(57)【要約】【課題】感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させること。【解決手段】エンコーダ１０、８０により検知された回転速度に応じてモータ１４、８４を制御するＣＰＵ１００は、高圧電源５１から一次転写ローラ５に高電圧を印加していない状態において、中間転写ベルト７を回転駆動するモータ８４を所定の回転速度で駆動し、感光ドラム１を回転駆動するモータ１４の回転速度を段階的に変化させたときに検知されるモータ８４のトルク特性（Ｓ１〜Ｓ６）と、高圧電源５１から一次転写ローラ５に高電圧を印加した状態において、モータ８４を所定の回転速度で駆動し、モータ１４の回転速度を段階的に変化させたときに検知されるモータ８４のトルク特性（Ｓ７〜Ｓ１２）と、に基づいて、感光ドラム１の画像形成時の回転速度を決定する（Ｓ１４、Ｓ１５）。【選択図】図４
2016001268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、
前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、
前記像担持体の回転速度を検知する第１の検知手段と、
前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、
前記回転体を回転駆動する第２の駆動手段と、
前記回転体の回転速度を検知する第２の検知手段と、
前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、
前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第１及び前記第２の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第１及び前記第２の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第１の状態において、前記第２の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第２の駆動手段の第１のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第２の状態において、前記第２の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第２の駆動手段の第２のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１及び前記第２のトルク特性には、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第２の駆動手段の回転速度を制御する信号のデューティ値を用い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】
前記第１及び前記第２のトルク特性には、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第２の駆動手段への入力電流値を用い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４】
前記像担持体の画像形成時の前記回転速度は、前記第１及び前記第２のトルク特性の前記デューティ値の差分が０となる前記第１の駆動手段の回転速度に応じた回転速度であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の駆動手段の回転速度が前記デューティ値の差分が０となる前記回転速度のとき、前記像担持体の表面の回転速度と前記ベルト部材の表面の回転速度とは同じ速度であるとみなす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】
複数の前記像担持体を有し、
前記第１及び前記第２のトルク特性の検知は、複数の前記像担持体と前記ベルト部材が当接した状態で行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の前記像担持体を有し、
前記第１及び前記第２のトルク特性の検知は、ブラックの前記像担持体と前記ベルト部材が当接した状態で行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体と、
前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、
前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、
前記像担持体の回転速度を検知する第１の検知手段と、
前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、
前記回転体を回転駆動する第２の駆動手段と、
前記回転体の回転速度を検知する第２の検知手段と、
前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、
前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第１及び前記第２の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第１及び前記第２の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第１の状態において、前記第２の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第１の駆動手段の第３のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第２の状態において、前記第２の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第１の駆動手段の第４のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記第３及び前記第４のトルク特性には、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第１の駆動手段の回転速度を制御する信号のデューティ値を用い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】
前記第３及び前記第４のトルク特性には、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第１の駆動手段への入力電流値を用い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】
前記像担持体の画像形成時の前記回転速度は、前記第３及び前記第４のトルク特性の前記デューティ値の差分が０となる前記第１の駆動手段の回転速度に応じた回転速度であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第１の駆動手段の回転速度が前記デューティ値の差分が０となる前記回転速度のとき、前記像担持体の表面の回転速度と前記ベルト部材の表面の回転速度とは同じ速度であるとみなすことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
複数の前記像担持体を有し、
前記第３及び前記第４のトルク特性の検知は、複数の前記像担持体と前記ベルト部材が当接した状態で行われることを特徴とする請求項８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、前記複数の前記像担持体ごとに検知された前記第３及び前記第４のトルク特性に基づいて、前記画像形成時の回転速度を前記複数の前記像担持体ごとに決定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、前記第３及び第４のトルク特性の検知を、前記複数の前記像担持体について行うことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記第３及び第４のトルク特性の検知を、前記複数の前記像担持体のうちの１つの前記像担持体について行うことを特徴とする請求項１４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、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置は、感光ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体にトナー像を形成し、像担持体上のトナー像を記録材に転写した後、記録材上のトナー像を記録材に定着させる。一般的に、感光ドラムも中間転写ベルトも、画像が伸縮しないように定速回転又は定速駆動されている。感光ドラム及び中間転写ベルトの速度の精度が最終的に形成される記録材の画像再現性に影響を与え、微小な回転速度ムラによる画像の伸縮であってもバンディングと呼ばれる濃度の変動ムラとして記録材上に現れ、画像劣化の一因となる。
【０００３】
また、電子写真方式のカラー画像形成装置は、４つの色成分に対応する４つの感光ドラムを中間転写ベルトの回転方向に直列に配し、各感光ドラム上に形成されたトナー像が中間転写ベルトに重畳するよう転写されるタンデム方式が主流になっている。この方式の場合には、各感光ドラムにおける速度変動は、本来の感光ドラム上の作像位置及び中間転写ベルト上の転写位置からのズレとなり、中間転写ベルトの速度変動は各感光ドラムから中間転写ベルトへの転写位置のズレとなる。そのため、記録材上に形成される画像は、各色画像が、本来の転写位置からずれた状態、いわゆる色ずれとなって記録材上に現れ、画像劣化の一因となる。
【０００４】
感光ドラムや中間転写ベルトを回転する駆動装置では、ブラシレスＤＣモータを用いたＰＬＬ制御により、モータ速度が一定に制御される。しかし、モータ速度を一定にしても、ギヤの偏心などで、感光ドラムの速度や、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラ速度が必ずしも一定にならないといった課題がある。そこで高画質を訴求する画像形成装置では、駆動モータの定速制御ではなく、負荷軸である感光ドラムや中間転写ベルトの駆動ローラに光学エンコーダ等の速度センサを設け、負荷軸の速度をフィードバック制御することにより定速制御する手法が用いられている。
【０００５】
ところが、負荷軸上のエンコーダを用いて負荷軸を定速制御しても、感光ドラムの場合には、ドラム径の公差から必ずしも感光ドラムの表面速度を目標速度にすることとは等価ではない。中間転写ベルトの場合も同様に、負荷軸（駆動ローラ軸）上のエンコーダを用いて負荷軸を定速制御しても、駆動ローラ径や中間転写ベルトの厚み公差から、やはり中間転写ベルトの表面速度を目標速度にすることとは等価にはならない。また、公差以外においても、周囲の環境温度の変化に起因して感光ドラムや中間転写ベルトの駆動ローラの外形が変化し、表面速度が所望の値から変化してしまう課題がある。その結果、摩擦力が大きくなり、感光ドラムと中間転写ベルトの速度ムラが大きくなり、色ずれ、バンディングが大きくなるといった課題が発生する。また、表面速度を検知する方法として、感光ドラムや中間転写体に等間隔のマーキングを施し、光学センサでマーキングの通過時間を読み取る方法や、ドップラ速度計を用いる方法が考えられるが、コストアップになってしまう。
【０００６】
このような課題に対して、例えば特許文献１では、次のような手法が提案されている。即ち、中間転写ベルトの回転速度を変化させて、そのときの感光ドラムにかかる負荷を検出し、中間転写ベルトの回転速度と感光ドラムの検出負荷との関係を示す線図を作成する。そして、作成された線図の変曲点では、感光ドラムと中間転写ベルトの回転速度が等しい状態であるとみなし、そのときの速度に所定の周速差を加えた目標速度で中間転写ベルトを回転駆動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２４３５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１では、感光ドラムと中間転写ベルトの回転速度が等しい状態を、検出値に基づいて作成された線図の変曲点により求めている。ところが、変曲点を求める操作は微分演算を含むために検出誤差の影響を大きく受ける。そのため、高精度の結果が得られない可能性を有しているという課題がある。
【０００９】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【００１１】
（１）像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、前記像担持体の回転速度を検知する第１の検知手段と、前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、前記回転体を回転駆動する第２の駆動手段と、前記回転体の回転速度を検知する第２の検知手段と、前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１及び前記第２の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第１及び前記第２の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第１の状態において、前記第２の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第２の駆動手段の第１のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第２の状態において、前記第２の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第２の駆動手段の第２のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、前記像担持体の回転速度を検知する第１の検知手段と、前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、前記回転体を回転駆動する第２の駆動手段と、前記回転体の回転速度を検知する第２の検知手段と、前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１及び前記第２の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第１及び前記第２の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第１の状態において、前記第２の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第１の駆動手段の第３のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第２の状態において、前記第２の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第１の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第１の駆動手段の第４のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１、第２の実施の形態の画像形成装置の概略構成図、中間転写ベルト駆動部の概略構成図
【図２】第１、第２の実施の形態の感光ドラムと中間転写ベルト駆動部、一次転写部の構成図
【図３】速度指令値差によるＰＷＭ信号のデューティ特性を示す図
【図４】第１の実施の形態の感光ドラムの速度指令値を算出するフローチャート
【図５】第２の実施の形態の感光ドラムの速度指令値を算出するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
＜画像形成装置の構成＞
図１（ａ）は、第１の実施の形態の電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成ステーションを有している。図１（ａ）において、符号の末尾に付されたａ〜ｄは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ステーションに対応している。各画像形成ステーションの構成は同一であり、以降の説明では、特定の画像形成ステーションの部材を示す場合を除き、末尾のａ〜ｄを省略した符号を用いるものとする。
【００１７】
図１（ａ）において、後述するＣＰＵ１００（図１（ｂ）参照）は、画像形成装置全体の制御を司る。ＣＰＵ１００は、記録材Ｐへの作像命令を受けると、画像形成のための前回転の制御を行う。これにより、像担持体である感光ドラム１、ベルト部材である中間転写ベルト７を回転駆動する駆動ローラ８、帯電ローラ２、現像スリーブ４１、一次転写ローラ５、二次転写ローラ９、定着装置２０内の各ローラは、図中の矢印方向に回転を始める。帯電ローラ２には不図示の高圧電源が接続されており、高圧電源から直流電圧に交流電圧を重畳した高電圧が印加される。これにより、帯電ローラ２に接触している感光ドラム１の表面は、高圧電源から印加された直流電圧と同電位に一様に帯電される。次に、帯電された感光ドラム１の表面が回転し、露光装置３からのレーザ照射位置に到達すると、露光装置３によって画像信号に応じた露光がなされ、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。その後、現像器４では、不図示の高圧電源によって、直流電圧に交流電圧を重畳した高電圧が現像スリーブ４１に印加される。これにより、現像スリーブ４１上のトナーにより静電潜像が現像されて可視像（トナー像）となり、更に感光ドラム１は転写手段である一次転写ローラ５の方向に回転する。
【００１８】
そして、各画像形成ステーションの感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像は、感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト７が当接する当接部において、一次転写ローラ５によって、中間転写ベルト７上に重ねて転写される。感光ドラム１から中間転写ベルト７に転写されたトナー像は、その後、二次転写ローラ９によって記録材Ｐに転写される。なお、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト７に転写される際には、一次転写ローラ５に、トナー像を転写するための直流の高電圧が高圧電源５１（図２参照）から印加される。同様に、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｐに転写される際にも、二次転写ローラ９に、トナー像を転写するための直流の高電圧が不図示の高圧電源から印加される。また、中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、感光ドラムクリーナ６によって掻き取られ、回収される。同様に、記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト７に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナ１７によって掻き取られ、回収される。記録材Ｐに転写されたトナー像は、定着装置２０において圧力と熱が加えられることにより、記録材Ｐに定着される。
【００１９】
＜中間転写ベルトの駆動部の構成＞
図１（ｂ）は、中間転写ベルト７を駆動する駆動ローラ８の駆動部と、その駆動部を制御する制御部の概略構成図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す駆動ローラ８を図１（ａ）の側面側（図の右側又は左側）の方向から見た場合の図である。図１（ｂ）において、制御手段であるＣＰＵ１００は、ブラシレスＤＣモータ８４（以下、モータ８４という）を制御する。第２の駆動手段であるモータ８４は、ＣＰＵ１００からの制御に基づいて回転体である駆動ローラ８を駆動する。駆動ローラ８は、回転軸８１で保持されながら回転する円柱形状の回転体であり、駆動ローラ８が回転することにより、中間転写ベルト７も従動回転する。また、回転軸８１には、円板８６とモータ８４からの駆動力を伝達するための駆動ローラギヤ８３が固定されている。モータ８４の回転がモータギヤ８５を介して、駆動ローラギヤ８３に伝達されることにより、駆動ローラ８が駆動され、中間転写ベルト７が回転する。
【００２０】
円板８６は、光を透過する透明の樹脂製の回転体であり、駆動ローラ８に同期して回転する。図１（ｂ）において、駆動ローラ８に対向する円板８６の表面には、光を遮光する複数のマーク（光学マーク）（不図示）が等間隔で設けられている。第２の検知手段である光学エンコーダ８０（以下、エンコーダ８０という）は、図１（ｂ）に示すように、円板８６と、発光部と受光部とからなるフォトセンサ８２から構成される。駆動ローラ８に同期して回転している円板８６上の光学マークの検知を行う。円板８６上の光学マークが設けられていない箇所がフォトセンサ８２を通過する場合には、フォトセンサ８２の発光部からの照射光は受光部で検知される。一方、円板８６上の光学マークが設けられた箇所がフォトセンサ８２を通過する場合には、フォトセンサ８２の発光部からの照射光は光学マークで遮光される。そのために、受光部では発光部からの照射光が検知されず、このとき、エンコーダ８０（フォトセンサ８２）は、エンコーダパルス信号をＣＰＵ１００に出力する。ＣＰＵ１００は、エンコーダ８０から出力されたエンコーダパルス信号の出力間隔に基づいて駆動ローラ８の回転速度を算出し、モータ８４が所定の回転速度になるようにフィードバック制御演算を行い、駆動指令であるＰＷＭ信号をモータ８４へ出力する。このようにして、ＣＰＵ１００は、モータ８４の定速制御ではなく、負荷軸である駆動ローラ８の回転速度をフィードバック制御することにより、中間転写ベルト７の定速回転制御を実現している。なお、ＣＰＵ１００は、記憶手段であるＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２を有している。ＲＯＭ１０１には、ＣＰＵ１００が実行する制御プログラムやデータが格納されており、ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００が実行する制御プログラムが一時的に情報を保存するために使用されるメモリである。更に、ＣＰＵ１００は、時間測定を行うタイマ機能を有している。
【００２１】
＜感光ドラムの駆動部、一次転写部の構成＞
図２は、感光ドラム１と中間転写ベルト７の駆動部、一次転写ローラ５と高圧電源５１の構成、及びこれらを制御するＣＰＵ１００を示す概略構成図である。図２は、図１（ａ）において示した画像形成装置の構成のうち、感光ドラム１、中間転写ベルト７の回転制御に関する構成を説明する図であり、例えば各画像形成ステーションの帯電ローラ２、露光装置３、現像器４等は省略されている。また、図２においては、図１（ｂ）で説明した中間転写ベルト７を回転駆動する駆動ローラ８、モータ８４等は、図１（ｂ）の側面側の方向（図１（ｂ）に示す矢印方向）から見た場合の図を示している。モータ８４（図２中、破線枠部）の制御については、図１（ｂ）にて説明したので、ここでの説明は省略する。
【００２２】
各画像形成ステーションの感光ドラム１についても、図１（ｂ）で説明した中間転写ベルト７と概略同じような構成の駆動部を備えており、その構成は各画像形成ステーションで同一である。即ち、ＣＰＵ１００は、破線枠部で示すブラシレスＤＣモータ１４（以下、モータ１４という）を制御する。第１の駆動手段であるモータ１４は、ＣＰＵ１００からの制御に基づいて回転体である感光ドラム１を駆動する。感光ドラム１は、回転軸１１で保持されながら回転する円柱形状の回転体である。また、回転軸１１には、ハッチングで示す円板１６とモータ１４からの駆動力を伝達するためのドラムギヤ１３が固定されている。モータ１４の回転がモータギヤ１５を介して、ドラムギヤ１３に伝達されることにより、感光ドラム１が駆動される。
【００２３】
円板１６は、前述した円板８６と同様に、光を透過する透明の樹脂製の回転体であり、感光ドラム１に同期して回転し、その表面には、光を遮光する複数のマーク（光学マーク）（不図示）が設けられている。また、第１の検知手段である光学エンコーダ１０（以下、エンコーダ１０という）は、エンコーダ８０と同様に、円板１６と、発光部と受光部とからなるフォトセンサ１２を有する。エンコーダ１０（フォトセンサ１２）（以下、フォトセンサ１２という）は、感光ドラム１に同期して回転しているエンコーダ１０（円板１６）（以下、円板１６という）上の光学マークの検知を行う。フォトセンサ１２は、感光ドラム１の回転により、円板１６上の光学マークのエッジが通過するごとに速度信号であるエンコーダパルス信号を出力し、出力されたエンコーダパルス信号はＣＰＵ１００に入力される。ＣＰＵ１００は、入力されるエンコーダパルス信号から感光ドラム１の回転速度を算出し、モータ１４が所定の回転速度になるようにフィードバック制御演算を行い、駆動指令であるＰＷＭ信号をモータ１４へ出力する。このようにして、ＣＰＵ１００は、各画像形成ステーションの感光ドラム１の定速回転制御を実現している。
【００２４】
なお、本実施の形態の円板１６、８６は光を透過する透明の樹脂製の回転体であり、その表面には光を遮光する複数のマーク（光学マーク）（不図示）が設けられているが、この構成に限定されるものではない。例えば、円板が金属製で、光学マークの代わりにスリットが設けられ、エンコーダの受光部はスリットを通過する発光部からの光を検知し、スリット以外の部分は発光部からの光を遮断する構成でもよい。
【００２５】
また、中間転写ベルト７を介して、感光ドラム１と対向する一次転写ローラ５には、電圧印加手段である高圧電源５１が接続されている。高圧電源５１は、負電位に帯電されたトナー像を感光ドラム１から中間転写ベルト７に転写するために、正電位の高電圧を一次転写ローラ５に印加する。ＣＰＵ１００は、該当する一次転写ローラ５に高電圧の印加を指示する出力信号を高圧電源５１に出力し、高圧電源５１は、ＣＰＵ１００からの出力信号に応じて、該当する一次転写ローラ５に正電位の高電圧を印加する構成となっている。
【００２６】
＜感光ドラムと中間転写ベルトの表面速度を算出するための制御シーケンス＞
図４は、画像形成装置の感光ドラム１と中間転写ベルト７の表面速度が同じ速度となる感光ドラム１の速度指令値を算出するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図４のフローチャートは、本実施の形態の感光ドラム１と中間転写ベルト７の速度調整を行う調整モードの動作シーケンスを示している。図４に示す調整モードは、感光ドラム１や中間転写ベルト７の交換を検知した場合や、画像形成装置のメンテナンス作業を行う保守者からの調整指示に基づいて起動され、ＣＰＵ１００により実行される。
【００２７】
また、画像形成装置は、動作モードとして、カラープリントを行うカラーモードと、白黒プリントを行うモノクロモードの２つの動作モードを有している。カラーモードでは、中間転写ベルト７は各画像形成ステーションの感光ドラム１ａ〜１ｄに当接した状態となる。一方、モノクロモードでは、中間転写ベルト７はブラックの画像形成ステーションの感光ドラム１ｄに当接し、感光ドラム１ａ〜１ｃから離間した状態となる。図４に示す制御シーケンスは、動作モードがカラーモードの状態で起動され、図４に示す感光ドラム１に対応するモータ１４についての制御は、全ての画像形成ステーションのモータ１４について行われるものとする。即ち、ＣＰＵ１００は、各画像形成ステーションの円板１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄに対して、同一の回転速度となるように制御を行うものとする。
【００２８】
ステップ（以下、Ｓという）１では、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト７の速度指令値を固定値であるＶｂ＿ｔａｒとする。そして、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒに、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒよりも速度差−０．５％となる速度指令値（０．５％遅い速度指令値）を初期値として設定する。
【００２９】
感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒ、及び中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒの単位は、ＣＰＵ１００の計算上、エンコーダ１０及びエンコーダ８０の角速度ｒａｄ／ｓが用いられる。しかし、本実施の形態では、速度単位の記載を統一するために、感光ドラム１のドラム径や、中間転写ベルト７の駆動ローラ８のローラ径にベルト厚みを加えた公称値を用いて換算される表面速度換算値ｍｍ／ｓを速度として、便宜上記載することとする。なお、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒ、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒは、それぞれ円板１６、円板８６が目標とする回転速度を指しており、感光ドラム１や中間転写ベルト７の表面速度の目標値を指しているわけではない。
【００３０】
上述した「速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒよりも速度差−０．５％となる速度指令値」とは、例えば、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒが３５０ｍｍ／ｓのとき、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒは、次の値であることを意味する。即ち、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒは、３４８．２５ｍｍ／ｓ（＝３５０ｍｍ／ｓ×（１００％−０．５％））となる。
【００３１】
Ｓ２では、ＣＰＵ１００は、駆動ローラ８を介して中間転写ベルト７を駆動するモータ８４に、中間転写ベルト７の速度が速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒとなるＰＷＭ信号を出力し、モータ８４を回転駆動させる。また、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１を駆動するモータ１４に、感光ドラム１の速度が速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒとなるＰＷＭ信号を出力し、モータ１４を回転駆動させる。
【００３２】
ここで、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度が速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒと同じかどうかを判断するために、エンコーダ１０から出力されたエンコーダパルス信号に基づいて、円板１６の回転速度を算出する。円板１６は、感光ドラム１と同じ回転軸１１に取り付けられており、感光ドラム１に同期して回転するため、円板１６の回転速度を算出することにより、感光ドラム１の回転速度を算出することになる。そして、ＣＰＵ１００は、算出された円板１６の回転速度と速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒとの比較結果に応じて、感光ドラム１の回転速度が速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒと等しくなるようなデューティ値（ｄｕｔｙ）に対応したＰＷＭ信号をモータ１４に出力する。なお、上述したＣＰＵ１００によるモータ１４に対するフィードバック制御は、全ての画像形成ステーションのモータ１４に対して、図４に示す制御シーケンスにおいて、常に実行される。
【００３３】
また、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト７についても、感光ドラム１と同様の制御を行う。即ち、ＣＰＵ１００は、エンコーダ８０から出力されたエンコーダパルス信号に基づいて、同じ回転軸８１に取り付けられ、中間転写ベルト７を回転させる駆動ローラ８に同期して回転する円板８６の回転速度、即ち中間転写ベルト７の回転速度を算出する。そして、ＣＰＵ１００は、算出された円板８６の回転速度と中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒとの比較結果に応じて、中間転写ベルト７の回転速度が速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒと等しくなるデューティ値に対応したＰＷＭ信号をモータ８４に出力する。なお、上述したＣＰＵ１００によるモータ８４に対するフィードバック制御は、図４に示す制御シーケンスにおいて、常に実行される。
【００３４】
このように、ＣＰＵ１００は、速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒに対して、上述した各感光ドラム１を駆動するモータ１４のフィードバック制御を行うことにより、各感光ドラム１は定速回転した状態となる。Ｓ３では、ＣＰＵ１００は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出し、１０ｍｓ（ミリ秒）経過するごとに、次の処理を行う。即ち、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度が速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒとなるようなモータ８４へ出力するＰＷＭ信号に対応したデューティ値を取得する処理を行う。なお、この時の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒはＳ１又はＳ６で設定される。なお、図４では、ＰＷＭ信号に対応したデューティ値をＰＷＭｄｕｔｙとする。また、取得したサンプリング値は、その都度、ＲＡＭ１０２に格納するようにしても良いし、その都度、サンプリング値を加算し、合計値をＣＰＵ１００が保持するようにしても良い。Ｓ４では、ＣＰＵ１００は、１秒間に取得した１００回分（＝１秒（＝１，０００ミリ秒）／１０ミリ秒）のサンプリングのデューティ値の平均値Ｔｂを算出し、そのときの感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒと対応付けて、ＲＡＭ１０２に記憶する。モータ８４のトルク特性を示す平均値Ｔｂの算出方法については、例えばＳ３にて取得したサンプリング値を順次加算することで合計値を求め、１００回取得した時点で合計値を１００で除することにより、平均値Ｔｂを算出する。なお、Ｓ３、Ｓ４の処理においては、各画像形成ステーションの帯電ローラ２、現像スリーブ４１、一次転写ローラ５は高電圧が印加されていない第１の状態であり、露光装置３による露光、及び現像スリーブ４１の回転駆動も停止した状態である。
【００３５】
次に、Ｓ５では、ＣＰＵ１００は、速度差は＋０．５％、即ち、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが、中間転写ベルト７の速度目標値Ｖｂ＿ｔａｒから＋０．５％増加した速度指令値（０．５％速い速度指令値）であるか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ１００は、速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが、速度目標値Ｖｂ＿ｔａｒから＋０．５％増加した速度指令値である３５１．７５ｍｍ／ｓ（＝３５０ｍｍ／ｓ×（１００％＋０．５％））に到達したか否かを判断する。ＣＰＵ１００は、速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが３５１．７５ｍｍ／ｓであると判断した場合にはＳ７に進み、３５１．７５ｍｍ／ｓよりも小さい場合には、速度差は＋０．５％に到達していないと判断し、Ｓ６に進む。
【００３６】
Ｓ６では、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを、段階的に＋０．１％ずつ変更、即ち、現行の感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒの０．１％分だけ速い速度指令値に変更する。ここで、現行の感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒよりも速度差−０．５％となる速度指令値であるとする。ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒに対する速度差が−０．４％（＝−０．５％＋０．１％）となる値に変更する。即ち、中間転写ベルト７の速度目標値Ｖｂ＿ｔａｒが３５０ｍｍ／ｓのとき、感光ドラム１の速度目標値Ｖｄ＿ｔａｒは３４８．６ｍｍ／ｓ（＝３５０ｍｍ／ｓ×（１００％−０．４％））となる。そして、ＣＰＵ１００は、変更された感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒにおける、モータ８４へ出力するＰＷＭ信号に対応したデューティ値のサンプリングを行うため、Ｓ３の処理に戻る。
【００３７】
Ｓ７では、ＣＰＵ１００は、再度、中間転写ベルト７の速度指令値を固定値であるＶｂ＿ｔａｒとし、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒよりも速度差−０．５％となる速度指令値を初期値として設定する。そして、ＣＰＵ１００は、駆動ローラ８を介して中間転写ベルト７を駆動するモータ８４に、中間転写ベルト７の速度が速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒとなるＰＷＭ信号を出力し、モータ８４を回転駆動させる。また、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１を駆動するモータ１４に、感光ドラム１の速度が速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒとなるＰＷＭ信号を出力し、モータ１４を回転駆動させる。
【００３８】
Ｓ８では、ＣＰＵ１００は、各画像形成ステーションの帯電ローラ２、現像スリーブ４１、一次転写ローラ５に高電圧を印加する制御を行う。即ち、ＣＰＵ１００は、不図示の高圧電源から帯電ローラ２に、直流電圧に交流電圧を重畳した高電圧を印加し、感光ドラム１を帯電させる。そして、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１上の帯電領域が、現像スリーブ４１に到達するタイミングで、不図示の高圧電源から現像スリーブ４１に直流電圧を印加させる。なお、不図示の現像用高圧電源は、交流電圧も印加できる電源であるが、図４に示す制御シーケンスでは、露光装置３による静電潜像の形成やトナー現像は行わない。従って、交流電圧は印加せず、現像スリーブ４１の回転駆動も行わない。感光ドラム１の帯電電位に見合った直流電圧を現像スリーブ４１に印加することにより、現像器４内のトナーの摩擦帯電に用いられるキャリヤやトナーが感光ドラム１へ付着することを防止することができる。
【００３９】
更に、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の帯電領域が一次転写部に到達するタイミングで、該当する一次転写ローラ５に高電圧を印加させるための出力信号を高圧電源５１に出力し、高圧電源５１は該当する一次転写ローラ５に直流電圧を印加する（第２の状態）。なお、高圧電源５１から一次転写ローラ５に印加される直流電圧の電圧値は、通常の画像形成時に一次転写ローラ５に印加する電圧値でよい。一次転写ローラ５に直流電圧が印加されると、感光ドラム１と中間転写ベルト７の間に働く摩擦力は増加することが、実験により確認されている。本実施の形態において、感光ドラム１を帯電ローラ２により帯電させる理由は、感光ドラム１を帯電させない状態で、一次転写ローラ５に一次転写電圧を印加すると、感光ドラム１に期待しない電位メモリを残してしまう場合があるからである。
【００４０】
Ｓ９では、上述したＳ３と同様に、ＣＰＵ１００は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出す。そして、ＣＰＵ１００は、１０ｍｓ（ミリ秒）経過するごとに、Ｓ７又は後述するＳ１２で設定した感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒでの、モータ８４へ出力するＰＷＭ信号に対応するデューティ値を取得する処理を行う。Ｓ１０では、Ｓ４と同様に、ＣＰＵ１００は、１秒間に取得した１００回分のサンプリングのデューティ値の平均値Ｔｂ’を算出し、そのときの感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒと対応付けて、ＲＡＭ１０２に格納する。Ｓ１１では、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが、中間転写ベルト７の速度目標値Ｖｂ＿ｔａｒから＋０．５％増加した３５１．７５ｍｍ／ｓ（＝３５０ｍｍ／ｓ×（１００％＋０．５％））に達したかどうかを判断する。ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが、３５１．７５ｍｍ／ｓに達していると判断した場合には、Ｓ９、Ｓ１０におけるモータ８４のＰＷＭ信号に対応するデューティ値のサンプリング処理が完了したのでＳ１３に進む。一方、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが、３５１．７５ｍｍ／ｓに達していないと判断した場合には、Ｓ１２に進む。Ｓ１２では、上述したＳ６と同様に、ＣＰＵ１００は、現行の感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒの０．１％分だけ速い速度指令値に変更し、Ｓ９の処理に戻る。
【００４１】
Ｓ１３では、ＣＰＵ１００は、帯電ローラ２、現像スリーブ４１、一次転写ローラ５に印加されている高電圧を順次停止するため、不図示の高圧電源や高圧電源５１への出力信号の出力を停止する。更に、ＣＰＵ１００は、感光ドラム１を回転駆動するモータ１４及び駆動ローラ８を介して中間転写ベルト７を回転駆動するモータ８４の回転駆動を停止させるため、ＰＷＭ信号の出力を停止する。
【００４２】
ここで、図３に示すグラフは、上述したＳ４、Ｓ１０で算出されたモータ８４のＰＷＭ信号に対応したデューティ値の平均値Ｔｂ、Ｔｂ’をプロットしたグラフである。図３において、破線で示すグラフは一次転写ローラ５に高電圧を印加しないときの平均値Ｔｂを、実線で示すグラフは一次転写ローラ５に高電圧を印加したときの平均値Ｔｂ’をプロットしたものである。図３の縦軸は、モータ８４のＰＷＭ信号に対応したデューティ値の大きさであるＰＷＭ信号のｄｕｔｙ［単位：％］を示しており、一定速度に制御された状態において、デューティ値は、略モータ８４の出力トルクに比例するパラメータでもある。また、図３の横軸は、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒと中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒの速度指令値の差［単位：％］を示し、横軸の数値は、［（Ｖｄ−ｔａｒ−Ｖｂ＿ｔａｒ）／Ｖｂ−ｔａｒ］×１００の演算結果を示している。
【００４３】
図３に示すように、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが増加するに従って、中間転写ベルト７と感光ドラム１の周速差により中間転写ベルト７が感光ドラム１を引きずる状態から、感光ドラム１が中間転写ベルト７を引きずる状態に変化する。即ち、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが増加すると、図３に示すグラフよりデューティ値が減少し、駆動ローラ８を介して中間転写ベルト７を駆動するモータ８４のトルクが減少していることがわかる。また、平均値Ｔｂ’の算出時には、一次転写ローラ５に高電圧が印加されているため、感光ドラム１と中間転写ベルトとの間の摩擦力が大きくなる。一方、平均値Ｔｂの算出時には、一次転写ローラ５には高電圧が印加されていないため、感光ドラム１と中間転写ベルトとの間の摩擦力は、平均値Ｔｂ’の算出時に比べて小さい。そのため、モータ１４とモータ８４の速度指令値の差が大きいときには、図３より、デューティ値の平均値Ｔｂと平均値Ｔｂ’との差分、即ちモータ８４のトルクの変動が大きいことがわかる。
【００４４】
Ｓ１４では、ＣＰＵ１００は、ＲＡＭ１０２に格納した、感光ドラム１の各速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒにおけるモータ８４に対するＰＷＭ信号に対応したデューティ値の平均値Ｔｂ、Ｔｂ’を読み出し、２つの平均値の差分を算出する。Ｓ１５では、ＣＰＵ１００は、Ｓ１４にて算出された２つの平均値Ｔｂ、Ｔｂ’の差分が略０となる、感光ドラム１を駆動するモータ１４の速度指令値Ｖｄを算出する。そして、ＣＰＵ１００は、中間転写ベルト７の速度指令値がＶｂ＿ｔａｒの場合には、感光ドラム１の速度指令値が算出された速度指令値Ｖｄのときに、感光ドラム１の表面速度と中間転写ベルト７の表面速度が等しいとみなす。
【００４５】
図３において、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒと感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒとの差が０％、即ち速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが３５０ｍｍ／ｓのとき、平均値Ｔｂと平均値Ｔｂ’の差分（Ｔｂ−Ｔｂ’）は、−０．３１％である。一方、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒと感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒとの差が＋０．１％のときの平均値Ｔｂと平均値Ｔｂ’の差分は、次のとおりである。即ち、感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒが３５０．３５ｍｍ／ｓ（＝３５０ｍｍ／ｓ×（１００％＋０．１％））のとき、平均値Ｔｂと平均値Ｔｂ’の差分（Ｔｂ−Ｔｂ’）は、＋０．３３％である。ここで、速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒと速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒの差分が０％から＋０．１％の間の平均値Ｔｂと平均値Ｔｂ’の変化を線形と仮定して、平均値Ｔｂと平均値Ｔｂ’の差分のゼロクロス点となる速度指令値を求める。その結果、平均値Ｔｂと平均値Ｔｂ’の差分が０となるのは、速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒと速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒとの差（Ｖｂ＿ｔａｒ−Ｖｄ＿ｔａｒ）が＋０．０４８％（＝０．３１％×０．１／（０．３１％＋０．３３％））のときである。また、このときの感光ドラム１の速度指令値Ｖｄは３５０．１６８ｍｍ／ｓ（＝３５０ｍｍ／ｓ×（１００％＋０．０４８％））となる。
【００４６】
算出された感光ドラム１の速度指令値Ｖｄが、感光ドラム１の表面速度と中間転写ベルト７の表面速度が等しくなる速度指令値とみなせるのは、次の理由によるものである。即ち、前述したように、図３に示すグラフは、高電圧の印加の有無により、発生する摩擦力は変動し、摩擦力の変動によりモータのトルク変動差が生じることを示している。従って、摩擦力が異なるのにモータのトルク値（デューティ値）が同じということは、感光ドラム１と中間転写ベルト７との当接部において、お互いに引っ張り合っていない等速状態であると考えられるからである。
【００４７】
以上、感光ドラム１と中間転写ベルト７の公差によるバラツキがあっても、図４により、中間転写ベルト７の速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒに対し、中間転写ベルト７と感光ドラム１の表面速度を等しくする感光ドラム１の速度指令値Ｖｄを決定することができる。画質の観点から、感光ドラム１と中間転写ベルト７の表面速度が同じときに転写されるトナー像は、擦れることなく転写されるので細線の再現性が高いとされる。しかし、文字や線などの画像の中央部分が転写されずに白く抜ける、いわゆる中抜けという現象に対しては、表面速度差を与えることで低減できるとされる。実際の画像形成の場合には、算出された速度指令値Ｖｄに中抜け等を考慮した速度で補正して速度指令値を決定することにより、量産による感光ドラム１や中間転写ベルト７の公差バラツキがあっても、バラツキを補正し良好な画像を形成することができる。
【００４８】
また、本実施の形態では、トルク特性をモータ８４のＰＷＭ信号に対応するデューティ値としたが、例えば、同じくトルクと概略比例関係にあるモータ８４への入力電流値を用いても良い。更に、本実施の形態では、感光ドラム１と中間転写ベルト７との摩擦力を変化させる手段として、一次転写ローラ５への印加電圧を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、一次転写ローラ５を感光ドラム１に当接させるための圧力を変化させる加圧手段である、不図示のアクチュエータを用いても、感光ドラム１と中間転写ベルト７との摩擦力を変化させるようにしても良い。
【００４９】
図４の制御シーケンスでは、高電圧を印加せず摩擦力を低減した状態で、感光ドラム１と中間転写ベルト７との速度差を変更してモータ８４のトルク特性（第１のトルク特性）を導出する。続いて、高電圧を印加して、摩擦力を増加させた状態で、感光ドラム１と中間転写ベルト７との速度差を変更してモータ８４のトルク特性（第２のトルク特性）を導出する例を示した。例えば、図４の制御シーケンスにおいて、摩擦力を増加させたモータ８４のトルク特性を先に取得しても良いし、感光ドラム１と中間転写ベルト７との速度差ごとに、摩擦力の有無を切り替えてモータ８４のトルク特性を取得する順序でも良い。
【００５０】
また、画像形成装置は、白黒プリント時にイエロー、マゼンダ、シアンの画像形成ステーションの寿命を延ばすために、ブラックの感光ドラム１ｄのみを駆動させるモノクロモードの動作モードを有するものがある。このモノクロモードの場合、イエロー、マゼンダ、シアンに対応する一次転写ローラ５ａ〜５ｃは感光ドラム１ａ〜１ｃから離間し、ブラックに対応する一次転写ローラ５ｄのみが感光ドラム１ｄに当接した状態となる。そのため、中間転写ベルト７の張架のされ方が変化し、一次転写部の接触の仕方が異なるので、ブラックの感光ドラム１だけが中間転写ベルト７に接した状態において、図４の制御シーケンスにて表面速度が等しくなる速度指令値Ｖｄを算出すれば良い。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることができる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄに設定した速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを＋０．１％ずつ増加させ、各速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒにおける中間転写ベルト７のトルク特性Ｔｂ、Ｔｂ’を算出した。感光ドラム１ａ〜１ｄは、厳密にはそれぞれ異なるドラム径公差を有しているため、各感光ドラム１ａ〜１ｄを駆動するモータ１４ａ〜１４ｄを同一の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒに基づいて駆動しても、各感光ドラム１ａ〜１ｄの表面速度は異なる。そこで、第２の実施の形態では、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄを駆動するモータ１４ａ〜１４ｄのトルク特性Ｔｄａ〜Ｔｄｄを算出し、感光ドラム１ａ〜１ｄが中間転写ベルト７と表面速度が一致する速度指令値Ｖｄａ〜Ｖｄｄを算出する例について説明する。
【００５３】
なお、本実施の形態での画像形成装置の構成、感光ドラム１及び中間転写ベルト７の駆動部や一次転写部の構成は、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成については、同じ符号を使用することとし、本実施の形態での詳細な説明は省略する。
【００５４】
＜感光ドラムと中間転写ベルトの表面速度を算出するための制御シーケンス＞
図５は、画像形成装置の感光ドラム１と中間転写ベルト７の表面速度が同じ速度となる感光ドラム１の速度指令値を算出するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図５は、本実施の形態の感光ドラム１と中間転写ベルト７の速度調整を行う調整モードの動作シーケンスである。図５に示す調整モードは、感光ドラム１や中間転写ベルト７の交換を検知した場合や、画像形成装置のメンテナンス作業を行う保守者からの調整指示に基づいて起動され、ＣＰＵ１００により実行される。なお、図５に示す制御シーケンスは、第１の実施の形態の図４と同様に、動作モードがカラーモードの状態で起動され、感光ドラム１に対応するモータ１４についての制御は、一度に全ての画像形成ステーションのモータ１４について行われるものとする。即ち、ＣＰＵ１００は、各画像形成ステーションのモータ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに対して、同一の速度となるような制御を行うものとする。
【００５５】
Ｓ２１、Ｓ２２の処理は、第１の実施の形態の図４のＳ１、Ｓ２と同様の処理であり、その処理内容の詳細については前述したので、ここでの説明を省略する。Ｓ２３では、ＣＰＵ１００は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出し、１０ｍｓ（ミリ秒）経過するごとに、次の処理を行う。即ち、ＣＰＵ１００は、Ｓ２１又は後述するＳ２６で設定した感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒでの、感光ドラム１ａ〜１ｄを駆動するモータ１４ａ〜１４ｄへ出力する各ＰＷＭ信号に対応したデューティ値を取得する処理を行う。なお、図５では、ＰＷＭ信号に対応したデューティ値をＰＷＭｄｕｔｙとする。また、取得したサンプリング値は、その都度、モータ１４ａ〜１４ｄごとにＲＡＭ１０２に格納するようにしても良いし、その都度、サンプリング値を加算し、モータ１４ａ〜１４ｄごとの合計値をＣＰＵ１００が保持するようにしても良い。Ｓ２４では、ＣＰＵ１００は、モータ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄごとに、１秒間に取得した１００回分のサンプリングしたＰＷＭ信号に対応するデューティ値の平均値Ｔｄａ、Ｔｄｂ、Ｔｄｃ、Ｔｄｄを算出する。そして、ＣＰＵ１００は、算出した平均値Ｔｄａ、Ｔｄｂ、Ｔｄｃ、Ｔｄｄと、そのときの感光ドラム１ａ〜１ｄの速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを対応付けて、ＲＡＭ１０２に記憶する。第３のトルク特性である各モータ１４ａ〜１４ｄのデューティ値の平均値Ｔｄａ〜Ｔｄｄは、例えばＳ２３にて取得したサンプリング値を順次加算することで合計値を求め、１００回取得した時点で合計値を１００で除することにより算出することができる。なお、Ｓ２３、Ｓ２４の処理においては、各画像形成ステーションの帯電ローラ２、現像スリーブ４１、一次転写ローラ５には高電圧は印加されておらず、露光装置３による露光、及び現像スリーブ４１の回転駆動も停止した状態である。
【００５６】
Ｓ２５〜Ｓ２８の処理は、第１の実施の形態の図４のＳ５〜Ｓ８と同様の処理であり、ここでの説明は省略する。なお、後述するＳ２９での処理は、感光ドラム１と中間転写ベルト７との間の摩擦力を増加させた状態で行うために、ＣＰＵ１００は、各画像形成ステーションの帯電ローラ２、現像スリーブ４１、一次転写ローラ５に高電圧を印加する制御を行う。なお、図５に示す制御シーケンスでは、露光装置３による静電潜像の形成やトナー現像は行わないので、現像スリーブ４１の回転駆動も行わない。
【００５７】
Ｓ２９では、上述したＳ２３と同様に、ＣＰＵ１００は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出し、１０ｍｓ（ミリ秒）経過するごとに、次の処理を行う。即ち、ＣＰＵ１００は、Ｓ２７又は後述するＳ３２で設定した感光ドラム１の速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒでの、感光ドラム１ａ〜１ｄを駆動するモータ１４ａ〜１４ｄへ出力する各ＰＷＭ信号に対応したデューティ値を取得する処理を行う。Ｓ３０では、ＣＰＵ１００は、第４のトルク特性である、１秒間に取得した１００回分のモータ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのＰＷＭ信号に対応したデューティ値の平均値Ｔｄａ’、Ｔｄｂ’、Ｔｄｃ’、Ｔｄｄ’を算出する。そして、ＣＰＵ１００は、算出した平均値Ｔｄａ’、Ｔｄｂ’、Ｔｄｃ’、Ｔｄｄ’と、そのときの感光ドラム１ａ〜１ｄの速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒを対応付けて、ＲＡＭ１０２に記憶する。Ｓ３１〜Ｓ３３の処理は、第１の実施の形態の図４のＳ１１〜Ｓ１３と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。
【００５８】
Ｓ３４では、ＣＰＵ１００は、ＲＡＭ１０２に記憶された感光ドラム１ａ〜１ｄの各速度指令値Ｖｄ＿ｔａｒにおけるモータ１４ａ〜１４ｄのデューティ値の平均値Ｔｄａ〜Ｔｄｄ、Ｔｄａ’〜Ｔｄｄ’を読み出す。そして、ＣＰＵ１００は、モータ１４ａ〜１４ｄごとに、トルク特性を示す２つの平均値ＴｄａとＴｄａ’、ＴｄｂとＴｄｂ’、ＴｄｃとＴｄｃ’、ＴｄｄとＴｄｄ’の差分を算出する。Ｓ３５では、ＣＰＵ１００は、モータ１４ａ〜１４ｄごとにＳ３４にて算出された平均値の差分が０となる速度指令値Ｖｄａ、Ｖｄｂ、Ｖｄｃ、Ｖｄｄを算出する。なお、平均値の差分が０となる速度指令値の具体的な算出方法については、第１の実施の形態にて詳しく説明したので、ここでの説明は省略する。そして、ＣＰＵ１００は中間転写ベルト７の速度指令値がＶｂ＿ｔａｒの場合、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの速度指令値が速度指令値Ｖｄａ、Ｖｄｂ、Ｖｄｃ、Ｖｄｄのときに、各感光ドラム１と中間転写ベルト７のそれぞれの表面速度が等しいとみなす。
【００５９】
以上、図５の制御シーケンスによって、各感光ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト７の公差によるバラツキがあっても、それぞれの表面速度を同じ速度にする速度指令値Ｖｂ＿ｔａｒに対する速度指令値Ｖｄａ、Ｖｄｂ、Ｖｄｃ、Ｖｄｄを決定することができる。実際の作像を行う場合においては、算出された速度指令値Ｖｄａ、Ｖｄｂ、Ｖｄｃ、Ｖｄｄに中抜け等を考慮した速度を設定する。これにより、量産による感光ドラム１や中間転写ベルト７の公差バラツキがあっても、それを補正し良好な画像を出力することができる。また、本実施の形態では、４つの感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの速度指令値をすべて変化させた場合の制御シーケンスについて説明した。例えば、３つの感光ドラム１（例えば感光ドラム１ｂ〜１ｄ）の速度指令値を固定し、１つの感光ドラム１（例えば感光ドラム１ａ）の速度指令値のみを変化させて、その感光ドラム１を駆動するモータ１４のトルク特性を個別に検知する。そして、検知されたモータ１４のトルク特性に基づいて、感光ドラム１の表面速度の算出を行い、この処理を各感光ドラムについて行うようにしてもよい。また、本実施の形態では、トルク特性をモータ１４のＰＷＭ信号に対応するデューティ値としたが、例えば、同じくトルクと概略比例関係にあるモータ１４への入力電流値を用いても良い。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１            感光ドラム
５            一次転写ローラ
７            中間転写ベルト
１０、８０    エンコーダ
１４、８４    モータ
１００        ＣＰＵ
５１          高圧電源
【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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