JP2010008924A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のダウンタイムを増やすことなく、速度制御パターンの不適切化による色ズレの悪化を抑え、しかも、制御手段にかかる演算負荷を軽減する。
【解決手段】変動パターン把握処理で検出対象とする速度変動の周波数帯域よりも、残留パターン把握処理で検出対象とする残留速度変動の周波数帯域を狭くし、且つ、残留パターン把握処理で把握した残留速度変動パターンに基づいて、残留速度変動をも低減し得るパターンになるように速度制御パターンを補正する制御パターン補正処理を実施するように、制御部１００を構成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体や中間転写体などの像担持体を駆動源によって回転駆動しながら、次のような工程を実施する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。即ち、像担持体の周面上の可視像を転写体に転写する工程、あるいは、像担持体の周面に対して別の像担持体上の可視像を転写する工程である。

この種の画像形成装置においては、感光体や中間転写体などの像担持体を回転駆動しながら、像担持体の周面上の可視像を転写体に転写したり、像担持体の周面に対して別の像担持体の可視像を転写したりする。像担持体に対しては、像担持体と一体となって回転する駆動受け入れギヤや、原動側のモータギヤなとの駆動伝達系の部材を介して回転駆動力が伝達される。それら駆動伝達系の部材が偏心していたり、微妙に歪んでいたりすると、回転駆動される像担持体には周期的な速度変動が発生する。例えば、像担持体と一体となって回転する駆動受け入れギヤが偏心している場合には、次のような周期的な速度変動が発生する。即ち、駆動受け入れギヤにおいて、偏心によって回転軸からギヤ歯先までの距離が最も長くなっている最大径箇所が原動側ギヤに噛み合うと、像担持体の線速が１回転あたりで最も遅くなる。これに対し、偏心によって回転軸からギヤ歯先までの距離が最も短くなっている最小径箇所が原動ギヤに噛み合うと、像担持体の線速が１回転あたりで最も速くなる。駆動受け入れギヤにおける最大径箇所と最小径箇所とは、回転軸を基準にして互いに１８０°の点対称の位置にあるので、像担持体の線速にはギヤ１周あたりで１周期分のサインカーブを描くような変動特性が現れる。

可視像を転写する工程において、像担持体に周期的な速度変動が起こると、転写後の可視像にスジ状の濃度ムラが発生してしまう。このスジ状の濃度ムラは、像担持体の周期的な速度変動によって可視像中のドットピッチが不均一になることによるものである。複数の像担持体にそれぞれ形成した互いに異なる色の可視像を転写体に重ね合わせて転写して他色画像を得るいわゆるタンデム方式の画像形成装置では、そのドットピッチの不均一化によって画質を大きく劣化させてしまう。各色の可視像のドットピッチが不均一になって各色のドットに微妙な重ね合わせズレが発生すると、それが色ズレとして容易に視認されてしまうからである。

特許文献１に記載の画像形成装置は、このような色ズレの発生を抑えるために、像担持体を駆動する駆動モータの駆動速度をフィードフォワード制御するようになっている。具体的には、この画像形成装置は、装置の電源がＯＮされた直後に、駆動モータのフィードフォワード制御に用いる速度制御パターンを構築するための専用のモード（以下、制御データ構築モードという）を起動する。この制御データ構築モードでは、まず、駆動モータを等速で駆動しながら、像担持体の回転軸に取り付けられたロータリーエンコーダーからの出力に基づいて、像担持体の１回転あたりにおける周期的な速度変動のパターンを把握する。そして、そのパターンに基づいて、像担持体の周期的な速度変動を打ち消し得る駆動モータの速度制御パターンを構築する。その後、ユーザーからのプリント命令を受けてプリントジョブを行う際には、制御データ構築モードで構築しておいた速度制御パターンに基づいて駆動モータの駆動速度を微調整することで、像担持体を安定した速度で回転駆動させることが可能になる。これにより、転写工程中における像担持体の速度変動を抑えることで、色ズレの発生を抑えることができる。

しかしながら、制御データ構築モードにおいて検出した速度変動パターンが、その後、何らかの原因によって大きく変化すると、フィードフォワード制御に用いる速度制御パターンが実情にそぐわなくなってしまう。現に、本発明者らは、装置構成によって原因や発生量が異なるが、多量の連続プリントを実施すると、速度変動パターンが電源ＯＮ時のときから大きく変化してしまうことを実験によって確認している。電源ＯＮの後にも、制御データ構築モードを定期的に立ち上げて速度制御パターンを適宜更新していけば、速度制御パターンの不適切化による色ズレの悪化を抑えることは可能である。しかしながら、この場合、駆動モータを等速で駆動する制御データ構築モードの実行中には、ユーザーからのプリント命令を受け付けることができないことから、装置のダウンタイムを増加させてしまう。

一方、特許文献２には、プリントジョブ中において、像担持体の残留速度変動を検出した結果に基づいて、速度制御パターンを像担持体の周回毎に更新する画像形成装置が記載されている。この画像形成装置は、駆動モータの駆動速度を速度制御パターンに従ってフィードフォワード制御を行ってもなお残ってしまう像担持体の残留速度変動を、ロータリーエンコーダーからの出力に基づいて検出する。そして、検出した残留速度変動をも低減し得る新たな速度制御パターンを構築する処理を、像担持体の周回毎に実施する。かかる構成によれば、装置のダウンタイムを増加させることなく、速度制御パターンの不適切化による色ズレの悪化を抑えることができる。
特開平９−１８２４８８号公報 特開２００３−１８６３６８号公報

しかしながら、この画像形成装置では、特許文献１に記載の画像形成装置に比べて、制御手段として高価なものを用いる必要がある。具体的には、像担持体に発生する周期的な速度変動は、像担持体１回転あたりに１周期の割合で出現する１次変動成分だけではない。２周期の割合で出現する２次変動成分や、３次変動成分なども出現する。また、モータギヤなどの小径ギヤの回転などに起因する数十次などといった高次の変動成分も混在している。更には、ギヤの歯の噛み合いに起因する百次を超える超高次の変動成分も混在している。速度変動を精度良く低減するためには、超高次の変動成分を除去した上で、低次や高次の変動成分を精度良く検出する必要がある。特許文献１に記載の画像形成装置のように、プリントジョブ以外のときに、専用の制御データ構築モードを立ち上げて速度変動を検出するものにおいては、高次の変動成分まで検出したとしても、演算負荷はそれほど大きくならない。ところが、特許文献２に記載の画像形成装置のように、プリントジョブと並行して残留速度変動を検出するものでは、高次の変動成分を検出する処理と、プリントジョブのための処理とが相まって、演算負荷が非常に大きくなってしまうのである。

本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、装置のダウンタイムを増やすことなく、速度制御パターンの不適切化による色ズレの悪化を抑え、しかも、制御手段にかかる演算負荷を軽減することができる画像形成装置である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの回転する周面に可視像を担持する像担持体と、該像担持体を回転駆動するための駆動力を発揮する駆動源と、該像担持体の回転角速度又は回転角変位を検知する回転検知手段とを備えるとともに、ユーザーからの命令に基づくプリントジョブを実行しない状態で該駆動源を駆動しながら、該回転検知手段からの出力に基づいて該像担持体の速度変動を検出して、該像担持体の整数回転あたりにおける速度変動パターンを把握する変動パターン把握処理と、該速度変動パターンに基づいて、該像担持体の周期的な速度変動を低減する該駆動源の速度制御パターンを構築する制御パターン構築処理と、少なくとも、該像担持体の周面上の可視像を転写体に転写する工程、あるいは、該像担持体の周面に対して別の像担持体上の可視像を転写する工程、である転写工程の実施中に、該駆動源の駆動速度を該速度制御パターンに従って微調整する速度微調整処理と、該速度微調整処理を実施しているにもかかわらず、像担持体に残ってしまう残留速度変動を検出して、該像担持体の整数回転あたりにおける残留速度変動パターンを把握する残留パターン把握処理とを実施する制御手段を備える画像形成装置において、上記変動パターン把握処理で検出対象とする速度変動の周波数帯域よりも、上記残留パターン把握処理で検出対象とする残留速度変動の周波数帯域を狭くし、且つ、該残留パターン把握処理で把握した残留速度変動パターンに基づいて、該残留速度変動をも低減し得るパターンになるように上記速度制御パターンを補正する制御パターン補正処理を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記速度微調整処理にて、上記回転検知手段からの出力に基づいて、上記像担持体の各周回でそれぞれ上記像担持体の各周回における基準タイミングを把握し、把握結果に基づいて上記駆動源の駆動速度を微調整するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記像担持体について各周回でそれぞれ所定の回転角度になったタイミングを基準タイミングとして検知する基準タイミング検知手段を設けるとともに、上記速度微調整処理にて、該基準タイミング検知手段からの出力に基づいて上記駆動源の駆動速度を微調整するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、上記残留パターン把握処理にて、上記像担持体の１回転あたりにおける１次の残留速度変動、及び２次の残留速度変動を検出するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、上記制御パターン補正処理を実施した後の経過時間に基づいて、次回の上記制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、上記制御パターン補正処理を実施した後のプリント出力枚数に基づいて、次回の上記制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、上記制御パターン補正処理を実施した後の環境変動量に基づいて、次回の上記制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、上記残留速度変動パターンの振幅に基づいて、次回の制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

これらの発明においては、転写工程を実施しているプリントジョブ中に、像担持体に残ってしまう残留速度変動のパターンを残留パターン把握処理によって把握し、その結果に基づいて速度制御パターンを補正することで、速度制御パターンを定期的に更新する。これにより、装置のダウンタイムを増やすことなく、速度制御パターンの不適切化による色ズレの悪化を抑えることができる。
また、次に説明する理由により、プリントジョブ中に残留パターン把握処理を実施する制御手段の演算負荷を軽減することができる。即ち、本発明者らは、電源ＯＮ時における速度変動パターン（以下、当初変動パターンという）が、その後、連続プリントの実施などによってどのように変化していくのかを実験によって調べた。すると、電源ＯＮ時から大きく変化するのは、当初変動パターンに含まれる様々な周期の変動成分のうち、１次や２次などの低次の変動成分であり、高次の変動成分は殆ど変化しないことがわかった。つまり、低次から高次までの広い周波数帯域のうち、特定の狭い周波数帯域の変動成分だけが主に変化するのである。このため、電源ＯＮ時などの特定のタイミングで速度変動を低次から高次までの広い周波数帯域で検出すれば、その後は、より狭い特定の周波数帯域だけで速度変動の変化を把握するだけで、速度制御パターンを適切に更新していくことが可能である。そこで、本発明においては、ユーザーからの命令に基づくプリントジョブを実行しない状態で制御パターン構築処理を実施して像担持体の速度変動パターンを把握する。このときは、プリントジョブを実行していないので、速度変動を低次から高次までの広い周波数帯域に渡って検出したとしても、制御手段に大きな演算負荷をかけることがない。その後、プリントジョブ中などに、残留速度変動を検出する際には、低次などといった特に変化が生じ易い帯域に合わせて、検出対象となる周波数帯域を制御パターン構築処理のときよりも狭くすることで、制御手段の演算負荷を軽減することができる。
よって、本発明においては、装置のダウンタイムを増やすことなく、速度制御パターンの不適切化による色ズレの悪化を抑え、しかも、制御手段にかかる演算負荷を軽減することができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成する複写機の実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、プリンタ部１と、白紙供給装置４００と、原稿搬送読取ユニット５００とを備えている。原稿搬送読取ユニット５００は、プリンタ部１の上に固定された原稿読取装置たるスキャナ５０２と、これに支持される原稿搬送装置たるＡＤＦ５０１とを有している。

白紙供給装置４００は、ペーパーバンク４０１内に多段に配設された２つの給紙カセット４０２、給紙カセットから記録紙を送り出す送出ローラ４０３、送り出された記録紙を分離して給紙路４０４に供給する分離ローラ４０５等を有している。また、プリンタ部１の給紙路３７に記録紙を搬送する複数の搬送ローラ４０６等も有している。そして、給紙カセット内の記録紙をプリンタ部１内の給紙路３７内に給紙する。

図２は、プリンタ部１の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部１は、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ色のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着ユニット６０等を備えている。また、これらの他、先に図１に示した光書込装置２、カール除去ローラ群３４、排紙ローラ対３５、スイッチバック装置３６、給紙路３７等も備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン用の仕様であることを示している。

プロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、図２に示したように、それぞれ、潜像担持体たる感光体と、その周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ部１本体に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４Ｋの他、これの表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像装置６Ｋを有している。また、後述するＫ用の１次転写ニップを通過した後の感光体４Ｋ表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置１５なども有している。本複写機では、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを、後述する中間転写ベルト２５に対してその移動方向に沿って並べるように対向配設したいわゆるタンデム型の構成になっている。

図３は、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、同図においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。同図に示すように、プロセスユニット３は、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。

感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。無端ベルト状のものを用いても良い。

現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された二成分現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。なお、現像装置６として、二成分現像剤の代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤によって現像を行うタイプのものを使用してもよい。

攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサ１０などを有している。

現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクターブレード１４などを有している。現像スリーブ１２は、非磁性の回転可能な筒状になっている。マグネットローラ１２は、ドクターブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ１３表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。

磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクターブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。攪拌部７内には、トナー濃度センサ１０による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。

ドラムクリーニング装置１５としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体４表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置１５に送ってリサイクルする。

除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。

先に示した図２において、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。

４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。この転写ユニット２４は、複数のローラによって張架した中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃと中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けて押圧している。これら１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップには、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と２次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの２次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３１には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７は接地されている。これにより、２次転写ニップに２次転写電界が形成されている。

この２次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されており、ローラ間に挟み込んだ記録紙を中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括２次転写され、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着ユニット６０へと搬送される。

２次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、２次転写ニップで記録紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置３２によって掻き取り除去される。

定着ユニット６０に搬送された記録紙は、定着ユニット６０内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着ユニット６０から送り出される。そして、図１に示したカール除去ローラ群３４によって形成されるニップと、排紙ローラ対３５によって形成されるニップとを経由した後、機外へと排出される。

紙搬送ユニット２２および定着ユニット６０の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた記録紙が、切換爪で記録紙の進路を記録紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び２次転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。

プリンタ部１の上に固定されたスキャナ５０２は、原稿ＭＳの画像を読み取るための読取手段として、固定読取部５０３と、移動読取部５０４とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する固定読取部５０３は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ５０２のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、ＡＤＦ５０１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳを走査する。

一方、移動読取部５０４は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ５０２のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下であって、固定読取部５０３の図中右側方に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサで受光する。これにより、光学系を移動させながら、原稿を走査する。

プリンタ部１内には、シート状の記録部材である記録紙Ｐを搬送するための搬送路が形成されている。そして、プリンタ部１内では、上述した光書込装置２と、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃと、転写ユニット２４との組合せにより、搬送路内を搬送される記録部材たる記録紙Ｐにトナー像を形成するトナー像形成手段が構成されている。上述した給紙路３７は、この搬送路の一部であり、白紙供給装置４００から受け取った記録紙Ｐを、これに対するトナー像形成位置である２次転写ニップの直前まで搬送するための記録前経路となっている。そして、２次転写ニップ以降が、トナー像形成後の記録紙Ｐを搬送するための記録後経路となっている。この記録後経路は、２次転写ニップと、紙搬送ベルト２９の上部張架面と、定着ユニット６０内と、カール除去ローラ群３４によるニップと、レジストローラ対３５によるニップとを順に辿る経路である。

図４は、実施形態に係る複写機の電気回路の要部を示すブロック図である。同図において、制御部１００は、プリンタ部（図１の１）全体の制御を司るものであり、演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、情報記憶手段たるＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、情報記憶手段たるＲＯＭ（Read Only Memory）１０３等を具備している。そして、情報記憶手段に記憶されているプログラム等に基づいて、各種の処理を実行する。制御部には、Ｉ／Ｏユニット１１０を介して様々な機器やセンサが接続されている。同図においては、便宜上、Ｉ／Ｏユニット１１０に接続される様々な機器のうち、Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体駆動系４０Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍだけを示している。

Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体駆動系４０Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍの構成は、互いに同様になっている。Ｋ用の感光体駆動系４０Ｋを例にすると、これは、次のような構成になっている。即ち、図示しない支持板によって回転自在に支持されるドラム状の感光体４Ｋの回転軸には、カップリング４７Ｋを介して、感光体回転軸と一体となって回転する駆動軸４１Ｋが感光体４Ｋと同一軸線上に並ぶように接続されている。感光体４Ｋは、カップリング４７Ｋの箇所で複写機本体側と分離されて、上述したプロセスユニットの形態で複写機本体から取り外される。複写機本体側に残る駆動軸４１Ｋには、感光体ギヤ４２Ｋが固定されており、これには駆動モータ４９Ｋのモータギヤ４８Ｋが噛み合っている。駆動モータ４９Ｋの駆動によってモータギヤ４８Ｋが回転すると、その回転駆動力が、感光体ギヤ４２Ｋと一体になって回転する駆動軸４１Ｋと、カップリング４７Ｋとを介して感光体４Ｋに伝達される。これにより、感光体４Ｋが回転駆動される。駆動モータ４９Ｋとしては、ブラシレスＤＣモータやステッピングモータからなるものが採用されている。

駆動モータ４９Ｋから感光体４Ｋに至るまでの駆動伝達経路における減速機構の減速比は、感光体４Ｋの目標回転速度とモータ特性との関係などに基づいて適宜決定される。本複写機においては、減速比を１：２０に設定している。この減速比を実現している減速機構は、モータギヤ４８Ｋと感光体ギヤ４２Ｋとの噛み合いだけからなる１段減速機構になっている。このようなシンプルな１段減速機構により、省部品点数化が図られるとともに、歯の噛み合いやギヤ偏心に起因する感光体４２Ｋの周期的な速度変動要因の減少が図られている。また、１段減速機構では、必然的に感光体ギヤ４２Ｋが感光体４Ｋよりも大径な大型のギヤとなるため、ギヤの単一ピッチ誤差を小さくして、副走査方向の印字濃度ムラ（バンディング）の影響を少なくすることもできる。なお、ギヤの歯の噛み合いに起因する超高次の速度変動成分を低減する狙いから、駆動軸４１Ｋ、あるいは感光体４Ｋの回転軸にフライホイールを固定するとよい。

駆動軸４１Ｋには、回転検知手段としてのロータリーエンコーダー４３Ｋが固定されており、このロータリーエンコーダー４３Ｋからの出力は、回転速度検出回路４６Ｋと、Ｉ／Ｏユニット１１０とを介して制御部１００に入力される。ロータリーエンコーダー４３Ｋとしては、次のような公知の光学エンコーダーからなるものを採用している。ガラスやプラスチック等の透明部材からなる円盤の同心円上に一定間隔で付されたコードマークを具備するコードホイール４４Ｋと、コードホイール４４Ｋのコードマークを光学的に検知する回転センサ４５Ｋとを有する光学エンコーダーである。ロータリーエンコーダー４３Ｋは、２つの回転センサ４５Ｋにより、コードホイール４４Ｋ上のコードマークを１８０［°］位相ずれした位置でそれぞれ検知する。コードホイール４４Ｋが駆動軸４１Ｋに対して偏心して取り付けられたとしても、それら２つの回転センサ４５Ｋの検出データを平均化することで、駆動軸４１Ｋの回転角速度を高精度に検知することが可能である。なお、光学エンコーダーに代えて、磁性体からなる円盤の同心円上に付された磁気マークを、磁気ヘッドで検出する磁気エンコーダーを採用していもよい。また、公知のタコジェネレータでもよい。

回転速度検出回路４６Ｋは、ロータリーエンコーダー４３Ｋからの出力される検知信号の時間間隔に基づいて、駆動軸４１Ｋの回転角速度を求めて、制御部１００に出力する。

Ｋ感光体駆動系４０Ｋは、これまで説明したものの他に、モータコントローラ５０Ｋやモータ駆動回路５１Ｋなども有している。モータコントローラ５０Ｋは、駆動モータ４９Ｋの駆動速度の平均値が制御部１００から送られてきた目標速度に合わせるように、モータ駆動回路５１Ｋへの駆動信号を調整する。駆動モータ４９Ｋのモータ軸に固定された図示しない回転検出器からの回転信号Ｓａと、フィードフォワード制御の目標速度とを比較して、その差に基づいて駆動信号を調整する。前述の回転検出器としては、モータ内蔵型の速度センサ、例えばプリントコイル式の周波数発電機（ＦＧ）を用いることができる。周波数発電機としては、内蔵型エンコーダー、例えばＭＲセンサを用いて安価に構成できる。

駆動モータ４９Ｋとして、ＤＣブラシレスモータを採用した場合には、コントローラ５０Ｋに対して、次のような処理を行わせればよい。即ち、回転信号Ｓａに基づくモータ回転速度と、制御部１００からＩ／Ｏユニットを介して送られてくる目標速度とを比較し、モータ回転速度をフィードフォワード制御の目標速度に一致させるように、駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成して駆動回路へ出力する。このような処理については、公知のＰＬＬ制御回路系を用いて実行させることができる。制御部１００から送られているフィードフォワード制御数値に応じて周波数変調したパルス信号を出力するのである。ＰＬＬ制御回路は、このパルス信号と、回転信号Ｓａのパルス信号の位相や周波数とを比較してモータ駆動信号を調整する。

モータ駆動回路５１Ｋは、モータコントローラ５０Ｋから送られてくる駆動信号（ＰＷＭ信号）をアンドゲートによって相切替信号と合成した後、駆動電流のチョッピングを施して、駆動モータ４９Ｋの回転速度を制御するための駆動電流を出力する。ＤＣブラシレスモータからなる駆動モータ４９Ｋは、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相スター結線されたコイルとロータとを有する。さらに、ロータの位置検出部として、ロータの磁極を検知する３個のホール素子を有し、それらの出力端子がモータ駆動回路５１Ｋに接続されている。モータ駆動回路５１Ｋは、ホール素子が発生するロータ位置信号に基づいてロータの位置を特定して相切替信号を生成する。この相切替信号は、モータ駆動回路５１Ｋの各トランジスタをオンオフ制御することで励磁する相を順次切り替えて、ロータを回転させる。

一方、駆動モータ４９Ｋとして、ステッピングモータを採用した場合には、コントローラ５０Ｋに対して、次のような処理を行わせればよい。即ち、制御部１００からＩ／Ｏユニット１１０を介して送られてくる目標速度を示す駆動制御値に基づいて、モータ駆動回路５１Ｋに出力するモータクロックを生成する。そして、モータ駆動回路５１Ｋに対して、モータクロックに応じた駆動電流を駆動モータ４９Ｋに出力させる。このとき、ステッピングモータからの回転信号Ｓａを検出しながら、過度な駆動負荷や過度な加速を要求したことによるモータ脱調をきたすおそれがあるか否かを判定する。そして、モータ脱調のおそれがある場合には、モータクロック周波数を調整して脱調の発生を回避する。脱調を回避する必要がなく、駆動制御値に応じた周波数のモータクロックをそのまま出力することが可能な場合には、モータコントローラ５０Ｋを用いずに、制御部１００からモータクロックを発信させるようにしてもよい。ステッピングモータには、モータクロックに追従して回転する特長があるからである。

回転速度検出回路４６Ｋは、ロータリーエンコーダー４３Ｋの２つの回転センサ４５Ｋからの出力信号に基づいて、それぞれ駆動軸４１Ｋの回転速度を演算しながら、両演算結果を平均化した後に、図示しない記憶回路に一時的に記憶する処理を所定の周期で実施する。このようにして一時記憶されるデータは、Ｉ／Ｏユニット１１０及びデータバス１０４を介して、ＣＰＵ１０１及びＲＡＭ１０２にロードされ、フィードフォワード制御のための速度制御パターンを構築するためのデータとしてＣＰＵ１０１に利用される。なお、ＲＯＭ１０３内には、速度制御パターンを演算するための各種の係数やプログラムが格納してある。制御部１００は、アドレスバス１０５によって、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器などの指定を行っている。

ＣＰＵ１０１は、回転速度検出回路４６Ｋの出力信号パルスのカウント数に基づいて、感光体４Ｋの回転位相を把握する。そして、感光体４Ｋの回転速度が既定速度に達したことを検知すると、感光体４Ｋの回転位相に応じて、ＲＡＭ１０２内に格納されている感光体４Ｋの速度制御パターンのデータ列から、その回転位相に対応するデータを読み込んで、モータコントローラ５０Ｋに目標速度として出力する。なお、駆動モータ４９Ｋの回転数が感光体１回転あたりの整数倍であれば、回転速度検出回路４６Ｋの出力信号パルスに代えて、回転信号Ｓａに基づいて感光体４Ｋの回転位相を把握させることも可能である。

図４においては、Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の４つの感光体駆動系のうち、Ｋ感光体駆動系４０Ｋについてのみ、内部構成を詳細に示しているが、他の感光体駆動系（４０Ｙ，Ｃ，Ｍ）も、Ｋと同様の内部構成を具備している。

次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
本発明者らは、実施形態に係る複写機と同様の試験機を用いて、連続プリント動作時における感光体の残留速度変動の動向を調べる試験を行った。具体的には、まず、連続プリント動作に先立って、駆動モータ４９Ｋを等速で駆動してＫ用の感光体４０Ｋを複数回転させながら、回転速度検出回路４６ＫにＫ用の感光体４０Ｋの回転速度を所定周期で演算、記憶させた。そして、そのデータに基づいて、感光体４Ｋの１回転あたりの速度変動パターンを把握した後、その速度変動パターンを打ち消すような駆動モータ４９Ｋの速度制御パターンを構築する処理を、制御部１００に実行させた。その後、モノクロのテスト画像を連続プリントする連続プリント動作を実行させ、その際、予め構築しておいた前述の速度制御パターンに基づいて駆動モータ４９Ｋの駆動をフィードフォワード制御した。そして、連続プリント動作中には、回転速度検出回路４６Ｋによる回転速度の算出、記憶データをＲＡＭ１０２に順次ロードしていった。連続プリント動作を終えると、ＲＡＭ１０２内のデータに基づいて、フィードフォワード制御していても感光体４Ｋに残ってしまう残留速度変動量を求めた。この残留速度変動量については、複数の周波数の残留速度変動成分についてそれぞれ個別に求めた。すると、ある特定の周波数の残留速度変動成分では、出力枚数の増加に伴って残留速度変動量が増加したが、殆どの周波数帯域では、残留速度変動量に経時的な変化が認められなかった。

図５は、実験によって求めた様々な周波数の残留速度変動のうち、４種類について、連続プリント動作中における経時変化を示すグラフである。図示のように、１．５［Ｈｚ］の周期で発生する残留速度変動は、その変動量が連続プリント動作時間の経過とともに大きく上昇していく。１．５［Ｈｚ］は、感光体４Ｋの１回転周期に相当する。つまり、感光体４Ｋの１回転あたりに対する１次の残留速度変動は、その量が連続プリント動作中に大きく変化していく。また、３［Ｈｚ］の周期で発生する残留速度変動は、１．５［Ｈｚ］の残留速度変動よりもかなり小さいながらも、変動量がプリント動作時間の経過とともに少しずつ上昇していく。つまり、感光体４Ｋの１回転あたりに対する２次の残留速度変動も、少しずつではあるが、変動量が連続プリント動作中に上昇していく。これらに対し、４．５［Ｈｚ］や３０［Ｈｚ］の残留速度変動は、連続プリント動作中に出力枚数が増加していっても、殆ど変化していない。同図には示していないが、５〜３０［Ｈｚ］や、３０［Ｈｚ］以上の周波数帯域においても、残留速度変動量は殆ど変化しなかった。

この試験結果から、感光体４Ｋの速度変動は、特定の周期の変動成分だけに経時変化が現れることがわかった。様々な周期の中でも、特に、１次や２次といった低次の変動成分で経時変化が認められるが、より大きな演算負荷となる高次の速度変動では経時変化が認められない。このことは、制御手段の演算負荷を低減する上で非常に有利である。プリントジョブ中には、それほど演算負荷がかからない低次の残留変動だけ検出して、速度制御パターンを補正すればよいからである。具体的には、図６は、駆動モータ４９Ｋを等速で駆動させたときに検出される感光体４Ｋの速度変動の一例を示すグラフである。駆動モータ４９Ｋを等速で駆動させたときに検出される感光体４Ｋの速度変動は、図示のように、全体としては感光体４Ｋの１回転あたりに１周期分のサインカーブを描くような特性になる。グラフの線がギザギザに細かく波打っているのは、小径のモータギヤの偏心に起因する高次の速度変動成分が含まれているからである。理解を容易にするために、この高次の速度変動成分を除去してみると、速度変動のグラフは、図７のＧ１で示すように、滑らかな曲線となる。この滑らかな曲線Ｇ１は、図中Ｇ２で示す１次変動成分と、図中Ｇ３で示す２次変動成分とが合成されたものである。１次変動成分の方か２次変動成分よりもかなり大きいため、両成分の合成波（以下、低次変動成分波形という）は図示のように全体としては１周期分のサインカーブ状になる。試験機においては、この低次変動成分波形が連続プリント動作時に経時的に変化していくのに対し、図６のグラフで細かいギザギザを形成している高次変動成分波形には経時変化が認められないのである。このため、高次変動成分波形を低次変動成分波形とともに電源ＯＮ時などに１度だけ検出してしまえば、その後は、フィードフォワード中に残ってしまう低次変動成分波形だけを検出し、その結果に基づいて速度制御パターンを補正すればよい。

例えば、連続プリント動作を開始した直後においては、電源ＯＮ時に構築しておいた速度制御パターンを用いたフィードフォワード制御でも、図８に示すように、残留速度変動を非常に小さくすることができる。高次の速度変動にも対応させて速度制御パターンを構築しているので、図６との比較からわかるように、高周波数で発生する微妙な波打ちの波高も大幅に低減できている。連続プリント動作の継続に伴って、感光体４Ｋの速度変動パターンが電源ＯＮの状態から徐々に変化していくと、電源ＯＮ時に構築しておいた速度制御パターンが徐々に実情に見合わなくなっていく。そして、やがて、図９に示すように、残留速度変動の振幅がプリント開始初期のときよりも大きくなる。ここで注目すべき点は、図示の残留速度変動のグラフは、低次変動成分波形の振幅が図８よりも大きくなっているものの、高次変動成分波形（細かいギザギザ）の波高は図８と同じになっていることである。これは、残留速度変動のうち、高次の変動成分については、連続プリントが継続して行われたとしても、電源ＯＮ時に構築した速度変動パターンで十分に対応できていることを示している。

なお、感光体の速度変動成分のうち、１次や２次の速度変動成分だけが連続プリント時間の経過に伴って変化していく理由は、次のように考えられる。即ち、クリーニングブレード（１６）の感光体表面に対する接触圧が連続プリント時間の経過に伴って変化していくことで、感光体の回転軌道を微妙に変化させていくからだと考えられる。また、ファーブラシ（１７）の感光体表面への潤滑剤の塗布ムラが長期に渡って同じ分布で発生することで、やがて感光体の速度変動がその塗布ムラに従ったものに徐々に変化していくことも、原因の１つとして考えられる。

図１０は、制御手段によって実施される電源ＯＮ時処理ルーチンを示すフローチャートである。複写機の図示しない電源がＯＮされると、制御手段はまず初めにこの電源ＯＮ時処理ルーチンを実行してから、ユーザーからのプリント命令を受け付ける。このルーチンでは、まず、フラグＡについてＯＮになっているか否かを判定する（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）。このフラグＡは、電源がＯＦＦされた時点で直ちにＯＦＦされるようになっている。また、電源ＯＮ時処理ルーチンが実行されるとＯＮされるようになっている。よって、Ｓ１の工程で、フラグＡがＯＮになっていれば（Ｓ１でＹ）、電源ＯＮ後に既に電源ＯＮ時処理ルーチンを実行したことになる。よって、この場合、一連の制御フローを直ちに終了する。これに対し、フラグＡがＯＮになっていなければ（Ｓ１でＮ）、一連の制御フローが引き続き実行される。そして、各色についてそれぞれ、駆動モータを等速で駆動しながら感光体の回転速度を計測する（Ｓ２）。具体的には、ＣＰＵ１０１が、各色のモータコントローラ（Ｋであれば５０Ｋ）に対して、所定時間だけ駆動モータを等速で駆動させるための指令を出力する。また、同時に、各色の回転速度検出回路（Ｋであれば４６Ｋ）に対して、感光体の回転速度を所定の周期で算出して結果を順次記憶させるための指令を出力する。電源ＯＮ時処理ルーチンの実施時間はできるだけ短いことが望ましいので、各色について感光体３回転分ほどの回転速度データをサンプリングするようになっている。但し、駆動モータを等速で駆動しないで回転速度データをサンプリングする方法もある。駆動モータを所定の制御パターンで駆動して、演算、記憶した感光体の１周あたりの回転速度データから、駆動モータの所定の制御パターンに起因した速度変動分を減算することで、駆動モータを等速で駆動した場合と同等のデータを得ることが可能である。

このようにして各色の感光体の回転速度データを計測したら、次に、ＣＰＵ１０１が各色についてそれぞれ、Ｓ３〜Ｓ８の工程を行う。具体的には、回転速度検出回路から回転速度データを読み込んで（Ｓ３）、ＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response Filter）処理を施しながら（Ｓ４）、結果をＲＡＭ１０２に記憶させていく。ＦＩＲフィルタ処理は、回転速度データに含まれる超高周波の変動成分を除去するための処理であり、これにより、感光体１回転たりに５０次を超える変動成分が除去される。ＦＩＲフィルタ処理に代えて、ＩＩＲフィルタ（Infinite Impulse Response Filter）を用いてもよいが、直線位相特性となる点や波形変形が少ない点から、ＦＩＲフィルタ処理の方が優れている。ＦＩＲフィルタ処理のように、直線位相特性となるフィルタ処理では、演算実施による位相遅れの補正を簡単なシフト処理（保存先番号のシフトや読込タイミングのシフトなど）で行うことが可能である。

図１１は、実施形態に係る複写機の制御部１００によって実施されるフィルタ処理の周波数特性を示すグラフである。このグラフにおける縦軸のＧａｉｎは、検出される速度変動成分の振幅をどの程度透過させるのかを示している。Ｇａｉｎが１である周波数では、速度変動成分がそのままの振幅で次工程に出力される。また、Ｇａｉｎが０である周波数では、速度変動成分が完全に遮断される。実施形態に係る複写機における感光体の回転周波数は１．５［Ｈｚ］であり、駆動モータの回転周波数は３０［Ｈｚ］である。そこで、制御部１００は、図示のように、電源ＯＮ時処理ルーチンで実施するＦＩＲフィルタ処理として、５０［Ｈｚ］までの速度変動成分については、１００［％］の振幅で透過させる処理を実施するようになっている。７０［Ｈｚ］を超える超高周波のノイズ成分については、完全に遮断するようになっている。本例では、７０Ｈｚまでの変動成分を検出する５０次のＦＩＲフィルタ処理を採用している。このようなＦＩＲフィルタ処理を実施すると、演算処理を実施している最中に２５データ分に相当する位相遅れが生じるため、ＦＩＲフィルタ処理後のデータに対してメモリ先をシフトして格納するなどの処理を施して、位相補正を行っている。

ＦＩＲフィルタ処理を終えたら、次に、ＲＡＭ１０２内に格納したデータに対して周平均処理を施す（Ｓ５）。この周平均処理により、ＦＩＲフィルタを透過した速度変動成分のうち、感光体の１周期に同期しない周波数の速度変動成分を低減する。電源ＯＮ時処理ルーチンでは、プリントジョブ時とは異なり、最小限の部材だけを駆動している状態であるので、検出されるノイズ成分は比較的少ない。但し、全く検出されないわけではなく、不定期に突発的に発生するノイズ成分もあるので、感光体を１回転させるだけではなく、３〜５回転させ、１回転あたりの各時点における速度を、その間の平均としてそれぞれ求めるのである。

周平均処理を終えたら、次に、感光体１回転あたりの各時点における平均速度データのそれぞれに基づいて、感光体１回転あたりの速度変動パターンを解析する（Ｓ６）。具体的は、まず、１回転あたりの各時点における平均速度データから、予め設定された目標速度を減じて、各時点の速度変動量を算出する。各時点における速度変動量のデータを１回転分並べたものが、速度変動パターンのデータである。なお、目標速度は、出力モード（カラー、モノクロ、画質優先、速度優先など）に応じて異なる値が設定される。

これまで説明してきたＳ２からＳ６までの工程が、本発明における変動パターン把握処理である。具体的には、ユーザーからの命令に基づくプリントジョブを実行しない状態で駆動源たる駆動モータを等速で駆動しながら、回転検知手段たる回転速度検出回路からの出力に基づいて感光体の速度変動を検出して、感光体の整数回転（１回転）あたりにおける速度変動パターンを把握する処理である。

速度変動パターンを解析したら、次に、それに基づいて速度制御パターンを構築する（Ｓ７）。具体的には、速度変動パターンの波形を反転させた反転パターンを生成する。この反転パターンは、速度変動パターンとの重畳により、速度変動パターンの波形を完全に打ち消すことができる。つまり、速度変動パターンの波形を水平方向に延びる直線にすることができる。反転パターンを生成したら、その反転パターンの波形の各時点における値（以下、反転値という）に対応するモータ制御値を算出する。例えば、駆動モータとして、モータ駆動回路（Ｋであれば５１Ｋ）へのモータクロックを４００パルス入力すると１回転する１−２相励磁型のステッピングモータを用いたとする。また、駆動モータから感光体までの減速比が１／２０に設定されているとする。この場合、駆動モータに対してモータクロックを８０００パルス入力すると、感光体が１回転する。その８０００個のパルスのデータをそれぞれ上述した反転値に基づいて算出してモータ制御値とする。それら８０００個のモータ制御値が速度制御パターンのデータである。このようにＳ７で実行される処理が、速度変動パターンに基づいて、感光体の周期的な速度変動を低減する駆動モータの速度制御パターンを構築する制御パターン構築処理である。

制御パターン構築処理を終えたら、８０００個のモータ制御値をＲＡＭ１０２に記憶する（Ｓ８）。ＲＡＭ１０２内には、８０００個のモータ制御値からなる速度制御パターンのデータを格納する領域が２つ用意されており、その一方の格納する。最後に、フラグＡをＯＮにして一連の制御フローを終了する。

図１２は、制御手段によって実施される制御パターン補正時ルーチンの制御フローを示すフローチャートである。この制御パターン補正時ルーチンは、プリントジョブ中における所定のタイミングで開始される。この制御パターン補正時ルーチンにおいて、ＣＰＵ１０１は、各色のモータコントローラ（Ｋであれば５０Ｋ）に対して、それぞれＲＡＭ１０２内に格納されている速度制御パターンのデータに基づいて駆動指令を出力する。また、同時に、各色の回転速度検出回路に対して、感光体の回転速度を所定の周期で算出して結果を順次記憶させるための指令を出力する。これにより、各色についてそれぞれ（モノクロモードではＫのみ）、駆動モータの駆動速度を速度制御パターンのデータに基づいて微調整している状態で、感光体の速度を計測する（Ｓ１１）。そして、回転速度検出回路から回転速度データを順次読み込んで（Ｓ１２）、ＬＰ（Low pass）フィルタ処理を施しながら（Ｓ１３）、ＲＡＭ１０２内に記憶させていく。このＬＰフィルタ処理では、電源ＯＮ時処理ルーチンにおけるＦＩＲフィルタ処理とは異なり、低次の変動成分だけを透過させる。具体的には、ＬＰフィルタ処理では、先に図１１に示したように、１０［Ｈｚ］を超える帯域の変動成分を殆ど透過させない。これに対し、感光体の１回転周期である１．５［Ｈｚ］の変動成分、即ち、感光体の１回転に対する１次の変動成分については、その９５［％］ほどを透過させる。また、感光体の１回転に対する２次の変動成分（３Ｈｚ）については、その８０［％］ほどを透過させる。このような、低次の変動成分だけを検出するＬＰフィルタ処理では、超高次の速度変動成分を完全に除去した上で、７０［Ｈｚ］という高次の変動成分を高精度に検出している５０次のＦＩＲフィルタ処理とは異なり、演算負荷を非常に軽くすることができる。つまり、５０次を超える超高次成分を除去して低周波成分を透過させるのが目的のＬＰフィルタ処理では、図１１のＦＩＲフィルタ処理のような急峻な周波数特性は必要なく、図１１のＬＰフィルタ処理のような緩やかな周波数特性で良いため、フィルタ処理での演算負荷は非常に軽くなる。

ＬＰフィルタ処理を終えたら、次に、ＲＡＭ１０２内に格納したデータに対して周平均処理を施す（Ｓ１４）。プリントジョブ中には、速度データに多くのノイズ成分が含まれるため、電源ＯＮ時処理ルーチンにおける周平均処理よりも多くの周回で１回転あたりの各時点における速度を平均する。例えば、１０回転くらいである。

周平均処理を終えたら、次に、残留変動検出処理を行う（Ｓ１５）具体的には、感光体１回転に対する１次及び２次の速度変動成分の振幅と位相とを検出する。検出する方法としては、全時点における速度データの平均値をゼロとして、変動値のゼロクロス又はピーク値から、その変動成分の振幅と位相とを検出する方法が挙げられる。但し、この方法では、検出結果がノイズの影響を大きく受けるため、誤差が大きく実用的でない。そこで、本複写機では、速度データから感光体の回転周期で発生している変動成分の振幅と位相とを直交検波によるデータ処理（直交検波処理）で算出する方法を採用している。直交検波処理とは、通信分野の復調回路に用いられている公知の信号解析技術である。

図１３は、直交検波処理の内容を示すブロック図である。本複写機では、各時点における速度データが入力信号１４０として用いられる。発振器１４１は、検出したい周波数成分、ここでは、感光体の回転周期の周波数で、第１乗算器１４３ａと９０°位相シフト器１４２とに出力する。第１乗算器１４３ａは、入力信号１４０と発振器１４１から出力された発振周波数の信号とを乗算し、第２乗算器１４３ｂは、入力信号１４０と９０°位相シフト器１４２から出力された信号とを乗算する。乗算器１４３ａ，１４３ｂによって、入力信号１４０を感光体の同相成分（Ｉ成分）の信号と直交成分（Ｑ成分）の信号に分離しており、第１乗算器１４３ａからの出力がＩ成分であり、第２乗算器１４３ｂからの出力がＱ成分である。第１ＬＰＦ１４６ａは、第１乗算器１４３ａで乗算された信号について低周波帯域の信号のみを通過させる。本複写機においては、発振周期の整数倍周期分のデータ、即ち、感光体の１回転分の速度データを平滑化するローパスフィルタを用いる。第２ＬＰＦ１４６ｂも同様である。振幅演算部１４４は、２つの入力（Ｉ成分とＱ成分）に対応する振幅ａ（ｔ）を算出する。また、位相演算部１４５は、２つの入力に対応する位相ｂ（ｔ）を算出する。このａ（ｔ）とｂ（ｔ）とが、感光体の周期変動成分の振幅、及び任意の基準タイミングからの位相角である。なお、感光体１回転に対する２次の変動成分や駆動モータ回転周期の変動成分の振幅及び位相を検出したい場合には、発振周期を２次成分やモータ回転周期に設定して同様の処理を行えばよい。このようにして速度データの変動成分の振幅及び位相の算出を、直交検波処理によって行うことで、変動値のゼロクロスやピーク検知による方法に比べて、振幅及び位相を高精度に算出することが可能である。このようにして周期変動成分の振幅及び位相を算出する方法としては、フーリエ変換解析（ＦＦＴ解析）を実行して所望の周波数成分値から算出する方法があるが、直交検波処理の方が大幅に演算負荷が小さく、本複写機のように画像出力動作中に実行するには適切な処理である。

直交検波処理によって各周期成分の振幅及び位相を算出したら、感光体１回転分の各時点における残留速度変動値を算出する。なお、ＬＰフィルタ処理の周波数特性から、ＬＰフィルタ処理による各周期成分の減衰（平滑化）と位相遅れとを算出しておき、残留速度変動値の減衰と位相遅れとを補正する。これにより、感光体１周分における１次及び２次の変動成分を含んだ残留速度変動パターンが得られる。

このようにして残留変動検出処理を終えたら、次に、制御パターン補正処理を実施する（Ｓ１６）。この制御パターン補正処理では、まず、残留速度変動パターンの波形を反転させた反転パターンを生成する。そして、その反転パターンの波形の各時点における反転値に対応するモータ制御値を算出する。次いで、算出していた各時点におけるモータ制御値を、それまで使用していた速度変動パターンの各時点におけるモータ制御値に加算することで、速度変動パターンを補正する。

制御パターン補正処理を終えると、次に、速度制御パターンのデータを更新する（Ｓ１７）。具体的は、上述したように、ＲＡＭ１０２内には、各色についてそれぞれ８０００個のモータ制御値からなる速度制御パターンのデータを格納する領域が２つ用意されている。電源がＯＮされて電源ＯＮ時処理ルーチンが実行された直後は、各色についてそれぞれ、それら２つの領域のうち、一方の領域（以下、第１領域という）だけに、初期の速度制御パターンのデータが格納されている。電源ＯＮ時処理ルーチンの後、初めに図１２の制御パターン補正時ルーチンが実行されるときには、各色の駆動モータがその初期の速度制御パターンに基づいて駆動される。そして、補正後の速度制御パターンのデータがもう一方の領域（以下、第２領域という）に記憶される。その後、初期の速度制御パターンを利用した駆動制御の１周期終了タイミングが到来すると、駆動モータの駆動速度の微調整に用いる速度制御パターンのデータを、それまで使用していた初期データから、もう第２領域に新たに領域に記憶したものに変更する。そして、次回の制御パターン補正時ルーチンでは、第２領域に格納されている新たな速度制御パターンに従って駆動モータを駆動しながら、補正後の速度制御パターンを第１領域に上書きし、１周期終了タイミングが到来した時点で、使用する速度制御パターンを第２領域のものから第１領域のものに切り替える。

図１２に示した制御パターン補正時ルーチンについては、プリントジョブ中における感光体の周回毎に実施してもよいが、そうすると、速度制御パターンの補正によって速度変動を却って大きくしてしまう周回を発生させるおそれがでてくる。具体的には、残留速度変動は、プリントジョブ中の出力枚数の増加に伴って、少しずつ増加していくので、感光体の互いに連続する２つの周回の間で残留速度変動が急激に大きくなることはない。このため、周回毎に速度制御パターンを更新するメリットはそれほどない。むしろ、ある周回でユーザーの操作による衝撃などが加えられたなどの突発的な要因によって残留速度変動が突発的に大きくなった場合に、それを検知した結果に基づいて次の周回の速度制御をしてしまうため、次の周回では却って残留変動を大きくしてしまう。これに対し、適度な時間間隔をおいて制御パターン補正時ルーチンを実行する場合には、例えば１０周回など、適度な周回の残留変動を平均した結果に基づいて速度制御パターンを補正することが可能になる。よって、ある周回で突発的な要因による速度変動を検知したとしても、その速度変動の影響をほぼ取り除いて速度制御パターンを適切に補正することができる。

そこで、本複写機においては、制御パターン補正処理を実施した後の経過時間が所定時間（例えば５分）を超えたことに基づいて、次回の制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、制御手段を構成している。これにより、連続プリント動作中においては、所定時間経過毎に制御パターン補正処理が実行される。また、プリントジョブを停止した状態でプリント命令の受信を比較的長時間にわたって待機した後、プリントジョブを開始するときには、ジョブ開始後すぐに制御パターン補正処理が実行される。

先に示した図４において、制御手段の一部を構成する回転速度検出回路４６Ｋは、回転検知手段としてのロータリーエンコーダー４３Ｋからの出力に基づいて、感光体４Ｋの各周回における基準タイミングを把握して、ＣＰＵ１０１に対してタイミング信号を出力するようになっている。具体的には、感光体４Ｋが１回転する間にロータリーエンコーダー４３Ｋから出力されるパルス数は各周回で一定である。つまり、ロータリーエンコーダー４３Ｋから出力されるパルス数が所定数になった時点で、感光体４Ｋがちょうど１回転したことになる。回転速度検出回路４６Ｋは、感光体４Ｋの駆動開始時にロータリーエンコーダー４３Ｋからの初めのパルスを受信した時点を基準タイミングとする。そして、以降、感光体４Ｋが１回転する毎の初めのパルスを受信した時点を基準タイミングとして、それぞれの基準タイミングでＣＰＵ１０１に対してタイミング信号を出力する。ＣＰＵ１０１は、回転速度検出回路４６Ｋから送られてくるタイミング信号と、自らが解析した残留速度変動パターンの波形とに基づいて、各周回の各時点における速度制御パターンの読み込みモータ制御値を特定する。かかる構成では、感光体４Ｋが所定の回転角度になったタイミングを基準タイミングとして検知する基準タイミング検知手段を設けることなく、各周回の各時点における速度制御パターンの読み込みモータ制御値を特定することができる。

次に、実施形態に係る複写機の各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。
［第１変形例］
第１変形例に係る複写機においては、Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用の感光体４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍについてそれぞれ、各周回で所定の回転角度になったタイミングを基準タイミングとして検知する基準タイミング検知手段を設けている。かかる基準タイミング検知手段としては、コードホイールが所定の回転角度まで回転する度にそれを検知してタイミング信号を出力するタイプのロータリーエンコーダーを例示することができる。感光体ギヤ４２Ｋの所定位置に付した目印を所定の回転位置で検知するセンサなどでもよい。ＣＰＵ１０１は、各色についてそれぞれ、基準タイミング検知手段からの出力に基づいて、感光体の各周回の各時点における速度制御パターンの読み込みモータ制御値を特定する。

かかる構成においては、ロータリーエンコーダーからのパルス数をカウントするというカウント処理を行うことなく、感光体の各周回の各時点における速度制御パターンの読み込みモータ制御値を特定することができる。

［第２変形例］
第２変形例に係る複写機の制御手段は、制御パターン補正処理を実施した後のプリント出力枚数が所定枚数に達したこと（あるいは超えたこと）に基づいて、次回の制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するようになっている。かかる構成では、プリント出力枚数に基づいて、先行する制御パターン補正処理と、次回の制御パターン補正処理との間に適切な時間間隔をあけることができる。

［第３変形例］
第３変形例に係る複写機の制御手段は、制御パターン補正処理を実施した後の環境変動量が所定量に達したことに基づいて、次回の制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するようになっている。環境変動量としては、機内温度センサによる温度検知結果に基づく機内温度変動量を採用している。かかる構成では、機内温度変動量に基づいて、先行する制御パターン補正処理と、次回の制御パターン補正処理との間に適切な時間間隔をあけることができる。

［第４変形例］
第４変形例に係る複写機の制御手段は、残留速度変動パターンの振幅が所定値に達したことに基づいて、次回の制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するようになっている。かかる構成では、残留速度変動パターンの振幅に基づいて、先行する制御パターン補正処理と、次回の制御パターン補正処理との間に適切な時間間隔をあけることができる。

これまで、各色の感光体に形成した各色トナー像を中間転写ベルトに重ね合わせて転写する複写機について説明したが、各色トナー像をベルト部材などの表面移動体の表面に保持している記録部材に重ね合わせて転写する方式の画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。

実施形態に係る複写機を示す概略構成図。 同複写機におけるプリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。 同プリンタ部におけるタンデム部の一部を示す部分拡大図。 同複写機の電気回路の要部を示すブロック図。 連続プリント動作中における残留速度変動量の経時変化を示すグラフ。 駆動モータを等速で駆動させたときに検出される感光体の速度変動の一例を示すグラフ。 図６の波形から高次の変動成分を取り除いた平滑化波形と、その平滑化波形に含まれる１次成分波形及び２次成分波形とを示すグラフ。 電源ＯＮ後の初めのプリントジョブにおける残留速度変動を示すグラフ。 連続プリントジョブで多くの出力を行った後の残留速度変動を示すグラフ。 制御手段によって実施される電源ＯＮ時処理ルーチンを示すフローチャート。 フィルタ処理の周波数特性を示すグラフ。 制御手段によって実施される制御パターン補正時ルーチンの制御フローを示すフローチャート。 直交検波処理の内容を示すブロック図。

符号の説明

４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ：感光体（像担持体）
４３Ｋ：ロータリーエンコーダー（回転検知手段）
４６Ｋ：回転速度検出回路（制御手段の一部）
４９Ｋ：駆動モータ（駆動源）
５０Ｋ：モータコントローラ（制御手段の一部）
５１Ｋ：モータ駆動回路（制御手段の一部）
１００：制御部（制御手段の一部）

Claims (8)

1. 自らの回転する周面に可視像を担持する像担持体と、該像担持体を回転駆動するための駆動力を発揮する駆動源と、該像担持体の回転角速度又は回転角変位を検知する回転検知手段とを備えるとともに、
   ユーザーからの命令に基づくプリントジョブを実行しない状態で該駆動源を駆動しながら、該回転検知手段からの出力に基づいて該像担持体の速度変動を検出して、該像担持体の整数回転あたりにおける速度変動パターンを把握する変動パターン把握処理と、
   該速度変動パターンに基づいて、該像担持体の周期的な速度変動を低減する該駆動源の速度制御パターンを構築する制御パターン構築処理と、
   少なくとも、該像担持体の周面上の可視像を転写体に転写する工程、あるいは、該像担持体の周面に対して別の像担持体上の可視像を転写する工程、である転写工程の実施中に、該駆動源の駆動速度を該速度制御パターンに従って微調整する速度微調整処理と、
   該速度微調整処理を実施しているにもかかわらず、像担持体に残ってしまう残留速度変動を検出して、該像担持体の整数回転あたりにおける残留速度変動パターンを把握する残留パターン把握処理とを実施する制御手段を備える画像形成装置において、
   上記変動パターン把握処理で検出対象とする速度変動の周波数帯域よりも、上記残留パターン把握処理で検出対象とする残留速度変動の周波数帯域を狭くし、且つ、該残留パターン把握処理で把握した残留速度変動パターンに基づいて、該残留速度変動をも低減し得るパターンになるように上記速度制御パターンを補正する制御パターン補正処理を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記速度微調整処理にて、上記回転検知手段からの出力に基づいて、上記像担持体の各周回でそれぞれ上記像担持体の各周回における基準タイミングを把握し、把握結果に基づいて上記駆動源の駆動速度を微調整するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   上記像担持体について各周回でそれぞれ所定の回転角度になったタイミングを基準タイミングとして検知する基準タイミング検知手段を設けるとともに、
   上記速度微調整処理にて、該基準タイミング検知手段からの出力に基づいて上記駆動源の駆動速度を微調整するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
   上記残留パターン把握処理にて、上記像担持体の１回転あたりにおける１次の残留速度変動、及び２次の残留速度変動を検出するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
   上記制御パターン補正処理を実施した後の経過時間に基づいて、次回の上記制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
   上記制御パターン補正処理を実施した後のプリント出力枚数に基づいて、次回の上記制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
   上記制御パターン補正処理を実施した後の環境変動量に基づいて、次回の上記制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至４の何れかの画像形成装置において、
   上記残留速度変動パターンの振幅に基づいて、次回の制御パターン補正処理の実施タイミングを決定するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。

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