JP2003029483A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被駆動歯車を有する像担持体の一回転周期の
回転速度変動を低減し、被転写体上の画像位置ずれを防
止することができる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 回転駆動される感光体ドラム１１と、感
光体ドラム１１に固設される被駆動歯車１０３と、感光
体ドラム１１を駆動する駆動力を発生する駆動モータ
と、駆動モータの駆動力を被駆動歯車１０３に伝達する
駆動伝達手段とを備えた画像形成装置において、被駆動
歯車１０３と感光体ドラム１１とを中継する補助ローラ
部材１０４を備え、その補助ローラ部材１０４が、被駆
動歯車１０３の取付固定状態を選択的に解除して、被駆
動歯車１０３の回転中心軸に垂直な面に沿って被駆動歯
車１０３が移動できるように構成された被駆動歯車取付
部１０４ａと、感光体ドラム１１及びエンコーダ板１０
５ａを選択的に取付可能に構成された感光体ドラム取付
部１０４ｂとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリなどの画像形成装置に係り、詳しく
は、像担持体に取り付けた被駆動伝達部材の偏心等によ
って生ずる像担持体の回転速度変動の色ずれに対する影
響を軽減することができ、かつ像担持体の被転写体駆動
手段への負荷変動による色ずれの影響を軽減することが
できる画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラーコピーやカラープリントの
ニーズが高まり、低速領域ではインクジェット方式の画
像形成装置が主流になっているが、中高速領域では電子
写真方式の画像形成装置が主流になりつつある。特に、
高速化に適した方式の画像形成装置として、被転写体と
しての転写紙の搬送方向に複数の潜像担持体としての感
光体ドラムを並べて配置したタンデム型のカラー画像形
成装置がある。また、被転写体としてベルト状の中間転
写体を用い、これに形成された像を転写紙に転写する中
間転写ベルト方式の画像形成装置もある。

【０００３】上記タンデム型のカラー画像形成装置で
は、例えば特開平１０−２４６９９５号公報に開示され
ているように、光走査ユニットを備える４つの感光体ド
ラムを、搬送ベルト上の転写紙の搬送方向に配置し、光
走査ユニットから出射された光ビームを、感光体ドラム
の軸に沿った方向に走査（主走査）しながら、回転して
いる感光体ドラムの表面に露光する。これにより、各感
光体ドラム上に静電潜像が形成される。各感光体ドラム
には、異なった色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラ
ック）のトナーが各現像器から供給され、静電潜像がト
ナーで現像される。そして搬送ベルトで各感光体ドラム
へ転写紙が搬送され、その搬送途中で、転写チャージャ
により各感光体ドラム上のトナー像が同じ走査ライン上
に重なり合うように、同一の転写紙上に順次転写され
る。その後、転写紙上に重ね合わせて転写されたトナー
像が定着され、排紙トレイ上に排紙される。以上のよう
に、タンデム型のカラー画像形成装置は、複数の感光体
ドラム上にそれぞれ異なる色の画像を並列処理で形成
し、転写紙を各感光体ドラムからの転写位置を一回通過
させるだけで４色のカラー画像を形成できるので、高速
のカラー画像形成に適した方式である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記タンデム型のカラ
ー画像形成装置における各感光体ドラムを駆動する駆動
方式としては、フィードバック制御を行わない駆動源と
してのパルスモータからの駆動力を、感光体ドラムの軸
に取り付けられている被駆動伝達部材としての被駆動歯
車に伝達することにより、各感光体ドラムを駆動するも
のがある。このような駆動方式を感光体ドラムの高精度
駆動に用いた場合、感光体ドラムの速度変動によって、
転写紙や転写ベルト等の被転写体上に転写される各色の
画素の転写位置がお互いにずれ、最終的に被転写体上の
カラー画像の色ずれとなるおそれがあった。上記感光体
ドラムの速度変動の主な原因としては、（１）駆動モー
タから感光体ドラム軸上の被駆動伝達部材へ駆動力を伝
達する駆動伝達系を構成する歯車等の駆動伝達部材にお
ける回転速度の変動と、（２）感光体ドラム軸や被駆動
歯車の偏心や、被駆動歯車の歯のピッチムラ（以下「歯
累積ピッチ誤差」という。）とがある。これらのうち、
上記（１）の駆動伝達系の駆動伝達部材における回転速
度の変動に起因した感光体ドラムの速度変動は、感光体
ドラムの一回転時間よりも短い周期で変動する傾向があ
る。一方、上記（２）の感光体ドラム軸や被駆動歯車の
偏心や歯累積ピッチ誤差に起因した感光体ドラムの速度
変動は、感光体ドラムの一回転時間を一周期として変動
する性質がある。

【０００５】上記（１）の駆動伝達系の駆動伝達部材に
おける回転速度の変動に起因した感光体ドラムの速度変
動を防止することができる方法としては、例えば、特許
第２９２９６７１号の特許掲載公報に記載されている方
法がある。この方法は、感光体ドラムの角速度変動に含
まれる振動の周波数をｆｉとし、感光体ドラム中心Ｏに
対して露光点と転写点のなす角θ１を回転する時間に依
存する基本周波数をｆｏとしたとき、ｆｉ／ｆｏを整数
にする方法である。この方法は、感光体ドラムの角速度
変動に含まれる振動の周期をＴとし、感光体ドラム表面
が露光位置から転写位置まで移動するときの時間をτと
したとき、τ／Ｔを整数とするものであり、上記駆動伝
達系を構成する歯車の偏心等の影響による振動ｆｉによ
る角速度変動があっても被転写体上での画像の位置ずれ
は生じない。しかしながら、この方法では、上記（２）
の感光体ドラムの被駆動歯車の偏心や歯累積ピッチ誤差
に起因した感光体ドラムの回転速度変動に対しては、上
記所定のパラメータ（ｆｉ／ｆｏ又はτ／Ｔ）が整数と
なる条件を満たすようにすることができないため、感光
体ドラムの速度変動に起因した色ずれを防止することが
難しいという問題点があった。

【０００６】また、上記タンデム型のカラー画像形成装
置における感光体ドラムを駆動する駆動モータのトルク
リップルあるいはゴギングによる発生トルク変動は、上
記駆動伝達系における歯車による減速比分だけ増大して
感光体ドラムの被駆動歯車へ伝わる。そこで、特開平１
０−６３０５９号公報には、駆動モータを歯車からなる
伝達機構を使って減速し、制御対象物である感光体ドラ
ムの回転軸に大きなフライホイールを取り付け、上記駆
動伝達系等で発生する振動を抑えるという方式を用いた
カラー画像形成装置が記載されている。このフライホイ
ールを用いた方式は、歯車等で発生する高域の振動は軽
減できるが、駆動伝達系を構成する歯車の偏心による回
転速度の変動を抑えることが難しく、駆動伝達系の剛性
の低下により高精度に制御することが困難であった。

【０００７】また、上記タンデム型のカラー画像形成装
置において各感光体ドラムから被転写体上に転写される
各画像の位置ずれを防止するために、複数の感光体ドラ
ムの少なくとも２つを共通の駆動手段で駆動し、互いに
隣り合った感光体ドラムの転写位置を通過する転写材搬
送ベルトの通過時間が該共通の駆動手段の駆動ムラ周期
の整数倍に等しい距離間隔になるように、各感光体ドラ
ムを配置した画像形成装置が知られている（例えば、特
開昭６３−１１９６７号公報参照）。この画像形成装置
においては、各感光体ドラムに与えられる駆動ムラが同
位相のとき、例えば一つの駆動モータで全ての感光体ド
ラムを駆動し、駆動モータの軸にある歯車の回転速度変
動がすべての感光体ドラムに伝達するときに有効であ
る。しかしながら、この画像形成装置では、各感光体ド
ラム間の被駆動歯車の回転速度変動の位相差の影響が考
慮されていないため、感光体ドラム軸上の被駆動歯車の
偏心や歯累積ピッチ誤差による感光体ドラムの回転速度
変動による色ずれを防止することが難しい。

【０００８】また、上記特開昭６３−１１９６７号公報
や上記特許第２９２９６７１号の特許掲載公報に記載さ
れている画像形成装置においては、感光体ドラムの軸と
直結していない駆動伝達系の歯車の偏心あるいは歯累積
ピッチ誤差等による回転速度変動に対して各感光体ドラ
ム間の画像位置合わせができる。しかしながら、個々の
感光体ドラムに回転速度変動が生じている場合、各感光
体ドラムの転写位置では、感光体ドラムに回転速度変動
に起因したすべり量が重畳することになるので、線の太
りというような画像品質の劣化が生ずるおそれがある。
そこで、上記駆動伝達系の伝達用歯車と感光体ドラムの
被駆動歯車における回転速度変動がない方式として、超
音波モータを用いた伝達用歯車と被駆動歯車が不要なダ
イレクト駆動方式を採用した画像形成装置が知られてい
る（例えば、特開平８−１６０６９０号公報参照）。し
かしながら、この超音波モータは良く知られているよう
にステータ部にロータ部が接触しているため、感光体ド
ラムの交換のときモータを破壊しないように、あるいは
プリンタあるいは複写機において転写紙のジャムが発生
したときに転写紙を取り除くとき、フリーに回転体が回
転する工夫が必要となり、装置が高価になる。上記感光
体ドラムに直結可能な他の駆動モータとしては、ステー
タのスロットヨークにコイルを巻くコアありのモータあ
るいはパルスモータが一般的には想定されるが、これら
の駆動モータはコギング等を発生する。したがって、こ
れらの駆動モータを感光体ドラム軸に直結すると、コギ
ング等による回転速度変動としてそのまま現れる。この
コギング等による回転速度変動を防止するために、駆動
モータとしてアウタロータ型コアレスモータを用いる駆
動方式が考えられる。この駆動方式は、高周波の速度変
動を、アウターロータのイナーシャ効果で低減しようと
いうものである。しかしながら、この駆動方式において
は、たとえば転写紙が感光体ドラムに突入するときに生
ずる大きな過渡的な負荷変動の影響を回避することが難
しいという課題が残されている。

【０００９】また、上記タンデム型のカラー画像形成装
置において、上記感光体ドラムの軸や被駆動歯車の偏心
あるいは歯累積ピッチ誤差等による感光体ドラムの回転
速度変動がある場合、あるいは感光体ドラムの偏心があ
る場合、各感光体ドラムの転写位置での感光体ドラム周
速と中間転写ベルト速度との間、あるいは感光体ドラム
周速と搬送ベルト・転写紙速度との間に、速度差の変動
が生ずる。これにより、転写位置では感光体ドラムと中
間転写ベルト間あるいは感光体ドラムと搬送ベルト・用
紙間で変動する摩擦力が働いているので、中間転写ベル
トあるいは搬送ベルトの駆動系に負荷変動が生じ、これ
らのベルトに速度変動が生じてしまう。なお、特公平６
−１３３７３号公報には、搬送ベルトを駆動するベルト
駆動ローラ（駆動回転体）の偏心による搬送ベルトの速
度変動の色ずれへの影響を抑制するために、各感光体ド
ラム間のシート（転写材）の搬送経路における距離を、
ベルト駆動ローラが１回転したときにシートが搬送され
る距離の整数倍にしたシート搬送装置が開示されてい
る。このシート搬送装置を画像形成装置に適用すること
により、上記ベルト駆動ローラの偏心による搬送ベルト
の速度変動に起因した画像の色ずれを防止することがで
きるが、上記感光体ドラムの軸と同軸上にある被駆動歯
車の偏心あるいは歯累積ピッチ誤差等あるいは感光体ド
ラム偏心による感光体ドラムの回転速度変動については
考慮されていない。さらにベルト駆動ローラを駆動する
駆動系の低消費電力化を図るために駆動ローラと駆動源
間に接続する被駆動伝達部材を設置した場合の色ずれを
軽減するための条件も提供されていない。

【００１０】本発明は以上の背景の下でなされたもので
あり、その第１の目的は、被駆動伝達部材を有する像担
持体の一回転周期の回転速度変動を低減し、被転写体上
の画像位置ずれを軽減することができる画像形成装置を
提供することである。また、第２の目的は、複数の像担
持体における一回転周期の回転速度変動が存在する場合
でも、各像担持体から被転写体上に転写される各画像の
位置ずれを防止することができる画像形成装置を提供す
ることである。また、第３の目的は、像担持体の駆動源
として、コギング等を抑制しつつ像担持体を直接駆動可
能なアウタロータ型モータを用いた場合に、像担持体を
より高精度に回転駆動可能とすることにより、被転写体
上の画像の位置ずれ等がない高品質の画像形成が可能と
なる画像形成装置を提供することである。また、第４の
目的は、像担持体等の回転体を回転駆動するときに、環
境変化等によって負荷変動が発生した場合でも、回転体
を高精度に駆動し、被転写体上の画像の位置ずれ等が少
ない高品質の画像形成が可能となる画像形成装置を提供
することである。また、第５の目的は、複数の像担持体
がそれぞれ偏心等による周速変動を伴って回転駆動され
ている場合でも、各像担持体の周速変動に起因した画像
の位置ずれを軽減することができる画像形成装置を提供
することである。また、第６の目的は、被転写体を担持
して移動する無端ベルト部材又は無端ベルト状の被転写
体を接触駆動する駆動回転体に固設された被駆動伝達部
材に、偏心等に起因した回転速度変動が存在したとして
も、各像担持体から被転写体に転写される各画像間の位
置ずれを防止することができる画像形成装置を提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１の発明は、回転駆動される像担持体
と、該像担持体に固設される被駆動伝達部材と、該像担
持体を駆動する駆動力を発生する駆動源と、該駆動源の
駆動力を該被駆動伝達部材に伝達する駆動伝達手段とを
備えた画像形成装置において、該被駆動伝達部材と該像
担持体との固設部に中継部材を備え、該中継部材が、該
被駆動伝達部材の取付固定状態を選択的に解除して、該
被駆動伝達部材の回転中心軸に垂直な面に沿って該被駆
動伝達部材が移動できるように構成された被駆動伝達部
材取付部と、該像担持体と絶対回転角度及び回転速度を
検出するための回転検出用部材とを選択的に取付可能に
構成された像担持体取付部とを有することを特徴とする
ものである。請求項１の画像形成装置では、上記像担持
体に固設される被駆動伝達部材を装置に取り付けるとき
に、被駆動伝達部材を上記中継部材の被駆動伝達部材取
付部に固定するとともに、中継部材の像担持体取付部に
絶対回転角度及び回転速度を検出するための回転検出用
部材を取り付け、上記駆動源で駆動することにより、被
駆動伝達部材の偏心等に起因した被駆動伝達部材の一回
転周期の回転速度変動を計測することができる。そし
て、中継部材に対する被駆動伝達部材の取付固定状態を
解除し、上記計測結果に基づいて被駆動伝達部材の回転
中心軸に垂直な面に沿って被駆動伝達部材を移動させる
ことにより、上記被駆動伝達部材の回転速度変動が低減
されるように中継部材に対して被駆動伝達部材を位置決
めすることができる。この被駆動伝達部材の位置決めの
後、被駆動伝達部材は中継部材の被駆動伝達部材取付部
に固定されるとともに、中継部材の像担持体取付部には
像担持体が取り付けられる。このように駆動源からの駆
動力を受ける被駆動伝達部材の一回転周期の回転速度変
動が低減されるように中継部材に対する被駆動伝達部材
の位置決めが可能となるので、像担持体から転写される
被転写体上の画像位置ずれを軽減することができる。ま
た、上記被駆動伝達部材の偏心あるいは歯累積ピッチ誤
差等を小さくなるように加工して像担持体の速度変動が
画像品質に影響しない範囲に小さくなればよいが、高精
度化するとコストが高くなる。

【００１２】上記第２の目的を達成するために、請求項
２の発明は、複数の像担持体と、各像担持体に固設され
た被駆動伝達部材と、該被駆動伝達部材を介して各像担
持体を回転駆動する像担持体駆動手段と、各像担持体に
画像形成する複数の画像形成手段と、各像担持体に対向
する複数の転写位置を通過するように被転写体を移動さ
せる被転写体駆動手段と、各像担持体上の画像を被転写
体に転写する複数の転写手段とを備え、各像担持体上に
形成した画像を該被転写体駆動手段で駆動された該被転
写体上の所定位置に重ね合わせて転写する画像形成装置
において、該像担持体に画像を形成し該像担持体上の画
像を該被転写体に転写するときの該像担持体に固設され
る該被駆動伝達部材等の変動による該像担持体の一回転
周期と同一周期の回転速度変動の位相を、各像担持体上
で形成した画像を該被転写体上で重ね合わせるようにし
たことを特徴とするものである。請求項２の画像形成装
置では、像担持体に画像を形成し像担持体上の画像を被
転写体に転写するときの像担持体に固設される被駆動伝
達部材等の変動による像担持体の一回転周期と同一周期
の回転速度変動の位相を、各像担持体上で形成した画像
を該被転写体上で重ね合わせることにより、各像担持体
から被転写体上に転写される各画像に位置ずれが生じな
いようにする。また、上記被駆動伝達部材の偏心あるい
は歯累積ピッチ誤差等による像担持体の速度変動が画像
品質に影響しない範囲に小さくすればよいが、高精度化
するとコストが高くなる。

【００１３】また、請求項３の発明は、請求項２の画像
形成装置において、各像担持体の回転速度変動を計測し
た結果に基づいて、上記像担持体の回転速度変動の位相
を、各像担持体上で形成した画像を上記被転写体上で重
ね合わせるようにしたことを特徴とするものである。請
求項３の画像形成装置では、各像担持体の回転速度変動
を計測することにより、上記各像担持体の回転速度変動
の位相差に相当する時間差を正確に判定し、上記像担持
体の回転速度変動の位相を、各像担持体上で形成した画
像を上記被転写体上で重ね合わせるようにすることがで
きるので、被転写体上に転写される各画像の位置ずれの
発生をより確実に軽減することができる。

【００１４】また、請求項４の発明は、請求項２又は３
の画像形成装置において、上記像担持体駆動手段が、互
いに異なる複数の像担持体群をそれぞれ駆動する複数の
駆動源を用いて構成され、該異なる複数の像担持体群の
中のそれぞれ一つの上記被駆動伝達部材の絶対回転角度
を示す絶対回転角度検知手段と、該絶対回転角度検知手
段による検知結果に基づいて、各像担持体上で形成した
画像を上記被転写体上で重ね合わせるように該駆動源を
制御する駆動制御手段とを備えたことを特徴とするもの
である。請求項４の画像形成装置では、装置の組み立て
時に上記各像担持体上で形成した画像を該被転写体上で
重ね合わせられる調整を行った後、上記複数の駆動源の
うち上記ある一部の像担持体群を駆動する駆動源につい
ては動作させずにこの駆動源以外の駆動源を動作させて
他の像担持体群を駆動すると、上記各像担持体上で形成
した画像を該被転写体上で重ね合わせられる所定の条件
を満足しないようになる。そこで、上記絶対回転角度検
知手段による検知結果に基づいて、上記駆動源のどちら
か一方あるいは両者の駆動源で駆動される被駆動伝達部
材の絶対回転角度を検知し、この検知結果結果に基づい
て駆動源を制御して被駆動伝達部材を回転させることに
より、上記像担持体の回転速度変動の位相を、当初の状
態のように各像担持体上で形成した画像を上記被転写体
上で重ね合わせるようにする。これにより、各像担持体
から被転写体上に転写される各画像に位置ずれが生じな
いようにする。

【００１５】また、請求項５の発明は、複数の像担持体
と、各像担持体に固設された被駆動伝達部材と、該被駆
動伝達部材を介して各像担持体を回転駆動する像担持体
駆動手段と、各像担持体に画像形成する複数の画像形成
手段と、各像担持体に対向する複数の転写位置を通過す
るように被転写体を移動させる被転写体駆動手段と、各
像担持体上の画像を被転写体に転写する複数の転写手段
とを備え、各像担持体上に形成した画像を該被転写体駆
動手段で駆動された該被転写体上の所定位置に重ね合わ
せて転写する画像形成装置において、各像担持体の絶対
回転角度を検知する絶対回転角度検知手段と、該絶対回
転角度検知手段の一回転周期と一致する回転変動の絶対
回転角度の検知結果に基づいて、該像担持体に画像を形
成し該像担持体上の画像を該被転写体に転写するときの
該像担持体の回転速度変動の位相を、各像担持体上で形
成した画像を該被転写体上で重ね合わせるように、各像
担持体間の相対的な回転位置関係を調整する回転位置調
整手段とを備えたことを特徴とするものである。請求項
５の画像形成装置では、絶対回転角度検知手段で各像担
持体の絶対回転角度を検知することにより、各像担持体
間の像担持体回転速度変動の位相差を判定することがで
きる。従って、装置の組み立てが終了した後であって
も、上記絶対回転角度検知手段の検知結果に基づいて、
該像担持体に画像を形成し該像担持体上の画像を該被転
写体に転写するときの該像担持体の回転速度変動の位相
を、各像担持体上で形成した画像を該被転写体上で重ね
合わせられるようにするように、回転位置調整手段で各
像担持体間の相対的な回転位置関係を調整することによ
り、各像担持体から被転写体上に転写される各画像に位
置ずれが生じないようにする。

【００１６】また、請求項６の発明は、請求項５の画像
形成装置において、上記回転位置調整手段で各像担持体
間の相対的な回転位置関係を調整した後、上記絶対回転
角度検知手段の検知結果に基づいて各像担持体を回転駆
動するように上記像担持体駆動手段を制御する駆動制御
手段を備えたことを特徴とするものである。請求項６の
画像形成装置では、上記回転位置調整手段で各像担持体
間の相対的な回転位置関係を調整した後、上記絶対回転
角度検知手段の検知結果に基づいて各像担持体を回転駆
動する。これにより、経時において、上記回転位置調整
手段で調整した各像担持体間の相対的な回転位置関係が
ずれないようになり、各像担持体から被転写体上に転写
される各画像に位置ずれが生じないようにすることがで
きる。上記絶対回転角度検知手段は、上記回転位置関係
の調整手段に使われるとともに、各像担持体の回転速度
制御用としても使えるので低価格で高精度な色合わせが
実現できる。

【００１７】上記第３の目的を達成するために、請求項
７の発明は、回転駆動される像担持体と、該像担持体を
駆動する像担持体駆動手段とを備えた画像形成装置にお
いて、該像担持体駆動手段を、該像担持体を直接駆動す
るアウタロータ型モータを用いて構成し、該アウタロー
タ型モータのロータに、該像担持体を着脱自在に固設す
るための像担持体固設部を設けたことを特徴とするもの
である。請求項７の画像形成装置では、歯車等の駆動伝
達部材が不要なアウタロータ型モータを用いて像担持体
を直接駆動することにより、駆動伝達部材の偏心等によ
る回転速度変動、駆動伝達部材における振動や伝達剛性
の劣化、駆動モータのコギング、高周波の負荷変動の影
響を抑制することができる。そして、上記アウタロータ
型モータに像担持体を着脱自在に連結するための像担持
体連結部を設けることにより、像担持体の着脱交換を可
能とするとともに、この像担持体連結部をロータに設け
ることにより、駆動系の剛性を高め、像担持体の駆動制
御の精度を向上させることができる。

【００１８】また、請求項８の発明は、回転駆動される
像担持体と、該像担持体を駆動する像担持体駆動手段と
を備えた画像形成装置において、該像担持体駆動手段
を、該像担持体を直接駆動するアウタロータ型モータを
用いて構成し、該アウタロータ型モータのロータに、フ
ライホイールを設けたことを特徴とするものである。請
求項８の画像形成装置では、歯車等の駆動伝達部材が不
要なアウタロータ型モータを用いて像担持体を直接駆動
することにより、駆動伝達部材の偏心等による回転速度
変動、駆動伝達部材における振動や伝達剛性の劣化モー
タのコギング、高周波の負荷変動の影響を抑制すること
ができる。そして、上記アウタロータ型モータにおける
比較的大きなイナーシャを有するロータにフライホイー
ルを設けることにより、フライホイールの小型化を図り
つつ、画像劣化の原因となる駆動伝達系の振動を抑制す
るために必要な所定のイナーシャ効果を得ることが可能
となる。

【００１９】上記第４の目的を達成するために、請求項
９の発明は、回転駆動される回転体と、該回転体を駆動
する駆動手段とを備えた画像形成装置において、該回転
体の一回転周期あるいは該回転体に接触して回転駆動さ
れる無端ベルト部材の一回転周期における負荷変動情報
を取得する負荷変動情報取得手段と、該負荷変動情報取
得手段で取得された負荷変動情報に基づいて、該駆動手
段をフィードフォワード制御する駆動制御手段とを設け
たことを特徴とするものである。請求項９の画像形成装
置では、装置内で用いられる像担持体やベルト駆動ロー
ラ等の回転体の一回転周期における負荷変動情報あるい
は該回転体に接触して回転駆動される搬送ベルトや中間
転写ベルト等の無端ベルト部材の一回転周期における負
荷変動情報を取得し、この負荷変動情報に基づいて、該
回転体の駆動手段をフィードフォワード制御することに
より、環境変化等によって回転体の負荷変動が発生した
場合でも、該回転体を高精度に駆動することができ、ま
た、像担持体や、被転写体を担持して移動する搬送ベル
ト、被転写体としての中間転写ベルト等の部材又は無端
ベルト状の被転写体を接触駆動するベルト駆動ローラ
を、機械剛性を上げることなく高精度に駆動することが
できるようになるので、被転写体上の画像の位置ずれ等
がない高品質の画像形成が可能となる。

【００２０】上記第５の目的を達成するために、請求項
１０の発明は、複数の像担持体と、各像担持体を回転駆
動する像担持体駆動手段と、各像担持体に画像形成する
複数の画像形成手段と、各像担持体に対向する複数の転
写位置を像担持体に接触して通過するように被転写体を
移動させる被転写体駆動手段と、各像担持体上の画像を
被転写体に転写する複数の転写手段とを備え、各像担持
体が該被転写体の搬送方向に沿って所定間隔で配置さ
れ、各像担持体上に形成した画像を該被転写体駆動手段
で駆動された該被転写体上の所定位置に重ね合わせて転
写する画像形成装置において、隣接する像担持体の間隔
を該被転写体が通過する時間が、該像担持体の回転周期
の自然数（Ｎ）倍に等しいことを特徴とするものであ
る。請求項１０の画像形成装置では、隣接する像担持体
の間隔を被転写体が通過する時間が、像担持体の回転周
期の自然数（Ｎ）倍に等しいため、各像担持体転写部の
偏心等による摩擦力の被転写体駆動系への合成負荷変動
によって、各像担持体に発生する像担持体一回転周期成
分の各像担持体間で変動位相の揃った回転速度変動があ
っても、各像担持体から被転写体上の所定の転写領域に
画像が転写されるときの像担持体の周速変化プロファイ
ルが同じになる。従って、各像担持体の周速変動に起因
した画像の位置ずれを防止することができる。

【００２１】また、請求項１１の発明は、請求項１０の
画像形成装置において、上記被転写体駆動手段が、被転
写体を担持して移動する無端ベルト部材又は無端ベルト
状の被転写体を接触駆動する駆動回転体を備えたもので
あり、該駆動回転体の周長の自然数（Ｍ）倍が、隣接す
る像担持体の間隔に等しく、上記画像形成手段による露
光位置から上記転写手段による転写位置まで表面移動す
る像担持体の回転時間が、該駆動回転体の回転周期の自
然数（Ｉ）倍に等しいことを特徴とするものである。請
求項１１の画像形成装置では、被転写体を担持して移動
する無端ベルト部材又は無端ベルト状の被転写体を接触
駆動する駆動回転体の周長の自然数（Ｍ）倍が、隣接す
る像担持体の間隔に等しいため、駆動回転体の偏心等に
よる回転周期に同期した被転写体の移動速度変動がある
場合でも、各像担持体から被転写体に転写される各画像
間の位置ずれが発生しない。そして、上記画像形成手段
による画像書込位置から上記転写手段による転写位置ま
で表面移動する像担持体の回転時間が、上記駆動回転体
の回転周期の自然数（Ｉ）倍に等しいため、上記被転写
体の移動速度変動によって、被転写体に接触している各
像担持体の回転速度が変動する場合でも、各像担持体上
に形成される画像内の表面移動方向における位置ずれプ
ロファイルが各像担持体間における被転写体上で重ねる
像形成時（露光時と転写時）での変動位相が合う。従っ
て、上記被転写体の移動速度変動によって各像担持体上
に形成される画像内に位置ずれがあったとしても、各像
担持体から被転写体に転写される各画像間の位置ずれが
発生しない。

【００２２】また、請求項１２の発明は、請求項１１の
画像形成装置において、上記隣接する像担持体の間隔を
上記被転写体が通過する時間が、該像担持体の回転周期
に等しく、上記駆動回転体の周長の２倍が、該隣接する
像担持体の間隔に等しく、上記画像形成手段による画像
書込位置から上記転写手段による転写位置まで表面移動
する像担持体の回転時間が、該駆動回転体の回転周期に
等しいことを特徴とするものである。請求項１２の画像
形成装置では、上記画像形成手段による画像書込位置か
ら上記転写手段による転写位置まで表面移動する像担持
体の回転角度がπ［ｒａｄ］になるため、各像担持体の
転写位置を通過するように被転写体の移動方向を直線的
に設定できるとともに、各像担持体を挟んで被転写体の
移動経路とは反対側に、各画像形成手段の画像書込部を
直線的に並べて配置することができるため、最も小型な
装置で、像担持体の回転周期に同期した被転写体の移動
変動、上記駆動回転体の回転周期に同期した変動による
色ずれを軽減することができる条件を提供する。したが
って、装置の小型化を図ることができる。

【００２３】また、請求項１３の発明は、請求項１１又
は１２の画像形成装置において、上記駆動回転体駆動手
段が、上記駆動回転体に駆動力を伝達する被駆動伝達部
材を介して該駆動回転体を駆動するように構成され、該
被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、該駆動回転体
の回転周期に等しいことを特徴とするものである。請求
項１３の画像形成装置では、上記駆動回転体駆動手段に
おける被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、駆動回
転体の回転周期に等しく、しかも、前述のように上記画
像形成手段による画像書込位置から上記転写手段による
転写位置まで表面移動する像担持体の回転時間が、駆動
回転体の回転周期の自然数倍に等しい。このため、画像
書込位置から転写位置まで表面移動する像担持体の回転
時間が、上記被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍に等
しくなる。また同様に隣接する各像担持体の間隔を被転
写体が通過する時間が上記被駆動伝達部材の回転周期の
自然数倍となる。従って、上記駆動回転体を駆動する被
駆動伝達部材の回転周期に同期した回転速度変動によっ
て、被転写体に接触している各像担持体の回転速度が変
動する場合でも、像担持体上に形成される画像内の表面
移動方向における位置ずれプロファイルが各像担持体に
ついて位置ずれが出ないようになる。よって、上記被転
写体の移動速度変動により各像担持体上に形成される画
像内に位置ずれがあったとしても、各像担持体から被転
写体に転写される各画像間の位置ずれが発生しない。ま
た、被駆動伝達部材を通して駆動するのでエネルギー効
率がよくなる。

【００２４】また、請求項１４の発明は、請求項１１、
１２又は１３の画像形成装置において、上記像担持体駆
動手段が、各像担持体に固設された被駆動伝達部材と該
被駆動伝達部材に駆動力を伝える別の被駆動伝達部材を
介して各像担持体を駆動するように構成され、該別の被
駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、上記駆動回転体
の回転周期に等しいことを特徴とするものである。請求
項１４の画像形成装置では、上記像担持体駆動手段の被
駆動伝達部材に駆動力を伝える別の被駆動伝達部材の回
転周期の自然数倍が、上記駆動回転体の回転周期に等し
く、しかも、前述のように上記画像形成手段による画像
書込位置から上記転写手段による転写位置まで表面移動
する像担持体の回転時間が、駆動回転体の回転周期の自
然数倍に等しい。このため、画像書込位置から転写位置
まで表面移動する像担持体の回転時間が、上記別の被駆
動伝達部材の回転周期の自然数倍に等しくなる。従っ
て、各像担持体を駆動する該別の被駆動伝達部材の回転
周期に同期した回転速度変動によって各像担持体の回転
速度が変動する場合でも、像担持体上に形成される画像
内の表面移動方向における位置ずれプロファイルが各像
担持体について位置ずれ（色ずれ）がでないようにな
る。よって、上記別の被駆動伝達部材の回転速度変動に
より各像担持体上に形成される画像内に位置ずれがあっ
たとしても、各像担持体から被転写体に転写される各画
像間の位置ずれが発生しない。また、上記別の被駆動伝
達部材を通して駆動するのでエネルギー効率がよくな
る。

【００２５】上記第６の目的を達成するために、請求項
１５の発明は、複数の像担持体と、各像担持体を回転駆
動する像担持体駆動手段と、各像担持体に画像形成する
複数の画像形成手段と、各像担持体に対向する複数の転
写位置を通過するように被転写体を移動させる被転写体
駆動手段と、各像担持体上の画像を被転写体に転写する
複数の転写手段とを備え、各像担持体が該被転写体の搬
送方向に沿って所定間隔で配置され、該被転写体駆動手
段が、被転写体を担持して移動する無端ベルト部材又は
無端ベルト状の被転写体を接触駆動する駆動回転体を有
し、各像担持体上に形成した画像を該被転写体駆動手段
で駆動された該被転写体上の所定位置に重ね合わせて転
写する画像形成装置において、該駆動回転体駆動手段
が、該駆動回転体に駆動力を伝達する被駆動伝達部材を
介して該駆動回転体を駆動するように構成され、該駆動
回転体の回転周期の自然数倍が、隣接する像担持体の間
隔を該被転写体が通過する時間に等しく、該該被駆動伝
達部材の回転周期の自然数倍が、該駆動回転体の回転周
期に等しいことを特徴とするものである。請求項１５の
画像形成装置では、上記駆動回転体の回転周期の自然数
倍が、隣接する像担持体の間隔を被転写体が通過する時
間に等しく、しかも、駆動回転体に駆動力を伝達する被
駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、駆動回転体の回
転周期に等しいので、上記隣接する像担持体の間隔を被
転写体が通過する時間が、駆動回転体に駆動力を伝達す
る被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍に等しくなる。
したがって、上記駆動回転体を駆動する被駆動伝達部材
の回転周期に同期した回転速度変動によって被転写体の
移動速度が変動する場合でも、像担持体から被転写体上
に転写される画像の位置ずれプロファイルが、各像担持
体から被転写体に転写される各画像間の位置ずれを発生
しないようになる。また、被駆動伝達部材を通して駆動
するのでエネルギー効率がよくなる。

【００２６】また、請求項１６の発明は、複数の像担持
体と、各像担持体を回転駆動する像担持体駆動手段と、
各像担持体に画像形成する複数の画像形成手段と、各像
担持体に対向する複数の転写位置を通過するように被転
写体を移動させる被転写体駆動手段と、各像担持体上の
画像を被転写体に転写する複数の転写手段とを備え、各
像担持体が該被転写体の搬送方向に沿って所定間隔で配
置され、該被転写体駆動手段が、被転写体を担持して移
動する無端ベルト部材又は無端ベルト状の被転写体を接
触駆動する駆動回転体を有し、各像担持体上に形成した
画像を該被転写体駆動手段で駆動された該被転写体上の
所定位置に重ね合わせて転写する画像形成装置におい
て、該駆動回転体駆動手段が、該駆動回転体に駆動力を
伝達する被駆動伝達部材を介して該駆動回転体を駆動す
るように構成され、該画像形成手段による画像書込位置
から該転写手段による転写位置まで表面移動する像担持
体の回転時間が、該駆動回転体の回転周期の自然数倍に
等しく、該被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、該
駆動回転体の回転周期に等しいことを特徴とするもので
ある。請求項１６の画像形成装置では、画像形成手段に
よる画像書込位置から転写手段による転写位置まで表面
移動する像担持体の回転時間が、上記駆動回転体の回転
周期の自然数倍に等しく、しかも、駆動回転体に駆動力
を伝達する被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、駆
動回転体の回転周期に等しいので、画像書込位置から転
写位置まで表面移動する像担持体の回転時間が、駆動回
転体に駆動力を伝達する被駆動伝達部材の回転周期の自
然数倍に等しくなる。したがって、上記駆動回転体を駆
動する被駆動伝達部材の回転周期に同期した回転速度変
動によって被転写体の移動速度が変動する場合でも、像
担持体上に形成される画像内の表面移動方向における位
置ずれプロファイルが各像担持体について位置ずれが出
ないようになる。よって、各像担持体から被転写体に転
写される各画像間の位置ずれが発生しない。また、被駆
動伝達部材を通して駆動するのでエネルギー効率がよく
なる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を高解像度（２４０
０dpi、１２００dpi）のタンデム方式のカラープリンタ
に適用した実施形態について説明する。 〔実施形態１〕まず、本発明の第１の実施形態のカラー
プリンタの全体構成及び動作について説明する。図２
は、本実施形態のカラープリンタの全体構成の概略図で
ある。このカラープリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼン
ダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各色の画像を形
成するための４組のトナー画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１
Ｃ、１ＢＫ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫは、
それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であ
ることを示す。）が、被転写体（転写材）としての転写
紙２の移動方向（図中の矢印Ａ方向）における上流側か
ら順に配置されている。このトナー画像形成部１Ｙ、１
Ｍ、１Ｃ、１ＢＫはそれぞれ、図中矢印Ｂ方向に回転駆
動される像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１
Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ、各感光体ドラムの表面を帯電す
る帯電手段としての帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２
Ｃ、１２ＢＫ、各感光体ドラムの表面に形成された静電
潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段としての
現像ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫ、転写
紙２にトナー画像が転写された各感光体ドラムの表面を
クリーニングする感光体クリーニングユニット１４Ｙ、
１４Ｍ、１４Ｃ、１４ＢＫ等を備えている。上記現像ユ
ニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫはそれぞれ、
互いに異なる色のトナーであるイエロートナー、マゼン
ダトナー、シアントナー、黒トナーにより、対応する感
光体ドラム上の静電潜像を現像し、各色のトナー画像を
形成するものである。また、上記各トナー画像形成部１
Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの配置は、各感光体ドラムの回
転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向（Ａ方向）
に所定のピッチで配列するように、設定されている。

【００２８】また、本カラープリンタは、上記トナー画
像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫのほか、各感光体ド
ラムの一様帯電された表面に画像情報に応じたレーザ光
Ｌを照射して静電潜像を形成する露光手段としての光書
込ユニット３、図示しない給紙カセット、図示しないレ
ジストローラ対、転写紙を担持して各トナー画像形成部
の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材とし
ての転写搬送ベルト４０を有するベルト装置としての転
写ユニット４、図示しない定着装置、図示しない排紙ト
レイ等を備えている。なお、各感光体ドラム上に画像を
形成する画像形成手段は、上記トナー画像形成部１Ｙ、
１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫと上記光書込ユニット３とにより構
成される。

【００２９】上記光書込ユニット３は、図示しないレー
ザ光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等
を備え、所定の露光位置Ｐexにおいて、画像データに基
づき、回転駆動されている各感光体ドラム１１Ｙ、１１
Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面にレーザ光Ｌを主走査方向
に走査しながら照射する。

【００３０】上記転写ユニット４の無端ベルト状の転写
搬送ベルト４０は、転写搬送ベルト４０に接触しながら
駆動する駆動回転体としてのベルト駆動ローラ４１と、
転写搬送ベルト４０に所定の張力を付与するためのテン
ションローラ４２と、従動ローラ４３とに掛け回され、
所定のタイミングで図中の矢印Ｃ方向に回転駆動され
る。また、転写ユニット４は、転写搬送ベルト４０を所
定の圧接力で各感光体ドラムの表面に圧接させるための
圧接ローラ４４、４５、４６を備えている。更に、転写
ユニット４の内部には、各感光体ドラムを間に挟んで上
記露光位置Ｐexとは反対側に位置する転写位置Ｐtにお
いて転写電荷を付与して各感光体ドラム上のトナー画像
を転写紙２に転写する転写手段としての転写用コロナチ
ャージャ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ＢＫが設けられている。

【００３１】上記構成のカラープリンタにおいて、例え
ばシアン用のトナー画像形成部１Ｃでは、帯電ローラ１
２Ｃにより一様帯電された感光体ドラム１１Ｃの表面
に、上記光書込ユニット３で変調及び偏向されたレーザ
光Ｌが走査されながら照射されると、感光体ドラム１１
Ｃの表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラ
ム１１Ｃ上の静電潜像は、現像ユニット１３Ｃで現像さ
れてシアン色のトナー画像となる。転写搬送ベルト４０
上の転写紙２が通過する転写位置Ｐｔでは、感光体ドラ
ム１１Ｃ上のトナー画像が転写紙２に転写される。トナ
ー画像が転写された後の感光体ドラム１１Ｃの表面は、
感光体クリーニングユニット１４Ｃでクリーニングさ
れ、図示しない除電手段で除電され、次の静電潜像の形
成に備えられる。以上のトナー画像形成の工程が、他の
感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｙ、１１ＢＫについても、転
写紙２の搬送に同期させて実行される。一方、図示しな
い給紙カセットから給送された転写紙２は、図示しない
搬送ガイドでガイドされながら搬送ローラで搬送され、
レジストローラ対が設けられている一時停止位置に送ら
れる。このレジストローラ対により所定のタイミングで
送出された転写紙２は転写搬送ベルト４０で担持され、
各トナー画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの転写位
置Ｐtを通過するように搬送される。各トナー画像形成
部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの各色のトナー画像が転写
されカラー画像が形成された転写紙２は、図示しない定
着装置でトナー画像が定着された後、図示しない排紙ト
レイ上に排出される。

【００３２】次に、上記構成のカラープリンタにおける
転写紙２上の画像位置ずれ（色ずれ）を防止するための
像担持体駆動手段としての感光体ドラム駆動ユニットの
構成及びその組み付け方法について説明する。以下、各
色に対応する部材について共通の説明を行う場合は、各
部材の符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫを必要に応じて省略
する。上記構成のカラープリンタにおいて、転写紙２上
に転写されて形成されるカラー画像の色合わせを考慮す
ると、各感光体ドラム１１の回転速度変動を低減する必
要がある。つまり、感光体ドラム１１の偏心と径のばら
つきは製造上あるいは組み付け上避けられない。しかし
ながら、感光体ドラム１１の偏心と径のばらつきが存在
しても、感光体ドラムの回転速度変動がなければ色ずれ
が出ない。つまり、上記露光位置Ｐexでの感光体ドラム
１１の周速は、感光体ドラム１１に回転速度変動がなけ
れば、露光によって形成された静電潜像が現像されて転
写位置Ｐtで転写紙２に転写されるときも、感光体ドラ
ム１１の周速は一致する。そして、転写搬送ベルト４０
の移動速度が感光体ドラム１１の理想的な形状（偏心と
径のばらつきがないとしたときの形状）における周速と
一致しているとすると、転写紙に転写された画像を構成
する各画素は位置ずれあるいは画素密度が一定なものが
得られる（例えば、城戸、飯島：「スリップ・トランス
ファー・メカニズムに関する研究」，富士ゼロックステ
クニカルレポート，Ｎｏ．１３参照）。

【００３３】そこで、本実施形態では、感光体ドラム１
１の偏心や径のばらつき等が存在する場合でも感光体ド
ラム１１の回転速度変動が発生しないように、感光体ド
ラム１１を駆動する像担持体駆動手段としての感光体ド
ラム駆動ユニットを構成している。図３（ａ）及び
（ｂ）は感光体ドラム駆動ユニットの概略構成を示す正
面図及び側面図である。この感光体ドラム駆動ユニット
１００は、駆動源としての駆動モータ１０１の駆動力
を、駆動モータ１０１の駆動回転軸１０１ａに設けた駆
動伝達部材としての駆動歯車１０２と、感光体ドラム回
転軸１１ａと同軸に設けた被駆動伝達部材としての被駆
動歯車１０３とを介して感光体ドラム１１に伝達するこ
とにより、感光体ドラム１１を回転駆動する駆動方式を
採用している。この駆動方式は、駆動モータ１０１のエ
ネルギー利用効率がいいので一般によく使われている方
式である。上記駆動歯車１０２及び被駆動歯車１０３と
しては各種歯車を使用することができる。

【００３４】上記図３のように被駆動歯車を介して駆動
力を伝達する駆動方式においては、感光体ドラム回転軸
１１ａ上にある被駆動歯車１０３の偏心や歯累積ピッチ
誤差等によって、感光体ドラムの回転速度が変動するお
それがある。一般的に感光体ドラム１１の偏心があった
り感光体ドラム１１の径のばらつきがあったりしても感
光体ドラム１１の回転角速度が一定でかつ転写搬送ベル
ト４０の移動速度が一定であれば色ずれが生じない方式
を取っているものが多い。この方式では、感光体ドラム
表面のある部分が露光位置Ｐexに対向しているときと転
写位置Ｐtに対向しているときで回転角速度が一致して
いることが必要である。感光体ドラム１１の偏心により
感光体ドラムの回転中心から露光点までの長さが平均半
径より長いときは、感光体ドラム１１の周速が速くなり
露光画素（潜像）が伸びるが、この画素が転写搬送ベル
ト４０上の転写紙２に転写される場合も感光体ドラム１
１の周速が速いので、転写搬送ベルト４０の移動速度が
一定であれば転写画素を短くするように転写され、結局
画素長が変らない。これは、感光体ドラム１１の回転角
速度の変動がない場合に成り立つ。ところが、図３の感
光体ドラム駆動ユニットにおいて、駆動モータ１０１が
一定回転しても感光体ドラム１１と同一軸上にある被駆
動歯車１０３に偏心や歯車歯累積ピッチ誤差等がある場
合は、感光体ドラム１１に回転速度変動が生ずる。

【００３５】感光体ドラム１１と同一軸上にある被駆動
歯車１０３の偏心や歯車歯累積ピッチ誤差等の合成変動
量εの色ずれへの影響係数κの近似式は、下記の（１）
式で表される。この影響係数κは、合成変動量εが色ず
れ量Δへ与える影響度を表わし、Δ＝κεの関係とな
る。ところで、歯車累積ピッチ誤差等も偏心と同様な色
ずれを発生させる。したがって、これら誤差を回転方向
の位相差を考慮して、偏心とベクトル合成したものが合
成変動量εとなる。

【数１】 κ＝（Ｒ_OD／Ｒ_D）｛cosＰo−２cos（Θ_ET+Ｐo）＋cos（２Θ_ET＋Ｐo）｝ ・・・ （１）

【００３６】ここで、上記（１）式中のＲ_ODは感光体ド
ラム１１の半径、Ｒ_Dは被駆動歯車１０３の半径、Ｐoは
被駆動歯車１０３の合成変動量εの角度位置と露光角度
位置との位相差である。また、（１）式中のΘ_ETは露光
位置Ｐexから転写位置Ｐtに至る角度（図４参照）であ
り、次の（２）式で表される。

【数２】 Θ_ＥＴ＝（π／２）＋arccos（Ｅ／Ｒ_ＯＤ） ・・・（２）

【００３７】具体的な例としてΘ_ET＝2.90、Ｒ_OD／Ｒ_D
＝１／３とすると、上記（１）式は、下記の（３）式の
ようになり、これをグラフに表すと図５のようになる。
図５中の横軸は、露光瞬間時の被駆動歯車１０３の合成
変動量εの角度位置と露光角度位置との位相差Ｐoに対
応しており、この位相差Ｐoと横軸目盛との関係は、下
記の（４）式又は（５）式で表される。

【数３】 κ＝（１／３）｛ cosＰo−２cos（2.90＋Ｐo）＋cos（２×2.90＋Ｐo）｝ ・・・ （３） 横軸目盛＝位相差Ｐo（rad）×５ ・・・（４） Ｐo（rad）＝横軸目盛／５ ・・・（５）

【００３８】図５のグラフにおいて、被駆動歯車１０３
の一回転を１周期として色ずれ量（位置誤差）が変動
し、上記影響係数κの最大値はκ＝１．３である。これ
は、被駆動歯車１０３の径Ｒ_Dと感光体ドラムの径Ｒ_OD
の比を３：１にして被駆動歯車１０３の合成変動量εの
影響を１／３とするが、露光位置Ｐexと転写位置Ｐtで
被駆動歯車１０３の合成変動量εによる回転速度変動の
位相がほぼπ異なるので、この影響が色ずれ量として約
4倍となり、結果的にκ＝１．３となるのである。した
がって、この合成変動量εを小さくする必要がある。高
画質を得るためには、被駆動歯車１０３の高精度な加工
と組み付けが必要である。被駆動歯車１０３の高精度加
工がコスト的に実現が困難な場合は、次に示すような被
駆動歯車１０３の組み付け方法によって上記合成変動量
εの大きさを許容量以下にすることができる。

【００３９】〔被駆動歯車の偏心等による回転速度変動
を低減する組み付け法〕被駆動歯車１０３が持つ偏心や
歯累積ピッチ誤差等による回転速度変動はそれぞれ、正
弦的な変動となる。たとえば、図６のベクトル図に示す
ように、被駆動歯車１０３が持つ偏心による回転速度変
動ベクトルΔＶ１と歯累積ピッチ誤差による回転速度変
動ベクトルΔＶ２とを合成したものが、この被駆動歯車
１０３の合成回転速度変動ベクトルΔＶとして現れる。
感光体ドラム１１は、摩耗等による寿命のため市場で交
換されるのが一般的であるが、被駆動歯車１０３は通
常、装置からの取り外しがない。

【００４０】そこで、図１に示すように、本実施形態の
感光体ドラム駆動ユニットは、工場の製造工程で被駆動
歯車１０３の調整ができるように構成されている。具体
的には、被駆動歯車１０３と感光体ドラム１１とを中継
する中継部材としての補助ローラ部材１０４を備えてい
る。この補助ローラ部材１０４は、被駆動伝達部材取付
部としての被駆動歯車取付部１０４ａと、像担持体取付
部としての感光体ドラム取付部１０４ｂとを有してい
る。被駆動歯車取付部１０４ａは、被駆動歯車１０３の
取付固定状態を選択的に解除して、被駆動歯車１０３の
回転中心軸に垂直な面に沿って被駆動歯車１０３が二次
元的に移動できるように構成されている。また、感光体
ドラム取付部１０４ｂは、感光体ドラム１１及び回転検
出用部材（絶対回転角度検知手段）としてのエンコーダ
１０５を選択的に取付可能に構成されている。上記補助
ローラ部材１０４の軸１０４ｃはベアリング１０６を介
して支持部材１０７に支持されている。また、上記エン
コーダ１０５は装置本体側に設けられた支持部１０８に
取り付けられる。また、駆動モータ１０１は、回転軸１
０１ａの端部にエンコーダ１０９が取付けられ、回転モ
ータの位置を被駆動歯車１０３の調整に応じて調整でき
る位置調整装置１１０に装着されている。

【００４１】上記構成の感光体ドラム駆動ユニットにお
いて、被駆動歯車１０３の調整は次のように行なわれ
る。 （ステップ１）まず、補助ローラ部材１０４の被駆動歯
車取付部１０４ａの面上に被駆動歯車１０３を容易に剥
がせる接着剤で仮止めし、この被駆動歯車１０３の、補
助ローラ部材１０４に付した基準角度位置マークＭと同
一角度位置にマークを付す。このマークMが支持部１０
７上の図示しない基準位置（ホーム位置）マークに一致
させるように設置する。 （ステップ２）次に、図１に示すように、補助ローラ部
材１０４の感光体ドラム取付部１０４ｂに絶対角度が検
出できるエンコーダ１０５を取り付け、調整対象の被駆
動歯車１０３に小径の駆動歯車１０２を連結する。この
エンコーダ１０５により、被駆動歯車１０３の偏心ある
いは歯累積ピッチ誤差等による回転速度変動が検出でき
る。駆動歯車１０２は、駆動モータ１０１の回転軸１０
１ａの一方の端部に取り付けられ、等速回転駆動され
る。また、駆動モータ１０１の回転軸１０１ａの他端に
は別のエンコーダ１０９が設けられ、このエンコーダ１
０９の出力に基づいて駆動モータ１０１が速度制御され
る。駆動モータ１０１の軸上の駆動歯車１０２の偏心等
による回転速度変動は、被駆動歯車１０３より十分小径
（例えば、被駆動歯車１０３の１０分の１）なものを選
べば、被駆動歯車の回転速度変動よりも十分高域側であ
る。したがって、エンコーダ１０５の出力信号中の駆動
歯車１０２の回転速度変動による成分は、ローパスフィ
ルタにより除去できる。また、小径の駆動歯車１０２と
駆動モータ１０１とを含む駆動系全体の位置は、被駆動
歯車１０３の調整位置に応じて、位置調整装置１１０を
用いて調整する。 （ステップ３）次に、図７に示す回転速度変動検出シス
テムにより、エンコーダ１０５上の上記マークＭのホー
ム位置角度Θ_Ｈを検出し、その後等速回転し、エンコー
ダ１０５からの出力パルス列をＦＭ復調し、被駆動歯車
１０３の合成変動量の大きさεと最大変動εの絶対角度
Θ_Ｖを検出する。図８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、エ
ンコーダ１０５の構成部品であるエンコーダ板１０５ａ
の正面図、及びエンコーダ１０５の部分断面側面図であ
る。このエンコーダ１０５の透明部材からなるエンコー
ダ板１０５ａには、ホーム位置を示す一回転に１パルス
発生するマークＭ１と、連続パルス列を発生する一定間
隔連続するマーク列Ｍ２とが付されている。ホーム位置
検出用のマークＭ１は、ホーム位置検出用発光素子１１
１ａ及びホーム位置検出用受光素子１１１ｂの組み合わ
せからなる光透過型マーク検出器で検出され、連続パル
ス検出用のマークＭ２は、連続パルス検出用発光素子１
１２ａ及び連続パルス検出用受光素子１１２ｂの組み合
わせからなる光透過型マーク検出器で検出される。この
エンコーダ１０５を用いた場合、ホーム位置検出用マー
クＭ１に対応したパルスを検出するまで連続パルスをカ
ウントしてホーム位置角度Θ_Ｈを検出する。エンコーダ
１０５で測定される最大合成変動量の大きさεは、被駆
動歯車１０３の偏心あるいは歯累積ピッチ誤差によって
当然変化するが、エンコーダ１０５自体の構造などによ
っても変化するので、上記被駆動歯車１０３の偏心等に
よる最大合成変動量εを含む変動と測定データの振幅と
駆動モータ回転速度との関係を予め調べておく。これに
よって目標変動量の設定を行い、その設定値内に収まる
ように、被駆動歯車１０３の位置を調整する。 （ステップ４）次に、図７におけるコントローラ１１３
は、ホーム位置角度Θ_Ｈと変動絶対角度Θ_Ｖとの和Θa
＝Θ_Ｈ＋Θ_Ｖを求める。そして、以下に述べる調整原理
に基づいて計測する。そして、この調整方向の上記マー
クからの調整角度Θεと調整量εを表示部１１４に表示
する。図１において駆動モータ１０１が一定回転してい
るとき、被駆動歯車１０３の回転速度変動の最小値が現
れる状態は、合成変動量最大値εが小径の駆動歯車１０
２と被駆動歯車１０３の接触部と被駆動歯車１０３の回
転中心を結ぶ線上に来たときである。つまり小径の駆動
歯車１０２と被駆動歯車１０３接触部での周速が一定で
あるので、たとえば偏心で考えると被駆動歯車１０３の
回転中心から小径の駆動歯車１０２と被駆動歯車１０３
の接触部までの距離が最大となるので、結果的に被駆動
歯車１０３の回転速度は最小となるのである。マークM
が支持部材１０７上の図示しない基準位置（ホーム位
置）マークに一致させてからコントーラ１１３へキー入
力部がモータ１０１を回転させるよう支持し、回転スタ
ートしてからホームマークＭ１を検出するまでのマーク
列Ｍ２をカウントして計測する角度をΘ_Ｈ、回転速度変
動の最小値が現れるホームマークＭ１からマーク列Ｍ２
をカウントして計測する角度をΘ_ＶとするとマークＭが
角度Θａ＝Θ_Ｖ+Θ_Ｈモータ回転方向に回転すると小径
の駆動歯車１０２と被駆動歯車１０３の接触部に合成変
動量最大値εが現れるのである。したがってたとえば上
記図示しない基準位置（ホーム位置）マークの絶対角度
位置が０度、小径の駆動歯車１０２と被駆動歯車１０３
の接触部の絶対角度がモータ回転方向９０度の位置にあ
るとするとマークＭから角度位置Θc＝９０°−Θａに
合成変動量最大値εがあることになる。したがって被駆
動歯車103回転中心に対してマークＭからの角度位置Θ
ｃの反対方向つまり角度Θε＝Θｃ−１８０°方向へ被
駆動歯車１０３回転中心をε移動するように調整すれば
よい。 （ステップ５）次に、駆動モータ１０１の回転を停止
し、上記ステップ１で被駆動歯車１０３へ付したマーク
位置と補助ローラ部材１０４にある基準マークＭから駆
動モータ回転方向に向かって上記表示部１１４に表示さ
れた角度Θεだけ回転させた方向へ、被駆動歯車１０３
を補助ローラ部材１０４からはずして上記測定された回
転速度変動量の大きさεだけ移動させ、再度、仮接着す
る。 （ステップ６）次に、上記ステップ３からステップ４ま
でを繰り返し、回転速度変動量の測定値εが予め設定さ
れた規格値以下になっていることを確認する。そして、
被駆動歯車１０３を接着する。もし、規格値より大きい
場合は、上記ステップ１から実施する。ただし、仮接着
は剥がす必要はない。

【００４２】以上、本実施形態によれば、上記ステップ
１乃至ステップ６を４つの被駆動歯車１０３について実
施しておくことにより、カラー画像を形成するときの色
ずれを軽減することができる。

【００４３】〔実施形態２〕次に、本発明の第２の実施
形態に係るカラープリンタについて説明する。本実施形
態のカラープリンタの感光体ドラム駆動ユニット以外の
構成等は、上記第１の実施形態と同様であるので、説明
を省略する。本実施形態のカラープリンタは、上記第１
の実施形態のように被駆動歯車自体の回転速度変動を低
減するのではなく、各感光体ドラムの被駆動歯車の偏心
等による回転速度変動の位相を合わせることにより、被
駆動歯車の偏心等によって発生する転写紙上のカラー画
像の色ずれを軽減するものである。

【００４４】図９は、各感光体ドラムの被駆動歯車の偏
心等による回転速度変動の位相合わせの原理を示すため
の感光体ドラム駆動ユニットの概略構成図である。この
感光体ドラム駆動ユニットは、プリンタ本体に取り付け
る前に、感光体ドラムの代わりに絶対角度検出型のエン
コーダを取り付けて調整する。本実施形態の感光体ドラ
ム駆動ユニットは、ＢＫ（ブラック）感光体ドラム駆動
用の駆動モータ１０１ＡとＭ（マゼンタ）、Ｃ（シア
ン）、Ｙ（イエロー）感光体ドラム駆動用の駆動モータ
１０１Ｂを備えている。Ｍ感光体ドラム１１Ｍは、Ｃ感
光体ドラム１１Ｃ用の被駆動歯車（以下「Ｃ被駆動歯
車」という。）１０３Ｃの回転がアイドラ１１５によっ
てＭ感光体ドラム１１Ｍ用の被駆動歯車（以下「Ｍ被駆
動歯車」という。）１０３Ｍに伝達されることによって
駆動される。２個の駆動モータ１０１Ａ、１０１Ｂを使
うのは、白黒画像を形成する白黒モードを実行するとき
は駆動モータ１０１Ａのみを駆動し、図示しない機構に
より感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙを転写搬送ベ
ルト４０と接触しないようにしているからである。した
がって、工場で４つの被駆動歯車１０３の回転速度変動
の位相を合わせても、ＢＫ感光体ドラムの被駆動歯車
（以下「ＢＫ被駆動歯車」という。）１０３ＢＫだけ動
かすと、調整した位相が異なってしまい、その後に駆動
モータ１０１Ａ、１０１Ｂを駆動して４つの感光体ドラ
ムを回転駆動するフルカラーモードを実行すると、色ず
れが発生してしまうおそれがある。ここで、エンコーダ
の出力に基づいて、被駆動歯車１０３による回転速度変
動の位相を合わせるように調整する方法について述べ
る。

【００４５】上記エンコーダによる被駆動歯車１０３の
回転速度変動の検出原理は、次の通りである。エンコー
ダは絶対回転角度を検出するのは当然であるが、被駆動
歯車１０３の回転速度変動の周波数より十分高い周波数
となるようにエンコーダの分解能（一回転当りのパルス
数）を決める。エンコーダの一回転当りのパスル数をＲ
_Ｎ、エンコーダの回転角周波数をω_Ｎとすると、エンコ
ーダの出力周波数ｆｅは、次式（６）のようになる。

【数４】 ｆｅ＝Ｒ_Ｎ×ω_Ｎ／（２π）＋Δｆo×sin（ω_Ｎ×ｔ＋φo）＋Δｆ１×sin（α r×ω_Ｎ×ｔ＋φ１）＋Δｆ_Ｈ×sin（α_Ｈ×ω_Ｎ×ｔ＋φ_Ｈ）＋ --- ・・・ （６） Δｆo：被駆動歯車の偏心あるいは歯累積ピッチ誤差等
による回転速度変動の振幅、 図９のΔｆ１：Ｍ感光体ドラムにおけるアイドラの偏心
あるいは歯累積ピッチ誤差等により引き起こされる回転
速度変動の振幅、 Δｆ_Ｈ×sin（α_Ｈ×ω_Ｎ×ｔ＋φ_Ｈ）＋ ---：駆動モ
ータあるいは駆動歯車等によって引き起こされる高域の
回転速度変動 αr：被駆動歯車とアイドラの歯数比 α_Ｈ：高域変動成分と被駆動歯車との周波数比 φo、φ１、φ_Ｈ：各回転駆動変動成分の位相

【００４６】したがって、上記（６）式の右辺の第１項
を除いた成分が、歯車等の回転速度変動成分となる。つ
まり、エンコーダの出力をＦＭ復調すれば、キャリアと
なる第１項がなくなった上記（６）式の右辺の出力が得
られることになる。高域分はフィルタで取り除けばよい
ことになる。

【００４７】各被駆動歯車の回転速度変動の位相調整
は、次のように行う。ここで、図９において感光体ドラ
ム１１の回転角速度をωo、転写搬送ベルト４０の線速
をＶｂ、感光体ドラム１１の半径をＲ_Ｄ、隣り合う感光
体ドラムの間隔（以下「感光体ドラム間距離」とい
う。）をＬ_Ｄとすると、感光体ドラム１１の周速Ｖ_Ｄは
下記の（７）式で表され、感光体ドラム間距離Ｌ_Ｄを転
写搬送ベルト４０が移動する時間Ｔは下記の（８）式で
表される。また、ｔ＝Ｔ時間後に、Ｍ感光体ドラム１１
Ｍから転写紙２に転写されたトナー画像は、Ｃ感光体ド
ラム１１Ｃから転写されるトナー画像と重ね合わせられ
る。したがって、ｔ＝０では、このＣ感光体ドラム１１
Ｃの仮想角度位置θｃは下記の（９）式のようになる。

【数５】 Ｖ_Ｄ＝Ｒ_Ｄ×ωo ・・・（７） Ｔ＝Ｌ_Ｄ／Ｖｂ ・・・（８） θｃ＝ωoＴ＝ωo×Ｌ_Ｄ／Ｖｂ＝（Ｌ_Ｄ／Ｒ_D）・（Ｖ_Ｄ／Ｖｂ）＝２π+ΔＰ ・・・ （９）

【００４８】（１）各被駆動歯車の回転速度変動の位相
調整 各被駆動歯車１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｙ、１０３Ｂ
Ｋの偏心あるいは歯累積ピッチ誤差等による位置偏差に
よって発生する回転速度変動の位相を、以下のように調
整する。図９において、Ｍ感光体ドラム１１Ｍ用の被駆
動歯車１０３Ｍの位置偏差による回転速度変動のプラス
側ピーク角度の基準角度位置に対する位相を零とし、他
の感光体ドラム１１Ｃ、１１Ｙ、１１ＢＫ用の被駆動歯
車１０３Ｃ、１０３Ｙ、１０３ＢＫの回転速度変動のプ
ラス側ピーク角度位相ΔＰｃ、ΔＰｙ、ΔＰｂをそれぞ
れ、次式（１０）〜（１２）のようにする。

【数６】ΔＰｃ＝ΔＰ ・・・（１０） ΔＰｙ＝２×ΔＰ ・・・（１１） ΔＰｂ＝３×ΔＰ ・・・（１２）

【００４９】回転モータ１０１Ａが一定回転するとき、
被駆動歯車１０３ＢＫと小さい被駆動歯車１０２Ａの接
触部に被駆動歯車１０３ＢＫの偏心あるいは歯累積ピッ
チ誤差等による位置偏差の最大値がきたとき、感光体ド
ラム１０３Ｋの速度が最小値（マイナス側ピーク）を示
す。つまりここでは位置偏差の大きさと速度変動は１８
０°の位相差がある。ただし、位相合わせは、各感光体
ドラム間の相対的な位相差を設定すれば良いので、回転
速度変動のプラス側ピーク角度によって位相合わせをし
て良いことになる。

【００５０】（２）Ｍ被駆動歯車１０３Ｍの回転角度変
動の位相調整 Ｍ被駆動歯車１０３Ｍの回転角度変動の位相ベクトル
は、Ｃ被駆動歯車１０３Ｃの回転角度変動の位相ベクト
ルと、Ｍ被駆動歯車１０３Ｍ自体の回転角度変動の位相
ベクトルとの合成ベクトルになる。厳密にはアイドラ１
１５の回転速度変動の位相も含まれるが、アイドラ１１
５の歯数（径）と被駆動歯車の歯数（径）との比を十分
小さく（たとえば１：１０）設定しておけば、Ｍ被駆動
歯車１０３Ｍの回転速度変動の周波数は、アイドラ１１
５の影響を受けずに検出できる。

【００５１】上記アイドラ１１５の歯数は、被駆動歯車
の歯数と等しくなるように設定してもいいが、この場合
は、アイドラ１１５の回転速度変動を含めたものがＭ感
光体ドラム１１Ｍの回転速度変動として現れる。ここ
で、アイドラ１１５の歯数が被駆動歯車１０３の歯数に
近い数で異なっている（たとえば１：２）ときは、Ｍ感
光体ドラム１１Ｍの回転速度変動のピーク位置位相が移
動してしまう（このピーク位相での変動振幅は変化す
る）という問題が発生する。このような感光体ドラム駆
動ユニットを調整する場合は、二通りの調整方法を採用
することができる。一方の調整方法は、図９におけるア
イドラ１１５を付けない状態で、Ｍ被駆動歯車１０３Ｍ
に駆動モータ１０１Ａと同様な別途計測用の駆動モータ
１０１Ｃを取り付けて測定する。そして、各感光体ドラ
ムの回転速度変動のプラス側ピーク位相を測る。ただ
し、Ｍ被駆動歯車１０３ＭとＣ被駆動歯車１０３Ｃにつ
いては、回転速度変動の振幅も計測する。つまり、Ｍ被
駆動歯車１０３Ｍの回転速度変動の位相はＣ被駆動歯車
１０３Ｃに影響されるので、両者の回転速度変動の位相
ベクトルを合成して、Ｍドラムの回転変動とする必要が
あるからである。もう一方の方法は、図９にような構成
のままで、エンコーダの出力波形を分析して測定する方
法である。

【００５２】上記前者のアイドラ１１５を付けない状態
でＭ被駆動歯車１０３Ｍに駆動モータ１０１Ａと同様な
別途計測用の駆動モータ１０１Ｃを付けて測定する場合
の調整原理は、次の通りである。図１０において、Ｍ被
駆動歯車１０３ＭとＣ被駆動歯車１０３Ｃの回転速度変
動のプラスピーク値における位相ベクトルＣ、Ｍの合成
ベクトルＳ×expｊθＳｍは、次式（１３）〜（１６）
を用いて求めることができる。

【数７】 Ｓ^２＝Ｍ^２＋Ｃ^２−２ＭＣcos｛π−（θＣｍ−θＭｍ）｝ ＝Ｍ^２＋Ｃ^２＋２ＭＣcos（θＣｍ−θＭｍ） ・・・（１３） S＝｛Ｍ^２＋Ｃ^２＋２ＭＣcos（θＣｍ−θＭｍ）｝^１／２ ・・・（１４）

【数８】 ScosθＳｍ＝Ｍ cosθＭｍ＋Ｃ cosθＣｍ ・・・（１５） θＳｍ＝arccos｛（Ｍ／Ｓ） cosθＭｍ＋（Ｃ／Ｓ）cosθＣｍ｝ ・・・（１６）

【００５３】したがって、上記（１４）式及び（１６）
式より求まる合成ベクトルＳ×expｊθＳｍのＭ被駆動
歯車１０３Ｍの基準角度位置に対する位相が零となるよ
うに調整することになる。つまり、上記θＣｍは、図９
におけるΔＰｃにあるとして、合成ベクトルＳ×expｊ
θＳｍがＭ被駆動歯車１０３Ｍの基準角度位置に対する
位相が零となるように、Ｍ被駆動歯車１０３Ｍの回転速
度変動のプラスピーク値設定角度を、上式より決定す
る。

【００５４】また、上記後者の図９の構成でそのままエ
ンコーダ出力波形を分析して測定する方法における調整
原理は、次の通りである。図１１においてＭ被駆動歯車
１０３ＭとＣ被駆動歯車１０３Ｃによる回転速度変動の
プラスピーク値における位相ベクトルの合成ベクトルＭ
Ｃexpｊ（θＭＣｍ）と、アイドラ１１５による回転速
度変動ベクトルＩexpｊ｛θＩｍ（ｔ）｝との合成ベク
トルＳＩ（ｔ）extｊ｛θＳＩｍ（ｔ）｝は、下記の
（１７）式〜（２０）式を用いて求めることができる。
被駆動歯車と回転周期の異なるアイドラによる回転速度
変動ベクトルは、図１１の座標上では回転していること
になる。

【数９】 ＳＩ^２＝ＭＣ^２＋Ｉ^２−２ＭＣ×Ｉcos[π−｛θＭＣｍ−θＩｍ（ｔ）｝] ＝ＭＣ^２＋Ｉ^２＋２ＭＣ×Ｉcos｛θＭＣｍ−θＩｍ（ｔ）｝ ・・・（１７） ＳＩ＝[ＭＣ^２＋Ｉ^２＋２ＭＣ×Ｉcos｛θＭＣｍ−θＩｍ（ｔ）｝]^１／２ ・・・ （１８）

【数１０】 ＳＩcos{θＳＩｍ（ｔ）}＝ＭＣcosθＭＣｍ＋Ｉcos{θＩｍ（ｔ）} ・・・（１９ ） θＳＩｍ（ｔ）＝arccos｛(ＭＣ／ＳＩ)cosθＭＣｍ＋(Ｉ／ＳＩ)cos{θＩｍ(ｔ )}｝ ・・・（２０）

【００５５】上記（１８）式より明らかなように、θＭ
Ｃｍ＝θＩｍ（ｔ）のとき最大の振幅ＳＩが得られる。
したがって、アイドラ１１５を接続したままＭ被駆動歯
車１０３ＭとＣ被駆動歯車１０３Ｃによる回転速度変動
のプラスピーク値における合成位相ベクトルＭＣexpｊ
（θＭＣｍ）を得るためには、全体の合成位相ベクトル
の最大値を求め、そのときの絶対値角度θＳＩｍ（ｔ）
を測定すればよい。つまり、アイドラ１１５が存在した
場合でも変動のプラスピーク値に着目して計測すればよ
いことになる。

【００５６】以上の調整は、各感光体ドラムで発生する
位置偏差のトータル位置偏差を拡大しないための対策で
ある。上記した位相調整を行うとトータルの位置偏差
（色ずれ）δｈは各感光体ドラムで発生している最大の
位置偏差δｈ＝δｈ(max)と最小の位置偏差δｈ(min)の
差δｈ＝δｈ(max)−δｈ(min)になるが、δｈ（min）
＝０の場合は、最大の位置偏差δｈ（max）が発生す
る。

【００５７】次に、具体的な組み付け調整法について説
明する。個々の被駆動歯車１０３の回転速度変動の要因
は偏心、歯累積ピッチ誤差等あるが、これらの合成が一
つの被駆動歯車の変動となる。しかし、図９の構成のＭ
感光体ドラム１１ＭについてはＣ感光体ドラム１１Ｃの
変動が加わる。この点を考慮して、個々の被駆動歯車の
回転速度変動を別々に測定し、計算した結果に基づいて
組み付け調整する方法と、アイドラ１１５を含めて総合
的に計測して組み付け調整する方法を上に示した。ここ
では、上記２つの方法のうち後者の方法で調整する例に
ついて述べる。

【００５８】感光体ドラムは含まず、且つパルスモータ
からなる駆動モータ１０１、アイドラ１１５及び被駆動
歯車１０３を含む感光体ドラム駆動ユニットで調整す
る。図１２のように被駆動歯車１０３の軸が接合できる
接合部（レセプタ）を有する４つの絶対角度検出型エン
コーダ１１６Ｍ、１１６Ｃ、１１６Ｙ、１１６ＢＫとそ
の取り付け部を持つ冶具を用意する。そして、４つのエ
ンコーダホーム位置検出器１１７によるホーム検出角度
（位相）は揃えておく。図９において、ＢＫ駆動モータ
１０１Ａとその他ドラム駆動用モータ１０１Ｂ間の位相
が装置内で独立に制御可能にしているのが一般的であ
る。つまり、白黒プリントのときはＢＫモータ１０１Ａ
のみ駆動するので、工場で以下の被駆動歯車の位相調整
をした後にずれては困る。したがって、たとえば被駆動
歯車をパルスモータで駆動しているとしても、被駆動歯
車のホーム位置を検出する必要がある。このため、図１
３に示すように、ＢＫ被駆動歯車１０３ＢＫとＹ被駆動
歯車１０３Ｙに、被駆動歯車のホーム位置を検出するた
めのホーム位置検出用遮光棒１１６ｂを用いた機構をプ
リンタ装置内に設けている。このホーム位置検出用遮光
棒１１６ｂは、正規の位置のときに両者とも同時にホー
ム位置にあるように組み付け調整される。したがって、
コントローラは、白黒プリントモードが終了し、カラー
プリントモードになるとき二つの駆動モータ１０１Ａ、
１０１Ｂを回転し、ホーム位置検出用遮光棒１１６ｂが
ホーム位置にくるように制御する。この操作が終了した
後プリントモードに入れば、組み付け調整された位相で
各感光体ドラム１１が回転する。この例では、二つの光
学的検出器１１７の位置を設定したが、設定位置は、お
互いに揃っている必要は無い。そして検出方式は光学的
検出である必要はなく、磁気的な検出のように、とにか
くホーム位置が検出できればよい。

【００５９】具体的な組み付け調整手順は次の通りであ
る。 （ステップ１）まず、感光体ドラム駆動ユニットの各被
駆動歯車１０３の軸を調整設備にセットする。 （ステップ２）次に、各被駆動歯車１０３の基準回転角
を決めるために、図１２における調整用ホーム検出位置
Ｐｈに対応した各被駆動歯車１０３上に、基準マークを
付す。 （ステップ３）次に、調整設備の駆動制御手段としての
制御システム（図１４参照）におけるコントローラ１１
３は、二つの駆動パルスモータ１０１Ａ、１０１Ｂが脱
調しないように、プリント動作時と同じ回転方向に緩や
かに立ち上げ、一定回転速度に回転させる。この間にコ
ントローラ１１３は、最初の停止位置において、エンコ
ーダ１１６Ｍ、１１６Ｃ、１１６Ｙ、１１６ＢＫ上の絶
対位置がホーム検出位置Ｐｈに対してどのように位置し
ていたかを計測する。つまり、回転したとき、エンコー
ダの出力パルスをカウントし、ホーム検出位置Ｐｈにお
いてホーム基準マークを検出するまでの角度Θciを計測
し、基準マークがあった絶対角度Θoi（＝２π−Θci）
を計測する。ただし、絶対位置情報が出てくるエンコー
ダであれば、すぐ静止位置の初期角度がわかるので、こ
の操作は不要である。絶対位置検出器の例としては、構
成は上記と同様なものとして予めエンコーダを回転させ
て絶対角度を認識しておくものである。 （ステップ４）次に、一定回転後、各エンコーダの出力
のＦＭ波を復調し、振幅の最大値における絶対角度ΘDm
i（ex.ｉ=０：Ｍ感光体ドラム、ｉ=１：Ｃ感光体ドラ
ム）を計測する。このとき、被駆動歯車とアイドラ以外
の他の部材による回転角度変動は、ローパスフィルタで
取り除いている。

【００６０】（ステップ５）次に、被駆動歯車の位相調
整位置、すなわち基準マーク位置からの補正角度Θci
（被駆動歯車の回転と反対方向）を計算する。この計算
に用いる式としては、次の２つの計算例（数１１及び数
１２）がある。なお、下記数１２で示す計算例は、調整
工数が減る例である。このＦＭ復調検出信号レベルが低
い場合は、精度内に入っているので検出不能とすればよ
い。

【数１１】 Ｍ被駆動歯車：Θc0＝−Θo０＋ΘDm０ ・・・（２１） Ｃ被駆動歯車：Θc1＝−Θo1＋ΘDm１＋ΔＰ ・・・（２２） Y被駆動歯車：Θc2＝−Θo２＋ΘDm２＋２×ΔＰ ・・・（２３） ＢＫ被駆動歯車：Θc３＝−Θo３＋ΘDm３＋３×ΔＰ ・・・（２４）

【数１２】 Ｍ被駆動歯車（初期位置）： Θc0＝０ ・・・（２５） Ｃ被駆動歯車：Θc1＝Θo０−ΘDm０−Θo1＋ΘDm１＋ΔＰ ・・・（２５） Y被駆動歯車：Θc2＝Θo０−ΘDm０−Θo２＋ΘDm２＋２×ΔＰ ・・・（２６） ＢＫ被駆動歯車：Θc３＝Θo０−ΘDm０−Θo３＋ΘDm３＋３×ΔＰ ・・・（２７ ）

【００６１】（ステップ６）次に、位置補正する被駆動
歯車、あるいはアイドラ１１５とモータ軸の駆動歯車１
０２を取り外して調整し、組み直す。ここでは、位置補
正する被駆動歯車を取り外さないで組み付け調整する例
について述べる。アイドラ１１５及び駆動歯車１０２を
はずし、回転フリーになったそれぞれの被駆動歯車を上
記ステップ５で求まった調整角度分Θci（被駆動歯車の
回転方向と反対方向）を上記各被駆動歯車に付した基準
マーク位置を、ホーム位置検出器１１７のホーム位置か
らずらす。その後、アイドラ１１５及び駆動歯車１０２
を組み直す。 （ステップ７）次に、図１３における二つのホーム位置
検出用遮光バー１１６ｂを、それぞれの被駆動歯車ホー
ム位置検出器１１７の遮光部に位置合わせするように組
み付ける。このとき被駆動歯車１０３が移動しないよう
固定して作業する。図９において被駆動歯車１０３ＢＫ
の回転軸上と被駆動歯車１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ
のどれか一つの回転軸上に絶対角度が検出できるエンコ
ーダを付して感光体ドラム駆動制御系を構成する場合
は、図１３のような手段は不要となる。つまり工場で被
駆動歯車１０３の変動位相合わせをした状態での上記二
つの絶対角度が検出できるエンコーダの絶対角度の位相
差を計測し、これをプリンタ内のコントローラにあるフ
ラッシュＲＯＭに記憶させておけば図１３と同様な効果
が得られる。つまり白黒プリントモード後にカラープン
リントモードに入るとき、コントローラはフラッシュＲ
ＯＭに記憶してある位相差になるように上記二つの絶対
角度が検出できるエンコーダ出力を検出し、モータを駆
動してまず位相合わせ補正してから回転制御に入るので
ある。 （ステップ８）次に、調整値が正しいかを検査する。隣
接する感光体ドラム間の駆動歯車変動位相差がΔＰであ
るかどうかを確認する。

【００６２】次に、上記調整をプリンタ内で行う方法に
ついて述べる。被駆動歯車１０３それぞれに駆動モータ
からの駆動力を伝達して駆動する駆動方式は、感光体ド
ラム軸に駆動モータを直結するダイレクト駆動方式より
モータ効率がよいが被駆動歯車１０３の偏心あるいは歯
累積ピッチ誤差等による変動の影響を受ける。この影響
を低減するために絶対角度も検知可能にする回転エンコ
ーダを被駆動歯車軸に取り付け、先の原理で回転速度変
動を検出し、被駆動歯車１０３の回転速度変動の位相を
合わせるように位相補正を行う。この位相補正時、位相
補正を容易にするために、各感光体ドラム１１とベルト
４０との接触部となる転写位置は、ベルト４０を含む系
が各感光体ドラム１１回転の負荷とならないように図示
してない機構で離される。このときの駆動モータ１０１
の回転制御は、駆動モータ１０１としてパルスモータを
使った場合は一定の周波数に同期させて回転させ、一定
回転させる。また、駆動モータ１０１として直流モータ
を使用した場合は、駆動モータの逆起電力を検出して一
定回転制御する。回転速度変動の検出は、前述の図１４
と同様にＦＭ復調回路とローパスフィルタをプリンタ内
の制御部に付して実施する。ただしこの方法では図１４
においてモータドライバ回路と駆動モータがそれぞれ４
つ必要となる。つまり、プリンタ内のコントローラ１１
３は、エンコーダからの角度位置情報を検出しながら、
ＦＭ復調回路を通したローパスフィルタ出力情報を検出
して変動角度位置を検出するのである。前述の工場内で
の調整においては基準マークを付したが、プリンタ内で
の調整では、被駆動歯車１０３それぞれに駆動するモー
タ１０１と被駆動歯車１０３の同軸上に絶対角度が検知
できるエンコーダが取り付けられているので、プリンタ
のコントローラが、回転速度変動ベクトルの絶対角度位
置の情報を取得することができる。そして、図９の各被
駆動歯車１０３上に示した矢印の位相関係になるように
位置決めする。このような各被駆動歯車１０３の位相状
態を設定した後、この位相を維持するように、以後のプ
リントモードではそれぞれの４つの駆動モータ１０１を
回転させる。

【００６３】なお、上記図１４においてモータドライバ
回路と駆動モータがそれぞれ４つあるとした駆動制御シ
ステム（図ではモータドライバ回路と駆動モータがそれ
ぞれ２つしか示されていない）におけるエンコーダ１１
６やコントローラ１１３は、被駆動歯車の所定タイミン
グからの累積回転角度を計測する累積回転角度計測手段
あるいは絶対角度計測手段としても用いられる。このシ
ステムは、上述した感光体ドラムＢＫのみを駆動し他は
駆動しないモード（白黒プリント）を実行した後、全感
光体ドラムを駆動するモード（カラープリント）を実行
するとき、図１３のような手段なしに、上記したように
色ずれが拡大しない各被駆動歯車の変動位相合わせが可
能なのである。更に、モータドライバ回路やコントロー
ラ１１３は、各感光体ドラムの回転位置を調整する回転
位置調整手段としても用いられる。

【００６４】ここで、パルスモータで駆動する実施例で
は、４つのパルスモータの駆動パルスは同一なものを使
うが、駆動モータが脱調しないように駆動パルスをコン
トローラから与える。また、直流モータを使う実施例の
場合は、先の絶対角度検知可能エンコーダ連続出力パル
スを使って速度制御する。ただし、上記位相関係になる
ように位置決めした後、この位相状態を維持しながらプ
リント動作時には速度制御する必要がある。したがって
上記位置決め後、各直流モータを駆動し各エンコーダ出
力パルスをカウントすることにより、コントローラ１１
３は各角度情報θfi（ex．ｉ＝０：Ｍドラム回転検出エ
ンコーダ角度情報）を得るが、コントローラ１１３はθ
r＝ωr×ｔ（ωr：感光体ドラムの目標回転速度）なる
基準角度情報に各エンコーダ出力より得られる角度情報
θfiがロックするように、各直流モータを制御する。こ
の駆動制御手段としての駆動制御システムのブロック図
は、図１５のようになる。図１５において、フィードバ
ック制御系の基準信号θrを、停止状態から急に速度が
ωrとなるようにするとオーバシュートが大きくなるの
で、まず速度が徐々にωrになるように基準信号θrを構
成してもよい。また、位相補償器１１３ａは図１５のよ
うにコントローラ１１３内に設けてもいいし、独立のＤ
ＳＰ（デジタル信号プロセッサ）で構成してもよい。ま
た、駆動モータの制御は、ＰＬＬ（Ｐhase Locked Loo
p）制御で行ってもよい。この方式において被駆動歯車
軸に上記デンコーダを付してフィードッバック回転速度
制御しても、高精度に回転する場合は、直流モータと感
光体ドラム間の駆動力を伝える伝達部材の剛性の限界に
よりフィードッバック回転速度制御系のゲインを大きく
できない。したがってこの場合も被駆動歯車１０３の偏
心あるいは歯累積ピッチ誤差等により回転変動は発生す
る。したがって本方式が有効なのである。

【００６５】以上、本実施形態によれば、プリントモー
ドの切換により被駆動歯車１０３による回転速度変動の
位相関係がずれても、各被駆動歯車１０３の回転速度変
動の位相を揃えることができるので、カラー画像におけ
る色ずれを軽減することができる。特に、駆動モータと
してパルスモータを用いた場合は、被駆動歯車１０３に
よる回転速度変動によりそのまま感光体ドラムの回転速
度変動が出るが、被駆動歯車１０３の変動位相を揃えて
あるので、色ずれ量を拡大しないで済む。

【００６６】〔実施形態３〕次に、本発明の第３の実施
形態について説明する。本実施形態のカラープリンタの
感光体ドラム駆動ユニット以外の構成等は、上記第１の
実施形態と同様であるので、説明を省略する。本実施形
態のカラープリンタは、上記第１の実施形態や第２の実
施形態のように被駆動歯車を介して感光体ドラムを回転
駆動するのではなく、駆動モータを感光体ドラムに直結
してダイレクト駆動するものである。

【００６７】駆動モータからの回転駆動を歯車等で構成
された駆動伝達機構を使って減速し、例えば特開平１０
−６３０５９号公報に記載されているように感光体ドラ
ムの回転軸に大きなフライホイールを取り付け、駆動伝
達機構等で発生する高域の振動を抑えるという方式があ
る。この方式はモータ効率がよくなるという利点がある
が、駆動系に歯車などの駆動伝達機構が入るために、駆
動伝達機構の剛性の低下と歯車の偏心等による回転速度
変動が発生しやすく、高精度な一定回転制御が難しい。
上記駆動伝達機構を構成する被駆動歯車の偏心あるいは
歯累積ピッチ誤差等による画像位置ずれ（色ずれ）につ
いては、前述の第２の実施形態で示したように各被駆動
歯車の位相を合わせる方法により軽減することができ
る。この方法では、各感光体ドラム間の色合わせができ
るが、個々の感光体ドラムには回転速度変動が生じてい
るので、転写搬送ベルト４０あるいは転写紙２と感光体
ドラム１１とが圧接している転写位置では、感光体ドラ
ム１１の回転速度変動に起因したすべり量の変動が重畳
することになるので、色ずれ、線の太りというような画
像品質の劣化が生ずる。

【００６８】そこで、上記被駆動歯車等の駆動伝達用歯
車を介在させないで感光体ドラムをダイレクト駆動する
ことにより、感光体ドラムの回転速度変動をなくしたダ
イレクト駆動方式が知られている。このダイレクト駆動
方式は、駆動伝達機構を持つ駆動方式に比較してモータ
効率は下がるが、駆動歯車による色ずれあるいは線が太
るというような画質劣化がなくなる。上記ダイレクト駆
動方式としては、超音波モータを用いた方式があるが
（例えば特開平８−１６０６９０号公報参照）、装置内
で転写紙のジャムが発生したときに、転写紙を取り除く
ためにフリーに回転体を回転させる工夫が必要となり、
装置が高価になる。また、上記ダイレクト駆動方式に用
いることができる駆動モータとしては、ステータのスロ
ットヨークにコイルを巻くコアありのモータあるいはパ
ルスモータが一般的には想定される。しかしながら、こ
れらのモータはコギング等を発生するため、駆動モータ
を感光体ドラム軸に直結すると速度変動としてそのまま
現れる。

【００６９】そこで、本実施形態では、駆動モータ１０
１としてコアレスのブラシレスモータを直結するダイレ
クト駆動方式を採用している。ベアリングは、モータ、
エンコーダ共通に使う。

【００７０】図１６は、駆動モータ１０１としてイナー
シャを大きくフライホイール効果が期待できるアウタロ
ータ型モータを用いたダイレクト駆動部の一例を示す部
分断面図である。このアウタロータ型モータのステータ
１２０は、軸１２１とともに装置本体側の支持板１２２
に固設され、またステータ１２０の外周にはコイル部１
２３が設けられている。一方、モータのアウタロータ１
２４は、ベアリング保持部１２５に保持された２つのベ
アリング１２６、１２６を介して上記軸１２１に回動自
在に取り付けられている。また、アウタロータ１２４
の、上記ステータ１２０のコイル部１２３に対向してい
る円筒部には、永久磁石及びヨーク１２７が設けられる
とともに、該円筒部の側面にはタイミングマークを付し
たエンコーダ板１２８が取り付けられている。このエン
コーダ板１２８のマークは、装置本体側の支持板１２２
に設けられた光反射型のエンコーダ用検出器１２９で検
出される。また、感光体ドラム１１は、アウタロータ１
２４の外側（外周面）に嵌め込んで固定することも可能
となる。このときの固定手段としては例えば図１６に示
すようにピン１３０を使用することができる。この図１
６のアウタロータ型モータは、エンコーダ板１２８など
の精度の高い多機能部品を一体化できる。また、図１６
のアウタロータ型モータは、感光体ドラム１１をアウタ
ロータ１２４に直結しているので、後述の図１８に示す
アウタロータ型モータのように感光体ドラム１１をアウ
タロータから離して設けた場合に比して、ねじれ剛性が
高いため、ねじれ剛性不足による共振の問題を軽減でき
る。

【００７１】図１７は、他の構成例に係るアウタロータ
型モータを用いたダイレクト駆動部の一例を示す部分断
面図である。このアウタロータ型モータでは、感光体ド
ラム１１とアウタロータ１２４との連結を、アウターロ
ータ１２４のドラム連結部１３１の端面で行っている。
この連結手段としては、アウターロータ１２４のドラム
連結部１３１の端面に設けた複数の凹部と、この凹部に
挿入可能に設けた感光体ドラム１１側の凸部１３２とを
係合させる構成を採用している。この図１７のアウタロ
ータ型モータは、軸を通して感光体ドラムを駆動する構
成に比して、伝達軸の剛性の課題を軽減できる。インナ
ーロータ方式で感光体ドラムを直結する方式では、アウ
タロータと同一外形のモータでの比較をすると、感光体
ドラムとの連結部の面積が小さいので連結上の剛性は低
い。またフライホイール効果も小さい。

【００７２】なお、エンコーダは熱の問題を考慮して設
計するのが好ましい。例えば、エンコーダ板１２８は耐
熱性を考慮して選択する。例えば金属板が好ましい。ま
た、エンコーダ板１２８は、モータの熱の影響をなるべ
く受けない位置に配置するのが好ましい。図１８は、エ
ンコーダ板１２８がモータの熱の影響を受けにくい構成
例を示している。このアウタロータ型モータでは、アウ
ターロータ１２４の感光体ドラム側の端面にエンコーダ
板１２８が設けられている。また、モータと感光体ドラ
ム１１との間には、ベアリング１２６を介して伝達軸１
２１を支持するように支持部材１３３が設けられ、この
支持部材の側面部に、上記エンコーダ板１２８のマーク
を検出するエンコーダ用検出器１２９が取り付けられて
いる。感光体ドラム１１は、伝達軸１２１に固設された
ドラム連結部１３４に連結されている。このアウタロー
タ型モータは、エンコーダ板１２８がアウターロータ１
２４の外側に露出した部分に取付けられているので、モ
ータの熱の影響を受けにくい。ただし、感光体ドラム１
１がアウタロータ１２４と離れるので、伝達軸１２１の
剛性を充分考慮して伝達軸１２１の材料や太さ等を選択
しなければならない。

【００７３】なお、上記図１６〜図１７の構成例ではア
ウターロータ型のベアリング１２６を使用した例を示し
てあるが、図１８及び図１９の構成例のようにインナー
ロータ型のベアリング１３５を使うように構成すること
もできる。

【００７４】次に、駆動モータ１０１として用いること
ができるアウタロータ方式のコアレスブラシレスモータ
の構造について説明する。図２０及び図２１はそれぞ
れ、アウターロータ型コアレスブラシレスモータのアウ
ターロータ１２４及びステータ１２０の構造例を示す。
図２０に示すように、アウターロータ１２４の内周側に
永久磁石１２７ａを有し、中心に向かう磁極が円周方向
に沿ってＮ極とＳ極が交互になるように構成されてい
る。この永久磁石１２７ａは、磁石部材を円周方向に沿
ってＮ極とＳ極が交互になるように磁化させたものであ
ってもいいし、上記所定の磁極配置になるように複数の
磁石を並べたものであってもよい。この永久磁石１２７
ａの外周側にヨーク１２７ｂが設けられている。また、
図２１に示すステータ１２０は、ヨーク１２０ａの外側
に３相のコイルの束１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが重
ねて並べられている。

【００７５】図２２（ａ）は、上記アウターロータ１２
４の永久磁石１２７ａの磁極と上記ステータ１２０の各
コイルとの関係を示す説明図である。各コイルの束１２
０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃは、ステータ１２０の外周部
に、アウタロータ１２４の移動方向に位相をずらせて並
べられている。図示の例は３相のコイルを並べた例であ
る。アウタロータ１２４を構成する各永久磁石１２７ａ
は磁極を交互に変えてステータ１２０の周囲に存在し、
モータ回転時に、図２２の矢印Ｍの方向に移動する。モ
ータの１極（Ｓ極あるいはＮ極）のピッチをＰとする
と、図２３に示すように各コイルの束１２０Ａ、１２０
Ｂ、１２０Ｃのロータ回転方向の幅ＣwはＰ／３であ
り、コイル束の図における左右にある該束幅Ｃw中心間
距離はＰとなる。なお、図２２（ａ）におけるコイル束
の重ね状態を表わす図の両端はわかり易くするために重
ね合せを止めた状態で示してあるが実際は連続して重な
っている。これらのコイル束を接続して３相にするた
め、一つの相に対して二つおきにコイルが接続される。
図２２（ａ）ではコイル１２０Ｃについての接続方法の
みを示している。コイル１２０Ｃの接続において電流の
流れ方向に対しての推力発生方向を揃えるために、奇数
番目と偶数番目のコイル束では、電流の流れ方向を交互
に変えるために、図２３に示す二つのコイル端子への接
続を偶数番目と奇数番目では変えている。これは、偶数
番目のコイル束と奇数番目のコイル束では、鎖交する磁
界の方向が反対になるからである。図２２（ｂ）には、
アウターロータ上の永久磁石１２７ａとステータのヨー
クとの間で発生される移動磁界の強さを示している。図
では正弦的な波形Ｈ２と台形的な波形Ｈ１を示してい
る。コアレスモータは、コギングトルクは発生しない
が、磁界強度の時間変化における形状によって一定の電
流を流してもトルクリップルを発生する場合がある。後
で述べるように、この磁界強度の時間変化における形状
を極力直線部の長い図２２（ｂ）のような台形に近づけ
ることによって、トルクリップルの小さい効率の良いモ
ータが構成できる。一般的に、画像品質は、図２４に見
られるように駆動系の速度変動の変動空間周波数が低い
ときは、影響度が小さく、この周波数が高くなるにつれ
速度変動の許容値が小さくなる極値を持ち、さらに周波
数が高くなっていくとまた速度変動の影響度が少なくな
るという特性を持つことが知られている。図において横
軸は駆動系の変動空間周波数を示し、縦軸は速度変動を
示す。画像品質上、このリップル（速度変動）が小さい
程当然良い。また３相モータであるこのケースでは、ア
ウタロータのステータに対向した内周側の周長をＬとす
るとＬ／２Ｐ＝ｎ（自然数）組の一対のＮ極とＳ極が構
成できるので、トルクリップルによる変動の基本空間周
波数ｆｓは次式（２８）のようになる。ただし、式中の
Ｄは感光体ドラム１１の直径である。

【数１３】ｆｓ＝６ｎ／（πＤ） ・・・（２８）

【００７６】ここで、上記ｎの値が小さいほど、トルク
リップルの基本空間周波数ｆｓが小さくなり、画像品質
劣化への影響度がさらに小さくなる。ただし、ｎの値を
小さくし過ぎるとアウターロータのヨークを厚くしなけ
ればならない。つまり、図２５のように一極の磁石の幅
が大きくなると、ヨーク内を通り隣りの磁石へ行く磁束
の量が多くなり、それを通すために磁路を太くする必要
がある。図２５の矢印は磁束の流れを示している。この
ため、アウターロータのイナーシャが大きくなる。しか
し、プリンタの駆動系は、一定速度に回転する定常動作
の安定度の方が重要であるので、このことは欠点とはな
らない。むしろイナーシャを大きくした方が都合よい。
同じ推力を得ようとしたとき、インナーロータ型よりア
ウターロータ型の方が回転する部分が外側にあるので回
転するイナシャーは当然大きくなる。プリンタの場合
は、この面でもアウターロータ方式の方が有利である。

【００７７】システム上許容されるモータの外径が決ま
っている場合、モータ効率の面では、同じ推力に対して
トルク発生を大きくするため、可能な限り磁気回路の空
隙部は外周部に近い方にある方が良い。この面では上記
ｎの値を大きくしなければならない。したがって、図２
４の許容されるトルクリップルによる速度変動極値にお
ける基本空間周波数ｆｓ以下の許容速度変動が達成でき
そうな上限に近いところが、上記ｎの最適値となる。ｎ
をさらに大きくしてトルクリップルによる変動基本空間
周波数ｆｓを上げて実現する方法も考えられるが磁石の
磁極ピッチが小さくなり過ぎ、かつコイル束も細くなり
すぎるのでモータ製作が困難であり、またモータ駆動周
波数が高くなるので各種損失が増えるとともに制御も困
難になる。

【００７８】図２４にトルクリップル周波数の最適な選
定例を示す。歯車を駆動伝達機構として持つ場合、駆動
モータのトルクリップルあるいはコギングによるトルク
変動周波数はギヤ比分増大するので、図２４における低
域側に設定するのは困難になる。したがって、高域側に
持っていくためには、ギヤ比を大きくしなければならな
い。図２４において高域側の方が、トルクリップル周波
数の増大に対応しているが速度変動の許容値が大きくな
るからである。ギヤ比を大きく取るということは、たと
えば図９のように駆動モータ側の駆動歯車１０２Ａ，１
０２Ｂ及び被駆動歯車１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｙ、
１０３ＢＫを介在させることになり、これら歯車の偏心
等の変動を考慮する必要がある。そこで、本実施形態で
は、従来技術とは異なりトルクリップルを低域側に設定
している。

【００７９】図２６は、各相のコイルの位置（矩形の実
線）と移動磁界（説明の容易化のために三角波としてい
る）との関係を示している。なお、図を見やすくするた
めに、各相のコイル束の一方の側のみ（図２３の左側）
を示すとともに、奇数番目の位置を下側、偶数番目の位
置を上側に示している。ステータのヨーク上のコイルは
移動しないので、モータ回転時は、磁界が図の右側から
左側に移動するとしている。図２６において、図示して
いないコイル束のリターン側（図２３の右側）は、図示
した左側のコイル束と電流の流れと鎖交する磁束が反対
方向になるよう配置されているので、発生する推力は同
じになる。図２６の矢印のように偶数番目のコイル束で
は、磁界波形立ち上がり部ゼロクロスとコイル束（コイ
ル端部の磁界移動方向側）が交叉するタイミングから、
磁界が２Ｐ／３移動して磁界波形立ち下がり部ゼロクロ
スがコイル束（コイル端部の磁界移動方向と反対側）を
通過するまで電流を流せば回転する推力が得られる。こ
のとき、奇数番目のコイル束では磁界の立ち下がりから
立ち上がりまで電流が流れ、コイル束間の接続を前述の
ようにしてあるので電流の流れが偶数番目とは逆方向に
なり鎖交する磁束も逆なので、発生する推力の方向が偶
数番目のコイル束と一致する。磁界がここからＰ／３進
んだ後、偶数番目のコイル束では磁界の立ち下がりから
立ち上がりまで先ほどとは逆方向の電流を流す。コイル
はステータヨークに固定されているので、アウターロー
タの移動方向は、この発生推力の逆になる。このことを
考慮して左手の法則にしたがった方向に電流を流す。

【００８０】また、上記図２２（ａ）に示したように各
相のコイル束が接続されているので、モータを等速で回
転させたときの各コイルに流す電流のＯＮ−ＯＦＦタイ
ミングと方向は、図２７のようになる。このタイミング
の検出と電流の流す方向は、各相あたり一つのホールセ
ンサを、上記磁束がセンサを通過するコイル束端部位置
に設けることによって決定できる。図２２（ａ）にホー
ルセンサ１３６の具体的な設置位置の例を示した。この
ホールセンサ１３６の出力は、磁束の強さに比例した出
力を発生するので、この出力を検出し、図２８のような
各コイル相に流す電流のＯＮ−ＯＦＦタイミングと方向
を制御することができる。図２８は、一相のコイル相
（図ではA相）に流す電流のＯＮ−ＯＦＦタイミングと
方向と電流値を制御する良く知られたＨ型回路である。
Ａ1、Ａ2の入力をほぼ同時にＯＮすればコイルに電流が
流れ、INVA1とINVA2をほば同時にＯＮすれば、先程とは
逆に電流が流れる。ＣＮTの入力はモータへ流す電流値
を制御する。

【００８１】図２９は、移動磁界の波形が三角形（直流
分の上に三角形成分の波形が載るように描くべきところ
を、図の簡易化のために図２９においては直流成分を省
略して描いてある）の場合と台形の場合のコイルと鎖交
する磁束の強さを、図２７に重ねて示したものである。
駆動電流値を一定とすれば、図２９において電流波形と
磁界の積がそのまま推力になる。実現は困難であるが、
たとえば理想的な三角波形であれば、コイル３相の合成
推力は常に一定となる。ただし、磁界の強さが弱いとこ
ろでも電流を一定に流しているので、この分効率が落ち
ている。磁界が正弦波に近い形状のときは、モータの効
率が下がり、かつ合成推力にリップルが発生する。図２
９のような台形の場合も推力リップルが発生するが、図
示するように各コイル相に同時に電流が流れないよう独
立に流し、かつ相間の電流切り替え時間を極力短くする
と、磁界がフラットなところで電流を駆動できるので、
効率がよく、かつ推力リップルが小さいモータが実現で
きる。

【００８２】なお、上記図２２の例では、各コイルに流
す電流のＯＮ−ＯＦＦタイミングを決定するためにロー
タの回転を検出するセンサーとしてホール素子を用いた
が、エンコーダを用いることもできる。エンコーダ板上
にマークを付し、それを検出することによってロータの
回転を検出することができる。このエンコーダ板のマー
クを検出する光学的検出器は、相切り換え用にホール素
子と同数あればよい。この例では３個である。エンコー
ダ板には、回転する磁気回路の空隙部の磁束に合わせて
マークを付す。上記エンコーダ板は、例えば磁束がプラ
ス（Ｎ）方向に向いているときは反射マークを付し、マ
イナス（Ｓ）方向のときは光が透過するように構成す
る。磁束の向きとマークの関係は逆にしてもよい。また
マーク検出は透過方式でもよい。そして、エンコーダ板
上にマークを構成し、このエンコーダ板をアウタロータ
に組み付けるときは、空隙部の磁界の方向と磁界のゼロ
クロス点がマークとマークのないところの切り替え点に
一致するように取り付ける。エンコーダ用検出器は、ホ
ール素子のときと同様に各コイル相の配置に対応して設
置する。光学式の場合は、磁束と鎖交する位置に検出器
を設ける必要がないので、ホール素子の取り付けを考慮
してコイルの配置をする必要がないので、推力発生に関
るコイル長を長くレイアウトでき、より効率のよいモー
タが形成できる。さらに、光学的方式は、このマーク検
出器の一つを一回転の基準角度位置検出器（スタート位
置検出器）としても使える。ホール素子でも可能である
が、波形を急激に立ち上げて位置精度を上げることは困
難である。したがって、高精度が要求される場合は、別
に検出器を設けなければならない。一方、光学的な方法
では、エンコーダ板を照射するビームを絞ったり、検出
側にスリットを設けるなどの工夫ができるので、高精度
な基準角度位置検出器が、検出器を増やすことなく構成
できる。このスタート位置検出器は、プリント動作時に
転写紙のジャム等の過負荷により、各感光体ドラム間に
規程以上の速度差（位相ずれ）が発生したことを検知す
るためにも使える。

【００８３】図３０（ａ）はｎ＝２のときのエンコーダ
板１３７を示し、図３０（ｂ）は磁界の変化位置を検出
する３個の検出器１３８とタイミング回転角度検出用の
検出器１３９の配置位置を示している。磁界の変化位置
を検出する３個の検出器１３８のうち１個はスタート角
度位置検出器として構成する。この図のように検出器を
集中できるので配線が楽になり、実装が容易になるとい
う効果もある。図３０（ｂ）の破線で示した検出器１３
９’は、従来から知られているように、エンコーダ板１
３７に偏心が大きい場合に取り付けられる。１８０度位
相のずれたタイミング信号を同時に検出して、これら二
つのタイミング信号を使用して制御することによって、
偏心の影響を取り除く。

【００８４】また、上記構成のアウターロータ型コレス
スモータにおけるフライホイール効果を強化するため
に、図３１（ａ）及び（ｂ）に示すようにアウタロータ
１２４の外周にフライホイール１４０を取り付けるのが
好ましい。慣性モーメントは、半径の２乗と質量密度の
積を積分して求められる。したがって、同じ質量でも内
側より外側に設けた方が、有効である。アウタロータ型
モータは容易に外周部にフライホイールを設けることが
できる。インナーロータ型では構成が複雑になる。

【００８５】図３２及び図３３はそれぞれ、上記構成の
ダイレクト駆動方式を採用した感光体ドラム駆動ユニッ
トの概略構成図、及びアウターロータ型コアレスブラシ
レスモータを用いて一つの感光体ドラムを等速制御する
制御系のブロック図を示している。なお、前述の図２に
おける部材と共通する部分については同じ符号を付し、
説明を省略する。この感光体ドラム駆動ユニットでは、
駆動モータ１０１にトルクリップルが発生しないよう
に、図２８の３つの回路をメイン構成とする３相パワー
アンプの相切り替えを、図３０のエンコーダ１３７を用
いて行う。また、この感光体ドラム駆動ユニットでは、
ＰＬＬ（Ｐhase Locked Loop）方式を用いている。基準
入力のパルスとエンコーダ出力パルスが同期して等速制
御される。各感光体ドラム１１が同一の基準入力パルス
で制御されるので、各感光体ドラム１１が正確に制御で
きる。Ｆ−Ｖ変換器と位相補償器は、制御の安定化に用
いられる。フィードフォワード入力は、予めわかってい
る定常的な摩擦負荷分に相当する定常電流を流すために
使う。

【００８６】次に、上記駆動モータの高精度回転制御法
について説明する。感光体ドラム１１は、転写紙の通過
および現像とクリーニグ動作による負荷変動を受け、回
転速度変動が生ずる。この回転速度変動は経時、温湿度
によっても変化する。したがって、直流モータの駆動電
流を観測し、この結果を次のサイクルの制御時にフィー
ドフォワードして制御精度をよくすることができる。つ
まりフィードバック制御系のループゲインは、機械構造
の剛性等により制約され無闇に上げられない。したがっ
て、限られたループゲインの中で精度を向上するために
は、予測できる負荷変動は、直接これに打ち勝つモータ
駆動力を発生するようにすれば、これの誤差分の負荷変
動に打ち勝ってフィードバック制御すればよいので、限
られたループゲインでも制御精度の向上が図ることがで
きる。

【００８７】上記駆動モータのフィードフォワード制御
では、例えば１サイクルごとにフィードフォワードデー
タを変える。複数サイクルごとフィードフォワードデー
タを変えるときは、複数サイクルの平均値をフィードフ
ォワードデータとする。フィードフォワードデータは、
感光体ドラムの回転角度あるいは転写紙の移動位置によ
って変化する。初期のデータは、工場内の工程内で印字
動作し、そのときのフィードフォワードデータをフラッ
シュＲＯＭ等の不揮発メモリに蓄積しておいたものを使
う。駆動モータに供給する電流は、たとえば図２８の駆
動回路においてコイルに抵抗を直結し、この抵抗の両端
子で発生する電圧を検出することによって検出できる
が、図２８の駆動回路のように検出抵抗Ｒｉの端子間電
圧Ｖrを測定するのが容易である。ただし、この図２８
の駆動回路は、３相のうちの１相のみの駆動回路を示し
ているが、それぞれの相の端子間電圧Ｖrの和を取れ
ば、その出力は感光体ドラムを一定回転するために負荷
変動Ｆに抗じて流す電流ｉに比例した電圧Ｖdが検出で
きる。図２８の駆動回路中のサーボアンプは定電流源型
であるが、Ｆ＝Ｋt×ｉ（Ｋt：モータトルク定数）の関
係となる電流ｉが流れている。したがって、検出電圧Ｖ
dは、負荷変動情報Ｆとして使える。検出電圧ＶdをＡ−
Ｄ変換した情報をエンコーダより検出される感光体ドラ
ム回転角度情報と同期させて順次コントローラ内のメモ
リに記憶させていけばよい。図３３において図示してい
ないコントローラは、感光体ドラムの現在ある回転角度
位置と一致した上記メモリの情報を出力し、これをＤ−
Ａ変換してフィードフォワード信号として用いる。この
制御を個々の感光体ドラム系の駆動に実施するのであ
る。

【００８８】なお、上記高精度駆動制御方法は転写搬送
ベルト４０の駆動を制御するベルト駆動制御系にも適用
できる。ただし、この場合は、一周期のフィードフォワ
ード情報は、転写搬送ベルト４０の一回転分持つことに
なる。図３４は、図３３におけるサーボアンプ駆動信号
ＭＤから図２８の構成を取る各モータコイルの駆動回路
の一部と上記検出電圧Ｖdを検出するまでの構成を示し
ている。駆動信号ＭＤに比例した電流ｉを流すためにＭ
Ｄ信号にＤＣバイアスＥ−Ｖbe（ただし、Ｅは電源電
圧、Ｖbeはトランジスタのベースエミッタ間電圧であ
る）を付し、反転する演算回路Aを設けている。

【００８９】〔実施形態４〕次に、本発明の第４の実施
形態について説明する。本実施形態では、露光位置Ｐex
や感光体ドラムの径等の装置パラメータを規定すること
により、感光体ドラム１１や転写搬送ベルト４０の速度
変動の色ずれへの影響を軽減している。

【００９０】図３５において、感光体ドラム１１の駆動
と転写搬送ベルト４０の駆動にはダイレクト駆動方式が
用いている。感光体ドラムに偏心があると転写位置Ptに
おけるニップ幅（感光体ドラムと転写搬送ベルトの接触
幅）と感光体ドラムと転写搬送ベルト間相対速度が変化
する。上記ニップ幅が変化する感光体ドラムと転写搬送
ベル間の吸着力が変化する。これにより、感光体ドラム
回転一周期に同期した転写搬送ベルト駆動系への負荷変
動が発生する。この負荷変動は各感光体ドラムに発生
し、この各感光体ドラムによる負荷変動周期が等しいの
で、これらを合成した負荷変動は、感光体ドラム回転一
周期に同期する。したがって転写搬送ベルト駆動系に制
御誤差が発生し、感光体ドラム回転一周期に同期した転
写搬送ベルト移動速度変動が発生することになる。この
変動が感光体ドラムに伝わり結果的各感光体ドラムに
は、上記転写搬送ベルト移動速度変動に同期した速度変
動が発生するのである。各感光体ドラム上で、転写紙上
で重なるカラー画素を形成するとき、各感光体ドラムの
トナー像形成工程において、各感光体ドラムの上記速度
変動位相が合わない状態でトナー像が形成されると色ず
れが発生する。つまり各感光体ドラムの上記速度変動位
相は合致しているのであるが、感光体ドラム間隔の意図
しない設定により、転写紙上で重なるカラー画素を形成
する露光タイミングが各感光体ドラムごとに速度変動周
期との位相関係が異なるからである。ここで、各感光体
ドラム１１の回転角速度をω_Ｄ、転写搬送ベルト４０の
移動速度をＶbとする。本実施形態において、各感光体
ドラム１１の偏心等による感光体ドラム一回転周期と同
一周期の回転速度変動の色ずれへの影響を軽減するため
に、各感光体ドラムから転写紙へ転写される転写画素が
重なるように、感光体ドラム１１の回転角度変動の位相
と色合わせの位相とを合せている。

【００９１】ここで、感光体ドラム１１の一回転の時間
（周期）Ｔ_Ｄは下記の（２９）式で表され、感光体ドラ
ム１１の周速Ｖ_Ｄは感光体ドラム直径をＤ＝２Ｒ_Ｄとす
ると（３０）式で表される。従って、Ｔ_ＤとＶ_Ｄの関係
は、（３１）式のようになる。

【数１４】Ｔ_Ｄ＝２π／ω_Ｄ ・・・（２９） Ｖ_Ｄ＝ω_Ｄ ×Ｄ／２ ・・・（３０） Ｔ_Ｄ＝πＤ／Ｖ_Ｄ ・・・（３１）

【００９２】従って、感光体ドラム間隔Ｌ_Ｄを転写搬送
ベルト４０上の転写紙２がベルト速度Ｖbで通過する時
間Ｔ_Ｂは、下記の（３２）式で表される。

【数１５】 Ｔ_Ｂ＝Ｌ_Ｄ／Ｖb ・・・（３２）

【００９３】したがって、下記の（３３）式を満たす条
件が成り立つように感光体ドラム１１の径Ｄと各感光体
ドラム間隔Ｌ_Ｄを決めれば、各感光体ドラム一回転周期
と同一周期の回転速度変動の色ずれへの影響を軽減する
ことができる。つまり、下記の（３４）式が成り立つよ
うに感光体ドラム１１の径Ｄと各感光体ドラム間隔Ｌ _Ｄ
を決定すればよい。

【数１６】 Ｔ_Ｂ＝Ｎ×Ｔ_Ｄ （Ｎ：自然数） ・・・（３３） Ｌ_Ｄ＝Ｎ×πＤ×Ｖb／Ｖ_Ｄ ・・・（３４）

【００９４】また、転写搬送ベルト４０を駆動するベル
ト駆動ローラ４１の回転周期Ｔ_Ｒがベルト駆動ローラ４
１の回転速度をω_Ｒとすると下記の（３５）式で表され
るので、ベルト駆動ローラ４１における一回転周期の回
転速度変動の色ずれへの影響を軽減するための条件は、
下記の（３６）式のようになる。式中のＲ_Ｒはベルト駆
動ローラ半径である。

【数１７】 Ｔ_Ｒ＝２π／ω_Ｒ＝２πＲ_Ｒ／Ｖb ・・・（３５） Ｔ_Ｂ＝Ｍ×Ｔ_Ｒ （Ｍ：自然数） ・・・（３６）

【００９５】また、露光位置Ｐexから転写位置Ptまでの
角度Θoを感光体ドラム１１が回転する時間ＴΘoが下記
の（３７）式で表されるので、ベルト駆動ローラの一回
転周期と同一周期で感光体ドラムの回転速度が変動する
ことによる色ずれを軽減するための条件は、下記の（３
８）式のようになる。つまりベルト駆動ローラ４１の変
動がベルト４０を通して感光体ドラム１１に伝わるので
ある。

【数１８】 ＴΘo＝Ｔ_Ｄ×Θo／（２π） ・・・（３７） ＴΘo＝I×Ｔ_Ｒ （Ｉ：自然数） ・・・（３８）

【００９６】上記各式が成り立つ具体例として、上記各
自然数をＮ=１、Ｍ=２、I＝１とし、感光体ドラム１１
の周速Ｖ_Ｄとベルト速度Ｖbを決定すると、上記（３
４）式より下記の（３９）式が得られ、上記（３２）、
（３５）及び（３６）式より下記の（４０）式が得られ
る。さらに、（３９）式及び（４０）式より、下記の
（４１）式が得られる。

【数１９】Ｌ_Ｄ＝πDＶb／Ｖ_Ｄ ・・・（３９） Ｌ_Ｄ＝４πＲ_Ｒ ・・・（４０） Ｒ_Ｒ＝（D／４）（Ｖb／Ｖ_Ｄ） ・・・（４１）

【００９７】また、上記（３１）、（３５）、（３
７）、（３８）式より下記の（４２）式が得られ、これ
に上記（４１）式を代入すると、下記の（４３）式が得
られる。

【数２０】 Θo＝４πＲ_ＲＶ_Ｄ／（Ｖb×Ｄ） ・・・（４２） Θo＝π ・・・（４３）

【００９８】上記具体例のケースでは、露光位置Ｐexが
転写位置Ptに対してπ［rad］だけずれた位置となるよ
うにし、感光体ドラム１１の径をＤとすると、ベルト駆
動ローラ４１の半径Ｒ_Ｒは（Ｄ／４）・（Ｖb／Ｖ_Ｄ）
となり、各感光体ドラム間隔Ｌ_Ｄは４πＲ_Ｒとなる。こ
のような条件のとき色ずれが生じにくいシステムが構築
できる。

【００９９】また、上記自然数Ｎ、Ｍ及びＩを具体的な
値に特定しない場合の上記Θoの一般式は次のようにな
る。上記（３４）式より下記の（４４）式が得られ、上
記（３１）、（３３）、（３５）、（３６）及び（４
４）式より下記の（４５）式が得られる。さらに、（４
４）式及び（４５）式より、下記の（４６）式が得られ
る。

【数２１】Ｌ_Ｄ＝ＮπDＶb／Ｖ_Ｄ ・・・（４４） Ｌ_Ｄ＝２πＭＲ_Ｒ ・・・（４５） Ｒ_Ｒ＝{ＮD／（２Ｍ）}（Ｖb／Ｖ_Ｄ） ・・・（４６）

【０１００】また、上記（３１）、（３５）、（３
７）、（３８）式より下記の（４７）式が得られ、これ
に上記（４６）式を代入すると、下記の（４８）式で示
すΘoの一般式が得られる。

【数２２】 Θo＝４πIＲ_ＲＶ_Ｄ／（Ｖb×Ｄ） ・・・（４７） Θo＝２πI×Ｎ／Ｍ ・・・（４８）

【０１０１】このケースでは、露光位置Ｐexが転写位置
Ｐtに対して（２πＩ×Ｎ／Ｍ）［rad］だけずれた角度
位置となるようにし、感光体ドラム１１の径をDとする
と、ベルト駆動ローラ４１の半径Ｒ_Ｒは｛ＮD／（２
Ｍ）｝・（Ｖb／Ｖ_Ｄ）となり、各感光体ドラム間隔Ｌ
_Ｄは２πＭＲ_Ｒとなる。このような条件のとき色ずれが
生じにくいシステムが構築できる。このように決定され
たΘo、Ｄ（＝２Ｒ_Ｄ）、Ｌ_Ｄ、及びＲ_Ｒを採用すれ
ば、感光体ドラム１１の偏心の影響による感光体ドラム
の速度変動、ベルト駆動ローラ４１の偏心による転写搬
送ベルト４０及び感光体ドラム１１の速度変動の影響を
除くことができる。これに対し、従来技術では感光体ド
ラムの偏心による速度変動の影響を除去できない。

【０１０２】また、別の実施例として、転写搬送ベルト
４０の駆動がダイレクト駆動方式ではなく、転写搬送ベ
ルト４０が歯車、歯付きベルト等の駆動伝達部材で駆動
モータから駆動力が伝達されて駆動される場合は、次の
ようになる。この場合は、上記条件の感光体ドラム１１
の径D、感光体ドラム間隔Ｌ_Ｄ、ベルト駆動ローラ４１
の径Ｒ_Ｒ、感光体ドラム１１上の露光位置Ｐexから転写
位置Ｐtまでの回転中心を見込んだ角度Θoは維持し、ベ
ルト駆動系における伝達部材である歯車の偏心と歯累積
ピッチ誤差、あるいは歯付きベルト厚み誤差と歯累積ピ
ッチ誤差による回転速度変動周期の自然数倍が、ベルト
駆動ローラの回転周期Ｔ_Ｒと等しくなるように、伝達歯
車の径（または歯数）あるいは歯付きベルトの周長（ま
たは歯数）を設定する。この条件は、前述の（３３）
式、（３６）式及び（３８）式の条件を満たしている。
したがって、伝達部材の回転速度変動周期の自然数倍
は、露光位置Ｐexから転写位置Ｐtまでの角度Θoを回転
する時間ＴΘoにも等しくなる。このようにすれば、伝
達歯車あるいは歯付きベルトによる色ずれの発生を防止
することができる。

【０１０３】さらに、感光体ドラム１１の駆動としてダ
イレクト駆動方式ではなく、感光体ドラムに固設された
歯車や歯付きベルト等の駆動伝達部材を使って駆動する
場合、上記条件の感光体ドラムの径Ｄ、感光体ドラム間
隔Ｌ_Ｄ、ベルト駆動ローラの径Ｒ_Ｒ、感光体ドラム上の
露光位置Ｐexから転写位置Ｐtまでの回転中心を見込ん
だ角度Θoは維持し、感光体ドラム１１を駆動する駆動
モータからの伝達部材である被駆動歯車の偏心と歯累積
ピッチ誤差、あるいは歯付きベルト厚み誤差と歯累積ピ
ッチ誤差による回転周期の自然数倍がベルト駆動ローラ
４１の回転周期Ｔ_Ｒと等しくなるように、伝達歯車の径
（または歯数）あるいは歯付きベルトの周長（または歯
数）を設定する。この条件は、前述の（３３）式、（３
６）式及び（３８）式の条件を満たしている。つまり駆
動伝達部材からの変動が感光体ドラム１１、ベルト４０
を通してベルト駆動ローラ４１に伝わるのである。

【０１０４】また、別の実施例として、ダイレクト駆動
方式ではなく、転写搬送ベルト４０が歯車や歯付きベル
ト等の駆動伝達部材で駆動モータの駆動力が伝達されて
駆動される場合において、感光体ドラム一回転の時間
（周期）Ｔ_Ｄと感光体ドラム間隔Ｌ_Ｄをベルト速度Ｖで
通過する時間Ｔ_Ｂとの関係がＴ_Ｂ＝Ｎ×Ｔ_Ｄ（Ｎ：自然
数）となっていない場合でも、ベルト駆動系の伝達部材
の変動周期Ｔ_ＲＧが Ｔ _Ｂ＝Ｍ_Ｇ×Ｔ_ＲＧ（ただしＭ
_Ｇ ：自然数）、また露光位置Ｐexから転写位置Ｐtまで
の角度Θoを回転する時間ＴΘoがＴΘo＝Ｉ_Ｇ×Ｔ_ＲＧ
（Ｉ_Ｇ ：自然数）となっていれば、歯車や歯付きベル
ト等の変動による色ずれを軽減することができる。ベル
ト駆動における駆動モータの駆動力を伝達する歯車ある
いは歯付きベルトで構成する方式は、ダイレクト駆動に
比較すると低消費電力、低コストという優位性がある。
したがって、前述の位相合わせで目標の画質が満足でき
るときは大変優位性のある方式ではある。

【０１０５】なお、上記各実施形態では、被転写体が転
写搬送ベルトに担持搬送されている転写紙である場合に
ついて説明したが、本発明は、被転写体がベルト状の中
間転写体を用いた画像形成装置についても適用でき、同
様な効果が得られるものである。

【０１０６】また、上記各実施形態においては、イエロ
ー、マゼンダ、シアン、黒の４色の画像を形成するため
の４組のトナー像形成部を備えたカラープリンタの場合
について説明したが、本発明は、トナー像形成部の数に
制限されることなく適用でき、同様な効果が得られるも
のである。また、本発明は、プリンタに限らず、複写機
やＦＡＸ等の他の画像形成装置についても適用可能であ
る。

【０１０７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、駆動源からの
駆動力を受ける被駆動伝達部材の一回転周期の回転速度
変動が低減されるように中継部材に対する被駆動伝達部
材の位置決めが可能となるので、像担持体から転写され
る被転写体上の画像位置ずれを軽減することができ、か
つ上記被駆動伝達部材の加工が低価格になるという効果
がある。

【０１０８】請求項２乃至６の発明によれば、複数の像
担持体における一回転周期の回転速度変動が存在する場
合でも、各像担持体から被転写体上に転写される各画像
の位置ずれを軽減することができるという効果がある。

【０１０９】特に、請求項３の発明によれば、被転写体
上に転写される各画像の位置ずれの発生をより確実に軽
減することができるという効果がある。

【０１１０】特に、請求項４の発明によれば、一部の像
担持体のみを回転させるような画像形成モードを有する
場合でも、各像担持体から被転写体上に転写される各画
像の位置ずれの発生を軽減することができるという効果
がある。

【０１１１】特に、請求項５及び６の発明によれば、装
置の組み立てが終了した後であっても、各像担持体から
被転写体上に転写される各画像に位置ずれが生じないよ
うに、各像担持体間の相対的な回転位置関係を調整する
ことができるという効果がある。

【０１１２】特に、請求項６の発明によれば、経時にお
いて各像担持体の回転速度変動の位相差が変化する場合
でも、各像担持体から被転写体上に転写される各画像の
位置ずれの発生を確実に軽減することができ、かつ絶対
回転角度検知手段は、回転位置関係の調整手段と各像担
持体の回転速度制御用と兼用できるので低価格で高精度
な色合わせが実現できるという効果がある。

【０１１３】請求項７及び８の発明によれば、像担持体
の駆動源として、コギング等を抑制しつつ像担持体を直
接駆動可能なアウタロータ型モータを用いた場合に、像
担持体をより高精度に回転駆動可能とすることにより、
被転写体上の画像の位置ずれ等がない高品質の画像を形
成できるという効果がある。

【０１１４】特に、請求項８の発明によれば、モータに
取り付けるフライホイールの小型化を図ることができる
という効果がある。

【０１１５】請求項９の発明によれば、環境変化等によ
って像担持体等の回転体あるいは転写体の負荷変動が発
生した場合でも、像担持体等の回転体あるいは転写体を
高精度に駆動することができるようになるので、被転写
体上の画像の位置ずれ等がない高品質の画像形成が可能
になるという効果がある。

【０１１６】請求項１０乃至１４の発明によれば、複数
の像担持体がそれぞれ偏心等による同位相の周速変動を
伴って回転駆動されている場合でも、各像担持体の周速
変動に起因した画像の位置ずれを防止することができる
という効果がある。

【０１１７】特に、請求項１１の発明によれば、被転写
体を担持して移動する無端ベルト部材又は無端ベルト状
の被転写体を接触駆動する駆動回転体の回転速度変動に
よって被転写体の移動速度が変動する場合でも、各像担
持体から被転写体に転写される各画像間の位置ずれを防
止することができるとともに、色ずれが出ない像担持体
の径、像担持体上への露光位置と転写位置、像担持体間
距離及び駆動回転体の径の関係を与えるという効果があ
る。

【０１１８】特に、請求項１２の発明によれば、装置の
小型化を図ることができるという効果がある。

【０１１９】特に、請求項１３の発明によれば、モータ
による直接駆動方式に比してエネルギー効率及び低コス
ト化に優れた被駆動伝達部材を介した駆動方式で駆動回
転体を駆動する場合に、被駆動伝達部材の回転周期に同
期した回転速度変動によって被転写体の移動速度が変動
する場合でも、各像担持体から被転写体に転写される各
画像間の位置ずれを防止することができるという効果が
ある。

【０１２０】特に、請求項１４の発明によれば、モータ
による直接駆動方式に比してエネルギー効率及び低コス
ト化に優れた被駆動伝達部材を介した駆動方式で各像担
持体を駆動する場合に、被駆動伝達部材の回転周期に同
期した回転速度変動によって各像担持体の周速が変動す
る場合でも、各像担持体から被転写体に転写される各画
像間の位置ずれを防止することができるという効果があ
る。

【０１２１】請求項１５及び１６の発明によれば、モー
タによる直接駆動方式に比してエネルギー効率及び低コ
スト化に優れた被駆動伝達部材を介した駆動方式で駆動
回転体を駆動する場合に、被駆動伝達部材の偏心等に起
因した回転速度変動が存在したとしても、各像担持体か
ら被転写体に転写される各画像間の位置ずれを軽減する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るカラープリンタ
における被駆動歯車位置調整システムの概略構成図。

【図２】同カラープリンタの全体構成の概略図。

【図３】（ａ）は同カラープリンタの感光体ドラム駆動
ユニットの概略構成を示す正面図。（ｂ）は同感光体ド
ラム駆動ユニットの概略構成を示す側面図。

【図４】感光体ドラムにおける露光位置Ｐexと転写位置
Ｐtとの関係を示す説明図。

【図５】感光体ドラムの回転速度変動の原因となる感光
体ドラム被駆動歯車の合成変動量εの色ずれへの影響係
数κの変動を示すグラフ。

【図６】被駆動歯車の回転速度変動ベクトルを示すグラ
フ。

【図７】回転速度変動検出システムのブロック図。

【図８】（ａ）はエンコーダの構成部品であるエンコー
ダ板の正面図。（ｂ）はエンコーダの部分断面側面図。

【図９】第２の実施形態における各感光体ドラムの被駆
動歯車の偏心等による回転速度変動の位相合わせの原理
を示すための感光体ドラム駆動ユニットの概略構成図。

【図１０】被駆動歯車の回転速度変動ベクトルを示すグ
ラフ。

【図１１】被駆動歯車の回転速度変動ベクトルを示すグ
ラフ。

【図１２】各被駆動歯車の回転位置調整の説明図。

【図１３】ＢＫ被駆動歯車及びＹ被駆動歯車のホーム位
置調整の説明図。

【図１４】感光体ドラムの駆動制御システムのブロック
図。

【図１５】直流モータを用いたときの駆動制御システム
の一部を示すブロック図。

【図１６】第３の実施形態におけるアウタロータ型モー
タを用いたダイレクト駆動部の部分断面図。

【図１７】変形例に係るアウタロータ型モータを用いた
ダイレクト駆動部の部分断面図。

【図１８】他の変形例に係るアウタロータ型モータを用
いたダイレクト駆動部の部分断面図。

【図１９】更に他の変形例に係るアウタロータ型モータ
を用いたダイレクト駆動部の部分断面図。

【図２０】アウターロータ型コアレスブラシレスモータ
のアウターロータの構造を示す斜視図。

【図２１】アウターロータ型コアレスブラシレスモータ
のステータの構造を示す斜視図。

【図２２】（ａ）はアウターロータの永久磁石の磁極と
ステータの各コイルとの関係を示す説明図。（ｂ）はア
ウターロータ上の永久磁石とステータのヨークとの間で
発生される磁界の強さの説明図。

【図２３】ステータのコイルの説明図。

【図２４】駆動系の速度変動空間周波数と許容速度変動
との関係を示すグラフ。

【図２５】アウターロータ及びステータにおける磁束の
様子を示す説明図。

【図２６】各相のコイルの位置（矩形の実線）と移動磁
界（三角波）との関係を示す説明図。

【図２７】各コイルに流す電流のＯＮ−ＯＦＦタイミン
グと方向の説明図。

【図２８】コイルに流す電流のＯＮ−ＯＦＦと方向と電
流値を制御する制御回路の回路図。

【図２９】移動磁界の波形が三角形の場合と台形の場合
のコイルに流す電流のＯＮ−ＯＦＦタイミングとコイル
と鎖交する磁束の強さの関係を示す説明図。

【図３０】（ａ）は磁界の変化位置とタイミング（回転
角度）検出に用いるエンコーダ板の説明図。（ｂ）は磁
界の変化位置を検出する３個の検出器とタイミング（回
転角度）検出用の検出器の配置位置を示す説明図。

【図３１】（ａ）はフライホイールを備えたアウタロー
タの正面図。（ｂ）は同アウタロータの側面図。

【図３２】ダイレクト駆動方式を採用した感光体ドラム
駆動ユニットの概略構成図。

【図３３】アウターロータ型コアレスブラシレスモータ
を用いて一つの感光体ドラムを等速制御する制御系のブ
ロック図。

【図３４】図３３の制御系の一部の詳細図。

【図３５】第４の実施形態における装置パラメータの説
明図。

【符号の説明】

１ トナー画像形成部 ２ 転写紙 ３ 光書込ユニット ４ 転写ユニット ５ 転写用コロナチャージャ １１ 感光体ドラム １２ 帯電ローラ １３ 現像ユニット １４ 感光体クリーニングユニット ４０ 転写搬送ベルト ４１ ベルト駆動ローラ ４２ テンションローラ ４３ 従動ローラ ４４〜４６ 圧接ローラ １００ 感光体ドラム駆動ユニット １０１ 駆動モータ １０１ａ 駆動回転軸 １０２ 駆動歯車 １０３ 被駆動歯車 １０４ 補助ローラ部材 １０５ エンコーダ １０５ａ エンコーダ板 １０６ ベアリング １０７ 支持部材 １０８ 支持部 １０９ エンコーダ １１０ 位置調整装置 １１１ａ ホーム位置検出用発光素子 １１１ｂ ホーム位置検出用受光素子 １１２ａ 連続パルス検出用発光素子 １１２ｂ 連続パルス検出用受光素子 １１３ コントローラ １１４ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 21/14 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２ Ｆターム(参考） 2H027 DA16 DA22 DE03 DE07 DE10 EB04 EC06 ED02 ED24 EE02 EE03 EE04 EE07 EF09 2H030 AA01 AB02 AD17 BB43 BB46 BB53 BB56 2H035 CB01 CD11 CG01 2H071 CA05 DA09 DA15 DA26 DA32 EA04 EA18 2H200 FA20 GA23 GA34 GA44 GA47 JA21 JA27 JA29 JA30 JB07 LA12 LA19 LA20 LA23 MC20 PA11 PA12 PB14 PB15 PB27

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動される像担持体と、該像担持体に
   固設される被駆動伝達部材と、該像担持体を駆動する駆
   動力を発生する駆動源と、該駆動源の駆動力を該被駆動
   伝達部材に伝達する駆動伝達手段とを備えた画像形成装
   置において、 該被駆動伝達部材と該像担持体とを中継する中継部材を
   備え、 該中継部材が、該被駆動伝達部材の取付固定状態を選択
   的に解除して、該被駆動伝達部材の回転中心軸に垂直な
   面に沿って該被駆動伝達部材が移動できるように構成さ
   れた被駆動伝達部材取付部と、該像担持体と絶対回転角
   度及び回転速度を検出するための回転検出用部材とを選
   択的に取付可能に構成された像担持体取付部とを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】複数の像担持体と、各像担持体に固設され
   た被駆動伝達部材と、該被駆動伝達部材を介して各像担
   持体を回転駆動する像担持体駆動手段と、各像担持体に
   画像形成する複数の画像形成手段と、各像担持体に対向
   する複数の転写位置を通過するように被転写体を移動さ
   せる被転写体駆動手段と、各像担持体上の画像を被転写
   体に転写する複数の転写手段とを備え、各像担持体上に
   形成した画像を該被転写体駆動手段で駆動された該被転
   写体上の所定位置に重ね合わせて転写する画像形成装置
   において、 該像担持体に画像を形成し該像担持体上の画像を該被転
   写体に転写するときの該像担持体に固設される該被駆動
   伝達部材等の変動による該像担持体の一回転周期と同一
   周期の回転速度変動の位相を、各像担持体上で形成した
   画像を該被転写体上で重ね合わせるようにしたことを特
   徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項２の画像形成装置において、 各像担持体の回転速度変動を計測した結果に基づいて、
   上記像担持体の回転速度変動の位相を、各像担持体上で
   形成した画像を上記被転写体上で重ね合わせるようにし
   たことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項２又は３の画像形成装置において、 上記像担持体駆動手段が、互いに異なる複数の像担持体
   群をそれぞれ駆動する複数の駆動源を用いて構成され、 該異なる複数の像担持体群の中のそれぞれ一つの上記被
   駆動伝達部材の絶対回転角度を示す絶対回転角度検知手
   段と、 該絶対回転角度検知手段による検知結果に基づいて、各
   像担持体上で形成した画像を上記被転写体上で重ね合わ
   せるように該駆動源を制御する駆動制御手段とを備えた
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】複数の像担持体と、各像担持体に固設され
   た被駆動伝達部材と、該被駆動伝達部材を介して各像担
   持体を回転駆動する像担持体駆動手段と、各像担持体に
   画像形成する複数の画像形成手段と、各像担持体に対向
   する複数の転写位置を通過するように被転写体を移動さ
   せる被転写体駆動手段と、各像担持体上の画像を被転写
   体に転写する複数の転写手段とを備え、各像担持体上に
   形成した画像を該被転写体駆動手段で駆動された該被転
   写体上の所定位置に重ね合わせて転写する画像形成装置
   において、 各像担持体の絶対回転角度を検知する絶対回転角度検知
   手段と、 該絶対回転角度検知手段の検知結果に基づいて、該像担
   持体に画像を形成し該像担持体上の画像を該被転写体に
   転写するときの該像担持体の回転速度変動の位相を、各
   像担持体上で形成した画像を該被転写体上で重ね合わせ
   るように、各像担持体間の相対的な回転位置関係を調整
   する回転位置調整手段とを備えたことを特徴とする画像
   形成装置。
6. 【請求項６】請求項５の画像形成装置において、 上記回転位置調整手段で各像担持体間の相対的な回転位
   置関係を調整した後、上記絶対回転角度検知手段の検知
   結果に基づいて、各像担持体を回転駆動するように上記
   像担持体駆動手段を制御する駆動制御手段を備えたこと
   を特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】回転駆動される像担持体と、該像担持体を
   駆動する像担持体駆動手段とを備えた画像形成装置にお
   いて、 該像担持体駆動手段を、該像担持体を直接駆動するアウ
   タロータ型モータを用いて構成し、 該アウタロータ型モータのロータに、該像担持体を着脱
   自在に連結するための像担持体連結部を設けたことを特
   徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】回転駆動される像担持体と、該像担持体を
   駆動する像担持体駆動手段とを備えた画像形成装置にお
   いて、 該像担持体駆動手段を、該像担持体を直接駆動するアウ
   タロータ型モータを用いて構成し、 該アウタロータ型モータのロータに、フライホイールを
   設けたことを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】回転駆動される回転体と、該回転体を駆動
   する駆動手段とを備えた画像形成装置において、 該回転体の一回転周期あるいは該回転体に接触して回転
   駆動される無端ベルト部材の一回転周期における負荷変
   動情報を取得する負荷変動情報取得手段と、 該負荷変動情報取得手段で取得された負荷変動情報に基
   づいて、該駆動手段をフィードフォワード制御する駆動
   制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】複数の像担持体と、各像担持体を回転駆
    動する像担持体駆動手段と、各像担持体に画像形成する
    複数の画像形成手段と、各像担持体に対向する複数の転
    写位置を像担持体に接触して通過するように被転写体を
    移動させる被転写体駆動手段と、各像担持体上の画像を
    被転写体に転写する複数の転写手段とを備え、各像担持
    体が該被転写体の搬送方向に沿って所定間隔で配置さ
    れ、各像担持体上に形成した画像を該被転写体駆動手段
    で駆動された該被転写体上の所定位置に重ね合わせて転
    写する画像形成装置において、 隣接する像担持体の間隔を該被転写体が通過する時間
    が、該像担持体の回転周期の自然数（Ｎ）倍に等しいこ
    とを特徴とする画像形成装置。
11. 【請求項１１】請求項１０の画像形成装置において、 上記被転写体駆動手段が、被転写体を担持して移動する
    無端ベルト部材又は無端ベルト状の被転写体を接触駆動
    する駆動回転体を備えたものであり、 該駆動回転体の周長の自然数（Ｍ）倍が、隣接する像担
    持体の間隔に等しく、 上記画像形成手段による画像書込位置から上記転写手段
    による転写位置まで表面移動する像担持体の回転時間
    が、該駆動回転体の回転周期の自然数（Ｉ）倍に等しい
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 【請求項１２】請求項１１の画像形成装置において、 上記隣接する像担持体の間隔を上記被転写体が通過する
    時間が、該像担持体の回転周期に等しく、 上記駆動回転体の周長の２倍が、該隣接する像担持体の
    間隔に等しく、 上記画像形成手段による画像書込位置から上記転写手段
    による転写位置まで表面移動する像担持体の回転時間
    が、該駆動回転体の回転周期に等しいことを特徴とする
    画像形成装置。
13. 【請求項１３】請求項１１又は１２の画像形成装置にお
    いて、 上記駆動回転体駆動手段が、上記駆動回転体に駆動力を
    伝達する被駆動伝達部材を介して該駆動回転体を駆動す
    るように構成され、 該被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、該駆動回転
    体の回転周期に等しいことを特徴とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】請求項１１、１２又は１３の画像形成装
    置において、 上記像担持体駆動手段が、各像担持体に固設された被駆
    動伝達部材と該被駆動伝達部材に駆動力を伝える別の被
    駆動伝達部材を介して各像担持体を駆動するように構成
    され、 該別の被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、上記駆
    動回転体の回転周期に等しいことを特徴とする画像形成
    装置。
15. 【請求項１５】複数の像担持体と、各像担持体を回転駆
    動する像担持体駆動手段と、各像担持体に画像形成する
    複数の画像形成手段と、各像担持体に対向する複数の転
    写位置を通過するように被転写体を移動させる被転写体
    駆動手段と、各像担持体上の画像を被転写体に転写する
    複数の転写手段とを備え、各像担持体が該被転写体の搬
    送方向に沿って所定間隔で配置され、該被転写体駆動手
    段が、被転写体を担持して移動する無端ベルト部材又は
    無端ベルト状の被転写体を接触駆動する駆動回転体を有
    し、各像担持体上に形成した画像を該被転写体駆動手段
    で駆動された該被転写体上の所定位置に重ね合わせて転
    写する画像形成装置において、 該駆動回転体駆動手段が、該駆動回転体に駆動力を伝達
    する被駆動伝達部材を介して該駆動回転体を駆動するよ
    うに構成され、 該駆動回転体の回転周期の自然数倍が、隣接する像担持
    体の間隔を該被転写体が通過する時間に等しく、 該該被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、該駆動回
    転体の回転周期に等しいことを特徴とする画像形成装
    置。
16. 【請求項１６】複数の像担持体と、各像担持体を回転駆
    動する像担持体駆動手段と、各像担持体に画像形成する
    複数の画像形成手段と、各像担持体に対向する複数の転
    写位置を通過するように被転写体を移動させる被転写体
    駆動手段と、各像担持体上の画像を被転写体に転写する
    複数の転写手段とを備え、各像担持体が該被転写体の搬
    送方向に沿って所定間隔で配置され、該被転写体駆動手
    段が、被転写体を担持して移動する無端ベルト部材又は
    無端ベルト状の被転写体を接触駆動する駆動回転体を有
    し、各像担持体上に形成した画像を該被転写体駆動手段
    で駆動された該被転写体上の所定位置に重ね合わせて転
    写する画像形成装置において、 該駆動回転体駆動手段が、該駆動回転体に駆動力を伝達
    する被駆動伝達部材を介して該駆動回転体を駆動するよ
    うに構成され、 該画像形成手段による画像書込位置から該転写手段によ
    る転写位置まで表面移動する像担持体の回転時間が、該
    駆動回転体の回転周期の自然数倍に等しく、 該被駆動伝達部材の回転周期の自然数倍が、該駆動回転
    体の回転周期に等しいことを特徴とする画像形成装置。