(57)【要約】【課題】転写効率の向上と色ずれの抑制との両立をより高いレベルで達成することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１と、中間転写体８と、像担持体を駆動する第１のモータ７１と、中間転写体を駆動する第２のモータ７２と、第２のモータの駆動負荷に関する情報を検出する検出手段６３〜６７と、像担持体と中間転写体との間の周速度差を制御する制御手段２５と、を有する画像形成装置１００は、制御手段が、検出手段の検出結果に基づいて取得した第２のモータの駆動負荷の変動量に関する情報に基づいて、像担持体と中間転写体との周速度差を変更する制御を行う構成とする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接して回転可能であり、前記像担持体からトナー像が転写される中間転写体と、
前記像担持体を駆動する第１のモータと、
前記中間転写体を駆動する第２のモータと、
前記第２のモータの駆動負荷に関する情報を検出する検出手段と、
前記像担持体と前記中間転写体との間の周速度差を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて取得した前記第２のモータの駆動負荷の変動量に関する情報に基づいて、前記像担持体と前記中間転写体との周速度差を変更する制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記変動量が所定の閾値以上の場合に、前記周速度差を小さくするように、前記周速度差を変更する制御を行う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】
前記制御手段は、一の開始指示により開始される単一又は複数の転写材に画像を形成して出力する一連の動作であるジョブを実行した際に所定のタイミングで前記変動量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体にトナーを供給する際の第１の状態と供給しない際の第２の状態とに状態変化可能であり、前記第１の状態で前記像担持体にトナーを供給してトナー像を形成することが可能な現像部材を有し、
前記制御手段は、前記現像部材が前記第２の状態から前記第１の状態、又は前記第１の状態から前記第２の状態とされることによる前記第２のモータの駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、前記変動量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の状態は前記現像部材が前記像担持体に当接した状態であり、前記第２の状態は前記現像部材が前記像担持体から離間した状態であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間転写体を介して前記像担持体に対して離接可能であり、前記像担持体に当接した状態で前記像担持体から前記中間転写体にトナー像を転写させることが可能な転写部材を有し、
前記制御手段は、前記転写部材が前記像担持体に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる前記第２のモータの駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、前記変動量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記中間転写体を前記像担持体に対して当接した状態又は離間した状態にする当接離間手段を有し、
前記制御手段は、前記当接離間手段によって前記中間転写体が前記像担持体に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる前記第２のモータの駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、前記変動量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体とは別の、トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体及び前記別の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが前記像担持体及び前記別の像担持体のうち対応する像担持体にトナーを供給する際の第１の状態と供給しない際の第２の状態とに状態変化可能であり、前記第１の状態で前記対応する像担持体にトナーを供給してトナー像を形成することが可能な複数の現像部材と、
を有し、
前記制御手段は、前記複数の現像部材のうち少なくとも１つの現像部材が前記第２の状態から前記第１の状態、又は前記第１の状態から前記第２の状態とされることによる前記第２のモータの駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、前記変動量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の状態は前記現像部材が前記対応する像担持体に当接した状態であり、前記第２の状態は前記現像部材が前記対応する像担持体から離間した状態であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体とは別の、トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体及び前記別の像担持体のそれぞれに対応して設けられ、それぞれが前記中間転写体を介して前記像担持体及び前記別の像担持体のうち対応する像担持体に対して離接可能であり、前記対応する像担持体に当接した状態で前記対応する像担持体から中間転写体にトナー像を転写させることが可能な複数の転写部材と、
を有し、
前記制御手段は、前記複数の転写部材のうち少なくとも１つの転写部材が前記対応する像担持体に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる前記第２のモータの駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、前記変動量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体とは別の、トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記中間転写体を前記像担持体及び前記別の像担持体のうち少なくとも１つの像担持体に対して当接した状態又は離間した状態とする当接離間手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記当接離間手段によって前記中間転写体が前記少なくとも１つの像担持体に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる前記第２のモータの駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、前記変動量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第２のモータは、複数相のコイルと、前記コイルに電流が流れることで回転する回転子と、前記コイルに電流を流して前記回転子を回転駆動する駆動制御部と、を有し、
前記検出手段は、前記コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流に基づいてＵＶＷ／αβ座標変換処理及びαβ／ｄｑ座標変換処理を行い、励磁成分電流であるｄ軸電流と、トルク成分電流であるｑ軸電流と、を求めるベクトル演算手段と、を有し、前記ｑ軸電流に基づいて前記第２のモータの駆動負荷に関する情報を検出することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記像担持体の周速度を変更することで、前記周速度差を変更することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記像担持体の周速度を前記中間転写体の周速度よりも遅くすることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記像担持体の周速度を前記中間転写体の周速度よりも速くすることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式などを用いた画像形成装置として、像担持体から中間転写体に１次転写したトナー像を転写材に２次転写して画像を出力する中間転写方式のものがある。中間転写方式の画像形成装置において、中間転写体上で複数色の画像の位置を合わせる方法として、次のような方法がある（特許文献１）。つまり、中間転写ベルト上に各色の試験画像（トナーパッチ）を形成し、その試験画像の位置をセンサで検知する。そして、その検知結果に基づいて、各色の画像の中間転写体に対する画像形成タイミングを変更し、倍率、傾き、書き出し位置などのずれによる色ずれを補正する。
【０００３】
また、中間転写方式の画像形成装置において、転写効率を向上させるために、像担持体と中間転写体との間に周速度差を設けることが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６５５６０３号公報
【特許文献２】特開平６−３１７９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中間転写方式の画像形成装置において、転写効率の向上などのために像担持体と中間転写体との間に周速度差を設けると、中間転写体の速度変動が生じて、色ずれが発生することがある。
【０００６】
例えば、像担持体と中間転写体との間に周速度差を設ける構成において、像担持体上のかぶりトナーの有無によって像担持体と中間転写体との摩擦係数が変化し、中間転写体の速度変動が生じ、色ずれが発生することがある。なお、かぶりトナーとは、像担持体上の非画像部と現像剤担持体との間の電位差によって像担持体上の非画像部にトナーが付着する「かぶり」を起こしたトナーである。このような構成では、上述のような色ずれ補正を行っても、画像形成中に中間転写体の速度変動が発生し、色ずれを補正した時と実際の画像形成時とで中間転写体の速度が異なって、色ずれが発生してしまうことがある。
【０００７】
また、像担持体と中間転写体との摩擦係数は、像担持体や中間転写体の繰り返し使用量に応じて変化するため、中間転写体の速度変動及び色ずれ量は、像担持体や中間転写体の繰り返し使用量に応じて変化することがある。具体的には、像担持体及び中間転写体の表面は、繰り返し使用量の増加に伴って削れ、表面性が変わり、摩擦係数が変化する傾向がある。また、像担持体は、その表層が削れ、膜厚が薄くなると、静電容量が増加し、中間転写体との静電吸着力が大きくなる傾向がある。これらの理由により、一般に、像担持体や中間転写体の繰り返し使用量が増加すると、像担持体と中間転写体との摩擦係数が大きくなり、上述のようなかぶりトナーの有無による中間転写体の速度変動が拡大して、色ずれが悪化する傾向がある。
【０００８】
このように、転写効率の向上のためには像担持体と中間転写体との間に周速度差を設けることが有効であるが、画像伸縮や色ずれへの影響を考慮すると、画像形成装置の状態によっては、その周速度差は極力小さくすることが望ましいことがある。そのため、従来は、最も中間転写体の速度変動が大きい場合（像担持体や中間転写体の寿命末期など）でも色ずれ量が許容できるレベルに収まるように、像担持体と中間転写体との周速度差を小さく設定していた。その結果、転写効率の向上の観点では、像担持体と中間転写体との周速度差を最適な設定にできていないことがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、転写効率の向上と色ずれの抑制との両立をより高いレベルで達成することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する回転可能な像担持体と、前記像担持体に当接して回転可能であり、前記像担持体からトナー像が転写される中間転写体と、前記像担持体を駆動する第１のモータと、前記中間転写体を駆動する第２のモータと、前記第２のモータの駆動負荷に関する情報を検出する検出手段と、前記像担持体と前記中間転写体との間の周速度差を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて取得した前記第２のモータの駆動負荷の変動量に関する情報に基づいて、前記像担持体と前記中間転写体との周速度差を変更する制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転写効率の向上と色ずれの発生の抑制との両立をより高いレベルで達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】画像形成装置の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。
【図３】現像離接機構、１次転写離接機構を説明するための模式図である。
【図４】印刷動作中の各部の動作タイミングを説明するためのチャート図である。
【図５】転写材上の色ずれ量を示すグラフ図である。
【図６】色ずれ量の変化を示すグラフ図である。
【図７】ベルト駆動モータの駆動回路構成を示すブロック図である。
【図８】印刷動作中のＩｑを電圧値として読み出した値を示すグラフ図である。
【図９】Ｉｑの変化に基づく色ずれ量の予測方法を説明するためのグラフ図である。
【図１０】実施例１の制御のフローチャート図である。
【図１１】色ずれ量の予測方法の他の例を説明するためのグラフ図である。
【図１２】実施例２の制御のフローチャート図である。
【図１３】実施例１、２の効果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１４】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することが可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザビームプリンタである。
【００１５】
画像形成装置１００は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する複数の画像形成部（ステーション）ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおける同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、画像形成部Ｐは、後述する感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、１次転写ローラ５、ドラムクリーニング装置６などを有する。
【００１６】
画像形成装置１００は、トナー像を担持する回転可能な像担持体としての、ドラム型（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向（時計回り）に所定の周速度で回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材（接触帯電部材）である帯電ローラ２によって、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電工程時に、帯電ローラ２には、帯電電源Ｅ１（図２）によって、負極性の直流成分を含む帯電電圧（帯電電圧）が印加される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）３によって、画像信号に応じて走査露光され、感光ドラム１上に静電像（静電潜像）が形成される。
【００１７】
感光ドラム１上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置４によって、現像剤としてのトナーが供給されて現像（可視化）され、感光ドラム１上にトナー像（現像剤像）が形成される。現像装置４は、現像部材（現像剤担持体）としての現像ローラ４ａと、トナーを収容する現像容器４ｂと、を有する。本実施例では、現像ローラ４ａは、その表面が感光ドラム１との対向部において感光ドラム１の表面と順方向に移動する方向に回転駆動され、トナーを感光ドラム１との対向部に搬送する。また、現像工程時に、現像ローラ４ａには、現像電源Ｅ２（図２）によって、負極性の直流成分を含む現像電圧（現像バイアス）が印加される。これにより、本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の画像部（露光部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する（反転現像）。つまり、本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。
【００１８】
画像形成装置１００は、４個の感光ドラム１と対向して配置された中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、像担持体から１次転写されたトナー像を転写材に２次転写するために搬送する回転可能な中間転写体の一例である。中間転写ベルト８は、可撓性を有する無端状のベルトで構成されている。中間転写ベルト８は、複数の張架ローラ（支持ローラ）としての駆動ローラ９、テンションローラ１０及び２次転写対向ローラ１１に張架されている。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９が回転駆動されることによって、図中矢印Ｒ２方向（反時計回り）に、感光ドラム１の周速度に対応する周速度で回転（周回移動）する。中間転写ベルト８の内周面側には、各感光ドラム１に対応して、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ５が配置されている。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト８を介して感光ドラム１に向けて押圧され、感光ドラム１と中間転写ベルト８とが接触する１次転写部（１次転写ニップ部）Ｎ１を形成する。上述のように感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ５の作用によって、回転している中間転写ベルト８上に転写（１次転写）される。１次転写工程時に、１次転写ローラ５には、１次転写電源Ｅ３（図２）によって、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である１次転写電圧（１次転写バイアス）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１上に形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ね合わされるようにして順次転写される。
【００１９】
中間転写ベルト８の外周面側において、２次転写対向ローラ１１と対向する位置には、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ１２が配置されている。２次転写ローラ１２は、中間転写ベルト８を介して２次転写対向ローラ１１に向けて押圧され、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１２とが接触する２次転写部（２次転写ニップ部）Ｎ２を形成する。上述のように中間転写ベルト８上に形成されたトナー像は、２次転写部Ｎ２において、２次転写ローラ１２の作用によって、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１２とに挟持されて搬送される紙などの転写材（記録材、シート）Ｓに転写（２次転写）される。２次転写工程時に、２次転写ローラ１２には、２次転写電源Ｅ４（図２）によって、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である２次転写電圧（２次転写バイアス）が印加される。転写材Ｓは、転写材カセット１３に積載されて収納されており、この転写材カセット１３内から給搬送装置１７によって給送される。給搬送装置１７は、給送ローラ１４、搬送ローラ対１５などを有している。給搬送装置１７によって給送された転写材Ｓは、レジストローラ対１６によって中間転写ベルト８上のトナー像とタイミングが合わされて２次転写部Ｎ２に供給される。
【００２０】
トナー像が転写された転写材Ｓは、定着手段としての定着装置１８へと搬送される。定着装置１８は、未定着のトナー像を担持した転写材Ｓを加熱及び加圧することで、転写材Ｓにトナー像を定着（溶融、固着）させる。トナー像が定着された転写材Ｓは、排出ローラ対１９によって画像形成装置１００の装置本体１１０の外部に排出（出力）される。
【００２１】
一方、１次転写工程において中間転写ベルト８に転写されずに感光ドラム１の表面に残留したトナー（１次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１の表面から除去されて回収される。ドラムクリーニング装置６は、クリーニング部材としてのドラムクリーニングブレード６ａによって、回転する感光ドラム１の表面から１次転写残トナーを掻き取って、ドラムクリーニング容器６ｂ内に収容する。また、中間転写ベルト８の外周面側において、テンションローラ１０と対向する位置には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置２０が配置されている。２次転写工程において転写材Ｓに転写されずに中間転写ベルト８の表面に残留したトナー（２次転写残トナー）は、ベルトクリーニング装置２０によって中間転写ベルト８の表面から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置２０は、クリーニング部材としてのベルトクリーニングブレード２１によって、回転する中間転写ベルト８の表面から２次転写残トナーを掻き取って、ベルトクリーニング容器２２内に収容する。
【００２２】
ここで、本実施例では、各画像形成部Ｐにおいて、感光ドラム１と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びドラムクリーニング装置６とは、一体的に装置本体１１０に対して着脱可能なプロセスカートリッジ７を構成している。
【００２３】
本実施例では、感光ドラム１は、導電性基体としての外径２４ｍｍのアルミ素管と、該アルミ素管の上に形成された感光層と、感光層の上に形成された表層としての層厚１７μｍのポリアリレート樹脂などで構成された電荷輸送層と、を有して構成されている。
【００２４】
本実施例では、現像ローラ４ａは、感光ドラム１に対して離接可能な構成となっている。図３に示すように、画像形成装置１００は、各現像ローラ４ａＹ、４ａＭ、４ａＣ、４ａＫを各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対して離接させる現像離接手段としての現像離接機構８１を有している。本実施例では、現像ローラ４ａ上のトナーの劣化を極力抑えるため、各画像形成部Ｐにおける画像形成状態に合わせて、順次感光ドラム１に対する現像ローラ４ａの当接及び離間が行われる。現像ローラ４ａの感光ドラム１に対する当接離間のタイミングに関しては、後述して更に詳しく説明する。
【００２５】
また、本実施例では、１次転写ローラ５は、感光ドラム１に対して離接可能な構成となっている。図３に示すように、画像形成装置１００は、各１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対して離接させる１次転写離接手段としての１次転写離接機構８２を有している。本実施例では、感光ドラム１や中間転写ベルト８の劣化を極力抑えるため、各画像形成部Ｐにおける画像形成状態に合わせて、順次感光ドラム１に対する１次転写ローラ５の当接及び離間が行われる。１次転写ローラ５の感光ドラム１に対する当接離間のタイミングに関しては、後述して更に詳しく説明する。１次転写ローラ５が中間転写ベルト８を介して感光ドラム１に当接すると、中間転写ベルト８が感光ドラム１に当接した状態となる。また、１次転写ローラ５が感光ドラム１から離間すると、中間転写ベルト８が感光ドラム１から離間し、１次転写ローラ５が中間転写ベルト８の内周面から離間した状態となる。
【００２６】
また、画像形成装置１００は、中間転写ベルト８上のトナーを検知するトナー検知手段として、光学センサである色ずれ検知センサ３０を有する。本実施例では、色ずれ検知センサ３０は、中間転写ベルト８を介して駆動ローラ９と対向して配置され、中間転写ベルト８上に形成された所定のキャリブレーション用のトナーパターンを検知する。
【００２７】
２．制御態様
図２は、本実施例における画像形成装置１００の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。画像形成装置１００には、制御手段としての制御部（制御回路）２５が設けられてる。制御部２５は、演算制御部であるＣＰＵ２６、記憶部であるメモリ２７などを有する。本実施例では、画像形成装置１００には、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを駆動する駆動源としてのドラム駆動モータ（第１のモータ）７１が設けられている。本実施例では、４個の感光ドラム１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、共通のドラム駆動モータ７１によって駆動されるが、それぞれ独立の駆動源によって駆動される構成とされていてもよい。また、本実施例では、画像形成装置１００には、ドラム駆動モータ７１とは独立して、中間転写ベルト８（より詳細には駆動ローラ９）を駆動する駆動源としてのベルト駆動モータ（第２のモータ）７２が設けられている。
【００２８】
制御部２５には、各駆動モータ７１、７２、各電源Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、露光装置３、色ずれ検知センサ３０、現像離接機構８１、１次転写離接機構８２などが接続されている。制御部２５には、給搬送装置１７、レジストローラ対１６、定着装置１８の駆動源（図示せず）などが接続されている。制御部２５は、ＣＰＵ２６が、メモリ２７に記憶されているプログラムやデータに従って制御を行うことによって、画像形成装置１００の各部を統括的に制御して、画像形成を実行させる。また、制御部２５は、画像形成に関する各種画像信号の制御、色ずれ検知センサ３０の検知結果に基づいた色ずれ補正制御、更には後述する感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の制御などを行う。
【００２９】
３．色ずれの発生要因
次に、色ずれの発生要因について説明する。まず、本実施例の画像形成装置１００における印刷動作について説明する。図４は、本実施例の画像形成装置１００において、３枚のＡ４用紙に３ページの連続印刷を行った際の、印刷動作中の各部の動作状態を示すダイアグラムである。より詳細には、各感光ドラム１、各現像ローラ４ａ及び中間転写ベルト８の駆動状態、１次転写ローラ５及び現像ローラ４ａの当接離間状態、各画像形成部Ｐにおける潜像の形成状態を示している。
【００３０】
画像形成装置１００がプリント信号を受信すると、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、現像ローラ４ａＹ、４ａＭ、４ａＣ、４ａＫ、及び中間転写ベルト８の回転が開始する。中間転写ベルト８は、ベルト駆動モータ７２によって、２１０ｍｍ／ｓの周速度で駆動される。また、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、ドラム駆動モータ７１によって、中間転写ベルト８の周速度に対して−３％の周速度差を有する２０３．７ｍｍ／ｓの周速度で駆動される。なお、ここでは、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差は、中間転写ベルト８の周速度を基準とし、中間転写ベルト８の周速度よりも感光ドラム１の周速度が遅い場合の周速度差を負の値（％）で示す。また、現像ローラ４ａＹ、４ａＭ、４ａＣ、４ａＫは、ギアを介してドラム駆動モータ７１に接続されており、２３１ｍｍ／ｓの周速度で駆動される。
【００３１】
次に、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが中間転写ベルト８を介して感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接する。その後、Ｙ用の画像形成部ＰＹにおいて、現像ローラ４ａＹが感光ドラム１Ｙに当接し、露光装置３Ｙによる潜像の形成が行われる。Ｙ用の現像ローラ４ａＹが感光ドラム１Ｙに当接した後、隣接する１次転写部Ｎ１Ｙ、Ｎ１Ｍ間の距離を中間転写ベルト８が移動する時間の後に、Ｍ用の現像ローラ４ａＭが感光ドラム１Ｍに当接し、Ｍ用の露光装置３Ｍによる潜像の形成が行われる。その後、同様に、Ｃ、Ｋの各色用の画像形成部ＰＣ、ＰＫにおいて、現像ローラ４ａＣ、４ａＫの感光ドラム１Ｃ、１Ｋへの当接、露光装置３による潜像の形成が行われる。上述のようにして感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された潜像は、それぞれ現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによって現像された後に、中間転写ベルト８上に逐次１次転写される。
【００３２】
なお、各色用の画像形成部Ｐにおける潜像の形成の開始位置は、キャリブレーション時に色ずれ検知センサ３０が検知した結果に基づいてＣＰＵ２６により補正され、色ずれの発生が抑制されている。
【００３３】
Ｙ用の画像形成部ＰＹにおいて、感光ドラム１Ｙへの３ページ分の潜像の形成が終了した後、所定の時間後に、現像ローラ４ａＹが感光ドラム１Ｙから離間する。Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいても同様に、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋへの潜像の形成が終了した後、所定の時間後に、現像ローラ４ａＭ、４ａＣ、４ａＫが感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから離間する。そして、Ｋ用の画像形成部ＰＫにおける現像ローラ４ａＫの感光ドラム１Ｋからの離間動作の終了後、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから離間する。その後、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、現像ローラ４ａＹ、４ａＭ、４ａＣ、４ａＫ、中間転写ベルト８の回転が停止し、画像形成動作が終了する。
【００３４】
次に、上述の印刷動作における、色ずれの発生タイミングについて説明する。図５は、転写材Ｓ上に形成したＹ画像とＫ画像との間の転写材Ｓの搬送方向の色ずれ量を測定した結果を示すグラフ図である。図５（ａ）は１枚目、図５（ｂ）は２枚目、図５（ｃ）は３枚目の色ずれ量を示す。なお、ここでは、印刷動作における１色目のＹと４色目のＫとの間の色ずれが最も顕著であるため、Ｙ画像とＫ画像との間の色ずれ量に注目して説明する。また、色ずれ量は、Ｙ画像を基準として、Ｋ画像が転写材Ｓの搬送方向の上流側にずれている場合を正の符号とした。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、１枚目においては、画像先端から、画像先端から１５０ｍｍの位置まで、Ｋ画像が搬送方向の下流側にずれている。このずれが発生し終わる位置は、図４で示した、Ｙ用の画像形成部ＰＹの１枚目の潜像の形成の中頃である。つまり、Ｋ用の画像形成部ＰＫにおいて、現像ローラ４ａＫが感光ドラム１Ｋに当接し、感光ドラム１Ｋ上に発生したかぶりトナーが１次転写部Ｎ１Ｋに到達するタイミングと一致している。
【００３６】
図５（ｂ）に示すように、２枚目においては、色ずれはほとんど発生していない。
【００３７】
図５（ｃ）に示すように、３枚目においては、１枚目とは逆に、画像先端から１５０ｍｍの位置から、画像後端まで、Ｋ画像が搬送方向の上流側にずれている。このずれが発生し始める位置は、図４で示した、Ｋ用の画像形成部ＰＫの３枚目の潜像の形成の中頃である。つまり、Ｙ用の画像形成部ＰＹにおいて、現像ローラ４ａＹが感光ドラム１Ｋから離間して、１次転写部Ｎ１Ｙからかぶりトナーが消失するタイミングと一致している。
【００３８】
１枚目、３枚目において上述のタイミングで色ずれが発生する原因、及び２枚目において色ずれが発生しない原因は、中間転写ベルト８の速度変動の有無である。つまり、前述のように、中間転写ベルト８は２１０ｍｍ／ｓの周速度で駆動されており、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは中間転写ベルト８の周速度に対して−３％の周速度差を有する２０３．７ｍｍ／ｓの周速度で駆動されている。そして、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周速度が中間転写ベルト８の周速度より遅い状態で、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが中間転写ベルト８を介して感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接する。そのため、中間転写ベルト８は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋによってブレーキをかけられる状態になり、中間転写ベルト８の周速度は若干遅くなり、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷は大きくなる。その後、現像ローラ４ａＹ、４ａＭ、４ａＣ、４ａＫが感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接すると、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上への潜像の形成の有無にかかわらず感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にかぶりトナーが付着する。そして、このかぶりトナーが中間転写ベルト８と感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間で潤滑作用をもたらし、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋによる中間転写ベルト８に対するブレーキ効果は小さくなる。その結果、中間転写ベルト８の周速度の遅れは解消され、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷は小さくなる。
【００３９】
図５（ａ）に示した１枚目においては、Ｙ画像の潜像の形成の開始時は、中間転写ベルト８の周速度の遅れが大きい状態である。その後、順次、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像ローラ４ａＭ、４ａＣ、４ａＫが感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに当接する過程で、中間転写ベルト周速度の遅れが解消される。そして、Ｋ用の画像形成部ＰＫにおいて、現像ローラ４ａＫが感光ドラム１Ｋに当接し、かぶりトナーが１次転写部Ｎ１Ｋに到達するタイミングで、色ずれが解消される。また、Ｙ画像は中間転写ベルト８の周速度が遅い状態で１次転写されるため、中間転写ベルト８上では画像が縮んだ状態になり、Ｋ画像に対してＹ画像が搬送方向の上流側にずれる（つまり、Ｋ画像はＹ画像に対して搬送方向の下流側にずれる。）。
【００４０】
図５（ｂ）に示した２枚目においては、中間転写ベルト８の周速度を変動させる要因が無いため、色ずれがほとんど発生していない。
【００４１】
図５（ｃ）に示した３枚目においては、Ｋ画像の潜像の形成の開始時は、中間転写ベルト８の周速度が正常の状態であるが、Ｙ用の現像ローラ４ａＹが感光ドラム１Ｙから離間すると、中間転写ベルト８に対する感光ドラム１Ｙのブレーキがかかり始める。その後、順次、Ｍ、Ｃ用の現像ローラ４ａＭ、４ａＣが感光ドラム１Ｍ、１Ｃから離間する過程で、中間転写ベルト８の周速度の遅れが大きくなっていく。Ｙ用の現像ローラ４ａＹが感光ドラム１Ｙから離間し、Ｙ用の１次転写部Ｎ１Ｙからかぶりトナーが消失する、画像先端から１５０ｍｍの位置以降、Ｋ画像は中間転写ベルト８の周速度が遅い状態で１次転写される。そのため、中間転写ベルト８上では画像が縮んだ状態になり、Ｙ画像に対してＫ画像が搬送方向の上流側にずれる。
【００４２】
４．色ずれ量の変化
上述のように、感光ドラム１と中間転写ベルト８との間に周速度差を設けると、画像形成動作中に中間転写ベルト８の駆動速度変動及び負荷変動が発生し、色ずれが発生することがある。そして、その色ずれ量は、感光ドラム１や中間転写ベルト８の繰り返し使用量に応じて変動することがある。
【００４３】
図６は、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差を０％、−１％、−３％とした各場合における、上述の３ページ連続印刷時のＹ画像とＫ画像との間の色ずれ量の最大値の経時変化を示すグラフ図である。図６の横軸は感光ドラム１や中間転写ベルト８の繰り返し使用量に対応する寿命（％）の値、縦軸は色ずれ量（μｍ）を示す。ここでは、画像形成装置１００の新品時を寿命０％として、新品時からの累積の画像形成枚数が所定の閾値に到達した時点を寿命１００％とする。この所定の閾値は、新品時からの画像形成枚数の増加による画像不良の発生を十分に抑制する観点から予め設定される。
【００４４】
周速度差が０％の場合は、寿命１００％になっても、最大４０μｍ程度の色ずれ量に抑えられており、視認上色ずれが認識できないレベルであった。また、周速度差が−１％、−３％の場合も、寿命の初期においては、最大１００μｍ程度の色ずれ量であり、視認上色ずれは許容できるレベルであった。一方、寿命１００％になると、周速度差−１％、−３％の場合にそれぞれ１７０μｍ、２３０μｍの色ずれが生じた。この色ずれ量は、６００ｄｐｉの画像形成装置１００においては、４ｄｏｔ、５．５ｄｏｔ分のずれに相当し、色ずれが視認できるレベルであった。寿命の初期の感光ドラム１の表層の層厚は１７μｍであるのに対して、寿命１００％の感光ドラム１の表層の層厚は１２μｍに減少していた。つまり、感光ドラム１の表層の膜厚が薄くなった結果、静電容量が増加し、中間転写ベルト８との静電吸着力が大きくなり、色ずれ量が増大したものと考えられる。
【００４５】
このように、感光ドラム１や中間転写ベルト８の繰り返し使用量の増加に伴い、色ずれが悪化する傾向がある。そのため、従来は、最も中間転写ベルト８の速度変動が大きい場合（感光ドラム１や中間転写ベルト８の寿命末期など）でも色ずれ量が許容できるレベルに収まるように、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差を小さく設定していた。その結果、転写効率の向上の観点では、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差を最適な設定にできていないことがあった。
【００４６】
５．色ずれ量の予測
本実施例では、画像形成動作中のベルト駆動モータ７２の駆動負荷の変動に基づいて色ずれ量を予測し、色ずれ量が許容範囲を超えないように感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差を制御する。より詳細には、本実施例では、ベルト駆動モータ７２に流れる電流を検出し、ＵＶＷ／αβ座標変換処理及びαβ／ｄｑ座標変換処理を行って取得したトルク成分電流であるｑ軸電流に基づいて、色ずれ量を予測する。そして、その結果に応じて、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値を変化させる。これにより、転写効率の向上と、色ずれの抑制と、を両立することを可能とする。
【００４７】
まず、本実施例におけるベルト駆動モータ７２の駆動回路構成について説明する。図７は、ベルト駆動モータ７２の駆動回路構成を示すブロック図である。ベルト駆動モータ７２は、ＤＣブラシレスモータであり、Ｙ結線されたコイル５５、５６、５７と、ロータ５８と、を有する。また、ベルト駆動モータ７２は、ロータ５８の位置検出手段としてホール素子５９、６０、６１を備えている。ホール素子５９、６０、６１は、磁束を検出することにより半導体片の両端に電圧が表れる素子であり、ロータ５８による磁束変化を検出することで、ロータ５８の位置を検出することが可能である。ホール素子５９、６０、６１の出力は、アンプ６２で増幅され、モータ駆動制御回路４２に「位置情報」として入力される。
【００４８】
画像形成装置１００は、ベルト駆動モータ７２を駆動する駆動制御部としてのモータ駆動回路部４１を有する。モータ駆動回路部４１は、モータ駆動制御回路４２と、ハイ側トランジスタ４３、４４、４５と、ロー側トランジスタ４６、４７、４８と、ダイオード４９、５０、５１、５２、５３、５４と、を備えている。トランジスタ４３〜４８は、それぞれがコイルの両端であるＵ、Ｖ、Ｗに接続されており、モータ駆動制御回路４２から出力される相切り替え信号に従ってＯＮ／ＯＦＦ制御し、順次励磁する相を切り替えてロータ５８を回転させる。
【００４９】
電流検出手段としての電流検出器６３、６４、６５は、それぞれモータ駆動回路部４１からベルト駆動モータ７２に供給される電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを計測する。電流検出器６３、６４、６５によって検出された出力電流（駆動電流）は、ＵＶＷ／αβ座標変換部６６、及びαβ／ｄｑ座標変換部６７で、回転座標系上の二相電流（ベクトルとして表される）に変換される。
【００５０】
ＵＶＷ／αβ座標変換とは、電流検出器６３、６４、６５によって検出された、Ｕ、Ｖ、Ｗの３軸（電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）で表された座標を、α、βの２軸（電流Ｉα、Ｉβ）に変換する処理である。また、αβ／ｄｑ座標変換とは、α、βの２軸で表された座標を、ロータ５８が作る磁束の方向であるｄ軸、及びこのｄ軸に直交するｑ軸によって定義される、仮想回転座標であるｄ、ｑ座標系に座標変換する処理である。このような座標変換を行うことによって、磁束を示す電流である、ｄ軸電流（ここでは単に「Ｉｄ」ともいう。）と、トルクを示す電流であるｑ軸電流（ここでは単に「Ｉｑ」ともいう。）と、を取得することができる。取得されたＩｄ及びＩｑは、モータ駆動制御回路４２に「電流値情報」として入力される。この「電流値情報」は、ＣＰＵ２６に上述の「位置情報」と共に入力される。そして、これらの情報に基づいてＣＰＵ２６からモータ駆動制御回路４２に「駆動信号」が送られることによって、ベルト駆動モータ７２の回転が制御される。
【００５１】
本実施例では、電流検出器６３、６４、６５の検出結果に基づいて取得されるＩｑの変化を検出することによって、ベルト駆動モータ７２の回転トルクの変動を検出する。本実施例では、電流検出手段としての電流検出器６３、６４、６５と、ベクトル演算手段を構成するＵＶＷ／αβ座標変換部６６及びαβ／ｄｑ座標変換部６７と、によってトルク検出手段が構成される。このトルク検出手段は、ベルト駆動モータ７２の回転トルク、すなわち、中間転写ベルト８の駆動トルクに関する情報を検出する。
【００５２】
次に、本実施例の画像形成装置１００における、印刷動作中のＩｑの挙動について説明する。図８は、本実施例の画像形成装置１００において、３枚のＡ４用紙に３ページの連続印刷を行った際の、印刷動作中のＩｑの挙動を示すグラフ図である。より詳細には、同図は、該印刷動作中のＩｑ情報を、ＣＰＵ２６からＤＡコンバータを介して電圧値として読み出した値の、中間転写ベルト８が回転し始めたタイミングを原点とした経時変化を示している。なお、該印刷動作中の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと中間転写ベルト８との周速度差は−３％とした。
【００５３】
図８に示すように、中間転写ベルト８が回転を始めた後、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが中間転写ベルト８を介して感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに当接すると、Ｉｑが上昇する。その後、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて現像ローラ４ａが感光ドラム１に順次当接し、かぶりトナーが１次転写部Ｎ１に供給されることでＩｑは下がり、安定した値を示すようになる。次に、画像形成の終盤で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいて現像ローラ４ａが感光ドラム１から順次離間する過程では、かぶりトナーが１次転写部Ｎ１から消失することによりＩｑが上昇する。その後、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから離間すると、Ｉｑが下がる。
【００５４】
このように、Ｉｑの変化によって、前述したベルト駆動モータ７２の駆動負荷の変動をとらえることができている。つまり、前述のように、感光ドラム１の周速度が中間転写ベルト８の周速度より遅い状態で１次転写ローラ５が中間転写ベルト８を介して感光ドラム１に当接すると、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷が増大する。その後、現像ローラ４ａを感光ドラム１に当接させることで生じるかぶりトナーによる潤滑作用で、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷が減少する。その後、現像ローラ４ａを感光ドラム１から離間させることによりかぶりトナーによる潤滑作用が無くなり、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷が増大する。また、１次転写ローラ５や現像ローラ４ａの当接離間時には、１０ｍｓオーダーの高速なＩｑの変化をとらえることができており、該当接離間による瞬間的なベルト駆動モータ７２の駆動負荷の変動をとらえることができている。そのため、応答性の観点で、本実施例のようなＩｑの変化を検出する構成は、ベルト駆動モータ７２の回転トルク、すなわち、中間転写ベルト８の駆動トルクの変動量の検出手段に適している。
【００５５】
次に、本実施例におけるＩｑを用いた色ずれ量の予測について説明する。図９（ａ）は、色ずれ量の予測に用いることが可能なＩｑの変化を取得するタイミングを説明するためのグラフ図である。同図に示すＩｑの挙動は、図８に示したものと実質的に同じである。図９（ｂ）は、画像形成動作中の瞬間的なＩｑの変化が最も大きい図９（ａ）中のタイミングＴ１におけるＩｑの変化と、寿命（％）と、の関係を、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値ごとに示すグラフ図である。なお、タイミングＴ１は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが離間するタイミングである。図９（ｂ）から、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差（絶対値）が大きいほど、また寿命（％）の値が大きいほど（感光ドラム１や中間転写ベルト８の繰り返し使用量が増加するほど）、Ｉｑの変化が大きいことがわかる。
【００５６】
また、図９（ｃ）は、３ページ連続印刷時のＹ画像とＫ画像との間の色ずれ量の最大値（図６）と、タイミングＴ１におけるＩｑの変化（図９（ｂ））と、の関係を示すグラフ図である。図９（ｃ）に示すように、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値、寿命（％）にかかわらず、Ｉｑの変化と色ずれ量とには相関関係がある。
【００５７】
このように、上記タイミングＴ１、すなわち、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからの１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの離間時のＩｑの変化と色ずれ量とには相関関係がある。したがって、所定のタイミングとして、上記タイミングＴ１におけるＩｑの変化を検出することで、色ずれ量を予測することができる。
【００５８】
６．本実施例の制御の手順
次に、本実施例における感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の制御の手順について説明する。図１０は、本実施例における画像形成中のＩｑの変化に応じて感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値を変更する制御の手順を示すフローチャート図である。
【００５９】
ＣＰＵ２６は、プリント信号（ジョブの開始信号）を受信すると（Ｓ１０１）、メモリ２７から現在の周速度差の設定値を読み込んだ後（Ｓ１０２）、画像形成動作を開始させる（Ｓ１０３）。なお、ジョブとは、一の開始指示により開始される単一又は複数の転写材Ｓに画像を形成して出力する一連の動作である。また、本実施例では、周速度差の設定値は、寿命０％（画像形成装置１００が新品）の場合には、−３％である。次に、ＣＰＵ２６は、画像形成動作中に、前述のタイミングＴ１、すなわち、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからの１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの離間時のＩｑの変化に関する情報を取得する（Ｓ１０４）。そして、ＣＰＵ２６は、取得したＩｑの変化が所定の閾値としての１．５（Ｖ）未満か否かを判断する（Ｓ１０５）。
【００６０】
ＣＰＵ２６は、Ｓ１０５でＩｑの変化が１．５（Ｖ）未満であると判断した場合は、現在の周速度差を維持するべく、Ｓ１０２で読み込んだ現在の周速度差の設定値をメモリ２７に記憶させる（Ｓ１０６）。図９（ｃ）に示すように、Ｉｑの変化が１．５（Ｖ）未満の場合は、色ずれ量は１５０μｍ未満であり、色ずれは視認できないレベルであると判断できるからである。一方、ＣＰＵ２６は、Ｓ１０５でＩｑの変化が１．５（Ｖ）未満ではない（つまり、１．５（Ｖ）以上である）と判断した場合は、現在の周速度差の設定値がすでに０％である場合を除いて、周速度差（絶対値）を減らしていく。図９（ｃ）に示すように、Ｉｑの変化が１．５（Ｖ）以上の場合は、色ずれ量が１５０μｍ以上となり、色ずれが視認できるレベルであると判断できるからである。つまり、ＣＰＵ２６は、Ｓ１０５でＩｑが１．５（Ｖ）未満ではない（つまり、１．５（Ｖ）以上である）と判断した場合は、Ｓ１０２で読み込んだ現在の周速度差の設定値が０％であるか否かを判断する（Ｓ１０７）。そして、ＣＰＵ２６は、Ｓ１０７で現在の周速度差の設定値が０％であると判断した場合は、周速度差０％を維持するべく、その周速度差の設定値をメモリ２７に記憶させる（Ｓ１０８）。一方、ＣＰＵ２６は、Ｓ１０７で現在の周速度差の設定値が０％ではないと判断した場合は、周速度差の設定値（絶対値）を０．５％減らして（すなわち、現在の周速度差の設定値に＋０．５％した新たな設定値を求めて）、メモリ２７に記憶させる（Ｓ１０９）。
【００６１】
ＣＰＵ２６は、Ｓ１０６、Ｓ１０８、又はＳ１０９で周速度差の設定値をメモリ２７に記憶させた後、当該ジョブを終了させる。すなわち、本実施例では、Ｉｑの変化が１．５（Ｖ）以上の場合は、当該ジョブではなく、次のジョブから、周速度差の設定値を変更する。例を挙げると、周速度差の設定値を−３％としてジョブを実行してＩｑの変化が１．５％以上であった場合は、次のジョブは周速度差の設定値を−２．５％として実行する。そして、そのジョブにおけるＩｑの変化が１．５％未満であれば、更に次のジョブも−２．５％の周速度差で実行する。
【００６２】
７．効果
次に、本実施例の効果を比較例と対比して更に説明する。比較例では、寿命の初期から末期まで、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値を固定した（比較例１では−３％、比較例２では−０．５％）。比較例の画像形成装置の構成及び動作は、上記の点を除いて実質的に本実施例の画像形成装置と同じである。ここでは、画像形成装置１００の使用量の増加に伴う色ずれ量及び転写性の変化を、本実施例と比較例とで比較した。
【００６３】
具体的には、温度２３℃、湿度５０％の温湿度条件で、転写材ＳとしてＡ４サイズのＧＦ−Ｃ０８１（Ｃａｎｏｎ社製）を使用して、画像形成を行った。転写性は、１次転写後の感光ドラム１上の１次転写残トナーの濃度を、反射濃度計ＲＤ９１８（Ｍａｃｂｅｔｈ社製）を用いて測定して評価した。転写性の評価基準は、濃度０．０８未満を○（良好）、０．０８〜０．１６を△（やや不良：実用上問題となることがある）、０．１６以上を×（不良）とした。また、色ずれ量の判断基準は、１３０μｍ未満を○（良好）、１３０〜１６０μｍを△（やや不良：実用上問題となることがある）、１６０μｍ以上を×（不良）とした。結果を図１３（ａ）の表に示す。
【００６４】
図１３（ａ）の表に示すように、本実施例によれば、転写性の向上と色ずれの抑制との両立を、比較例よりも高いレベルで達成することができる。
【００６５】
なお、本実施例では、寿命の終盤における転写性に有利な構成を採用することによって、転写性の向上と色ずれの抑制との両立を図っている。具体的には、本実施例では、寿命の終盤にトナーの電荷が低下することを抑制するために、トナーに対して電荷を付与しやすい構成を採用している。そのため、寿命の初期においてはトナーの電荷がやや過剰であり、比較例２のように周速度差の設定値（絶対値）が比較的小さい場合は、寿命の初期から寿命の中盤までの転写性が低下しやすい。しかし、本実施例のように、適切な周速度差を選択することで、転写性の向上と色ずれの抑制とを両立することができる。すなわち、本実施例によれば、寿命の初期において転写性が低下しやすい構成であっても、寿命期間を通して転写性の向上と色ずれの抑制との両立を図ることができる。
【００６６】
また、本実施例では、Ｉｑの変化が最も大きいタイミングである、感光ドラム１からの１次転写ローラ５の離間時のＩｑの変化（図９（ａ）中のタイミングＴ１）に基づいて色ずれ量を予測する構成とした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｉｑの変化を十分な精度で検出することができれば、任意のタイミングにおけるＩｑの変化に基づいて色ずれ量を予測することができる。例えば、感光ドラム１への１次転写ローラ５の当接時のＩｑの変化に基づいて色ずれ量を予測することもできる。具体的には、図９（ａ）中のタイミングＴ２におけるＩｑの変化に基づいて色ずれ量を予測することができる。この場合も、図９（ｃ）と同様のＩｑの変化と色ずれ量との関係を取得し、図１０のＳ１０５にて用いるＩｑの変化の所定の閾値を求めておくことで、本実施例と同様の制御を行って本実施例と同様の効果を得ることができる。また、感光ドラム１に対する１次転写ローラ５の当接離間時のＩｑの変化だけでなく、感光ドラム１に対する現像ローラ４ａの当接離間時のＩｑの変化に基づいて色ずれ量を予測することもできる。具体的には、図９（ａ）中の現像ローラ４ａの当接時又は離間時の階段状のＩｑの変化（タイミングＴ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８）や、当接離間前後（タイミングＴ９、Ｔ１０）のＩｑの変化に基づいて色ずれ量を予測することができる。この場合も、図９（ｃ）と同様のＩｑの変化と色ずれ量との関係を取得し、図１０のＳ１０５にて用いるＩｑの変化の所定の閾値を求めておくことで、本実施例と同様の制御を行って本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、本実施例では、感光ドラム１に対して１次転写ローラ５を当接離間させることにより中間転写ベルト８を感光ドラム１に対して当接離間させる構成とした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、感光ドラム１に対して中間転写ベルト８を当接離間させることが可能な構成であれば、本実施例と同様の制御を行って本実施例と同様の効果を得ることができる。例えば、１次転写ローラ５を有さない構成において、当接離間手段として中間転写ベルト８の内周面側に可動式のシャフトを１つ以上配置し、これにより中間転写ベルト８を押し上げて張架することで感光ドラム１に当接させるような構成が挙げられる。このような構成においても、感光ドラム１に対する中間転写ベルト８の当接離間時には本実施例の構成と同様に負荷変動に伴うＩｑの変化が生じるため、本実施例と同様にして色ずれ量を予測することができる。
【００６８】
また、本実施例では、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷の変動の検出結果に基づいて、複数の感光ドラム１の全てに関して中間転写ベルト８との間の周速度差を変更したが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の感光ドラム１のうち少なくとも１つの感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差を変更すれば、１次転写ローラ５や現像ローラ４ａの当接離間による中間転写ベルト８の速度変動を相応に抑制できるので、相応の効果を得ることができる。
【００６９】
このように、本実施例の画像形成装置１００は、第２のモータ７２の駆動負荷に関する情報を検出する検出手段を有する。本実施例では、第２のモータ７２は、複数相のコイル５５、５６、５７、と、該コイルに電流が流れることで回転する回転子５８と、該コイルに電流を流して回転子を回転駆動する駆動制御部４１と、を有する。また、本実施例では、上記検出手段は、コイルに流れる電流を検出する電流検出手段６３、６４、６５を有する。また、本実施例では、上記検出手段は、該電流に基づいてＵＶＷ／αβ座標変換処理及びαβ／ｄｑ座標変換処理を行い、励磁成分電流であるｄ軸電流と、トルク成分電流であるｑ軸電流と、を求めるベクトル演算手段６６、６７を有する。この検出手段は、ｑ軸電流に基づいて第２のモータ７２の駆動負荷に関する情報を検出する。
【００７０】
また、本実施例では、画像形成装置１００は、像担持体１と中間転写体８との間の周速度差を制御する制御手段２５を有する。そして、本実施例では、制御手段２５は、上記検出手段の検出結果に基づいて取得した第２のモータ７２の駆動負荷の変動量に関する情報に基づいて、像担持体１と中間転写体８との周速度差を変更する制御を行う。本実施例では、制御手段２５は、上記変動量が所定の閾値以上の場合に、上記周速度差を小さくするように、上記周速度差を変更する制御を行う。また、本実施例では、制御手段２５は、一の開始指示により開始される単一又は複数の転写材に画像を形成して出力する一連の動作であるジョブを実行した際に所定のタイミングで上記変動量に関する情報を取得する。そして、制御手段２５は、該ジョブの後に実行するジョブにおける上記周速度差を変更する制御を行う。なお、本実施例では、上記変動量に関する情報を取得したジョブの直後のジョブから、取得した情報に基づいて周速度差を変更したが、これに限定されるもではなく、所望により所定数だけ後のジョブから周速度差を変更してもよい。
【００７１】
また、本実施例では、画像形成装置１００は、像担持体１にトナーを供給する際の第１の状態と供給しない際の第２の状態とに状態変化可能であり、第１の状態で像担持体１にトナーを供給してトナー像を形成することが可能な現像部材４ａを有する。この場合、制御手段２５は、現像剤部材４ａが第２の状態から第１の状態、又は第１の状態から第２の状態とされることによる第２のモータ７２の駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、上記変動量に関する情報を取得することができる。なお、上記タイミングは、複数の現像部材４ａのうち少なくとも１つの現像部材が第２の状態から第１の状態、又は第１の状態から第２の状態とされることによる上記変動を検出可能なタイミングであってよい。典型的には、第１の状態は現像剤部材４ａが像担持体１に当接した状態であり、第２の状態は現像部材４ａが対応する像担持体１から離間した状態である。ただし、これに限定されるものではなく、現像剤部材４ａが像担持体１に接触しない構成では、第１の状態は現像部材４ａと対応する像担持体１との距離が相対的に近い状態であり、第２の状態は該距離が相対的に遠い状態であってよい。あるいは、第１の状態と第２の状態とは、現像部材４ａに印加される電圧が互いに異なる状態（例えば、第１の状態では負極性の直流成分を含む現像電圧を印加し、第２の状態ではそれを印加しないなど。）であってもよい。
【００７２】
また、本実施例では、画像形成装置１００は、中間転写体８を介して像担持体１に対して離接可能であり、像担持体１に当接した状態で像担持体１から中間転写体８にトナー像を転写させることが可能な転写部材５を有する。この場合、制御手段２５は、転写部材５が像担持体１に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる第２のモータ７２の駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、上記変動量に関する情報を取得できる。なお、上記タイミングは、複数の転写部材５のうち少なくとも１つの転写部材が対応する像担持体１に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる上記変動を検出可能なタイミングであってよい。
【００７３】
また、画像形成装置１００は、中間転写体８を像担持体１に対して当接した状態又は離間した状態にする当接離間手段（上述のシャフトなど）を有していてもよい。この場合、制御手段２５は、中間転写体８が像担持体１に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる第２のモータ７２の駆動負荷の変動を検出可能なタイミングで、上記変動量に関する情報を取得できる。なお、上記タイミングは、当接離間手段によって中間転写体８が複数の像担持体１のうち少なくとも１つの像担持体に対して離間した状態から当接した状態、又は当接した状態から離間した状態とされることによる上記変動を検出可能なタイミングであってよい。
【００７４】
以上説明したように、本実施例では、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷の変動に基づいて色ずれ量を予測する。これにより、寿命期間を通して、適切な感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差設定を選択することができ、転写性の向上と色ずれの抑制とを両立することができる。つまり、本実施例によれば、画像形成動作中の中間転写ベルト８の駆動トルクの変動を検出することで、色ずれを抑制することが可能な周速度差を選択することができ、転写効率の向上と、色ずれの抑制と、を両立することが可能となる。
【００７５】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００７６】
実施例１では、感光ドラム１の周速度を中間転写ベルト８の周速度よりも遅くすることで、感光ドラム１と中間転写ベルト８との間に周速度差を設けた。これに対し、本実施例では、感光ドラム１の周速度を中間転写ベルト８の周速度よりも速くすることで、感光ドラム１と中間転写ベルト８との間に周速度差を設ける。
【００７７】
図１１（ａ）は、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差を＋３％として、３枚のＡ４用紙に３ページの連続印刷を行った際のＩｑの挙動を示す、実施例１における図８と同様のグラフ図である。図１１（ａ）に示す本実施例におけるＩｑの挙動の場合は、感光ドラム１に対する１次転写ローラ５の当接離間時のＩｑの変化が、図８に示す実施例１におけるＩｑの挙動の場合とは逆になっている。
【００７８】
つまり、本実施例では、感光ドラム１の周速度が中間転写ベルト８の周速度より速い状態で、１次転写ローラ５が中間転写ベルト８を介して感光ドラム１に当接すると、中間転写ベルト８は感光ドラム１によって引っ張られる状態になる。これにより、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷が小さくなる。その後、現像ローラ４ａを感光ドラム１に当接させることで生じるかぶりトナーによる潤滑作用で、感光ドラム１と中間転写ベルト８との間の摩擦係数が小さくなると、感光ドラム１により引っ張られる状態が解消される。これにより、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷は増大する。その後、現像ローラ４ａを感光ドラム１から離間させることによりかぶりトナーによる潤滑作用が無くなり、再度中間転写ベルト８が感光ドラムにより引っ張られる状態となる。これにより、ベルト駆動モータ７２の駆動負荷が減少する。図１１（ａ）に示すように、Ｉｑの変化によって、このようなベルト駆動モータ７２の駆動負荷の変動をとらえることができている。
【００７９】
図１１（ｂ）は、３ページ連続印刷時のＹ画像とＫ画像との間の色ずれ量の最大値と、感光ドラム１から１次転写ローラ５が離間するタイミングにおけるＩｑの変化と、の関係を示すグラフ図である。図１１（ｂ）に示すように、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値、寿命（％）にかかわらず、Ｉｑの変化と色ずれ量とには相関関係がある。
【００８０】
このように、感光ドラム１の周速度が中間転写ベルト８の周速度よりも速い構成においても、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからの１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの離間時のＩｑの変化と色ずれ量とには相関関係がある。したがって、所定のタイミングとして、この感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋからの１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの離間時におけるＩｑの変化を検出することで、色ずれ量を予測することができる。
【００８１】
図１２は、本実施例における画像形成中のＩｑの変化に応じて感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値を変更する制御の手順を示すフローチャート図である。図１２のＳ２０１〜Ｓ２０９の手順は、それぞれ実施例１における図１０のＳ１０１〜Ｓ１０９の手順と同様である。ただし、本実施例ではＳ２０２における寿命０％（画像形成装置１００が新品）の場合の周速度差の設定値が＋３％である。また、本実施例では、Ｓ２０９において、周速度差の設定値（絶対値）を０．５％減らすために、現在の周速度差の設定値に−０．５％した新たな設定値を求める。
【００８２】
次に、本実施例の効果を比較例と対比して更に説明する。比較例では、寿命の初期から末期まで、感光ドラム１と中間転写ベルト８との周速度差の設定値を固定した（比較例３では＋３％、比較例４では＋０．５％）。比較例の画像形成装置の構成及び動作は、上記の点を除いて実質的に本実施例の画像形成装置と同じである。評価方法、評価基準は実施例１に関して説明したものと同じである。結果を図１３（ｂ）の表に示す。
【００８３】
図１３（ｂ）の表に示すように、本実施例によれば、転写性の向上と色ずれの抑制との両立を、比較例よりも高いレベルで達成することができる。
【００８４】
なお、感光ドラム１の周速度が中間転写ベルト８の周速度よりも速い構成においても、実施例１で説明したのと同様に、１次転写ローラ５の離間時のＩｑの変化に限らず、１次転写ローラ５の当接時のＩｑの変化に基づいて色ずれ量を予測することもできる。また、感光ドラム１の周速度が中間転写ベルト８の周速度よりも速い構成においても、実施例１で説明したのと同様に、１次転写ローラ５の当接離間時のＩｑの変化に限らず、現像ローラ４ａの当接離間時のＩｑの変化に基づいて色ずれ量を予測することもできる。
【００８５】
以上説明したように、本実施例によれば、感光ドラム１の周速度が中間転写ベルト８の周速度よりも速い構成においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００８７】
上述の実施例では、ジョブを実行した際の所定のタイミングでベルト駆動モータの駆動負荷の変動を検出したが、ジョブとは別に該変動を検出するための試験動作を実行してもよい。上述の実施例の説明から理解されるように、該試験動作では、例えば、１次転写ローラや現像ローラの当接離間を実行し、ベルト駆動モータの駆動負荷の変動を検出すればよい。該試験動作は、例えば、像担持体や中間転写体の繰り返し使用量と相関する指標値が所定の閾値に達するごとなどの所定の頻度で実行したり、あるいはユーザやサービス担当者などの操作者による指示に応じて実行したりすることができる。
【００８８】
また、上述の実施例では、像担持体や中間転写体の繰り返し使用量と相関する指標値として、画像形成装置の新品時からの画像形成枚数を例として説明したがこれに限定されるものではない。像担持体、中間転写体の繰り返し使用量と相関する指標値は、それぞれの回転回数、回転時間などであってもよい。また、例えば、像担持体や中間転写体が画像形成装置の装置本体に対して交換可能な構成では、像担持体又は中間転写体の少なくとも一方が交換された場合に、周速度差の設定値が初期値（例えば−３％）にリセットされる構成とされていてもよい。
【００８９】
また、上述の実施例では、像担持体の周速度を変更して像担持体と中間転写体との周速度差を変更したが、中間転写体の周速度を変更して該周速度差を変更してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１                  感光ドラム
４                  現像装置
４ａ                現像ローラ
５                  １次転写ローラ
８                  中間転写ベルト
７１                ドラム駆動モータ
７２                ベルト駆動モータ
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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