(57)【要約】      （修正有）【課題】色ずれ調整用のトナーパターンに含まれる外乱成分を効果的に除去し、各感光体の回転位相を精度よく調整することのできる手法を提供する。【解決手段】各色について第１の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第１の測定工程と、各色について第２の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第２の測定工程と、第１および第２の測定工程で測定された各所定部分の形成位置について基準位置からの偏差をそれぞれ求め、各部分の偏差を感光体別に算出する算出工程と、算出された偏差からその調整用画像が形成された感光体の回転周期に対応する変動成分を各調整用画像について抽出し、変動の位相を求める工程と、変動の位相が互いに一致するように各感光体の回転位相を調節する工程とを備える。【選択図】図１
2007304538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色別の画像を形成する複数のドラム状感光体を有するカラー画像形成装置において、コンピュータを用いて、一部または全部の感光体の回転周期に対応する前記画像のピッチ変動を一致させるように制御する方法であって、
各色について第１の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第１の測定工程と、
各色について第２の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第２の測定工程と、
第１および第２の測定工程で測定された各所定部分の形成位置について基準位置からの偏差をそれぞれ求め、各部分の偏差を感光体別に算出する算出工程と、
算出された偏差からその調整用画像が形成された感光体の回転周期に対応する変動成分を各調整用画像について抽出し、変動の位相を求める工程と、
変動の位相が互いに一致するように各感光体の回転位相を調節する工程とを備え、
第１および第２の調整用画像は、同一感光体上に所定間隔をおいて形成され、
前記所定間隔は、予め周期の想定された外乱成分が、前記偏差を算出することによって打ち消しあうように設定された間隔であることを特徴とする色ずれの調整方法。
【請求項２】
各調整用画像が、感光体の回転方向に直交する複数本の直線を含み、
各測定工程が、各直線の形成位置を測定する工程である請求項１記載の調整方法。
【請求項３】
前記画像形成装置が、形成された各画像を転写するための転写部材と、
各感光体間に転写部材を移動させて各色の画像を重ねるための駆動ローラとをさらに有し、
前記所定間隔が、駆動ローラの回転周期に対応した周期的外乱が打ち消しあうように設定された間隔である請求項１記載の調整方法。
【請求項４】
前記所定間隔が、各調整用画像の先端どうしあるいは後端どうしの間隔であって、感光体の周長の整数倍、かつ、駆動ローラの周長の整数倍と半周分の和に略等しく、
前記算出工程が、対応する各部の偏差の和を求めることにより算出する工程である請求項３記載の調整方法。
【請求項５】
前記所定間隔が、感光体の周長の整数倍と半周分の和、かつ、駆動ローラの周長の整数倍に略等しく、
前記算出工程が、対応する各部の偏差の差を求めることにより算出する工程である請求項３記載の調整方法。
【請求項６】
前記画像形成装置が、第１の径を有する第１感光体と第２の径を有する第２感光体を有し、
調整用画像が第１感光体で形成され、
前記所定間隔が、第２感光体の回転周期に対応した周期的外乱が打ち消しあうように設定された間隔である請求項１記載の調整方法。
【請求項７】
前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍、かつ、第２感光体の周長の整数倍と半周分の和に略等しく、
前記算出工程が、対応する各部の偏差の和を求めることにより算出する工程である請求項６記載の調整方法。
【請求項８】
前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍と半周分の和、かつ、第２感光体の周長の整数倍に略等しく、
前記算出工程が、対応する各部の偏差の差を求めることにより算出する工程である請求項６記載の調整方法。
【請求項９】
前記画像形成装置が、第１の径を有する第１感光体と第２の径を有する第２感光体を有し、
調整用画像が第１感光体で形成され、
前記所定間隔が、第２感光体の周長に対応する周期成分が互いに打ち消しあい、かつ、駆動ローラの周長に対応した周期成分が互いに打ち消しあうように設定された間隔である請求項１記載の調整方法。
【請求項１０】
前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍に略等しく、かつ、第２感光体の周長の整数倍と半周分との和に略等しく、さらに、駆動ローラの周長の整数倍と半周分の和に略等しく、
前記算出工程が、対応する各部の偏差の和を求めることにより算出する工程である請求項９記載の調整方法。
【請求項１１】
前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍と半周分の和に略等しく、かつ、第２感光体の周長の整数倍に略等しく、さらに、前記駆動ローラの周長の整数倍に略等しく、
前記算出工程が、対応する各部の偏差の差を求めることにより算出する工程である請求項９記載の調整方法。
【請求項１２】
同一感光体の表面に第１および第２の調整用画像がそれぞれ形成される複数のドラム状感光体と、
形成された各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する測定部と、
測定された各所定部分の形成位置について基準位置からの偏差をそれぞれ求め、各部分の偏差を感光体別に算出する偏差算出部と、
算出された偏差からその調整用画像が形成された感光体の回転周期に対応する変動成分を各調整用画像について抽出し、変動の位相を求める位相決定部と、
変動の位相が互いに一致するように各感光体の回転位相を調節する調整部とを備え、
第１および第２の調整用画像は、同一感光体上に所定間隔をおいて形成され、
前記所定間隔は、予め周期の想定された外乱成分が、前記偏差の算出によって打ち消しあうように設定された間隔であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１３】
形成された各画像を転写するための転写部材と、
各感光体間に転写部材を移動させて各色の画像を重ねるための駆動ローラとをさらに備え、
前記所定間隔が、駆動ローラの回転周期に対応した周期的外乱が打ち消しあうように設定された間隔である請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
複数の前記ドラム状感光体が、第１の径を有する第１感光体と第２の径を有する第２感光体とを含んでなり、
調整用画像が第１感光体で形成され、
前記所定間隔が、第２感光体の周長に対応する周期成分が互いに打ち消しあい、かつ、駆動ローラの周長に対応した周期成分が互いに打ち消しあうように設定された間隔である請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１５】
同一感光体の表面に第１および第２の調整用画像がそれぞれ形成される複数のドラム状感光体と、
各感光体を所定の駆動速度で回転駆動する複数の駆動部と、
形成された各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する測定部と、
測定された各所定部分の形成位置について基準位置からの偏差をそれぞれ求め、各部分の偏差を感光体別に算出する偏差算出部と、
算出された偏差からその調整用画像が形成された感光体の回転周期に対応する変動成分を各調整用画像について抽出し、変動の位相を求める位相決定部と、
求められた変動の位相に基づいて、各感光体の速度変動の位相が互いに一致するように各感光体の回転位相を調節する調整部と、
形成された各画像に含まれ、各感光体の回転周期に対応する変動成分を補正するための速度補正信号を出力する補正信号出力部と、
出力された速度補正信号で各感光体の駆動速度を補正するように駆動部を制御する駆動制御部とを備え、
第１および第２の調整用画像は、同一感光体上に所定間隔をおいて形成され、
前記所定間隔は、予め想定される周期の外乱成分が前記偏差の算出によって打ち消しあうように設定されてなり、
前記速度補正信号は、各感光体の回転周期と等しい周期を有する信号であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
前記感光体は、径の大きさが異なる複数種類のものを含み、
前記速度補正信号が、径の種類に応じた各感光体の回転周期と等しい周期を有する信号であることを特徴とする請求項１５記載のカラー画像形成装置。
【請求項１７】
前記速度補正信号が、径の等しい感光体について共通の信号である請求項１６記載の画像形成装置。
【請求項１８】
各感光体上に複数パターンからなる調整用画像を形成する調整用画像形成部と、
各パターンの測定結果からその感光体の回転周期に対応するピッチ変動成分の振幅ならびに位相を抽出する変動成分抽出部と、
抽出された振幅ならびに位相に基づいて前記回転周期に等しい周期を有する速度補正信号を径の種類ごとに生成する補正信号生成部とをさらに備える請求項１５記載の画像形成装置。
【請求項１９】
各感光体によって形成された画像を転写するための転写部材と、
感光体の回転位相を調整する回転位相調整部とをさらに備え、
各感光体が、第１の大きさの径を有するブラック画像形成用感光体と第２の大きさの径を有する複数のカラー画像形成用感光体からなり、各感光体が所定の間隔で転写部材に沿ってそれぞれ配置され、
前記回転位相調整部は、各カラー画像形成用感光体で形成されて転写部材に転写される画像に含まれるピッチ変動成分の位相が互いに揃うように、抽出された位相に基づいて各カラー画像形成用感光体の回転位相を決定し、決定した各回転位相からさらに前記間隔に応じて予め定められた角度だけ互いにずらして各感光体の回転位相が整列するように調整する請求項１８記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、色ずれの調整方法およびカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のドラム状感光体を有するカラー画像形成装置（いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置）が知られている。カラー画像形成装置においては、色ごとの位置ずれ（色ずれ）を目立たない程度に抑制することが重要である。色ずれが大きいと、画像の品位が劣ると評価されてしまうからである。色ずれの最も大きな要因は、各感光体の偏心に起因する出力画像の周期的な粗密である。理想的な対処方法としては、各感光体の偏心量を十分小さくすればよいが、コストや量産性との兼ね合いを考慮しなければならない。
【０００３】
そこで、同じ偏心量であっても、色ずれが目立たないような工夫がなされてきた。たとえば、各感光体ドラムの周長と、転写ベルトの周長を整数比に設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、転写ベルトに形成されたマークを検出し、検出した位置が規定範囲外の場合、その位置を記憶し、その位置でのマーク形成を禁止するものが知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、各感光体の偏心の位相（回転位相）が揃っていないと色ずれが顕著に現れる。この点に着目し、各感光体の回転位相を出力画像上で一致させ、色ずれを目立たなくするような工夫がされていた。この場合、各感光体の回転位相を検出するために、感光体の回転軸に平行な直線を回転方向に等間隔に配置したトナーパターン（トナー画像）を形成し、予定位置からのずれを検出していた。
【特許文献１】特開平７−２６１４９９号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、出力画像の粗密の原因、換言すれば、形成されたトナーパターンの予定位置からのずれの原因は、感光体の偏心以外にも存在する。回転位相の検出時には、感光体の偏心以外の原因は外乱となる。この外乱のために、トナーパターンを用いた各感光体の回転位相の検出は、常に十分な精度が得られるとは限らなかった。
【０００６】
各感光体の回転位相を精度よく検出するためには、外乱成分を効果的に除去することのできる手法が望まれている。
また、カラーの画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタの３原色にブラックを加えた４色のトナーを用いて画像形成を行う。タンデム方式の画像形成装置は、各色に対応した４つ感光体を有する。ただし、モノクロの画像形成をおこなう場合、ブラックの感光体のみが使用される。
モノクロ画像形成をカラー画像形成よりも高速化し、かつ、ブラックの感光体の寿命を長くして交換サイクルを他の感光体と均一化する観点から、ブラック感光体の径を大きくすることが好ましい。しかし、ブラックの感光体の径だけを他の感光体の径よりも大きくすると、カラー画像形成にまつわる種々の課題が発生する。その代表的なものは、色ずれに関するものである。ブラックの感光体の回転周期が他の感光体と異なるために、偏心の方向を揃えて色ずれを目立ちにくくする手法がとれない。
異なる径の複数種類の感光体を用いた場合でも、単純な構成で色ずれを目立ちにくくする手法が望まれている。
この発明は、前述のような事情を考慮してなされたものであって、第１に、色ずれ調整用のトナーパターンに含まれる外乱成分を効果的に除去し、各感光体の回転位相を精度よく調整することのできる手法を提供するものである。第２に、異なる径の複数種類の感光体を用いた場合でも、単純な構成で各感光体の回転周期に対応する画像ピッチの変動を抑制し、色ずれを目立ちにくくする手法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、発明者らは鋭意検討を重ねた結果、外乱成分にも周期性のあることを見出した。その周期性の要因は、画像形成装置を駆動する以下の手段によるものである。
（１）互いに異なる感光体径を有する複数の感光体を備えた画像形成装置において、第１の径を有する第１感光体のトナーパターンを形成する場合に第２の径を有する第２感光体の周長に対応する周期。
（２）各感光体上に形成されたトナーパターンを転写して重ね合わせるための転写ベルトを駆動する転写駆動ローラの周期。
上記（１）について詳説すると、第１の径を有する第１感光体のトナーパターンを形成時において、第２の径を有する第２感光体が中間転写ベルトに接触している。この接触による摩擦力が、中間転写ベルトに意図しない駆動力を与え、中間転写ベルトの移動速度を変化させているものと考えられる。
【０００８】
上記項目（１）は、互いに径の異なる感光体を有し、感光体から転写ベルトへの転写に転写ローラを用いているために顕在化したものと考えられる。
前記第１の課題を解決するため、この発明は、色別の画像を形成する複数のドラム状感光体を有するカラー画像形成装置において、コンピュータを用いて、一部または全部の感光体の回転周期に対応する前記画像のピッチ変動を一致させるように制御する方法であって、各色について第１の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第１の測定工程と、各色について第２の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第２の測定工程と、第１および第２の測定工程で測定された各所定部分の形成位置について基準位置からの偏差をそれぞれ求め、各部分の偏差を感光体別に算出する算出工程と、算出された偏差からその調整用画像が形成された感光体の回転周期に対応する変動成分を各調整用画像について抽出し、変動の位相を求める工程と、変動の位相が互いに一致するように各感光体の回転位相を調節する工程とを備え、第１および第２の調整用画像は、同一感光体上に所定間隔をおいて形成され、前記所定間隔は、予め周期の想定された外乱成分が、前記偏差を算出することによって打ち消しあうように設定された間隔であることを特徴とする色ずれの調整方法を提供する。
【０００９】
また、異なる観点から、前記第１の課題を解決するため、この発明は、同一感光体の表面に第１および第２の調整用画像がそれぞれ形成される複数のドラム状感光体と、形成された各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する測定部と、測定された各所定部分の形成位置について基準位置からの偏差をそれぞれ求め、各部分の偏差を感光体別に算出する偏差算出部と、算出された偏差からその調整用画像が形成された感光体の回転周期に対応する変動成分を各調整用画像について抽出し、変動の位相を求める位相決定部と、変動の位相が互いに一致するように各感光体の回転位相を調節する調整部とを備え、第１および第２の調整用画像は、同一感光体上に所定間隔をおいて形成され、前記所定間隔は、予め周期の想定された外乱成分が、前記偏差の算出によって打ち消しあうように設定された間隔であることを特徴とするカラー画像形成装置を提供する。
【００１０】
さらに、前記第１および第２の課題を解決するために、この発明は、同一感光体の表面に第１および第２の調整用画像がそれぞれの表面に形成される複数のドラム状感光体と、各感光体を所定の駆動速度で回転駆動する複数の駆動部と、形成された各調整用画像内の吹く風の所定部分の形成位置を測定する測定部と、測定された各所定部分の形成位置について基準位置からの偏差をそれぞれ求め、各部分の偏差を感光体別に算出する偏差算出部と、算出された偏差からその調整用画像が形成された感光体の回転周期に対応する変動成分を各調整用画像について抽出し、変動の位相を求める位相決定部と、求められた変動の位相に基づいて、各感光体の速度変動の位相が互いに一致するように各感光体の回転位相を調節する調整部と、形成された各画像に含まれ、各感光体の回転周期に対応する変動成分を補正するための速度補正信号を出力する補正信号出力部と、出力された速度補正信号で各感光体の駆動速度を補正するように駆動部を制御する駆動制御部とを備え、第１および第２の調整用画像は、同一感光体上に所定間隔をおいて形成され、前記所定間隔は、予め想定される周期の外乱成分が前記偏差の算出によって打ち消しあうように設定されてなり、前記速度補正信号は、各感光体の回転周期と等しい周期を有する信号であることを特徴とするカラー画像形成装置を提供する。
【００１１】
ここで、各感光体の速度変動の位相が互いに一致した状態とは、例えば、各感光体の露光位置における周速度の変動の極大および極小点の現れる時刻が、互いに一致した状態のことである。後述する図１６は、ＹＭＣの各感光体ドラムがこの状態にある例を示している。
換言すれば、本発明は、前記第１の課題に対し、
（１）第１のトナーパターンを転写ベルト上に形成し、形成したトナーパターンの位置を測定して予定位置からのズレ量（偏差）1を計算する。
（２）次に、第１のトナーパターンから転写ベルトの搬送方向に所定間隔をおいた位置に第２のトナーパターンを形成する。形成された第２のトナーパターンの位置を測定し、予定位置からのズレ量２を計算する。
（３）次に、計算したズレ量1とズレ量２とを合計して最終のズレ量を算出する。このとき、周期的な外乱要因によるズレ量が、ズレ量１とズレ量２とで反対に発生するように所定間隔を設定する。このようにすれば、周期的な変動要因によるズレ量は最終のズレ量ではキャンセルされる方向にあり、その影響が抑制される。
【００１２】
このようにすれば、感光体の回転位相を精度よく検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
前記第１の課題に対し、この発明の色ずれの調整方法は、各色について第１の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第１の測定工程と、各色について第２の調整用画像をそれぞれ形成し、各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する第２の測定工程とを備え、第１および第２の前記調整用画像は、同一感光体上に所定間隔をおいて形成され、前記所定間隔は、予め周期の想定された外乱成分が、前記偏差を算出することによって打ち消しあうように設定される。
また、前記第１の課題に対し、この発明の画像形成装置は、同一感光体の表面に第１および第２の調整用画像がそれぞれ形成される複数のドラム状感光体と、形成された各調整用画像内の複数の所定部分の形成位置を測定する測定部とを備え、前記所定間隔は、予め周期の想定された外乱成分が、前記偏差の算出によって打ち消しあうように設定される。
【００１４】
前述のようにすれば、前記所定周期と異なる周期的外乱が互いに打ち消しあうような所定間隔で複数の色ずれ調整用のトナーパターン（以下、単にトナーパターンという）を形成し、所定周期の変動成分の位相を各画像について求めることができるので、少ない数のトナーパターンで外乱を効果的に抑制し、所定周期の変動成分の位相を精度よく求めることができる。観点を変えれば、少ない数のトナーパターンで外乱を抑制できるので、前記画像の形成、測定に要する時間を短縮することができるともいえる。
【００１５】
ここで、感光体がドラム状である場合について述べているが、例えば、感光体がベルト状のものに対しても本願の思想は適用可能である。その場合、ベルト状の感光体を駆動する感光体駆動ローラの偏心が周期的な粗密の要因になる。そこで、ドラム状感光体を感光体駆動ローラに置き換えて考えればよい。例えば、測定対象の周期を感光体駆動ローラの周長に対応する周期とし、トナーパターンの測定を行って各感光体駆動ローラの回転位相を調節すればよい。
【００１６】
また、転写部材の一例は、感光体上に形成されたトナー画像が部材上に転写される中間転写ベルトである。後述する実施の形態では、このような中間転写ベルトを有する画像形成装置を示している。しかし、タンデム式のカラー画像形成装置には、感光体上に形成されたトナー画像を直接印字用紙（シート）に転写するものもある。このような装置においては、転写ベルトは、直接的にはシートを担持して搬送する。トナー画像は転写ベルトによって搬送されるシート上に転写される。本願発明は、このような画像形成装置にも適用可能である。この場合、測定するトナーパターンは、シート上に形成されてもよい。あるいは、測定用のトナーパターンに限り、転写ベルト上に直接転写するようにしてもよい。
【００１７】
この発明の調整方法において、前記調整用画像が、感光体の回転方向に直交する複数本の直線を含み、前記測定工程が、各直線の形成位置を測定する工程であってもよい。
また、この発明の調整方法において、前記画像形成装置が、形成された各画像を転写するための転写部材と、各感光体間に転写部材を移動させて各色の画像を重ねるための駆動ローラとをさらに有し、前記所定間隔が、駆動ローラの回転周期に対応した周期的外乱が打ち消しあうように設定された間隔であってもよい。
【００１８】
さらに、この発明の調整方法において、前記所定間隔が、各調整用画像の先端どうしあるいは後端どうしの間隔であって、感光体の周長の整数倍、かつ、駆動ローラの周長の整数倍と半周分の和に略等しく、前記算出工程が、対応する各部の偏差の和を求めることにより算出する工程であってもよい。
【００１９】
あるいは、前記所定間隔が、感光体の周長の整数倍と半周分の和、かつ、駆動ローラの周長の整数倍に略等しく、前記算出工程が、対応する各部の偏差の差を求めることにより算出する工程であってもよい。
【００２０】
また、この発明の調整方法において、前記画像形成装置が、第１の径を有する第１感光体と第２の径を有する第２感光体を有し、調整用画像が第１感光体で形成され、前記所定間隔が、第２感光体の回転周期に対応した周期的外乱が打ち消しあうように設定された間隔であってもよい。
【００２１】
さらに、前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍、かつ、第２感光体の周長の整数倍と半周分の和に略等しく、前記算出工程が、対応する各部の偏差の和を求めることにより算出する工程であってもよい。
【００２２】
あるいは、前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍と半周分の和、かつ、第２感光体の周長の整数倍に略等しく、前記算出工程が、対応する各部の偏差の差を求めることにより算出する工程であってもよい。
【００２３】
また、この発明の調整方法において、前記画像形成装置が、第１の径を有する第１感光体と第２の径を有する第２感光体を有し、調整用画像が第１感光体で形成され、前記所定間隔が、第２感光体の周長に対応する周期成分が互いに打ち消しあい、かつ、駆動ローラの周長に対応した周期成分が互いに打ち消しあうように設定された間隔であってもよい。
【００２４】
さらにまた、前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍に略等しく、かつ、第２感光体の周長の整数倍と半周分との和に略等しく、さらに、駆動ローラの周長の整数倍と半周分の和に略等しく、前記算出工程が、対応する各部の偏差の和を求めることにより算出する工程であってもよい。
【００２５】
あるいは、前記所定間隔が、第１感光体の周長の整数倍と半周分の和に略等しく、かつ、第２感光体の周長の整数倍に略等しく、さらに、前記駆動ローラの周長の整数倍に略等しく、前記算出工程が、対応する各部の偏差の差を求めることにより算出する工程であってもよい。
【００２６】
また、この発明の画像形成装置は、形成された各画像を転写するための転写部材と、各感光体間に転写部材を移動させて各色の画像を重ねるための駆動ローラとをさらに備え、前記所定間隔が、駆動ローラの回転周期に対応した周期的外乱が打ち消しあうように設定された間隔であってもよい。
【００２７】
また、この発明の画像形成装置において、複数の前記ドラム状感光体が、第１の径を有する第１感光体と第２の径を有する第２感光体とを含んでなり、調整用画像が第１感光体で形成され、前記所定間隔が、第２感光体の周長に対応する周期成分が互いに打ち消しあい、かつ、駆動ローラの周長に対応した周期成分が互いに打ち消しあうように設定された間隔であってもよい。
【００２８】
また、前記第１および第２の課題を解決するこの発明の画像形成装置において、前記感光体が、径の大きさが異なる複数種類のものを含み、前記速度補正信号が、径の種類に応じた各感光体の回転周期と等しい周期を有する信号であってもよい。
さらに、前記速度補正信号が、径の等しい感光体について共通の信号であってもよい。
【００２９】
また、この発明の画像形成装置は、各感光体上に複数パターンからなる調整用画像を形成する調整用画像形成部と、各パターンの測定結果からその感光体の回転周期に対応するピッチ変動成分の振幅ならびに位相を抽出する変動成分抽出部と、抽出された振幅ならびに位相に基づいて前記回転周期に等しい周期を有する速度補正信号を径の種類ごとに生成する補正信号生成部とをさらに備えていてもよい。
【００３０】
さらに、各感光体によって形成された画像を転写するための転写部材と、感光体の回転位相を調整する回転位相調整部とをさらに備え、各感光体が、第１の大きさの径を有するブラック画像形成用感光体と第２の大きさの径を有する複数のカラー画像形成用感光体からなり、各感光体が所定の間隔で転写部材に沿ってそれぞれ配置され、前記回転位相調整部は、各カラー画像形成用感光体で形成されて転写部材に転写される画像に含まれるピッチ変動成分の位相が互いに揃うように、抽出された位相に基づいて各カラー画像形成用感光体の回転位相を決定し、決定した各回転位相からさらに前記間隔に応じて予め定められた角度だけ互いにずらして各感光体の回転位相が整列するように調整するものであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。以下の説明により、この発明をよりよく理解することが可能であろう。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、限定的なものではないと考えられるべきである。
【００３２】
（画像形成装置の概要）
この実施の形態では、この発明に係るカラー画像形成装置の一形態について、その機構的な構成の概要を説明する。
図２は、この発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。画像形成装置５０は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシートに対して多色および単色の画像を形成するものである。そして、図示するように、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２と、用紙搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５等より構成された電子写真方式の画像形成装置である。
【００３３】
なお、本画像形成装置において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は各色に応じてそれぞれ４個ずつ設けられている。それぞれ、符号末尾の英文字は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応する。各色に対応した４種類の潜像が各感光体ドラム３の周面に形成される。すなわち、各色に対応した４つの画像ステーションが構成されている。
【００３４】
以下、４つの画像ステーションを代表して、一つの画像ステーションについてその構成を説明する。他の画像ステーションも同様の構成を有している。したがって、符号末尾の英文字は省略する。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。帯電手段としては、図２に示すような接触型のローラ型のほかに、ブラシ型の帯電器やチャージャー型の帯電器が用いられてもよい。
【００３５】
露光ユニット１は、帯電した感光体の表面を選択的に露光する露光手段である。露光手段としては、図２に示すようレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）のほかに、ＥＬやＬＥＤなどの発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いてもよい。ＬＳＵ１は、レーザ照射部およびポリゴンミラーを有する。そして、ＬＳＵ１は、レーザ照射部からのレーザビームＬを回転するポリゴンミラーに反射させて偏向し、感光体の表面を走査させる。  レーザビームＬは、原稿を読み取って生成され、あるいはコンピュータで生成された画像データに応じて変調されたものである。
【００３６】
画像データで変調されたレーザビームＬで帯電した感光体ドラム３が走査、露光されることにより、感光体ドラム３の表面には、画像データに応じた電位の像（静電潜像）が形成される。現像器２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を、それぞれＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのいずれかの色のトナーにより現像（顕像化）するものである。クリーナユニット４は、現像され、後述するように転写された後、感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
【００３７】
感光体ドラム３の上方は、中間転写ベルトユニット８が配置されている。中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ８−１、中間転写ベルトテンション機構８−３、中間転写ベルト従動ローラ８−２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００３８】
中間転写ベルト駆動ローラ８−１、中間転写ベルトテンション機構８−３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ８−２等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構８−３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアス電圧が印加される。
【００３９】
中間転写ベルト７は、それぞれ感光体ドラム３に接触するように設けられている。感光体ドラム３の表面に形成された各色のトナー像は、中間転写ローラ６に印加された転写バイアス電圧によって、中間転写ベルト７に順次転写される。これによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）が多層状に転写される。中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムが無端状に形成されたものである。
【００４０】
前述のように、中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７の裏側に接触しており、感光体ドラム３から中間転写ベルト７へトナー像を転写させる転写手段である。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために数百ボルト程度の電圧の転写バイアス電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の電圧）が印加される。
【００４１】
中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面に、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）が被覆されたローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルトに対して略均一な電圧を印加することができる。本実施例では、転写手段として手転写ローラを使用しているが、それ以外にブラシ状の転写電極（転写ブラシ）を中間転写ベルト７の裏側に接触させて転写手段とすることもできる。
中間転写ベルト７に転写されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転に伴って、転写ローラ１１ｅが配置された転写部１１に移動する。
【００４２】
中間転写ベルト７と転写ローラ１１ｅは、所定のニップ幅を持つように圧接されている。また、転写ローラ１１ｅには、トナー像を後述するシートに転写させるためのバイアス電圧が印加されている（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。転写ローラ１１ｅと前記中間転写ベルト駆動ローラ８−１は、その何れか一方が硬質材料（金属等）からなり、他方が芯金の表面に軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が被覆された弾性ローラである。これによって、所定幅のニップが定常的に得られる。
【００４３】
感光体ドラム３の表面への接触により、シートに画像を転写する領域以外にも、中間転写ベルト７にトナーが付着する。また、転写ローラ１１ｅによってシートへの転写が行われずに中間転写ベルト７上に残存するトナーが存在する。これらのトナーは、次工程でトナーの混色が発生する原因となり得る。このため、中間転写ベルトクリーニングユニット９が設けられており、中間転写ベルト７上のトナーが除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、クリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードの端部が、中間転写ベルト７に接触してトナーを除去する。中間転写ベルトクリーニングユニット９が接触する部分において、中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ８−２で支持されている。
【００４４】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイである。給紙トレイ１０は、画像形成装置５０の露光ユニット１の下方に設けられている。また、本画像形成装置５０の上部には、排紙トレイ１５が設けられている。排紙トレイ１５には、印刷済みのシートがフェイスダウンで排出されて堆積する。
【００４５】
また、本画像形成装置５０には、給紙トレイ１０のシートを転写部１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６，レジストローラ１４、転写部１１、定着部１２、シートを搬送する搬送ローラ２５（２５−１〜２５−８）等が配されている。
【００４６】
搬送ローラ２５−１〜２５−４は、シートの搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する。
【００４７】
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓを搬送されてくるシートを、一旦所定位置に停止させるものである。そして、中間転写ベルト７上のトナー像の先端とシートの先端を同期させるタイミングでシートを転写部１１へ搬送する機能を有している。
【００４８】
定着ユニット１２は、ヒートローラ３１，加圧ローラ３２，等を備えており、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転するようになっている。
また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づき、制御基板４０の制御部によって所定の定着温度となるようにその内部に配置された図示しないヒーターが制御される。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３２との間を通過搬送されるシートを熱圧着する。これによって、シートに転写された多色トナー像が溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着する。
なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５−５、２５−６によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。
【００４９】
次に、シート搬送経路を詳細に説明する。本画像形成装置には予めシートを収納する給紙カセット１０が配置されている。
給紙トレイ１０の端部には、各々のピックアップローラ１６が配置され、シートを1枚ずつ搬送路に導くようになっている。
【００５０】
給紙カセット１０から搬送されるシートは搬送路中の搬送ローラ２５−１〜２５−４によってレジストローラ１４まで搬送されて停止する。レジストローラ１４は、停止したシートの先端と中間転写ベルト７上のトナー像の先端を整合させるタイミングで停止したシートを転写部１１へ送りだす。送り出されたシートは、転写部１１で中間転写ベルト７上のトナー像が転写される。その後、シートは定着部１２を通過する。このとき、シート上の未定着トナーは熱で溶融し、定着部１２を通過後は、自然に冷却されてシート上に固着する。その後、シートは搬送ローラ２５−５を経て排紙ローラ２５−６から排紙トレイ１５上に排出される。
【００５１】
排紙トレイ１５の下方には、制御基板４０が配置されている。制御基板４０は、画像形成装置５０の各部の動作を制御するためのマイクロコンピュータ、マイクロコンピュータが実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、マイクロコンピュータの処理のためのワークエリアおよび画像データの記憶領域を提供するＲＡＭを有する。前記マイクロコンピュータは、制御プログラムを実行することによって制御部として機能する。前述した画像形成、トナー像の転写、シートの搬送や定着部の温度制御などは、制御部の機能によって実現される。
【００５２】
また、制御基板は、入力回路と出力回路を有している。入力回路には、画像形成装置５０内の各部に配置されたセンサからの信号が入力され、マイクロコンピュータが入力された信号を用いて処理を行えるように構成されている。出力回路は、各部に配置された負荷を駆動するための信号を出力する回路である。
【００５３】
（色ずれ調整の手順１−ズレ量の測定）
図３は、図２の画像形成装置から、色ずれの調整の説明に関連する部分を抜き出した説明図である。前述のように、中間転写ベルト７は、転写ベルト駆動ローラ８−１に駆動されて矢印Ｂ方向に移動する。この実施の形態では、転写ベルト駆動ローラ８−１は、その直径が３１．８ｍｍである。中間転写ベルト７の移動方向に沿って、Ｙ感光体ドラム３ｄ、Ｍ感光体ドラム３ｃ、Ｃ感光体ドラム３ｂ、Ｋ感光体ドラム３ａが配置されている。Ｙ、Ｍ、Ｃの各感光体ドラムは、それぞれ中間転写ベルト７に接する転写点を有する。
【００５４】
Ｙ、Ｍ、Ｃの各感光体ドラムは、その直径が３０ｍｍであり、Ｋ感光体ドラム３ａは、その直径が８０ｍｍである。径の相違は、感光体寿命やプロセス速度（画像形成時の感光体表面ならびに中間転写ベルト７の移動速度）などの設計条件による。色ずれが問題となるカラー画像形成時のプロセス速度は、１７３ｍｍ／秒である。Ｙ感光体ドラム３ｄとＭ感光体ドラム３ｃの各転写点間の距離、Ｙ感光体ドラム３ｄとＣ感光体ドラム３ｂの各転写点間の距離は、いずれも１００ｍｍである。Ｃ感光体ドラム３ｂとＫ感光体ドラム３ａの各転写点間の距離は、２００ｍｍである。
【００５５】
Ｋ感光体ドラム３ａの転写点から２８０ｍｍ下流には、色ずれを測定するためのレジストセンサ４２が配置されている。レジストセンサ４２は、光学センサであり、中間転写ベルト７上に転写されたトナーパターンを読み取る。読み取った信号は、制御基板の入力回路に入力され、制御部によって処理される。
【００５６】
図４は、色ずれトナーパターンの一例を示す説明図である。図４（ａ）は、一色についてのトナーパターンと、そのパターンを用いた測定の概念を説明する説明図である。図４（ｂ）は、トナーパターンを構成する各直線の基準位置からのズレ量を、レジストセンサ４２の読み取り時刻を横軸として示したグラフである。図４（ｃ）は、ＣとＹの２色のパターンを示しており、それらの位相が一致していれば色ずれが目立たないことを示している。
【００５７】
図４（ａ）で、実際に中間転写ベルト７上に作成されるのは、「調整用トナーパターン」として図示された複数本（図４（ａ）では１７本）の平行な直線である。各直線は、中間転写ベルト７の移動方向に対して直交する方向にのびている。１７本の直線の先頭から末尾までの距離は、感光体ドラム３の周長、即ち、感光体ドラム３が一周する距離に対応しているのが好ましい。
【００５８】
図４（ａ）のパターンがレジストセンサ４２の読み取りポイントを通過するとき、制御部は、各直線を読み取ったタイミングをサンプリングする。そして、サンプリングされた各直線の読み取りタイミングの基準クロックとのズレ量をそれぞれ求める。基準クロックは、図４（ａ）に示す基準位置に対応するクロックであり、等間隔のクロックである。前述のように、読み取り時刻を横軸に、ズレ量を縦軸とするグラフが図４（ｂ）である。
【００５９】
（色ずれ調整の手順２−主変動成分の位相の取得）
制御部は、各直線について求められたズレ量から、そのトナーパターンが形成された感光体ドラム３の周長に対応する周期変動の位相を求める。ズレ量が生じる最大の原因は、感光体の偏心であることが経験的にわかっているからである。
【００６０】
図１３は、この実施の形態において、感光体の偏心によって露光位置と転写位置において画像ピッチが基準ピッチに対して変動することを説明するための説明図である。
図１３（ａ）に示すように、感光体ドラム３の略最下点において、その周面にレーザビームによる走査露光が行われ、静電潜像が形成される。形成された静電潜像はトナーで現像される。走査露光から約半周後、周面が略最上点にある転写位置に達したところで、現像されたトナー像が中間転写ベルト７に転写される。
【００６１】
図１３（ｂ）に示すように、露光位置での周速度が、基準の速度よりも速い場合、露光によって形成される静電潜像のピッチは基準よりも拡がる。図１３（ｃ）のように、露光された周面が転写位置に達するとき、感光体ドラム３の回転位相は約１８０度進んでいるので、周速度は基準の速度よりも遅い。従って、中間転写ベルト７に転写されたトナー像は、さらに転写前のトナー像よりもそのピッチが拡がる。
【００６２】
逆に、図１３（ｄ）のように、露光位置での周速度が基準の速度よりも遅いと、図１３（ｅ）のように、転写位置での周速度が速くなり、転写されたトナー像の画像ピッチは狭まる。
【００６３】
図４（ｂ）は、各直線のズレ量を縦軸にとったグラフである。
制御部は、各直線について求められたズレ量から、そのトナーパターンが形成された感光体ドラム３の周長に対応する周期変動の位相を求める。
図４（ｂ）は、各直線のズレ量を縦軸にとったグラフである。図４（ｂ）で、正の最大ズレ量がｄmax+、負の最大ズレ量がｄmax-である。制御部は、ズレ量の変化から、感光体ドラム３の周長に対応する周期的変動の位相をもとめる。位相の求め方の例は、次のとおりである。まず、各ズレ量の最大値ｄmax+、と最小値ｄmax-とを求める。求められた正の最大ズレ量ｄmax+と負の最大ズレ量ｄmax-との幅がズレ量の差が、振幅値Ｄとなる。位相は、正の最大ズレ量ｄmax+の位置と負の最大ズレ量ｄmax-の位置の中間位置を基準位相として求める。ここで、基準位相は、ズレ量が負から正に変化する間で、ゼロになる点としている。図４（ｂ）では、テストパターンの先頭から９本目の直線が基準位相として求められている。
なお、この実施の形態において、「ズレ量」とは、トナーパターンの各直線の測定結果に対応する正負の符号付数値をいう。即ち、各ズレ量は、基準位置からのズレを示す値である。符号の正負は、ズレの方向を示し、例えば、各直線が基準位置より遅れている方向を「正」とする（図４（ａ）、（ｂ）参照。「ピッチ変動成分」とは、ズレ量の時系列的集合に対応する。各ズレ量は一つの数値にすぎないが、その時系列的集合であるピッチ変動成分は、周期的な変化を有する。従って、ピッチ変動成分は、位相と振幅を有する。
【００６４】
図５は、感光体ドラム３と、それを駆動する感光体駆動モータ４５の駆動機構を示す説明図である。図５（ａ）は、感光体ドラム３の回転軸に直交する方向から感光体ドラム３と感光体駆動モータ４５を見た側面図である。感光体ドラム３の一端側には、感光体ドラム３に装着されるフランジと一体に被駆動ギア４７が設けられている。
【００６５】
各感光体ドラム５は、それに対応して設けられる感光体駆動モータ４５によって駆動される。駆動モータ４５は、制御部によってその回転が制御される。感光体駆動モータ４５の出力軸には駆動ギア４６が嵌められている。駆動ギア４６は、前述の被駆動ギア４７と係合している。色ずれの周期的変動成分の解析結果から、色ずれの最も大きな原因となるのは、感光体ドラム３と被駆動ギア４７との偏心であると考えられている。図５（ｂ）は、感光体ドラム３と被駆動ギア４７の偏心の様子を概念的に示す説明図である。
【００６６】
前述のように、色ずれの最大の原因が感光体ドラム３と被駆動ギア４７との偏心であるとしても、その他の原因が存在する。他の主たる原因は、転写ベルト駆動ローラ８−１の偏心と、径の異なる感光体の偏心であることが知られている。これは、色ずれの周期的変動成分の解析から得られたものである。径の異なる感光体とは、例えば、イエロー画像を対象とするとき、ブラックの感光体のことである。あるいは、ブラックの画像を対象とするとき、Ｙ、Ｍ、Ｃの各感光体のことである。
【００６７】
トナーパターンを形成して測定する際に、他の原因は外乱となって測定の精度を悪くする。そこで、この発明に係る画像形成装置は、外乱を抑制するために複数個のトナーパターンを作成する。しかし、単に多数のトナーパターンを形成して外乱を平均化するだけでは測定に長い時間を要する。そこで、各トナーパターンの間隔を、他の主な外乱要因の周期変動が互いに打ち消しあうように設定する。つまり、第１のトナーパターンと、第２のトナーパターンとで、外乱の位相が反転するように第１のトナーパターンと第２のトナーパターンの間隔を設定する。
【００６８】
そして、第１のトナーパターンから得られたズレ量と第２のトナーパターンから得られたズレ量を算出し、外乱が抑制されたズレ量を得る。得られたズレ量から、所定周期の変動成分の位相を求める。
ここで、トナーパターンの間隔は、例えば、先端同士、あるいは、後端同士の距離をいう。つまり、前後のトナーパターンで対応する部分の距離である。
【００６９】
制御部は、前述した測定を各色について行うことにより、各色のトナーパターンを形成したときの各感光体ドラム３の回転位相を求める。感光体ドラム３の偏心は、回動する感光体ドラム３の外観を目視した程度では判らないような微小な量である。トナーパターンを作成して測定することにより、はじめて偏心の位相を取得することができる。
【００７０】
図１は、図３に対応する説明図であり、一つの色について、所定間隔Ｌｔをおいた複数のトナーパターンを形成し、レジストセンサ４２で測定する様子を示す説明図である。各トナーパターンは、図４に示すように１７本の直線からなる。
【００７１】
例えば、Ｋの周期変動分の位相を求める場合、Ｋのトナーパターンに含まれる転写ベルト駆動ローラ８−１の周期的変動成分を除去するためには、Ｋの各トナーパターンの間隔Ｌｔを７５０ｍｍにすればよい。このトナーパターンの間隔Ｌｔは、Ｋのトナーパターンを形成するＫ感光体ドラム３ａの周長の整数倍、かつ、転写ベルト駆動ローラ８−１の周長の整数倍＋半周分にほぼ相当する。即ち、
測定対象のＫ感光体ドラム周長：８０（ｍｍ）×π≒２５１（ｍｍ）
外乱である転写ベルト駆動ローラの周長：３１．８（ｍｍ）×π≒１００（ｍｍ）
トナーパターンの間隔Ｌｔの７５０ｍｍは、
７５０（ｍｍ）＝１００（ｍｍ）×７．５≒２５１（ｍｍ）×３
前記間隔Ｌｔは、外乱である転写ベルト駆動ローラの周長の整数倍＋半周分に設定されている。即ち、駆動ローラの回転周期に一致する外乱が逆位相になるように設定されている。従って、２つのトナーパターンの対応する各直線について、そのズレ量を合成すれば、前記周期の外乱成分が互いに打ち消しあう。ここで、ズレ量は符号付の数値であるから、それを合成することは、符号付数値の和の演算をおこなうことである。
【００７２】
また、Ｋのトナーパターンに含まれるＹ，Ｍ，Ｃ各感光体ドラム３ｄ、３ｃ、３ｂの周期的変動成分を除去するためには、Ｋの各トナーパターンの間隔Ｌｔを１１３１ｍｍにすればよい。このトナーパターンの間隔Ｌｔは、Ｋのトナーパターンを形成するＫ感光体ドラム３ａの周長の整数倍＋半周分、かつ、Ｙ，Ｍ，Ｃ各感光体ドラム３ｄ、３ｃ、３ｂの周長の整数倍にほぼ相当する。即ち、
測定対象のＫ感光体ドラム周長：８０（ｍｍ）×π≒２５１（ｍｍ）
外乱であるＹ，Ｍ，Ｃ各感光体ドラムの周長：３０（ｍｍ）×π≒９４．２（ｍｍ）
トナーパターンの間隔Ｌｔの１１３１ｍｍは、
１１３１（ｍｍ）＝９４．２（ｍｍ）×１２≒２５１（ｍｍ）×４．５
前記間隔Ｌｔは、外乱であるＹ，Ｍ，Ｃ各感光体ドラムの周長の整数倍に設定されている。即ち、感光体ドラムの回転周期に一致する外乱が同位相になるように設定されている。従って、２つのトナーパターンの対応する各直線について、そのズレ量の差分を計算すれば、前記周期の外乱成分が互いに打ち消しあう。ここで、ズレ量は符号付の数値であるから、の差分をとることは、符号付数値の差の演算をおこなうことである。
【００７３】
このように、トナーパターンの間隔Ｌｔは、測定対象の感光体ドラムの周長の整数倍もしくは周長の整数倍＋半周分に対して略等しい範囲にあり、外乱である転写ベルト駆動ローラもしくは測定対象と異なる径の感光体ドラムの周長の整数倍＋半周分もしくは整数倍に略等しい範囲にあればよい。
【００７４】
前記の略等しい範囲は、周期的外乱の１周期を３６０°とする位相角にして±１５°に相当する長さであってもよい。即ち、外乱である転写ベルト駆動ローラもしくは外乱である感光体ドラムにおいて、中心角が±１５°の扇型の弧の長さに相当する範囲であってもよい。発明者の経験では、加工精度の誤差から生じる周期的外乱の影響は、図４（ｂ）に示すズレ量にして約４画素分程度である。この周期的外乱によるズレ量を、１画素以内に抑制することが好ましい。即ち、外乱によるズレ量をもとの状態の約２５％に抑制することが好ましい。図４（ｂ）で、ズレ量の最大ｄmax+およびｄmax-の約２５％は、基準位相から位相角にして±１５°に相当する。図４（ｂ）は、測定対象とする感光体ドラムの偏心によるズレ量を示す図であって外乱によるズレ量を示すものではない。しかし、周期的な外乱についても、その外乱の基準位相からの位相角が±１５°付近で、外乱によるズレ量が２５％に抑制されるといえる。単純にいえば、対応するパターンの間隔Ｌｔ、即ち、偏差の和あるいは差の演算対象となる一組のパターンの間隔Ｌｔからのズレが、抑制すべき周期的外乱の位相角にして±１５°の範囲内であれば、外乱の影響が抑制された好ましい結果が得られる。
【００７５】
前記範囲のさらに好ましい値は、周期的外乱の１周期を３６０°とする位相角にして±５．７°の範囲である。発明者の経験では、径が８０ｍｍのＫ感光体ドラムの周長の３倍の長さである７５３．９８ｍｍに対し、トナーパターン間隔Ｌｔを７５０ｍｍに設定した場合、特に好ましい結果が得られた。この場合、７５３．９８ｍｍと７５０ｍｍとの差３．９８ｍｍに相当する角度が５．７°である。従って、周期的外乱の１周期を３６０°とする位相角にして±５．７°の範囲内では、さらに好適な結果が得られる。
【００７６】
次に、例えば、Ｙの周期変動分の位相を求める場合について説明する。この場合、Ｙと同じ感光体ドラム径のＭ、Ｃは、感光体の回転位相調整により相対的に色ずれを調整するので外乱とならない。しかし、Ｋについては、感光体ドラム径が異なるため回転位相を調整しても色ずれを低減する効果が得られない。即ち、Ｋ感光体ドラム３ａの周長に対応する偏差の周期成分は、外乱となる。この場合のトナーパターンの間隔Ｌｔは、Ｙ感光体ドラム３ｄの周長の整数倍、かつ、Ｋ感光体ドラム３ａの周長の整数倍＋半周分にほぼ相当する。即ち、
測定対象のＹ感光体ドラム３ｄの周長：３０（ｍｍ）×π＝９４．２（ｍｍ）
外乱であるＫ感光体ドラム３ａの周長：８０（ｍｍ）×π≒２５１（ｍｍ）
【００７７】
トナーパターンの間隔Ｌｔは、例えば、
３７７（ｍｍ）≒９４．２（ｍｍ）×４≒２５１（ｍｍ）×１．５
または、
１１３１（ｍｍ）≒９４．２（ｍｍ）×１２≒２５１（ｍｍ）×４．５
とすればよい。
【００７８】
（色ずれ調整の手順３−感光体ドラムの回転位相の調整）
偏心量の絶対値は変わらなくても、各色の位相を揃えることによって色ずれを目立たないようにすることができる。図４（ｃ）は、この概念を示している。Ｃのトナーパターン（Ｃパターン）とＹのトナーパターン（Ｙパターン）とは基準位置に対するズレ量は同等である。しかし、両者の位相が揃っていると、ＹとＣの相対的なズレ量は小さくなる。人間の目は、画素ピッチの絶対的量の変動よりも、各色間のズレに対して敏感であることが経験的に知られている。したがって、感光体ドラム３の偏心量が一定としたときに、各感光体の偏心の位相をそろえることによって色ずれが顕著に改善される。
【００７９】
図５（ａ）に示すように、各感光体ドラム３に対応して、回転位相を制御するために基準信号を発生する位相センサ４３が配置されている。感光体ドラム３の側には、突起部４４が設けられている。位相センサ４３は、感光体ドラム３が一回転して突起部４４がその検知部を通過するごとに基準信号を出力する。位相センサ４３としては、例えば、フォトインタラプタを用いることができる。各基準信号は制御基板４０の入力回路に入力される。制御部は、入力された基準信号と前述の測定により求められた合成位相を用いて各感光体の位相をそろえて回転させるように各感光体駆動モータ４５の駆動を制御する。
【００８０】
図６は、図３に対応する説明図であり、各感光体ドラム３に対応して突起部４４と、位相センサ４３とが設けられた様子を示している。制御部は、各位相センサから出力される基準信号から各感光体の絶対的な回転位置（回転位相）を判断する。
ここで、各感光体ドラムの突起部４４の位置は、偏心の方向と関係なく決められていることに留意すべきである。偏心は部品加工精度あるいは組み立て精度の誤差によるものであり、意図して設けられたものではないからである。しかし、前述したようにトナーパターンを測定し、主変動成分の位相を求めることによって、偏心の方向と、突起部４４の関係が得られる。
【００８１】
図７は、感光体ドラム３上にトナーパターンを形成しているときの様子を示す説明図である。感光体ドラム３上に静電潜像が形成されるのは、レーザビームＬが感光体を走査露光する位置である。この露光位置と回転軸を結ぶ線が偏心方向に対してなす角度が、形成されたトナーパターンを測定して得られる基準位相に対応する。いま、図７で、その瞬間に露光されている感光体ドラム３上の位置が、その後の測定によって得られる基準位相であるとする。このとき、突起部４４と位相センサ４３とのなす角度を「基準回転角度」とする。感光体ドラム３の回転角度は、突起部４４が位相センサ４３を通過してからの角度である。基準回転角度は、その直前に位相センサ４３が基準信号を出力してから、基準位相となるトナーパターンが露光されるまでの回転角度に相当する。
【００８２】
図１２は、図７に関連して基準回転角度と基準位相との関係を説明するための説明図である。図１２で、横方向は時間の経過を表している。図１２（ａ）に示すように、時刻ｔ１で、突起部４４が位相センサ４３を通過して基準信号が出力される。その後、時刻ｔ２で、基準位相となる位置が露光され、その位置に調整用トナーパターンの静電潜像が形成される。基準位相に対応する部分の静電潜像は、感光体ドラム３の回転と共に現像されてトナー像が形成され、その後、転写位置に至る。トナー像は、転写位置で中間転写ベルト７に転写される。転写されたトナー像は、時刻ｔ３においてレジストセンサ４２に読み取られる。制御部は、前述したように読み取られたトナーパターンのズレ量から基準位相を求める。結果的に、時刻ｔ３でレジストセンサに読み取られたパターンが基準位相に対応する位置である。
【００８３】
前述のようにして、制御部は、測定されたトナーパターンから、各感光体ドラムの基準回転角度を決定する。
さらに、制御部は、径が等しいＹ，Ｍ、Ｃの感光体ドラムの基準位相が互いに一致するように、Ｙ、Ｍ、Ｃの各感光体ドラムの回転位相を調整する。
【００８４】
回転位相の調整は、例えば、各感光体ドラムの基準回転角度で印字画像の先端部を露光するように行えばよい。あるいは、基準位相から所定角度だけ遅れて画像の先端部を露光するようにしてもよい。ただし、この遅れ量は、ＹＭＣとも同一の量である。このようにすれば、形成されるＹ、Ｍ、Ｃの各画像の位相が揃うので、色ずれが目立たない。
制御部は、各感光体ドラムの回転位相の調整を、例えば、トナーパターンの形成を終えて各感光体ドラムを停止させる際に実行する。停止時、各感光体ドラム３を停止させた状態での回転角度が所定の関係になるように、各感光体駆動モータ４５の回転を制御する。
【００８５】
（トナーパターンの間隔とズレ量の算出処理）
前述した手順で、各色について形成するトナーパターンの間隔を所定間隔Ｌｔに設定するのであるが、この所定間隔Ｌｔについてさらに説明する。トナーパターンの間隔Ｌｔの設定は、以下に説明するような自由度を有する。制御部は、ズレ量の和あるいは差を計算することにより所定周期の外乱成分を除去することができる。ズレ量の和を計算して外乱成分を除去する場合、前記間隔Ｌｔは、測定対象の変動周期の整数倍、かつ、外乱の変動周期の整数倍＋半周分とすればよい。一方、ズレ量の差を計算して外乱成分を除去する場合、前記間隔Ｌｔは、測定対象の変動周期の整数倍＋半周分、かつ、外乱の変動周期の整数倍とすればよい。いずれの間隔とするかは、設計者が選択すればよい。
【００８６】
図８は、ズレ量の和を計算して外乱成分を除去する場合を示す説明図である。図８は、Ｋを測定対象とする場合に、Ｙ、Ｍ、Ｃの各感光体ドラム（カラー感光体ドラム）の回転周期に対応する変動成分を外乱としている。測定されるズレ量は、Ｋ感光体ドラム３ａの回転周期と、カラー感光体ドラムの回転周期のそれぞれの周期成分が算出された波形である。
トナーパターンとして２つのパターン、パターン１とパターン２を形成する。このとき、制御部は、パターン１とパターン２が図示するような関係になるように設定する。Ｋ感光体ドラム３ａに対応する変動成分は同位相、カラー感光体ドラムに対応する変動成分は逆位相である。制御部は、各偏差の和を算出する。すると、逆位相の外乱成分が抑制され、測定対象であるＫ感光体ドラム３ａに対応した変動成分が増幅される。
【００８７】
一方、図９は、ズレ量の差を計算して外乱成分を除去する場合を示す説明図である。図８と同様に、Ｋを測定対象とし、カラー感光体ドラムの回転周期に対応する変動成分を外乱としている。
トナーパターンとして２つのパターン、パターン１とパターン２を形成する。このとき、制御部は、パターン１とパターン２が図示するような関係になるように設定する。Ｋ感光体ドラム３ａに対応する変動成分は逆位相、カラー感光体ドラムに対応する変動成分は同位相である。制御部は、各偏差の差を算出する。算出結果は、逆位相の外乱成分が抑制され、測定対象であるＫ感光体ドラム３ａに対応した変動成分が増幅されたものになる。
【００８８】
（複合的な周期を有する外乱成分の抑制）
図８および図９は、外乱が単一の周期成分を有している。しかし、複合的な周期を含む外乱に対しても、この発明は適用可能である。
【００８９】
外乱が複合的な周期を含むとは、例えば、次のようなことを指している。Ｙを測定対象とする場合、同じ感光体ドラム径のＭ、Ｃは感光体の回転位相調整により相対的に色ずれを調整するので外乱とならない。しかし、Ｋについては、感光体ドラム径が異なるため回転位相を調整しても色ずれを低減する効果が得られない。即ち、Ｋ感光体ドラム３ａの周長に対応する偏差の周期成分は、外乱である。さらに、中間転写ベルト７の周長に対応する偏差の周期成分も外乱である。測定によって得られた偏差は、その両方の周期成分を含んでいる。
【００９０】
そこで、トナーパターンの間隔Ｌｔを次のようにすれば、Ｋ感光体ドラム３ａの周長に対応する偏差の周期成分と中間転写ベルト７の周長に対応する偏差の周期成分の両方を抑制することができる。いま、測定対象がＹ（カラー感光体ドラム）であるので、前記間隔Ｌｔを、
【００９１】
（１）カラー感光体ドラムの周長（９４．２ｍｍ）の整数倍、
（２）Ｋ感光体ドラム３ａの周長（２５１ｍｍ）の整数倍＋半周分、
（３）中間転写駆動ローラ７の周長（１００ｍｍ）の整数倍＋半周分、
の３つの条件がいずれも満たされるように設定する。例えば、
【００９２】
（１）９４．２（ｍｍ）×６０
（２）２５１（ｍｍ）×２２．５
（３）１００（ｍｍ）×５６．５
の３条件がほぼ満たされる５６５５ｍｍを前記間隔Ｌｔとして設定する。パターン１とパターン２の対応部分について、それぞれの偏差の和を算出すれば、外乱成分が抑制され、対象とする変動成分を精度よく測定することができる。
【００９３】
また、Ｋを測定対象とする場合、カラー感光体は、感光体ドラム径が異なるため回転位相を調整しても色ずれを低減する効果が得られない。即ち、カラー感光体ドラムの周長に対応する偏差の周期成分は、外乱である。さらに、中間転写ベルト７の周長に対応する偏差の周期成分も外乱である。測定によって得られた偏差は、その両方の周期成分を含んでいる。
【００９４】
そこで、トナーパターンの間隔Ｌｔを次のようにすれば、カラー感光体ドラムの周長に対応する偏差の周期成分と中間転写ベルト７の周長に対応する偏差の周期成分の両方の変動成分を抑制することができる。いま、測定対象がＫ感光体ドラム３ａであるので、前記間隔Ｌｔを、
【００９５】
（１）Ｋ感光体ドラム３ａの周長（２５１ｍｍ）の整数倍＋半周分、
（２）カラー感光体ドラムの周長（９４．２ｍｍ）の整数倍、
（３）中間転写ローラ７の周長（約１００ｍｍ）の整数倍
の３つの条件がいずれも満たされるように設定する。例えば、
【００９６】
（１）２５１（ｍｍ）×１９．５
（２）９４．２（ｍｍ）×５２
（３）１００（ｍｍ）×４９
の３条件がほぼ満たされる４９０１ｍｍを前記間隔Ｌｔとして設定する。パターン１とパターン２の対応部分について、それぞれの偏差の差を算出すれば、外乱成分が抑制され、対象とする変動成分を精度よく測定することができる。
【００９７】
なお、前述のように、Ｋ感光体ドラム３ａについては、径が異なるため、ＹＭＣの位相と一致させて色ずれを低減することができない。従い、Ｋ感光体ドラム３ａについては、Ｋの位相センサ４３ａからの出力である基準信号及びＫの基準回転角度に基づき、Ｋ感光体ドラム３ａの周速度が一定になるよう、感光体駆動モータ４５ａの速度を周期的に補正する。これによって、Ｋのピッチ変動成分を抑制し、色ずれを低減する。
【００９８】
（感光体の駆動速度の補正による色ずれの低減）
前述のように、カラー感光体ドラムとＫ感光体ドラムは互いに径が異なる。径の異なる感光体ドラムで形成される各画像のピッチ変動成分をそれぞれ抑制する手法について、以下に説明する。
【００９９】
図１０は、この実施の形態において、ピッチ変動成分を補正するためのブロック構成示す説明図である。前記画像形成装置は、ズレ量の測定結果に基づいて各感光体の駆動速度を補正してその偏心の影響を抑制する。図１０に示すように、各感光体駆動モータ４５は、それぞれに対して設けられた駆動制御回路５３によって制御される。各駆動制御回路５３は、それぞれ感光体の径に応じた駆動速度で各感光体駆動モータ４５を駆動する。さらに、各感光体の回転周期に対応する速度変動を抑制するために、変調信号発生回路５１からの変調信号が入力されている。各駆動制御回路５３は、請求項にいう駆動制御部に相当する。各変調信号発生回路５１は、請求項にいう補正信号出力部に相当する。各変調信号は、請求項にいう速度補正信号に相当する。
【０１００】
図１０に示すように、変調信号発生回路５１は、感光体ドラム３の径の種類に対応して設けられている。即ち、Ｋ感光体ドラム３ａに対して変調信号発生回路Ｋ５１ａが設けられ、カラー感光体３ｂ、３ｃ、３ｄに対して一つの変調信号発生回路（カラー）５１ｂが設けられている。
Ｋの変調信号の周期は感光体Ｋの回転周期Ｔｋと一致している。変調信号(カラー用)の周期はカラーの感光体の回転周期Ｔｃと一致している。
【０１０１】
制御部４０ａには、レジストセンサ４２、各感光体ドラム３に対応する位相センサ４３からの検知信号が入力される。また、制御部４０ａからは、各感光体ドラム３に対応する駆動制御回路５３、Ｋおよびカラーの各変調信号発生回路５１への制御信号が出力される。ただし、制御部４０ａには、図１０に図示しない入出力信号も接続され、画像形成装置の各部の動作を制御する。
【０１０２】
色ずれの調整に関し、制御部４０ａは、各駆動制御回路５３に制御信号を出力して各感光体ドラム３の駆動を制御する。そして、調整用トナーパッチを形成し、中間転写ベルト７上に転写してレジストセンサ４２で各パターンの位置を読み取る。
制御部４０ａは、読み取った各パターンの位置の基準位置からのズレ量（偏差）を算出し、算出した偏差に基づいて各感光体ドラム３の偏心の位相（回転位相）を得る。そして、得られた回転位相が揃うように各感光体ドラム３の相対的な位置を調整する。
さらに、制御部４０ａは、トナーパターンの測定結果から、各感光体ドラム３の偏心の振幅とを求め、求めた位相と振幅に応じて各変調信号発生回路５１ａ、５１ｂで発生する変調信号の位相と振幅を制御する。
【０１０３】
図１１は、図１０に示す各駆動制御回路５３が、一定速度の駆動信号を変調信号に基づく変調を行って駆動信号を生成し、生成された駆動信号で各感光体駆動モータ４５を駆動する様子を示す波形図である。図１０の各感光体駆動モータ４５は、ステッピングモータである。駆動信号は、ステッピングモータの相切替えに対応する駆動パルスの波形である。
【０１０４】
変調された駆動信号は、偏心による周速度の変動を打ち消すような位相と振幅を有していなければならない。各変調信号発生回路５１は、前記の条件を満たすような変調信号を発生するブロックである。より詳細には、各変調信号発生回路５１は、出力信号の振幅と位相が調整可能な正弦波発生回路である。
【０１０５】
（感光体ドラムの回転位相の調整）
色ずれ調整がされた後、制御部は、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すΔｔ＝ｔ２
−ｔ１を記憶する。それ以降は、位相センサから出力される基準信号からΔｔ後に同期信
号を出力する。従って、同期信号は、基準位相となる位置が露光されるタイミングに同期した信号である。Δｔは、各感光体ドラム３について個別に値が記憶される。同期信号は
、各感光体ドラム３に対してそれぞれ出力される信号である。
【０１０６】
前述のようにして、制御部は、測定されたトナーパターンの基準位相に基づいて、各感光体ドラムの基準回転角度を決定する。
さらに、制御部は、測定されたトナーパターンの基準位相のズレ量から、互いの基準位相が揃うように、Ｙ，Ｍ、Ｃの感光体ドラムの回転位相を調整する。
【０１０７】
回転位相の調整は、例えば、各感光体ドラムの基準回転角度で印字画像の先端部を露光するように行えばよい。あるいは、基準位相から所定角度だけ遅れて画像の先端部を露光するようにしてもよい。この遅れの量は、Ｙ、Ｍ、Ｃともに等しい量とする。このようにすれば、形成されるＹ、Ｍ、Ｃの各画像の位相が揃うので、色ずれが目立たない。
【０１０８】
制御部は、各感光体ドラムの回転位相の調整を、例えば、トナーパターンの形成を終えて各感光体ドラムを停止させる際に実行する。停止時、各感光体ドラム３を停止させた状態での回転角度が所定の関係になるように、各感光体駆動モータ４５の回転を制御する。即ち、ＹＭＣの同期信号が図１４に示す所定の位相関係になるように、停止時の感光体の回転角度を制御する。
【０１０９】
図１４は、この実施の形態において、印字用紙上で各画像（各色）の感光体の周速度変動成分の位相が揃うように各感光体の回転位相が調整された状態における、各感光体の周速度変動成分を示す説明図である。図１４中の黒丸「●」は、記録媒体（印字用紙）上で同一位置に転写されるべきＹＭＣ各画像の位置を示している。このとき、ＹＭＣ各色の感光体ドラム３の基準位相は、互いにずれている。Ｙ感光体ドラム３ｄとＭ感光体ドラム３ｃの転写位置の間の距離は、１００ｍｍである。これに対して、感光体ドラム３の周長は９２．２５ｍｍである。従って、両者の間には、距離にして５．７５ｍｍ、感光体回転角度にして２１．９６°のズレがある。Ｍ感光体ドラム３ｃとＣ感光体ドラム３ｂの関係も同様であり、距離にして５．７５ｍｍ、感光体回転角度にして２１．９６°のズレがある。
【０１１０】
従って、回転位相が調整された状態で、Ｙ感光体ドラム３ｄの回転位相に対して、Ｍ感光体ドラム３ｃの回転位相は２１．９６°だけ遅れている。同様に、Ｍ感光体ドラム３ｃの回転位相に対して、Ｃ感光体ドラム３ｂの回転位相は２１．９６°だけ遅れている。即ち、Ｙ感光体ドラム３ｄの回転位相に対して、Ｃ感光体ドラム３ｂの回転位相は４３．９２°だけ遅れている。
【０１１１】
各転写位置の間の距離を感光体の周長と一致させれば各感光体の回転位相を一致させられるが、そうすると各感光体の周囲におけるレイアウトスペースや画像形成装置の大きさが制約される。
【０１１２】
そこで、各転写位置間の距離と感光体の周長とが一致しない場合、Ｙ、Ｍ，Ｃのうちいずれかを基準として、カラーの変調信号の位相を制御する。図１４に示す態様では、Ｙを基準としている。この場合、Ｙの位相センサ４３ｄから出力される基準信号からΔt後に
出力されるＹ同期信号に基づき、変調信号(カラー用)の位相を制御する。図１４の場合、Ｙ同期信号に変調信号（カラー用）の基準位相が同期するように変調信号（カラー用）の位相を制御する。即ち、Ｙ同期信号が出力されるタイミングで０から負の方向に増大する変調信号（カラー用）が出力されるように制御する。
【０１１３】
図１５は、この実施の形態において、各感光体の回転位相が調整された状態における、各突起部４４の位置の例を示す説明図である。なお、各突起部の方向とその感光体の偏心の方向とは相関がないので、各感光体の突起部４４の方向はランダムである。この図は、後述する図１８との対応を示すためのものである。
【０１１４】
ＹＭＣ各感光体ドラム３の回転位相が調整された状態で各駆動制御回路５１ｂ、５１ｃ、５１ｄに変調信号発生回路５１ｂからの変調信号を入力すると、感光体の周速度変動成分と変調信号の位相にズレが生じてしまう。
【０１１５】
例えば、Ｃ感光体ドラム３ｂの周速度変動成分の振幅が最も大きく、変調信号発生回路５１ｂが、その位相逆位相の変調信号を発生する場合を考える。この場合、ＹおよびＭ駆動制御回路５１ｄ、５１ｃにも変調信号発生回路５１ｂからの変調信号が入力される。Ｃ感光体ドラム３ｂについては、位相の補正がされて周速度変動成分がうまく抑制されるが、ＹおよびＭ感光体ドラム３ｄ、３ｃについては周速度変動成分に対して変調信号の位相がずれてしまう。
【０１１６】
そこで、制御部は、画像上でのピッチ変動成分の位相が一致するようにＹＭＣ各感光体ドラム３の回転位相が調整された状態から、さらに各感光体の回転位相を補正する。これによって、ＹＭＣ各感光体の回転位相を互いに一致させ、共通の変調信号に対して各感光体ドラムの周速度変動成分の位相を逆位相にする。具体的には、Ｍ感光体ドラム３ｃの回転位相を２１．９６°だけその回転方向に進ませる。また、Ｃ感光体ドラム３ｂの回転位相を４３．９２°だけその回転方向に進ませる。即ち、Ｙの同期信号を基準として、ＭとＣの同期信号をＹの同期信号に一致させるように、停止時の感光体の回転位相を制御する。
このようにした場合、ＹＭＣの各感光体ドラム３の偏心方向と感光体ドラムの表面に形成される各画像の位置とはＹＭＣ間で多少のずれが生じるが、変調信号を用いて各感光体の周速度変動成分が打ち消されるので色ずれの絶対量が小さくなる。従って、色ずれが目立ちにくい。
【０１１７】
図１８は、図１５に対応するものであり、各感光体の回転位相を一致させた状態での、各突起部４４の位置の例を示す説明図である。図１８のＭ感光体ドラム３ｃおよびＣ感光体ドラム３ｂの回転位相の調整量は、各感光体の転写位置間の距離と周長の差から予め求められた値である。
【０１１８】
カラー感光体ドラムの回転位相は、調整用トナーパターンを測定することによって求められる。換言すれば、各感光体の回転位相はトナーパターンを測定するまでわからない。しかし、画像上でのピッチ変動成分の位相が一致した状態から各感光体ドラムの回転位相を揃えるための調整量は、予めわかっている。制御部は、トナーパターンの測定によって画像上でのピッチ変動成分の位相を揃えた後、さらに各感光体ドラム３の回転位相を調整する。このように、各感光体ドラム３の回転位相の調整量は２段階で導出される。ただし、各感光体ドラムの回転位相を物理的にずらす処理は、最終的な調整量が導出された段階で一度に実行すればよい。
【０１１９】
図１６は、この実施の形態において、各感光体ドラム３の回転位相が一致した状態での各感光体の周速度変動成分の様子を示す説明図である。この状態で、変調信号発生回路５１ｂは、ＹＭＣの各感光体ドラム３ｄ、３ｃ、３ｂに対して逆位相の変調信号を発生する。ＹＭＣの各駆動制御回路５３ｄ、５３ｃ、５３ｂは、前記変調信号で駆動速度を補正する。これによって、各感光体の周速度変動成分が補正される。
【０１２０】
図１６中の黒丸「●」は、記録媒体上で同一位置に転写されるべきＹＭＣ各画像の位置を示している。黒丸「●」の位置を、印字画像の先端部とすると、図１４では、ＹＭＣの印字画像の先端部の位置は同期信号と一致している。一方、図１６に示すように、回転位相を調整した後の状態では、Ｙの印字画像の先端部の位置はＹ同期信号と一致しているが、Ｍの印字画像の先端部の位置はＭ同期信号に対し２１．９６゜、Ｃの印字画像の先端部の位置はＣ同期信号に対し４３．９２゜、それぞれ遅延している。制御部は、１つ手前の同期信号に対する各印字画像先端部の露光タイミングを図１６に示すように制御する。
図１７は、この実施の形態において、各駆動制御回路５３が変調信号を用いて各感光体の周速度変動成分を打ち消す様子を示す説明図である。図１７で、実線は補正前の速度変動、点線は補正後の速度変動をそれぞれ示す。
【０１２１】
ここで、各変調信号の振幅は調整可能である。カラー用変調信号の振幅は、各色の画像に含まれるピッチ変動成分の振幅を検出し、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色のピッチ変動成分について求められた振幅のうち、最大の振幅と最小の振幅を選択する。そして、最大の振幅と最小の振幅の中間値を得る。そして、得られた振幅（中間値）に対応する感光体の回転速度の変動量を求める。ピッチ変動の振幅に対応する回転速度の変動量は、感光体の直径と基準の回転速度とが予め定められていれば、それらを用いて算出可能である。制御部は、求めた変動量を打ち消すような変調信号（カラー用）の振幅を決定する。
より詳細には、回転速度の変動量が最も大きなＣ色の感光体の速度変動振幅をＡｃ、回転速度の変動量が最も小さなＭ色の感光体の速度変動振幅をＡｍとする。このとき、制御部は、ＡｃとＡｍの中間値（Ａｃ＋Ａｍ）/２を変調信号の振幅とする。その理由は、次のとおりである。仮に、最大の振幅を持つ感光体ドラムの周速度変動成分を完全に打ち消すように変調信号（カラー用）の振幅を決定すると、最小の振幅を持つ感光体ドラムに対しては、補正量があまりにも大きくなりすぎる。
【０１２２】
また、図１９は、Ｋ感光体の周速度変動成分を抑制するための変調信号の様子を示す説明図である。変調信号発生回路５１ａは、Ｋの位相センサ４３ａから出力される基準信号から図１２のΔｔ後に出力されるＫ同期信号に基づき、変調信号（Ｋ用）の位相を制御す
る。図１９の場合、Ｋ同期信号に変調信号（Ｋ用）の基準位相が同期するように変調信号（Ｋ用）の位相を制御する。即ち、Ｋ同期信号が出力されるタイミングで０から負の方向に増大する変調信号（Ｋ用）が出力されるように制御する。
【０１２３】
（調整用トナーパターンの形成と測定の制御）
図２１は、図１０の制御部４０ａが調整用トナーパターンを形成し、測定する際の概略の処理手順を示すフローチャートである。図２１のフローチャートは、一色、即ち一つの感光体についてのフローチャートである。従って、制御部４０ａは、Ｙ，Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について同様の処理を行う。以下の説明では、Ｙを例に挙げる。
【０１２４】
また、図２０は、この発明の画像形成装置で形成される各色の調整用トナーパターンの詳細を示す説明図である。図２０に示すように、調整用トナーパターンとして、各色について調整用パターン１（以下、パターン１）と調整用パターン２（以下、パターン２）の２つのパターンが作成される。これは、図１に示す調整用パターン１、調整用パターン２に対応する。パターン１およびパターン２は、それぞれ１７本のラインから構成される。各パターンの様子は、図４に示すとおりである。理想的には、パターン１の先頭のラインと、パターン２の先頭のラインとの間隔は、Ｌｔである。パターン１の先頭から２本目のラインとパターン２の先頭から２本目のラインとの間隔もＬｔである。以下、対応するラインの間隔は、いずれもＬｔである。パターン１の末尾のラインと、パターン２の先頭のラインとの間隔は、ＷＤである。従って、ＷＤとＬｔとの間には、
ＷＤ＝Ｌｔ−ＬＷ×ｎ＋ＢＷ×（ｎ−１）
の関係がある。ここで、ＬＷは、ライン１本の幅、ＢＷは、隣り合うラインとラインとの最短距離、ｎは各パターンを構成するラインの数であり、この実施の形態ではｎ＝１７である。
【０１２５】
ここで、「理想的には」としたのは、感光体ドラムの偏心や、他の外乱がなければそうなるが、実際にはそれらに起因して所定間隔Ｌｔに対して誤差を含む。
【０１２６】
図２１で、まず制御部４０ａは、パターン１をＹ感光体３ｄ上に形成するよう、Ｙの画像形成に係る画像ステーションの各部を制御する（ステップＳ１１）。そして、形成されたパターン１を中間転写ベルト７上に転写させ、転写されたパターン１の各ラインがレジストセンサ４２を通過するときに、レジストセンサ４２の検知信号に基づいて各ラインの通過タイミングを検出する（ステップＳ１３）。このようにして、１７本の各ラインについて、基準タイミングからのズレ量（ズレ量１）を算出する（ステップＳ１５）。算出された各ズレ量は、後の演算に使用するため、一時的に保持しておく。
【０１２７】
全てのラインの測定を終えたら（ステップＳ１７）、パターン２の形成開始タイミングがくるまで待機する（ステップＳ１９）。パターン２の形成タイミングは、パターン１の形成開始から、中間転写ベルト上の距離に換算して間隔Ｌｔだけ離れたタイミングである。なお、この実施の形態では、間隔Ｌｔは、中間転写ローラ６ｄからレジストセンサ４２までの距離６８０ｍｍよりも十分長いものとしている。間隔Ｌｔが６８０ｍｍよりも短いか、ほぼ等しい場合、制御部４０ａは、パターン１の測定より前に、あるいは同時並行的にパターン２の形成を行う。
【０１２８】
制御部４０ａは、前記タイミングが到達したらパターン２の形成を開始するように画像ステーションの各部を制御する（ステップＳ２１）。そして、形成されたパターン２を中間転写ベルト７上に転写させ、転写されたパターン２の各ラインがレジストセンサ４２を通過するときに、レジストセンサ４２の検知信号に基づいて各ラインの通過タイミングを検出する（ステップＳ２３）。このようにして、１７本の各ラインについて、基準タイミングからのズレ量（ズレ量２）を算出する（ステップＳ２５）。算出された各ズレ量は、後の演算に使用するため、一時的に保持しておく。
【０１２９】
全てのラインの測定を終えたら（ステップＳ２７）、制御部４０ａは、１７本のラインのそれぞれについて、ズレ量１とズレ量２との和もしくは差を求め、合成されたズレ量ｄ（ｎ）を得る（ステップＳ３１）。和、差のいずれを求めるかは、間隔Ｌｔの設定に応じて決まる。即ち、除去すべき外乱成分がパターン１とパターン２とで同位相の場合は差を求め、逆位相の場合は和を求めて、外乱成分が互いに打ち消しあうようにする。
【０１３０】
次に、制御部４０ａは、合成されたズレ量ｄ（ｎ）からピッチ変動成分の基準位相と振幅を算出する処理を行う（ステップＳ３３）。基準位相と振幅の求め方の例は、図４（ｂ）の説明で既に述べたとおりである。そして、基準位相とＹ位相センサ４３ｄから出力される基準信号から、Δｔを求める（ステップＳ３５）。また、算出された振幅に基づいて、変調信号発生回路５１ａおよび５１ｂで生成する変調信号の振幅を決定する（ステップＳ３７）。変調信号の位相は、Ｋについての合成されたズレ量から求めた位相と逆の位相とする。即ち、Ｋの同期信号に対し、Ｋ感光体ドラム３ａの回転位相角にして１８０°遅れたタイミングを変調信号発生回路Ｋ５１ａの基準位相となるように変調信号の位相を制御する。また、変調信号発生回路（カラー）５１ｂについては、合成されたズレ量ｄ（ｎ）から求めたＹＭＣ各色の振幅のうち最大の振幅と最小の振幅の中間値に基づいてカラー用変調信号の振幅を決定し、決定した信号を出力するように制御する。変調信号の位相は、Ｙについての合成されたズレ量から求めた位相と逆の位相とする。即ち、Ｙの同期信号に対し、Ｙ感光体ドラム３ｄの回転位相角にして１８０°遅れたタイミングを変調信号発生回路Ｋ５１ｂの基準位相となるように変調信号の位相を制御する。
【０１３１】
（感光体ドラムの回転位相調整）
各感光体ドラムの回転位相を調整する手法について、詳細に説明する。
前述のように、回転位相の調整は、制御部４０ａが感光体ドラム３を停止させる際、停止後の各感光体ドラム３の偏心方向が所定方向になるように制御することによって実現される。制御部４０ａは、調整用トナーパターンの測定によって各感光体ドラム３の偏心の方向を求め、求めた偏心の方向に対応する基準位相の位置がレーザビームＬにより露光されるタイミングで同期信号を出力する。図１６に示すように、ＹＭＣの各感光体の回転位相が調整された状態では、ＹＭＣの各同期信号の出力タイミングが一致する。
【０１３２】
図２３は、制御部４０ａが、Ｙ感光体ドラム３ｄに対して、Ｍ感光体ドラム３ｃおよびＣ感光体ドラム３ｂの回転位相を揃えて停止させるようにそれらの停止位置を調整する様子を示す説明図である。図２３では、基準とするＹ同期信号に対し、Ｍ同期信号の出力が早く、Ｃ同期信号の出力が遅れている。制御部４０ａは、停止前にＹ同期信号に対するＭおよびＣ同期信号の遅れ進みをモニタする。即ち、Ｍ同期信号の進み量ＭΔｄｒと、Ｃ同
期信号の遅れ量ＣΔｄｒを得る。
【０１３３】
その後、基準となるＹ感光体ドラム３ｄを所定位置で停止させる。図２３では、Ｙ同期信号をトリガにＹ感光体ドラム３ｄを停止させている。停止の基準となったＹ同期信号より進んでいるＭ感光体ドラム３ｃは、その後に出力されるであろうＭ同期信号よりもＭΔ
ｄｒだけ早く停止させる。これによって、Ｙ感光体ドラム３ｄに対する位相の進みを補正する。一方、Ｃ感光体ドラム３ｂは、停止の基準となったＹ同期信号よりＣΔｄｒだけ遅
れて出力されるＣ同期信号から、さらにＣΔｄｒだけ遅らせて停止させる。これによって
、Ｙ感光体ドラム３ｄに対する位相の遅れを補正する。
【０１３４】
Ｙ同期信号に対してＭ同期信号の出力が遅れている場合は、停止の基準となるＹ同期信号より遅れて出力されるＭ同期信号から、さらに遅れ量ＭΔｄｒだけ遅らせて停止させれ
ばよい。図２２は、Ｍ同期信号が、基準となる信号ｔｒｅｆ（図２３のＹ同期信号に対応する）に対して進んでいる場合と、遅れている場合とで、制御部４０ａが回転位相を調整する様子を示す説明図である。Ｃ同期信号についても、図２２のＭ同期信号と同様の調整をすればよい。
【０１３５】
回転位相の調整は、各感光体ドラム３を停止させる度に実行することが好ましい。多数ページを連続印字する過程で、各感光体の回転位相が意図せずして少しずつずれていくことがある。これは、感光体ドラムのわずかな径の誤差や、駆動制御系の外乱要因に起因するものと考えられる。感光体ドラム３を停止させるときに回転位相を揃えることにより、色ずれの抑制効果を維持することができる。
【０１３６】
最後に、前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得ることは明らかである。そのような変形例は、この発明の特徴及び範囲に属さないと解釈されるべきものではない。本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更とが含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】この発明に係る色ずれ調整において、一つの色について、所定間隔をおいた複数の色ずれトナーパターンを形成し、レジストセンサ４２で測定する様子を示す説明図である。
【図２】この発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２の画像形成装置から、色ずれの調整の説明に関連する部分を抜き出した説明図である。
【図４】この発明に係るトナーパターンの一例を示す説明図である。
【図５】図３の画像形成装置の感光体ドラム３と、それを駆動する感光体駆動モータ４５の駆動機構を示す説明図である。
【図６】図３の各感光体ドラム３に対応して突起部４４と、位相センサ４３とが設けられた様子を示す説明図である。
【図７】図３の感光体ドラム３上にトナーパターンを形成しているときの様子を示す説明図である。
【図８】この発明に係る色ずれ調整において、ズレ量の和を計算する場合を示す説明図である。
【図９】この発明に係る色ずれ調整において、ズレ量の差を計算する場合を示す説明図である。
【図１０】この発明の画像形成装置において、色ずれ調整に関する制御系のブロック構成を示す説明図である。
【図１１】この発明の画像形成装置において、ピッチ変動成分を補正する駆動制御回路５３が、変調された駆動信号で各感光体駆動モータを駆動する様子を示す波形図である。。
【図１２】この発明の画像形成装置において、基準回転角度と基準位相との関係を説明するための説明図である。
【図１３】この発明の画像形成装置において、感光体の偏心によって露光位置と転写位置において画像ピッチが基準ピッチに対して変動することを説明するための説明図である。
【図１４】この発明の画像形成装置において、画像上でピッチ変動成分の位相が揃うように各感光体の回転位相が調整された状態における感光体の周速度変動成分を示す説明図である。
【図１５】この発明の画像形成装置において、各感光体の回転位相が調整された状態における、各突起部４４の位置の例を示す説明図である。
【図１６】この発明の画像形成装置において、各感光体ドラム３の回転位相が一致した状態での感光体の周速度変動成分の様子を示す説明図である。
【図１７】この発明の画像形成装置において、各駆動制御回路５３が変調信号を用いて感光体の周速度変動成分を打ち消す様子を示す説明図である。
【図１８】この発明の画像形成装置において、各感光体の回転位相を一致させた状態での、各突起部４４の位置の例を示す説明図である。
【図１９】この発明の画像形成装置において、Ｋ感光体の周速度変動成分を抑制するための変調信号の様子を示す説明図である。
【図２０】この発明の画像形成装置で形成される各色の調整用トナーパターンの詳細を示す説明図である。
【図２１】図１０の制御部４０ａが調整用トナーパターンを形成し、測定する際の概略の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】Ｍ同期信号が、基準となる信号ｔｒｅｆ（図２３のＹ同期信号に対応する）に対して進んでいる場合と遅れている場合とで、制御部４０ａが回転位相を調整する様子を示す説明図である。
【図２３】図１０の制御部４０ａが、Ｙ感光体ドラム３ｄに対して、Ｍ感光体ドラム３ｃおよびＣ感光体ドラム３ｂの回転位相を揃えて停止させるようにそれらの停止位置を調整する様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１    露光ユニット、ＬＳＵ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  現像器
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  感光体ドラム
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  クリーナユニット
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  帯電器
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  中間転写ローラ
７    中間転写ベルト
８    中間転写ベルトユニット
８−１  転写ベルト駆動ローラ
８−２  中間転写ベルト従動ローラ
８−３  中間転写ベルトテンション機構
９    中間転写ベルトクリーニングユニット
１０    給紙トレイ
１１    転写部
１１ｅ  転写ローラ
１２    定着部
１４    レジストローラ
１５    排紙トレイ
１６    ピックアップローラ
２５    搬送ローラ
３１    ヒートローラ
３２    加圧ローラ
４０    制御基板
４０ａ  制御部
４２    レジストセンサ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ  位相センサ
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  突起部
４５    感光体駆動モータ
４６    駆動ギア
４７    被駆動ギア
５０    画像形成装置
Ｓ    給紙搬送路
Ｌ（Ｌａ，Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）  レーザビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図４】
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