JP2002072816A

JP2002072816A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002072816A
Application number: JP2000264986A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Nakamura; 和則中村; Tomoyuki Noguchi; 智之野口; Hirofumi Ihara; 宏文井原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2002-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】カラー画像形成装置において、回転体の回転
ムラを防止する。【解決手段】回転体１を回転駆動する駆動手段２と、
駆動手段２の回転速度に比例した周波数の信号を出力す
る第１の速度検出手段４と、回転体１の回転速度に比例
した周波数の信号を出力する第２の速度検出手段５と、
第２の速度検出手段で出力された信号をフーリエ変換処
理するフーリエ変換手段６と、補正を行う対象とする特
定の周波数成分を抽出し、その周波数および振幅値から
補正データを演算して生成する補正データ演算手段７
と、補正データ演算手段７で演算された補正データを記
憶する補正データ記憶手段８と、第１の速度検出手段４
および第２の速度検出手段５の検出信号ならびに補正デ
ータ記憶手段８から読み出された補正データに基づいて
駆動手段２の回転速度を制御する駆動制御手段３とを備
えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体や転写手段
等の回転体を有する画像形成装置に関し、特に、回転体
の回転速度を定速に制御する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真技術を採用したカラー画
像形成装置においては、像担持体としての感光体を帯電
手段により帯電し、帯電された感光体に画像情報に応じ
た光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像手段に
よって現像し、現像されたトナー像をシート材等に転写
して画像を形成することが行われている。

【０００３】一方、画像のカラー化にともなって、この
ような一連の画像形成プロセスが展開される画像ステー
ションを複数備えておき、シアン像、マゼンタ像、イエ
ロー像、好ましくはブラック像の各色像をそれぞれの像
担持体に形成し、各像担持体の転写位置にてシート材に
各色像を重ねて転写することによりフルカラー画像を形
成するタンデム方式のカラー画像形成装置も提案されて
いる。

【０００４】先ず、タンデム方式にてカラー画像を得る
過程について図６を用いて説明する。

【０００５】ここで、図６は従来のカラー画像形成装置
の構成を示す概略図である。

【０００６】図６において、カラー画像形成装置には４
つの画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが配置さ
れ、各画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは像担
持体としての感光体ドラム（感光体）１００ａ，１００
ｂ，１００ｃ，１００ｄをそれぞれに有し、その回りに
は、感光体ドラム１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１０
０ｄの表面を一様に帯電させる帯電手段１０１ａ，１０
１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ、静電潜像を顕像化する現像
手段１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ、残留ト
ナーを除去するクリーニング手段１０５ａ，１０５ｂ，
１０５ｃ，１０５ｄ、画像情報に応じたレーザ光１０２
ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを各々の感光体ドラ
ム１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄに照射する
走査光学系の露光手段１０２、中間転写ベルト（中間転
写体）１０６にトナー像を転写する転写器１０４ａ，１
０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄがそれぞれ配置されてい
る。

【０００７】ここで、画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐ
ｃ，Ｐｄではそれぞれイエロー画像，マゼンタ画像，シ
アン画像，ブラック画像が形成される。

【０００８】各画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐ
ｄを通過する態様で、感光体ドラム１００ａ，１００
ｂ，１００ｃ，１００ｄの下方にはローラ１１２ａ，１
１２ｂにより支持された無端ベルト状の中間転写ベルト
１０６が配置されており、矢印Ａ方向へ周回動する。

【０００９】また、中間転写ベルト１０６に対面して、
各色の色ずれ量を検出するための位置合わせ（レジスト
レーション）パターンを検出するパターン検出手段１１
３が配置されている。このパターン検出手段１１３は、
中間転写ベルト１０６の幅方向の両側に配置されてい
る。

【００１０】なお、給紙カセット１０８に収納されてい
るシート材１０９は、給紙ローラ１０７により給紙さ
れ、シート材転写ローラ１１０、定着手段１１１を経て
排紙トレー（図示せず）に排出される。

【００１１】以上のような構成のカラー画像形成装置で
は、先ず画像ステーションＰｄにおいて、帯電手段１０
１ｄおよび露光手段１０２等を用いた公知の電子写真プ
ロセス手段により感光体ドラム１００ｄ上に画像情報で
あるブラック成分色の潜像が形成される。その後、現像
手段１０３ｄでブラックトナーを有する現像材によりブ
ラックトナー像として可視像化され、転写器１０４ｄで
中間転写ベルト１０６にブラックトナー像が転写され
る。

【００１２】一方、ブラックトナー像が中間転写ベルト
１０６に転写されている間に、画像ステーションＰｃで
シアン成分色の潜像が形成され、現像手段１０３ｃでシ
アントナーによるシアントナー像が可視像化されてこれ
が転写器１０４ｃにて転写され、先に中間転写ベルト１
０６上に転写されたブラックトナー像と重ね合わされ
る。

【００１３】以下、マゼンタトナー像、イエロートナー
像についても同様にして画像形成が行われ、中間転写ベ
ルト１０６上に４色のトナー像の重ね合わせが終了する
と、給紙ローラ１０７により給紙カセット１０８から給
紙された紙等のシート材１０９上にシート材転写ローラ
１１０によって４色のトナー像が一括転写搬送され、定
着手段１１１で加熱定着され、シート材１０９上にフル
カラー画像が得られる。

【００１４】なお、転写が終了したそれぞれの感光体ド
ラム１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄはクリー
ニング手段１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄで
残留トナーが除去され、引き続き行われる次の像形成に
備えられ、印字動作は完了する。

【００１５】以上のように、タンデム方式のカラー画像
形成装置は各色ごとに画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐ
ｃ，Ｐｄを有するため、高速化に有利である。

【００１６】しかしながら、このようなカラー画像形成
装置では、異なる画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，
Ｐｄで形成された各画像の位置合わせ（レジストレーシ
ョン）を如何に良好に行うかの点で問題点を有してい
る。なぜならば、シート材１０９に転写された４色の画
像形成位置のずれは、最終的には色ずれとしてまたは色
調の変化として現れてくるからである。

【００１７】次に、転写画像の色ずれについて、図７を
用いて説明する。

【００１８】ここで、図７は転写画像の色ずれの種類を
示す説明図である。

【００１９】図７（ａ）はシート材１０９の移動方向
（図中矢印Ａ方向）への色ずれ（以下、「副走査色ず
れ」という。）、図７（ｂ）は主走査方向（図中矢印Ａ
方向に直交する方向）への色ずれ（以下、「主走査色ず
れ」という。）、図７（ｃ）は主走査方向に対する斜め
方向への色ずれ（以下、「スキュー誤差」という。）、
図７（ｄ）は主走査方向の印字領域幅のずれ（以下、
「主走査倍率誤差」という。）、図７（ｅ）は主走査方
向の湾曲による色ずれ（以下、「湾曲誤差」という。）
である。そして、実際には上記５種類のずれが重畳した
ものが現れる。

【００２０】そして、上記色ずれの主原因は、図７
（ａ）の副走査色ずれの場合は各画像ステーションＰ
ａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄや走査光学系の露光手段１０２の
取り付けずれ、および走査光学系の露光手段１０２内の
レンズやミラー（図示せず）等の取り付けずれによるも
のであり、図７（ｂ）の主走査色ずれの場合もこれと同
様である。

【００２１】また、図７（ｃ）の斜め方向への傾きずれ
の主原因は画像ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに
おける感光体ドラム１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１
００ｄの回転軸の角度ずれ、および走査光学系の露光手
段１０２等の取り付け角度ずれによるものであり、図７
（ｄ）の倍率誤差によるずれの主原因はレーザ光１０２
ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの光路長の誤差によ
る主走査線の長さのずれによるものであり、図７（ｅ）
の湾曲誤差によるずれの主原因は走査光学系の露光手段
１０２内のレンズ等の組み立てずれによるものである。

【００２２】そこで、これら５種類のずれに対して、あ
らかじめ基準となるレジストレーションパターンを描画
しておき、パターン検出手段１１３によってレジストレ
ーションパターンを検出してその結果から色ずれ量を算
出し、当該色ずれ量に応じて各画像の位置の補正を行う
ことが提案されている。

【００２３】これらの色ずれは、各々の画像ステーショ
ンＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの脱着や画像形成装置の移
動、走査光学系の取り付け誤差等により発生する。そこ
で、電源投入時や各々の画像ステーションＰａ，Ｐｂ，
Ｐｃ，Ｐｄの脱着時には色ずれ検出とその補正動作を行
う。

【００２４】以下に色ずれの検出および補正動作につい
て説明する。

【００２５】ここで、図８は従来のパターン検出手段の
構成を示す説明図、図９は従来における中間転写ベルト
上のレジストレーションパターンとパターン検出手段と
の配置を示す説明図、図１０は従来における中間転写ベ
ルト上のレジストレーションパターンとパターン検出手
段との配置とパターン検出手段の出力信号とを示す説明
図、図１１は従来における中間転写ベルト上のレジスト
レーションパターンとパターン検出手段との配置とパタ
ーン検出手段の出力信号とを示す説明図である。

【００２６】図８に示すように、パターン検出手段１１
３は、イメージセンサ（以下、「ＣＣＤ」という。）１
１４、ランプ等の光源１１５および反射光をＣＣＤ１１
４に結像するためのセルフォックレンズアレイ１１６か
らなる。そして、このようなパターン検出手段１１３
ａ，１１３ｂは、図９に示すように、一列に並んだそれ
ぞれのＣＣＤ１１４ａ，１１４ｂ内の画素が中間転写ベ
ルト１０６の搬送方向Ａと直角に交わる線上となるよう
に配置されている。そして、図示するように、搬送方向
Ａに対して中間転写ベルト１０６の幅方向の２箇所の端
部付近にそれぞれ１つずつ、合計２つ配置されている。

【００２７】以上のような構成において、レジストレー
ションパターンの検出・補正動作は、図９に示すよう
に、予め決められた直線や図形等のレジストレーション
パターン（例えば中間転写ベルト１０６の搬送方向Ａと
直角に交わる線上に、予め決められた間隔で各色毎にト
ナー像１１７，１１８，１１９，１２０）を形成し、パ
ターン検出手段１１３ａ，１１３ｂにて各色の色ずれを
測定する。

【００２８】図７（ａ）に示す副走査色ずれは、図１０
（ａ）に示すように、中間転写ベルト１０６上の各色の
レジストレーションパターン１１７，１１８，１１９，
１２０がパターン検出手段１１３ａ内のＣＣＤ１１４ａ
を通過する時間Ｔ１と予め決められた設計値Ｔでの時間
差（ΔＴ１＝Ｔ−Ｔ１）と中間転写ベルト１０６の搬送
速度ｖより各色の色ずれ（ΔＹ１＝ΔＴ１・ｖ）を演算
することにより求められる。

【００２９】図７（ｂ）に示す主走査色ずれは、図１０
（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１０６上の各色レ
ジストレーションパターン１１７，１１８，１１９，１
２０の走査開始位置がパターン検出手段１１３ａ内のＣ
ＣＤ１１４ａを通過する画素位置差（ΔＸ１）より各色
の色ずれを演算することにより求められる。

【００３０】図７（ｃ）に示すスキュー誤差は、図１０
（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１０６上の幅方向
の両側に形成された同色のレジストレーションパターン
１１７，１１８，１１９，１２０がそれぞれのパターン
検出手段１１３ａ，１１３ｂ内のＣＣＤ１１４ａ，１１
４ｂを通過する時間差（ΔＴ２）と中間転写ベルト１０
６の搬送速度ｖより各色のスキュー誤差（ΔＹ２＝ΔＴ
２・ｖ）を演算することにより求められる。

【００３１】図７（ｄ）に示す倍率誤差は、図１１
（ａ），（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１０６上
の同色レジストレーションパターン１１７，１１８，１
１９，１２０の走査開始および走査終了位置がそれぞれ
のパターン検出手段１１３ａ，１１３ｂ内のＣＣＤ１１
４ａ，１１４ｂを通過する画素位置差（ΔＸ２、ΔＸ
１）より各色の倍率誤差（ΔＸ３＝ΔＸ２−ΔＸ１）を
演算することにより求められる。

【００３２】そして、このようにして演算された上記４
種類の色ずれ量を基に、色ずれ補正動作が行われる。

【００３３】ここで、図７（ａ）に示す副走査色ずれお
よび図７（ｂ）に示す主走査色ずれについては、各色の
走査タイミングを調整してずれ量を補正する（図示せ
ず）。

【００３４】また、図７（ｃ）に示すスキュー誤差およ
び図７（ｄ）に示す倍率誤差については、露光手段１０
２内の光学系をアクチュエータ（図示せず）で調整する
ことにより補正する（図示せず）。

【００３５】そして、図７（ｅ）に示す湾曲誤差につい
ては、当該誤差を正確には測定することができないの
で、露光手段１０２内のレンズ等の組立精度を向上させ
るといった機構的な対策を施し、補正処理は行っていな
い。

【００３６】さて、色ずれ検出時においては、中間転写
ベルト１０６上にレジストレーションパターン１１７，
１１８，１１９，１２０を形成するため、感光体ドラム
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄおよび中間転
写ベルト１０６を回転駆動している。このため、色ずれ
検出の精度は感光体ドラム１００ａ，１００ｂ，１００
ｃ，１００ｄおよび中間転写ベルト１０６の回転精度に
依存する。したがって、高精度の色ずれ検出を行うに
は、感光体ドラム１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１０
０ｄおよび中間転写ベルト１０６を高精度に回転駆動す
る必要がある。

【００３７】ここで、従来の感光体ドラム１００ａ，１
００ｂ，１００ｃ，１００ｄおよび中間転写ベルト１０
６の駆動動作について説明する。なお、以下の説明にお
いては感光体ドラム１００ａの駆動について説明する
が、他の感光体ドラム１００ｂ，１００ｃ，１００ｄお
よび中間転写ベルト１０６の駆動方式についても全く同
様であるために重複した説明は省略する。

【００３８】図１２は従来のカラー画像形成装置におけ
る感光体ドラムの駆動部の制御系を示すブロック図であ
る。

【００３９】図１２において、速度制御部１２１は駆動
モータ１２３の回転速度を制御するための速度制御信号
をドライバ部１２２に出力する。ドライバ部１２２は速
度制御部１２１から入力された速度制御信号に基づいて
駆動モータ１２３に投入する電流制御を行い、これによ
り駆動モータ１２３が回転駆動される。

【００４０】駆動モータ１２３は回転速度に比例したモ
ータ速度信号を速度制御部１２１にフィードバックし、
速度制御部１２１はフィードバックされたモータ速度信
号を検出して、公知のＰＬＬ制御やＰＩＤ制御等により
駆動モータ１２３の定速回転制御を行う。すなわち、モ
ータ速度信号が予め設定された所定の速度より小さいと
きは駆動モータ１２３の回転速度を大きくし、予め設定
された所定の速度より大きいときは駆動モータ１２３の
回転速度を小さくするように速度制御信号を出力して、
駆動モータ１２３の定速回転制御を行う。

【００４１】このようにして得られた駆動モータ１２３
の回転駆動力はギヤ等（図示せず）の駆動伝達系１２４
を介して接続された感光体ドラム１００ａに伝達され、
感光体ドラム１００ａが回転駆動される。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では、駆動モータから後段の駆動情報、す
なわち感光体ドラム表面の駆動情報が得られないため、
印字品質に大きな影響を及ぼす感光体ドラム表面の駆動
情報を基にした駆動制御ができなかった。

【００４３】したがって、駆動モータを高精度に駆動し
ても、伝達系のベルト等のゆるみや感光体ドラムの偏心
により感光体ドラムの速度変動が生じていた。

【００４４】この結果、感光体ドラム上に補正用レジス
トレーションパターンが正確に描画されず、このため
に、適正な補正を行うことができなかった。

【００４５】また、通常の印字動作においても感光体ド
ラムの速度変動により色ずれが発生し、印字品質が低下
していた。

【００４６】そして、中間転写ベルトの駆動モータにつ
いても同様に、伝達系のベルト等のゆるみや当該駆動ロ
ーラの偏心により中間転写ベルトの速度変動が生じ、中
間転写ベルト上に補正用レジストレーションパターンが
正確に描画されずに適正な補正を行うことができなかっ
たり、印字品質の低下を招いていた。

【００４７】そこで、本発明は、感光体や中間転写体な
どの回転体における回転ムラを防止することのできる画
像形成装置を提供することを目的とする。

【００４８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の画像形成装置は、回転体を回転駆動する駆
動手段と、駆動手段の回転速度を検出して駆動手段の回
転速度に比例した周波数の信号を出力する第１の速度検
出手段と、回転体の回転速度を検出して回転体の回転速
度に比例した周波数の信号を出力する第２の速度検出手
段と、第２の速度検出手段で出力された信号をフーリエ
変換処理するフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段に
より得られた回転体の回転速度の周波数成分の中から補
正を行う対象とする特定の周波数成分を抽出し、その周
波数および振幅値から補正データを演算して生成する補
正データ演算手段と、補正データ演算手段で演算された
補正データを記憶する補正データ記憶手段と、第１の速
度検出手段および第２の速度検出手段の検出信号ならび
に補正データ記憶手段から読み出された補正データに基
づいて駆動手段の回転速度を制御する駆動制御手段とを
有する構成としたものである。

【００４９】このように、回転体に発生する回転ムラの
周期成分を検出し、この周期成分に基づいて回転体を回
転駆動する駆動手段の回転制御を行っているので、感光
体や中間転写体などの回転体における回転ムラを防止す
ることが可能になる。

【００５０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、回転体を回転駆動する駆動手段と、駆動手段の回転
速度を検出して駆動手段の回転速度に比例した周波数の
信号を出力する第１の速度検出手段と、回転体の回転速
度を検出して回転体の回転速度に比例した周波数の信号
を出力する第２の速度検出手段と、第２の速度検出手段
で出力された信号をフーリエ変換処理するフーリエ変換
手段と、フーリエ変換手段により得られた回転体の回転
速度の周波数成分の中から補正を行う対象とする特定の
周波数成分を抽出し、その周波数および振幅値から補正
データを演算して生成する補正データ演算手段と、補正
データ演算手段で演算された補正データを記憶する補正
データ記憶手段と、第１の速度検出手段および第２の速
度検出手段の検出信号ならびに補正データ記憶手段から
読み出された補正データに基づいて駆動手段の回転速度
を制御する駆動制御手段とを有する画像形成装置であ
り、回転体に発生する回転ムラの周期成分を検出し、こ
の周期成分に基づいて回転体を回転駆動する駆動手段の
回転制御を行っているので、感光体や中間転写体などの
回転体における回転ムラを防止することが可能になると
いう作用を有する。

【００５１】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、回転体は、画像データに対応し
た静電潜像が形成される感光体である画像形成装置であ
り、レジストレーションパターンが正確に描画されるよ
うになるので、色ずれ検出および補正処理を正確に行う
ことが可能になるとともに、印字中の感光体や中間転写
体の駆動が高精度に行われるので、印字品質の高い画像
を得ることが可能になるという作用を有する。

【００５２】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、回転体は、シート材に転写、定
着されるカラートナー像が感光体のトナー像の重ね合わ
せで形成される中間転写体である画像形成装置であり、
レジストレーションパターンが正確に描画されるように
なるので、色ずれ検出および補正処理を正確に行うこと
が可能になるとともに、印字中の感光体や中間転写体の
駆動が高精度に行われるので、印字品質の高い画像を得
ることが可能になるという作用を有する。

【００５３】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置において、補
正データ記憶手段は不揮発性メモリである画像形成装置
であり、回転体に発生する回転ムラの周期成分の検出の
処理回数を削減することが可能になるという作用を有す
る。

【００５４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。また、本実施の形態におけ
るカラー画像形成装置の全体構成は図６において説明し
た従来のカラー画像形成装置と同様であるので、ここで
の重複した説明は省略され、必要に応じて図６における
部材を用いての説明が行われている。

【００５５】図１は本発明の一実施の形態のカラー画像
形成装置における回転体の回転速度の検出と駆動制御と
を行う制御系を示すブロック図、図２は本発明の一実施
の形態のカラー画像形成装置における回転体の速度検出
を行う検出パターンとセンサの配置および検出速度信号
のタイミングを示す説明図、図３は本発明の一実施の形
態のカラー画像形成装置における補正データの生成から
記憶までの処理を示すフローチャート、図４は本発明の
一実施の形態のカラー画像形成装置における記憶した補
正データを用いた回転体の速度制御処理を示すフローチ
ャート、図５は本発明の一実施の形態のカラー画像形成
装置における補正前後の駆動手段の速度と回転体の速度
との関係を示す説明図である。

【００５６】図１に示すように、本実施の形態のカラー
画像形成装置における回転体の制御系は、感光体ドラム
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄや中間転写ベ
ルト１０６（図６）等の回転体１を回転駆動するモータ
（図示せず）などの駆動手段２と、駆動手段２の回転速
度の制御を行う駆動制御手段３と、駆動手段２の回転速
度を検出して駆動手段２の回転速度に比例した周波数の
パルス信号（信号）を駆動制御手段３に出力する第１の
速度検出手段４と、回転体１の回転速度を検出して回転
体１の回転速度に比例した周波数のパルス信号（信号）
を出力する第２の速度検出手段５と、第２の速度検出手
段５で検出された回転体１の回転速度信号であるパルス
信号を周波数−電圧変換（ＦＶ変換）して得られた回転
速度に比例した電圧信号に対して公知の高速フーリエ変
換（以下、「ＦＦＴ」という。）の演算処理を行って周
波数成分のデータに変換するフーリエ変換手段６と、フ
ーリエ変換手段６により得られた回転体１の回転速度の
周波数成分の中から補正を行う対象とする特定の周波数
成分を抽出し、その周波数および振幅値から補正データ
を演算して生成する補正データ演算手段７と、補正デー
タ演算手段７で演算された補正データを記憶してこれを
駆動制御手段３に出力する補正データ記憶手段８とから
構成されている。

【００５７】そして、駆動制御手段３は、第１の速度検
出手段４や第２の速度検出手段５からの出力信号および
補正データ記憶手段８から読み出した補正データに基づ
いて駆動手段２の回転速度を制御する。

【００５８】次に、以上のように構成された制御系によ
る回転体１の駆動制御について図２〜５を用いて説明す
る。

【００５９】先ず、図２における回転体１の速度検出を
行う検出パターン９と第２の速度検出手段５の配置およ
び検出信号のタイミングチャートを用いて、回転体１の
移動速度の検出について説明する。

【００６０】図２において、例えば反射型フォトインタ
ラプタ等の光素子により構成される第２の速度検出手段
５を、矢印Ａの方向に回転駆動される回転体１上に形成
された検出パターン９の対向位置に配置する。また、回
転体１上の検出パターン９は、回転体１の回転方向Ａと
直角に交わる線上に、第２の速度検出手段５が検出可能
な位置に所定の間隔ｒで形成する。

【００６１】このような構成において回転体１が回転駆
動されると、第２の速度検出手段５は対向位置を通過す
る検出パターン９を検出し、回転体１の回転速度に比例
した周波数をもつパルス信号を出力する。そして、第２
の速度検出手段５から出力されるパルス信号から、駆動
制御手段３は各々のパルスの立上り（あるいは、下降）
エッジ間の時間間隔をカウント用クロックを用いてカウ
ントすることで検出し、そのカウント値・・・、Ｃｎ、
Ｃｎ＋１、・・・から検出速度・・・、Ｖｎ、Ｖｎ＋
１、・・・を、Ｖｎ＝ｒ／（Ｃｎ×Ｔｃ）により求め
る。但し、Ｔｃはカウント用クロック周期である。

【００６２】回転体１の平均の回転速度をＶｍとする
と、第２の速度検出手段５で検出される検出パターン９
の平均の周波数ｆｓは、ｆｓ＝Ｖｍ／ｒとなる。

【００６３】一方、回転体１の移動速度の変動成分に
は、例えば回転体１が中間転写ベルト１０６であれば、
中間転写ベルト１０６を回転駆動する駆動ローラ１１２
の偏心やベルト厚の不均一等がある。そして、駆動ロー
ラ１１２の偏心については駆動ローラ１１２の一周期に
対応する周波数成分の移動速度変動があり、ベルト厚の
不均一についてはベルト一周期に対応する周波数成分の
移動速度変動がある。また、回転体１が感光体ドラム１
００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄであれば、感光
体ドラム１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ自体
の偏心や駆動手段２の駆動力を伝達するギヤ（図示せ
ず）等の伝達系の偏心に対応する周波数成分がある。

【００６４】そして、これらの様々な要因に起因して発
生する回転体１の回転速度の周期的な変動成分を検出す
る場合、含まれる様々な周波数成分の中で予め検出を行
う対象とする最大の周波数成分を設定し、その最大の周
波数ｆｍａｘに対して、公知のサンプリング定理に基づ
いて、ｆｓ≧２ｆｍａｘの関係を満足するように検出パターン９の間隔ｒを設定
する。

【００６５】本実施の形態では、検出した回転体１の回
転速度の周期的な変動成分に基づいてモータ等の駆動手
段２の駆動制御を行うため、駆動手段２の最大応答周波
数以上の周期成分を検出しても、その検出周波数で駆動
手段２を制御することはできない。したがって、ｆｍａ
ｘは駆動手段２の最大応答周波数として、上記条件を満
足する検出パターン９の間隔ｒを設定する。

【００６６】次に、図３の補正データを生成して記憶す
る処理を示すフローチャートを用いて、回転体１の速度
変動を補正する補正データの生成について説明する。

【００６７】図３において、先ず駆動制御手段３は、駆
動手段２を所定の回転速度で定速回転させる（Ｓ１）。
具体的に説明すると、駆動制御手段３は、画像形成を行
うプロセススピードに応じて駆動手段２の目標回転速度
設定値を予め設定する。そして、駆動手段２に駆動電流
を供給して回転させるとともに、第１の速度検出手段４
から駆動手段２の回転速度に比例した周波数のパルス信
号が入力されて、図２において説明したのと同様にして
パルス信号の周期を検出することにより、駆動手段２の
回転速度を検出する。駆動制御手段３は、駆動手段２の
回転速度に基づいて、公知のＰＬＬ制御やＰＩＤ制御等
の制御手法を用いて、目標回転速度設定値で定速回転す
るようにフィードバック制御を行う。

【００６８】このようにして目標回転速度設定値で定速
回転制御された駆動手段２の回転駆動力は、ギヤやベル
ト等の伝達系（図示せず）を介して回転体１に伝達さ
れ、これにより回転体１が回転する。そして、第２の速
度検出手段５により回転体１の回転速度を検出する（Ｓ
２）。

【００６９】検出した回転体１の回転速度に対応した周
波数をもつパルス信号は第２の速度検出手段５からフー
リエ変換手段６に入力されてＦＶ変換処理が行われ、得
られた回転速度に比例した電圧信号に対して、公知のＦ
ＦＴの演算処理を行う（Ｓ３）。このようなＦＦＴの演
算処理を行うことにより、回転速度信号を様々の周波数
成分に分解したときの各周波数成分に対する位相、振幅
値の情報が得られる。

【００７０】そこで次に、得られた様々の周波数成分の
中から、補正データ演算手段７により補正を行う対象と
する特定の周波数ｆの成分を選定し、その周波数および
振幅値から補正データを演算して生成する（Ｓ４）。例
えば、得られた周波数成分の中で振幅値が最大である周
波数成分を補正対象として周波数ｆに選定し、周波数ｆ
とその振幅値に対応した正弦波を時系列に演算して生成
する。

【００７１】最後に、生成した時系列の正弦波に予め決
められた所定の定数値を乗じて、補正データ記憶手段８
に記憶する（Ｓ５）。

【００７２】ここで、この予め決められた所定の定数値
は装置固有の定数であり、予め測定により求めておく。
すなわち、駆動制御手段３に設定する目標回転速度設定
値を周波数ｆで正弦的に振動させ、駆動手段２を介して
回転体１の回転速度を同じ周波数ｆで正弦的に回転させ
たときに、目標回転速度設定値の振幅（入力）に対する
回転体１の回転速度（出力）の振幅比（以下、「伝達ゲ
イン」という。）を計測し、この伝達ゲインの逆数を所
定の定数として求めればよい。ここでいう出力の回転体
１の回転速度とは、第２の速度検出手段５で検出したパ
ルス信号をＦＶ変換処理して得られた電圧信号である。

【００７３】このようにして得られた補正データは、ギ
ヤやベルト等の伝達系（図示せず）や回転体１等の交換
をしない限り殆ど変動しないため、補正データ記憶手段
８において不揮発性のメモリ（図示せず）として記憶さ
せておけば、補正データの演算処理回数を削減すること
ができる。

【００７４】不揮発性メモリは、好ましくはＥＥＰＲＯ
Ｍ（電気的書込みおよび消去可能なＲＯＭ）、あるいは
フラッシュメモリ等が使用できるが、電源をＯＦＦして
もデータが消失しないメモリであれば何れのメモリを使
用してもよく、また、バックアップ電池等により電源を
ＯＦＦしてもデータが消失しない機構を設けてあれば、
ＳＲＡＭ等のメモリを使用してもよい。

【００７５】以上にようにして補正データ記憶手段８に
保持された補正データを用いた回転体１の駆動制御につ
いて、図４および図５を用いて説明する。

【００７６】図４のフローチャートにおいて、駆動制御
手段３は、先ず前述したＳ１と同様に駆動手段２を所定
の目標回転速度設定値で定速回転させる（Ｓ６）。

【００７７】定速回転制御された駆動手段２の回転駆動
力は、ギヤやベルト等の伝達系（図示せず）を介して回
転体１に伝達されて回転体１が回転する。そこで、駆動
制御手段３は、第２の速度検出手段５により、図２にお
いて説明したようにして回転体１の回転速度を検出する
（Ｓ７）。

【００７８】検出した回転体１の回転速度データに対し
て周波数ｆの変動成分を抽出するために、周波数ｆを通
過帯域に含む帯域通過フィルタ、例えば公知のＢｕｔｔ
ｅｒｗｏｒｔｈフィルタによるフィルタリング処理を行
う（Ｓ８）。そして、このフィルタリング処理を行った
回転体１の回転速度データから、周波数ｆの回転速度の
変動成分の位相をリアルタイムに検出する（Ｓ９）。

【００７９】次に、この検出した周波数ｆの回転速度の
変動成分の位相に対して１８０°ずれた位相のデータを
初期値として、補正データ記憶手段８から順次に補正デ
ータを読み出す（Ｓ１０）。すなわち、図５の補正前後
の駆動手段２の速度と回転体１の速度に示すように、補
正前（図５（ａ））において、駆動手段２は目標回転速
度設定値で定速に回転制御され（Ｓ６）、駆動手段２の
回転駆動力により回転体１が回転し、第２の速度検出手
段５により検出（Ｓ７）した回転体１の回転速度データ
に対してフィルタリング処理する（Ｓ８）ことで得られ
る回転体１の回転速度は、周波数ｆの周期変動成分を含
むものとなる。

【００８０】検出した周波数ｆの回転速度の変動成分の
位相に対して１８０°ずれた位相のデータ、例えば時刻
ｔでの０°に対しては、１８０°の位相のデータを補正
データの初期値として補正データ記憶手段８から順次に
読み出して（Ｓ１０）、目標回転速度設定値に加算して
駆動手段２の速度制御を行う（Ｓ１１）。

【００８１】この結果、補正後（図５（ｂ））において
は、駆動手段２の回転速度は、目標回転速度設定値が周
波数ｆで周期的に変動するのに対応して周波数ｆの周期
的な速度変動で変化する一方で、回転体１は補正前（図
５（ａ））の回転速度の周波数ｆの回転速度の変動成分
に対して位相が１８０°ずれて回転するため、補正前の
周波数ｆの変動成分が相殺されて、回転体１の回転速度
の変動成分が低減する。

【００８２】このように、本実施の形態によれば、回転
体１に発生する回転ムラの周期成分を検出し、この周期
成分に基づいて回転体１を回転駆動する駆動手段２の回
転制御を行っているので、感光体ドラム１００ａ，１０
０ｂ，１００ｃ，１００ｄや中間転写ベルト１０６など
の回転体１における回転ムラを防止することが可能にな
る。

【００８３】これにより、感光体ドラム１００ａ，１０
０ｂ，１００ｃ，１００ｄや中間転写ベルト１０６の表
面にレジストレーションパターンが正確に描画されるよ
うになるので、色ずれ検出および補正処理を正確に行う
ことが可能になる。

【００８４】また、印字中の感光体ドラム１００ａ，１
００ｂ，１００ｃ，１００ｄや中間転写ベルト１０６の
駆動が高精度に行われるので、印字品質の高い画像を得
ることが可能になる。

【００８５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転体
に発生する回転ムラの周期成分を検出し、この周期成分
に基づいて回転体を回転駆動する駆動手段の回転制御を
行っているので、感光体や中間転写体などの回転体にお
ける回転ムラを防止することが可能になるという有効な
効果が得られる。

【００８６】これにより、感光体や中間転写体の表面に
レジストレーションパターンが正確に描画されるように
なるので、色ずれ検出および補正処理を正確に行うこと
が可能になるという有効な効果が得られる。

【００８７】また、印字中の感光体や中間転写体の駆動
が高精度に行われるので、印字品質の高い画像を得るこ
とが可能になるという有効な効果が得られる。

【００８８】補正データ記憶手段として不揮発性メモリ
を用いれば、回転体に発生する回転ムラの周期成分の検
出の処理回数を削減することが可能になるという作用を
有するという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置に
おける回転体の回転速度の検出と駆動制御とを行う制御
系を示すブロック図

【図２】本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置に
おける回転体の速度検出を行う検出パターンとセンサの
配置および検出速度信号のタイミングを示す説明図

【図３】本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置に
おける補正データの生成から記憶までの処理を示すフロ
ーチャート

【図４】本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置に
おける記憶した補正データを用いた回転体の速度制御処
理を示すフローチャート

【図５】本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置に
おける補正前後の駆動手段の速度と回転体の速度との関
係を示す説明図

【図６】従来のカラー画像形成装置の構成を示す概略図

【図７】転写画像の色ずれの種類を示す説明図

【図８】従来のパターン検出手段の構成を示す説明図

【図９】従来における中間転写ベルト上のレジストレー
ションパターンとパターン検出手段との配置を示す説明
図

【図１０】従来における中間転写ベルト上のレジストレ
ーションパターンとパターン検出手段との配置とパター
ン検出手段の出力信号とを示す説明図

【図１１】従来における中間転写ベルト上のレジストレ
ーションパターンとパターン検出手段との配置とパター
ン検出手段の出力信号とを示す説明図

【図１２】従来のカラー画像形成装置における感光体ド
ラムの駆動部の制御系を示すブロック図

【符号の説明】

１回転体２駆動手段３駆動制御手段４第１の速度検出手段５第２の速度検出手段６フーリエ変換手段７補正データ演算手段８補正データ記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井原宏文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA17 DE07 DE09 ED02 ED24 EE01 EE03 EE04 EE08 2H030 AA01 AD17 BB42 BB44 BB53 BB56

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段の回転速度を検出して前記駆動手段の回転
速度に比例した周波数の信号を出力する第１の速度検出
手段と、回転体の回転速度を検出して前記回転体の回転速度に比
例した周波数の信号を出力する第２の速度検出手段と、前記第２の速度検出手段で出力された前記信号をフーリ
エ変換処理するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により得られた前記回転体の回転
速度の周波数成分の中から補正を行う対象とする特定の
周波数成分を抽出し、その周波数および振幅値から補正
データを演算して生成する補正データ演算手段と、前記補正データ演算手段で演算された前記補正データを
記憶する補正データ記憶手段と、前記第１の速度検出手段および前記第２の速度検出手段
の検出信号ならびに前記補正データ記憶手段から読み出
された前記補正データに基づいて前記駆動手段の回転速
度を制御する駆動制御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】前記回転体は、画像データに対応した静電
潜像が形成される感光体であることを特徴とする請求項
第１項に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記回転体は、シート材に転写、定着され
るカラートナー像が感光体のトナー像の重ね合わせで形
成される中間転写体であることを特徴とする請求項第１
項に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記補正データ記憶手段は不揮発性メモリ
であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記
載の画像形成装置。