JP2015040999A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写圧を過大に設定することなく、像担持体と中間転写体との周速差をなくすような周速差の設定値を正確に決定することができる制御方法及び画像形成装置を提供する。【解決手段】記録紙の搬送方向に沿って、白領域、黒領域、白領域が配置される画像パターンの作像を開始し、ＩＴＢ（中間転写ベルト）の周速を目標速度に速度制御した状態で、感光ドラムの設定周速Ｖｄを複数変化させて、白領域生成時の負荷トルクＴｗと黒領域生成時の負荷トルクＴｂとを求める。値が隣接する設定周速同士の間で負荷トルクＴｗと負荷トルクＴｂとの大小関係が逆転するような２つの設定周速の組（Ｖｄ（ｋ）、Ｖｄ（ｋ＋１））に基づき、周速値Ｖｄ０を決定する。【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機、複合機、ファクシミリをはじめとする電子写真方式の画像形成装置において、トナー像を担持する感光ドラムと中間転写ベルト（ＩＴＢ）には、表面速度が定速になるように駆動することが求められている。その第１の理由として、感光ドラム上に静電潜像を描くレーザ露光が、時間同期露光になっている場合、感光ドラムの表面速度が変動することによってレーザ照射位置が本来の照射位置からずれることが挙げられる。また、第２の理由として、感光ドラム上に形成されたトナー像をＩＴＢに転写する一次転写プロセスにおいて、感光ドラムとＩＴＢの表面速度に交流的な差がある場合、ＩＴＢ上に転写されるトナー像が本来転写されるべき位置からずれることが挙げられる。すなわち、感光ドラムとＩＴＢの表面速度が定速でない場合は、最終的に記録紙上に形成される画像に、画像不良、例えば各色間の位置ずれに起因する色ずれ又はバンディングと呼ばれる周期的な位置ずれが発生するという問題がある。

このため、感光ドラムとＩＴＢの駆動は、各種速度検知センサを用いて、駆動源であるモータを速度フィードバック制御することで高い定速性が確保されている。この場合、駆動モータとしては、安価、静音、高効率である点から、ＰＬＬ制御方式のブラシレスＤＣモータ（以下、「ＢＬＤＣモータ」という。）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、例えば、ドラム軸上にロータリーエンコーダを配置し、ドラム軸の回転速度を定速にするようＢＬＤＣモータを制御する方法が採用されている。

しかし、上記速度フィードバック制御は、ドラム軸の回転速度を検知しているものの、感光ドラムの表面速度を検知していないために、ドラム軸の偏心、ドラム径の精度不良等に起因してドラムの表面速度を定速にすることは困難となっている。ＩＴＢにおいても同様であり、ＩＴＢを駆動しているＩＴＢ駆動ローラ軸の偏心、ローラ径の精度不良、ＩＴＢの厚みむら等に起因して同様の問題が発生する。

一方、画像不良が生じる原因としては、感光ドラムとＩＴＢの転写面での摩擦による相互干渉が挙げられる。すなわち、感光ドラム及びＩＴＢのどちらか一方に生じている速度変動の影響が他方に伝達されるという問題がある。その他にも、ＩＴＢ上に担持されているトナー像を記録紙上に転写する二次転写時に、記録紙が厚紙である場合、ＩＴＢ上に突発的な負荷変動が生じることで高周波の速度変動が発生し、この速度変動が、一次転写における位置ずれの原因となることもある。このように、画像不良が生じる原因は多岐に渡っており、全てを解決することは非常に困難である。

そこで、特許文献１に記載されているように、画像胴（感光ドラム相当）を画像転写胴（中間転写ベルト相当）で摩擦により従動駆動する技術が提案されている。この技術によれば、以下のようなメリットがある。すなわち、第１に、感光ドラム上の画像がＩＴＢ上の画像となるので、感光ドラム上の位置基準で画像を形成すれば、感光ドラムの回転むらの影響は削除される。また、第２に、ＩＴＢの二次転写部への記録紙突入時のショック等により、ＩＴＢの速度変動が生じても、感光ドラム上の画像とＩＴＢ上の画像の整合性が確保されるので、一次転写における画像不良が発生し難い。

また、別の技術として特許文献２に記載されているように、感光ドラム、及びＩＴＢの表面速度を検知することなく、両者を同じ表面速度で駆動する技術が提案されている。この技術では、ＩＴＢを一定速度で制御した状態で、ＩＴＢ速度指令を挟んだ速度範囲で感光ドラムを加減速させ、その時のトルクの変極点から両者の表面速度が一致するような感光ドラムの駆動速度を求める。これにより、ドラム径、ローラ径、それぞれの偏心、および、ベルト厚ムラなどで発生するドラムとＩＴＢ間での速度差“０”となる速度制御をすることで、同一速度駆動を実現するというものである。

特開２００２−３３３７５２号公報 特開２０１２−３２５１５号公報

特許文献１に記載されているように、摩擦によって感光ドラムを中間転写ベルトで適切に（滑りなく）従動駆動させるためには、一次転写部における転写圧を大きく設定しなければならない。しかし一次転写圧を過剰に大きくすると、感光ドラム及びＩＴＢに生じる負荷が増加して、モータの駆動トルクが増大してしまう。また、トナーの転写性にも影響を与えてしまう。

また、特許文献２に記載されている技術では、感光ドラムの表面速度とＩＴＢの表面速度（平均）との差が零となるポイントを求める。しかし、感光ドラムとＩＴＢのそれぞれの速度制御を行う限り、ドラムとベルトの表面速度の差（周速差）を、交流成分も含めて完全に「零」にすることは難しい。さらには、各々の速度制御同士で干渉し、速度差が少ないがゆえに、駆動伝達部でのガタなどの影響が画像に大きく影響してしまうおそれもある。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、転写圧を過大に設定することなく、像担持体と中間転写体との周速差をなくすような周速差の設定値を正確に決定することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、トナー像を担持して回転することが可能な像担持体と、前記像担持体に当接して回転し、前記像担持体に担持されたトナー像が転写される中間転写体と、前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、前記中間転写体を回転駆動する第２の駆動手段と、設定周速を複数設定する設定手段と、前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、前記中間転写体の周速が目標速度となるように前記制御手段が前記第２の駆動手段を制御している状態で、前記像担持体の周速が前記設定手段により設定された設定周速となるように前記制御手段が前記第１の駆動手段を制御しているときに、前記像担持体に作用する負荷トルクを検出する検出手段とを有し、前記検出手段は、複数の前記設定周速ごとに且つ、前記像担持体から前記中間転写体に転写される画像の濃度が第１の濃度である場合及び該第１の濃度より濃い第２の濃度である場合について、前記負荷トルクをそれぞれ第１の負荷トルク及び第２の負荷トルクとして検出し、さらに、前記転写される画像の濃度が前記第１の濃度である場合に前記検出手段により検出された前記第１の負荷トルクと前記転写される画像の濃度が前記第２の濃度である場合に前記検出手段により検出された前記第２の負荷トルクとの大小関係が、値が隣接する設定周速同士の間で逆転するような２つの設定周速の組を把握する把握手段と、前記把握手段により把握された組における２つの設定周速に基づく１つの値を、前記中間転写体の周速と前記像担持体の周速との差が零となる前記像担持体の周速値として決定する決定手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、転写圧を過大に設定することなく、像担持体と中間転写体との周速差をなくすような周速差の設定値を正確に決定することができる。

画像形成装置の要部の概略構成を示す断面図である。 感光ドラム及びＩＴＢを駆動する駆動機構の構成を示す模式図である。 ＩＴＢの回転速度制御を行う制御器の内部構成を示す図である。 感光ドラムの回転速度制御を行う制御器の内部構成を示す図である。 ベルト−感光ドラム間の周速差「零」時に作用するトルク関係図である。 駆動モータを定トルク制御としてデューティ指令を線形増加させていった場合の特性図である。 ベルト−感光ドラム間の周速差「零」時に作用するトルク関係図である。 画像パターン（図（ａ））、各モータでのトルク変化（図（ｂ））、各周速差におけるトナー像の有り／無し間のトルク差をプロットした図（図（ｃ））である。 補助トルクの算出処理のフローチャートである。 全体動作のフローチャートである。 レーザスキャナによる感光ドラムの露光の概念を示す模式図である。 感光ドラムの表面と表面位置検知部との位置関係を示す拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の要部の概略構成を示す断面図である。

この画像形成装置は、電子写真方式のカラーデジタル複写機である。なお、本画像形成装置は、複写機の他、複合機またはファクシミリ装置であってもよく、また、カラー用に限られず、白黒用の装置であってもよい。

本画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の４色の画像形成ユニットを備える。各色に対応する感光ドラム１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）が、略水平方向に沿って配列されている。静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム１０１は各々回転可能であり、図１の矢線Ａ方向へ回転する。

本画像形成装置は、各感光ドラム１０１に対応してレーザスキャナ１００（１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ）を備える。不図示の一次帯電装置が、それぞれ対応する感光ドラム１０１の表面を一様に帯電させる。レーザスキャナ１００は、それぞれ帯電された感光ドラム１０１の表面を、画像情報に基づいて露光して静電潜像を形成する。そして不図示の現像装置が、感光ドラム１０１の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。

各感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋに対向してそれぞれ一次転写ローラ１０７（１０７Ｙ，１０７Ｍ，１０７Ｃ，１０７Ｋ）が配置されている。感光ドラム１０１と一次転写ローラ１０７との間を搬送されるように、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１２１が張架されている。

中間転写ベルト１２１（以下、ＩＴＢ１２１と記すこともある）は、中間転写駆動ローラ１１０、ローラ１１１及び二次転写ローラ１３１によって張架されており、感光ドラム１０１の表面にそれぞれ当接するように回転する。ＩＴＢ１２１は、中間転写駆動ローラ１１０（以下、ＩＴＢ駆動ローラ１１０と記すこともある）によって回転駆動され、図１の矢印Ｂ方向へ回転する。感光ドラム１０１の表面に形成された各色のトナー像は、順次、ＩＴＢ１２１上に転写（一次転写）され、重畳されてカラー画像が形成される。二次転写ローラ１３１は、ＩＴＢ１２１に転写されたトナー像を、搬送されてきた記録紙に一括して転写させる。

［作像部駆動構成］
図２は、感光ドラム１０１及びＩＴＢ１２１を駆動する駆動機構の構成を示す模式図である。

感光ドラム１０１及びＩＴＢ１２１が含まれる作像部には上位のコントローラ３００が備えられ、コントローラ３００にはＣＰＵ２００が備えられる。ＣＰＵ２００は画像形成装置の全体の制御を司る。このほか、コントローラ３００には、各感光ドラム１０１の駆動を制御する制御器２０２（２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ）、及びＩＴＢ１２１の駆動を制御する制御器２０１が備えられる。制御器２０１、２０２は、ＣＰＵ２００からの指示に従って制御を行う。

図２において、第１の駆動手段である駆動モータ１０２（１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ）は、対応する感光ドラム１０１を独立して駆動する。第２の駆動手段である中間転写駆動モータ１１２は、ＩＴＢ駆動ローラ１１０を駆動する。各々の駆動モータ１０２と感光ドラム１０１との間には、駆動モータ１０２の回転数を減速するための減速器１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）が接続される。ＩＴＢ駆動モータ１１２とＩＴＢ駆動ローラ１１０との間には、ＩＴＢ駆動モータ１１２の回転数を減速するための減速器１０４Ｂが接続される。

各感光ドラム１０１が駆動力の伝達を受ける側において、各感光ドラム１０１のドラム軸には、その角速度検出を行うための光学パターン（スリット）が配されたホイールスケール１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ）が設けられている。また、各ホイールスケール１０３に近接して、ホイールスケール１０３のスリット間周期を検出するエンコーダセンサ１０５（１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋ）が設けられている。エンコーダセンサ１０５により、ドラム軸の軸角速度が検知される。

さらに、各感光ドラム１０１を挟んでホイールスケール１０３の反対側には、感光ドラム１０１の回転速度の変動を抑制するためのフライホイール１０６（１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ）が設けられる。

同様に、ＩＴＢ駆動ローラ１１０の駆動軸には、その角速度検出を行うための光学パターン（スリット）が配されたホイールスケール１０３Ｂが設けられる。ホイールスケール１０３Ｂに近接して、ホイールスケール１０３Ｂのスリット間周期を検出するエンコーダセンサ１０５Ｂが設けられている。エンコーダセンサ１０５Ｂにより、駆動軸の軸角速度が検知される。

なお、エンコーダセンサ１０５に限られず、ＩＴＢ駆動ローラ１１０の駆動軸やドラム軸の軸角速度を検出できるものであれば、ロータリーエンコーダ以外の機構を適用してもよい。

図３は、ＩＴＢ駆動ローラ１１０の軸角速度制御を行う制御器２０１の内部構成を示す図である。

制御器２０１は、速度指令部２０１ａ、一般的なＰＩＤである制御器２０１ｂ、及びＰＷＭ制御器２０１ｃを備える。ＩＴＢ駆動モータ１１２は、モータドライバ部（ＤＲＶ）１１４及びＢＬＤＣモータ１１５を備える。

速度指令部２０１ａには、ＣＰＵ２００により速度指令値が設定される。速度指令部２０１ａに設定される速度指令値と、エンコーダセンサ１０５Ｂにより検出されるＩＴＢ駆動ローラ１１０の軸角速度情報との誤差量をもとに、制御器２０１ｂへ設定するエネルギ補正量が決定される。このエネルギ補正量は、制御器２０１ｂがＩＴＢ駆動モータ１１２に供給するエネルギを補正するための量である。

このエネルギ補正量は、ＰＷＭ制御器２０１ｃにて、負荷であるＢＬＤＣモータ１１５への通電量を制御する指令値となる。ＰＩＤ制御器２０１ｂは、エネルギ補正量に基づき、ＰＷＭ制御器２０１ｃへ通電比としてデューティ指令を出力する。ＰＷＭ制御器２０１ｃは、ＰＩＤ制御器２０１ｂから出力されたデューティ指令に従って、ＢＬＤＣモータ１１５への通電（ＯＮ）／遮断（ＯＦＦ）を制御する。すなわち、ＰＷＭ制御器２０１ｃが、このデューティ指令に基づき、ＢＬＤＣモータ１１５へのパルス指令を生成し、それをモータドライバ部１１４へ出力することにより、ＩＴＢ駆動ローラ１１０の駆動軸が所定の軸角速度となるように制御される。

従って、速度制御、すなわちＩＴＢ１２１の回転速度のフィードバック制御において、ＩＴＢ駆動ローラ１１０の駆動軸の軸角速度が制御量に該当し、デューティ指令が操作量に該当する。ここで、このＰＩＤ制御器２０１ｂからＰＷＭ制御器２０１ｃへ出力されるデューティ指令は、ＩＴＢ駆動モータ１１２に印加されるトルクに比例する。そこで、操作量であるデューティ指令から、ＩＴＢ１２１に作用する負荷トルク量を検出することが可能である。

図４は、感光ドラム１０１の回転速度制御を行う制御器２０２の内部構成を示す図である。

各感光ドラム１０１に対応する制御器２０２はいずれも同様に構成されるので、１つの構成を説明する。制御器２０２は、速度指令部２０２ａ、一般的なＰＩＤである制御器２０２ｂ、及びＰＷＭ制御器２０２ｃを備える。また、制御器２０２ｂとＰＷＭ制御器２０２ｃと間に操作量切替器２０２ｅが接続される。さらに、制御器２０２ｂと操作量切替器２０２ｅとに接続される操作量保持器２０２ｄが設けられる。

制御器２０２は、操作量切替器２０２ｅと操作量保持器２０２ｄとが追加された点以外は制御器２０１（図３）の構成と同様である。駆動モータ１０２は、モータドライバ部（ＤＲＶ）１１６及びＢＬＤＣモータ１１７を備える。

操作量保持器２０２ｄは、制御器２０２ｂから出力されるデューティ指令を保持する。操作量切替器２０２ｅは、速度制御の場合と定トルク制御の場合とに対応して、ＰＷＭ制御器２０２ｃに対する接続元を、制御器２０２ｂと操作量保持器２０２ｄとに切り替える。

定トルク制御の場合、操作量保持器２０２ｄにより、速度制御の場合とは独立して指定されたデューティ指令がＰＷＭ制御器２０２ｃへ出力される。すなわち、制御器２０２は、操作量保持器２０２ｄで指定されたデューティ指令値により動作することになる。従って、操作量保持器２０２ｄはトルク検出器（検出手段）としても機能することになる。

速度制御においては、操作量切替器２０２ｅの切替接続状態は図４に示すものとなる。操作量保持器２０２ｄは用いられず、ＩＴＢ駆動モータ１１２の速度制御と同様の制御態様となる。すなわち、速度指令部２０２ａに設定される速度指令値と、エンコーダセンサ１０５により検出される感光ドラム１０１のドラム軸の軸角速度情報との誤差量をもとに、制御器２０２ｂへ設定するエネルギ補正量が決定される。そして、その補正量に基づき制御器２０２ｂから出力されたデューティ指令に基づき、ＰＷＭ制御器２０２ｃは、ＢＬＤＣモータ１１７へのパルス指令を生成し、それをモータドライバ部１１６へ出力する。これにより、感光ドラム１０１のドラム軸が所定の軸角速度となるように制御される。

感光ドラム１０１の定トルク制御は、感光ドラム１０１がＩＴＢ１２１との摩擦力により従動駆動されるようにすることで両者間の相対位置ずれの発生を抑制する場合に必要となる制御である。その際の従動状態は、ＩＴＢ１２１を「主」とし、感光ドラム１０１を「従」とする関係としている。最終的に記録紙にトナー像を転写する場合に、ＩＴＢ１２１の速度と紙搬送系の速度とのずれが生じると、形成される記録画像に伸縮等の画像不良が発生する。上記のような主従関係としたのは、このような画像不良を防ぐのに有利だからである。

そのため、ＩＴＢ１２１による感光ドラム１０１の従動駆動においては、ＣＰＵ２００は、ＩＴＢ１２１については速度制御を行う。それにより、ＩＴＢ１２１の速度（表面速度ないし周速）を記録紙搬送系側に対して一定となるように、ＩＴＢ駆動ローラ１１０の駆動軸の軸角速度を制御する。それと共に、ＣＰＵ２００は、感光ドラム１０１を一定の負荷トルク状態で制御する。それにより、ＩＴＢ１２１への記録紙の突入により発生する急峻な負荷変動がＩＴＢ１２１の速度変動を誘起した場合でも、感光ドラム１０１とＩＴＢ１２１との間に相対的なずれが生じないようにしている。

ただし、このような従動駆動の構成とする場合には、ＩＴＢ１２１側で速度変動が生じた場合にはそれが感光ドラム１０１の表面速度（周速）の変動にもなる。そこで、感光ドラム１０１の速度変動に伴う露光位置ずれが発生しないようにするために、レーザスキャナ１００では、表面位置検知部３０１（図１２）による感光ドラム１０１の表面位置の検出結果に基づき副走査の方向の露光タイミングを制御する構成としている。レーザスキャナ１００の構成については、図１１、図１２で後述する。

感光ドラム１０１の表面位置に同期させて露光制御（副走査同期露光）を行う構成を採用する理由は、感光ドラム１０１の表面位置に合わせた正確な露光を行うためである。すなわち、ＩＴＢ１２１側での記録紙の突入ショックによる速度変動に対応するには、１００Ｈｚ以上の制御帯域を要求される場合がある。そのため、レーザスキャナ１００側で露光タイミングを規定する方が有利だからである。

以降、従動駆動の制御について説明した後、さらには露光制御についても説明する。

［従動駆動の成立条件］
本実施の形態でいう従動駆動とは、感光ドラム１０１については速度制御を行わず、ＩＴＢ１２１のみ速度制御を行い、ベルト−感光ドラム間で発生する摩擦を利用することで感光ドラム１０１がＩＴＢ１２１に連れ回り状態で回転する駆動形態である。感光ドラム１０１については定トルク制御を行う。より正確には、ＩＴＢ１２１によって感光ドラム１０１を連れ回すことによって、ＩＴＢ１２１の表面速度と感光ドラム１０１の表面速度とが常時一致するように両者を駆動することをいう。この従動駆動により、プリント動作時にはドラム及びベルト表面間では位置ずれが発生しない状態を保持しつつ、ドラム表面に形成されたトナー像がスタンプのようにベルト表面に正確に転写され、色ずれやバンディングの影響が小さい高画質の画像が得られる。

図５は、ベルト−感光ドラム間の周速差「零」時に作用するトルク関係図である。

感光ドラム１０１がＩＴＢ１２１に連れ回り状態で回転する従動駆動において、感光ドラム１０１には、等価負荷Ｌｄｒｕｍが作用している。等価負荷Ｌｄｒｕｍは、図５に示すように、感光ドラム１０１側にぶら下がっている負荷であり、クリーナ機構、駆動軸摩擦等を含む全ての負荷を合わせたものである。

感光ドラム１０１が等価負荷Ｌｄｒｕｍに抗して回転するのに必要な駆動トルクをＴｒｑ＿Ｄｒｕｍとする。ベルト−感光ドラム間の一次転写部で発生する摩擦トルクをＴｒｑ−ＤＢとする。上記のような従動駆動が成立する条件としては、駆動トルクＴｒｑ＿Ｄｒｕｍと摩擦トルクＴｒｑ−ＤＢとの間で下記数式１の関係が成立すればよい。
［数１］
Ｔｒｑ＿ＤＢ＞Ｔｒｑ＿Ｄｒｕｍ

この感光ドラム１０１に作用する等価負荷Ｌｄｒｕｍが作像動作中に変動した場合であっても、上記数式１の関係が成立している限りは従動動作が破綻することは無い。

ただし、摩擦トルクＴｒｑ−ＤＢを大きくするためには、ベルト−感光ドラム間での接触圧を大きくする必要がある。しかしそうすると、トナーの転写効率の低下に繋がる。転写効率を低下させずに従動駆動を可能とするためには、まず、感光ドラム１０１に作用する等価負荷Ｌｄｒｕｍを駆動するのに必要な駆動トルクＴｒｑ＿Ｄｒｕｍ分を把握する。そして、駆動トルクＴｒｑ＿Ｄｒｕｍに相当するトルクを補助トルクＴａｓとして駆動モータ１０２から感光ドラム１０１へ供給できればよい。

ここで「必要なトルクＴｒｑ＿Ｄｒｕｍ分を把握」とするのは、補助トルクＴａｓが供給過多となっても、上記のような適切な従動駆動状態は保つことができないからである。この適切な従動駆動状態を保持できるための補助トルクＴａｓと速度差との関係を図６で説明する。

図６では、画像形成装置の動作時において、駆動モータ１０２を定トルク制御として、デューティ指令を線形増加させていった場合の特性を示している。特性図の横軸は、制御器２０２ｂから出力されるデューティ指令であり、縦軸は感光ドラム１０１とＩＴＢ１２１との表面速度の差である。速度差が零となるようなデューティ指令の領域が、適切な従動駆動状態が維持される従動領域である。逆の見方をすれば、従動領域は、ベルト−感光ドラム間に発生している摩擦トルクＴｒｑ＿ＤＢが作用するトルク範囲を示しているため、補助トルクＴａｓとしてはこの範囲を保持できれば従動状態の維持が可能と言える。

図７は、ベルト−感光ドラム間の周速差「零」時に作用するトルク関係図であり、図５を簡略化した模式図である。図７において、ＩＴＢ１２１は円形状に描いてある。

さて、上記の従動駆動状態を維持するためには、前述したように感光ドラム１０１に作用する負荷トルクＴｒｑ＿Ｄｒｕｍを正しく検出できることが必要となる。そのためには、感光ドラム１０１及びＩＴＢ１２１間の表面速度差（以下、周速差とも呼称する）が「零」となっている状態におけるデューティ指令の値を把握できればよい。

なぜなら図７に示すように、ベルト−感光ドラム間の周速差が零となっている場合には、感光ドラム１０１の表面とＩＴＢ１２１の表面との間で互いにトルクが作用し合わない。そのため、その時のデューティ指令は、負荷トルクＴｒｑ＿Ｄｒｕｍとおおよそ等しくなるからである。なお、感光ドラム１０１とＩＴＢ１２１との周速差が存在する場合は、速い側にトルク負担が発生することになる。なお、図７において、ＩＴＢ１２１に作用する等価負荷トルクＬｉｔｂに抗してＩＴＢ１２１を回転駆動するのに必要なトルクをＴｒｑ＿ＩＴＢとする。

［補助トルクの検知］
補助トルクＴａｓの検知を行うためには、前述したようにまず感光ドラム１０１とＩＴＢ１２１の表面速度差が零となるような感光ドラム１０１の周速（表面速度）を把握しなければならない。ところが、感光ドラム１０１の偏心、径精度、及び、ＩＴＢ１２１の厚みムラ、ＩＴＢ駆動ローラ１１０の径精度等に起因して、各駆動軸の速度を制御した場合でも、表面速度差が零になるとは限らない。

ここで、前述したように、両者の表面速度差が零となっている状態では、感光ドラム１０１及びＩＴＢ１２１間でのトルクのやり取りが発生しないとなる。そこで、作像状態において、トナー有りと無しとの間でのトルクの増減方向の変化から、両者の表面速度差が零となる状態を把握する。このような両者の表面速度差が零となるような感光ドラム１０１の周速として決定される値を「周速値Ｖｄ０」と記す。

図８（ａ）は、表面速度差が零となる周速値Ｖｄ０を求めるときに適用される画像パターンの例である。この画像パターンは、記録紙の搬送方向に沿って、白領域Ｒ１、黒領域Ｒ２、白領域Ｒ３が配置される白ベタ−黒ベタ−白ベタのパターンである。黒領域Ｒ２がトナー像有り、白領域Ｒ１、Ｒ３がトナー像無しの領域に該当する。

図８（ｂ）〜（ｄ）は、画像形成の実動作において図８（ａ）に示す画像パターンを生成した場合の各モータでのトルク変化を示す図である。特に、感光ドラム１０１とＩＴＢ１２１との間の周速差を変化させた場合のトルク変化を示す。具体的には、感光ドラム１０１の周速とＩＴＢ１２１の周速との関係は次のようになっている。
図８（ｂ）：周速差：ドラム＞ＩＴＢ
図８（ｃ）：周速差：ドラム≒ＩＴＢ
図８（ｄ）：周速差：ドラム＜ＩＴＢ
ここで図８（ｂ）〜（ｄ）の横軸は経過時間であり、記録紙の搬送方向における画像パターンの位置に対応する。縦軸は負荷トルクを示す。

また、図８（ｅ）に、各周速差におけるトナー像の有りと無しと間のトルク差をプロットした図を示す。図８（ｅ）の横軸が周速差を示す。図８（ｅ）の縦軸は、感光ドラム１０１に作用する負荷トルクの差、すなわちトルク差Ｔｒｑを示す。ここで、トルク差Ｔｒｑ＝（黒領域Ｒ２生成時の負荷トルクＴｂ）−（白領域Ｒ１生成時の負荷トルクＴｗ）である。負荷トルクＴｂ、Ｔｗは、制御器２０２ｂから出力されるデューティ指令から求める。

ここで感光ドラム１０１に作用する負荷トルクに着目する。まず、例えば図８（ｂ）からわかるように、感光ドラム１０１の方がＩＴＢ１２１よりも周速が高い場合は、感光ドラム１０１に作用する負荷トルクは、黒領域Ｒ２の生成時の方が白領域Ｒ１、Ｒ３の生成時よりも大きくなる。また、図８（ｃ）からわかるように、周速差がない場合は、感光ドラム１０１に作用する負荷トルクは、黒領域Ｒ２の生成時と白領域Ｒ１、Ｒ３の生成時とで変わらない。一方、図８（ｄ）からわかるように、感光ドラム１０１の方がＩＴＢ１２１よりも周速が低い場合は、感光ドラム１０１に作用する負荷トルクは、黒領域Ｒ２の生成時の方が白領域Ｒ１、Ｒ３の生成時よりも小さくなる。

従って、図８（ｅ）に示すように、周速差が大きくなるにつれてトルク差Ｔｒｑが大きくなり、周速差がマイナスの値からプラスに転じたとき、トルク差Ｔｒｑは零となることがわかる。このように、周速差「零」を挟んでトルク負担方向が逆転する特性がある。従って、周速差が零となるポイントを求めるためには、トナー有無によるトルク変化が正から負（またはその逆）に変わるポイントを検出できればよい。

そこで、本実施の形態では、ＩＴＢ１２１の周速を目標速度ＰＳに速度制御した状態で感光ドラム１０１の周速を変化させていき、両者の表面速度差が零となるような感光ドラム１０１の周速値Ｖｄ０を求める。そのために、「白領域Ｒ１生成時の負荷トルクＴｗ」（第１の負荷トルク）と「黒領域Ｒ２生成時の負荷トルクＴｂ」（第２の負荷トルク）との大小関係が反転する境となる周速を求めればよい。

具体的には、感光ドラム１０１の周速を徐々に変化させるための設定周速Ｖｄを複数設定する。次に、ＩＴＢ１２１の周速を目標速度ＰＳに速度制御した状態で感光ドラム１０１の周速を設定周速Ｖｄ（ｉ）に従って段階的に変化させ（ｉ＝１〜ｎ）、全ての設定周速Ｖｄについて負荷トルクＴｗ及び負荷トルクＴｂを求める。そして、値が隣接する設定周速同士の間で負荷トルクＴｗと負荷トルクＴｂとの大小関係が逆転するような２つの設定周速の組（Ｖｄ（ｋ）、Ｖｄ（ｋ＋１））を把握する。ｋは０〜ｎのうちの１つの値である。この把握した組のＶｄ（ｋ）値とＶｄ（ｋ＋１）値との間に、求めるべき周速値Ｖｄ０があると考えられる。

次に、周速値Ｖｄ０を決定し、補助トルクＴａｓを導いて保持する処理について、フローチャートで説明する。

図９は、補助トルクＴａｓの算出処理のフローチャートである。図９の処理は、後述する図１０のステップＳ２１０におけるサブルーチンとして実行される。

まず、ＣＰＵ２００は、初期設定を行う（ステップＳ１０１）。ここでは、周速差設定の変化幅ｄＶ、測定回数ｎ、目標速度ＰＳが設定される。目標速度ＰＳには、通常の画像形成動作時においてＩＴＢ１２１の目標とされる周速の値が設定される。周速値Ｖｄ０と目標速度ＰＳとのずれの程度が不明な場合は、周速値Ｖｄ０の決定の精度を向上させるべく、変化幅ｄＶはなるべく小さく設定し、測定回数ｎは大きく設定するのがよい。なお、測定回数ｎは３以上の値とする。変数ｉがｎに達するまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１１０の処理ループがｎ回繰り返されることになる。

次に、ＣＰＵ２００は、ＩＴＢ１２１及び感光ドラム１０１をいずれも速度制御とするべく、各制御器２０１、２０２に対して動作開始指令を出力する（ステップＳ１０２）。これにより、ＩＴＢ１２１は、目標速度ＰＳの周速となるよう回転することになる。次に、ステップＳ１０３では、ＣＰＵ２００は、ループ処理回数を示す変数ｉをインクリメントする（ｉ←ｉ＋１）。さらにＣＰＵ２００は、速度指令部２０２ａに対して、今回ループの設定周速Ｖｄ（ｉ）を下記数式２により設定する。
［数２］
設定周速Ｖｄ（ｉ）←ＰＳ＋ｄＶ＊ｉ−ｄＶ＊ｎ／２

次に、ＣＰＵ２００は、速度指令部２０２ａに対して、ステップＳ１０３で算出された設定周速Ｖｄ（ｉ）を速度指令として設定する（ステップＳ１０４）。これにより、感光ドラム１０１は、設定周速Ｖｄ（ｉ）の周速となるよう回転することになる。次に、ＣＰＵ２００は、図８（ａ）に示す画像パターンの作像動作を開始するよう制御する（ステップＳ１０５）。

次に、ＣＰＵ２００は、画像パターンにおける白領域Ｒ１の形成時の制御器２０２ｂの出力をサンプリングし、それを保持する（ステップＳ１０６）。具体的には、ＣＰＵ２００は、制御器２０２ｂから出力されるデューティ指令を今回ループの負荷トルクＴｗ（ｉ）として操作量保持器２０２ｄに格納させる。

次に、ＣＰＵ２００は、画像パターンにおける画像濃度の切り替わりを待ち、すなわち、作像の領域が白領域Ｒ１から黒領域Ｒ２に切り替わるのを待つ（ステップＳ１０７）。そして、白領域Ｒ１から黒領域Ｒ２に切り替わったら、ＣＰＵ２００は、画像パターンにおける黒領域Ｒ２の形成時の制御器２０２ｂの出力をサンプリングし、それを保持する（ステップＳ１０８）。具体的には、ＣＰＵ２００は、制御器２０２ｂから出力されるデューティ指令を今回ループの負荷トルクＴｂ（ｉ）として操作量保持器２０２ｄに格納させる。

次に、ＣＰＵ２００は、今回ループのトルク差Ｔｒｑ（ｉ）を、下記数式３により算出する（ステップＳ１０９）。ＣＰＵ２００は、算出したトルク差Ｔｒｑ（ｉ）も、操作量保持器２０２ｄ等を用いて保持しておく。
［数３］
Ｔｒｑ（ｉ）＝Ｔｂ（ｉ）−Ｔｗ（ｉ）

次に、ＣＰＵ２００は、測定終了か、すなわちｉ＝ｎとなったか否かを判別し（ステップＳ１１０）、測定終了でない場合は、処理をステップＳ１０３に戻して次回ループの処理に移行する。

一方、測定終了である場合は、ｉ＝ｎとなるまでの全ての設定周速Ｖｄについてトルク差Ｔｒｑ（ｉ）の取得が完了したことになる。そこでＣＰＵ２００は、下記数式４が成立するようなｋの値を求める（ステップＳ１１１）。
［数４］
Ｔｒｑ（ｋ）＊Ｔｒｑ（ｋ−１）＜０

次に、ＣＰＵ２００は、求めたｋ値に基づき周速値Ｖｄ０を決定する（ステップＳ１１２）。すなわち、上述したように、ｋ値が判明することで、値が隣接する設定周速同士の間で負荷トルクＴｗと負荷トルクＴｂとの大小関係が逆転するような２つの設定周速の組（Ｖｄ（ｋ）、Ｖｄ（ｋ＋１））が把握される。そこで、Ｖｄ（ｋ）値とＶｄ（ｋ＋１）値とに基づき周速値Ｖｄ０を決定する。

その決定手法は各種考えられるが、Ｖｄ（ｋ）値とＶｄ（ｋ＋１）値とを含む両者の範囲内で決定する。例えば、これら２点間での周速差に対する負荷トルクの変化を線形補間した上で、零クロスする周速差に対応する値を周速値Ｖｄ０として求める（図８（ｅ）参照）。ＣＰＵ２００は、決定した周速値Ｖｄ０を、操作量保持器２０２ｄに保持させる。

なお、簡易的には、Ｖｄ（ｋ）値とＶｄ（ｋ＋１）値とを等分した値を周速値Ｖｄ０として決定してもよい。あるいは、負荷トルクの変化の傾向が既知である場合は、Ｖｄ（ｋ）値とＶｄ（ｋ＋１）値とを所定の内分比で分けた値を周速値Ｖｄ０として決定してもよい。

次に、ＣＰＵ２００は、決定した周速値Ｖｄ０を、速度指令部２０２ａに設定して、感光ドラム１０１の周速が周速値Ｖｄ０となるよう速度制御を行う（ステップＳ１１３）。次に、図８（ａ）に示す画像パターンの作像動作を開始するよう制御する（ステップＳ１１４）。

そして、ＣＰＵ２００は、画像パターンの作像開始と同期して、制御器２０２ｂの出力を画像データ幅分だけサンプリングし、平均デューティ値を算出する（ステップＳ１１５）。この平均デューティ値は、ＩＴＢ１２１の周速が目標速度ＰＳとなるように速度制御され且つ、感光ドラム１０１の周速が周速値Ｖｄ０を目標として速度制御されているときに感光ドラム１０１に作用する負荷トルク（第３の負荷トルク）に相当する。この平均デューティ値は、駆動トルクＴｒｑ＿Ｄｒｕｍに相当するから、ＣＰＵ２００は、この値を補助トルクＴａｓとして操作量保持器２０２ｄに保持させる。

補助トルクＴａｓは、画像形成装置の電源がオフされた状態でも保持が継続されるとする。操作量保持器２０２ｄに保持された補助トルクＴａｓは、後述するドラム定トルク制御モード（図１０のステップＳ２０５）において、駆動モータ１０２から感光ドラム１０１へ供給されるトルクを規定する。

なお、図９の処理は、感光ドラム１０１ごとに実行して個々の補助トルクＴａｓを求めるのが望ましい。補助トルクＴａｓの値は各感光ドラム１０１によって異なり得る。ただし、ドラム−ＩＴＢ間の摩擦を大きく確保できる場合には、代表して１つの感光ドラム１０１での検知結果を基に共通の補助トルクＴａｓを定めてもよい。

なお、図９の処理において、測定回数ｎは３以上で、３回以上のループが実行されるとしたが、これに限定されない。例えば、２つの設定周速Ｖｄの間に周速値Ｖｄ０が確実に存在するように、２つの設定周速Ｖｄの幅を大きくとる。そして、図８（ｅ）において、各設定周速Ｖｄに対応する２点のトルク差Ｔｒｑを結ぶ直線から周速値Ｖｄ０を推定してもよい。

［全体動作］
図１０は、本画像形成装置における全体動作のフローチャートである。

本画像形成装置の動作としては、大きく分けて、紙搬送制御、複写画像を形成する作像制御（感光ドラム１０１、ＩＴＢ１２１を駆動制御する制御器２０１、２０２による制御が含まれる）、定着制御が含まれる。

プリント指示があると図１０の処理が開始され、まず、ＣＰＵ２００は、各種初期化処理、すなわち、装置内の各種の初期状態チェックや動作開始位置の初期化などを実行する（ステップＳ２０１）。次に、ＣＰＵ２００は、ステップＳ２０２で、トナー像形成を行う作像部の駆動制御を開始し、感光ドラム１０１、ＩＴＢ１２１の各表面のクリーニング、環境条件による帯電制御の調整などを実行する。

次に、ＣＰＵ２００は、ＩＴＢ１２１による感光ドラム１０１の従動駆動を行うか否かを判別する（ステップＳ２０３）。

これは、ドラム定トルク制御モード（第１の制御モード）かドラム速度制御モード（第２の制御モード）のいずれの制御モードが設定されているかにより定まり、ＣＰＵ２００は、設定状態から判別を行う。

ドラム定トルク制御モードは、上記の従動駆動を行うモードであり、ＩＴＢ１２１を速度制御し且つ、感光ドラム１０１を定トルク制御するモードである。ドラム速度制御モードは、上記の従動駆動を行わず、感光ドラム１０１及びＩＴＢ１２１がそれぞれ同じ目標表面速度に速度制御されるモードである。これら制御モードの択一的な選択は、ユーザが行うことができ、初期状態では例えばドラム速度制御モードが設定されている。

ステップＳ２０３の判別の結果、従動駆動しない場合は、ドラム速度制御モードであるので、ＣＰＵ２００は、制御器２０２に対して速度設定を行い、速度制御を開始する（ステップＳ２０４）。その際ＣＰＵ２００は、制御器２０２において、ＰＷＭ制御器２０２ｃに制御器２０２ｂが接続されるように操作量切替器２０２ｅを切り替えるよう制御する。この速度設定の値は、ＩＴＢ１２１と同じく、目標速度ＰＳである。

一方、従動駆動する場合は、ドラム定トルク制御モードであるので、ＣＰＵ２００は、制御器２０２に対して、ドラム定トルク制御モードへの切り替え指示を行い、定トルク制御を開始する（ステップＳ２０５）。その際ＣＰＵ２００は、制御器２０２において、ＰＷＭ制御器２０２ｃに操作量保持器２０２ｄが接続されるように操作量切替器２０２ｅを切り替えるよう制御する。

これにより、操作量保持器２０２ｄに保持された補助トルクＴａｓに応じたデューティ指令がＰＷＭ制御器２０２ｃへ出力される。従って、補助トルクＴａｓが感光ドラム１０１に作用するように駆動モータ１０２が制御される。すると、感光ドラム１０１とＩＴＢ１２１との当接において静止摩擦が支配的となって、感光ドラム１０１がＩＴＢ１２１に対して滑ることなく追従し、適切に従動する。なお、ステップＳ２０５の処理は、全ての感光ドラム１０１について並行してなされるが、補助トルクＴａｓには、各感光ドラム１０１について各々保持された値が適用されることになる。

作像駆動系が安定状態となると、ＣＰＵ２００は、ステップＳ２０６で、紙搬送系の制御を開始し、記録紙を不図示のカセットから給紙させ、所定待機位置まで搬送させるよう制御する。次に、記録紙に転写されたトナー像を定着させるための定着制御（加熱ヒータへの電力制御、および駆動制御）を開始する（ステップＳ２０７）。

次に、ＣＰＵ２００は、プリント指示に従った画像データに基づく作像動作制御（レーザ露光、現像、ドラム、ＩＴＢなどの各種の制御）を開始する（ステップＳ２０８）。一連の画像形成動作が終了した後、ＣＰＵ２００は、補助トルク調整（補助トルク算出処理（図９）を実行すること）が必要であるか否かを判別する（ステップＳ２０９）。

ＣＰＵ２００は、例えば、画像形成回数が所定回数を超えた場合や、前回の補助トルク算出処理（図９）から所定時間が経過している場合等に補助トルク調整が必要と判別する。また、ユーザが任意のタイミングで補助トルク調整を要求できるようにしてもよい。なお、本画像形成装置の工場出荷後の最初の使用時には、最初に補助トルク算出処理（図９）が実行されるようにしてもよい。

ＣＰＵ２００は、補助トルク調整が必要と判別した場合は、図９の補助トルク算出処理を実行して感光ドラム１０１ごとの補助トルクＴａｓを更新する（ステップＳ２１０）。その後、ＣＰＵ２００は、動作終了処理を実行して（ステップＳ２１１）、図１０の処理が終了する。

［副走査同期露光部と表面位置検知部］
プリント動作における表面位置検知の手法について説明しておく。

図１１は、レーザスキャナ１００による感光ドラム１０１の露光の概念を示す模式図である。図１１では、複数の感光ドラム１０１のうち１つの感光ドラム１０１に着目して示しているが、他の感光ドラム１０１についても同様である。図１２は、感光ドラム１０１の表面と表面位置検知部３０１との位置関係を示す拡大図である。

図１１に示すように、感光ドラム１０１にＩＴＢ１２１を介して当接するように一次転写ローラ１０７が配置され、従動駆動動作部が形成されている。また、表面位置検知部３０１が感光ドラム１０１の表面に対向配置される。レーザスキャナ１００は、レーザドライバ１００ａ、ＡＳＩＣ１００ｂ及び露光装置１００ｃを有する。

各感光ドラム１０１の表面位置を検知するために、レーザスキャナ１００の表面位置検知部３０１には反射型光電センサが採用される。図１２に示すように、各感光ドラム１０１の表面上に等間隔でマークパターンを予め描いておく。このマークパターンは、感光ドラム１０１の作像領域以外に形成されている。

反射型光電センサである表面位置検知部３０１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を利用するものであるため、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。適切な電圧に閾値を設けてやることで、その出力波形は矩形波となる。感光ドラム１０１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、その位置を基準として矩形波の数をカウントすることで、感光ドラム１０１上の表面位置を、マークパターンの分解能で定まる精度で検出することができる。

プリント画像を描くための露光信号のタイミングはＡＳＩＣ１００ｂが司っている。表面位置検知部３０１は、感光ドラム１０１の表面位置を検知し、その検知結果をＡＳＩＣ１００ｂに出力する。ＡＳＩＣ１００ｂは、画像信号及び表面位置検知部３０１の検知結果を受けて、レーザドライバ１００ａにおける露光タイミングを調整する。露光装置１００ｃは、レーザドライバ１００ａで所定のタイミングで発生したレーザ光Ｌｄを感光ドラム１０１に照射して静電潜像を形成する。

このように、表面位置検知部３０１の検知結果に基づいて感光ドラム１０１の表面位置に同期させて露光制御（副走査同期露光）を行うことによって、ドラム表面位置に合わせた正確な露光を行うことができる。従って、感光ドラム１０１上に、位置ずれのない静電潜像が形成される。

本実施の形態によれば、ＣＰＵ２００が、ＩＴＢ１２１の周速を目標速度ＰＳに速度制御した状態で感光ドラム１０１の設定周速Ｖｄを複数変化させて負荷トルクＴｗ及び負荷トルクＴｂを求める。そして、値が隣接する設定周速同士の間で負荷トルクＴｗと負荷トルクＴｂとの大小関係が逆転するような２つの設定周速の組（Ｖｄ（ｋ）、Ｖｄ（ｋ＋１））に基づき、周速値Ｖｄ０を決定する。これにより、一次転写圧を過大に設定することなく、感光ドラム１０１とＩＴＢ１２１との周速差をなくすような感光ドラム１０１の周速値Ｖｄ０を正確に決定することができる。周速値Ｖｄ０を決定できることは、ＩＴＢ１２１の目標速度ＰＳに対する感光ドラム１０１の周速の差（周速差の設定値）を決定できることともいえる。

また、ＣＰＵ２００が、ＩＴＢ１２１の周速を目標速度ＰＳで速度制御し且つ、感光ドラム１０１を周速値Ｖｄ０で速度制御しているときに感光ドラム１０１に作用する負荷トルクを補助トルクＴａｓとして操作量保持器２０２ｄに保持させる。そして、ＣＰＵ２００が、ＩＴＢ１２１の周速を目標速度ＰＳで速度制御し且つ、補助トルクＴａｓが感光ドラム１０１に作用するように駆動モータ１０２を制御することで、感光ドラム１０１がＩＴＢ１２１に適切に従動駆動される。

適切な従動駆動が実現される結果、画像形成プロセス中において感光ドラム１０１及びＩＴＢ１２１の表面速度を一致させることができ、感光ドラムの副走査同期露光の採用と相まって、色ずれ、バンディングといった画像不良を抑制することができる。また、一次転写の転写圧を小さくできるので、感光ドラム１０１やＩＴＢ１２１のモータ駆動負荷を減少させ、トナーの転写性への影響を小さくできることに繋がる。

なお、本実施の形態でトルク差Ｔｒｑを求めるのに用いた画像パターン（図８（ａ））は一例であり、これに限定されない。また、白領域Ｒ１と黒領域Ｒ２に限定されず、濃度が異なる淡・濃２種の帯パターンであってもよい。すなわち、トルク差Ｔｒｑを求める際には、一次転写される画像の濃度が第１の濃度（白領域Ｒ１に相当）である場合と第１の濃度より濃い第２の濃度（黒領域Ｒ２に相当）である場合のそれぞれについて負荷トルクを検出すればよい。従って、記録紙１枚用の形成画像に相当する画像パターンであることは必須でなく、トルク差Ｔｒｑを求める際に、淡画像と濃画像の２枚以上の画像に分けて、それぞれの画像形成時の負荷トルクを検出する構成であってもよい。

なお、感光ドラム１０１の設定周速Ｖｄ（ｉ）や、表面速度差が零となる周速値Ｖｄ０については、目標速度ＰＳに対する周速差を設定することを介して求めるようにしてもよい。すなわち、目標速度ＰＳに対する周速差の設定値を複数設定し、各周速差の設定値から複数の設定周速Ｖｄ（ｉ）を設定する。さらに、２つの設定周速の組（Ｖｄ（ｋ）、Ｖｄ（ｋ＋１））を求めることに代えて、値が隣接する周速差の設定値同士の間で負荷トルクＴｗと負荷トルクＴｂとの大小関係が逆転するような２つの周速差の設定値の組を求める。そして、これら２つの周速差の設定値の組から、表面速度差が零となるような１つの周速差の設定値を求め、この１つの周速差の設定値から周速値Ｖｄ０を求めてもよい。

なお、本実施の形態では、複数存在する感光ドラム１０１がＩＴＢ１２１に従動駆動される構成を示したが、従動駆動の関係がこれとは逆の、感光ドラム１０１が「主」、ＩＴＢ１２１が「従」となる構成についても本発明を適用可能である。この構成は、例えば、感光ドラム１０１の数が１個である電子写真方式の白黒デジタル複写機等に好適である。

この場合、上述した周速値Ｖｄ０や補助トルクＴａｓの算出にかかわる構成、及び、検出や設定等の全ての処理については、感光ドラム１０１に関わるものとＩＴＢ１２１に関わるものとを逆にして考えればよい。

この場合の従動駆動について概略すると、従動駆動を行うモードは、感光ドラム１０１を速度制御し且つ、ＩＴＢ１２１を定トルク制御するモードとなる。ＣＰＵ２００が、感光ドラム１０１の周速を目標速度ＰＳで速度制御し且つ、ＩＴＢ１２１用の操作量保持器（操作量保持器２０２ｄに対応）に保持させたＩＴＢ１２１用の補助トルクＴａｓがＩＴＢ１２１に作用するようにＩＴＢ駆動モータ１１２を制御する。これにより、ＩＴＢ１２１が感光ドラム１０１により適切に従動駆動される。

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。

１０１ 感光ドラム
１１２ 中間転写（ＩＴＢ）駆動モータ
１２１ 中間転写ベルト（ＩＴＢ）
２００ ＣＰＵ
２０１、２０２ 制御器
２０２ｄ 操作量保持器
Ｔｗ、Ｔｂ 負荷トルク

Claims (9)

1. トナー像を担持して回転することが可能な像担持体と、
   前記像担持体に当接して回転し、前記像担持体に担持されたトナー像が転写される中間転写体と、
   前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、
   前記中間転写体を回転駆動する第２の駆動手段と、
   設定周速を複数設定する設定手段と、
   前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、
   前記中間転写体の周速が目標速度となるように前記制御手段が前記第２の駆動手段を制御している状態で、前記像担持体の周速が前記設定手段により設定された設定周速となるように前記制御手段が前記第１の駆動手段を制御しているときに、前記像担持体に作用する負荷トルクを検出する検出手段とを有し、
   前記検出手段は、複数の前記設定周速ごとに且つ、前記像担持体から前記中間転写体に転写される画像の濃度が第１の濃度である場合及び該第１の濃度より濃い第２の濃度である場合について、前記負荷トルクをそれぞれ第１の負荷トルク及び第２の負荷トルクとして検出し、
   さらに、前記転写される画像の濃度が前記第１の濃度である場合に前記検出手段により検出された前記第１の負荷トルクと前記転写される画像の濃度が前記第２の濃度である場合に前記検出手段により検出された前記第２の負荷トルクとの大小関係が、値が隣接する設定周速同士の間で逆転するような２つの設定周速の組を把握する把握手段と、
   前記把握手段により把握された組における２つの設定周速に基づく１つの値を、前記中間転写体の周速と前記像担持体の周速との差が零となる前記像担持体の周速値として決定する決定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段はさらに、前記中間転写体の周速が前記目標速度となるように前記制御手段が前記第２の駆動手段を制御し且つ、前記像担持体の周速が前記決定手段により決定された周速値となるように前記制御手段が前記第１の駆動手段を制御しているときに前記像担持体に作用する第３の負荷トルクを検出し、
   さらに、前記検出手段により検出された前記第３の負荷トルクを補助トルクとして保持する保持手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体がトナー像を担持して回転し、前記像担持体に担持されたトナー像が前記中間転写体に転写される画像形成時における制御モードには、第１の制御モードがあり、
   前記第１の制御モードでは、前記制御手段は、前記中間転写体の周速が前記目標速度となるように前記第２の駆動手段を制御し且つ、前記保持手段に保持された前記補助トルクが前記像担持体に作用するように前記第１の駆動手段を制御することで、前記像担持体が前記中間転写体により従動駆動されるようにすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成時における制御モードにはさらに第２の制御モードがあり、前記第１の制御モードと前記第２の制御モードとは択一的に選択され、
   前記第２の制御モードでは、前記制御手段は、前記中間転写体の周速が前記目標速度となるように前記第２の駆動手段を制御し且つ、前記像担持体の周速が前記目標速度となるように前記制御手段が前記第１の駆動手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記決定手段は、前記把握された組の２つの設定周速の間にある値を前記周速値として決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記決定手段は、前記把握された組の２つの設定周速の値と、前記２つの設定周速ごとに検出された前記第１、第２負荷トルクの値とに基づいて前記周速値を決定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体は複数存在し、前記検出手段による前記第１、第２負荷トルクの検出、前記把握手段による前記組の把握、及び前記決定手段による前記周速値の決定は、像担持体ごとになされることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体の表面の位置を検知する検知手段と、前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段とを有し、
   前記露光手段は、前記検知手段により検知される前記像担持体の表面位置に同期して前記像担持体の表面を露光することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. トナー像を担持して回転することが可能な像担持体と、
   前記像担持体に当接して回転し、前記像担持体に担持されたトナー像が転写される中間転写体と、
   前記像担持体を回転駆動する第１の駆動手段と、
   前記中間転写体を回転駆動する第２の駆動手段と、
   設定周速を複数設定する設定手段と、
   前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、
   前記像担持体の周速が目標速度となるように前記制御手段が前記第１の駆動手段を制御している状態で、前記中間転写体の周速が前記設定手段により設定された設定周速となるように前記制御手段が前記第２の駆動手段を制御しているときに、前記中間転写体に作用する負荷トルクを検出する検出手段とを有し、
   前記検出手段は、複数の前記設定周速ごとに且つ、前記像担持体から前記中間転写体に転写される画像の濃度が第１の濃度である場合及び該第１の濃度より濃い第２の濃度である場合について、前記負荷トルクをそれぞれ第１の負荷トルク及び第２の負荷トルクとして検出し、
   さらに、前記転写される画像の濃度が前記第１の濃度である場合に前記検出手段により検出された前記第１の負荷トルクと前記転写される画像の濃度が前記第２の濃度である場合に前記検出手段により検出された前記第２の負荷トルクとの大小関係が、値が隣接する設定周速同士の間で逆転するような２つの設定周速の組を把握する把握手段と、
   前記把握手段により把握された組における２つの設定周速に基づく１つの値を、前記像担持体の周速と前記中間転写体の周速との差が零となる前記中間転写体の周速値として決定する決定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。