポリゴン７Ｙを動作させる。なお、本実施形態において、スキャナモータ６４Ｙはその回転速度が一定の速度に近づくように制御される。
【０１０７】
図１５は、第４の実施形態に係る累積位置誤差の一例を示す図である。なお、感光体ドラム５の仕様は、第３の実施形態における図１１と同様である。感光体ドラム５の偏心による表面速度の変動は正弦波で表されるため、第３の実施形態（図１１の１２０１）に同様に、累積位置誤差Δｘも、
Δｘ（μｍ）＝１００＊ｓｉｎ（ωｔ）
と表される。ここで、副走査ピッチ１２００ｄｐｉの場合、１ｄｏｔの間隔は約２１．２μｍであるので、Δｘの振幅（１００μｍ）の変動は、図１５に示すように約４．７ｄｏｔに相当する。なお、図１６は、以上の処理により取得された数値の一例を示す図である。本実施形態において、露光制御部１６３は、Δｘの変動に基づいて、露光対象の画像データの補正及び露光強度の補正を行うことにより、感光体ドラム５Ｙ上に静電潜像を一定の間隔で形成し、感光体ドラム５Ｙの表面速度の変動による位置ずれを解消する。以下では、図１７を用いて当該補正方法について説明する。
【０１０８】
図１７は、第４の実施形態に係る画像データの露光強度の補正の概念を示す図である。なお、図１７（ａ）は、小数部の値が０の場合を示しており、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）は小数部が０ではない場合を示している。また、露光強度が多値２５６階調で表現される場合を示している。本実施形態で、補正量算出部１２７Ｙは、露光制御部１６３による制御により、レーザ輝度変調部１２８Ｙにおいて、画像データにおける副走査方向の画素位置を補正するための補正データを算出する。具体的には、補正量算出部１２７Ｙは、累積位置誤差Δｘの整数部及び小数部を算出し、それらに基づいて当該補正データを生成する。
【０１０９】
補正量算出部１２７Ｙは、Δｘの整数部の算出結果を、画像データにおける画素の位置を副走査方向で補正するためのデータとする。例えば、各副走査位置における注目画素を、Δｘ＝２の場合には２ライン進め、Δｘ＝−１の場合には１ライン遅らせるための補正データを出力する。さらに、補正量算出部１２７Ｙは、Δｘの小数部の算出結果に基づいて、画像データにおける注目画素と、次のラインの画素の濃度を補正するためのデータを出力する。
【０１１０】
図１７（ｂ）は、Δｘの小数部が０．２５の場合を示しており、当該副走査位置における各画素を０．２５ライン進める必要がある。この場合、例えば、ラインＮにおける注目画素の露光強度をＰ（Ｎ）、その補正後の露光強度をＰｈ（Ｎ）、ラインＮと副走査方向に隣接する次のラインＮ＋１の露光強度をＰｈ（Ｎ＋１）、その補正後の露光強度をＰｈ（Ｎ＋１）とすると、
Ｐｈ（Ｎ）＝（１−０．２５）＊Ｐ（Ｎ）
Ｐｈ（Ｎ＋１）＝０．２５＊Ｐ（Ｎ＋１）
による階調の補正が実行される。
【０１１１】
ここで、図１７（ａ）のように小数部が０の場合には、当該副走査位置における各画素の濃度の補正は必要なく、レベルは２５５となっている。一方で、図１７（ｂ）のように小数部が０．２５の場合には、当該副走査位置における注目画素の濃度レベルは１９１、１ライン先の画素の濃度レベルは６４となっている。同様に、図１７（ｃ）のように小数部が０．５の場合には、当該副走査位置における注目画素及び１ライン先の画素の濃度レベルはともに１２８となっている。このような画素の濃度の調整により、図１７（ｂ）、及び（ｃ）に示すように、１ｄｏｔよりも細かい分解能で、感光体ドラム５Ｙ上に形成される静電潜像の位置を補正できる。
【０１１２】
次に、図１４は、第４の実施形態に係る露光制御部１６３による制御の手順を示すフローチャートである。Ｓ３２１で、露光制御部１６３は、感光体ドラム５における偏心成分の振幅（偏心量）及び位相を検出する。さらに、Ｓ３２２で、露光制御部１６３は、Ｓ３２１における検出結果に基づいて、感光体ドラム５の露光位置における表面速度又は副走査位置ごとの位置誤差の大きさを算出する。その後、Ｓ３２３へ移行する。
【０１１３】
Ｓ３２３で、露光制御部１６３は、補正量算出部１２７Ｙを用いて、Ｓ３２２における位置誤差の算出結果について整数部と小数部とに分解する。さらに、Ｓ３２４で、露光制御部１６３は、当該整数部を位置補正情報、当該小数部を濃度補正情報に変換するための補正データ（テーブル）を作成する。Ｓ３２５で、露光制御部１６３は、Ｓ３２４で作成したテーブルに基づいて、画像データを補正するとともに、感光体ドラム５Ｙへの露光を制御する。
【０１１４】
なお、上述の説明では、画像データにおける１画素が飽和濃度で表現される場合を例としたが、実際の画像データにおいては中間の階調も用いられる。その場合には、注目画素及びそれと隣接する画素の濃度に対して、位置ずれの補正のための比率を補正データとして乗算することにより、露光強度の調整を実行すればよい。なお、補正精度を向上させるために、図１４のＳ３２４において、画像形成装置の構成に基づく特徴的な変位量を予め把握し、テーブルとして保持しておくとよい。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、スキャナモータの回転速度を一定の速度に近づけて、露光位置における感光体ドラムの表面速度に基づいて画像データの濃度を補正する。具体的には、当該表面速度に基づいて、画像データの各画素の位置を副走査方向で前後に移動させるとともに、副走査方向に隣接する画素及び注目画素の濃度を補正することにより、感光体ドラムへの露光強度を制御する。これにより、スキャナモータの回転速度を一定とし、露光タイミングの補正を行わない場合においても、感光体ドラム上に一定の間隔で静電潜像を形成することができるとともに、第１乃至第３の実施形態と同様、当該潜像に基づいてＡＣカラーレジずれのない画像を中間転写体上に形成することができる。
【図１】
0005438457.tif 000002
【図２】
0005438457.tif 000003
【図３】
0005438457.tif 000004
【図４】
0005438457.tif 000005
【図５】
0005438457.tif 000006
【図６】
0005438457.tif 000007
【図７】
0005438457.tif 000008
【図８】
0005438457.tif 000009
【図９】
0005438457.tif 000010
【図１０】
0005438457.tif 000011
【図１１】
0005438457.tif 000012
【図１２】
0005438457.tif 000013
【図１３】
0005438457.tif 000014
【図１４】
0005438457.tif 000015
【図１５】
0005438457.tif 000016
【図１６】
0005438457.tif 000017
【図１７】
0005438457.tif 000018
【図１８】
0005438457.tif 000019
【図１９】
0005438457.tif 000020
【図２０】
0005438457.tif 000021