JP2008181018A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光ドラムと転写ベルトの回転むらを速やかに修正できるようにする。
【解決手段】画像形成装置１は、中間転写ベルト３１を回転させる駆動ローラ３３と感光ドラム１１ａ〜１１ｄとの内、１回転当たりの回転時間の長い方の駆動ローラ又は感光ドラムに対応する駆動モータ２０１又は駆動モータ１１１ａ〜１１１ｄに定速回転制御を行った後、回転時間の短い方の駆動ローラ又は感光ドラムに対応する駆動モータ２０１又は駆動モータ１１１ａ〜１１１ｄに定速回転制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナー像が形成される像担持体と、像担持体のトナー像が転写される中間転写体との回転むらを修正して、一定の速度で回転できるようにした画像形成装置に関する。

従来、カラーの画像形成装置には、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションが、トナー像が転写される転写材を担持搬送する転写材搬送ベルトや、トナー像が直接転写される中間転写ベルトの循環方向に沿って配列されているものがある。なお、以下の説明において、転写材搬送ベルトと中間転写ベルトとを総称して、「転写ベルト」と言う。

この画像形成装置は、各画像形成ステーションの感光ドラムを回転させる駆動ギアや駆動モータ軸の偏芯や、画像形成ステーションの製造誤差によって、各感光ドラムに回転むらが生じることがある。この場合、回転むらによって、各感光ドラムの周速度が変動し、各感光ドラムに形成される各トナー像の位置が正規の位置からずれて、最終的にトナー像が多重転写される転写材上で合わなくなることがある。

同様に、転写ベルトを循環させる駆動ギアや駆動モータ軸の偏芯によって、転写ベルトにも回転むらを生じることがある。この場合、各感光ドラムに各トナー像が正規の位置に形成されても、転写ベルトの回転むらによって、転写材上で各トナー像の位置が合わなくなることがある。

このように、従来のカラーの画像形成装置は、感光ドラムや転写ベルトの駆動系部品の偏心や、画像形成ステーションの製造誤差などによって、転写材上に形成されるトナー像に、色ムラや色ズレが生じていた。

一般に各感光ドラムの周速度変動の検出は、各感光ドラムの回転軸の角速度変動をエンコーダによって検出して行っている（特許文献１）。また、転写ベルトの周速度変動（表面速度変動）の検出は、転写ベルトの駆動ローラ軸の角速度変動をエンコーダによって検出して行っている（特許文献２）。

そして、それぞれのエンコーダのパルス時間幅に基づいて検出される角速度は、記憶部にある一定時間の速度変動データとして蓄積される。蓄積された速度変動データは、フィルタ演算部でフィルタ演算された後、比較部で所望の角速度と比較される。画像形成装置の制御部は、その比較して得られた差分データ（以後、補正プロファイルと称する）に基づいて、駆動モータをフィードフォワード制御して、角速度変動を相殺（キャンセル）していた。

具体的には、制御部が、角速度変動を示した図８において、駆動ギアと駆動モータ軸の偏芯によって生じる角速度変動Ａに対して逆位相となる補正プロファイルＡａを生成する。そして、制御部は、この補正プロファイルＡａを駆動モータの駆動パターンに付与して、角速度変動を相殺した角速度変動が殆んどない駆動速度Ｂを得ていた。

このように、従来のカラー画像形成装置は、速度補正制御を行って、理論上、駆動ギアと駆動モータ軸の偏芯や、画像形成ステーションの製造誤差を原因とする感光ドラムや転写ベルトの周速度変動をキャンセルして、色ムラや色ズレのない出力画像を得ていた。

特開２０００−１６２８４６号公報 特開平９−２６７９４６号公報

しかし、上述した速度補正制御を、感光ドラムと転写ベルトとの両方を同時に行うと、以下の問題が生じることが分かっている。

仮に、感光ドラムと転写ベルトとを離して、各々の駆動の影響を与え合えないようにして速度補正制御を行った場合、実験結果を図９に示す。これに対して、感光ドラムと転写ベルトを接触させて速度補正制御を行った実験結果を図１０に示す。

なお、感光ドラムの１回転当たりの回転時間は、転写ベルトを循環させる駆動ローラの１回転当たりの回転時間よりも長いものとする。また、図９、図１０において、Ｖｒｄは感光ドラムの速度目標値である。Ｖｒｂは転写ベルトの速度目標値である。±Ｖｗはおのおのの速度目標収束範囲である。Ｔｄは感光ドラムの制御制定に要する時間である、Ｔｂは転写ベルトの制御制定に要する時間である。

感光ドラムの周速度変動を少なくして速度目標値にする時間（制定時間）は、図９の場合、約8秒、図１０の場合、約２４秒である。転写ベルトの周速度変動の制定時間は、図９の場合、約８秒、図１０の場合、約３１秒である。図１０の方が、図９よりも制定時間が長いことが分かった。特に、転写ベルトの駆動ローラの制定時間が長くなっている。

これは、感光ドラムと転写ベルトとが、転写部で接触して、互いに周速度変動の影響を受けながら、速度補正制御を行われるためであって、各々の正確な速度変動プロファイルを抽出するが困難であり、制御収束をしずらいためである。

図１１に、その原因メカニズムを説明するための図を示す。図１１において転写ベルトの駆動ローラの周速度変動（回転ムラ）周期ｔに対して感光ドラムの回転ムラ周期４ｔの影響を受けた転写ベルトの速度補正制御の場合について述べる。

補正プロファイルは、感光ドラムの回転ムラの影響を受けた転写ベルトの駆動ローラの回転ムラも同時に検知してしまうため速度波形Ｖ１から逆位相となるＰ１の補正プロファイルを生成する（ここでは補正ゲイン１００％と想定している）。次のｔ〜２ｔ秒での速度補正制御において、Ｖ２にＰ１の補正プロファイルを加えてＶ２ａなる実速度波形を得られる。これを同様に繰り返してゆくとＶａなる制御後の速度波形が得られるが、１回転時間の長い感光ドラムの周速度変動の影響を受けて、実際に補正したい転写ベルトの駆動ローラの回転ムラを補正することができないことがわかる。

特に、１回転時間の短い駆動ローラによって回転する転写ベルトの速度補正制御は、１回転時間の長い感光ドラムの周速度変動の影響を受けて、駆動ローラの１回転毎の速度変動量が異なり、駆動ローラの正確な速度変動量を得るのに時間を要していた。

さらに、図１１において、感光ドラムの周速度と転写ベルトの周速度が逆転しているところがある。一般に、各々の駆動負荷方向を一定にすることで、安定した駆動を得られるように感光ドラムの周速度と転写ベルトの周速度とに速度差を設けてスリップトランスファーとなるよう速度設定をしてある。複数の感光ドラムの周速度変動と、転写ベルトの周速度変動とが、周速度差設定の上下関係を保てないため、駆動トルクの向きが反転することが分かっている。このことにより、駆動ギアとモータギアのバックラッシやベルトのたるみ、テンショナーの伸び縮み等の影響を受け転写ベルトが不安定な状態で循環して、速度補正制御が安定しなかった。これにともない、感光ドラムの周速度と転写ベルトの周速度との速度差を大きくした場合、感光ドラムと転写ベルト表面の間にトナーが入るとき、摩擦係数が変動して、それぞれの駆動へ負荷ショックを大きく与えることがある。このときの負荷ショックにより、トナー像にむらが生じることになる。また、感光ドラムの周速度と転写ベルトの周速度の速度差が大きくなると、感光ドラムの軸等にねじり共振を与え、これによって、トナー像にむらが生じることがある。

また、感光ドラムの周速度と転写ベルトの周速度の速度差を大きく設定して各駆動系の速度補正制御を行うと、転写ベルトの走行が不安定になり、様々な駆動周波数を転写ベルトの駆動部に与えることになり、装置が共振して、不必要に振動することがある。

さらに、転写ベルトが、各感光ドラムの駆動パターンの影響を受けて、転写ベルトの本来の偏芯パターンと異なる補正パターンで循環し、その補正パターンを、エンコーダが検出することがある。この場合においても、トナー像に色むらや、色ずれが生じることがある。

以上、説明したように、速度補正制御における制定時間の長時間化、トナー像の色むらや、色ずれによる画質の低下は、感光ドラムと転写ベルト表面との接触部における速度変動によって生じることがあった。特に、転写性の優れた弾性体を有する転写ベルトを使用した場合、トナーと転写ベルトの周面との摩擦係数差、もしくは感光ドラムの周面と転写ベルトの周面との摩擦係数差が大きいため顕著に発生する。

本発明は、感光ドラムと転写ベルとの回転むらを速やかに修正できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に前記トナー像が形成されるとき、前記像担持体を回転させる像担持体駆動手段と、前記像担持体の前記トナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体に前記トナー像が転写されるとき、前記中間転写体を回転させる回転体を駆動する中間転写体駆動手段と、を備えて、前記中間転写体に転写された前記トナー像を転写材に転写するようになっており、さらに、前記像担持体の回転速度を検知する像担持体速度検知手段と、前記中間転写体の回転速度を検知する中間転写体速度検知手段と、前記像担持体速度検知手段によって検知された前記像担持体の回転むらに応じて前記像担持体駆動手段を制御して、前記像担持体を定速回転させる像担持体回転補正手段と、前記中間転写体速度検知手段によって検知された前記中間転写体の回転むらに応じて前記中間転写体駆動手段を制御して、前記中間転写体を定速回転させる中間転写体回転補正手段と、前記中間転写体を回転させる前記回転体と前記像担持体との内、１回転当たりの回転時間の長い方の前記回転体、又は前記像担持体に対応する前記回転補正手段に定速回転制御を行わせた後、前記回転時間の短い方の前記回転体又は前記像担持体に対応する前記回転補正手段に前記定速回転制御を行わせる制御手段と、を備えた、ことを特徴としている。

本発明の画像形成装置は、中間転写体を回転させる回転体と像担持体との内、１回転当たりの回転時間の長い方を先に定速回転させるようになっている。このため、本発明の画像形成装置は、後から定速回転させられる方が、先に定速回転させられている方の定速回転を乱すことが少なく、定速回転の調整を速やかに行うことができる。

以下、本発明の実施形態の画像形成装置を図に基づいて説明する。

図１に示す画像形成装置は、４個の画像形成ステーションを有する中間転写体方式の４色フルカラーのレーザビームプリンタである。

画像形成装置の構造を説明する。

画像形成装置１は、プリンタ部１Ｐとリーダ部１Ｒとを備えている。

プリンタ部１Ｐは大別して、４個の同じ構成の画像形成ステーションａ、ｂ、ｃ、ｄを有する画像形成部１０、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０、及び制御部４００から構成されている。

画像形成部１０は、次のような構造になっている。

ドラム型の像担持体としての電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、後述する中間転写ユニット３０の中間転写ベルト３１の回転方向に沿って複数配列されている。感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、その中心が不図示の支持部材に軸支されて、矢印方向に回転するようになっている。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、光学系１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、折り返しミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。

一次帯電器１２ａ〜１２ｄによって、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面は、所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。帯電後の感光ドラム表面は、光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザビームなどの光が折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して照射されて露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックとの４色のトナー（現像剤）をそれぞれ収納した現像器１４ａ〜１４ｄによってトナーを付着されて、トナー像として現像される。このトナー像が中間転写ベルト（無端ベルト）３１に転写される領域を一次転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄとする。

感光ドラム１１ａ〜１１ｄの回転方向に沿っての画像転写領域Ｔａ〜Ｔｄの下流側にクリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが配設されている。このクリーニング装置は、中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残されたトナー（転写残トナー）を掻き落としてドラム表面の清掃する所謂クリーナである。

以上の各画像形成プロセスにより、各色のトナーによる画像形成が順次行われる。上述の一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄのうち、中間転写ベルト３１の回転方向（循環方向）の最も下流側の一次転写領域Ｔａを特に、最下流転写領域という。

給紙ユニット２０は、次のような構造になっている。

給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納する給紙カセット２１ａ，２１ｂ、及び手差しトレイ２７、給紙カセット２１ａ，２１ｂ、又は手差しトレイ２７から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６を備えている。また、給紙ユニット２０は、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送する給紙ローラ対２３及び給紙ガイド２４も備えている。さらに、給紙ユニット２０は、画像形成ユニットａ，ｂ，ｃ，ｄの画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを後述する二次転写領域Ｔｅへ送り出すレジストローラ２５ａ，２５ｂも備えている。

中間転写ユニット３０は、次のような構造になっている。

中間転写ユニット３０は、中間転写体としてベルト状の中間転写ベルト３１を備えている。中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に回転を伝達する回転体としての駆動ローラ３３と、中間転写ベルト３１の回転に従動回転する従動ローラ３２と、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写領域Ｔｅに対向する二次転写対向ローラ３４とに巻回されている。これらのローラのうち駆動ローラ３３と従動ローラ３２との間に一次転写平面が形成されている。

駆動ローラ３３は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３３は後述する駆動モータ２０１によって回転するようになっている。駆動ローラ３３が１回転する時間は、各感光ドラムが１回転する時間よりも短く設定されている。なお、駆動ローラ３３の径を大きくして、駆動ローラ３３が１回転する時間を各感光ドラムが１回転する時間よりも長くなるようにしてもよい。

各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１とが対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄに相当する中間転写ベルト３１の裏面（内周面）には、一次転写用の帯電器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配設されている。二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置されて、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅが形成されている。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。また、二次転写領域Ｔｅよりも、中間転写ベルト３１の移動方向（矢印Ｂ方向）の下流側には、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするクリーニング装置５０が配設されている。クリーニング装置５０は、画像形成面に付着した転写残トナーなどを除去するためのクリーニングブレード５１、及び除去した転写残トナーを廃トナーとして収納する廃トナーボックス５２とを有している。

定着ユニット４０は、次のような構造になっている。

定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータなどの熱源４１ａを有する定着ローラ４６と、内部に熱源４１ｂを有して定着ローラ４６に当接された加圧ローラ４７とを備えている。また、定着ユニット４０は、定着ローラ４６と加圧ローラ４７とのニップ部へ転写材Ｐを導く搬送ガイド４３と、ニップ部から排出されてきた転写材Ｐを画像形成装置本体外部に排出するための内排紙ローラ４４とを備えている。

定着ユニット４０の転写材搬送方向の下流側には、外排紙ローラ４５と、外排紙ローラ４５によって排出された転写材Ｐを受け止める排紙トレイ４８とが設けられている。

制御部４００は、後述するが、上述の各ユニットを制御するようになっている。

画像形成装置の動作を説明する。

ユーザによって不図示のスタート釦が押されて、画像形成動作開始信号が発せられると、例えば、ピックアップローラ２２ａにより、給紙カセット２１ａから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５ａ，２５ｂまで搬送される。そのとき、レジストローラは停止しており、ニップで転写材Ｐ先端を受け止める。その後、画像形成ステーションが画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２５ａ，２５ｂは回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと画像形成ステーションから中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー像とが二次転写領域Ｔｅにおいて一致するようにそのタイミングが設定されている。

一方、画像形成ステーションでは、画像形成動作開始信号が発せられると、前述した画像形成プロセスによって、感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに時間差をもってトナー画像が形成される。中間転写ベルト３１の回転方向において一番上流側にある画像形成ステーションｄの感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー像は、高電圧が印加された一次転写用の帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。

一次転写されたトナー像は、次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは、各画像形成ユニット間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、中間転写ベルト３１上の前のトナー像に位置を合わせて次のトナー像が重ねて転写される。以下、同様な工程が繰り返されて、最終的に４色のトナー像が中間転写ベルト３１上に一次転写されて重ね合わされる。

その後、中間転写ベルト３１の矢印Ｂ方向の回転に伴って転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入して、中間転写ベルト３１に接触する。すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に、高電圧が印加させる。そして、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上の４色のトナー像が転写材Ｐの表面に一括して二次転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラ４６と加圧ローラ４７とのニップに案内される。そして、転写材Ｐは、これらローラにより、加熱、加圧されて表面にトナー像を定着される。その後、内、外排紙ローラ４４，４５によって排紙トレイ４８上に排出される。

次に、図２に基づいて、本実施形態の画像形成装置の特徴的な部分を説明する。

図２は感光ドラム１１ａ〜１１ｄの駆動系の構造と、中間転写ベルト３１の駆動系の構造とを模式化した図である。

各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの各駆動系の構造を説明する。

各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの各駆動系の構造は、画像形成ステーションａ，ｂ，ｃ，ｄ毎で同一になっている。このため、代表してＢｋ（ブラック）の画像形成ステーションａにおける感光ドラム１１ａの駆動系の構造を説明して、他の画像形成ステーションにおける感光ドラムの駆動系に関する構造の説明は省略する。なお、符号ａはＢｋステーション、符号ｂはＣステーション、符号ｃはＭステーション、符号ｄはＹステーションを示すものとする。感光ドラム１１ａの駆動モータ１１１ａの回転は、駆動モータ１１１ａのモータギア１１２ａとドラムギア１１３ａによって減速されて、感光ドラム軸１１５ａに伝達される。感光ドラム軸１１５ａには感光ドラム１１ａと、感光ドラム軸１１５ａの回転速度を検出するエンコーダ１１４ａが設置されている。このエンコーダ１１４ａは感光ドラム軸１１５ａに生じる角速度変動を検出するようになっている。ここで検出される角速度変動は、駆動モータ軸の回転振れや、ドラムギア振れや、ギアの噛合い誤差等を原因にして発生している。

中間転写ベルト３１の駆動系の構造を説明する。

中間転写ベルト３１の中間転写体駆動手段としての駆動モータ２０１の回転は、駆動モータ２０１のモータギア２０２と転写ベルト駆動ギア２０３によって減速されて、中間転写ベルトの駆動ローラ３３に伝達される。駆動ローラ３３の軸上には回転速度を検出するエンコーダ２０４が設置されている。このエンコーダ２０４によって中間転写ベルト３１の駆動ローラ３３に生じる角速度変動を検出することができるようになっている。ここで検出される角速度変動は、感光ドラム軸１１５ａのエンコーダ１１４ａと同様に、駆動モータ軸の回転振れや転写ベルトギア振れやギアの噛合い誤差等を原因にして発生している。

次に、図３と図４に基づいて、感光ドラムの駆動系と、中間転写ベルトの駆動系とを速度補正制御をする速度補正値生成部３００ａ〜３００ｅを説明する。

各速度補正値生成部は、回路が全部同様であるので、共通な図である図３に基づいて回路の説明をする。

速度補正値生成部３００は、フィルタ演算部３０１と速度変動比較演算部３０２とを備えている。

フィルタ演算部３０１は、エンコーダから検出される駆動軸の角速度をフィルタ演算することによって速度変動補正制御でキャンセルしたい回転速度変動の周波数以外の、特に高周波数成分の速度変動に対してフィルタリングを行う。

なお、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの像担持体速度検知手段として、また角速度検知センサとしてのエンコーダ１１４ａ〜１１４ｄから検出される感光ドラム軸１１５ａ〜１１５ｄの角速度をＶｄとする。中間転写ベルト３１の中間転写体速度検知手段として、また角速度検知センサとしてのエンコーダ２０４から検出される駆動ローラ３３の角速度をＶｂとする。

速度変動比較演算部３０２は、フィルタリングされた角速度データＶｆと一定の等速度で駆動軸を回転させる角速度指令値Ｖｒとを取り込み、ＶｆからＶｒを差し引き、補正ゲインＫｖｐを乗算した速度補正データΔＶを生成する。記憶部３０３は、加算部３０５で速度補正データΔＶに角速度指令値Ｖｒを加えて得たエンコーダの１回転分の速度プロファイルを記憶する。

制御手段としての制御部４００は、記憶部３０３に記憶された速度プロファイルデータを基にして、駆動モータ（１１１ａ〜１１１ｄ、２０１）の回転速度をモータ駆動速度Ｖｉに制御して、速度補正制御をする。この速度補正制御の演算は、感光ドラムの１回転毎、或いは駆動ローラの１回転毎に行われる。このため、感光ドラムや駆動ローラの速度変動は、１回転毎に徐々に減衰されていく。ここで補正ゲインＫｖｐは、速度誤差分をキャンセルさせるのに誤差分の正負逆転させる係数であり、かつ、次の回転の速度変動量と速度補正データΔＶとが厳密に一致するとは限らないので０＞Ｋｖｐ＞−１の範囲の数値に設定されている。また、エンコーダから得られるエンコーダの１回転分の角速度データは後述する速度データ記憶部３０４に一時的に記憶される。

次に、図１、図２の構成図と、図３の回路図と、図４のブロック図と、図５、図６の動作説明用のフローチャートと、図７の実験データとに基づいて説明する。

図５は、各感光ドラム駆動制御と転写ベルト駆動制御とを統括する制御部４００の制御説明用のフローチャートである。また、図６は、各感光ドラムと転写ベルトのエンコーダの１回転における制御部４００の制御説明用のフローチャートである。

本実施形態の画像形成装置は、感光ドラムの１回転当たりの時間が、中間転写ベルトの駆動ローラ３３の１回転当たりの時間より長くなっており、感光ドラムの速度補正制御（定速回転制御）を先に行うようになっている。

まず、制御部４００は、速度補正制御開始の指令を受けると、各色の感光ドラムの速度変動補正制御から開始する（Ｓ１）。各色の感光ドラムの速度補正制御は、図６に示すサブルーチンに基づいて、並列的に行われる。

まず、制御部４００は、エンコーダから得られた感光ドラムの角速度（回転角速度）Ｖｄのデータを速度データ記憶部３０４に記憶する（Ｓ１１）。制御部４００は、エンコーダのパルスをカウントしてエンコーダが１回転したか否かを判断する（Ｓ１２）。その後、制御部４００は、記憶した角速度データＶｄに基づいて、フィルタ演算部３０１でフィルタ演算を行う（Ｓ１３）。そして、速度変動比較演算部３０２が、フィルタ演算された角速度データＶｆと角速度指令値Ｖｒとの差分（すなわち誤差速度成分のみ）を抽出（Ｓ１４）して、補正ゲインＫｖｐを乗算し（Ｓ１５）、速度補正データΔＶを生成する。記憶部３０３は、加算部３０５で速度補正データΔＶに角速度指令値Ｖｒを加えて得たエンコーダの１回転分の速度プロファイルを記憶する（Ｓ１６）。

なお、サブルーチンの処理は、各感光ドラムに対応する（像担持体毎に）像担持体回転補正手段としての速度補正値生成部３００ａ〜３００ｄ毎に並列して行われて、速度補正値生成部３００ａ〜３００ｄ毎の記憶部３０３に速度プロファイルが記憶される。

図６のサブルーチンを終了した後、制御部４００は、図５の処理Ｓ３に戻る。そして、制御部４００は、記憶された各感光ドラムの１回転分の角速度データＶｄａ，Ｖｄｂ，Ｖｄｃ，Ｖｄｄと速度指令値Ｖｒとの差分（すなわち誤差速度成分）の絶対値が、ある一定の速度収束範囲Ｖｗ内に収束しているかどうか判定する（Ｓ３）。

制御部４００は、収束範囲Ｖｗ内に収束するまで、各感光ドラムの像担持体駆動手段としての駆動モータ１１１ａ〜１１１ｄの回転制御を繰り返して行う。制御部４００は、各感光ドラムの駆動軸の各速度が収束範囲Ｖｗ内に収束して補正プロファイルデータが完成すると、その完成した補正プロファイルデータを１回転毎に繰り返し使用する。この結果、各感光ドラムは、駆動軸の角速度変動をキャンセルされて、速度補正制御が終了し、定速の周速度で回転を継続する。すなわち、制御部４００は、各感光ドラムを定速回転制御するようになっている。

制御部４００は、各感光ドラムの速度補正制御がすべて終了すると、次に、中間転写ベルト３１の速度補正制御を開始する（Ｓ４）。中間転写ベルトの速度補正制御（Ｓ５）は、先に述べた感光ドラムの速度補正制御と同様にして、図６のサブルーチンに基づいて行われるので、その説明は省略する。制御部４００は、サブルーチンに基づいて、転写ベルトの速度補正制御を行う。そして、制御部４００は、中間転写体回転補正手段としての速度補正値生成部３００ｅから得られた、転写ベルトの駆動ローラ３３の１回転分の誤差速度成分が、ある一定の速度収束範囲Ｖｗ内に収束しているか否かを判断する（Ｓ６）。制御部４００は、収束範囲Ｖｗ内に収束するまで、駆動ローラ３３の駆動モータ２０１の回転制御を繰り返して行う。制御部４００は、中間転写ベルト３１の駆動モータ３０１の角速度が収束範囲Ｖｗ内に収束して補正プロファイルデータが完成すると、その完成した補正プロファイルデータを１回転毎に繰り返し使用する。この結果、中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３３の角速度変動をキャンセルされて、速度補正制御が終了し、定速の周速度（表面速度）で循環を継続する。

以上のようにして、各感光ドラムと中間転写ベルトとの速度補正制御がすべて終了して、各感光ドラムと中間転写ベルトとが定速回転するようになると、画像形成装置は、一連の画像形成動作を開始することになる。

この一連の速度補正制御が行われている最中の実際の速度変化を実験によって求めた結果を図７に示す。図７に示すように、従来の図１０の速度変化と比較すると、速度補正制御が３１秒から１７秒（＝９秒＋８秒）に大幅に短くなっていることが分かる。

これは、各感光ドラムの速度補正制御を行ってから転写ベルトの速度補正制御を開始するようになっているので、転写ベルトの速度補正制御を行う際に１回転時間の長い感光ドラムの速度変動の影響を受けることが無くなったからである。仮に、各感光ドラムの速度補正制御を先に行うと、感光ドラムの１回転時間が長いため、速度補正制御が終了した転写ベルトに速度変動の影響を与える時間が長く、転写ベルトに速度変動を起こさせて転写ベルトに対して行った速度補正制御が無駄になる虞がある。

このことにより、画像形成装置は、速度補正制御が従来よりも、速やかに感光ドラムと、中間転写ベルトとを定速回転させることができる。すなわち、感光ドラムと、中間転写ベルトとの周速度を定速にすることができる。また、色ムラや色ズレのない画像を転写材に速やかに形成することができるようになる。

さらに、本画像形成装置は、速度変動量を小さくできるため、周速差を小さく周速差条件を設定できるので、トナーショックやバンディングを低減することができる。よって、転写ベルトや感光ドラムの一次転写部脱着機構を設けて、補正プロファイルの作成シーケンスを起動させ、各々の速度変動の影響を受けずに補正プロファイルを形成する場合より、複雑な構成を用いることなく補正プロファイルを形成することができる。

さらには、摩擦係数の高い弾性を有する中間転写ベルトを使用しても速度補正制御を容易に行えるようになった。すなわち、摩擦係数の高い弾性体からなる中間転写ベルトは、感光ドラムに接触する一次転写部での摩擦が大きく、感光ドラムの速度変動の影響を受けやすい。しかし、感光ドラムを先に速度補正制御を行うので、中間転写ベルトは、一次転写部での摩擦が大きくても感光ドラムの速度変動の影響を受けるのが少なくなり、使用することができるようになる。

なお、中間転写ベルトの速度補正制御は、各感光ドラムの速度変動の影響を受けない範囲内において、各感光ドラムの速度補正制御が終了する前に開始しても、同様の効果が得られる。

また、中間転写ベルトの方が、感光ドラムより１回転に要する時間が長い場合には、中間転写ベルトの速度補正制御を先に行っても、同様な効果が得られる。

さらに、以上の実施形態では、中間転写ベルトについて述べたが、転写材搬送ベルトと感光ドラムとの組み合わせであっても、同様にして速度補正制御を行うことができて、転写材搬送ベルトと感光ドラムを速やかに定速回転させることができる。

本発明の実施形態における画像形成装置の転写材の搬送方向に沿った断面図である。 図１における感光ドラムの駆動系の構造と、中間転写ベルトの駆動系の構造とを模式化した図である。 図１の感光ドラムと中間転写ベルトとの速度プロファイルを得るための回路図である。 図１の感光ドラムと中間転写ベルトの制御ブロック図である。 図１の感光ドラムと中間転写ベルトの速度補正制御を説明するためのフローチャートである。 図１の感光ドラムと中間転写ベルトを１回転だけの速度補正制御を説明するためのフローチャートである。 図１の感光ドラムと中間転写ベルトの速度補正制御を行ったときの、制御収束状態を示す図である。 従来の画像形成装置において、駆動モータの角速度変動を相殺する説明用のグラフである。 感光ドラムと中間転写ベルトとを離して、速度補正制御を行ったときの、制御収束状態を示す図である。 従来の画像形成装置において、感光ドラムと中間転写ベルトとを接触させておいて、速度補正制御を行ったときの、制御収束状態を示す図である。 従来の画像形成装置において、感光ドラムと中間転写ベルトとを接触させて速度補正制御を行ったとき、制御収束を行うのが困難であることを説明するための図である。

符号の説明

Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ 一次転写領域
Ｔｅ 二次転写領域
ａ，ｂ，ｃ，ｄ 画像形成ステーション
１ 画像形成装置
１Ｐ プリンタ部
１Ｒ リーダ部
１０ 画像形成部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 電子写真感光体（感光ドラム，像担持体）
３０ 中間転写ユニット
３１ 中間転写ベルト（無端ベルト，中間転写体）
３３ 転写ベルトの駆動ローラ（回転体）
４０ 定着ユニット
５０ クリーニング装置
１１１ａ〜１１１ｄ 感光ドラムの駆動モータ（像担持体駆動手段）
１１４ａ〜１１４ｄ エンコーダ（像担持体速度検知手段、角速度検知センサ）
１１５ａ〜１１５ｄ 感光ドラム軸
２０１ 駆動モータ（中間転写体駆動手段）
２０２ 駆動モータ２０１のモータギア
２０３ 転写ベルト駆動ギア
２０４ エンコーダ（中間転写体速度検知手段、角速度検知センサ）
３００ａ〜３００ｄ 速度補正値生成部（像担持体回転補正手段）
３００ｅ 速度補正値生成部（中間転写体回転補正手段）
３０１ フィルタ演算部
３０２ 速度変動比較演算部
３０３ 記憶部
３０４ 速度データ記憶部
３０５ 加算部
４００ 制御部（制御手段）

Claims (5)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に前記トナー像が形成されるとき、前記像担持体を回転させる像担持体駆動手段と、
   前記像担持体の前記トナー像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体に前記トナー像が転写されるとき、前記中間転写体を回転させる回転体を駆動する中間転写体駆動手段と、を備えて、
   前記中間転写体に転写された前記トナー像を転写材に転写する画像形成装置において、
   前記像担持体の回転速度を検知する像担持体速度検知手段と、
   前記中間転写体の回転速度を検知する中間転写体速度検知手段と、
   前記像担持体速度検知手段によって検知された前記像担持体の回転むらに応じて前記像担持体駆動手段を制御して、前記像担持体を定速回転させる像担持体回転補正手段と、
   前記中間転写体速度検知手段によって検知された前記中間転写体の回転むらに応じて前記中間転写体駆動手段を制御して、前記中間転写体を定速回転させる中間転写体回転補正手段と、
   前記中間転写体を回転させる前記回転体と前記像担持体との内、１回転当たりの回転時間の長い方の前記回転体、又は前記像担持体に対応する前記回転補正手段に定速回転制御を行わせた後、前記回転時間の短い方の前記回転体又は前記像担持体に対応する前記回転補正手段に前記定速回転制御を行わせる制御手段と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体が前記中間転写体の回転方向に沿って複数配列されて、複数の前記像担持体毎に前記像担持体回転補正手段を備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体速度検知手段は、前記像担持体の回転角速度を検知する角速度検知センサである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写体速度検知手段は、前記中間転写体を回転させる前記回転体の回転角速度を検知する角速度検知センサである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体が感光体であり、前記中間転写体が中間転写ベルトである、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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