JP2014119596A

JP2014119596A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2014119596A
Application number: JP2012274575A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Kimura; 俊範木村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-30

Abstract

【課題】一次転写部の転写圧を増大させることなく、感光ドラムとＩＴＢの表面速度に差が生じるのを防止し、色ずれ等の画像不良の発生を防止する。
【解決手段】副走査同期露光により、感光ドラム１００の表面位置の検知に同期して感光ドラム１００にトナー像が形成される。画像形成期間（少なくともトナー像が一次転写される際）に、ＩＴＢ１０８を一定の表面速度で回転させると共に、ＩＴＢ１０８との間の摩擦力によって感光ドラム１００がＩＴＢ１０８に従動駆動されるよう、ＣＰＵ２１が制御する。その際、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間の摩擦状態を静止摩擦状態とするためのアシストトルクを感光ドラム１００に与えるようＢＬＤＣモータ３０を制御する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、像担持体に形成されたトナー像が中間転写体に転写される、複写機、複合機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、複写機、複合機、ファクシミリ等で適用されている電子写真方式の画像形成装置は、トナー像を担持する感光ドラム（像担持体）と中間転写ベルト（中間転写体）（以下「ＩＴＢ」と記す）を有する。これら感光ドラムとＩＴＢとの表面速度が共に定速になるように駆動されることが市場で求められている。

その理由として第一に、感光ドラム上に静電潜像を描くレーザー露光として時間同期露光が採用される場合、感光ドラムの表面速度が変動すると、レーザー照射位置が、本来照射されるべき位置からずれてしまうためである。また第二として、感光ドラム上に形成されたトナー画像がＩＴＢに転写されるプロセス（一次転写）においても、感光ドラムとＩＴＢの表面速度に交流的な速度差がある場合、ＩＴＢ上に転写されるトナー画像の位置が本来転写されるべき位置からずれる。その結果として、記録紙上に転写される画像には、色ずれ（各色間の位置ずれ）、バンディング（周期的な位置ずれ）と呼ばれるような画像不良が発生するからである。

そのため、感光ドラム及びＩＴＢの駆動においては、各種の速度検知センサ等を用いて、駆動源であるモータをＣＰＵが速度フィードバック制御することで高精度な定速性を確保している。モータとしては、安価、静音、高効率である点から、ブラシレスＤＣモータ（以下「ＢＬＤＣモータ」と記す）を用いたものが多用されている。

そして最近では、ＢＬＤＣモータを用いた速度フィードバック制御として、ドラム軸上にロータリエンコーダを配置し、ＣＰＵがドラム軸の回転速度を定速にするようモータ制御をする方法が採用される例がある。しかし、上述の速度フィードバック制御において、ＣＰＵはドラム軸の回転速度を把握しているが、感光ドラムの表面速度は把握していない。そのため、ドラム軸の偏心やドラム径の精度等から、ドラムの表面速度を定速に制御することが困難となっている。同様なことはＩＴＢにおいても言え、ＩＴＢを駆動しているＩＴＢ駆動ローラの軸偏心やローラ径の精度、ＩＴＢの厚みムラ等からそれが説明できる。

また、画像不良を起こす原因としては、感光ドラムの表面とＩＴＢの転写面との間の摩擦による相互干渉も挙げられる。これは、感光ドラムまたはＩＴＢのいずれか一方に生じている速度変動の影響が他方に伝達されてしまうという問題である。

この他にも、ＩＴＢ上に担持されているトナー画像を記録紙上に転写（二次転写）する際において、記録紙が厚紙である場合には特に、ＩＴＢ上に突発的な負荷変動が生じる。それにより高周波の速度変動が発生し、一次転写における位置ずれの原因となる。

このように、画像不良を起こす原因は多岐に渡って存在しており、全てを解決することは非常に困難な課題となっている。そこで、特許文献１に記載されているように、画像胴（：感光ドラムが相当）を画像転写胴（：ＩＴＢが相当）が摩擦により従動駆動するような構成がある。

これには、以下に述べるメリットがある。まず、感光ドラム上の画像がＩＴＢ上の画像となるから、感光ドラム上の位置基準で画像を形成すれば、感光ドラムの回転ムラの影響はキャンセルされる。また、ＩＴＢの二次転写部へ記録紙が突入する時のショック等によりＩＴＢの速度変動が生じたとしても、感光ドラム上の画像とＩＴＢ上の画像との一致が確保されるため、一次転写における画像不良が発生しない。

特開２００２−３３３７５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように、摩擦力を用いて感光ドラムをＩＴＢで適切に（滑りなく）従動駆動させるためには、一次転写時部の転写圧を大きくしなければならない。一次転写部の転写圧を大きくすると、感光ドラム及びＩＴＢに生じる負荷が増加して駆動トルクが増大し、感光ドラムとＩＴＢの表面速度に差が生じやすくなり、色ずれ等の画像不良を生じるという問題がある。

そこで、本発明は、一次転写部の転写圧を増大させることなく、感光ドラムとＩＴＢの表面速度に差が生じるのを防止し、色ずれ等の画像不良の発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、回転可能な像担持体と、前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、前記像担持体の表面位置を検知する検知手段と、前記検知手段による表面位置の検知に同期して前記像担持体にトナー像を形成する形成手段と、回転可能で、前記像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体を回転駆動する第２の駆動手段と、前記トナー像が転写される際、前記像担持体と前記中間転写体とを当接させつつ前記中間転写体を一定の表面速度で回転させると共に、前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦力によって前記像担持体が前記中間転写体に従動駆動されるよう、前記第２の駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記像担持体が前記中間転写体に従動駆動される際の前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦状態を静止摩擦状態とするためのアシストトルクを前記像担持体に与えるよう、前記第１の駆動手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、一次転写部の転写圧を増大させることなく、感光ドラムとＩＴＢの表面速度に差が生じるのを防止し、色ずれ等の画像不良の発生を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部の概略断面図である。感光ドラムを駆動するための電気的、機械的な構成を示す模式図である。ＩＴＢを駆動するための電気的、機械的な構成を示す模式図である。感光ドラム及びＩＴＢの断面の模式図である。感光ドラムに生じる負荷トルク、及び、感光ドラムとＩＴＢとの接触による摩擦トルクを説明する図である。負荷トルクが画像形成プロセス中にどのように変化していくのかを示した遷移図である。負荷トルクが画像形成プロセス中にどのように変化していくのかを示した遷移図である。負荷トルクが画像形成プロセス中にどのように変化していくのかを示した遷移図である。１組の感光ドラムと表面位置検知部との関係を示す拡大図である。制御器の内部構成及び関連要素を示すブロック図である。プリント時において、感光ドラムを回転させる際のトルク指令値と感光ドラムの表面速度との関係を示す図である。Ｄｕｔｙ比ＵＰ／ＤＯＷＮ測定シーケンスにおいてトルク指令値と感光ドラムの表面速度との関係を示す図である。プリント動作のフローチャートである。アシストトルクの導出処理のフローチャートである。Ｄｕｔｙ比ＵＰ測定シーケンスのフローチャートである。Ｄｕｔｙ比ＤＯＷＮ測定シーケンスのフローチャートである。第２の実施の形態に係る画像形成装置の要部の概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部の概略断面図である。

本画像形成装置として、電子写真方式のカラーの画像形成装置を例示する。ただし、像担持体に形成されたトナー像が中間転写体に転写される画像形成装置であればよく、複写機、複合機、ファクシミリ等にも本発明を適用可能である。

まず、紙面上に画像を形成する画像形成プロセスに関して説明する。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像を形成するための４つのステーションを有する。各ステーションの構成要素は共通であるので、以降、ステーションごとに各構成要素を区別しないときは同じ符号を用い、区別するときは符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付す。

本画像形成装置は、各々回転可能な像担持体としての４つの感光ドラム１００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、回転可能な中間転写体としての中間転写ベルト（以下「ＩＴＢ」と記す）１０８を備える。画像形成装置の全体の制御を司る上位ＣＰＵ１０（図２）が、記録紙Ｐへの作像命令を受けると、感光ドラム１００、ＩＴＢ１０８が回転を始める。それと共に、帯電ローラ１０５、現像器１０２の現像スリーブ１０３、一次転写ローラ１０７、二次転写部の二次転写内ローラ１１１、定着器１１３の定着ローラが回転を始める。

帯電ローラ１０５には不図示の高圧電源が繋がっており、直流電圧、または直流電圧に正弦波電圧を重畳した高電圧が印加される。これにより、接触している感光ドラム１００の表面は一様に、高圧電源から与えられる直流電圧と同電位に帯電される。

次に、感光ドラム１００の回転により、帯電された感光ドラム１００の表面が、露光装置１０１からのレーザー光（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）の照射位置に至り、画像信号に応じた露光が露光装置１０１によってなされる。それにより、感光ドラム１００上に静電潜像が形成される。

その後、現像器１０２では、不図示の高圧電源によって、現像スリーブ１０３に、直流に矩形波電圧を重畳した高電圧が印加される。負電荷のトナーが現像スリーブ１０３より正電位（現像スリーブに対して正、ＧＮＤに対して負）である潜像に現像され、現像スリーブ１０３は、図１の時計方向に回転する。

４つの感光ドラム１００上のトナー像は、一次転写ローラ１０７によってＩＴＢ１０８に重ねて転写（一次転写）され、さらに二次転写内ローラ１１１及び二次転写外ローラ１１２によって記録紙Ｐに転写（二次転写）される。なお、一次転写ローラ１０７、二次転写内ローラ１１１にも、トナー像を転写するための直流高圧が不図示の高圧電源から印加されている。

感光ドラム１００上に残った転写残トナーは、クリーナーブレード１０４によって掻き取られ回収される。ＩＴＢ１０８に残った転写残トナーは、ＩＴＢクリーナー１０９によって掻き取られ回収される。記録紙Ｐに転写されたトナー像は、定着器１１３によって圧力と温度により記録紙Ｐに定着されることにより、カラー画像が得られる。以上が、画像形成プロセスの簡単な説明である。

また、各感光ドラム１００の表面位置を検知する検知手段として、表面位置検知部１０６が、各感光ドラム１００に対応して配設されている。

次に、感光ドラム１００及びＩＴＢ１０８の駆動構成を説明する。この画像形成装置は、画像形成に際し、ＩＴＢ１０８と感光ドラム１００とを当接させつつＩＴＢ１０８を一定の表面速度で動作させ、両者間の摩擦力によって、ＩＴＢ１０８に感光ドラム１００が従動駆動されるように構成される。

図２は、感光ドラム１００を駆動するための電気的、機械的な構成を示す模式図である。感光ドラム１００は、ドラム軸５０に対してカップリング５２を介して同軸に機械的に接続される。またドラム軸５０には、減速ギヤ５１及びロータリエンコーダ４０が固定して配置されている。ロータリエンコーダ４０は、ドラム軸５０の回転速度を検出する（検出手段）。

第１の駆動手段であるブラシレスＤＣモータ（以下「ＢＬＤＣモータ」）３０からの駆動力は、モータ軸ギヤ３２と減速ギヤ５１との噛み合いによりドラム軸５０へ伝達される。制御器２０は、上位ＣＰＵ１０からの指令信号（駆動オン・オフ、レジスタ設定値等）を受け、モータドライバＩＣ２４に各種制御信号（駆動オン・オフ、ＰＷＭ信号等）を出力する。

なお、ＰＷＭ信号とはパルス幅変調信号のことであり、信号がハイレベルの区間を信号１周期期間で割ったものをＤｕｔｙ比とし、その大きさはパーセントで表現される。Ｄｕｔｙ比は、ＢＬＤＣモータ３０の回転トルクに比例する。

詳細は後述するが、従来、像担持体の表面速度が記録紙の生産速度（以下、目標速度）になるように、像担持体を回転駆動するためのＤｕｔｙ比を調整するといった速度フィードバック制御が広く行われている。しかし、本実施の形態では、感光ドラム１００について、そのような速度フィードバック制御を行なわず、決められた固定のＤｕｔｙ比をモータドライバＩＣ２４に入力することで感光ドラム１００が回転駆動される。

回転位置検出部３１はＢＬＤＣモータ３０の回転位置を検出する。モータドライバＩＣ２４は、制御器２０からの制御信号と回転位置検出部３１からの回転位置信号をもとに、駆動回路２５を通して、ＢＬＤＣモータ３０に流す相電流の相切り替えと、電流量の調整を行っている。

図３は、ＩＴＢ１０８を駆動するための電気的、機械的な構成を示す模式図である。ＩＴＢ１０８の内側に当接するようＩＴＢ駆動ローラ１１０が設置されている（図２も参照）。ＩＴＢ駆動ローラ１１０が回転することでＩＴＢ１０８が回転駆動される。

ＩＴＢ駆動ローラ１１０は、ＩＴＢ駆動ローラ軸７０に対して同軸に機械的に接続される。ＩＴＢ駆動ローラ軸７０には、減速ギヤ１５１とロータリエンコーダ１４０が固定して配置されている。ロータリエンコーダ１４０は、ＩＴＢ駆動ローラ軸７０の回転速度を検出する（検出手段）。

第２の駆動手段であるＢＬＤＣモータ１３０からの駆動力は、モータ軸ギヤ１３２と減速ギヤ１５１との噛み合いによりＩＴＢ駆動ローラ軸７０へ伝達される。従って、感光ドラム１００と同じように、ＢＬＤＣモータ１３０の回転速度が減速ギヤ１５１によって減速されてＩＴＢ駆動ローラ軸７０が回転する。

制御器２０は、上位ＣＰＵ１０からの指令信号（駆動オン・オフ、レジスタ設定値等）を受け、モータドライバＩＣ１２４に各種制御信号（駆動オン・オフ、ＰＷＭ信号等）を出力する。

回転位置検出部１３１はＢＬＤＣモータ１３０の回転位置を検出する。モータドライバＩＣ１２４は、制御器２０からの制御信号と回転位置検出部１３１からの回転位置信号をもとに、駆動回路１２５を通して、ＢＬＤＣモータ１３０に流す相電流の相切り替えと、電流量の調整を行っている。

制御器２０は、ロータリエンコーダ１４０からの信号に基づき、ＩＴＢ１０８の表面速度制御のための演算を行っている。感光ドラム１００に対する制御とは異なり、制御器２０は、ＩＴＢ１０８の表面速度が一定の目標速度となるように速度フィードバック制御を行う。なお、電気構成に関し、表面位置検知部１０６に相当するような、ＩＴＢ１０８の表面位置を検知する構成要素は必須でないため設けていない。

次に、感光ドラム１００がＩＴＢ１０８によって従動駆動される従動駆動システムを図４で説明する。図４は、感光ドラム１００及びＩＴＢ１０８の断面の模式図であり、露光制御を含めて説明するための図となっている。図４では、代表してブラック（Ｋ）に関する構成要素を示している。

副走査同期露光部Ｄには、露光装置１０１Ｋ、ＡＳＩＣ６０及びレーザードライバ６１が含まれる。副走査同期露光部Ｄは上位ＣＰＵ１０によって制御される。

制御器２０による制御（後述）で、感光ドラム１００Ｋは、その表面速度がＩＴＢ１０８の表面速度に従動するよう回転する。そして副走査同期露光部Ｄは、表面位置検知部１０６Ｋにより検知される感光ドラム１００Ｋの表面位置に同期して露光装置１０１Ｋによる露光（副走査同期露光）を行い、感光ドラム１００Ｋ上に静電潜像を形成する。

他の感光ドラム１００（Ｙ、Ｍ、Ｃ）に関しても同様に制御される。ここでの技術的な主なポイントは、従動駆動、表面位置検知、副走査同期露光であるが、その具体的な実現方法を以下に説明し、本発明に深く関係する従動駆動に関しては特に詳細に説明する。

本実施の形態でいう従動駆動システムは、ＩＴＢ１０８の表面と感光ドラム１００の表面との間の摩擦力により、ＩＴＢ１０８で感光ドラム１００を連れ回すものである。特に位置ずれのない適切な転写を実現するためには、両者間に滑りが生じないように、画像形成の際にＩＴＢ１０８の表面速度と感光ドラム１００の表面速度とが常時一致するよう制御する必要がある。

上述したように、ＩＴＢ１０８は、制御器２０による速度フィードバック制御によって、一定の表面速度となるように制御される。一方、感光ドラム１００は、制御器２０による制御に従って、決められたＤｕｔｙ比でＢＬＤＣモータ３０により駆動される。

一般に、Ｄｕｔｙ比は、モータが安定して回転している時の必要トルクの大きさに対して線形性があり、一意に決まる。その理由として、まず、Ｄｕｔｙ比は、印加電圧をＯＮする期間を表しており、モータドライバＩＣ２４はその期間にモータに電流を流すため（モータドライバＩＣによって異なり、ＯＦＦ期間のものもあるが）、Ｄｕｔｙ比と電流とは比例する。さらに、ここで用いられているＢＬＤＣモータ３０やブラシＤＣモータは、電流とトルクとの線形性が良いことから、Ｄｕｔｙ比とトルクとも線形性があるからである。

本実施の形態では、ＩＴＢ１０８による摩擦力とは別に、感光ドラム１００を回転付勢するためのトルクを調整することで、適切な従動駆動を実現する。適切な従動駆動を実現するべく、感光ドラム１００を回転させるためにＢＬＤＣモータ３０が発生させるトルクを、以降「アシストトルク」と呼称する。従って、アシストトルクが設計パラメータであり、そのパラメータの大きさはＤｕｔｙ比によって変えられる。

図５は、感光ドラム１００に生じる負荷トルク、及び、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との接触による摩擦トルクを説明する図である。

ここで、負荷トルクは、画像形成プロセス中における感光ドラム１００の回転動作において、クリーナーブレード１０４、ドラム軸５０の軸受部等の各所において発生する負荷トルクを合算したものである。負荷トルクには、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との接触面で生じるドラム・ＩＴＢ間摩擦トルク（以下「摩擦トルク」と呼ぶ）は含まれない。

図６〜図８は、負荷トルクが画像形成プロセス中にどのように変化していくのかを示した遷移図である。

図６に示すように、負荷トルクは常に一定ではなく、帯電高圧を印加するタイミングや、転写しきれずに残ったトナーがクリーナーブレード１０４に突入するタイミングによっても変化する。すなわち、感光ドラム１００が回転する際の負荷トルクは、一定に生じている負荷トルク（定常成分）と過渡的な変化成分（以下「変動トルク成分」と呼ぶ）とからなる。しかし、このような変動トルク成分は、定常成分に対して十分に小さいことが知られている。

また、負荷トルクの定常成分が、通常設定される摩擦トルクに対して非常に大きいために、ＩＴＢ１０８は摩擦トルクのみによって感光ドラム１００を従動させることはできない。そこで、本実施の形態では、負荷トルクの定常成分を打ち消してやるように、ＢＬＤＣモータ３０が感光ドラム１００に、負荷トルクの定常成分と同等の回転トルクをアシストトルクとして与えるようにする。

これにより、感光ドラム１００に生じるトルク成分は、図７に示すようになり、摩擦トルクによって感光ドラム１００を従動させることが容易になることがわかる。

さらに感光ドラム１００がＩＴＢ１０８の速度変動に追従して従動するようにするためには、ドラム軸５０上のドラムイナーシャ（慣性）と加速度との乗算で表わされる「加速トルク」を考慮する必要がある。図８に示すように、加速トルクと感光ドラム１００の変動トルク成分とを足し合わせた値が、摩擦トルクの値以下であれば、ＩＴＢ１０８に対する感光ドラム１００の従動が可能となる。

ところで、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８の表面速度同士が一致していると、静止摩擦係数が支配的となる。発生している摩擦トルクは、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８の両表面速度に差が出ないように作用し、その大きさは随時変動する。随時変動する摩擦トルクのうち、両表面速度に差を生じさせないように働く最大の摩擦トルクが、最大静止摩擦トルクである。これを、運動方程式（下記数式１〜３）を用いて説明する。
［数１］
｜Ｔ_Ｆ｜≧Ｊ×ｄω／ｄｔ＋Ｔ_Ｌ
［数２］
｜Ｔ_Ｆ｜≧Ｊ×ｄω／ｄｔ＋Ｔ_Ｌ−Ｔ_ＡＳ
［数３］
｜Ｔ_Ｆ｜≧Ｊ×ｄω／ｄｔ＋ΔＴ_Ｌ
ここで、各記号と意味との対応は、Ｔ_Ｆ：摩擦トルク、Ｊ：ドラムイナーシャ、ｄω／ｄｔ：感光ドラム角加速度、Ｔ_Ｌ：負荷トルク、Ｔ_ＡＳ：アシストトルク、ΔＴ_Ｌ：変動トルク成分となっている。

数式１は、摩擦トルク（Ｔ_Ｆ）が、右辺第一項の加速トルク（Ｊ×ｄω／ｄｔ）と右辺第二項の負荷トルク（Ｔ_Ｌ）の合計よりも大きければ、従動が可能であることを示している。しかし実際にはＴ_Ｆ＜＜Ｔ_Ｌであるため、従動が可能でない。

数式２は、負荷トルク（Ｔ_Ｌ）の定常成分を打ち消すようなアシストトルク（Ｔ_ＡＳ）をＢＬＤＣモータ３０から発生させた場合の運動方程式である。負荷トルク（Ｔ_Ｌ）にアシストトルク（Ｔ_ＡＳ）が加わることで、変動トルク成分（ΔＴ_Ｌ）が残ることになり、運動方程式は数式３で示されるものとなる。

これにより、摩擦トルク（Ｔ_Ｆ）が、数式３の右辺第一項の加速トルク（Ｊ×ｄω／ｄｔ）と右辺第二項の変動トルク成分（ΔＴ_Ｌ）の合計よりも大きい場合に従動が可能となることがわかる。基本的に変動トルク成分（ΔＴ_Ｌ）は無視できるほど小さいものと見なせる。従って、アシストトルク（Ｔ_ＡＳ）以外のトルクで従動性を高めるためには、数式３から、摩擦トルク（Ｔ_Ｆ）を大きくするか、加速トルク（Ｊ×ｄω／ｄｔ）を小さくすることが考えられる。

摩擦トルク（Ｔ_Ｆ）は一次転写におけるトナーの転写プロセスと密接に関係があるために設計者が安易に変更できない。しかし、加速トルク（Ｊ×ｄω／ｄｔ）を下げることは、ドラムイナーシャＪを小さくすることで比較的容易に実現可能である。

ここで、ドラムイナーシャＪとは、回転する全負荷を、ドラム軸５０上でのイナーシャ成分として表したものである。ドラム軸５０上に現れるＢＬＤＣモータ３０のイナーシャ成分は、減速ギヤ５１とモータ軸ギヤ３２のギヤ比が大きく影響し、ギヤ比の２乗をモータ軸イナーシャに乗算した値となる。それにより、ＢＬＤＣモータ３０のロータイナーシャはドラム軸５０上では感光ドラム１００のイナーシャ成分より遥かに大きくなってしまうことがある。そこで本実施の形態におけるＢＬＤＣモータ３０には、インナーロータタイプの低イナーシャタイプを採用している。

このように、ＢＬＤＣモータ３０がアシストトルクを加えてドラム軸５０上の負荷トルクの定常成分を打ち消し、且つ、ＢＬＤＣモータ３０として低イナーシャ成分のモータを選定する。これにより、摩擦トルクにより感光ドラム１００をＩＴＢ１０８により従動させることが十分可能になる。なお、本実施の形態では、ＢＬＤＣモータ３０をアシストトルク発生源としているが、一定のトルクを発生させるものであるならば、特にこれに限定はされない。

ここまで、摩擦トルクと感光ドラム１００の従動駆動の概要について、運動方程式を用いて説明した。しかし、運動方程式（数式１〜３）によりアシストトルクを求める方法は、必ずしも最良とならない。アシストトルクは負荷トルクと等価であり、製造担当者や設計担当者が負荷トルクを測定すればよい。ところが、測定状態が実際のプリント動作の状態と異なるため測定に誤差が生じる。

負荷トルクは、制御器２０がＢＬＤＣモータ３０で感光ドラム１００をＩＴＢ１０８の表面速度と同じになるように駆動した状態における、ＢＬＤＣモータ３０で発生させているトルクである。実際のプリント動作では感光ドラム１００とＩＴＢ１０８とは当接した状態であるが、負荷トルクの測定は両者を離間させた状態で行わないと、負荷トルクと摩擦トルクとの区別ができない。そのため、測定は離間して行わなければならない。

感光ドラム１００とＩＴＢ１０８の表面速度に定常的な差があると、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８とは、プリント動作時に当接している状態で定常的に摩擦トルクが発生する状態になる。このような場合、表面速度の差の大きさによっては、従動関係が乱れやすくなるおそれがある。詳しくは後述する。

次に、安定した従動制御を実現する方法について説明する。

滑りのない安定した従動制御を実現するためのアシストトルクを、以降、特に「最適なアシストトルク」と呼称することもある。最適なアシストトルクは、感光ドラム１００のあらゆるトルク変動５８１（図８）があっても、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間の摩擦状態が静止摩擦状態に維持されるような値である。

トルク変動５８１によって、静止摩擦トルクは、感光ドラム１００を正回転の方向と負回転の方向とに作用し得る。最大静止摩擦トルクの正負の範囲であれば、摩擦状態が静止摩擦状態に維持される。最大静止摩擦トルクの正負の範囲を、以降、「従動領域」とも呼称する。最適なアシストトルクは、静止摩擦トルクが従動領域に収まるような値であり、後述するように、制御器２０は、そのようなトルク指令値をモータドライバＩＣ２４に与え、ＢＬＤＣモータ３０を動作させる。

図９は、１組の感光ドラム１００と表面位置検知部１０６との関係を示す拡大図である。

各感光ドラム１００の表面位置の検知は、表面位置検知部１０６に反射型光電センサを用いることで実現される。図９に示すように、感光ドラム１００の表面上に予め等間隔でマークパターンを描いておく。マークパターンは感光ドラム１００の作像領域には描かないものとする。反射型光電センサは、入射光の反射を光電センサが検出してマークパターンを検知する原理となっているため、マークがある箇所と無い箇所とでセンサ出力が切り替わる。

そして、電圧に適切な閾値を設けることで、出力波形は矩形波となる。感光ドラム１００の表面上の位置を特定するためには、基準とする位置を決めておく。そして、その基準位置からの矩形波の数をカウントすることで、感光ドラム１００上の表面位置をマークパターンの分解能で決まる精度で一意に検知することができる。

上述した図４において、表面位置検知部１０６により、ある時間における感光ドラム１００上の表面位置が検知され、その検知信号が副走査同期露光部ＤのＡＳＩＣ６０に入力される。プリント画像を描くための露光信号のタイミングはＡＳＩＣ６０が司っているため、表面位置検知の信号に基づき、ＡＳＩＣ６０は感光ドラム１００の表面位置に合わせて（表面位置の検知に同期したタイミングで）露光制御する。これにより、感光ドラム１００上には、レーザードライバ６１及び露光装置１０１Ｋによって位置ずれのない静電潜像を描くことが可能となる。その後の現像を経る結果、感光ドラム１００には、表面位置の検知に同期した、位置ずれのないトナー像が形成されることになる（形成手段）。

図１０は、制御器２０の内部構成及び関連要素を示すブロック図である。図１０に示すように、制御器２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を備える。

次に、最適なアシストトルクを求める方法を説明する。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、プリント時において、感光ドラム１００を回転させる際のトルク指令値と感光ドラム１００の表面速度との関係を示す図である。図１１（ａ）〜（ｃ）では、プリント時において、ＩＴＢ１０８が一定の表面速度（目標速度）で回転した状態で、ＢＬＤＣモータ３０が発生させるトルクを増減させたときの感光ドラム１００の表面速度５１１を示している。

プリント時であるから、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８とは当接している。制御器２０が感光ドラム１００（厳密にはモータドライバＩＣ２４）に与えるトルク指令値が、ＢＬＤＣモータ３０が発生させるトルク値となる。表面速度５１１は、ロータリエンコーダ４０の検出結果から把握され、同じトルク指令値に対する複数回の結果の平均値をプロットして表面速度５１１が得られる。

感光ドラム１００を単独で回転するものと考えたとすれば、感光ドラム１００に与えるトルク指令値を増やせば、当然ながら表面速度５１１は増加していく。しかし、感光ドラム１００はＩＴＢ１０８に当接しているため、トルク指令値を増加させても表面速度５１１に変化のない領域が存在する。この領域が、正負の最大静止摩擦トルクの範囲である従動領域５０５であり、静止摩擦状態となっている領域である。

従動領域５０５における端位置に対応する最小のトルク指令値５２４と最大のトルク指令値５２５が、上述した最大静止摩擦トルクである。また、トルク指令値５２２は、最大静止摩擦トルクを正負に二分するポイントであり、摩擦トルクが±０となるポイントである。つまり、摩擦トルクの大きさは、摩擦トルクが±０となるポイントを中心として、トルク指令値がトルク指令値５２４、５２５に近くになるにつれて大きくなる（方向は異なるが）。

トルク指令値が従動領域５０５を超えると、非従動領域５０６となり、動摩擦係数が支配的となり、摩擦トルクの大きさは最大静止摩擦トルクの大きさから急激に低下してしまう。トルク指令値５２４、５２５は、トルク指令値を増減したとき、感光ドラム１００の表面速度５１１が変化し始める時点においてＢＬＤＣモータ３０が発生させるトルク値である。トルク指令値の減少方向における表面速度５１１の変化点がトルク指令値５２４であり、増加方向における表面速度５１１の変化点がトルク指令値５２５である。

これら２つのトルク指令値５２４、５２５の中央値がトルク指令値５２２である。図１１（ａ）に例示するようにトルク変動５８１の平均値が０である（波の中心がトルク指令値５２４、５２５の中央と一致する）場合は、トルク指令値５２２を最適なアシストトルクと考えてよい。しかし、図１１（ｃ）に例示するように、トルク変動５８１の平均値が０でないような場合もあるため、最適なアシストトルクは中央値とは限らない。

仮に、アシストトルクの値が適切に求められなかった場合は、図１１（ｂ）に示すようになる。例えば、上述した運動方程式からアシストトルクを導出した結果によって、これに該当する場合がある。求めたアシストトルク（トルク指令値５２５）は、従動領域５０５の範囲内ではあるが、従動領域５０５の端位置付近の値となる。さらに、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８とを離間させたアシストトルクの測定時には把握できなかった一次転写の高圧による影響等より、トルク変動５８１が想定より大きくなる場合がある。

これらの場合、図１１（ｂ）に例示するようにトルク変動５８１が従動領域５０５から外れてしまうことがある。トルク変動５８１が従動領域５０５から外れると、感光ドラム１００の表面速度５１１に速度変動５７１として反映されてしまう。つまり、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との表面速度が不一致となる。この場合、色ずれやバンディングが生じてしまう。

次に、実機動作を説明する。一般に複合機は、メイン電源がオンされると、最初に調整モードと呼ばれる状態になる。本実施の形態では、調整モードでＡＳＩＣ６０が定着器１１３の定着ローラの温度調整、主走査傾き補正、色間補正等を行っている。そして、調整モードが終了すると、ユーザは初めてプリント動作が可能な状態になる。本実施の形態では、調整モードにおいて、制御器２０がアシストトルクを導出するシーケンスを設けている。上述のように、アシストトルクとは、負荷トルクの定常成分を打ち消すためにＢＬＤＣモータ３０モータが発生させる回転トルクのことである。

一般的に複合機では、厚紙対応等からプロセス速度を複数備えており、本実施の形態の画像形成装置も複数のプロセス速度の設定が可能である。そのため、アシストトルクは、プロセス速度ごとに導出しなければならない。

アシストトルクの導出は、プリント動作と同様に画像形成装置が画像形成プロセスを行い、制御器２０が感光ドラム１００の表面速度を測定することで求める。ここで、表面速度は、ロータリエンコーダ４０の検出結果によって得ることとする。なお、ロータリエンコーダ４０の代わりに表面位置検知部１０６の検知結果を用いて表面速度を把握してもよい。表面速度を検出する検出手段としては、感光ドラム１００の速度を検出できるものであれば特に限定されず、感光ドラム１００の表面速度を直接または間接に検知するセンサの検知結果を用いてもよい。

制御器２０は、感光ドラム１００を回転させるために、ＢＬＤＣモータ３０に電流を流す。モータドライバＩＣ２４には、ＰＷＭ信号により、ＢＬＤＣモータ３０に流れる相電流を決定するドライバＩＣを使用している。上述したように、ＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比によって、ＢＬＤＣモータ３０で発生させるトルクの大きさが決まる。画像形成プロセス中に発生させるアシストトルクの調整においては、感光ドラム１００の表面速度が目標のプロセス速度と同じになるように、制御器２０は、Ｄｕｔｙ比を調整しなければならない。

製品出荷前に最適なアシストトルクを導出しておき、そのアシストトルクの値に相当するＤｕｔｙ比を記憶手段としてのＲＯＭ２２（図１０）に予め書き込んでおく。出荷当初は、ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２からＤｕｔｙ比を読み取り、それをモータドライバＩＣ２４にＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比として入力し、ＢＬＤＣモータ３０に一定のアシストトルクを出力させる。

製品出荷後において、ＣＰＵ２１は、アシストトルクの導出シーケンスにより最適なアシストトルクを新たに導出すると、そのＤｕｔｙ比をＲＡＭ２３に書き込む。出荷後において、アシストトルクの導出シーケンスが２回以上実行された場合は、最新のアシストトルクのＤｕｔｙ比がＲＡＭ２３に書き込まれ、Ｄｕｔｙ比が更新される。ＲＡＭ２３にＤｕｔｙ比が書き込まれている場合は、ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２からのＤｕｔｙ比の読み取りは行わず、ＲＡＭ２３から読み取る。通常、プリント動作中においては、Ｄｕｔｙ比が更新されることはなく、用いるＤｕｔｙ比は固定値である。

次に、図１２、及び図１４〜図１６のフローチャートを参照して、アシストトルクの導出処理の例を説明する。

図１４は、アシストトルクの導出処理のフローチャートである。

アシストトルクの導出は、プロセス速度ごと、且つ感光ドラム１００ごとに行われる。まず、ステップＳ２０１で、上位ＣＰＵ１０は、アシストトルクとなるＤｕｔｙ比の導出開始を指示するための導出指令信号をＣＰＵ２１に出力する。このステップＳ２０１では、上位ＣＰＵ１０は、用紙種類等に応じてプリント動作を行うプロセス速度を選択し、選択したプロセス速度の情報をＣＰＵ２１に出力する。ＣＰＵ２１はそのプロセス速度を今回のプロセス速度として設定する。

ステップＳ２０３では、後述する図１５のＤｕｔｙ比ＵＰ測定シーケンスを実行する。すなわち、従動領域からＤｕｔｙ比を増加させていった場合における、感光ドラム１００の表面速度の平均値と、ＢＬＤＣモータ３０が発生させるトルク値に相当するＤｕｔｙ比とを測定する。

図１２（ａ）、（ｂ）は、Ｄｕｔｙ比ＵＰ／ＤＯＷＮ測定シーケンスにおいてトルク指令値と感光ドラム１００の表面速度との関係を示す図である。図１５は、図１４のステップＳ２０３で実行されるＤｕｔｙ比ＵＰ測定シーケンスのフローチャートである。図１５のシーケンス処理では、ＣＰＵ２１は、図１２（ａ）に示すような正の最大静止摩擦トルク（トルク指令値５２５）となるＤｕｔｙ比Ｔ_２を導出する。

まず、図１５のステップＳ３０１で、ＣＰＵ２１は、補正前のＤｕｔｙ比をモータドライバＩＣ２４に入力し、ＢＬＤＣモータ３０を駆動し、感光ドラム１００を回転させる。ここでいう補正前のＤｕｔｙ比は、ＣＰＵ２１が既にＲＡＭ２３にＤｕｔｙ比を書き込んでいる場合はＲＡＭ２３から読み取る値であり、ＲＡＭ２３にＤｕｔｙ比を書き込んでいない場合はＲＯＭ２２から読み取る値である。

このステップＳ３０１ではさらに、感光ドラム１００の回転駆動と並行して、ＣＰＵ２１は、ＩＴＢ１０８の表面速度のフィードバック制御を行う。すなわち、ＩＴＢ１０８の表面速度が目標速度（今回設定されているプロセス速度）となるようにＢＬＤＣモータ１３０を制御する。このとき、ＩＴＢ１０８と感光ドラム１００とは当接しており、アシストトルクの導出期間中において、ＣＰＵ２１はＩＴＢ１０８の速度制御を継続する。

ステップＳ３０２では、ＣＰＵ２１は、Ｄｕｔｙ比を変更後、感光ドラム１００の表面速度が安定する所定の期間（たとえば、０．２秒）待機する。そして、ステップＳ３０３で、ＣＰＵ２１は、表面位置検知部１０６の検知結果から把握される感光ドラム１００の表面速度を所定の時間間隔で（たとえば、１０ミリ秒毎に）複数点（例えば１０点）サンプリングし、それらの平均値を求める。

ステップＳ３０４では、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１００の表面速度の平均値が、目標速度に対して所定の範囲（例えば±３％）の上限値（＋３％）を超えたか否かを判別する。すなわち、表面速度の平均値＞目標速度×１．０３であるか否かを判別する。ここで比較対象とするＩＴＢ１０８の表面速度の目標速度は、ロータリエンコーダ１４０の検知結果から把握される実際のＩＴＢ１０８の表面速度の平均値としてもよい。

上記した速度の所定の範囲（±３％）は、誤差を考慮した範囲であり、ステートがステップＳ３０４の条件を満たさない場合は、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間の静止摩擦状態が維持されていると判断できる。そこで、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３０５で、現在のＤｕｔｙ比に所定量（例えば１％分）だけ加算した値を新たなＤｕｔｙ比として設定する。そしてＣＰＵ２１は、その新たなＤｕｔｙ比をモータドライバＩＣ２４に入力することで、アシストトルクを増加させる。

その後、ＣＰＵ２１は、処理をステップＳ３０２に戻し、ステートがステップＳ３０４の条件を満たすまで同様の処理を繰り返す。

ステートがステップＳ３０４の条件を満たした場合は、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間が動摩擦状態となったと判断できる。そこでＣＰＵ２１は、図１５の処理を抜け、図１４のステップＳ２０４に処理を進める。ステップＳ２０４では、ＣＰＵ２１は、現在のＤｕｔｙ比を、正の最大静止摩擦トルク（トルク指令値５２５）となるＤｕｔｙ比Ｔ_２としてＲＡＭ２３に記録する。

次に、ステップＳ２０５では、ＣＰＵ２１は、後述する図１６のＤｕｔｙ比ＤＯＷＮ測定シーケンスを実行する。すなわち、従動領域からＤｕｔｙ比を減少させていった場合における、感光ドラム１００の表面速度の平均値と、ＢＬＤＣモータ３０が発生させるトルク値に相当するＤｕｔｙ比とを測定する。

図１６は、Ｄｕｔｙ比ＤＯＷＮ測定シーケンスのフローチャートである。図１６のシーケンス処理では、ＣＰＵ２１は、図１２（ａ）に示すような負の最大静止摩擦トルク（トルク指令値５２４）となるＤｕｔｙ比Ｔ_１を導出する。

図１６のステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理は、図１５のステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理と同様である。ステップＳ４０４では、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１００の表面速度の平均値が、目標速度に対して上記した所定の範囲の下限値（−３％）を下回った否かを判別する。すなわち、表面速度の平均値＜目標速度×０．９７であるか否かを判別する。

ステートがステップＳ４０４の条件を満たさない場合は、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間の静止摩擦状態が維持されていると判断できる。そこで、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４０５で、現在のＤｕｔｙ比に所定量（例えば１％分）だけ減算した値を新たなＤｕｔｙ比として設定する。そしてＣＰＵ２１は、その新たなＤｕｔｙ比をモータドライバＩＣ２４に入力することで、アシストトルクを減少させる。

その後、ＣＰＵ２１は、処理をステップＳ４０２に戻し、ステートがステップＳ４０４の条件を満たすまで同様の処理を繰り返す。ステートがステップＳ４０４の条件を満たした場合は、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間が動摩擦状態となったと判断できる。そこでＣＰＵ２１は、図１６の処理を抜け、図１４のステップＳ２０６に処理を進める。ステップＳ２０６では、ＣＰＵ２１は、現在のＤｕｔｙ比を、負の最大静止摩擦トルク（トルク指令値５２４）となるＤｕｔｙ比Ｔ_１としてＲＡＭ２３に記録する。

従って、ステップＳ２０４、Ｓ２０６では、感光ドラム１００の表面速度が、一定の表面速度である目標速度に対して所定以上ずれた２つの時点でＢＬＤＣモータ３０が発生させているトルク値が、Ｄｕｔｙ比Ｔ_２、Ｔ_１として記録される。

次に、ステップＳ２０７では、ＣＰＵ２１は、図１２（ｂ）に示すように、Ｄｕｔｙ比Ｔ_１とＤｕｔｙ比Ｔ_２と間の中央値Ｔ＝（Ｔ_１＋Ｔ_２）／２を、新たな設定Ｄｕｔｙ比として、ＲＡＭ２３に書き込む（決定手段）。

次に、ステップＳ２０８では、上位ＣＰＵ１０及びＣＰＵ２１は、その他のプロセス速度に関してステップＳ２０１〜Ｓ２０７の処理を実行し、各プロセス速度に対するＤｕｔｙ比を導出する。以上がアシストトルク導出のシーケンスである。

このように、Ｄｕｔｙ比ＵＰ／ＤＯＷＮ測定シーケンスにおいて、ＢＬＤＣモータ３０が発生させるトルクを徐々に増減させていく。そして、感光ドラム１００の表面速度がそれぞれ減少方向、増加方向に変化するときにＢＬＤＣモータ３０が発生させる２つのトルク値に相当するＤｕｔｙ比Ｔ_１及びＤｕｔｙ比Ｔ_２が記録される。そして、Ｄｕｔｙ比Ｔ_１、Ｔ_２から、最適なアシストトルクとして中央値ＴのＤｕｔｙ比が記録される。

図１３で説明するように、プリント動作時には、ＣＰＵ２１が求めたアシストトルクとなるＤｕｔｙ比をモータドライバＩＣ２４に入力して感光ドラム１００を回転駆動することになる。上述したように、最適なアシストトルクは、作像時のトルク変動の平均値によっても異なり、中央値Ｔが最適とは限らない。トルク変動５８１の形態等が分かっている場合は、中央値Ｔではなく、０より大きい重み係数αを用いてＤｕｔｙ比Ｔ_１寄りまたはＤｕｔｙ比Ｔ_２寄りの値をアシストトルクとしてもよい。

例えば、ＣＰＵ２１は、重み係数αを乗じて、（αＴ_１＋Ｔ_２）／２、または（Ｔ_１＋αＴ_２）／２の値を、新たなＤｕｔｙ比としてＲＡＭ２３に記録してもよい。いずれにしてもＣＰＵ２１は、求めた２つのトルク値（Ｄｕｔｙ比Ｔ_１、Ｄｕｔｙ比Ｔ_２）の間の範囲内で、最適なアシストトルクの値を決定する。

なお、最適なアシストトルクの設定においては、可能であれば一次転写の転写圧の設定も併せて考慮し、画像形成期間に感光ドラム１００にトルク変動５８１が生じても、ＩＴＢ１０８に滑りなく適切に従動するようなＤｕｔｙ比を設定するのがよい。

次に、実際のプリント動作に関して説明する。図１３は、プリント動作のフローチャートである。この処理は、ユーザーインターフェース（ＵＩ）または、パーソナルコンピュータからのプリント動作指令が入力されたとき開始される。

プリント指令が上位ＣＰＵ１０に入力されると、画像形成装置の各デバイスが上位ＣＰＵ１０によって制御されていく。まず、上位ＣＰＵ１０からの制御指令を制御器２０が受けるとステップＳ１０１が実行される。ステップＳ１０１では、上位ＣＰＵ１０から制御器２０のＣＰＵ２１に入力されたプロセス速度の情報を基に、ＣＰＵ２１が、感光ドラム１００及びＩＴＢ１０８の駆動を指示するための駆動指令信号を出力する。ここでの駆動指令信号は、プロセス速度、駆動オン信号等である。

次に、ステップＳ１０２では、ＣＰＵ２１は、最初に設定するアシストトルクとして、今回設定されているプロセス速度に応じたＤｕｔｙ比の値を感光ドラム１００ごとに設定する。ここでのＤｕｔｙ比は、ＣＰＵ２１が既にＲＡＭ２３にＤｕｔｙ比を書き込んでいる場合はＲＡＭ２３に記録されている値であり、ＲＡＭ２３にＤｕｔｙ比を書き込んでいない場合はＲＯＭ２２に記録されている値である。

ステップＳ１０３では、ＣＰＵ２１は、各モータドライバＩＣ２４へ、駆動オン信号、今回設定したＤｕｔｙ比のＰＷＭ信号を出力し、各感光ドラム１００の駆動を開始する。それと並行して、ＩＴＢ１０８については、ＣＰＵ２１は、モータドライバＩＣ１２４に各種制御信号を出力し、ロータリエンコーダ１４０からの信号に基づく定速の速度フィードバック制御を開始する（制御手段）。

ステップＳ１０３により、ＩＴＢ１０８は一定の表面速度に制御され、感光ドラム１００は一定のＤｕｔｙ比で制御される。一定のＤｕｔｙ比で与えられるアシストトルクは、感光ドラム１００が回転する際の負荷トルクにおける定常成分をキャンセルする。従って、ＩＴＢ１０８に感光ドラム１００が従動するようにする上で、一次転写の転写圧を過大に高めて摩擦トルクを大きくする必要がない。

次に、ステップＳ１０４では、ＣＰＵ２１は、上位ＣＰＵ１０から停止信号が入力されたか否かを判別する。ＣＰＵ２１は、上位ＣＰＵ１０から停止信号が入力されるまではその判別を継続し、停止信号が入力されると、ステップＳ１０５で、各モータドライバＩＣ２４、１２４に駆動停止信号を送り、感光ドラム１００及びＩＴＢ１０８の駆動を停止させる。

本実施の形態によれば、まず、副走査同期露光により、感光ドラム１００の表面位置の検知に同期して感光ドラム１００にトナー像が形成される。そして画像形成期間（少なくともトナー像が一次転写される際）に、ＩＴＢ１０８を一定の表面速度で回転させると共に、ＩＴＢ１０８との間の摩擦力によって感光ドラム１００がＩＴＢ１０８に従動駆動されるよう、ＣＰＵ２１が制御する。その際、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間の摩擦状態を静止摩擦状態とするためのアシストトルクを感光ドラム１００に与えるようＢＬＤＣモータ３０を制御する。これにより、一次転写における転写圧を過大にすることなく感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との表面速度を一致させることを可能とし、トナー像の転写位置ずれを抑制することができる。ひいては、色ずれ、バンディングを抑制し、画質向上に寄与する。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、感光ドラム１００がＩＴＢ１０８に従動する構成を示した。本発明の第２の実施の形態では、従動関係を第１の実施の形態とは逆にする。

図１７は、第２の実施の形態に係る画像形成装置の要部の概略断面図である。

本画像形成装置として、１ドラム式の電子写真方式の白黒の画像形成装置を例示する。この画像形成装置の基本構成は、４ドラムから１ドラムに変化した点を除き、第１の実施の形態の画像形成装置と同じになっている。ＩＴＢ１０８は単一の感光ドラム１００Ｋに従動する。

このような従動駆動システムは、１ドラムであることにより実現可能となる。従動駆動の実現方法は、第１の実施の形態で説明したのと同様であり、関係が逆となるようにすればよい。

具体的には、ＣＰＵ２１は、ＩＴＢ駆動ローラ１１０上に発生している負荷トルクの定常成分を打ち消すようなアシストトルクを求める。そしてＣＰＵ２１は、感光ドラム１００を定速制御すると共に、アシストトルクをＢＬＤＣモータ１３０が発生させるように制御する。

アシストトルクの導出方法は、第１の実施の形態においてＣＰＵ２１が感光ドラム１００に関して行った方法（図１４〜図１６）をＩＴＢ１０８に関して同様に行うことで実現される。そして、最適なアシストトルクを発生させるためのＤｕｔｙ比がＲＡＭ２３に記録される。

プリント動作時は、上位ＣＰＵ１０は、副走査同期露光により、感光ドラム１００の表面位置の検知に同期して感光ドラム１００にトナー像を形成する。そして画像形成期間（少なくともトナー像が一次転写される際）に、制御器２０のＣＰＵ２１は、感光ドラム１００を一定の表面速度で回転させるよう、ロータリエンコーダ４０の検出結果に基づくフィードバック制御を行う。それと共に、感光ドラム１００との間の摩擦力によってＩＴＢ１０８が感光ドラム１００に従動駆動されるよう、ＣＰＵ２１が制御する。その際、ＣＰＵ２１は、最適なアシストトルクを発生させるためのＤｕｔｙ比のＰＷＭ信号をモータドライバＩＣ１２４に与える。すなわちＣＰＵ２１は、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間の摩擦状態を静止摩擦状態とするためのアシストトルクをＩＴＢ１０８に与えるようＢＬＤＣモータ１３０を制御する。

本実施の形態によれば、一次転写における転写圧を過大にすることなく感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との表面速度を一致させることを可能とし、トナー像の転写位置ずれを抑制することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

なお、上記した各実施の形態において、図１３のステップＳ１０２、図１５のステップＳ３０１、図１６のステップＳ４０１で設定するアシストトルクの値（Ｄｕｔｙ比）は、ＲＯＭ２２またはＲＡＭ２３に記録されている値であった。しかし、製品出荷前、または製品出荷後の電源立ち上げ直後等において、ＲＯＭ２２に記憶されているＤｕｔｙ比をＲＡＭ２３に複写するようにしてもよい。そうすれば、上記ステップＳ１０２、Ｓ３０１、Ｓ４０１において、ＣＰＵ２１は常にＲＡＭ２３からＤｕｔｙ比を読み出すようにすることができる。あるいは、ＲＡＭ２３に代えて、読み書き可能な不揮発メモリを設け、予め記録されるＤｕｔｙ比の値も、その後に更新される値も、当該不揮発メモリに記録されるようにしてもよい。

なお、図１４のアシストトルクの導出処理は、任意のタイミングで行えるようにしてもよく、例えば、ユーザの指示を受けて実行されるとしてもよい。

なお、アシストトルクは、負荷トルクの定常成分をちょうど打ち消すような値としたが、定常成分に基づき決定すればよい。例えば、定常成分よりも小さい値にアシストトルクを設定することでも、一次転写の転写圧の設定との組み合わせによっては、感光ドラム１００とＩＴＢ１０８との間の摩擦状態を静止摩擦状態として表面速度を一致させることは可能である。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１０、２１ＣＰＵ
２２ＲＯＭ
３０、１３０ＢＬＤＣモータ
４０、１４０ロータリエンコーダ
１００感光ドラム
１０６表面位置検知部
１０８中間転写ベルト（ＩＴＢ）
Ｄ副走査同期露光部

Claims

回転可能な像担持体と、
前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、
前記像担持体の表面位置を検知する検知手段と、
前記検知手段による表面位置の検知に同期して前記像担持体にトナー像を形成する形成手段と、
回転可能で、前記像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体を回転駆動する第２の駆動手段と、
前記トナー像が転写される際、前記像担持体と前記中間転写体とを当接させつつ前記中間転写体を一定の表面速度で回転させると共に、前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦力によって前記像担持体が前記中間転写体に従動駆動されるよう、前記第２の駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記像担持体が前記中間転写体に従動駆動される際の前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦状態を静止摩擦状態とするためのアシストトルクを前記像担持体に与えるよう、前記第１の駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
前記像担持体の表面速度を検出する検出手段と、
前記アシストトルクの値を決定する決定手段とを有し、
前記決定手段は、前記像担持体と前記中間転写体とを当接させつつ前記中間転写体を一定の表面速度で回転させると共に、前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦力によって前記像担持体が前記中間転写体に従動駆動される際に、前記第１の駆動手段が発生させるトルクを増減させ、前記検出手段により検出される前記像担持体の表面速度が変化するときに前記第１の駆動手段が発生させているトルク値を２つ求め、該求めた２つのトルク値の間のトルク値を、前記アシストトルクの値として決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記アシストトルクの値を予め記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記決定手段により前記アシストトルクの値が決定されていない場合は前記記憶手段に記憶された値を前記アシストトルクとして用い、前記決定手段により前記アシストトルクの値が決定されている場合は、該決定された値を前記アシストトルクとして用いることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
前記決定手段は、前記求めた２つのトルク値の中央値を前記アシストトルクの値として決定することを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
前記決定手段は、前記検出手段により検出された前記像担持体の表面速度が、前記中間転写体の前記一定の表面速度に対して所定以上ずれたときに前記第１の駆動手段が発生させているトルク値を、前記２つのトルク値として求めることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記トナー像が転写される際の前記中間転写体の前記一定の表面速度については複数の表面速度の設定が可能であり、前記アシストトルクは、前記複数の表面速度ごとに設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記アシストトルクの大きさは、前記像担持体が回転する際の負荷トルクのうち過渡的な変化成分を除いた定常成分の大きさから設定されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
回転可能な像担持体と、
前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、
前記像担持体の表面位置を検知する検知手段と、
前記検知手段による表面位置の検知に同期して前記像担持体にトナー像を形成する形成手段と、
回転可能で、前記像担持体に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体を回転駆動する第２の駆動手段と、
前記トナー像が転写される際、前記像担持体と前記中間転写体とを当接させつつ前記像担持体を一定の表面速度で回転させると共に、前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦力によって前記中間転写体が前記像担持体に従動駆動されるよう、前記第１の駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記中間転写体が前記像担持体に従動駆動される際の前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦状態を静止摩擦状態とするためのアシストトルクを前記中間転写体に与えるよう、前記第２の駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
前記中間転写体の表面速度を検出する検出手段と、
前記アシストトルクの値を決定する決定手段とを有し、
前記決定手段は、前記像担持体と前記中間転写体とを当接させつつ前記像担持体を一定の表面速度で回転させると共に、前記像担持体と前記中間転写体との間の摩擦力によって前記中間転写体が前記像担持体に従動駆動される際に、前記第２の駆動手段が発生させるトルクを増減させ、前記検出手段により検出される前記中間転写体の表面速度が変化するときに前記第２の駆動手段が発生させているトルク値を２つ求め、該求めた２つのトルク値の間のトルク値を、前記アシストトルクの値として決定することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
前記アシストトルクの値を予め記憶する記憶手段を有し、前記制御手段は、前記決定手段により前記アシストトルクの値が決定されていない場合は前記記憶手段に記憶された値を前記アシストトルクとして用い、前記決定手段により前記アシストトルクの値が決定されている場合は、該決定された値を前記アシストトルクとして用いることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
前記決定手段は、前記求めた２つのトルク値の中央値を前記アシストトルクの値として決定することを特徴とする請求項９または１０記載の画像形成装置。
前記決定手段は、前記検出手段により検出された前記中間転写体の表面速度が、前記像担持体の前記一定の表面速度に対して所定以上ずれたときに前記第２の駆動手段が発生させているトルク値を、前記２つのトルク値として求めることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記トナー像が転写される際の前記像担持体の前記一定の表面速度については複数の表面速度の設定が可能であり、前記アシストトルクは、前記複数の表面速度ごとに設定されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記アシストトルクの大きさは、前記中間転写体が回転する際の負荷トルクのうち過渡的な変化成分を除いた定常成分の大きさから設定されることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。