(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される複数の像担持体を有する画像形成手段によってそれぞれ異なるトナー像を形成し、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、前記複数の像担持体と当接して回転駆動される無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上に直接転写することにより画像の形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体のうち１つを駆動する第一の駆動源と残りの像担持体を駆動する第二の駆動源とを有し、前記複数の像担持体の角速度変動の位相を、前記無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上の転写位置で合わせる画像形成装置において、
前記無端状担持体上に形成される前記像担持体の回転変動検出用パターンを形成する手段と、前記無端状担持体上に形成された前記回転変動検出用パターンを検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段からの検出データに基づき前記像担持体の周期的な回転変動に関するパターン間隔の変動成分の位相値を求める演算手段と、該演算手段による演算結果に基づき前記複数の像担持体の回転停止位相を前記第一の駆動源と前記第二の駆動源とにおける動作タイミングにより調整する調整手段とを備え、前記複数の像担持体として、それぞれ異なるトナー像を形成する４つの像担持体を具備し、該４つの像担持体における第一の像担持体を駆動する前記第一の駆動源は出力軸より第一の回転駆動部材と係合し、該第一の回転駆動部材の中心は前記第一の像担持体の中心であり、他の第二〜第四の像担持体を駆動する前記第二の駆動源は出力軸より２方向に第二の回転駆動部材および第三の回転駆動部材に駆動分岐し、前記第二の回転駆動部材および前記第三の回転駆動部材の中心は前記第二の像担持体および前記第三の像担持体の中心であり、さらに前記第三の回転駆動部材に係合する第四の回転駆動部材と、前記第四の回転駆動部材に係合する第五の回転駆動部材とを備え、該第五の回転駆動部材の中心は前記第四の像担持体の中心であり、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体の角速度変動の位相を、前記第一の駆動源と前記第二の駆動源の動作タイミングにより調整し、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体間との色ずれ量ａと、前記第一の像担持体と前記第三の像担持体間の色ずれ量ｂと、前記第一の像担持体と前記第四の像担持体間の色ずれ量ｃとを演算し、前記ａ〜ｃの最大値が最小となる位相状態に前記第一の駆動源と前記第二の駆動源との動作タイミングにより調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転駆動される複数の像担持体を有する画像形成手段によってそれぞれ異なるトナー像を形成し、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、前記複数の像担持体と当接して回転駆動される無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上に直接転写することにより画像の形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体のうち１つを駆動する第一の駆動源と残りの像担持体を駆動する第二の駆動源とを有し、前記複数の像担持体の角速度変動の位相を、前記無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上の転写位置で合わせる画像形成装置において、
前記無端状担持体上に形成される前記像担持体の回転変動検出用パターンを形成する手段と、前記無端状担持体上に形成された前記回転変動検出用パターンを検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段からの検出データに基づき前記像担持体の周期的な回転変動に関するパターン間隔の変動成分の位相値を求める演算手段と、該演算手段による演算結果に基づき前記複数の像担持体の回転停止位相を前記第一の駆動源と前記第二の駆動源とにおける動作タイミングにより調整する調整手段とを備え、前記複数の像担持体として、それぞれ異なるトナー像を形成する４つの像担持体を具備し、該４つの像担持体における第一の像担持体を駆動する前記第一の駆動源は出力軸より第一の回転駆動部材と係合し、該第一の回転駆動部材の中心は前記第一の像担持体の中心であり、他の第二〜第四の像担持体を駆動する前記第二の駆動源は出力軸より２方向に第二の回転駆動部材および第三の回転駆動部材に駆動分岐し、前記第二の回転駆動部材および前記第三の回転駆動部材の中心は前記第二の像担持体および前記第三の像担持体の中心であり、さらに前記第三の回転駆動部材に係合する第四の回転駆動部材と、前記第四の回転駆動部材に係合する第五の回転駆動部材とを備え、該第五の回転駆動部材の中心は前記第四の像担持体の中心であり、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体の角速度変動の位相を、前記第一の駆動源と前記第二の駆動源の動作タイミングにより調整し、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体間との色ずれ量ａと、前記第一の像担持体と前記第三の像担持体間の色ずれ量ｂとを演算し、前記ａとｂの最大値が最小となる位相状態に前記第一の駆動源と前記第二の駆動源との動作タイミングにより調整し、前記第四の像担持体によるトナー像の色はイエローであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
回転駆動される複数の像担持体を有する画像形成手段によってそれぞれ異なるトナー像を形成し、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、前記複数の像担持体と当接して回転駆動される無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上に直接転写することにより画像の形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体のうち１つを駆動する第一の駆動源と残りの像担持体を駆動する第二の駆動源とを有し、前記複数の像担持体の角速度変動の位相を、前記無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上の転写位置で合わせる画像形成装置において、
前記無端状担持体上に形成される前記像担持体の回転変動検出用パターンを形成する手段と、前記無端状担持体上に形成された前記回転変動検出用パターンを検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段からの検出データに基づき前記像担持体の周期的な回転変動に関するパターン間隔の変動成分の位相値を求める演算手段と、該演算手段による演算結果に基づき前記複数の像担持体の回転停止位相を前記第一の駆動源と前記第二の駆動源とにおける動作タイミングにより調整する調整手段とを備え、前記複数の像担持体として、それぞれ異なるトナー像を形成する４つの像担持体を具備し、該４つの像担持体における第一の像担持体を駆動する前記第一の駆動源は出力軸より第一の回転駆動部材と係合し、該第一の回転駆動部材の中心は前記第一の像担持体の中心であり、他の第二〜第四の像担持体を駆動する前記第二の駆動源は出力軸より２方向に第二の回転駆動部材および第三の回転駆動部材に駆動分岐し、前記第二の回転駆動部材および前記第三の回転駆動部材の中心は前記第二の像担持体および前記第三の像担持体の中心であり、さらに前記第三の回転駆動部材に係合する第四の回転駆動部材と、前記第四の回転駆動部材に係合する第五の回転駆動部材とを備え、該第五の回転駆動部材の中心は前記第四の像担持体の中心であり、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体の角速度変動の位相を、前記第一の駆動源と前記第二の駆動源の動作タイミングにより調整し、前記第一の像担持体の角速度変動の位相を、前記第二〜第四の像担持体において角速度変動の振幅が最大となる像担持体に合わせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第一の像担持体と前記第二の像担持体の角速度変動の位相を、前記第一の駆動源と前記第二の駆動源の動作タイミングで調整した後、前記第三の像担持体と前記第四の像担持体の位相ずれ量を演算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第三の像担持体と第四の像担持体の位相ずれ量の演算結果を、画像形成装置本体に表示する表示手段を備えた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】
前記複数の像担持体をカートリッジケースに回転駆動可能に支持したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか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、複数の回転する像担持体によって形成される色の異なる複数の画像を、転写材あるいは無端状担持体上に転写して画像を形成する画像形成装置、特に、像担持体の回転変動に起因して発生する色ずれや位置ずれを低減するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のタンデム型のカラー複写機やカラープリンターの画像形成装置のように、複数の感光体ドラム（像担持体）によって形成される色の異なる複数の画像を、転写ベルトや転写ベルト上の転写材（用紙）、あるいは中間転写体上に転写してカラー画像を形成する画像形成装置において、各感光体ドラムで形成される色の異なる複数の画像において、色ずれ、あるいは各色の画像の位置ずれが生じることがある。
【０００３】
色ずれには、定常的（ＤＣ的）に発生する色ずれ成分と、感光体ドラムや転写ベルト駆動ローラなどの回転体の回転周期によって変動する変動成分（ＡＣ成分）によるものがある。
【０００４】
感光体ドラムの回転周期で発生する変動成分は、感光体ドラム軸に設置された駆動伝達系の伝達誤差（歯車偏心，歯累積ピッチ誤差による伝達誤差）や、感光体ドラムを駆動伝達系から着脱可能にするために設けられた連結部材であるカップリングによる伝達誤差（軸傾き，軸心ずれによる）が主な要因である。
【０００５】
タンデム型の画像形成装置では、転写ベルトの一定区間（各感光体ドラムの１周分の転写領域）において各画像形成ユニットの位置ずれ（所望の転写位置からのずれ）変動成分の振幅や位相が、各感光体ドラムにおいてばらばらになっており、これが画質劣化の原因となっている。
【０００６】
任意の１色を基準とした相対位置ずれ、すなわち、色ずれ変動成分をみると、例えば、ブラックとイエローの２色間で、位置ずれ変動成分の位相が一致していると、色ずれ変動は位置ずれ変動成分が打消し合うように小さくなり、逆に、位置ずれ変動成分の位相が１８０°ずれていると、色ずれ変動は最も大きくなる。
【０００７】
前記位相の変化に対処するため、特許文献１では、画像形成装置の構成部材を組立工程時に位相を合わせて組み付けるようにし、色ずれや色相変化の発生を低減することが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２６４５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、組立工程時に位相を合わせて構成部材を組み付けているが、その後、装置本体側のジョイントと感光体ドラム（像担持体）側のジョイントの嵌合が変化することがある。例えば、感光体ドラムの交換時における嵌合状態の変化により、位相の変化が生じてしまうことがあり、これには対応することができない。
【０００９】
各感光体ドラムに、それぞれモータおよびセンサを搭載して、位相制御を行うようにする構成も考えられるが、装置全体としてコスト高となるという課題がある。
【００１０】
本発明は、前記従来の技術の課題に鑑み、簡素な構成で複数の像担持体における角速度変動の位相を制御することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、回転駆動される複数の像担持体を有する画像形成手段によってそれぞれ異なるトナー像を形成し、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、前記複数の像担持体と当接して回転駆動される無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上に直接転写することにより画像の形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体のうち１つを駆動する第一の駆動源と残りの像担持体を駆動する第二の駆動源とを有し、前記複数の像担持体の角速度変動の位相を、前記無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上の転写位置で合わせる画像形成装置において、前記無端状担持体上に形成される前記像担持体の回転変動検出用パターンを形成する手段と、前記無端状担持体上に形成された前記回転変動検出用パターンを検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段からの検出データに基づき前記像担持体の周期的な回転変動に関するパターン間隔の変動成分の位相値を求める演算手段と、該演算手段による演算結果に基づき前記複数の像担持体の回転停止位相を前記第一の駆動源と前記第二の駆動源とにおける動作タイミングにより調整する調整手段とを備え、前記複数の像担持体として、それぞれ異なるトナー像を形成する４つの像担持体を具備し、該４つの像担持体における第一の像担持体を駆動する前記第一の駆動源は出力軸より第一の回転駆動部材と係合し、該第一の回転駆動部材の中心は前記第一の像担持体の中心であり、他の第二〜第四の像担持体を駆動する前記第二の駆動源は出力軸より２方向に第二の回転駆動部材および第三の回転駆動部材に駆動分岐し、前記第二の回転駆動部材および前記第三の回転駆動部材の中心は前記第二の像担持体および前記第三の像担持体の中心であり、さらに前記第三の回転駆動部材に係合する第四の回転駆動部材と、前記第四の回転駆動部材に係合する第五の回転駆動部材とを備え、該第五の回転駆動部材の中心は前記第四の像担持体の中心であり、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体の角速度変動の位相を、前記第一の駆動源と前記第二の駆動源の動作タイミングにより調整し、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体間との色ずれ量ａと、前記第一の像担持体と前記第三の像担持体間の色ずれ量ｂと、前記第一の像担持体と前記第四の像担持体間の色ずれ量ｃとを演算し、前記ａ〜ｃの最大値が最小となる位相状態に前記第一の駆動源と前記第二の駆動源との動作タイミングにより調整することを特徴とし、この構成によって、複数の像担持体における角速度変動の位相に対する自動制御が可能になる。しかも、例えばシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色にそれぞれ対応する４つの像担持体を具備した画像形成装置において、駆動力伝達系の歯車および連結部などにより発生する角速度変動の位相に対する自動制御が可能になる。さらに、基準となる色の位相を他の色のステーションに対して最適な位相に調整することが可能になり、位相ずれにより生じる色ずれ量を低減させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、回転駆動される複数の像担持体を有する画像形成手段によってそれぞれ異なるトナー像を形成し、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、前記複数の像担持体と当接して回転駆動される無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上に直接転写することにより画像の形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体のうち１つを駆動する第一の駆動源と残りの像担持体を駆動する第二の駆動源とを有し、前記複数の像担持体の角速度変動の位相を、前記無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上の転写位置で合わせる画像形成装置において、
前記無端状担持体上に形成される前記像担持体の回転変動検出用パターンを形成する手段と、前記無端状担持体上に形成された前記回転変動検出用パターンを検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段からの検出データに基づき前記像担持体の周期的な回転変動に関するパターン間隔の変動成分の位相値を求める演算手段と、該演算手段による演算結果に基づき前記複数の像担持体の回転停止位相を前記第一の駆動源と前記第二の駆動源とにおける動作タイミングにより調整する調整手段とを備え、前記複数の像担持体として、それぞれ異なるトナー像を形成する４つの像担持体を具備し、該４つの像担持体における第一の像担持体を駆動する前記第一の駆動源は出力軸より第一の回転駆動部材と係合し、該第一の回転駆動部材の中心は前記第一の像担持体の中心であり、他の第二〜第四の像担持体を駆動する前記第二の駆動源は出力軸より２方向に第二の回転駆動部材および第三の回転駆動部材に駆動分岐し、前記第二の回転駆動部材および前記第三の回転駆動部材の中心は前記第二の像担持体および前記第三の像担持体の中心であり、さらに前記第三の回転駆動部材に係合する第四の回転駆動部材と、前記第四の回転駆動部材に係合する第五の回転駆動部材とを備え、該第五の回転駆動部材の中心は前記第四の像担持体の中心であり、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体の角速度変動の位相を、前記第一の駆動源と前記第二の駆動源の動作タイミングにより調整し、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体間との色ずれ量ａと、前記第一の像担持体と前記第三の像担持体間の色ずれ量ｂとを演算し、前記ａとｂの最大値が最小となる位相状態に前記第一の駆動源と前記第二の駆動源との動作タイミングにより調整し、前記第四の像担持体によるトナー像の色はイエローであることを特徴とし、この構成によって、複数の像担持体における角速度変動の位相に対する自動制御が可能になる。しかも、例えばシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色にそれぞれ対応する４つの像担持体を具備した画像形成装置において、駆動力伝達系の歯車および連結部などにより発生する角速度変動の位相に対する自動制御が可能になる。また、色ずれの目立つ色を最優先に最適な位相に調整することができ、位相ずれにより生じる色ずれ量を低減することができる。さらに、角速度変動で発生する色ずれの目立つ色を最優先に最適な位相に調整することができ、位相ずれで生じる色ずれ量を低減することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、回転駆動される複数の像担持体を有する画像形成手段によってそれぞれ異なるトナー像を形成し、前記画像形成手段によって形成されたトナー像を、前記複数の像担持体と当接して回転駆動される無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上に直接転写することにより画像の形成を行う画像形成装置であって、前記像担持体のうち１つを駆動する第一の駆動源と残りの像担持体を駆動する第二の駆動源とを有し、前記複数の像担持体の角速度変動の位相を、前記無端状担持体上に担持される転写材または当該無端状担持体上の転写位置で合わせる画像形成装置において、前記無端状担持体上に形成される前記像担持体の回転変動検出用パターンを形成する手段と、前記無端状担持体上に形成された前記回転変動検出用パターンを検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段からの検出データに基づき前記像担持体の周期的な回転変動に関するパターン間隔の変動成分の位相値を求める演算手段と、該演算手段による演算結果に基づき前記複数の像担持体の回転停止位相を前記第一の駆動源と前記第二の駆動源とにおける動作タイミングにより調整する調整手段とを備え、前記複数の像担持体として、それぞれ異なるトナー像を形成する４つの像担持体を具備し、該４つの像担持体における第一の像担持体を駆動する前記第一の駆動源は出力軸より第一の回転駆動部材と係合し、該第一の回転駆動部材の中心は前記第一の像担持体の中心であり、他の第二〜第四の像担持体を駆動する前記第二の駆動源は出力軸より２方向に第二の回転駆動部材および第三の回転駆動部材に駆動分岐し、前記第二の回転駆動部材および前記第三の回転駆動部材の中心は前記第二の像担持体および前記第三の像担持体の中心であり、さらに前記第三の回転駆動部材に係合する第四の回転駆動部材と、前記第四の回転駆動部材に係合する第五の回転駆動部材とを備え、該第五の回転駆動部材の中心は前記第四の像担持体の中心であり、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体の角速度変動の位相を、前記第一の駆動源と前記第二の駆動源の動作タイミングにより調整し、前記第一の像担持体の角速度変動の位相を、前記第二〜第四の像担持体において角速度変動の振幅が最大となる像担持体に合わせることを特徴とし、この構成によって、複数の像担持体における角速度変動の位相に対する自動制御が可能になる。しかも、例えばシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色にそれぞれ対応する４つの像担持体を具備した画像形成装置において、駆動力伝達系の歯車および連結部などにより発生する角速度変動の位相に対する自動制御が可能になる。また、簡易的な制御で位相調整することが可能になり、位相ずれにより生じる色ずれ量を低減することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、第一の像担持体と第二の像担持体の角速度変動の位相を、第一の駆動源と第二の駆動源の動作タイミングで調整した後、第三の像担持体と第四の像担持体の位相ずれ量を演算することを特徴とし、この構成によって、例えばサービスマンでも位相ずれにより生じる色ずれ量を容易に調整することが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、第三の像担持体と第
四の像担持体の位相ずれ量の演算結果を、画像形成装置本体に表示する表示手段を備えた
ことを特徴とし、この構成によって、容易に位相ずれ量を視認することができ、例えばサ
ービスマンでも位相ずれにより生じる色ずれ量を容易に調整することが可能となる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、複数の像担持体をカートリッジケースに回転駆動可能に支持したことを特徴とし、この構成によって、例えば感光体がプロセスカートリッジにジョイント連結され、角速度変動の位相ずれの発生により生じる色ずれ量を低減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、無端状担持体上に形成される像担持体の回転変動検出用パターンを形成する手段と、前記無端状担持体上に形成された前記回転変動検出用パターンを検出するパターン検出手段と、該パターン検出手段からの検出データに基づき前記像担持体の周期的な回転変動に関するパターン間隔の変動成分の位相値を求める演算手段とを備え、該演算手段による演算結果に基づき前記複数の像担持体の回転停止位相を、像担持体のうち１つを駆動する第一の駆動源と残りの像担持体を駆動する第二の駆動源とにおける動作タイミングにより調整することにより、簡素な構成でありながら、複数の像担持体における角速度変動の位相に対する自動制御が可能になり、例えばシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの４色にそれぞれ対応する４つの像担持体を具備した画像形成装置において、駆動力伝達系の歯車および連結部などにより発生する角速度変動の位相に対する制御が行えるため、カラー画像における色ずれの発生などを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施形態を説明するための画像形成装置の概略構成図、図２は本実施形態における感光体駆動部の構成図、図３は図２の感光体駆動部の正面側を示す斜視図、図４は図２の感光体駆動部の背面側を示す斜視図である。
【００２３】
本実施形態は、像担持体である感光体ドラム１ａ〜１ｄを４色（ブラック，マゼンタ，シアン，イエロー）に対応して４個有するタンデム方式の画像形成装置であり、図１，図２において右から、それぞれブラック用感光体ドラム１ａ、マゼンタ用感光体ドラム１ｂ、シアン用感光体ドラム１ｃ、イエロー用感光体ドラム１ｄである。
【００２４】
図１において、２は、駆動ローラ３と従動ローラ４と２次転写ローラ５とに移動可能に架設された無端状担持体である中間転写ベルト、６ａ〜６ｄは、中間転写ベルト２を介して各感光体ドラム１ａ〜１ｄに、それぞれ対向設置された１次転写ローラ、７は中間転写ベルト２を介して２次転写ローラ５に対向設置された転写ローラ、８は中間転写ベルト２上の後述するように回転変動検出用パターンを読み取るパターン検出手段としてのパターン検出センサである。
【００２５】
ブラック用感光体ドラム１ａは、図２〜図４に示すように、第一の駆動源であるモータ１０の出力軸の駆動ギヤ１０ａを駆動源として、それに噛合う大口径ギヤ１１ａにより駆動力が伝達されて回転駆動される。
【００２６】
一方、マゼンタ用感光体ドラム１ｂ、シアン用感光体ドラム１ｃ、イエロー用感光体ドラム１ｄのカラー感光体は、第二の駆動源であるカラードラム用のモータ１２の出力軸の駆動ギヤ１２ａから駆動伝達系が２方向に分岐する。すなわち、一方の駆動伝達系は、カラードラム用のモータ１２の駆動ギヤ１２ａが大口径ギヤ１１ｂと噛合って同軸上のマゼンダ用感光体ドラム１ｂを駆動する。他方の駆動力伝達系は、カラードラム用のモータ１２の駆動ギヤ１２ａが大口径ギヤ１１ｃと噛合い、同軸上のシアン用感光体ドラム１ｃを駆動し、該大口径ギヤ１１ｃにアイドラギヤ１３が噛合い、さらに該アイドラギヤ１３が大口径ギヤ１１ｄに噛合って、該大口径ギヤ１１ｄと同軸上のイエロー用感光体ドラム１ｄを駆動する。
【００２７】
各大口径ギヤ１１ａ〜１１ｄの端部には、図３に示すように、ジョイント１４ａ〜１４ｄがそれぞれ設けられており、各感光体ドラム１ａ〜１ｄのジョイントと嵌合して駆動力を伝達する。
【００２８】
図４，図５に示す拡大斜視図に示すように、ブラック用感光体ドラム１ａを駆動する大口径ギヤ１１ａと、マゼンタ用感光体ドラム１ｂを駆動する大口径ギヤ１１ｂには、駆動時の回転位相を検出するためにドラム位相センサ１５ａ，１５ｂが設置されている。
【００２９】
各大口径ギヤ１１ａ，１１ｂには、フィラー１６ａ，１６ｂが設置され、該フィラー１６ａ，１６ｂの突起１７ａ，１７ｂが、駆動時ポジションセンサであるドラム位相センサ１５ａ，１５ｂを通過することによって、ブラック用感光体１ａとマゼンダ用感光体ドラム１ｂの１回／１回転を検出する。具体的には、図６に示すように、１回転ごとにそれぞれ図示するような検出波形を示す。
【００３０】
図１において、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト２上に１次転写ローラ６ａ〜６ｄにて順次転写され、２次転写ローラ５と転写ローラ７において、転写紙Ｐにカラートナー像が転写される。
【００３１】
また、図７に示すように、中間転写ベルト２上の回転変動検出用パターン２０ａ，２０ｂを読み取るため、パターン検出センサ８ａ，８ｂが配置されている。パターン検出センサ８ａ，８ｂと回転変動検出用パターン２０ａ，２０ｂとは、主走査方向に少なくとも２個以上を配置する。本例では、２つの回転変動検出用のパターン２０ａ，２０ｂに対応させて、２つのパターン検出センサ８ａ，８ｂを配置している。
【００３２】
図２において、第一の駆動源であるモータ１０と第二の駆動源であるカラードラム用のモータ１２とは、演算手段であるＣＰＵ（中央演算処理ユニット）２１によりコントロールされる。ＣＰＵ２１は、パターン検出センサ８ａ，８ｂおよびドラム位相センサ１５ａ，１５ｂからの検出データを受け、後述するように位相値，調整値などを演算し、これらに基づいて、第一の駆動源駆動調整部２２ａと第二の駆動源駆動調整部２２ｂによりモータ１０とカラードラム用のモータ１２の駆動制御を行い、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転停止位相を調整できるようになっている。なお、２３は、画像形成装置本体に設けられて、各種設定状態，状態変化などを表示するための操作パネルなどの表示部である。
【００３３】
次に、感光体ドラム１ａ〜１ｄの位相ずれによる色ずれについて説明する。
【００３４】
本実施形態では、感光体ドラム１ａ〜１ｄを駆動する両モータ１０，１２としてＤＣブラシレスモータであるＤＣサーボモータを用いている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを駆動する場合、大口径ギヤ１１ａ〜１１ｄの累積ピッチ誤差、回転軸の偏心、ジョイント１４ａ〜１４ｄなどによる駆動伝達系誤差の影響により、形成される画像上に副走査方向の位置ずれが発生する。
【００３５】
これは、図１において、図示しない書き込みユニットから各感光体ドラム１ａ〜１ｄに照射される画像パターンに応じた光（矢印方向）のＯＮ／ＯＦＦタイミングは一定であるのに対し、感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転軸に偏心があった場合、感光体ドラム表面自体に回転速度ムラが発生するため、光のあたり方により粗密が発生してしまうことに起因している。
【００３６】
さらに各色の感光体ドラム１ａ〜１ｄごとに回転ムラの位相が異なると、各色の位置ずれ量が異なってしまうため、色ずれが発生する。感光体ドラム１ａ〜１ｄの偏心の要因として、主に感光体駆動用の大口径ギヤ１１ａ〜１１ｄによるものと、ジョイント１４ａ〜１４ｄによるものがある。大口径ギヤ１１ａ〜１１ｄによる偏心成分は、ギヤ自体は交換パーツとなっていないため、製品を製造する際に各色のギヤの位相が合うように組み立てることにより、位相ずれによる位置ずれを回避することが可能である。
【００３７】
しかし、ジョイント１４ａ〜１４ｄの場合は、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの着脱によりジョイント１４ａ〜１４ｄ自体が回転してしまい、位置がずれてしまうことから、位相ずれが発生する。さらに回転ムラは大口径ギヤ１１ａ〜１１ｄの偏心によるものよりも、メンテナンスによる着脱を要因とするジョイント１４ａ〜１４ｄによる影響の方が大きい場合もある。
【００３８】
このため画像形成装置の製造時に、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの位相を合わせて、色ずれが最小となるように調整しても、実際に市場にて感光体ドラム１ａ〜１ｄを交換することで、位相ずれによる色ずれが発生してしまうという問題がある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転周期の位置ずれ位相を実機内で予め計測し、その結果から得られるモータ１０，１２の回転位相に基づいて、各モータ１０，１２の回転位置を制御することにより色ずれを最小限にするようにしている。
【００４０】
図７を参照して、回転変動検出用パターンを形成する手段である感光体ドラムを含む画像形成ユニットによって形成された中間転写ベルト２上の変動成分検出用のパターン２０ａ，２０ｂを検出するパターン検出手段について説明する。
【００４１】
本実施形態において、パターン検出手段は、中間転写ベルト２の画像領域において、その幅方向の両端に各々１組ずつ配置されている。変動成分検出用のパターン２０ａ，２０ｂとしては、例えば、図７，図８に示すように、ブラック，シアン，マゼンタ，イエローのうち１色のトナー像を、中間転写ベルト２のベルト搬送方向に対して直交する方向に所定ピッチで並列させたパターン群を形成し、中間転写ベルト２の移動に応じて任意の基準タイミングからの検出時間を読み取っていく。ここでは、形成されたパターン順に任意の基準タイミングからの検出時間をtk01，tk02，tk03，‥‥として認識する。このように、単一色のパターンを密に形成することにより、より高精度に位置ずれ変動成分を検知することが可能となる。
【００４２】
なお、本実施形態では、中間転写ベルト２上に左右両端２ヶ所にそれぞれ、ブラックとその他の異なる１色のパターン群を形成することによって、同時に２つの感光体ドラムの変動成分の検出を行っている。これによりブラックを基準として、その他の色の検出結果との差分値を補正値とするため、検出動作としては３度繰り返すことになる。
【００４３】
前記パターン２０ａ，２０ｂを読み取り、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの１回転のＡＣ成分のみを抽出し、感光体ドラムの１回転成分のみを抽出することによって、図９に示すような波形を検出することができる。
【００４４】
また、図６に示す前記ドラム位相センサ１５ａ，１５ｂの出力も同時にサンプリングすれば、ドラム位相センサ１５ａとブラック用感光体ドラム１ａの位相との関連付けが可能となり、また、ドラム位相センサ１５ｂと他３色の感光体１ｂ〜１ｄの位相との関連付けが可能となる。具体的には、ドラム位相センサ１５ａ，１５ｂの検出出力の立上り部を基準とし、変動のピークを基準とすれば、ドラム位相センサ１５ａ，１５ｂと変動波形の角度関係の情報が得られる。
【００４５】
前記のような構成にすることによって、複数の感光体ドラムにおける角速度変動の各位相を、中間転写ベルト２あるいは該中間転写ベルト２で担持搬送される転写紙Ｐ上における転写位置で合わせることができる。
【００４６】
また、中間転写ベルト２上に形成する感光体回転変動検出用のパターン２０ａ，２０ｂを形成する手段（本例では各感光体ドラムと、図示しない現像ユニットなどからなる画像形成ユニット）と、パターンを検出する手段であるパターン検出センサ８ａ，８ｂにより、ブラック用感光体ドラム１ａのドラム位相センサ１５ａと、カラー感光体ドラム１ｂ〜１ｄのドラム位相センサ１５ｂの最適条件を求めることが可能となり、求めた最適条件にて前記両モータ１０，１２を動作させれば、位相合わせを行うことが可能となる。
【００４７】
本実施形態において、第一の像担持体とはブラック用感光体ドラム１ａであり、第二の像担持体とはマゼンダ用感光体ドラム１ｂであって、図９に示すようなブラック用感光体ドラム１ａの位相波形とマゼンタ用感光体ドラム１ｂの位相波形、および図６に示すブラック陽感光体ドラム１ａの位相センサ波形とカラー感光体ドラムの位相センサ波形を得ることによって、ブラック用感光体ドラム１ａの位相波形の基準Ｋと、ブラック用感光体ドラム１ａのドラム位相センサ１５ａの基準Ｓｋとの関係（Ｓｋ−Ｋ）°を抽出することができ、マゼンダ用感光体ドラム１ｂの位相波形の基準Ｍと、カラ−用感光体ドラム（本例ではマゼンタ用感光体ドラム１ｂ）のドラム位相センサ１５ｂの基準Ｓｍとの関係（Ｓｍ−Ｍ）°を抽出することができ、各々の位相状態が中間転写ベルト２上で合うように（Ｓｋ−Ｓｃ）の条件を設定し、モータ１０およびモータ１２を動作させれば位相合わせを行うことが可能となる。
【００４８】
図９に示すような状態でブラック用感光体ドラム１ａとマゼンダ用感光体ドラム１ｂとの位相を転写位置で合わせると、各感光体ドラムのステーションの転写位置の波形は図１０に示すようになる。これにより、シアン用感光体ドラム１ｃとイエロー用感光体ドラム１ｄとを、あと何度ずらせは位相が合うかを演算することが可能になる。図１０において、シアン用感光体ドラム１ｃに対してはＡ°、イエロー用感光体ドラム１ｄに対してはＢ°となる。
【００４９】
また、その結果を画像形成装置本体の操作パネルなどの表示部２３に表示させれば、サービスマンがメンテナンス時に、表示部２３に表示された位相情報に基づいて、図１１に示すように、シアン用感光体ドラム１ｃの大口径ギヤ１１ｃと、イエロー用感光体ドラム１ｄの大口径ギヤ１１ｄとの間のアイドラギヤ１３を取り外して、大口径ギヤ１１ｃと大口径ギヤ１１ｄとを手動で回転させることにより、容易に位相を合わせることが可能となる。
【００５０】
また、通常、カラー感光体駆動系を組み立ててしまうと、組み直さない限り位相調整を行うことはできない。このため本実施形態では、ブラック（ブラック用感光体ドラム）−マゼンタ（マゼンタ用感光体ドラム）間で説明すると、図１２（ａ），（ｂ）に示す位相差（色ずれ量）の最大値を演算する。そのとき、ブラック用感光体ドラム１ａのドラム位相センサ１５ａと、カラー用感光体ドラム（本例ではマゼンタ用感光体ドラム１ｂ）のドラム位相センサ１５ｂとの位相差も同時に所定のサンプリング間隔（本例では２２．５°）で演算する。それをブラック−マゼンダ間、ブラック−シアン間、ブラック−イエロー間の３通りで行う。
【００５１】
具体的に取り出すデータを図１３（ａ），（ｂ）のデータテーブルに示す。取り込んだデータを各ドラム位相センサ１５ａ，１５ｂの位相差ごとに最大値を求め、求めた全ての最大値の中で最小となる値のときの位相差に位相を合わせる。以上のように位相合わせを行うことによって、ブラック用感光体ドラム１ａとカラー用感光体ドラム１ｂ〜１ｄとの位相合わせを最適化することができる。
【００５２】
通常、イエローが関与する色ずれは人の目には見えづらい。したがって、図１３（ａ）のテーブルのブラック−イエローは無視して、図１３（ｂ）に示すテーブルのようにブラック−マゼンダ，ブラック−シアンのみに着目して位相を合わせるようにすることもできる。
【００５３】
また、本実施形態のように駆動伝達系にアイドラギヤ１３を介した場合、最も外側に配置される感光体ドラム１ｄは大口径ギヤ１１ｃおよび１１ｄの２つのギヤの影響を受けることになり、実際の角速度変動の振幅が一番大きくなる可能性が高い。したがって、本実施形態では、駆動伝達系における最も外側に配置される感光体ドラム１ｄを、前記のように一番色ずれが目立ちにくいイエローとしている。
【００５４】
また、ブラック用感光体ドラム１ａの位相を、図９における位相波形の振幅Ａｍ（マゼンタ）、Ａｃ（シアン）、Ａｙ（イエロー）の中で最も振幅が大きい感光体ドラムのステーションに位相を合わせるようにすることも考えられる。
【００５５】
また、感光体ドラム１ａ〜１ｄは、図１４に示すように、画像形成部材がユニット化されたプロセスカートリッジなどのカートリッジケース３０に支持されるようにする。カートリッジケース３０には、内設される感光体ドラム１ａ〜１ｄのジョイントが、図３に示す感光体駆動用の大口径ギヤ１１ａ〜１１ｄのジョイント１４ａ〜１４ｄと嵌合する部位を有し、駆動力を感光体ドラム１ａ〜１ｄに伝達させる。このジョイントの嵌合状態でも位相および振幅が変化する場合がある。このような構成にするとき、プロセスカートリッジに新品検知手段などを配置しておけば、新品検知時に自動で位相合わせの実行が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、主として、タンデム型のカラー複写機やカラープリンターのように、複数の画像形成手段によって形成される色の異なる複数の画像を、転写ベルトや転写ベルト上の用紙あるいは中間転写体上に転写してカラー画像を形成する画像形成装置に適用され、この種の画像形成装置において、各画像形成手段で形成される色の異なる複数の画像の色ずれ成分、または各色の画像の位置ずれ成分を検出して補正することが要求される場合に有効であり、特に各画像形成手段などの感光体ドラムの回転変動に起因して発生する色ずれや位置ずれを低減することが可能な画像形成装置として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態を説明するための画像形成装置の概略構成図
【図２】本実施形態における感光体駆動部の構成図
【図３】図２の本実施形態における感光体駆動部の正面側を示す斜視図
【図４】図２の本実施形態における感光体駆動部の背面側を示す斜視図
【図５】図４の本実施形態における感光体駆動部の要部を示す拡大図
【図６】本実施形態におけるドラム位相センサの検出波形を示す図
【図７】本実施形態におけるパターン検出手段を説明するための斜視図
【図８】本実施形態における変動成分検出用のパターンの説明図
【図９】本実施形態におけるパターン検出波形を示す図
【図１０】本実施形態における位相ずれ、ずれ調整の説明図
【図１１】本実施形態においてアイドラギヤを取り外した状態の駆動伝達系を示す斜視図
【図１２】（ａ），（ｂ）は本実施形態における位相差の最大値演算の説明図
【図１３】（ａ），（ｂ）は本実施形態におけるブラック−マゼンダ間、ブラック−シアン間、ブラック−イエロー間の位相差最大値の具体的データテーブルを示す図
【図１４】本実施形態における感光体ドラムを内設するプロセスカートリッジの例を示す斜視図
【符号の説明】
【００５８】
１ａ〜１ｄ  感光体ドラム
２  中間転写ベルト
３  駆動ローラ
４  従動ローラ
５  ２次転写ローラ
６ａ〜６ｄ  １次転写ローラ
７  転写ローラ
８，８ａ，８ｂ  パターン検出センサ
１０，１２  モータ
１０ａ，１０ｂ  駆動ギヤ
１１ａ〜１１ｄ  大口径ギヤ
１３  アイドラギヤ
１４ａ〜１４ｄ  ジョイント
１５ａ，１５ｂ  ドラム位相センサ
１６ａ，１６ｂ  フィラー
２０ａ，２０ｂ  回転変動検出用パターン
２１  ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）
２２ａ，２２ｂ  駆動源駆動調整部
２３  表示部
３０  カートリッジケース
【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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【図１４】
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