(57)【要約】【課題】感光体１Ｋと中間転写ベルト８とを１つの共通駆動モータ１６０で駆動して低コスト化を図るとともに、その共通駆動モータ１６０によって駆動が伝達される感光体１Ｋの１周回を１周期とする周期的な伸縮による画像の乱れを抑える。【解決手段】感光体１Ｋと中間転写ベルト８とを１つの共通駆動モータ１６０で駆動するように駆動伝達系を構成し、感光体１Ｋの回転角変位を検知するエンコーダーを設け、且つ、共通駆動モータ１６０を等速で駆動した状態で形成したパターン画像をパターンセンサ９０によって検知した結果に基づいてベルト上画像の伸縮パターンを把握し、把握結果に基づいて、前記伸縮パターンを打ち消し得る潜像伸縮パターンを露光ポイントＳＰで潜像に発生させる共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを求める処理を実施する制御手段を設けた。【選択図】図４
2011039504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を受信する受信手段と、自らの移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、前記画像情報に基づいて、前記潜像担持体の表面のうち、所定の潜像書込位置に移動した箇所に対して潜像を書き込む潜像書込手段と、前記表面上の潜像を現像して可視像を得る現像手段と、前記潜像担持体の表面のうち、所定の転写位置に移動した箇所に担持されている可視像部分を転写体に転写する転写手段と、前記転写体を前記転写位置における前記表面の移動方向と同じ方向に搬送する搬送手段と、前記転写体の表面上に転写された可視像を検知する像検知手段とを備える画像形成装置において、
前記潜像担持体と前記搬送手段とを１つの共通駆動源で駆動するように駆動伝達系を構成し、
前記駆動伝達系の各部材のうち、自らの回転移動又は無端移動に伴ってその周回の周期と同じ周期で前記潜像担持体又は転写体の速度を増減させる速度変動パターンを発生させてしまう部材、の周軌道内における位置を検知する位置検知手段を設け、
且つ、前記共通駆動源を等速で駆動した状態で、前記周期で発生してしまう画像の伸縮パターンを検出するためのパターン画像を前記潜像担持体の表面に形成して前記転写体に転写し、前記転写体上の前記パターン画像を前記像検知手段によって検知した結果に基づいて前記伸縮パターンを把握し、把握結果に基づいて、前記伸縮パターンを打ち消し得る潜像伸縮パターンを前記潜像書込位置で潜像に発生させる前記共通駆動源の駆動速度変動パターンを求める処理を、前記画像情報に基づく画像を形成するためのプリントジョブ実行時とは別のタイミングで実施した後、プリントジョブにて、前記位置検知手段による検知結果及び前記駆動速度変動パターンに基づいて前記共通駆動源を駆動する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記駆動速度変動パターンとして、前記パターン画像の検知結果に基づいて把握した前記伸縮パターンに対して同振幅且つ逆位相となる潜像伸縮パターンを前記潜像書込位置で発生させるものを求める処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置であって、
前記潜像担持体が回転駆動される円柱状の円柱状潜像担持体であり、
前記速度変動パターンが、前記円柱状潜像担持体に発生する１回転あたりの速度変動パターンであり、
該速度変動パターンを発生させてしまう部材が、前記円柱状潜像担持体の回転軸線上で回転しながら、原動側の回転駆動力を前記円柱状潜像担持体に伝達する回転部材であり、
且つ、前記位置検知手段が、前記回転部材の回転位置を検出するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置であって、
前記搬送手段が、無端状のベルト部材を駆動回転体に掛け回した状態で前記駆動回転体の回転駆動に伴って無端移動せしめつつ、前記転写体たる前記ベルト部材、又はベルト表面に保持した前記転写体たる記録部材を、前記転写位置で前記潜像担持体の表面移動方向と同じ方向に搬送するものであり、
前記速度変動パターンが、前記駆動回転体の１回転周期で前記ベルト部材に発生する速度変動パターンであり、
該速度変動パターンを発生させてしまう部材が、前記駆動回転体であり、
且つ、前記位置検知手段が、前記駆動回転体の回転位置を検出するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの画像形成装置であって、
前記搬送手段が、無端状のベルト部材を駆動回転体に掛け回した状態で前記駆動回転体の回転駆動に伴って無端移動せしめつつ、前記転写体たる前記ベルト部材、又はベルト表面に保持した前記転写体たる記録部材を、前記転写位置で前記潜像担持体の表面移動方向と同じ方向に搬送するものであり、
前記速度変動パターンが、前記ベルト部材に発生する１周あたりの速度変動パターンであり、
該速度変動パターンを発生させてしまう部材が、前記駆動回転体であり、
且つ、前記位置検知手段が、前記ベルト部材の周方向における位置を検出するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３の画像形成装置であって、
前記搬送手段の転写体搬送方向に沿って並ぶ複数の前記円柱状潜像担持体を備えるとともに、それら円柱状潜像担持体のそれぞれに形成した可視像を前記転写体に重ね合わせて転写する手段を備え、
前記駆動伝達系が、前記共通駆動源の駆動力を全ての円柱状潜像担持体に伝達し、且つ、それぞれの円柱状担持体の速度変動パターンの位相を互いに一致させるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記複数の円柱状潜像担持体にそれぞれ個別に対応する複数の回転部材に対して、それぞれ回転方向における同じ箇所に目印を設け、
それら複数の回転部材のそれぞれにおける原動側からの配列順番をｎで表し、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線と、該回転部材とこれに対する従動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線とのなす角を挟み角θｉｎで表し、且つ、最も原動側に位置する回転部材（ｎ＝１）の前記目印が該回転部材に対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線に位置したときにおける、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線と、第ｎ番目の回転部材の前記目印とのなす角度をθａｎで表した次式を満足させたことを特徴とする画像形成装置。
【数１】
2011039504.tif 000031
※但し、この数式において、θａ１は、ｎ＝１の回転部材についてのθａｎを表している。
【請求項８】
請求項３の画像形成装置において、
前記円柱状潜像担持体として、前記搬送手段の転写体搬送方向に沿って並べた複数のものを設け、
それら円柱状潜像担持体に形成された可視像を前記転写体に重ね合わせて転写する処理を実施するように前記転写手段を構成し、
前記複数の円柱状潜像担持体のうち、２つ以上を前記共通駆動源とは別の駆動源によって駆動するように前記駆動伝達系を構成し、
前記複数の円柱状潜像担持体にそれぞれ個別に対応する複数の回転部材に対して、それぞれ回転方向における同じ箇所に目印を設け、
それら複数の回転部材のうち、前記別の駆動源によって駆動が伝達される回転部材のそれぞれにおける原動側からの配列順番をｎで表し、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線と、該回転部材とこれに対する従動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線とのなす角を挟み角θｉｎで表し、且つ、前記別の駆動源によって駆動が伝達される２つ以上の回転部材の中で最も原動側に位置する回転部材（ｎ＝１）の前記目印が該回転部材に対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線に位置したときにおける、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線と、第ｎ番目の回転部材の前記目印とのなす角度をθａｎで表した次式を満足させたことを特徴とする画像形成装置。
【数２】
2011039504.tif 000032
※但し、この数式において、θａ１は、ｎ＝１の回転部材についてのθａｎを表している。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、
前記像検知手段によるパターン画像検知位置における前記転写体の速度変動によって発生する伸縮パターン検出誤差を補正する検出誤差補正手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、
上記搬送手段として、複数の支持回転体に掛け回した無端状のベルト部材を駆動回転体の回転駆動に伴って無端移動せしめることで、転写体たる前記ベルト部材、あるいは前記ベルト部材の表面に保持した転写体、を搬送するものを用い、
前記複数の支持回転体のうち、前記ベルト部材の無端移動に伴って従動回転する従動回転体の回転角速度又は回転角変位を検知する回転検知手段を設け、
該回転検知手段による検知結果に基づいて、前記駆動速度変動パターンを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置において、
前記パターン画像として潜像担持体表面移動方向に並ぶ複数の可視像からなるものを形成する処理を実施するように前記制御手段を構成するとともに、
前記像検知手段として、前記パターン画像内における可視像間の距離を計測可能なものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像担持体の表面上の可視像を、搬送手段によって搬送されている転写体に転写する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置として、潜像担持体たるドラム状の感光体の表面上に形成したトナー像を、転写体たる無端状のベルト部材の表面に転写するものが知られている。ベルト部材は、複数のローラに掛け回された状態で駆動ローラの回転駆動に伴って無端移動せしめられる。かかる構成において、ドラム状の感光体の回転軸に固定された駆動受入ギヤとしての感光体ギヤに偏心があると、感光体１回転あたりに１周期分のサインカーブを描く特性の速度変動を感光体に発生させてしまう。感光体にこのような速度変動が起こると、感光体に対して潜像が本来の形状よりも伸縮して書き込まれたり、感光体上のトナー像がベルト部材に対して本来の形状よりも伸縮して転写されたりして、画像の形状が乱れてしまう。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載の画像形成装置は、画像の乱れを次のようにして抑えるようになっている。即ち、所定のタイミングで、速度変動波形検出用のパターン画像を感光体上に形成し、それをベルト部材の表面に転写する。このパターン画像は、複数のパッチ状のトナー像を感光体表面移動方向に並べたものであり、感光体に速度変動が生じていなければ、それらのトナー像が等間隔に並ぶ。これに対し、感光体に速度変動が生じていると、ベルト部材上で各トナー像が等間隔で並ばなくなり、その間隔のズレは感光体の速度変動を反映している。ベルト上のトナー像を検知するフォトセンサからの出力に基づいて、その間隔のズレを検出することで、感光体のサインカーブ状の速度変動波形を検出する。そして、そのサインカーブ状の速度変動波形を打ち消し得る感光体駆動モータの駆動速度変化パターンを求めて、データ記憶手段に記憶しておく。プリントジョブの際には、感光体の回転軸に固定されたエンコーダーからの出力に基づいて、感光体の１回転周期における基準タイミングを把握する。そして、感光体駆動モータの駆動速度を、その基準タイミングと、予め記憶しておいた駆動速度変化パターンとに基づいて微調整する。この微調整により、感光体の速度変動をほぼ無くすことで、画像の乱れを抑えることができる。
【０００４】
低コスト化や省スペース化が求められる近年においては、複数の機器で駆動源を共用することが望ましい。複数の機器で駆動源を共用する態様の１つとして、感光体と、ベルト部材を無端移動させる駆動ローラとを、１つのモータで駆動することが挙げられる。しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置のように、モータの駆動速度を微調整するものにおいては、感光体と駆動ローラとを１つのモータで駆動すると、モータの駆動速度の微調整により、感光体のみならず、ベルト部材の速度まで変化させてしまう。すると、モータの駆動速度を微調整して感光体の速度変動を無くしたとしても、その微調整に伴ってベルトの速度変動をきたすことから、ベルト速度変動による新たな画像の乱れを発生させてしまう。このため、本発明者らは、感光体を駆動するモータの駆動速度を微調整する構成において、感光体とベルト部材とを１つのモータで駆動することは困難であると考えていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、本発明者らは、感光体の速度変動と、画像の伸縮との関係について鋭意研究を行ったところ、感光体とベルト部材とを１つのモータで駆動する構成を採用しても、そのモータの駆動速度の微調整により、画像の乱れを有効に抑え得ることを見出した。具体的には、図１２は、潜像担持体たるドラム状の感光体５０１と、その周囲構成との一例を示す構成図である。同図において、ドラム状の感光体５０１は、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。感光体５０１の周面に対しては、所定の回転位置である露光ポイントＳＰで光書込用のレーザー光Ｌが照射され、これによって感光体５０１表面に静電潜像が書き込まれる。潜像書込位置としての露光ポイントＳＰで書き込まれた静電潜像は、感光体５０１の回転に伴って図示しない現像装置との対向位置を通過する際に現像されてトナー像になる。このトナー像は、感光体５０１の回転に伴って、感光体５０１と中間転写ベルト５０８とが当接する転写ポイントＴＰに進入する。そして、転写ポイントＴＰで感光体５０１から中間転写ベルト５０８に転写される。以下、理解を容易にするために、露光ポイントＳＰと転写ポイントＴＰとを１８０［°］点対称の位置に設けた構成を例にして説明する。
【０００６】
同図に示す構成において、感光体５０１の回転軸に固定する図示しない感光体ギヤとして、偏心のある安価なものを用いたとする。感光体５０１を駆動するモータについては、中間転写ベルト５０８を駆動するモータとは別の専用モータとし、それを等速駆動したとする。すると、感光体５０１には、感光体ギヤの偏心に起因して、図１３に示すような感光体１回転を１周期とするサインカーブ状の速度変動が発生する。このとき、別のモータで駆動される中間転写ベルト８の速度は、図１４に示すように一定である。
【０００７】
図１３に示すサインカーブの下側のピークを迎えた時点ｔ１において、露光ポイントＳＰで書き込まれる静電潜像は、本来よりも感光体表面移動方向に収縮した形状になる。そして、この静電潜像は、現像装置によって現像されてトナー像になった後、時点ｔ２に転写ポイントＴＰに進入して感光体５０１から中間転写ベルト５０８に転写される。このとき、感光体５０１の速度は、図１３に示すように、サインカーブの上側のピークとなっている。中間転写ベルト８の速度は、図１４に示したように感光体５０１の回転角度にかかわらず、ほぼ目標の速度で安定しているので、図１３の時点ｔ２では、感光体５０１の線速がベルト線速よりも速くなる。すると、感光体５０１上のトナー像が、それよりもベルト表面移動方向に収縮して中間転写ベルト８上に転写される。このようにして、画像は、露光ポイントＳＰ、転写ポイントＴＰのそれぞれで収縮する。時点ｔ１にて露光ポイントＳＰで書き込まれる画像について説明したが、時点ｔ２にて露光ポイントＳＰで書き込まれる画像は、その逆に、露光ポイントＳＰ（時点ｔ２）、転写ポイントＴＰ（時点ｔ３）のそれぞれで引き伸ばされることになる。このように、感光体ギヤの偏心に起因する感光体５０１の速度変動が発生すると、露光ポイントＳＰ、転写ポイントＴＰのそれぞれで、画像が伸縮する。
【０００８】
従来の画像形成装置では、感光体５０１を駆動するモータの駆動速度を図１３に示すような感光体の速度変動を反転させた目標速度（以下、「従来の目標速度」という）に微調整して図１３に示すサインカーブ状の速度変動をできるだけ低減することで、露光ポイントＳＰや転写ポイントＴＰにおける画像の伸縮をできるだけ抑えるようにしていた。
【０００９】
一方、本発明者らは、感光体５０１の速度変動を低減する代わりに、感光体５０１の速度を意図的に変動させることを考えた。例えば、感光体５０１の回転軸に固定する図示しない感光体ギヤとして、偏心が全く生じないように高精度に加工された高価なものを用いたとする。また、感光体５０１を回転駆動させる図示しないモータを、中間転写ベルト５０８の駆動源として共用したとする（以下、共通モータという）。かかる構成において、感光体ギヤの偏心に起因する感光体５０１の速度変動は発生しないが、共通モータの駆動速度を変動させて同様の速度変動を感光体５０１に意図的に発生させたとする。図１５は、このときに発生する感光体５０１の速度変動を示すグラフである。また、図１６は、このときに発生する中間転写ベルト８の速度変動を示すグラフである。感光体５０１と中間転写ベルト８とを１つの共通モータで駆動しているので、それらのグラフに示すように、感光体５０１と中間転写ベルト８とで互いに同じ振幅、且つ同じ位相の速度変動が発生する。
【００１０】
図１５に示すサインカーブの上側のピークを迎えた時点ｔ１において、露光ポイントＳＰで書き込まれる静電潜像は、本来よりも感光体表面移動方向に引き伸ばされた形状になる。そして、この静電潜像は、現像されてトナー像になった後、時点ｔ２に転写ポイントＴＰに到達して感光体５０１から中間転写ベルト５０８に転写される。このとき、感光体５０１の速度は、図１５に示すように、サインカーブの下側のピークとなっている。またこのとき、中間転写ベルト８の速度も、図１６に示すようにサインカーブの下側のピークとなっている。よって、時点ｔ２では、感光体５０１と中間転写ベルト５０８との間に線速差は発生しない。すると、転写ポイントＴＰにおいて、感光体５０１上のトナー像がそのまま伸縮することなく中間転写ベルト８上に転写される。このように、共通モータの駆動制御によって感光体５０１の速度を意図的に変動させても、感光体ギヤの偏心に起因する感光体５０１の速度変動とは異なり、転写ポイントＴＰで画像を伸縮させることはない。共用モータの駆動制御に起因する画像の伸縮は、露光ポイントＳＰだけで発生するのである。
【００１１】
例えば、図１５の時点ｔ１においては、共用モータの駆動制御により、感光体５０１の速度を従来の目標速度よりもサインカーブの振幅が２倍に相当する値だけ速くしている。このため、露光ポイントＳＰでは、潜像を本来よりもその値に相当する分の２倍に引き伸ばして書き込むことになる。このとき、転写ポイントＴＰにおいても、感光体５０１を従来の目標速度よりもサインカーブの振幅が２倍に相当する値だけ速くしているが、中間転写ベルト５０８も同じ値だけ速くしているので、感光体〜ベルト間で線速差を発生させていない。よって、共用モータの駆動制御に起因して転写ポイントＴＰで画像を伸縮させることはない。従って、感光体ギヤの偏心に起因する露光ポイントＳＰ、転写ポイントＴＰの２箇所で生ずる画像の収縮に対して、露光ポイントＳＰの１箇所だけで画像（静電潜像）を２倍に引き伸ばして書き込むことで、その収縮を相殺することができる。
【００１２】
具体的には、既に述べたように、感光体ギヤの偏心に起因する画像の伸縮は、露光ポイントＳＰで生ずる伸縮と、転写ポイントＴＰで生ずる伸縮とが重畳されたものになる。重畳によってベルト上の画像に最終的に発生する画像伸縮パターンがどのようなものになるのかについては、従来から行われているように、パターン画像をセンサで検知した結果に基づいて把握することが可能である。その画像伸縮パターンが発生することを予め見込んで、その伸縮パターンとは逆位相の潜像伸縮パターンを露光ポイントＳＰで発生させ得る速度変動パターンで共通モータを駆動制御すれば、画像伸縮パターンを潜像伸縮パターンで相殺することができる。図１２に示したように、露光ポイントＳＰと転写ポイントＴＰとを１８０［°］の位相角の位置関係で配設した場合には、図１７に一点鎖線で示す速度変動パターンを発生させる駆動速度パターンで共通モータを駆動制御すればよい。感光体ギヤの偏心に起因して感光体５０１に発生する速度変動パターンに対して、逆位相で且つ振幅が２倍の速度変動パターンを発生させる駆動制御である。すると、感光体５０１に実際に発生する速度変動パターンは、図中実線で示すように、感光体ギヤの偏心に起因する速度変動パターン（点線グラフ）と、共通モータの駆動制御による速度変動パターン（一点鎖線グラフ）とを重畳したものとなる。より詳しくは、感光体ギヤの偏心に起因して感光体５０１に発生する速度変動パターンと逆位相で且つ振幅が等しいパターンとなる。このとき、中間転写ベルト５０８には、図１８に示すように、共通モータの駆動制御による感光体速度変動パターンと全く同じ速度変動パターンが発生する。図１７において、時点ｔ１における実線グラフは上側のピークを迎えているので、このときに露光ポイントＳＰで書き込まれる静電潜像は本来よりも引き伸ばされた状態になる。そして、この静電潜像は、現像装置によって現像されてトナー像になった後、時点ｔ２で転写ポイントＴＰに進入する。このとき、実線グラフは下側のピークを迎えている。一方、時点ｔ２における中間転写ベルト５０８の速度も、図１８に示すように下側のピークを迎えているが、その波高は図１７の実線グラフの２倍になっている。よって、時点ｔ２においては、中間転写ベルト５０８が感光体５０１よりも遅い速度で移動し、その線速差は感光体５０１の速度変動パターンの波高に等しくなる。このような線速差が転写ポイントＴＰで発生すると、先に露光ポイントＳＰで静電潜像に発生した引き伸ばし量と同じ量だけ、トナー像が収縮して中間転写ベルト５０８に転写される。これにより、露光ポイントＳＰにおける静電潜像の引き伸ばしが、転写ポイントＴＰにおけるトナー像の収縮で相殺されて、中間転写ベルト５０８上のトナー像は伸縮のない正しいサイズのものとなる。このようにして、共通モータの駆動制御によって露光ポイントＳＰで発生させた潜像伸縮パターンにより、感光体ギヤの偏心に起因して発生してしまう画像伸縮パターンを相殺することができる。
【００１３】
なお、露光ポイントＳＰと転写ポイントＴＰとを１８０［°］の位相角の関係で配設している図１２の構成では、両ポイントでそれぞれ画像を引き伸ばしたり、両ポイントでそれぞれ画像を収縮させたりする。このため、ベルト上の画像に発生する画像伸縮パターンは、図１５に示した感光体ギヤの偏心に起因する感光体速度変動パターンの２倍の振幅で且つ同位相のものとなる。このような画像伸縮パターンを相殺するには、それと同振幅且つ逆位相の潜像伸縮パターンを露光ポイントＳＰで発生させればよい。そして、そのために、図１７に示したように、感光体ギヤの偏心に起因する感光体速度変動パターンの２倍の振幅で且つ逆位相となる速度変動パターンを、共用モータの駆動制御によって発生させている。露光ポイントＳＰと転写ポイントＴＰとの位相角を１８０［°］とは異なる値に設定した場合、ベルト上の画像に発生する画像伸縮パターンは、１８０［°］の場合とは異なってくる。例えば、位相角を９０［°］に設定した場合には、ベルト上の画像に発生する画像伸縮パターンは、１８０［°］の場合に比べて振幅が７／１０になる。その位相は感光体５０１の速度変動パターンに対して４５［°］遅れる。かかる画像伸縮パターンを相殺し得る潜像伸縮パターンを露光ポイントＳＰで発生させるには、感光体ギヤの偏心に起因して発生する画像収縮パターンと同振幅且つ逆位相となる画像収縮パターンを露光ポイントＳｐで発生させ得る速度変動パターンを、共用モータの駆動制御によって発生させればよい。前述の位相角をどのような角度に設定したとしても、感光体ギヤの偏心に起因してベルト上の画像に発生する画像伸縮パターンは、感光体１回転を１周期とするサインカーブ状の特性を有するものとなる。そして、その画像伸縮パターンを相殺し得る潜像伸縮パターンを発生させるための共用モータの駆動速度変化パターンも、感光体１回転を１周期とするサインカーブ状の特性を有するものとなる。
【００１４】
これまで、感光体の速度変動に起因する画像の乱れについて説明してきたが、画像の乱れは、ベルト部材の速度変動によっても発生する。例えば、ベルト部材を駆動する駆動ローラが偏心していると、駆動ローラ１回転を１周期とするサインカーブ状の速度変動がベルト部材に発生し、これによってサインカーブ状の画像伸縮パターンが発生する。また、遠心成型法によるベルト部材では、成型時の型の偏心に起因して、ベルト１周を１周期とするサインカーブ状の厚みムラパターンがベルト周方向に発生する。このようなベルト部材を用いると、ベルト１周を１周期とするサインカーブ状の速度変動がベルト部材に発生し、これによってサインカーブ状の画像伸縮パターンが発生する。これらベルト部材の速度変動に起因する画像伸縮パターンは、潜像書込位置における感光体の速度変動とは関係なく、転写位置における感光体とベルト部材との線速差だけによって発生する。そして、かかる画像伸縮パターンについては、それと逆位相の潜像伸縮パターンを露光ポイントＳＰで発生させるように共用モータの駆動速度を微調整することで、打ち消すことが可能である。つまり、ベルト部材の速度変動に起因する画像の乱れについても、感光体とベルト部材とを駆動する共用モータの駆動速度を微調整すれば、解消することが可能なのである。
【００１５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的はとするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、潜像担持体と、転写体を搬送するベルト駆動装置等の搬送手段とを１つの共通駆動源で駆動して低コスト化を図るとともに、その共通駆動源によって駆動が伝達される潜像担持体などの部材の１周回を１周期とする周期的な伸縮による画像の乱れを抑えることができる画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像情報を受信する受信手段と、自らの移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、前記画像情報に基づいて、前記潜像担持体の表面のうち、所定の潜像書込位置に移動した箇所に対して潜像を書き込む潜像書込手段と、前記表面上の潜像を現像して可視像を得る現像手段と、前記潜像担持体の表面のうち、所定の転写位置に移動した箇所に担持されている可視像部分を転写体に転写する転写手段と、前記転写体を前記転写位置における前記表面の移動方向と同じ方向に搬送する搬送手段と、前記転写体の表面上に転写された可視像を検知する像検知手段とを備える画像形成装置において、前記潜像担持体と前記搬送手段とを１つの共通駆動源で駆動するように駆動伝達系を構成し、前記駆動伝達系の各部材のうち、自らの回転移動又は無端移動に伴ってその周回の周期と同じ周期で前記潜像担持体又は転写体の速度を増減させる速度変動パターンを発生させてしまう部材、の周軌道内における位置を検知する位置検知手段を設け、且つ、前記共通駆動源を等速で駆動した状態で、前記周期で発生してしまう画像の伸縮パターンを検出するためのパターン画像を前記潜像担持体の表面に形成して前記転写体に転写し、前記転写体上の前記パターン画像を前記像検知手段によって検知した結果に基づいて前記伸縮パターンを把握し、把握結果に基づいて、前記伸縮パターンを打ち消し得る潜像伸縮パターンを前記潜像書込位置で潜像に発生させる前記共通駆動源の駆動速度変動パターンを求める処理を、前記画像情報に基づく画像を形成するためのプリントジョブ実行時とは別のタイミングで実施した後、プリントジョブにて、前記位置検知手段による検知結果及び前記駆動速度変動パターンに基づいて前記共通駆動源を駆動する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記駆動速度変動パターンとして、前記パターン画像の検知結果に基づいて把握した前記伸縮パターンに対して同振幅且つ逆位相となる潜像伸縮パターンを前記潜像書込位置で発生させるものを求める処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置であって、前記潜像担持体が回転駆動される円柱状の円柱状潜像担持体であり、前記速度変動パターンが、前記円柱状潜像担持体に発生する１回転あたりの速度変動パターンであり、該速度変動パターンを発生させてしまう部材が、前記円柱状潜像担持体の回転軸線上で回転しながら、原動側の回転駆動力を前記円柱状潜像担持体に伝達する回転部材であり、且つ、前記位置検知手段が、前記回転部材の回転位置を検出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置であって、前記搬送手段が、無端状のベルト部材を駆動回転体に掛け回した状態で前記駆動回転体の回転駆動に伴って無端移動せしめつつ、前記転写体たる前記ベルト部材、又はベルト表面に保持した前記転写体たる記録部材を、前記転写位置で前記潜像担持体の表面移動方向と同じ方向に搬送するものであり、前記速度変動パターンが、前記駆動回転体の１回転周期で前記ベルト部材に発生する速度変動パターンであり、該速度変動パターンを発生させてしまう部材が、前記駆動回転体であり、且つ、前記位置検知手段が、前記駆動回転体の回転位置を検出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置であって、前記搬送手段が、無端状のベルト部材を駆動回転体に掛け回した状態で前記駆動回転体の回転駆動に伴って無端移動せしめつつ、前記転写体たる前記ベルト部材、又はベルト表面に保持した前記転写体たる記録部材を、前記転写位置で前記潜像担持体の表面移動方向と同じ方向に搬送するものであり、前記速度変動パターンが、前記ベルト部材に発生する１周あたりの速度変動パターンであり、該速度変動パターンを発生させてしまう部材が、前記駆動回転体であり、且つ、前記位置検知手段が、前記ベルト部材の周方向における位置を検出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３の画像形成装置であって、前記搬送手段の転写体搬送方向に沿って並ぶ複数の前記円柱状潜像担持体を備えるとともに、それら円柱状潜像担持体のそれぞれに形成した可視像を前記転写体に重ね合わせて転写する手段を備え、前記駆動伝達系が、前記共通駆動源の駆動力を全ての円柱状潜像担持体に伝達し、且つ、それぞれの円柱状担持体の速度変動パターンの位相を互いに一致させるように構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記複数の円柱状潜像担持体にそれぞれ個別に対応する複数の回転部材に対して、それぞれ回転方向における同じ箇所に目印を設け、それら複数の回転部材のそれぞれにおける原動側からの配列順番をｎで表し、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線と、該回転部材とこれに対する従動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線とのなす角を挟み角θｉｎで表し、且つ、最も原動側に位置する回転部材（ｎ＝１）の前記目印が該回転部材に対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線に位置したときにおける、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線と、第ｎ番目の回転部材の前記目印とのなす角度をθａｎで表した次式を満足させたことを特徴とするものである。
【数１】
2011039504.tif 000003
※但し、この数式において、θａ１は、ｎ＝１の回転部材についてのθａｎを表している。
また、請求項８の発明は、請求項３の画像形成装置において、前記円柱状潜像担持体として、前記搬送手段の転写体搬送方向に沿って並べた複数のものを設け、それら円柱状潜像担持体に形成された可視像を前記転写体に重ね合わせて転写する処理を実施するように前記転写手段を構成し、前記複数の円柱状潜像担持体のうち、２つ以上を前記共通駆動源とは別の駆動源によって駆動するように前記駆動伝達系を構成し、前記複数の円柱状潜像担持体にそれぞれ個別に対応する複数の回転部材に対して、それぞれ回転方向における同じ箇所に目印を設け、それら複数の回転部材のうち、前記別の駆動源によって駆動が伝達される回転部材のそれぞれにおける原動側からの配列順番をｎで表し、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線と、該回転部材とこれに対する従動側駆動伝達部材との噛み合い部における回転方向の中心線とのなす角を挟み角θｉｎで表し、且つ、前記別の駆動源によって駆動が伝達される２つ以上の回転部材の中で最も原動側に位置する回転部材（ｎ＝１）の前記目印が該回転部材に対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線に位置したときにおける、第ｎ番目の回転部材とこれに対する原動側駆動伝達部材との噛み合い部の回転方向の中心線と、第ｎ番目の回転部材の前記目印とのなす角度をθａｎで表した次式を満足させたことを特徴とするものである。
【数２】
2011039504.tif 000004
※但し、この数式において、θａ１は、ｎ＝１の回転部材についてのθａｎを表している。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置において、前記像検知手段によるパターン画像検知位置における前記転写体の速度変動によって発生する伸縮パターン検出誤差を補正する検出誤差補正手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記搬送手段として、複数の支持回転体に掛け回した無端状のベルト部材を駆動回転体の回転駆動に伴って無端移動せしめることで、転写体たる前記ベルト部材、あるいは前記ベルト部材の表面に保持した転写体、を搬送するものを用い、前記複数の支持回転体のうち、前記ベルト部材の無端移動に伴って従動回転する従動回転体の回転角速度又は回転角変位を検知する回転検知手段を設け、該回転検知手段による検知結果に基づいて、前記駆動速度変動パターンを補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置において、前記パターン画像として潜像担持体表面移動方向に並ぶ複数の可視像からなるものを形成する処理を実施するように前記制御手段を構成するとともに、前記像検知手段として、前記パターン画像内における可視像間の距離を計測可能なものを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
これらの発明においては、潜像担持体と搬送手段とを１つの共通駆動源で駆動することで低コスト化を図ることができる。
また、これらの発明においては、パターン画像を検知した結果に基づいて、共通駆動源によって駆動が伝達される潜像担持体などの部材の１周回を１周期とする周期的な画像の伸縮パターンを把握する。そして、その伸縮パターンを打ち消し得る潜像伸縮パターンを潜像書込位置で潜像に発生させる共通駆動源の駆動速度変動パターンを求め、プリントジョブ実行時にはその駆動速度変動パターンに従って共通駆動源を駆動することで、前述した周期的な伸縮による画像の乱れを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるＹ用のプロセスユニットを拡大して示す拡大構成図。
【図３】同プロセスユニットと、プリンタ本体に固定されたＹ用の感光体ギヤとを示す斜視図。
【図４】同プリンタの転写ユニットと駆動伝達系とを示す概略構成図。
【図５】同駆動伝達系を示す概略構成図。
【図６】同プリンタのメイン制御部と駆動制御部との組合せによって実施される制御フローの一部を示すフローチャート。
【図７】中間転写ベルト上に形成されるパターン画像を示す模式図。
【図８】パターン画像におけるパッチ像の位置と検知タイミングとの関係を説明する模式図。
【図９】パターンセンサを中間転写ベルト８とともに示す斜視図。
【図１０】メイン制御部や駆動制御部の構成を示すブロック図。
【図１１】第５変形例に係るプリンタの要部を示す概略構成図。
【図１２】感光体とその周囲構成との一例を示す構成図。
【図１３】感光体ギヤの偏心に起因して生ずる感光体の速度変動パターンを示すグラフ。
【図１４】中間転写ベルトの速度を示すグラフ。
【図１５】共通モータの駆動制御による感光体の速度変動パターンを示すグラフ。
【図１６】共通モータの駆動制御による中間転写ベルトの速度変動パターンを示すグラフ。
【図１７】感光体における、感光体ギヤの偏心による速度変動パターンと、共通モータの駆動制御による速度変動パターンと、実際の速度変動パターンとを示すグラフ。
【図１８】図１７に示した共通駆動モータの駆動制御によって中間転写ベルトに発生する速度変動パターンを示すグラフ。
【図１９】回転速度変動を互いに同期させたい２つの従動ギヤの噛み合わせを示す概略構成図。
【図２０】第１実施形態に係るプリンタにおいて、感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転速度変動の位相を互いに同期させ得る噛み合わせを説明するための概略構成図。
【図２１】第２実施形態に係るプリンタにおいて、感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転速度変動の位相を互いに同期させ得る噛み合わせを説明するための概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の第１実施形態について説明する。
まず、第１実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー，シアン，マゼンタ，黒（以下、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと記す）のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット６Ｙを例にすると、図２に示すように、円柱状潜像担持体たるドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像器５Ｙ等を備えている。プロセスユニット６Ｙは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００２０】
帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される感光体１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザー光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹ用の静電潜像は、Ｙトナーと磁性キャリアとを含有するＹ現像剤を用いる現像器５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、後述するベルト部材としての中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色のプロセスユニット（６Ｃ，Ｍ，Ｋ）においても、同様にして感光体（１Ｃ，Ｍ，Ｋ）上に（Ｃ，Ｍ，Ｋ）トナー像が形成されて、中間転写ベルト８上に中間転写される。
【００２１】
現像手段たる現像器５Ｙは、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ロール５１Ｙを有している。また、互いに平行配設された２つの搬送スクリュウ５５Ｙ、ドクターブレード５２Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）５６Ｙなども有している。
【００２２】
現像器５Ｙのケーシング内には、磁性キャリアとＹトナーとを含む図示しないＹ現像剤が収容されている。このＹ現像剤は２つの搬送スクリュウ５５Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ロール５１Ｙの表面に担持される。そして、ドクターブレード５２Ｙによってその層厚が規制されてからＹ用の感光体１Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体１Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体１Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像器５Ｙにおいて、現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像ロール５１Ｙの回転に伴ってケーシング内に戻される。
【００２３】
２つの搬送スクリュウ５５Ｙの間には仕切壁が設けられている。この仕切壁により、現像ロール５１Ｙや図中右側の搬送スクリュウ５５Ｙ等を収容する第１供給部５３Ｙと、図中左側の搬送スクリュウ５５Ｙを収容する第２供給部５４Ｙとがケーシング内で分かれている。図中右側の搬送スクリュウ５５Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第１供給部５３Ｙ内のＹ現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ロール５１Ｙに供給する。図中右側の搬送スクリュウ５５Ｙによって第１供給部５３Ｙの端部付近まで搬送されたＹ現像剤は、上記仕切壁に設けられた図示しない開口部を通って第２供給部５４Ｙ内に進入する。第２供給部５４Ｙ内において、図中左側の搬送スクリュウ５５Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第１供給部５３Ｙから送られてくるＹ現像剤を図中右側の搬送スクリュウ５５Ｙとは逆方向に搬送する。図中左側の搬送スクリュウ５５Ｙによって第２供給部５４Ｙの端部付近まで搬送されたＹ現像剤は、上記仕切壁に設けられたもう一方の開口部（図示せず）を通って第１供給部５３Ｙ内に戻る。
【００２４】
透磁率センサからなる上述のＴセンサ５６Ｙは、第２供給部５４Ｙの底壁に設けられ、その上を通過するＹ現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度と良好な相関を示すため、Ｔセンサ５６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、Ｔセンサ５６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納したＲＡＭを備えている。このＲＡＭ内には、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＣ用Ｖｔｒｅｆ、Ｍ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納されている。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、後述するＹ用のトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ５６Ｙからの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹ用のトナー搬送装置を駆動制御して第２供給部５４Ｙ内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像器５Ｙ内のＹ現像剤中のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像器についても、Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナー搬送装置を用いた同様のトナー補給制御が実施される。
【００２５】
先に示した図１において、プロセスユニット６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中下方には、潜像書込装置としての光書込ユニット７が配設されている。光書込ユニット７は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、プロセスユニット６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット７は、光源から発したレーザー光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
【００２６】
光書込ユニット７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７など有する紙収容手段が配設されている。紙収容カセット２６は、シート状の記録体たる記録シートＰを複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の記録シートＰには給紙ローラ２７を当接させている。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の記録シートＰが給紙路７０に向けて送り出される。
【００２７】
この給紙路７０の末端付近には、レジストローラ対２８が配設されている。レジストローラ対２８は、記録シートＰを挟み込むべく両ローラを回転させるが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、記録シートＰを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
【００２８】
プロセスユニット６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中上方には、中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる転写ユニット１５が配設されている。転写手段としての転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他に、２次転写バイアスローラ１９、ベルトクリーニング装置１０などを備えている。また、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、駆動ローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、従動ローラ１４、テンションローラ１１なども備えている。中間転写ベルト８は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ１２の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２９】
駆動回転体としての駆動ローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された可視像たる４色トナー像は、この２次転写ニップで記録シートＰに転写される。そして、記録シートＰの白色と相まって、フルカラートナー像となる。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、記録シートＰに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトベルトクリーニング装置１０によってクリーニングされる。２次転写ニップで４色トナー像が一括２次転写された記録シートＰは、転写後搬送路７１を経由して定着装置２０に送られる。
【００３０】
定着装置２０は、内部にハロゲンランプ等の発熱源を有する定着ローラ２０ａと、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ２０ｂとによって定着ニップを形成している。定着装置２０内に送り込まれた記録シートＰは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ２０ａに密着させるようにして、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化せしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。
【００３１】
定着装置２０内でフルカラー画像が定着せしめられた記録シートＰは、定着装置２０を出た後、排紙路７２と反転前搬送路７３との分岐点にさしかかる。この分岐点には、第１切替爪７５が揺動可能に配設されており、その揺動によって記録シートＰの進路を切り替える。具体的には、爪の先端を反転前送路７３に近づける方向に動かすことにより、記録シートＰの進路を排紙路７２に向かう方向にする。また、爪の先端を反転前搬送路７３から遠ざける方向に動かすことにより、記録シートＰの進路を反転前搬送路７３に向かう方向にする。
【００３２】
第１切替爪７５によって排紙路７２に向かう進路が選択されている場合には、記録シートＰは、排紙路７２から排紙ローラ対１００を経由した後、機外へと配設されて、プリンタ筺体の上面に設けられたスタック５０ａ上にスタックされる。これに対し、第１切替爪７５によって反転前搬送路７３に向かう進路が選択されている場合には、記録シートＰは反転前搬送路７３を経て、反転ローラ対２１のニップに進入する。反転ローラ対２１は、ローラ間に挟み込んだ記録シートＰをスタック部５０ａに向けて搬送するが、記録シートＰの後端をニップに進入させる直前で、ローラを逆回転させる。この逆転により、記録シートＰがそれまでとは逆方向に搬送されるようになり、記録シートＰの後端側が反転搬送路７４内に進入する。
【００３３】
反転搬送路７４は、鉛直方向上側から下側に向けて湾曲しながら延在する形状になっており、路内に第１反転搬送ローラ対２２、第２反転搬送ローラ対２３、第３反転搬送ローラ対２４を有している。記録シートＰは、これらローラ対のニップを順次通過しながら搬送されることで、その上下を反転させる。上下反転後の記録シートＰは、上述の給紙路７０に戻された後、再び２次転写ニップに至る。そして、今度は、画像非担持面を中間転写ベルト８に密着させながら２次転写ニップに進入して、その画像非担持面に中間転写ベルトの第２の４色トナー像が一括２次転写される。この後、転写後搬送路７１、定着装置２０、排紙路７２、排紙ローラ対１００を経由して、機外のスタック部５０ａ上にスタックされる。このような反転搬送により、記録シートＰの両面にフルカラー画像が形成される。
【００３４】
上記転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部５０ａとの間には、ボトル支持部３１が配設されている。このボトル支持部３１は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容するトナー収容部たるトナーボトル３２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを搭載している。トナーボトル３２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、互いに水平よりも少し傾斜した角度で並ぶように配設され、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋという順で配設位置が高くなっている。トナーボトル３２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、それぞれ後述するトナー搬送装置により、プロセスユニット６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像器に適宜補給される。これらのトナーボトル３２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、プロセスユニット６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
【００３５】
本プリンタにおいては、モノクロ画像を形成するモノクロモードと、カラー画像を形成するカラーモードとで、感光体と中間転写ベルト８との接触状態を異ならせるようになっている。具体的には、転写ユニット１５における４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、Ｋ用の１次転写バイアスローラ９Ｋについては、他の１次転写バイアスローラとは別に、図示しない専用のブラケットで支持している。また、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の３つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｃ，Ｍについては、それらを図示しない共通の移動ブラケットで支持している。この移動ブラケットについては、図示しないソレノイドの駆動によって、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍに近づける方向と、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから遠ざける方向とに移動させることが可能である。移動ブラケットを感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから遠ざける方向に移動させると、中間転写ベルト８の張架姿勢が変化して、中間転写ベルト８がＹ，Ｃ，Ｍ用の３つの感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから離間する。但し、Ｋ用の感光体１Ｋと中間転写ベルト８とは接触したままである。モノクロモードにおいては、このように、Ｋ用の感光体１Ｋだけを中間転写ベルト８に接触させた状態で、画像形成動作を行う。このとき、４つの感光体のうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを回転駆動させ、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍについては、駆動を停止させている。
【００３６】
上述の移動ブラケットを３つの感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍに近づける方向に移動させると、中間転写ベルト８の張架姿勢が変化して、それまで３つの感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから離間していた中間転写ベルト８がそれら３つの感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍに接触する。このとき、Ｋ用の感光体１Ｋと中間転写ベルト８とは接触したままである。カラーモードにおいては、このように、４つの感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの全てを中間転写ベルト８に接触させた状態で、画像形成動作を行う。かかる構成においては、移動ブラケットや上述したソレノイドなどが、感光体と中間転写ベルト８とを接離させる接離手段として機能している。
【００３７】
本プリンタは、４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋや、光書込ユニット７などの駆動を制御する制御手段としての図示しないメイン制御部を備えている。このメイン制御部は、演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）、データ記憶手段たるＲＡＭ（Random Access Memory）、データ記憶手段たるＲＯＭ（Read Only Memory）などを具備しており、ＲＯＭに記憶しているプログラムに基づいて、プロセスユニットや光書込ユニットの駆動を制御する。
【００３８】
また、メイン制御部とは別に、図示しない駆動制御部を有している。そして、この駆動制御部は、ＣＰＵや、ＲＯＭ、データ記憶手段たる不揮発性ＲＡＭなどを具備しており、ＲＯＭに記憶しているプログラムに基づいて、後述する共用駆動モータや感光体モータの駆動を制御する。
【００３９】
図３は、プリンタ本体に対して着脱可能なＹ用のプロセスユニット６Ｙと、プリンタ本体に固定されたＹ用の感光体ギヤ１５１Ｙとを示す斜視図である。同図において、感光体ギヤ１５１Ｙは、プリンタ本体内で回転可能に支持されている。一方、プロセスユニット６Ｙは、プリンタ本体に対して脱着可能になっている。プロセスユニット６Ｙの感光体１Ｙは、円柱状のドラム部と、これの回転軸線方向の両端面からそれぞれ突出する軸部材とを具備しており、それら軸部材をそれぞれユニット筐体の外部に突出させている。そして、２つの軸部材のうち、図中奥側に存在している図示しない方の軸部材には、周知のカップリングが固定されている。プリンタ本体側の感光体ギヤ１５１Ｙの回転中心に、カップリング部１５２Ｙが形成されている。このカップリング部１５２Ｙは、感光体１Ｙの軸部材に固定された前述のカップリングと軸線方向に連結する。この連結により、感光体ギヤ１５１Ｙの回転駆動力がカップリング連結部を介して感光体１Ｙに伝達される。プロセスユニット６Ｙがプリンタ本体内から引き抜かれると、感光体１Ｙの軸部材に固定された図示しないカップリングと、感光体ギヤ１５１Ｙに形成されたカップリング部１５２Ｙとの連結が解除される。Ｙ用のプロセスユニット６Ｙについて、プリンタ本体に対する着脱時における感光体１Ｙと感光体ギヤ１５１Ｙとの連結や連結解除の仕組みを説明したが、他色用のプロセスユニットも同様の構成になっている。
【００４０】
かかる構成においては、感光体ギヤ１５１Ｙが偏心していると、感光体１回転あたりに１周期分のサインカーブを描く特性の速度変動を感光体１Ｙに発生させてしまう。
【００４１】
次に、第１実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図４は、転写ユニット１５と駆動伝達系とを示す概略構成図である。図５は、駆動伝達系を示す概略構成図である。Ｋ用の感光体１Ｋの感光体ギヤ１５１Ｋには、共通駆動源たる共通駆動モータ１６０のモータギヤ１６０ａが噛み合っている。共通駆動モータ１６０は、定速性に優れたＤＣブラシレスモータ、ステッピングモータ等から構成される。共通駆動モータ１６０のモータギヤ１６０ａからＫ用の感光体ギヤ１５１Ｋに伝達された駆動力は、第１中継ギヤ１６１を介してＭ用の感光体ギヤ１５１Ｍに伝達される。また、Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｍに伝達された駆動力は、第２中継ギヤ１６２を介してＣ用の感光体ギヤ１５１Ｃに伝達される、更に、Ｃ用の感光体ギヤ１５１Ｃに伝達された駆動力は、第３中継ギヤ１６３を介してＹ用の感光体ギヤ１５１Ｙに伝達される。このようにして駆動力が順次伝わることで、１つの共通駆動モータ１６０によって４つの感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが回転駆動される。
【００４２】
Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋには、モータギヤ１６０ａや第１中継ギヤ１６１の他、第４中継ギヤ１６４が噛み合っている。感光体ギヤ１５１Ｋから第４中継ギヤ１６４に伝わった駆動力は、第５中継ギヤ１６５、同心ギヤ１６６を順次経由して、駆動ローラギヤ１６７に伝達される。駆動ローラギヤ１６７は、中間転写ベルト（８）を無端移動させる駆動ローラ（１２）の回転軸部材上に固定されており、駆動ローラ１２と一体となって回転する。このように駆動力が伝わることで、共通駆動モータ１６０の発する駆動力により、中間転写ベルト（８）が無端移動せしめられる。なお、第５中継ギヤ１６５と同心ギヤ１６６とは、互いに一体形成されており、互いに回転軸線方向のずれた位置で一体となって回転する。
【００４３】
各種の中継ギヤとしては、電磁クラッチ付のものを用い、共通駆動モータ１６０からの回転駆動力を必要に応じて繋いだり、遮断したりすることが望ましい。例えば、モノクロ画像を形成するモノクロモードにおいては、第１中継ギヤ１６１で下流側への駆動力伝達を遮断することで、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の３つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃを停止させたまま、Ｋ用の感光体１Ｋを駆動することが可能になる。
【００４４】
Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋの周方向における所定の位置には、基準回転角検知用の目印１５３が付されている。一方、感光体ギヤ１５１Ｋの図中左側方には、光学的技術により、感光体ギヤ１５１Ｋが所定の回転角度姿勢になったときに目印１５３を検知する目印検知センサ１５４が配設されている。目印検知センサ１５４が目印１５３を検知することで、感光体ギヤ１５１Ｋについて所定の回転角度姿勢になったことが検知される。
【００４５】
駆動制御部２５０は、共通駆動モータ１６０に所定の駆動電流を出力する。本第１実施形態では、共通駆動モータ１６０として、モータ軸の回転角速度を検知する速度センサを内蔵したＤＣブラシレスモータ（いわゆるＤＣサーボモータ）からなるものを採用している。このＤＣブラシレスモータは、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相スター結線されたコイルとロータとを有する。さらに、ロータの位置検出部として、ロータの磁極を検知する３個のホール素子を備え、それらの出力端子が駆動制御部２５０に接続されている。また、ＭＲセンサを内蔵したＤＣサーボモータの場合には、ロータの周上に着磁した磁気的パターンとＭＲセンサとからなる回転速度検知部（速度情報検知部）を有し、その出力端子が駆動制御部２５０に接続される。駆動制御部２５０は、ハイ側トランジスタとロー側トランジスタとを各３個備え、それぞれコイルのＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。そして、前述のホール素子から発せられるロータ位置信号に基づいてロータの位置を特定し、その結果に基づいて相切替信号を生成する。相切替信号は、駆動制御部２５０の各トランジスタをオンオフ制御し、励磁する相を順次切り替えることにより、ロータを回転させる。
【００４６】
また、駆動制御部２５０は、速度センサによって検知される回転速度情報と目標回転速度情報とを比較し、検出されたモータ軸の回転速度が目標回転速度となるように、ＰＷＭ信号を生成して出力する。ＰＷＭ信号はアンドゲート回路によって前述の相切替信号と重畳され、これによって駆動電流のチョッピングが行われる。このようなチョッピングを実現する手段としては、速度センサの出力パルス信号と目標回転速度情報とを比較する公知のＰＬＬ制御回路系を例示することができる。目標回転速度情報を得る手段としては、予め設定された感光体１回転周期の回転速度変動成分を補正する目標回転速度に応じて周波数変調したパルス信号を出力するものを例示することができる。また、目標回転速度情報を処理する手段は、アナログ回路ではなくデジタル回路でもよい。デジタル処理の場合、速度センサの出力波形の周期を計測し、回転角速度を算出すればよい。または、速度センサの出力パルス数をカウントし、任意の時間内に計測されたカウント値から回転角速度を算出してもよい。なお、回転角速度ではなく回転角変位を検出したり制御したりする場合、速度センサの出力パルス数をカウントし、回転角の変位量を算出すればよい。そして、制御目標値出力部からの目標データとの差分を算出し、その差分が小さくなるように共通駆動モータ１６０を駆動する。一般に、駆動制御部２５０においては、ＰＩＤ制御器などを組み込み、目標回転速度に対して、偏差やオーバーシュート、発振等が無いように信号処理をして、駆動パルス発生部にＰＷＭ信号を出力するように構成される。
【００４７】
図６は、本プリンタのメイン制御部と駆動制御部との組合せによって実施される制御フローの一部を示すフローチャートである。この制御フローでは、まず、有効なモータ駆動速度変動パターンを記憶しているか否かが判断される（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）。図示の制御フローが過去に実施されていれば、有効なモータ駆動速度変動パターンが既にメモリ等に記憶されている。モータ駆動速度変動パターンについては、感光体や転写ユニット１５の交換、着脱、駆動伝達系周辺の修理、交換などが行われた際に、後述するパターン画像の検出に基づいて新たなものが構築されるようになっている。このため、工場出荷直後や感光体や転写ユニット１５の交換直後には、有効なモータ駆動速度変動パターンを記憶しておらず、Ｓ２〜Ｓ７の工程が実行される。有効なモータ駆動速度変動パターンを記憶している場合には（Ｓ１でＹｅｓ）、そのモータ駆動速度変動パターンに基づいて、Ｓ８、Ｓ９の工程だけが実行される。
【００４８】
有効なモータ駆動速度変動パターンを記憶していない場合、Ｓ２〜Ｓ７の工程により、パターン画像の検知と、モータ駆動速度変動パターンの構築とを実施する。具体的には、まず、感光体１Ｋの１回転周期で発生するサインカーブ状の速度変動パターンによって発生する画像の伸縮パターンを検出するために、パターン画像を感光体１Ｋの表面に形成して中間転写ベルト８に転写する（Ｓ２）。そして、そのパターン画像を構成する複数のパッチ像をそれぞれ、光学センサからなる像検知手段としてのパターンセンサ９０（図４参照）によって検知する（Ｓ３）。パターン画像は、図７に示すように、中間転写ベルト１０上の副走査方向（移動方向）にラダー状に並べられた複数のパッチ像４５から構成されている。各パッチ像の間隔は、感光体ギヤ１５１Ｋの偏心に起因する感光体１Ｋのサインカーブ状の速度変動によって変動する。なお、各パッチ像の検知と同時に、目印検知センサ１５４が感光体ギヤ１５１Ｋの目印１５３を検知するタイミングも記憶しておく。
【００４９】
Ｓ３の工程における検知結果には、感光体ギヤの偏心による感光体１Ｋの速度変動に起因するパッチ像検知時間間隔の変動成分の他、中間転写ベルト８の速度変動に起因するパッチ像検知時間間隔の変動成分が含まれている。検知結果から、前者の変動成分だけを抽出する（Ｓ４）。そして、抽出した変動成分（感光体１Ｋのサインカーブ状の速度変動パターン）について、パッチ検知時にパッチ像検知時間間隔の誤差があるか否かを判断する（Ｓ５）。この誤差は、パッチ検知時に中間転写ベルト８に速度変動が生ずることにより、パッチ像検知時間間隔とパッチ距離間隔とに誤差が生ずることを意味している。誤差がある場合、即ち、パッチ検知時に中間転写ベルト８に速度変動がある場合には（Ｓ５でＹｅｓ）、その誤差を取り除くように、検出した速度変動パターンを補正する（Ｓ６）。ここまでのフローで、中間転写ベルト８上に形成された画像に生ずる感光体（１Ｋ）１回転あたりにおけるサインカーブ状の伸縮パターン（サインカーブの振幅と位相）が得られる。伸縮パターンが得られたら、それに基づいて、その伸縮パターンを打ち消し得るモータ駆動速度変動パターンを算出する（Ｓ７）。このモータ駆動速度変動パターンは、感光体１Ｋの露光ポイントＳＰ（潜像書込位置）で、感光体１の線速を意図的に変化させることによって得られる潜像伸縮パターンにより、ギヤ偏心に起因する感光体１Ｋの速度変動による画像の伸縮パターン（露光ポイントＳＰにおける潜像の伸縮パターンと、転写ポイントＴＰにおける画像の伸縮パターンとが重畳されたもの）を打ち消すようなパターンである。モータ駆動速度変動パターンを構築したら、以降のプリントジョブにおいて、そのモータ駆動速度変動ポアターンと、感光体１Ｋの回転角度姿勢を反映する目印検知センサ１５４からの出力とに基づいて、共通駆動モータ１６０の駆動速度を微調整する（Ｓ８、Ｓ９）。
【００５０】
上述本発明者らは、感光体１Ｋと中間転写ベルト８とを１つの共通駆動モータ１６０で駆動する構成では、共通駆動モータ１６０の回転速度変動によって発生する画像の伸縮が、露光ポイントＳＰだけで発生し、転写位置たる転写ポイントＴＰでは発生しないことを見出した。具体的には、本第１実施形態では、共通駆動モータ１６０の駆動速度を変動させた場合に、それに応じて、感光体１Ｋの線速と、中間転写ベルト８の線速とはそれぞれ同じ量だけ変動する。このため、共通駆動モータ１６０の駆動速度を意図的に変動させても、その変動によって感光体１Ｋと中間転写ベルト８とに線速差を発生させることはない。かかる構成では、共通駆動モータ１６０の駆動速度を意図的に変動させることによる画像の伸縮は、露光ポイントＳＰで潜像を書き込みときだけ発生する。よって、共通駆動モータ１６０の駆動速度を意図的に変動させることによる潜像伸縮パターンで、感光体ギヤ偏心に起因する感光体１Ｋの速度変動による画像の伸縮パターンを打ち消すような駆動速度パターンで、共通駆動モータ１６０を駆動することで、最終的に中間転写ベルト８上で得られる画像の伸縮を無くすことができる。
【００５１】
図６の制御フローにおける各工程について、より詳しく説明する。Ｓ１の工程では、共通駆動モータ１６０を一定速度で駆動しながら、何れか１つの感光体の表面上にパターン画像を形成して中間転写ベルト８に転写する。図７は、そのパターン画像を示す模式図である。このパターン画像は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、何れか一色からなる複数のパッチ像４５を副走査方向（感光体表面移動方向）に沿って所定ピッチで並べたものである。各トナー像４５は、図示のように、主走査方向（感光体軸線方向）に延在する矩形状の形状になっている。このようなパターン画像において、複数のパッチ像４５をパターンセンサ９０によって順次検知していき、それぞれ任意の基準タイミングから検知するまでの時間ｔｋ０１，ｔｋ０２，ｔｋ０３，・・・を測定する。
【００５２】
パターン画像のベルト移動方向の長さＰａは、Ｓ４で駆動ローラ１２の偏心に起因するベルト速度変動の影響を補正する必要があることから、駆動ローラ１２の周長の整数倍に設定されている。また、遠心成型法による中間転写ベルト８の１周あたりにおけるサインカーブ状の厚み誤差によるベルトの速度変動の影響も補正する必要があることから、長さＰａはベルト周長の整数倍に設定されている。パターンセンサ９０によって検出されるパッチ像検知時間間隔には、感光体の速度変動、駆動ローラ１回転周期で発生するベルト速度変動、及びベルト１周期で発生するベルト速度変動の全てが重畳されており、その中から、感光体の速度変動を高精度に検出する必要がある。高精度な検出を実現するには、間隔Ｐｓを短く設定し、密なパターン群が必要になる。しかし、実際には形成可能なパターン幅や演算時間等の関係から、パターン間隔Ｐｓが決定される。
【００５３】
例えば、駆動ローラ１２の１回転あたりのベルト速度変動成分を補正対象とする場合、駆動ローラ１２の回転周期も考慮してサンプリングパターン長Ｐａを設定する。本プリンタにおいて、感光体の直径が４０［ｍｍ］、駆動ローラ１２の直径が３０［ｍｍ］であるとすると、中間転写ベルト８の表面移動距離に換算した感光体、駆動ローラ１２の回転周期は、それぞれ、１２５．７［ｍｍ］、９４．２［ｍｍ］となる。それらの公倍数をサンプリングパターン長Ｐａとして設定する。ここでは、最小公倍数となる３７７［ｍｍ］をパターン長Ｐａと設定した。このパターン長Ｐａに対して等間隔になるようにパターン間隔Ｐｓが設定される。これによって、感光体の１回転周期の変動成分と、駆動ローラ１２の１回転周期で生ずるベルト速度変動とを、それぞれ高精度に検出することができる。さらに、中間転写ベルト８の周方向の厚み変動にって発生するベルト速度変動も補正対象とした場合には、上記最小公倍数である３７７ｍｍの整数倍で、ベルト一周に最も近いパターン長を設定することで、中間転写ベルト８の周期変動を高精度に検出することができる。
【００５４】
駆動ローラ１２の駆動源である共通駆動モータ１６０の回転周期のように、感光体１周期よりも１０倍以上の周期で発生する変動成分については、検知データをローパスフィルタでデジタル処理することで除去することが可能である。
【００５５】
図９は、パターンセンサ９０を中間転写ベルト８とともに示す斜視図である。図６におけるＳ３において、パターンセンサ９０は、中間転写ベルト８の画像領域におけるベルト幅方向端部に形成されるパターン画像のパッチ像を検知するように、中間転写ベルト８の上方に配設されている。図示しない照明用光源のＬＥＤ素子と、反射光を受光する受光素子と、１対の集光レンズとを具備している。ＬＥＤ素子は、中間転写ベルト８上のパターン画像における個々のパッチ像４５を検出するために必要な反射光を作り出すための光量をもつものである。また、受光素子は、中間転写ベルト８上のパッチ像４５で反射した光が集光レンズを通過して入射する位置に配置されており、多数の受光画素を直線状に配列したライン型受光素子としてのＣＣＤで構成されている。
【００５６】
図１０は、メイン制御部２００や駆動制御部２５０の構成を示すブロック図である。図９に示したパターンセンサ９０を含む検知センサ部５１で得られた信号は、ＡＭＰ２５２によって増幅された後、図７に示したパターン画像の検知信号に対応する信号成分のみがフィルタ２５３を通過する。フィルタ２５３を通過した信号は、Ａ／Ｄ変換器２５４によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部２５６によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯメモリ２５５に格納される。パターン画像の検知が終了した後、格納されたデータは、Ｉ／Ｏポート２６０を介して、駆動制御部２５０からメイン制御部２００に送られる。メイン制御部２００では、駆動制御部２５０から送られてきたデータがデータバス２０５によってＣＰＵ２０１及びＲＡＭ２０２にロードされ、ＣＰＵ２０１によって上述した補正対象の変動量を算出するための演算処理が行われる。
【００５７】
ＣＰＵ２０１は、検知センサ部２５１からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、中間転写ベルト８や、検知センサ部２５１のパターンセンサのＬＥＤ素子に劣化等が起こっても、パターン画像内のパッチ像４５を確実に検知することができるように、発光量制御部２５７によって発光量を調整し、これにより、検知センサ部２５１の受光素子からの受光信号のレベルが常に一定となるようにしている。
【００５８】
ＲＯＭ２０３には、種々のズレ量を演算するためのプログラムを始め、各種のプログラムが格納してある。また、アドレスバス２０４によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。パターン画像の各パッチ像４５を検知する場合、ＣＰＵ２０１により、感光体ギヤ１５１Ｋの目印１５３（図４参照）を目印検知センサ１５４が検知するタイミングなど、所定タイミングで各部に指令が出され、ＲＯＭ２０３に格納されているパターン画像の画像データが読み込まれて、何れか一色の感光体に対するパターン画像用の光書込が開始する。このとき、通常のプリントジョブと同じ動作で実行される。これにより、何れか１色のプロセスユニットは、パターン画像を感光体の表面状に形成して中間転写ベルト８上に転写する。このパターン画像の各パッチ像４５を検知センサ部２５１で検知した結果は、上述したようにサンプリング制御部２５６に設定された所定のサンプリング周期で、ＡＤ変換器２５４で変換された離散データとして、ＦＩＦＯ２５５に格納される。ＦＩＦＯ２５５に格納されたデータは、パターン検知センサ９０の受光素子のパターン反射光量に応じた出力信号の数値である。この数値は、トナー色やパッチ像４５のトナー濃度により変化する。本プリンタでは、予め設定した閾値によるパターン検知の判別ではなく、数値のピーク認識によるパターン通過検知を行うようになっている。
【００５９】
Ｓ３の工程においては、このようにして得られたパッチ像検知時間間隔のデータ（以下、「パターン検知データ」という。）が、ＲＡＭ２０２に格納される。このパターン検知データは、感光体の１回転周期の速度変動に起因する時間間隔変動成分、駆動ローラ１２の偏心による１回転周期で発生するベルト速度変動に起因する時間間隔変動成分、及び中間転写ベルト８の厚みムラに起因するベルト１周期で発生するベルト速度変動に起因する時間間隔変動成分を含んでいる。本プリンタでは、その各変動成分の振幅と位相とを検出する。検出する手法としては、全データの平均値をゼロとして、変動値のゼロクロス又はピーク値から、その変動成分の振幅と位相を検出する手法が挙げられる。しかし、この手法では、検出データから複数の変動成分を算出するには実用的でない。そこで、本プリンタでは、パターン検知データから各補正対象の回転周期で発生している変動成分の振幅と位相を直交検波によるデータ処理（直交検波処理）で算出する手法を用いる。直交検波処理とは、通信分野の復調回路に用いられている公知の信号解析技術である。
【００６０】
Ｓ４の構成で検出された各種の時間間隔変動成分のうち、駆動ローラ１２の１回転周期で発生するものや、中間転写ベルト８の１周期で発生するものについては、次の方法で除去することが可能である。即ち、上述したパターン検知データから算出された駆動ローラ１２の１回転周期で発生する変動成分と、ベルト１周期で発生する変動成分とについては、それぞれ振幅と位相のデータに、感光体からベルト上への転写時における感光体−ベルトの線速差に起因するパッチ間隔変動だけでなく、パッチ像４５をパターンセンサ９０によって検知するときの検知位置でのベルト速度変動によるパッチ検知間隔誤差が含まれている。以下に、図４に示したような、感光体の周面における転写ポイントＴＰと、パターンセンサ９０によるパッチ像の検知ポイントＤＰとを例にして、説明を行う。図４の構成を例にして、駆動ローラ１２の１回転周期、及びベルト１周期のベルト変動による中間転写ベルト８上のパッチ検知時間間隔の変動量と、検知ポイントＤＰでのベルト速度変動に起因するパッチ検知時間間隔検出誤差との関係を説明する。また、上述したパターン検知データに基づくパターン変動データから、パッチ検知時間間隔誤差を補正し、適切なパターン変動量を導出する手法について説明する。なお、感光体１Ｋ上に黒のパターン画像を形成する例について説明するが、他の色のパターン画像を形成する場合でも、同様の手法を採用することが可能である。
【００６１】
図６におけるＳ２の工程では、一定時間間隔で感光体１Ｋの表面上にパッチ像の潜像を書き込む。その後、感光体１Ｋから、中間転写ベルト８にパターン画像を転写する時の駆動ローラ１２の１回転周期のベルト速度変動を含む中間転写ベルト速度ＶｂＴは、次の数３の式によって表される。なお、数１の式において、Ｖｂ０は、中間転写ベルト８の平均速度を示している。また、△Ｖｂは、駆動ローラ１２の１回転周期で発生する転写ベルト速度変動の振幅を示している。また、ωｂ０は、駆動ローラ１２の回転角速度を示している。また、αｂは、パターン画像における先頭のパッチ像が中間転写ベルト８に転写される時刻ｔ＝０におけるベルト速度変動の初期位相を示している。
【数３】
2011039504.tif 000005
【００６２】
駆動ローラ１２と一体に回転する駆動ローラギヤ１６７に付された目印１６７ａが第２目印検知センサ１６８によって検知される時刻（ｔｄ０）については、モータ駆動速度変動パターンに基づいて共通駆動モータ１６０の駆動速度を微調整する際に必要であるため記憶しておく。
【００６３】
Ｓ５の工程では、感光体１Ｋ上に微少時間間隔δｔにて形成された任意の２つのパッチ像のピッチ（間隔）が、互いに同じ時間間隔で転写ポイントＴＰに到達する。しかし、中間転写ベルト８上のパッチ間隔は、ベルト速度の影響を受けて変動する。中間転写ベルト８の速度が平均よりも速いとパッチ間隔が長くなり、ベルト速度が平均よりも遅いとパッチ間隔が短くなる。その変動量を含むパッチ間隔は、次の数４の式によって表されるδＰ０となる。
【数４】
2011039504.tif 000006
【００６４】
Ｓ５の工程において、中間転写ベルト８に転写されたパターン画像のパッチ間隔は、ベルトが転写ポイントＴＰから検出ポイントＤＰまで移動するのに要するＴφ時間後に計測される。つまり、パッチ像を転写ポイントＴＰから検出ポイントＤＰまで搬送する間、駆動ローラ１２が位相角φｄだけ回転した時刻である。なお、この位相角φｄは各プロセスユニットで異なり、後にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋパターンそれぞれの位相角φｄｙ、φｄｍ、φｄｃを代入して補正値を算出する。パッチ間隔が計測されるときのベルト速度ＶｂＤは、次の数５によって表される。
【数５】
2011039504.tif 000007
【００６５】
転写ポイントＴＰでのベルト速度変動に対し、Ｔφ時間後を示す位相角φｄをもつ変動となっている。ベルト上のパターンが検出ポイントＤＰを通過する時間を計測すると、ベルト速度が平均より速いとパッチ間隔が短く検出され、ベルト速度が平均よりも遅いとパッチ間隔が長く検出される。これが検出誤差である。ベルト上のパッチ像４５をパターン検知センサ９０で検知する場合におけるパッチ間隔δＰは、次の数６の式によって表される。但し、Ｐｎ＝Ｖｂ０δｔとしている。
【数６】
2011039504.tif 000008
【００６６】
ここで、ベルト速度変動成分△Ｖｂは、平均速度Ｖｂ０に対して十分小さいことから、次の数７の式に近似することができる。
【数７】
2011039504.tif 000009
【００６７】
この式の括弧内の第１項がベルト上パッチ間隔の変動分であり、第２項が計測時の検出誤差分である。この式は、次の数８の式に変形することができる。
【数８】
2011039504.tif 000010
【００６８】
この式は、一定間隔の微少時間δｔに形成された２つのパッチ像が中間転写ベルト８上に転写された後、パターン検知センサ９０にて検知された検出誤差を含むパッチ間隔を示している。
【００６９】
以上の解析より、数４の式におけるベルト上パッチ間隔と、それを計測した結果のパッチ間隔との関係を調査した。そして、その結果と、数４の式との関係から、駆動ローラ１２の１回転周期で発生するベルト速度変動によるベルト上パッチ間隔の変動と、それを計測した結果の変動の振幅、位相との関係は、次の数９の式、数１０の式で表される。
【数９】
2011039504.tif 000011
【数１０】
2011039504.tif 000012
【００７０】
これらの式より、パッチ計測時の検出誤差によって、ベルト上パッチ間隔の変動成分の振幅が２ｓｉｎ（φｄ／２）倍、位相が＋φｄ／２−π／２ラジアンだけ変化して検出されることがわかる。よって、その分を補正して、ベルト上パッチ間隔の変動量を算出する。なお、中間転写ベルト８の１回転周期で発生するベルト速度変動についても、同様の補正手法により、転写ポイントＴＰから検出ポイントＤＰまでの距離に基づく、中間転写ベルト８の位相角φｂ（φｂｙ、φｂｍ、φｂｃ）を代入して算出する。
【００７１】
Ｓ７の工程において、パッチ間隔変動を打ち消し得るモータ駆動速度変動パターンを算出する方法は、次の通りである。即ち、まず、感光体１Ｋと中間転写ベルト８とを共通駆動モータ１６０で駆動し、共通駆動モータ１６０の回転変動と、モータ回転変動によって発生する中間転写ベルト８上のパッチ間隔の変動量との関係を導出する。そして、パッチ間隔検出で得られた、各補正対象の回転変動に起因して発生したベルト上のパッチ間隔変動を打ち消し得る共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを解析する。
【００７２】
図４において、目印検知センサ１５４が感光体ギヤ１５１Ｙの目印１５３を検知するタイミングを基準に、共通駆動モータ１６０の角速度ωｍが次の数１１の式で表されるものであったとする。なお、数１１の式において、ωｍ０は、共通駆動モータ１６０の平均角速度を示している。また、△ωｍ１は、共通駆動モータ１６０の回転速度変動の振幅を示している。また、ωｍ１は、回転速度変動成分の角速度を示している。また、αｍ１は、目印検知センサ（１５４）の検知基準の変動成分の初期位相を示している。
【数１１】
2011039504.tif 000013
【００７３】
先に示した数１１の式において、右辺第２項のΔωｍ１ｃｏｓ（ωｍ１ｔ＋αｍ１）は、目印検知センサ１５４が目印１５３を検知したタイミングを基準に、時間ｔにおける任意の回転角速度ωｍ１で発生する回転角速度変動分を示している。具体的には、各補正対象である、感光体１Ｋの１回転周期、駆動ローラ１２の１回転周期、中間転写ベルト８の１周期、の速度変動に起因するパッチ変動を補正する回転角速度変動分を示している。本プリンタでは３つの補正対象があるので、駆動制御を実施する時には、数１１の式の右辺第３項、第４項に、各回転角速度ωｍ２、ωｍ３の変動成分が重畳される。ここでは、冗長となるため、１つの変動成分について説明する。このときの感光体１Ｋの表面移動速度Ｖｄｍは、共通駆動モータ１６０から感光体１Ｋ回転軸までの減速比をＧｄ、感光体１Ｋの半径をＲｄとすると、次の数１２の式によって表される。
【数１２】
2011039504.tif 000014
【００７４】
このときの中間転写ベルト１０の表面移動速度Ｖｂｍは、駆動モータ３３から駆動ローラ回転軸までの減速比をＧｂ、駆動ローラ１２表面から中間転写ベルト１０の平均ピッチラインまでの距離を含む、駆動ローラ８のベルト駆動半径をＲｂとすると、次の数１３の式によって表される。
【数１３】
2011039504.tif 000015
【００７５】
感光体１Ｋと中間転写ベルト８とを１つの共通駆動モータ１６０で駆動する構成において、数１２の式、数１３の式にそれぞれ示す速度変動が同時に発生する。この速度変動により、感光体１Ｋ上の露光ポイントＳＰと転写ポイントＴＰにてパッチ間隔の変動が発生する。
【００７６】
それぞれのポイントで発生するパッチ間隔の変動分について説明する。まず、露光ポイントＳＰにおいて、一定間隔の微小時間δｔにて書き込まれる任意の２つのパッチ像の間隔は、感光体１Ｋの速度変動の影響を受けて変動する。感光体１Ｋの速度が平均よりも速いとパッチ間隔が長くなり、感光体１Ｋの速度が平均よりも遅いとパッチ間隔が短くなる。その変動量を含むパッチ間隔は、次の数１４の式に示すδＰｍＳとなる。
【数１４】
2011039504.tif 000016
【００７７】
転写ポイントＴＰにおいて、仮に、感光体１Ｋ上に一定の微小時間間隔δｔで形成された理想の２パッチのパッチ間隔δＰｄ０は、転写時に発生する感光体速度変動や中間転写ベルトの速度変動の影響を受けて変動する。転写後は、感光体速度が平均より速いとパッチ間隔が短くなり、感光体速度が平均よりも遅いとパッチ間隔が長くなる。一方、ベルト速度が平均よりも速いとパッチ間隔が長くなり、ベルト速度が平均よりも遅いとパッチ間隔が短くなる。その変動量を含む転写後のパッチ間隔は、次の数１５の式に示すδＰｍＴとなる。
【数１５】
2011039504.tif 000017
【００７８】
共通駆動モータ１６０の速度変動成分△ωｍ１は、平均速度ωｍ０に比べて十分小さいことから、次の数１６の式に近似することができる。
【数１６】
2011039504.tif 000018
【００７９】
この式では変動成分が相殺され、感光体径、駆動ローラ径、減速比に基づく定常成分のみが残る。従って、転写ポイントＴＰでは、モータ回転変動によってパッチ間隔の変動量は発生しないことがわかる。これは、転写ポイントＴＰでは、モータ駆動速度を変動させても、感光体１Ｋと中間転写ベルト８とがそれに応じてほぼ同じ量だけ速度変動をきたすため、パッチ転写時の感光体１Ｋと中間転写ベルト８との相対位置変動量をモータ駆動速度変動によっては変化させないからである。
【００８０】
以上の解析より、共通駆動モータ１６０を数１１の式に示す回転角速度変動となるように駆動制御すると、中間転写ベルト８上には、数１４の式に示すパッチ間隔の変動を有する画像が得られる。
【００８１】
Ｓ７の工程では、パターン画像の形成及び計測によって得られた各補正対象の検出誤差に起因したパッチ変動成分に対し、上述した共通駆動モータ１６０の回転角速度変動によって発生するパッチ変動成分を打ち消すように、共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを算出する。そこで、計測されたパッチ間隔変動に基づいて共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを導出するために、共通駆動モータ１６０の回転角速度変動によって発生するパッチ変動成分をパッチ間隔の変動である数１４の式を実際のパッチ形成時間間隔Ｔｅに拡張する。これによって、パターン画像の書き込み周期を一定時間間隔Ｔｅにした条件にて、転写後のベルト上のパッチを計測して得たパッチ変動成分から共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを導出することができる。
【００８２】
なお、パッチ間隔の計測方法には、先頭パッチを基準とした累積間隔を計測するときと、隣接パターン間隔を計測するときとがある。それぞれの計測において、数１４の式を拡張する。まず、図８に示すように、パターン画像の先頭パッチを検知するｔｋ０１を基準（０）として、時間ＴｅＮ（Ｎ：自然数）後に書き込まれたＮ番目のパッチまでの累積パッチ間隔Ｐｃ＿Ｎについて、数１４の式の時間δｔを一定時間間隔Ｔｅとすると次の数１７の式が得られる。
【数１７】
2011039504.tif 000019
【００８３】
この式から次の数１８の式が得られる。
【数１８】
2011039504.tif 000020
【００８４】
但し、数１８の式中の積分定数Ｃは、次の数１９の式に示すものである。
【数１９】
2011039504.tif 000021
【００８５】
このように、数１１の式の共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンと、形成される累積パッチ間隔との関係が示される。数１８の式中の右辺第１項は、パッチ検知データの増加する傾きに相当し、画像としては全体倍率を示す。また、右辺第２項は、累積パッチ間隔の変動量を示す。
【００８６】
パターン計測では、一定時間間隔Ｔｅにて書き込まれたパターン群が、中間転写ベルト８上にて、パターン検知センサ９０によって検知されると、上述したＲＡＭ２０２にパッチ検知データ（時間データ）が格納される。ＣＰＵ２０１は、検知データ（時間データ）を、中間転写ベルト８、または感光体の表面移動速度平均値から中間転写ベルト８上の累積パターン間距離に換算する。この検知データ（累積距離データ）の平均増加分が数１８の式中の右辺第１項に相当し、変動成分は数１８の式中の右辺第２項に相当する。パターン変動データからは、上述した直交検波処理を用いて補正対象の回転角速度（ωｍ１）周期で発生する正弦波の変動成分の振幅と位相を算出する。その振幅Ａｍ１、位相Ｂｍ１を打ち消す反転値と駆動速度変動パターンの振幅Δωｍ１、位相αｍ１の関係は、次の数２０の式で表される。なお、数１８の式中の右辺第３項であるＣは、定常偏差であり、同右辺第２項の周期変動のゼロレベルを振幅方向にバイアスを持たせるだけであり、直交変換によって検出される振幅と位相には影響しない。
【数２０】
2011039504.tif 000022
【数２１】
2011039504.tif 000023
【００８７】
但し、数２１の式の位相Ｂｍ１は、目印検知センサ１５４による目印１５３の検知基準の位相値である。数２０の式、数２１の式から、共通駆動モータ１６０の回転角速度変動成分の振幅Δωｍ１、位相αｍ１を求め、パッチ検知時に発生した回転角速度変動成分を打ち消し得る駆動速度変動パターンを算出する。
【００８８】
Ｓ’の工程では、図８に示したように、時間間隔Ｔｅで書き込まれたＮ個のパッチ像４５において、Ｎ番目のパッチと、隣接するＮ−１番目のパッチとの隣接パッチ間隔Ｐｒ＿Ｎは、次の数２２の式によって表される。
【数２２】
2011039504.tif 000024
【００８９】
この式を変形すると、次の数２３の式が得られる。
【数２３】
2011039504.tif 000025
【００９０】
このようにして、数１１の式の共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンと、形成される隣接パッチ間隔との関係がわかった。数２３の式中の右辺第１項は、パッチ検知データの平均値に相当し、画像としては平均パッチ間隔を示す。また、右辺第２項は、隣接パターン間隔の変動量を示す。
【００９１】
パッチ間隔の計測では、一定時間間隔Ｔｅにて書き込まれたパッチ像の群が、中間転写ベルト８上にて、パターン検知センサ９０によって検知されると、上述したＲＡＭ２０２にパッチ検知データ（時間データ）が格納される。ＣＰＵ２０１は、検知データ（時間データ）を、中間転写ベルト８、または感光体１Ｋの表面移動速度平均値に基づいて、中間転写ベルト８上の隣接パッチ間隔に換算する。この検知データ（隣接パッチ距離データ）の平均値が、数２３の式中の右辺第１項に相当し、変動成分は数２３の式中の右辺第２項に相当する。パッチ間隔変動データからは、上述した直交検波処理を用いて補正対象の回転角速度（ωｍ１）周期で発生する余弦波の変動成分の振幅と位相を算出する。その振幅Ａ‘ｍ１、位相Ｂ‘ｍ１を打ち消す反転値と共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンの振幅Δωｍ１、位相αｍ１の関係は、次の数２４の式、数２５の式によって表される。
【数２４】
2011039504.tif 000026
【数２５】
2011039504.tif 000027
【００９２】
但し、数２５の式中の位相Ｂｍ１は、上述したように、感光体ギヤ１５１Ｙの目印１５３を目印検知センサ１５４が検知する際の基準の位相値である。
【００９３】
Ｓ８の工程では、本プリンタにおいては、図７に示したパターン画像の各パッチの検知信号から、各補正対象の回転周期の変動成分の振幅と位相のデータを基に、ＣＰＵ２０１が共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを算出する。この駆動速度変動パターンは、感光体１Ｋの１回転周期で発生する画像の伸縮パターンを小さくするように、共通駆動モータ１６０の回転速度を補正するものである。その駆動速度変動パターンを図１０の駆動制御目標値出力部２５８に設定する。駆動制御目標値出力部２５８は、共通駆動モータ１６０のモータドライバに回転速度目標信号（デジタルデータ又はパルス列信号）を出力する。
【００９４】
Ｓ９の工程では、共通駆動モータ１６０の駆動速度が、駆動速度変動パターンに従って微調整される。このときに形成される画像は、感光体１周期で発生する伸縮パターンが解消されたものとなる。
【００９５】
なお、本プリンタでは、２次転写バイアスローラ１９と中間転写ベルト８との当接による２次転写ニップにて、ベルト上のトナー像を記録シートＰに２次転写するようになっている。中間転写ベルト８から記録シートへの２次転写においても、感光体から中間転写ベルトへの１次転写と同様に、中間転写ベルト８と記録シートＰの線速差に応じて２次転写ニップ内で画像伸縮を引き起こす場合がある。線速差が生じる構成としては、２次転写バイアスローラ１９が駆動源を持ち、中間転写ベルト８の速度変動に対し一定速度で回転する構成である。この場合、記録シートＰの線速は２次転写バイアスローラ１９に密着して搬送されるため、中間転写ベルト８との線速差が生じ、画像伸縮を引き起こす。これに対し、２次転写バイアスローラ１９として、対向する駆動ローラ１２に圧接させて従動回転させるものを用いれば、２次転写ニップ内で、２次転写バイアスローラ１９をニップ内の記録シートＰに追従させて移動させることになる。そして、ニップ内の記録シートは、トナーやベルトとの摩擦により、ベルトに追従して移動するので、ベルト速度変動があっても、記録シートＰ及び２次転写バイアスローラ１９の線速は一致しており、２次転写ニップ内で画像を伸縮させることはない。従って、２次転写バイアスローラ１９は従動ローラとすることが望ましい。また、２次転写バイアスローラ１９が駆動源を持つ場合は、中間転写ベルトの速度変動に一致するように速度制御することが望ましい。
【００９６】
各色の感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれ、偏心による回転速度変動の位相を互いに同期させる回転姿勢で組み付けられている。また、各色の感光体ギヤとしては、それぞれ同じ型を用いた成型法によって製造されたものを用いているので、互いに偏心量が同じになっている。よって、各感光体ギヤは、それぞれ１周あたりの速度変動パターンの振幅が互いに同じである。そして、各感光体ギヤを、互いに速度変動パターンの位相を同期させるように組み付けているので、Ｋだけでなく、Ｙ，Ｃ，Ｍにおいても、感光体１周期の速度変動に起因する画像の乱れを解消することが可能である。なお、中継ギヤとしてクラッチ付きのものを用い、モノクロモードにはＫ以外の感光体に駆動を繋がないようにする構成を採用する場合には、モノクロモードを実施すると、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転姿勢と、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋの回転姿勢との関係を、工場出荷時のものから変化させてしまう。変化させてしまった関係を、場合、工場出荷時の関係に戻す方法については、後述する。
【００９７】
次に、各色の感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを、偏心による回転速度変動の位相を互いに同期させる回転姿勢にする具体的な方法について説明する。感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、互いに偏心量が同じであることが望ましいため、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂などからなる射出成形品であれば、同一型で且つ同一ロットのものを用いる。このような感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋでは、互いに形状誤差がほぼ一致しており、偏心量だけでなく最大偏心位置も互いに同じ状態になっている。更に、図３に示したように感光体ギヤ１５１Ｙの回転中心に、カップリング部１５２Ｙが一体形成されている成形品であれば、このカップリング部１５２Ｙで発生する回転速度変動も含めて、同期させることができる。そこで、感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの形状に突起や切欠きなどの目印を予め設けおけば、回転速度変動を互いに同期させることが可能になる。
【００９８】
各ギヤの回転速度変動を同期させることができる噛み合わせについて、図１９を用いて説明する。図１９は、回転速度変動を互いに同期させたい２つの従動ギヤの噛み合わせを示す概略構成図である。同図において、第１噛み合い部９０７では、駆動モータの回転駆動力によって回転駆動する駆動ギヤ９０３と、第１従動ギヤ９０１とが噛み合っている。また、第２噛み合い部９０５では、第１従動ギヤ９０１とアイドラギヤ９０４とが噛み合っている。また、第３噛み合い部９０６では、アイドラギヤ９０４と第２従動ギヤ９０２とが噛み合っている。第１従動ギヤ９０１は、第１噛み合い部９０７で駆動ギヤ９０３の回転駆動力を受けて図中時計回り方向に回転する。この第１従動ギヤ９０１の回転駆動力は、アイドラギヤ９０４を介して、第２従動ギヤ９０２に伝達される。これにより、第２従動ギヤ９０２は、図中時計回り方向に回転する。
【００９９】
同図において、挟み角θｉは、駆動ギヤ９０３と第１従動ギヤ９０１との噛み合い部９０７における回転方向の中心線と、第１従動ギヤ９０１とアイドラギヤ９０４との噛み合い部９０５における回転方向の中心線とのなす角度を示している。第１従動ギヤ９０１の回転速度変動は、第１噛み合い部９０７において、第１従動ギヤ９０１の偏心に起因するギヤ噛み合い誤差によって発生する。一方、第２従動ギヤ９０２の回転速度変動は、次の３つの要因によって発生する。即ち、第１の要因は、第１従動ギヤ９０１の回転速度変動を反映しているアイドラギヤ９０４の回転速度変動を、第３噛み合い部９０６で第２従動ギヤ９０２に伝えることによるものである。また、第２の要因は、第１従動ギヤ９０１の偏心に起因する第２噛み合い部９０５でのギヤ噛み合い誤差によってアイドラギヤ９０４で発生した回転速度変動を、第３噛み合い部９０６で第２従動ギヤ９０２に伝えることによるものである。また、第３の要因は、第２従動ギヤ９０２の偏心に起因する第３噛み合い部９０６でのギヤの噛み合い誤差により、第２従動ギヤ９０２に回転速度変動を発生させることによるものである。これら３つの要因によってそれぞれ発生する回転速度変動が重畳されたものの回転位相と、第１従動ギヤ９０１の回転速度変動の回転位相とを同期させるために、次のような噛み合わせを行う。即ち、第１従動ギヤ９０１の目印９０１ａを第２噛み合い部９０５における回転方向の中心線上に位置させたときに、第２従動ギヤ９０２の目印９０２ａを第３噛み合い部９０６における回転方向の中心線上に位置させるように、各ギヤを噛み合わせる。このような噛み合わせにより、第２噛み合い部９０５で第１従動ギヤ９０１の偏心に起因して発生する回転速度変動と、第３噛み合い部９０６で第２従動ギヤ９０２の偏心に起因して発生する回転速度変動とを相殺する。詳しくは、たとえば目印９０１ａや９０２ａをそれぞれギヤの最大偏心箇所に付しているとする。すると、第１従動ギヤ９０１の目印９０１ａを第２噛み合い部９０５内に進入させたときには、第１従動ギヤ９０１の回転角速度に対してアイドラギヤ９０４の回転角速度を増加させることになる。この一方で、そのとき、第３噛み合い部９０６では、第２従動ギヤ９０２の目印９０２ａを進入させているため、アイドラギヤ９０４の回転角速度に対して第２従動ギヤ９０２の回転角速度を減少させる。すると、アイドラギヤ９０４の角速度増加を、第２従動ギヤ９０２の角速度減少で相殺することができる。従って、第２従動ギヤ９０２の回転速度変動は、第１噛み合い部９０７で発生した第１従動ギヤ９０１の偏心に起因する回転速度変動を受けることのみによるものになるので、第２従動ギヤ９０２と第１従動ギヤ９０１とで、回転速度変動の位相が同期する。
【０１００】
互いに回転速度変動の位相を同期させ得る第１従動ギヤ９０１の目印９０１ａと第２従動ギヤ９０２の目印９０２ａとの回転姿勢角（回転位相）θａは、次式によって求めることができる。ただし、第１従動ギヤ９０１では第１噛み合い部９０７を基準にし、且つ第２従動ギヤ９０２では第３噛み合い部９０６を基準にしてそれぞれ回転方向を正とする。
【数２６】
2011039504.tif 000028
【０１０１】
図２０は、感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転速度変動の位相を互いに同期させ得る噛み合わせを説明するための概略構成図である。以下、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋの目印１５３が、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋと原動側のモータギヤ１６０ａとの噛み合い部の中心線上に位置したときを、「ギヤ回転姿勢基準タイミング」という。同図において、挟み角θｉｋは、「ギヤ回転姿勢基準タイミング」において、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋの目印１５３と、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋと第１中継ギヤ１６１との噛み合い部の中心線とのなす角である。また、挟み角θｉｍは、第１中継ギヤ１６１とＭ用の感光体ギヤ１５１Ｍとの噛み合い部の中心線と、Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｍと第２中継ギヤ１６２との噛み合い部の中心線とのなす角である。また、挟み角θｉｃは、第２中継ギヤ１６２とＣ用の感光体ギヤ１５１Ｃとの噛み合い部の中心線と、Ｃ用の感光体ギヤ１５１Ｃと第３中継ギヤ１６３との噛み合い部の中心線とのなす角である。また、角度θａｍは、「ギヤ回転姿勢基準タイミング」において、Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｍの目印１５６がＭ用の感光体ギヤ１５１Ｍと原動側の第１中継ギヤ１６１との噛み合い部の中心線上から回転方向にどれだけずれているのかを示す角である。また、角度θａｃは、「ギヤ回転姿勢基準タイミング」において、Ｃ用の感光体ギヤ１５１Ｃの目印１５７がＣ用の感光体ギヤ１５１Ｃと原動側の第２中継ギヤ１６２との噛み合い部の中心線上から回転方向にどれだけずれているのかを示す角である。また、角度θａｙは、「ギヤ回転姿勢基準タイミング」において、Ｙ用の感光体ギヤ１５１Ｙの目印１５８がＹ用の感光体ギヤ１５１Ｙと原動側の第３中継ギヤ１６３との噛み合い部の中心線上から回転方向にどれだけずれているのかを示す角である。角度θａｍ、角度θａｃ、角度θａｙは、それぞれ次の式で表される。
【数２７】
2011039504.tif 000029
【０１０２】
互いに隣り合う２つの感光体ギヤの回転姿勢はこの式のような関係になっている。これは、互いに隣り合う２つの感光体ギヤにおいて、従動側の感光体ギヤの回転速度変動の位相が、原動側の感光体ギヤの回転速度変動の位相に同期することを意味している。よって、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍの回転速度変動の位相は何れも、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋの回転速度変動の位相と同期する。互いに中継ギヤを介して連結されるＹ，Ｃ，Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍは、図示のような噛み合わせで組み付けられて出荷される。なお、数２７の式を、感光体ギヤの原動側からの配列順番であるｎ（例えばＭであればｎ＝２）に着目した式に変形すると、先に数１で示した関係式が得られる。即ち、先に数１で示した関係式を具備させることで、各感光体ギヤにおける回転速度変動の位相を同期させることができる。
【０１０３】
モノクロモードにおいて、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍへの駆動伝達を切るために、第１中継ギヤ１６１としてクラッチ付きのものを用いた場合には、モノクロモードを実行すると、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍの回転姿勢と、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋの回転姿勢との関係が、工場出荷時のものとは異なってしまう。そこで、同関係が工場出荷時のものから変化してしまった場合には、目印検知センサ１５４によってＫ用の感光体ギヤ１５１Ｋの目印１５３を検知したタイミングと、第２目印検知センサ１５５によってＭ用の感光体ギヤ１５１Ｍの目印１５６を検知したタイミングとに基づいて、工場出荷時の関係に戻すように、各感光体ギヤを回転停止させる。
【０１０４】
感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの目印（１５８，１５７，１５６，１５３）としては、ギヤ成形時にギヤと一体形成した突起や切り欠きなどを用いている。その目印がギヤの最大偏心箇所になるとは限らないが、同じ型で成形したギヤであれば、最大偏心箇所と目印との位置関係が同じになる。よって、感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとして、それぞれ互いに同じ型で成形したものを用いれば、図２０に示した位置関係になる噛み合わせを採用することで、各感光体ギヤの回転速度変動の位相を同期させることができる。ギヤ成形時にギヤと一体形成した突起や切り欠きを目印として用い、且つ、各感光体ギヤとして互いに同じ型で成形したものを用いれば、製造工程にて感光体ギヤの偏心位相を計測したり、計測結果に基づいて目印を付けたりという煩雑な作業を省略することができる。
【０１０５】
次に、第２実施形態に係るプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、第２実施形態に係るプリンタの構成は、第１実施形態と同様である。
図２１は、第２実施形態に係るプリンタにおいて、感光体ギヤ１５１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転速度変動の位相を互いに同期させ得る噛み合わせを説明するための概略構成図である。同図において、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋは、第１実施形態に係るプリンタと同様に、モータギヤ１０６ａに噛み合っており、モータギヤ１０６ａから回転駆動力が伝達される。第１実施形態に係るプリンタとは異なり、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋと、Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｍとの間には、両ギヤ間で駆動を中継するための第１中継ギヤが設けられていない。その代わりに、Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｍに対しては、カラーモータギヤ１６０ｂが噛み合っている。このカラーモータギヤ１６０ｂは、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の３つの感光体を駆動するための専用のモータである図示しないカラー感光体モータのモータギヤに固定されているものである。つまり、カラーモータギヤ１６０ｂからＭ用の感光体ギヤ１５１Ｍに伝達された回転駆動力は、第２中継ギヤ１６２を介してＣ用の感光体ギヤ１５１Ｃに伝達される。更に、Ｃ用の感光体ギヤ１５１Ｃに伝達された回転駆動力は、第３中継ギヤ１６３を介してＹ用の感光体ギヤ１５１Ｙに伝達される。第１実施形態とは異なり、Ｋ用の感光体と中間転写ベルトとを駆動するための駆動源なっている共通駆動モータ（１６０）や、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体を駆動するためのカラー感光体モータにかかる負荷が、カラーモード、モノクロモードの切り替えにかかわらず、一定になるため最適なモータ形状や駆動回路を設定することが可能になる。これに対し、第１実施形態に係るプリンタでは、カラーモードと、モノクロモードとで、共通駆動モータ（１６０）にかかる負荷が大きく変動してしまう。最大負荷となるカラーモードに応じた設計を実施することになるので、モノクロモードでは、性能が低下してしまう。
【０１０６】
第２実施形態に係るプリンタにおいて、共通駆動モータや、カラー感光体モータの平均回転速度は、感光体ドラム径によって異なる。但し、感光体１回転あたりの回転速度変動パターンや、これを打ち消すための駆動速度変動パターンは第１実施形態に係るプリンタと全く同じである。第１実施形態と異なる点は、回転位相関係である。「ギヤ回転姿勢基準タイミング」は、上述したように、Ｋ用の感光体ギヤ１５１Ｋの目印１５３が、モータギヤ１６０ａとＫ用の感光体ギヤ１５１Ｋとの噛み合い部の中心線に位置したときのタイミングである。第２実施形態に係るプリンタでは、この「ギヤ回転姿勢基準タイミング」において、図示のように、Ｍ用の感光体ギヤ１５１Ｍの目印１５６を、カラーモータギヤ１６０ｂとＭ用の感光体ギヤ１５１Ｍとの噛み合い部の中心線に位置させるように、２つのモータの回転駆動制御により、各感光体ギヤの回転位相を調整する。よって、「ギヤ回転姿勢基準タイミング」においては、角度θａｋや角度θａｍがそれぞれ図示のように０［°］になる。第２実施形態では、角度θａｍ、角度θａｃ、角度θａｙが、次式のような関係になる。
【数２８】
2011039504.tif 000030
【０１０７】
なお、この式を、Ｙ，Ｍ，Ｃの３つの感光体ギヤのそれぞれにおける原動側からの配列順番であるｎ（例えばＭであればｎ＝１）に着目した式に変形すると、先に数２で示した関係式が得られる。即ち、共通駆動モータとは異なる駆動モータで駆動する感光体がある場合には、先に数２で示した関係式を具備させることで、各感光体ギヤにおける回転速度変動の位相を同期させることができる。
【０１０８】
次に、第１実施形態、あるいは第２実施形態に係るプリンタの各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るプリンタの構成は、第１実施形態、あるいは第２実施形態と同様である。
［第１変形例］
画像の乱れは、感光体ギヤの偏心に起因して感光体１周期の伸縮パターンとして発生するものの他、駆動ローラ１２の偏心に起因して中間転写ベルト８に駆動ローラ１回転周期で発生するサインカーブ状の速度変動に起因するものがある。第１変形例に係るプリンタでは、感光体ギヤの偏心に起因する感光体１周期のサインカーブ状の感光体速度変動による画像の乱れに代えて、駆動ローラ１２の偏心によって駆動ローラ１回転周期で発生するベルト速度変動に起因する画像の乱れを抑えるようになっている。具体的には、上述のパターン画像の各パッチ像を検知した結果に基づいて、同ベルト速度変動に起因する画像の伸縮パターンを把握する。そして、その伸縮パターンを打ち消しする伸縮パターンを、露光ポイントＳＰで書き込む潜像に発生させ得る共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを求める。
【０１０９】
駆動ローラ１２の駆動ローラギヤ１６７の周方向における所定の位置には、基準回転角検知用の目印１６７ａが付されている。一方、駆動ローラギヤ１６７の図中左側方には、光学的技術により、駆動ローラギヤ１６７が所定の回転角度姿勢になったときに目印１６７ａを検知する位置検知手段としての第２目印検知センサ１６８が配設されている。第２目印検知センサ１６８が目印１６７ａを検知することで、駆動ローラギヤ１６７Ｋについて所定の回転角度姿勢になったことが検知される。
【０１１０】
プリントジョブには、上述した駆動速度変動パターンと、第２目印検知センサ１６８が目印１６７ａを検知するタイミングとに基づいて、共通駆動モータ１６０の駆動速度を微調整することで、画像の伸縮パターンを打ち消し得る潜像伸縮パターンを露光ポイントＳＰで発生させる。
【０１１１】
なお、感光体ギヤの偏心に起因する感光体１回転あたりのサインカーブ状の感光体速度変動に起因する画像の乱れと、駆動ローラ１２の偏心に起因する駆動ローラ１回転あたりのサインカーブ状のベルト速度変動に起因する画像の乱れとの両方を打ち消すような潜像伸縮パターンを、露光ポイントＳＰで発生させることも可能である。この場合、駆動ローラ１２の１回転周期を、感光体の１回転周期の整数倍にすることが望ましい。
【０１１２】
［第２変形例］
画像の乱れは、中間転写ベルト８の周方向の厚みムラによってベルト１周期で発生するサインカーブ状のベルト速度変動に起因するものがある。第１変形例に係るプリンタでは、感光体ギヤの偏心に起因する感光体１周期のサインカーブ状の感光体速度変動による画像の乱れに代えて、ベルト厚みムラに起因してベルト１周期で発生するベルト速度変動に起因する画像の乱れを抑えるようになっている。具体的には、上述のパターン画像の各パッチ像を検知した結果に基づいて、同ベルト速度変動に起因する画像の伸縮パターンを把握する。そして、その伸縮パターンを打ち消しする伸縮パターンを、露光ポイントＳＰで書き込む潜像に発生させ得る共通駆動モータ１６０の駆動速度変動パターンを求める。
【０１１３】
中間転写ベルト８の裏面には、周方向の所定位置にベルト目印８ａが付されている。また、中間転写ベルト８のループ内側には、所定位置でそのベルト目印８ａを検知する位置検知手段としてのベルトマークセンサ９１が配設されている。中間転写ベルト８が無端移動における所定の位相姿勢になったときに、ベルトマークセンサ９１がベルト目印８ａを検知する。
【０１１４】
プリントジョブには、上述した駆動速度変動パターンと、ベルトマークセンサ９１がベルト目印８ａを検知するタイミングとに基づいて、共通駆動モータ１６０の駆動速度を微調整することで、画像の伸縮パターンを打ち消し得る潜像伸縮パターンを露光ポイントＳＰで発生させる。
【０１１５】
なお、感光体ギヤの偏心に起因する感光体１回転あたりのサインカーブ状の感光体速度変動に起因する画像の乱れと、ベルト厚みムラに起因するベルト１周期のサインカーブ状のベルト速度変動に起因する画像の乱れとの両方を打ち消すような潜像伸縮パターンを、露光ポイントＳＰで発生させることも可能である。この場合、感光体１回転周期を、ベルト１周期の整数倍にすることが望ましい。
【０１１６】
［第３変形例］
転写ユニット１５において、フィードバック制御を搭載することは、パターン画像の変動成分の検出精度を高める有効な手段である。例えば、図１において、中間転写ベルト８の無端移動に伴って従動回転する従動ローラ１４の回転軸にロータリエンコーダを固定する。このロータリエンコーダから出力される回転情報を基に、ロータリエンコーダからの出力（回転角速度）が目標回転角速度となるように共通駆動モータ１６０の駆動速度を微調整する。これにより、ベルト速度変動を抑えることで、感光体ギヤの偏心に起因する感光体速度変動による画像の伸縮を精度良く検出することが可能になる。
【０１１７】
共通駆動モータ１６０のモータ軸には、速度センサが取り付けられている。この速度センサによって共通駆動モータ１６０の回転状態を検出し、その検出信号を駆動制御部２５０のモータドライバにフィードバックすることで、共通駆動モータ１６０の回転速度を所望の速度で安定化させる駆動速度微調整が可能になる。なお、モータ内蔵型の速度センサとしては、例えばプリントコイル式の周波数発電機（ＦＧ）やＭＲセンサ等を用いることができる。
【０１１８】
第３変形例に係るプリンタは、パターン画像を形成するときや、検出するときには、上述のように共通駆動モータ１６０の駆動速度をフィードバック制御することで、図６におけるＳ５やＳ６の処理を不要にしている。但し、一方で駆動ローラ１２のベルト速度変動を抑制した分は、感光体ドラム回転変動となり、画像の変動要因となる。これについては、感光体１周期変動成分と同様の処理で補正することが可能である。
【０１１９】
［第４変形例］
第１実施形態や第２実施形態では、パターン検知センサ９０として、照明用光源のＬＥＤ素子と、反射光を受光する受光素子と、１対の集光レンズとを具備するものを用いていた。かかるセンサは、パッチ通過時間を検知する方式であるため、検出時のベルト速度変動の影響を受けてしまう。一方、第４変形例に係るプリンタでは、パターン検知センサ９０として、エリア型ＣＣＤセンサを用いて、隣接する２つのパッチを撮影し、隣接パッチ間隔を直接計測する直接検出方式を採用している。かかる構成では、ベルト速度変動に影響されることなく、隣接するパターン間隔を高精度に計測することが可能となるため、図６のＳ５の工程や、Ｓ６の工程を実行する必要が無くなり、より高精度なパターン変動の検出が可能となる。
【０１２０】
［第５変形例］
図１１は、第５変形例に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。このプリンタでは、潜像担持体として、無端状ベルト状の感光ベルト３０３を用いている。感光ベルト３０３は、３つの支持ローラに張架され、そのうちの１つである駆動ローラによって、中間転写ベルト３０５と同一方向で無端移動せしめられるようになっている。また、感光ベルト３０３は最も下方に位置したローラに対する巻き掛け位置で中間転写ベルト３０５に接触して転写ニップ（転写ポイント）を形成している。感光ベルト３０３の周囲には、感光体ベルト３０３を所定の電位に帯電させる帯電チャージャ３０２、帯電された表面を画像信号に基づきレーザー光３０１で露光して静電潜像を形成する図示しない露光装置、静電潜像に帯電したトナーを供給して現像する現像装置３００、及び、トナー像を中間転写ベルト３０５上に転写する転写ローラ３０４が順に配設されている。
【０１２１】
なお、転写ローラ３０４は、中間転写ベルト３０５の内側に配置され、感光ベルト３０３の最下端のローラに対向した位置に設けられている。また、中間転写ベルト３０５上に形成されたパターン画像は、パターンセンサ３０６にて検知される。このような感光ベルト３０３においては、駆動ローラの偏心や感光ベルト３０３の厚み偏差分布により、感光ベルト３０３の表面移動速度変動が発生する。かかる構成において、感光ベルト３０３の１回転周期の表面移動速度変動を補正したい場合には、感光ベルト３０３の回転角速度ωｏｂと、感光ベルト１周期に対するレーザー光３０１の露光ポイントＳＰとに基づいて、画像の伸縮パターンを打ち消し得る潜像伸縮パターンとなる共通駆動モータ（この場合には２つのベルトを駆動するモータ）の駆動速度変動パターンを求める。上述した感光体の半径Ｒ及び回転角速度ωに相当するパラメータは、感光ベルト３０３の周長と表面移動速度とから設定することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：感光体（円柱状潜像担持体）
８：中間転写ベルト（転写体、ベルト部材）
１２：駆動ローラ（駆動回転体）
１５：転写ユニット（転写手段）
５５Ｙ：現像器（現像手段）
１６０：共通駆動モータ（共通駆動源）
２００：メイン制御部（制御手段の一部）
２５０：駆動制御部（制御手段の一部）
Ｐ：記録シート
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２３】
【特許文献１】特許第３１８６６１０号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011039504.tif 000042
【図１１】
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【図１２】
2011039504.tif 000044
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011039504.tif 000047
【図１６】
2011039504.tif 000048
【図１７】
2011039504.tif 000049
【図１８】
2011039504.tif 000050
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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