(57)【要約】【課題】画像形成装置に発生する位置ずれ及び色ずれ変動成分を、安価な手段で、より高精度に低減する画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】回転駆動される複数の像担持体に形成された各色トナー像を、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た転写材又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において、当該画像形成装置に発生する周期的な回転変動成分から前記複数の像担持体の周期的な回転変動成分を抽出し、該像担持体の回転位相を算出する位相算出手段１０６と、前記位相算出手段の算出結果に基づいて前記複数の像担持体の回転停止位相を個別に調整する回転位相調整手段１０７と、を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図８
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【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に形成された各色トナー像を、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た転写材又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において、
当該画像形成装置に発生する周期的な回転変動成分から前記複数の像担持体の周期的な回転変動成分を抽出し、該像担持体の回転位相を算出する位相算出手段と、
前記位相算出手段の算出結果に基づいて前記複数の像担持体の回転停止位相を個別に調整する回転位相調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記位相算出手段は、当該画像形成装置に発生する周期的な回転変動成分を前記複数の像担持体の回転周期の同相成分と直交成分に分離し、分離した前記回転周期の同相成分と直交成分に基づいて該像担持体の回転位相を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置
【請求項３】
前記回転位相調整手段は、前記複数の像担持体の回転停止位相の調整を、前記複数の像担持体のうちの１つの像担持体を基準に行う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】
前記回転位相調整手段は、前記複数の像担持体のうちの一つの像担持体の回転位相を基準とし、基準となる像担持体に対する他の像担体の回転位相の差に基づいて前記複数の像担持体の回転停止位相を調整することを特徴とする請求項１ないし３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記無端状担持体上に検出用パターンを形成する検出用パターン形成手段と、
前記検出用パターン形成手段により形成された前記検出用パターンを検出するパターン検出手段と、
前記検出用パターンを検出したときの時間である検出時間を計測する検出時間計測手段と、
を有し、
前記位相算出手段は、前記検出時間計測手段の計測結果である当該画像形成装置に発生する周期的な回転変動成分から前記複数の像担持体の周期的な回転変動成分を抽出し、該像担持体の回転位相を算出することを特徴とする請求項１ないし４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
カウンタを有し、前記検出時間計測手段で計測される前記検出時間は、前記検出用パターンの検出を示すパターン検出信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングにおける前記カウンタの示す値であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
カウンタを有し、前記検出時間計測手段で計測される前記検出時間は、前記検出用パターンの検出を示すパターン検出信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジの両タイミングにおける前記カウンタの示す値の中間値であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の像担持体の回転位置を示すマーキングを備え、前記マーキングを検出するためのマーク検出手段を有し、
前記検出用パターン生成手段は、前記マーク検出手段の検出結果に基づいて検出用パターンの形成を開始することを特徴とする請求項５ないし７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記検出用パターン生成手段は、前記マーク検出手段が前記マーキングを検出すると検出用パターンの形成を開始す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】
前記回転位相調整手段は、前記位相算出手段の算出結果及び前記マーク検出手段の検出結果に基づいて前記複数の像担持体の回転停止位相を個別に調整す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１１】
前記回転位相調整手段は、前記マーク検出手段が前記マーキングを検出後、前記位相算出手段の算出結果である位相に応じて回転を停止することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記検出用パターンは、前記像担持体の１周の周長のＮ倍（Ｎ：自然数）に相当する長さの範囲において等間隔に形成されたトナーパターンであることを特徴とする請求項１ないし１１に記載の画像形成装置
【請求項１３】
前記検出用パターンは、前記像担持体の１周の周長と少なくとも１つの他の回転体の１周の周長の公倍数の周長に相当する長さの範囲において等間隔に形成されたトナーパターンであることを特徴とする請求項１ないし１１に記載の画像形成装置
【請求項１４】
前記像担持体は、円筒回転体であることを特徴とする請求項１ないし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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機・プリンター・ファクシミリ等のカラー画像形成装置は、オフィス等における事務処理の高品位化および迅速化に伴って、高画質化および高速化が要求されている。かかる要求に応え得るカラー画像形成装置の一つに、タンデム型のカラー画像形成装置がある。これは、例えば、黒（Ｋ）・イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の各色毎に各々の画像形成ユニットを持ち、各画像形成ユニットで形成された異なる色の画像を搬送される転写材または中間転写体上に多重転写し、カラー画像の形成を行うものである。このようなタンデム型のカラー画像形成装置は、種々提案されており、製品化されている。
【０００３】
例えば、電子写真方式による直接転写方式のタンデム型画像形成装置の一例について、図１を用いて具体的に説明する。図１は、従来のタンデム型画像形成装置の一例を示す図である。
【０００４】
ここでは、図示しないレーザ露光ユニットにより各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの表面に形成された静電潜像が図示しない現像ユニットにより現像されることによりトナー像（顕像）が形成される。各感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ図示しない駆動モータから歯車減速機構によって所定の回転速度で回転駆動される。そして、静電力により搬送ベルト２１０に付着されて搬送される記録用紙上に順次重ね合わられて転写された後、定着装置２１３によってトナーが溶融圧着されることにより、記録用紙上にカラー画像が形成される。搬送ベルト２１０は、互いに平行に配置された駆動ローラ２１１及び従動ローラ２１２に適当なテンションで掛け渡される。駆動ローラ２１１は、図示しない駆動モータによって所定の回転速度で回転駆動され、それに伴い搬送ベルト２１２も所定の速度で無端移動する。記録用紙は給紙機構によって所定のタイミングで搬送ベルト２１２に供給され、搬送ベルト２１２の移動速度と同一速度で移動して搬送されることにより、画像の形成を行っている。
【０００５】
このような画像形成装置では、各画像形成ユニットで形成される画像の位置合わせ具合で色ずれが発生する。この色ずれは、記録用紙上で重ね合わせられる各単色画像の転写位置が相対的にずれることによって発生する。色ずれが発生すると、例えば、複数色の画像が重なって形成された細線画像がにじんで見えたり、複数色の画像が重なって形成された背景画像中に形成される黒の文字画像の輪郭周辺に白抜けが発生したりする。
【０００６】
色ずれには、定常的に発生する色ずれ定常成分（ＤＣ成分）と、感光体ドラムやベルト駆動ローラ等の回転体の回転周期で変動する変動成分（ＡＣ成分）がある。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。
【０００７】
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）変動成分が、各感光体ドラムで、位置ずれ変動成分の振幅、位相が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。任意の１色を基準とした相対位置ずれ、つまり、色ずれ変動成分としてみると、例えば、黒像担持体１２ａ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あ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。
【０００８】
この色ずれの変動成分についての詳細を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、従来のタンデム型画像形成装置の感光体ドラムの位置ずれを示す図である。図２（ｂ）は、従来のタンデム型画像形成装置の位置ずれ変動成分を示す図である。
【０００９】
図２（ａ）では、書き込みユニット２１４から感光体ドラム４０Ｋに照射される画像パターンに応じた光のＯＮ／ＯＦＦタイミングは一定であるのに対し、感光体ドラム４０Ｋの回転軸の偏芯があった場合、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。更に各色の感光体ドラム毎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、色ずれとなってしまう。
【００１０】
感光体ドラム４０Ｋの偏芯の要因として、感光体ドラム４０Ｋの駆動ギヤである図示しない感光体駆動ギアによるものと、感光体駆動ギヤと感光体ドラム４０Ｋを接続する装置である図示しないカップリングによるものがある。
【００１１】
感光体駆動ギアによる偏芯成分は、ギア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アの位相が合うように組み立てることで、位相ずれによる位置ずれを回避することが可能である。しかしカップリングの場合は、感光体ドラム４０Ｋの着脱によりカップリング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。更に回転ムラは感光体駆動ギアの偏芯によるものよりも、メンテナンスによる着脱を要因としているカップリングによる影響の方が大きい場合もある。
【００１２】
このため、製品の製造時に、各感光体ドラム４０Ｋ、４０Ｃ，４０Ｍ、４０Ｙ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２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問題がある。
【００１３】
特許文献１には、このような感光体ドラムの回転周期で発生する色ずれ変動成分に対して各感光体ドラムの回転位相を調整することで解決する技術が開示されている。これは、転写ベルトに色ずれ検出用パターンを形成し、そのパターンをＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）を用いて検出し、検出情報から変動周期の最大値、最小値、立ち上がり・立下りのゼロクロスポイントを抽出し、更に４つの要素から求めたアドレス値を平均化することで周期的な回転位相を検出して回転位相調整手段によって感光体ドラム等の回転位相を調整している。こうして、回転変動の影響が画像上に現れるのを抑制するものである。
【００１４】
又他の解決手段として、特許文献２にて提案されている。この手段は、ドラム位相を変えながら２色の組み合わせで重なり合ったパターンを形成して、センサによりパターン幅を計測する。このときパターン幅が大きければ位相値がずれており、又狭ければ位相値が合っていることを示すため、パターン幅がある閾値より小さくなるまで、位相を可変しながら上記動作を繰り返して最適な位相値を検出するものである。
【特許文献１】特願平９−１４６３２９号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５８３６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１で開示された発明では、パターン検出手段としてＣＣＤを用いているため、ＣＣＤを駆動するタイミング生成回路とドライバ、及びＣＣＤの出力信号を高増幅するための回路等が必要となり、処理回路が非常に高額になるという問題がある。特許文献１では、この問題について検討されていない。
【００１６】
また、転写ベルト上に形成されるパターンの回転変動値は、上記知見の感光体ドラムによる回転変動の他に、転写ベルトを駆動する駆動ローラ、転写ベルトを支持している支持ローラなど他の周波数の回転変動も重なった変動を示す変動値となる。そのため、上記のゼロクロス、又はピーク値から変動成分の振幅と位相を検出する手法は、検出データがノイズの影響を大きく受けるという問題がある。特許文献１では、この問題について検討されていない。
【００１７】
また、特許文献２で開示された発明では、ある程度色ずれが小さくなる位相値を検出することができるものの、ドラム位相を可変しながら検出するため、検出精度を上げようとすると、可変幅を小さくする必要があり、大幅に計測時間がかかるという問題がある。また、可変幅を大きくすると、計測時間は短縮化されるが、検出精度が低下するため、十分な色ずれ低減が期待できない。
【００１８】
本発明は、上記の点に鑑みて、この問題を解消するために発明されたものであり、画像形成装置に発生する位置ずれ及び色ずれ変動成分を、安価な手段で、より高精度に低減する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】
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、回転駆動される複数の像担持体に形成された各色トナー像を、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た転写材又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において、当該画像形成装置に発生する周期的な回転変動成分から前記複数の像担持体の周期的な回転変動成分を抽出し、該像担持体の回転位相を算出する位相算出手段と、前記位相算出手段の算出結果に基づいて前記複数の像担持体の回転停止位相を個別に調整する回転位相調整手段と、を有するように構成されている。
【００２０】
これにより、画像形成装置に発生する周期的な回転変動のうち像担持体による周期的な回転変動を検出し、像担持体の回転位相の調整をおこなう画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明の前記位相算出手段は、当該画像形成装置に発生する周期的な回転変動成分を前記複数の像担持体の回転周期の同相成分と直交成分に分離し、分離した前記回転周期の同相成分と直交成分に基づいて該像担持体の回転位相を算出するように構成されている。
【００２２】
これにより、画像形成装置に発生する周期的な変動のうちの像担持体による周期的な回転変動を安価な手段により検出することができる。
【００２３】
上記の目的を達成するために、本発明の前記回転位相調整手段は、前記複数の像担持体の回転停止位相の調整を、前記複数の像担持体のうちの１つに基づいて行うように構成されている。
【００２４】
これにより、複数の像担体間の色ずれ調整を、複数の像担持体のうちの一つを基準におこなうことができる。
【００２５】
上記の目的を達成するために、本発明の前記回転位相調整手段は、前記複数の像担持体の回転停止位相の調整を、前記複数の像担持体のうちの一つの像担持体の回転位相を基準とし、基準となる像担持体に対する他の像担体の回転位相の差に基づいてするように構成されている。
【００２６】
これにより、複数の像担体間の色ずれ調整を、複数の像担持体間の回転位相の差を考慮しておこなうことができる。
【００２７】
上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、前記無端状担持体上に検出用パターンを形成する検出用パターン形成手段と、前記検出用パターン形成手段により形成された前記検出用パターンを検出するパターン検出手段と、前記検出用パターンを検出したときの時間である検出時間を計測する検出時間計測手段と、を有し、前記位相算出手段は、前記検出時間計測手段の計測結果である当該画像形成装置に発生する周期的な回転変動成分から前記複数の像担持体の周期的な回転変動成分を抽出し、該像担持体の回転位相を算出するように構成されている。
【００２８】
これにより、無端状担持体上に形成した検出用パターンを検出した時間に基づいて画像形成装置に発生する周期的な回転変動のうち像担持体による周期的な回転変動を検出することができる。
【００２９】
上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、カウンタを有し、前記検出時間計測手段で計測される前記検出時間は、前記検出用パターンの検出を示すパターン検出信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングにおける前記カウンタの示す値であるように構成されている。
【００３０】
これにより、無端状担持体上に形成した検出用パターンを検出した時間をカウンタにより計測することができる。
【００３１】
上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、カウンタを有し、前記検出時間計測手段で計測される前記検出時間は、前記検出用パターンの検出を示すパターン検出信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジの両タイミングにおける前記カウンタの示す値の中間値であるように構成されている。
【００３２】
これにより、パターン検出信号の立ち上がり及び立ち下がりの振幅レベルとオフセットレベルのばらつきを補正することができる。
【００３３】
上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、前記複数の像担持体の回転位置を示すマーキングを備え、前記マーキングを検出するためのマーク検出手段を有し、前記検出用パターン生成手段は、前記マーク検出手段の検出結果に基づいて検出用パターンの形成を開始するように構成されている。
【００３４】
これにより、像担持体の回転位置によって検出用パターン形成の開始を制御することができる。
【００３５】
上記の目的を達成するために、本発明の前記検出用パターン生成手段は、前記マーク検出手段が前記マーキングを検出すると検出用パターンの形成を開始するように構成されている。
【００３６】
これにより、像担持体の回転位置を示す所定のマークがマーク検出手段の位置に達すると検出用パターン形成を開始させるよう制御することができる。マーク検出手段とは、例えば、像担持体ポジションセンサである。
【００３７】
上記の目的を達成するために、本発明の前記回転位相調整手段は、前記位相算出手段の算出結果及び前記マーク検出手段の検出結果に基づいて前記複数の像担持体の回転停止位相を個別に調整するように構成されている。
【００３８】
これにより、像担持体の回転位置を制御することにより、像担持体の周期的な回転変動を補正することができる。
【００３９】
上記の目的を達成するために、本発明の前記回転位相調整手段は、前記マーク検出手段が前記マーキングを検出後、前記位相算出手段の算出結果である位相に応じて回転を停止するように構成されている。
【００４０】
これにより、像担持体の周期的な回転変動を補正するときの像担持体の回転位置を限定することができる。
【００４１】
上記の目的を達成するために、本発明の前記検出用パターンは、前記像担持体の１周の周長のＮ倍（Ｎ：自然数）に相当する長さの範囲において等間隔に形成されたトナーパターンであるように構成されている。
【００４２】
これにより、検出用パターンを用いて、像担持体の周期的な回転変動を検出することができる。
【００４３】
上記の目的を達成するために、本発明の前記検出用パターンは、前記像担持体の１周の周長と少なくとも１つの他の回転体の１周の周長の公倍数の周長に相当する長さの範囲において等間隔に形成されたトナーパターンであるように構成されている。
【００４４】
これにより、検出用パターンを用いて、像担持体の周期的な回転変動および少なくとも１つの他の回転体の周期的な回転変動を検出することができる。
【００４５】
上記の目的を達成するために、本発明の前記像担持体は、円筒回転体であるように構成されている。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、画像形成装置に発生する位置ずれ及び色ずれ変動成分を、安価な手段で、より高精度に低減する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。なお、本発明を実施するための最良の形態では、画像形成装置の一例としてタンデム型で中間転写（間接転写）方式を採用する複写機（以下、プリンタとする）を例に説明するが、他の画像形成装置であってもよい。また、本発明を実施するための最良の形態の説明において、像担持体と感光体ドラムは同義である。
（装置の構成概略）
まず、本発明の画像形成装置の主要構成を、図３を用いて説明する。図３は、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタの主要構成図の例を示す図である。プリンタ１では、必要に応じて、図３に示される主要構成部以外に、用紙を大量に保持する給紙テーブルを設置したり、主要構成部の上にスキャナやさらにその上に原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）を設置したりするものとする。ここでは、特にプリンタ１の装置の主要構成部について説明を行う。
【００４８】
図３において、プリンタ１は、露光装置１１，黒像担持体１２ａ、シアン像担持体１２ｂ、マゼンダ像担持体１２ｃ、イエロー像担持体１２ｄ，バイアスローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、駆動ローラ１４，支持ローラ１５、中間転写ベルト１６，２次転写ローラ１７、像担持体駆動ギヤ２１、像担持体ポジションセンサ２３、マーキング２５，検出パターンセンサ３０を有する。
【００４９】
露光装置１１は、黒像担持体１２ａ、シアン像担持体１２ｂ、マゼンダ像担持体１２ｃ、イエロー像担持体１２ｄ上に、それぞれ黒像担持体１２ａ、シアン、マゼンダ、イエローの色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー画像を形成する装置である。
【００５０】
黒像担持体１２ａは、露光装置１１により形成された黒色のトナー画像を担持し、時計方向に回転するドラム状の像担持体である。黒像担持体１２ａ上の黒色トナー画像は、中間転写ベルト１６上に転写される。また、黒像担持体１２ａの周りには、図示しない帯電装置、現像装置、クリーニング装置などが設けてある。なお、黒像担持体１２ａ、像担持体駆動ギヤ２１，像担持体ポジションセンサ２３およびマーキング２５などの詳細構成は、後述の像担持体駆動系の装置の構成で図４を用いて説明する。
【００５１】
シアン像担持体１２ｂ、マゼンダ像担持体１２ｃ、イエロー像担持体１２ｄは、黒像担持体１２ａと同様である。
【００５２】
バイアスローラ１３ａ〜１３ｄは、それぞれ像担持体１２ａ〜１２ｄ上のトナー像を中間転写ベルト２０上に転写するときに利用される回転体である。図示しない電源装置により転写電圧を加えられたバイアスローラ１３ａ〜１３ｄを用いて、各像担持体１２ａ〜１２ｄ上のトナー像は、中間転写ベルト１６上に転写される。
【００５３】
駆動ローラ１４は、中間転写ベルト１６を駆動する回転体である。駆動ローラ１４は、駆動ローラ１４を駆動するモータである図示しないモータにより所定の回転速度で回転駆動される。また、２次転写ローラ１７を接触駆動し、図示しない画像転写後のシートを２次転写ローラ１７の図中上方にあるシート上に転写された画像を定着する装置である図示しない定着装置へと搬送するシート搬送機能も備えている。なお、２次転写装置として転写ベルトや非接触のチャージャを配置してもよい。
【００５４】
支持ローラ１５は、中間転写ベルト１６を支持する回転体である。
【００５５】
中間転写ベルト１６は、像担持体としての中間転写体である無端状のベルトである。ここでは、像担持体１２ａ〜１２ｄから転写された各色トナー画像を担持する。各色トナー画像は、駆動ローラ１４と２次転写ローラ１７とのニップ間に下方から挿入された図示しない転写紙に転写される。中間転写ベルト１６は、４つの支持回転体としての駆動ローラ１６，支持ローラ１５に掛け渡されており、図中反時計回り方向に回転移動する。図中左上の支持ローラ１５の左側には、画像転写後に中間転写ベルト１６上に残留する残留トナーを除去する図示しない中間転写ベルトクリーニング装置が設けられている。
【００５６】
２次転写ローラ１７は、中間転写ベルト１６上の画像を図示しない記録材であるシートなどに転写する回転体である。図示しない電源装置により転写電圧を加えられた２次転写ローラ２１を用いて、中間転写ベルト２０上の画像はシートなどに転写される。なお、２次転写ローラ２１は、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ローラ１６の反対側に設けられている。
【００５７】
像担持体駆動ギヤ２１は、黒像担持体１２ａを駆動するギヤである。詳細は、後述の像担持体駆動系の装置の構成で説明する。
【００５８】
マーキング２２は、像担持体駆動ギヤ２１上に設けられた印である。なお、マーキングは所定のマーク及びフラグであってもよい。詳細は、後述の像担持体駆動系の装置の構成で説明する。
【００５９】
像担持体ポジションセンサ２３は、像担持体駆動ギヤ１３上のマーキング２２を検出するセンサである。詳細は、後述の像担持体駆動系の装置の構成で説明する。これにより、各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転方向の位置を検出することができる。
【００６０】
検出部３０は、中間転写ベルト１６上のトナーパターンを検出する装置である。詳細は、後述のパターン検出装置の構成で図５を用いて説明する。
（装置の動作）
以上で示される主要構成部を有するプリンタ１で以下の動作によって原稿カラー画像を給紙された印刷用紙に複写して排紙する。
【００６１】
まず、図示しない原稿自動搬送装置の原稿台上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置を開いてスキャナのコンタクトガラス上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置を閉じてそれで押さえる。その後、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス上へと移動する。他方、コンタクトガラス上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナを駆動する。スキャナの走行と同時に光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して結像レンズを通して読取りセンサにて原稿内容を読取る。または、パソコン、デジタルカメラ等からデジタル画像情報を受信する。
【００６２】
この原稿読取り、画像情報の受信に並行して、図示しない駆動源である駆動モータで駆動ローラ１４を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１６が図中反時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残りの３つの支持ローラ１５が連れ回り回転する。また、これと同時に、個々の画像形成部において潜像担持体としての各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄを回転させ、各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄ上に、イエロー、シアン、マゼンダ、黒像担持体１２ａの色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー画像（顕像）を形成する。そして、各感光体ドラム１２ａ〜１２ｄ上のトナー画像を中間転写ベルト１６上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１６上に合成カラー画像を形成する。
【００６３】
このような画像形成に並行して、２次転写部である駆動ローラ１４と２次転写ローラ１７との間に用紙が搬送される。図示しない給紙テーブルの１つを選択し、ペーパーバンクに多段に備える給紙カセットの１つからシートを繰り出し、分離ローラで１枚ずつ分離して給紙路に入れ、搬送ローラで搬送して給紙路に導き、レジストローラに突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１６上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラを回転し、中間転写ベルト１６と２次転写ローラ１７との間にシートを送り込み、２次転写ローラ１７で転写してシート上にカラー画像を転写する。画像転写後のシートは、駆動ローラ１４の搬送力により対向ローラの２次転写ローラ１７で搬送して図示しない定着装置へと送り込み、定着装置で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、図示しない排出ローラで排出し、図示しない排紙トレイ上にスタックする。
（像担持体駆動系の装置の構成）
次に、プリンタ１を構成する像担持体回りの駆動系装置の構成を図４を用いて説明する。なお、図４では黒像担持体１２ａ回りの駆動系の装置の構成を示しているが、シアン像担持体１２ｂ、マゼンダ像担持体１２ｃ、イエロー像担持体１２ｄのそれについても同様とする。
【００６４】
図４において、プリンタ１の黒像担持体１２ａ回りの駆動系の装置は、像担持体駆動ギヤ２１，マーキング２２，像担持体ポジションセンサ２３、カップリング２４，駆動モータ２５，モータ軸ギヤ２６を有する。
【００６５】
像担持体駆動ギヤ２１は、黒像担持体１２ａを駆動するギヤである。カップリング２４を介して駆動モータ２５の出力を黒像担持体１２ａに伝える。
【００６６】
マーキング２２は、像担持体駆動ギヤ２１上に設けられた印である。
【００６７】
像担持体ポジションセンサ２３は、像担持体駆動ギヤ１３上のマーキング２２を検出するセンサである。このセンサを用いて各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転方向の位置を検出する。
【００６８】
カップリング２４は、黒像担持体１２ａと、像担持体駆動ギヤ２１を連結するためのものである。カップリング２４は、凹形状をしている。これにより、凸形状である黒像担持体１２ａとの嵌合を容易にしている。すなわち、黒像担持体１２ａは、通常、製品寿命分の耐久が無く、劣化状況に応じてサービスパーツとして市場で交換されるものであり、このときの交換作業を容易にしている。
【００６９】
駆動モータ２５は、黒像担持体１２ａを駆動するモータである。モータ軸ギヤ２６、像担持体駆動ギヤ２１及びカップリング２４を介して黒像担持体１２ａを駆動する。例えば、ＤＣブラシレスモータであるＤＣサーボモータやステッピングモータなどである。
【００７０】
モータ軸ギヤ２６は、駆動モータ２５の回転力を像担持体駆動ギヤ２１に伝えるためのギヤである。モータ軸ギヤ２６は、駆動モータ２５の回転軸に設けられており、像担持体駆動ギヤ２１と噛合している。
【００７１】
以上の構成により、像担持体１２ａ回りの駆動装置では、駆動モータ２５の回転駆動に基づいて像担持体１２ａを回転駆動する。また、マーキング２２および像担持体ポジションセンサ２３に基づいて、像担持体１２ａの回転方向の位置を検出する。
【００７２】
なお、図示しない画像形成装置本体のフレームは、黒像担持体１２ａを回転軸で支持するとともに、この回転軸はカップリング２４を介して連結されている。
（パターン検出装置の構成）
次に、プリンタ１におけるパターン検出装置の構成を図５を用いて説明する。
【００７３】
図５は、図３で示されるプリンタ１の検出部３０の詳細構成を示す図である。なお、中間転写ベルト２０上に形成されたパターン像としてパターン像５０をあつかう。パターン像５０についての詳細は、後述の検出用パターンの例で説明する。なお、検出部３０は中間転写ベルト１６の画像領域において、ベルト走行方向（矢印）に対して垂直方向に複数個設けられているものとする。
【００７４】
図５において、検出部３０は、ＬＥＤ素子３１、受光素子３２，集光レンズ３３を有する。
【００７５】
ＬＥＤ素子３１は、中間転写ベルト１６上のパターン像５０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ＬＥＤであり、照明用光源である。
【００７６】
受光素子３２は、中間転写ベルト１６上のパターン像５０を反射した光を集光レンズ４３を通過して受光するものである。
【００７７】
集光レンズ３３は、中間転写ベルト１６上のパターン像５０を反射した光を集光するレンズである。
【００７８】
以上の構成により、検出部３０は、中間転写ベルト１６上のパターン像５０を検出する。
（制御回路の構成概略）
次に、本発明の画像形成装置を制御する制御回路の一例を、図６、図７を用いて説明する。まず、図６で示される概略図により、制御回路の簡単な説明をおこなう。
【００７９】
図６において、制御回路４０は、回転位相制御部４１，ドラム駆動制御部４２，パターン形成制御部４３，発光量制御部４４を有する。
【００８０】
回転位相制御部４１は、受光部３２からパターン像５０の検出を示す信号を入力し、入力された信号に基づいて各像担持体１２ａ〜１２ｄの位相を制御し、ドラム駆動制御部４２を制御する。また、マーク検出部２３からマーク検出の信号を入力し、入力された信号に基づいて、パターン形成制御部４３を制御する。
【００８１】
ドラム駆動制御部４２は、回転位相制御部４１により制御され、駆動モータ２５の駆動を制御する。
【００８２】
パターン形成制御部４３は、回転位相制御部４１により制御され、露光装置１１による各像担持体１２ａ〜１２ｄへのパターン像形成の制御をおこなう。
【００８３】
発光量制御部４４は、受光部３２からの受光量に基づいて発光部３１の発光量を制御する。
【００８４】
（制御回路の構成詳細）
次に、プリンタ１を制御する制御回路４０の構成の詳細を、図７を用いて説明する。
【００８５】
図７は、プリンタ１を制御する制御回路４０の電気的なハードウェア構成を示すブロック図である。
【００８６】
図７において、プリンタ１の制御回路は、ＣＰＵバス５１、ＡＭＰ５２，フィルタ５３，Ａ／Ｄ５４，ＣＯＭＰ５５，ＦＲＣ（Ｆｒｅｅ  Ｒｕｎｎｉｎｇ  Ｃｏｕｎｔｅｒ）５６、レジスタ５７，５８，６１，６２，ＲＯＭ５９，ＲＡＭ６０、ＣＰＵ６３などを有する。
【００８７】
ＣＰＵバス５１は、制御回路４０内の各種装置を接続する内部バスである。
【００８８】
ＡＭＰ５２は、検出部３０から得られた信号を増幅しフィルタ５３に送る信号増幅器である。
【００８９】
フィルタ５３は、ＡＭＰ５２から受信した信号のうちライン検知の信号成分を通過させるフィルタである。
【００９０】
Ａ／Ｄ変換器５４は、フィルタ５３から受信した信号をアナログデータからデジタルデータへと変換する装置である。
【００９１】
ＣＯＭＰ５５は、Ａ／Ｄ変換器５４から受信した信号の信号レベルをレジスタ５７で保持しているＣＰＵ６３の設定値と比較する比較器である。ＣＰＵ６３の設定値に対して高ければ“Ｈ”を出力、低ければ“Ｌ”を出力する。なお、ＣＰＵ６３の設定値を下回ったとき、“Ｈ”→“Ｌ”、上回ったとき、“Ｌ”→“Ｈ”に信号変化し、このときの出力信号は、ＣＰＵ６３への割り込み入力になっている。
【００９２】
ＦＲＣ５６は、一定間隔でカウント動作を行うフリーランニングカウンタである。ＦＲＣ５６のカウント値は、レジスタ５８に保持される。ＦＲＣ５６は、パターン読み取り開始直前の任意のタイミングからカウントスタートし、カウント用ＣＬＫの周波数はパターン読み取り速度とパターン数、及びカウンタのビット数から適切な周波数が選択される。
【００９３】
レジスタ５７は、Ａ／Ｄ５４から受信した信号と比較するＣＰＵ６３の設定値を保持する記憶装置である。
【００９４】
レジスタ５８は、ＦＲＣ６０のカウント値を保持する記憶装置である。保持するＦＲＣ５６のカウント値は、ＣＰＵバスを介してＣＰＵ６５でリード可能である。
【００９５】
ＲＯＭ５９は、各像担体１２ａ〜１２ｄの回転位相を演算するためのプログラム、各種のプログラム及び作像条件に関わる機器固有のパラメータ、例えば、色ずれ量などを格納する記憶装置である。また、アドレスバスによって、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。
【００９６】
ＲＡＭ６０は、ＲＯＭ５９に格納されたプログラム、データなどを、一時的に保存するための記憶装置である。例えば、パターン検出部３０によりパターンが検出されたときのＦＲＣ５６のカウント値を保存する。
【００９７】
ＣＰＵ６３は、ＲＡＭ６０に格納されたプログラムなどに従って処理を実行するための装置である。また、ＣＯＭＰ５５の割り込み入力を入力すると、レジスタ５８に保持されたＦＲＣ６０のカウント値をリードし、ＲＡＭ６０に格納する。さらに、パターン検出部３０からの検知信号を適当なタイミングでモニタしており、レジスタ６１を介して発光量制御部４４によりＬＥＤ素子３１の発光量を制御する。  
以上の構成により、プリンタ１の制御回路４０は、パターン検出部３０から信号を入力すると、ＦＲＣ６２のカウント値をＲＡＭ６０に保存する。次に、ＲＡＭ６０に保存されたカウント値データに基づいて各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転位相を算出し、算出結果に基づいて駆動制御部４２により各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転位相を調整する。
（検出用パターンの例）
以下に、プリンタ１における各像担持体の回転位相調整に用いる検出用パターンの例について説明する。図８は、検出用パターンの例である。
【００９８】
図８は、黒像担持体１２ａ、シアン、マゼンダ、イエローのうち１色のトナー像のパターン群で、中間転写ベルト１６上に搬送方向垂直となる所定ピッチＰｓで並列に形成されているものを示す。図８において、Ｐａは、サンプリングパターン長を示す。
【００９９】
次に、ＰａおよびＰｓの設定について説明する。
【０１００】
パターン長Ｐａは、像担持体１２ａの回転周期と他の回転周期の公倍数の長さに設定する。ここで、プリンタ１において発生する周期的な回転変動は、像担持体１２ａの周期的な回転変動のみならず、他の周期的な回転変動、例えば、駆動ローラ１４の周期変動、それらを駆動伝達する歯車のピッチ誤差や偏心成分、更には中間転写ベルト１６の蛇行、中間転写ベルト１６の周方向にわたる厚み偏差分布など、様々な周波数成分に起因する。パターン長Ｐａの長さを上記のように設定することにより、これらの周波数全てが重畳されたデータを得る。なお、Ｐａは、感光体ドラムの周期的な回転変動周期の整数倍の長さに設定してもよい。
【０１０１】
パターン個々の間隔Ｐｓは、等間隔に設定されている。高精度に検出するには、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決定される。
【０１０２】
次に、検出パターンの検出に関する説明を簡単におこなう。
【０１０３】
中間転写ベルト１６上に形成された検出パターンは、中間転写ベルト１６の移動に応じて任意の基準タイミングから図示しないパターン検出部により検出を開始される。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ｔ１，ｔ２，ｔ３・・・とする。中間転写ベルト１６上に左右両端２ヶ所にそれぞれ、黒像担持体１２ａとその他の異なる１色である、例えばシアン像担持体１２ｂのパターン群を形成することで、同時に２つの像担持体の変動成分の検出を行う。これをその他の異なる２色であるマゼンダ像担持体１２ｂ及びイエロー像担持体１２ｄに対しても繰り返す。黒像担持体１２ａの検出結果とその他の異なる１色である、例えばシアン像担持体１２ｂの検出結果との差分値を回転位置の補正に用いる。これにより、黒とシアンとの間の相対誤差は、最小限になる。
【０１０４】
なお、パターン個々の間隔Ｐｓを小さくし、検出用パターンを密に形成することで、より高精度に位置ずれ変動成分を検知することも可能である。
（機能ブロック図）
図９は、本発明の画像形成装置の機能ブロック図の一例である。ここでは、図９を用いて本発明の画像形成装置の機能構成について説明をおこなう。
【０１０５】
図９において、画像形成装置の一例であるプリンタ１は、検出光送信手段１０１，検出光受信手段１０２，回転位相制御手段１０３，ドラム駆動制御手段１０８，パターン形成制御手段１０９，検出光量制御手段１１０を有する。また、回転位相制御手段１０３は、検出時間計測手段１０４，データ格納手段１０５，位相算出手段１０６，回転位相調整手段１０７を有する。
【０１０６】
検出光送信手段１０１は、発光量制御手段１１０により発光量を制御され、中間転写ベルト１６上にトナーパターンを検出するための光を発光する。例えば、ＬＥＤ素子３１などである。
【０１０７】
検出光受信手段１０２は、検出光送信手段１０１により中間転写ベルト１６上に発光された光の反射光を受光し、回転位相制御手段１０３に受信信号を送信する。例えば、受光素子３２などである。
【０１０８】
回転位相制御手段１０３は、検出光受信手段１０２により受信した信号を入力とし、検出時間計測手段１０４、データ格納手段１０５，位相算出手段１０６および回転位相調整手段１０７を用いて、各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転位相を制御する。
【０１０９】
検出時間計測手段１０４は、検出光受信手段１０２により受信した信号の立ち上がりエッジ・立ち下がりエッジにおける時間を計測する。例えば、ＦＲＣ５６を用いて計測する。なお、計測された時間データは、データ格納手段１０５に格納される。
【０１１０】
データ格納手段１０５は、検出時間計測手段１０４により計測された時間データを保存する。例えば、ＲＡＭ６０である。
【０１１１】
位相算出手段１０６は、データ格納手段１０５に保存された時間データに基づいて各像担持体１２ａ〜１２ｄの位相を算出する。なお、位相の具体的な算出方法は後述する。
【０１１２】
回転位相調整手段１０７は、位相算出手段１０６により算出された各像担持体１２ａ〜１２ｄの位相値に基づいて、各像担持体１２ａ〜１２ｄの位相を調整する。
【０１１３】
ドラム駆動制御手段１０８は、回転位相制御手段１０３により制御され、ドラム駆動手段１１２を制御する。なお、ドラム駆動制御手段１０８は、回転位相調整手段１０７と同一であってもよい。
【０１１４】
パターン形成制御手段１０９は、回転位相制御手段１０３により制御され、パターン形成手段１１３を制御する。
【０１１５】
検出光量制御手段１１０は、検出光受信手段１０２により受信した光信号に基づいて、検出光送信手段１０１を制御する。例えば、検出光受信手段１０２により受信する受光信号のレベルが常に一定になるように、検出光送信手段１０１の発光量を制御する。
【０１１６】
マーク検出手段１１１は、像担持体１２ａ〜１２ｄの回転位置を示すマーク、例えば、マーキング２２を検出する。例えば、像担持体ポジションセンサ２３などである。
【０１１７】
ドラム駆動手段１１２は、像担持体１２ａ〜１２ｄを回転駆動する。例えば、駆動モータ２５などである。
【０１１８】
パターン形成手段１１３は、像担持体１２ａ〜１２ｄ上に回転変動検出用パターンを形成する。例えば、露光装置１１などである。
【０１１９】
以上の機能構成により、プリンタ１では、特に、位相算出手段１０６、回転位相調整手段１０７を用いて、各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転位相を制御する。
【０１２０】
（位相算出方法の例）
以下に、本発明の画像形成装置であるプリンタ１における各像担持体の位相算出手段１０６の例について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の画像形成装置であるプリンタ１における各像担持体の回転位相算出処理を示す図である。ここでは、例えば、位相算出手段１０６は、データ格納手段１０５に格納された複数の周波数成分をもつデータから黒像担持体１２ａの周波数成分のデータの位相を抽出する。
【０１２１】
図１０において、データ格納手段１０５に格納されたデータは、入力信号１２０として扱われる。発振器１２１は、検出したい周波数成分、ここでは、黒像担持体１２ａの回転周波数ωｏの周波数で、かつ、検知パターン形成時に用いた任意の基準タイミングに基づく位相で発振して、乗算器１２３aと９０°位相シフト器１２２に出力する。黒像担持体１２ａの回転周波数ωｏは、像担持体駆動ギア２１上のマーキング２２の検出信号間隔を計測することで正確に求められる。乗算器１２３aは、入力信号１２０と発振器１２１から出力された発振周波数の信号と乗算し、入力信号１２０と黒像担持体１２ａの回転周波数ωｏの同相成分（I成分）の信号を出力する。乗算器１２３ｂは、入力信号１２０と９０°位相シフト器１２２から出力された信号と乗算し、入力信号１２０と黒像担体１２ａの回転周波数ωｏの直交成分（Ｑ成分）を出力する。ＬＰＦ１２６ａは、乗算器１２３ａからの出力信号の低周波帯域の信号を通過させる。ここでは、発振周波数ωｏの整数倍周期分のデータ、ここではパターン長Ｐａ分のデータを平滑化するローパスフィルタを設計する。ＬＰＦ１２６ｂも同様である。パターン長Ｐａ分のデータを平滑化することで、先述した誤差要因となる駆動ローラ回転周期成分は平滑化処理で相殺され「０」となる。そして、位相演算部１２５は、位相ｂ(t)を算出する。このｂ(t)が黒像担持体１２ａの周期変動の任意の基準タイミングからの位相角となる。
【０１２２】
以上に記載のように、位相算出手段１０６は、データ格納手段１０５に格納された複数の周波数成分をもつデータから像担持体１２ａの周波数成分のデータの位相を抽出し、抽出した位相を回転位相調整手段１０７に送信する。
【実施例】
【０１２３】
以下に、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタ１における各像担持体の回転位相調整の実施例について図１１〜図１７を用いて説明する。図１１は、実施例に係るフローチャートである。ここでは、本発明の画像形成装置の一例であるプリンタ１において、像担持体１２ａ〜１２ｄが交換されてから、交換された像担持体１２ａ〜１２ｄの回転位相が調整されるまでの処理を説明する。
【０１２４】
まず、サービスマンは、各像担持体の回転位相調整スタートを実行する。
【０１２５】
次に、図１２で示されるように各像担持体１２ａ〜１２ｄの初期位相を０°に合わせる（Ｓ１）。すなわち、マーキング２２の位置を像担持体ポジションセンサ２３上に合わせる。
【０１２６】
ステップＳ１では、ドラム駆動制御手段１０８は、各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転を開始させ、マーク検出手段１１１は、マーキング２２を検出する。マーキング２２を検出すると、ドラム駆動制御手段１０８は、各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転を停止する。
【０１２７】
次に、黒像担持体１２ａおよびマゼンダ像担持体１２ｃの回転変動検出用のパターンを中転写ベルト１６上に４９１本ずつ形成する（Ｓ２）。
【０１２８】
ここで、形成する回転変動検出用のパターンは図８で示される検出用パターンを用いる。検出用パターンのパターン長Ｐａ、パターン間隔Ｐｓおよびパターンの本数である４９１本の設定について以下に説明をおこなう。ここでは、中間転写ベルト１６の速度制御を図３の右下の支持ローラ１５のローラ軸に図示しないエンコーダを取り付け、エンコーダが等速回転となるようにフィードバック制御を行う。そのため、画像形成装置に発生する周期的な回転変動の要因としては、上記各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転周期変動と支持ローラ１５による回転周期変動が大きい。
【０１２９】
パターン長Ｐａは、各像担持体１２ａ〜１２ｄの直径４０ｍｍと支持ローラ１５の直径１７．５ｍｍの公倍数である１７６０ｍｍとする。これは、像担持体が１４周、支持ローラ１５が３２周に相当している。パターン間隔Ｐｓは、検出センサの受光スポット径を考慮して３．５９８ｍｍとしており、副走査方向の印字解像度６００ＤＰＩの場合は、８５ドット分に相当する。そのためパターン数としては、１７６０ｍｍ／３．５９８ｍｍ＝４９０本となっている。なお、ここでは便宜上、４９１本としてデータ処理を行う。
【０１３０】
ステップＳ２では、ドラム駆動制御手段１０８は、黒像担持体１２ａおよびシアン像担持体１２ｂの回転を開始させ、露光装置１１は、像担持体１２ａ、１２ｂ上にパターン長１７６０ｍｍ、パターン間隔３．５９８ｍｍの回転変動検出用のパターンを４９１本ずつ形成する。形成された４９１本のパターンは中間転写ベルト１６上に転写される。
【０１３１】
次に、パターン検出部３０は、受発光量を調整された後パターンの読み取りを開始し、共にＦＲＣ５７のカウントを開始する（Ｓ３）。図１３に、ステップＳ３における時間とパターン検出部３０のセンサ出力およびＦＲＣ５７のカウント値の関係を示す。
【０１３２】
ステップＳ３では、検出光量制御手段１１０は、ＬＥＤ素子３１の発光量を調整し、発光量を調整されたＬＥＤ素子３１は、中間転写ベルト１６上に発光を開始する。受光素子３２は、中間転写ベルト１６で反射された光を受光し、制御回路４０内のＡＭＰ５２に信号出力する。以上の動作によりパターンの読み取りを開始する。なお、ＡＭＰ５２で増幅された信号は、フィルタ５３，Ａ／Ｄ５４を通ってＣＯＭＰ５５へと送られる。また制御回路４０内のＦＲＣ５６はカウントを開始し、カウント値をレジスタ５８に格納する。
【０１３３】
次に、ステップＳ４からステップＳ６の説明を、図１４、図１５を用いておこなう。
【０１３４】
ステップＳ４では、ＣＰＵ６３に立上がりエッジもしくは立下りエッジの割り込みが入力されるか否か、すなわち、検出部３０がパターンを検出したか否かを判定する（Ｓ４）。
【０１３５】
ステップＳ４において、割り込み入力がなされると（Ｓ４，ＹＥＳ）ＣＰＵ６３は、ＦＲＣ５７の値をレジスタ５８からリードする（Ｓ５）。
【０１３６】
これを図１３を用いて説明すると、図１３中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ・・・で示される時点において割り込み入力がなされると、ＣＰＵ６３は、このときのＦＲＣ５７の値であるそれぞれＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６・・・をリードする。
【０１３７】
次に、リードされたＦＲＣ５７の値をＲＡＭ６０に格納する（Ｓ６）。図１４は、ステップＳ６においてＲＡＭ６０に格納されたデータを示す図である。図１４では、便宜上、黒像担持体１２ａ上のパターンを読み取った際のＦＲＣの値をＫ−Ｆ１，Ｋ−Ｒ１、Ｋ−Ｆ２・・・・、マゼンダ像担持体１２ｃのそれをＭ−Ｆ１，Ｍ−Ｒ１，Ｍ−Ｆ２・・・・としている。
【０１３８】
ステップＳ７に移って、ＣＰＵ６３は読み取ったパターン数が４９１本であることを判定する（Ｓ７）。
【０１３９】
ステップＳ７において、読み取ったパターン数が４９１本であることが判定されると（Ｓ７、ＹＥＳ）、以降に説明するステップＳ８にうつる。なお、読み取ったパターン数が４９１本でない場合（Ｓ７，ＮＯ）はステップＳ４に戻り再びパターンの読み取りを継続する。
【０１４０】
ステップＳ８にうつって、ＲＡＭ６０に格納されている黒像担持体１２ａに関するデータに対して、立上がりエッジおよび立下がりエッジのデータから、中央値の算出をおこなう（Ｓ８）。
【０１４１】
ステップＳ８は、振幅レベルとオフセットレベルにばらつきをもつセンサ出力とＣＰＵ６３の設定値である固定の閾値を比較するステップＳ４で生じる判定値の誤差を補正するための処理である。図１５（ａ）にステップＳ８において算出された中央値の概略を示す。また、算出された中央値データは、図１５（ｂ）のように、横軸をＲＡＭ６０のアドレス、縦軸をデータとした場合、右上がりのグラフになる。なお、図１５（ｂ）では、ＲＡＭ６０のアドレスとデータの関係を示す離散データ群はサインカーブ補正を施されている。
【０１４２】
次に、隣接パターンの間隔を算出し（Ｓ９）、オフセット分を除去する処理を行う（Ｓ１０）。図１６（ａ）にステップＳ１０において補正後のＲＡＭアドレスとデータの関係を表すグラフを示す。図１６（ａ）のように、全データの平均値を０とした、黒像担持体１２ａの回転変動成分が抽出される。なお、実際には、図１６（ａ）のデータは、図１６（ｂ）のように、黒像担持体１２ａだけではなく、作像に関するその他の回転体の変動成分も重畳した合成波として計測される。 
次に、位相算出手段１０６は、ステップＳ１０により抽出されたデータから  黒像担持体１２ａの１回転分の成分を抽出する処理を行い、位相値の算出を行う（Ｓ１１）。
【０１４３】
ここでは、前述の位相算出手段１０６の例で示される位相算出回路を用いる。位相算出回路の発振器１２１は、黒像担持体１２ａの回転周波数ωｏで発信する。それぞれの位相算出回路において、入力信号１２０は、ステップＳ１０により抽出された黒像担持体１２ａの回転変動成分データとする。このとき、位相算出回路は、黒像担持体１２ａの回転位相を算出する。ここでは、０°とする
次に、上記演算処理を、黒像担持体１２ａとマゼンダの２色分終了したか否かを判定する（Ｓ１２）
黒像担持体１２ａとマゼンダの２色分終了した場合（Ｓ１２，ＹＥＳ）、ステップＳ１３にうつる。黒像担持体１２ａとマゼンダの２色分終了していない場合（Ｓ１２，ＮＯ）、ステップＳ８に戻る。    
ここでは、ステップＳ８に戻って、ＲＡＭ６０に格納されているマゼンダ像担持体１２ｃに関するデータに対してステップＳ８〜ステップＳ１１の処理をおこない、マゼンダ像担持体１２ｃの回転位相を算出する。ここでは、３００°とする。なお、ステップＳ１１において、位相算出回路の発振器１２１は、黒像担持体１２ａの回転位相を算出するときと同じ黒像担持体１２ａの回転周波数ωｏおよび位相で発振する。
【０１４４】
ステップＳ１３に移って、回転位相調整手段１０７は、黒像担持体１２ａに対するマゼンダの相対位相値の算出を行う（Ｓ１３）。黒像担持体１２ａの回転位相である０°とマゼンダ像担体１２ｃの回転位相である３００°の相対位相値３００°を算出する。
【０１４５】
次に、黒像担持体１２ａとシアン像担持体１２ｂ、黒像担持体１２ａとイエロー像担持体１２ｄの組み合わせでもステップＳ２〜Ｓ１３の処理を実施し、シアン像担持体１２ｂとイエロー像担持体１２ｄの黒像担持体１２ａとの相対位相値を算出する（Ｓ１４）。ここでは、黒像担持体１２ａに対するシアンの相対位相値、黒像担持体１２ａに対するイエローの相対位相値は、それぞれ９０°、１８０°とする。
【０１４６】
次に、ドラム駆動制御手段１０８は、各像担持体１２ａ〜１２ｄの駆動を開始し、マーク検出手段１１１がマーキング２２を検出すると、上記の処理において算出された各相対位相値に基づいて、各像担持体１２ａ〜１２ｄの動作を停止する（Ｓ１５）。
【０１４７】
図１７は、回転位相調整後の各像担持体の位置を示す図である。図１７において、黒像担持体１２ａは０°（マーキング４がセンサ２３の位置）で停止し、シアン像担持体１２ｂはマーキング２２が像担持体ポジションセンサ２３に対して９０°の位置、マゼンダ像担持体１２ｃはマーキング２２が像担持体ポジションセンサ２３に対して３００°の位置、イエロー像担持体１２ｄはマーキング２２が像担持体ポジションセンサ２３に対して１８０°の位置で停止していることを示す。
【０１４８】
以上の処理により、本実施例では、交換された像担持体１２ａ〜１２ｄの回転位相の調整を、１回のパターン印字と読み取り動作で黒像担持体１２ａとその他の色の２色を同時に読み取ることをその他の色を順次切り替えて３回繰り返すことによりおこなう。このため、以下に掲げる効果を奏する。その効果とは、画像形成装置に発生する位置ずれ及び色ずれ変動成分を、安価な手段で、より高精度に低減することである。なお、本実施例の位相検出動作は、各像担持体１２ａ〜１２ｄを交換するタイミングで、サービスマンによりサービスモードとして実行されるものを想定しているが、この場合に限定しないものとする。
【０１４９】
また別の効果として、４色同時にパターン印字と読み取りを行った場合、検出センサが４組必要となると共に、サンプリング処理回路とメモリエリアが４色分必要となることからコストが増加してしまうが、この問題を解決している。
【０１５０】
また、本実施例の位相検出動作は、各像担持体１２ａ〜１２ｄを交換するタイミングで実行されるため、実行頻度としては非常に低く、あくまでもサービス作業の一環として実行される。ユーザーが実行することは無く、検出時間の増加はある程度許容される。このような位相検出動作は、本発明を実施するための最良の形態で説明してきた構成、動作により、コストをかけることなく、安価な構成で実現される。
【０１５１】
また、各像担持体１２ａ〜１２ｄの回転起動から、実際に印字開始されるまでの時間がソフト管理となるため、毎回同じ時間で印字されるとは限らない。そのため、例えば、黒像担持体１２ａとシアン像担持体１２ｃ、マゼンダ像担持体１２ｂとイエロー像担持体１２ｄの組み合わせでパターン検出すると２回の検出動作で済むが、絶対値で位相値を算出すると、ばらつきが生じてしまうが、この問題を解決している。すなわち、黒像担持体１２ａ基準で黒像担持体１２ａとの差を検出することでばらつきを最小限とすることができる。なお、基準とするのは複数色のうちの1色であればよく、黒像担持体１２ａに限るものではない。
【０１５２】
なお、ステップＳ２において、パターン長Ｐａは、感光体ドラムの周期的な回転変動周期と、周期的な回転変動が大きい駆動ローラ１４の回転周期との公倍数の長さに設定してもよい。このとき、各像担持体１２ａ〜１２ｄの直径が４０ｍｍ、駆動ローラ１４の直径が３０ｍｍであるとする。中間転写ベルト１６搬送距離に換算した各像担持体１２ａ〜１２ｄと駆動ローラ１４の回転周期は、それぞれ、４０×π（π：円周率）＝約１２５．７ｍｍと３０×π＝約９４．２ｍｍとなる。この両数値の公倍数である３７６．８mmをパターン長Ｐａに設定する。
【０１５３】
なお、本実施例では、ステップＳ１１において、ステップＳ１０により抽出された全てのデータについてサンプリング時間で演算を行っているが、最終的に変動成分の位相値のみ算出・使用するため、特に問題ない。なお、振幅を用いてモータの速度制御などを行う場合には、パラメータを速度換算する必要がある。
【０１５４】
以上、各実施例に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施例にあげたその他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】従来のタンデム型画像形成装置の一例を示す図
【図２】従来のタンデム型画像形成装置の感光体ドラムの位相変動を示す図
【図３】本発明の画像形成装置の一例であるプリンタの主要構成図の例
【図４】本発明の画像形成装置の一例であるプリンタの像担持体回りの駆動系装置の構成例
【図５】本発明の画像形成装置の一例であるプリンタにおけるトナー検出部の詳細構成例
【図６】本発明の画像形成装置を制御する制御回路の概略例を示す図
【図７】本発明の画像形成装置を制御する制御回路の構成例を示す図
【図８】本発明の検出用パターンの例を示す図
【図９】本発明の画像形成装置の機能ブロック図の一例
【図１０】本発明の画像形成装置の有する機能の一つである位相算出手段の例
【図１１】本発明の実施例に係るフローチャート
【図１２】本発明の実施例のステップＳ１の初期位置設定を示す図
【図１３】本発明の実施例のステップＳ３における時間とセンサ出力およびＦＲＣ値の関係を示す図
【図１４】本発明の実施例のステップＳ６におけるＲＡＭに格納されたデータを示す図
【図１５】（ａ）本発明の実施例のステップＳ８における中央値データを示す簡略図（ｂ）本発明の実施例のステップＳ８におけるＲＡＭアドレスと中央値データの関係を示す図
【図１６】（ａ）本発明の実施例のステップＳ１０におけるＲＡＭアドレスとデータの関係を示す図（ｂ）本発明の実施例のステップＳ
【図１７】本発明の実施例のステップＳ１５における回転位相調整後の各像担持体の位置を示す図
【符号の説明】
【０１５６】
１  プリンタ
１２ａ  黒像担持体
１２ｂ  シアン像担持体
１２ｃ  マゼンダ像担持体
１２ｄ  イエロー像担持体
２１  像担持体駆動ギヤ
２２  マーキング
２３  像担持体ポジションセンサ
２５  駆動モータ
３０  パターン検出部
３１  ＬＥＤ素子
３２  受光素子
５０  パターン像
１０１  検出光送信手段
１０２  検出光受信手段
１０３  回転位相制御手段
１０４  検出時間計測手段
１０５  データ格納手段
１０６  位相算出手段
１０７  回転位相調整手段
１０８  ドラム駆動制御手段
１０９  パターン形成制御手段
１１０  検出光量制御手段
１１１  マーク検出手段
１１２  ドラム駆動手段
１１３  パターン形成手段
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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