JP2019023677A - 感光ドラムの形状測定機構を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム方式における各感光ドラムの軸偏心や成型誤差等があっても、転写画像にバンディングや色ずれを生じることのない画像形成装置を提供する。【解決手段】ドラム軸偏心やドラム成型誤差を補正するために各ドラム形状をドラム一周のｎ分割データとして、ドラムエンコーダ、ＩＴＢエンコーダのパルスを比較して測定し、それぞれの位置に対応する回転移動量に対し、計測値を基に回転移動量から表面移動距離に換算し補正することで、表面移動距離に同期して露光制御を行う。【選択図】図１６

Description

本発明は、カラー複写機、カラー複合機、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光ドラムの形状測定技術と、それを用いた角速度検知値の補正技術と、感光ドラムへの露光制御に関するものである。

カラー複写機、カラー複合機で用いられている複数の感光ドラム（以下：ドラム）をタンデム構造として持ち、各ドラムから中間転写ベルト（以下：ＩＴＢ）に転写する電子写真方式の画像形成装置において、画像色ずれを発生させないための前提として、ドラムとＩＴＢの表面速度が定速になるように駆動することが求められる。その理由として第一に、ドラム上に静電潜像を描く露光が、時間同期露光になっている場合、ドラムの表面速度が変動することで、画像照射位置が本来照射される位置からずれてしまうためである。

また第二として、ドラム上に形成されたトナー画像をＩＴＢに転写するプロセス（一次転写）においても、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変動してしまうためである。このため、ドラム、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精度な定速性を確保している。なお、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）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モータ制御をする方法が使われている例がある。しかし、上述の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が、ドラム、ドラムモータ、モータの駆動をドラムに伝える駆動ギヤの軸偏心や取り付け公差等により、ドラムの表面速度を一定速にすることは困難となっている。これはＩＴＢにおいても、ＩＴＢ駆動ローラ、ＩＴＢモータ、駆動ギヤの軸偏心や取り付け公差等により同様である。

また、画像不良を起こす原因としては、ドラムとＩＴＢの転写面での摩擦による相互干渉も挙げられる。これは、ドラム、ＩＴＢのどちらか片方に生じている速度変動の影響がもう一方に伝達してしまう問題である。その他にも、ＩＴＢ上に担持しているトナー画像を記録紙上に転写する（二次転写）際に、特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、一次転写における位置ずれの原因となっている。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（：ドラムが相当）を画像転写胴（：ＩＴＢが相当）で摩擦により従動駆動するような構成があるが、これには、以下に述べるメリットがある。１：ドラム上の画像がＩＴＢ上の画像となるために、ドラム上の位置基準で画像を作れば、ドラムの回転ムラの影響は削除される。２：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、ドラム上の画像＝ＩＴＢ上の画像が確保されるため、一次転写における画像不良が発生しない。

メリット１に関しては、ドラムの回転位置基準で画像を形成することが重要となる。そこで、特許文献２のように、露光制御をドラムの回転移動量に同期して行うものがある。

特開２００２−３３３７５２号公報 特開平８−９９４３７号公報

上記特許文献２の方法により、ドラムの回転移動量に同期して露光制御を行うことにより、ドラムの回転移動量に変動があってもドラム上には位置ずれのない静電潜像を描くことが可能となる。ここでドラムの回転移動量の変動を許容する系になるが、ドラム軸偏心やドラム成型公差等により、ドラム形状がいびつである場合、回転移動量はドラム表面移動距離を表さず、ドラム上に等間隔のピッチを描こうとした場合でも、結果的に間隔の異なるピッチを描くことになり転写画像にバンディングを生じる。またタンデム構造において各ドラム間の半径が異なる場合、各ドラム間での周長違いが生じるので、ドラム一周するごとに周長の違い量だけ色ずれを生じる。

そこで本発明は、ドラム軸偏心やドラム成型誤差を補正するために各ドラム形状を測定する。その方法として、ドラムとＩＴＢを従動駆動させた状態で駆動し、ドラムロータリーエンコーダのホームポジションセンサの検知を起点に、ドラムロータリーエンコーダの所定数パルス間隔でのＩＴＢロータリーエンコーダのパルス数をカウントすることにより、ドラムの一定角度毎の表面距離を測定する。

測定値を基に、各角度毎の位置に対応する回転移動量に対し、回転移動量から表面移動距離に換算し補正することで、表面移動距離に同期して露光制御を行うこができるので、各ドラム上に等間隔のピッチを描こうとした場合に、正確に等間隔のピッチを描くことが可能となり、結果として記録紙上での画像バンディング、色ずれをなくすことができる。

本発明の感光ドラムの形状測定機構を備えた画像形成装置は、回転可能な像担持体（１００）と、
前記像担持体（１００）の表面を一様に帯電する帯電手段（１０５）と、
一様に帯電された前記像担持体（１００）に静電潜像を形成する露光手段（１０１）と、
前記静電潜像にトナーを転写する現像手段（１０２）と、
前記像担持体（１００）に担持されたトナー像を転写する回転可能な中間転写体（１０８）と、
前記像担持体（１００）を回転駆動させる像担持体駆動手段と、
前記中間転写体（１０８）を回転駆動させる中間転写体駆動手段と、
前記像担持体（１００）の角速度を検知する像担持体角速度検知手段（７）と、
前記中間転写体（１０８）の角速度を検知する中間転写体角速度検知手段（７）と、
前記像担持体（１００）の基準位置（７ｆ）を検知する基準位置検知手段（７ｄ）と、を有し、
前記像担持体駆動手段、前記中間転写体駆動手段により、前記像担持体（１００）の少なくとも一部が前記中間転写体（１０８）と従動して回転するように、前記像担持体（１００）、前記中間転写体（１０８）を駆動させ、前記基準位置検知手段（７ｄ）により前記像担持体の基準位置（７ｆ）の検知を起点に、前記像担持体（１００）を前記像担持体角速度検知手段（７）により検知する前記像担持体（１００）の所定回転角度で分割したときの各位相の、前記像担持体（１００）の一部と従動する所定回転体の回転角度を所定回転体の角速度検知手段により検知することにより、前記像担持体（１００）の各位相の表面距離を取得することを特徴としている。

本発明によれば、ドラム軸偏心やドラム成型誤差を補正するために各ドラム形状を測定する。その方法として、ドラムとＩＴＢを従動駆動させた状態で駆動し、ドラムロータリーエンコーダのホームポジションセンサの検知を起点に、ドラムロータリーエンコーダの所定数パルス間隔でのＩＴＢロータリーエンコーダのパルス数をカウントすることにより、ドラムの一定角度毎の表面距離を測定することができる。

・・・４ドラム画像形成装置断面図 ・・・転写部摩擦トルクと負荷トルクの説明図 ・・・ドラム軸（９）上の負荷トルクの時間変化 ・・・ドラム軸（９）上のトルク成分（アシストトルクの効果） ・・・ドラム軸（９）上のトルク成分（加速トルクを含む） ・・・ドラム（１００）の駆動構成 ・・・ＩＴＢ（１０８）の駆動構成 ・・・制御器（２）の構成 ・・・ＣＰＵ（１３）のアシストトルク導出フローチャート ・・・露光装置（１０１）の露光制御構成 ・・・露光装置（１０１）の配置 ・・・ＬＥＤヘッド（１０１a）の構成 ・・・ＬＥＤ素子とＬＥＤドライバ回路（１０１ｂ）の構成 ・・・ロータリーエンコーダ（７）の構成 ・・・ロータリーエンコーダ（７）による対向検知説明図 ・・・ドラム形状測定フローチャート ・・・ドラム形状測定タイミングチャート ・・・副走査同期露光のドラム形状補正制御フローチャート ・・・副走査同期露光のドラム形状補正制御タイミングチャート ・・・各感光ドラムの露光照射位置から１次転写位置間の距離Ｌ、感光ドラムＹから感光ドラム１００までの距離Ｄを示す図 ・・・各色間での露光制御の開始タイミングを揃える制御内容を説明するための図 ・・・感光ドラム１００の露光照射位置と１次転写位置の関係を表わす図 ・・・露光制御のタイミングチャートを示す図 ・・・各色の所定の時間における画像先頭位置を表わした図 ・・・図５におけるＡＳＩＣにより実行されるプリント処理の手順を示すフローチャート ・・・図４におけるＣＰＵにより実行されるプリント処理の手順を示すフローチャート

［実施例１］
本発明の実施形態として、電子写真方式のカラーのデジタル複写機、複合機の画像形成装置に適用した例で説明する。図１は、画像形成装置の概略断面図を示している。以下に、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。画像形成装置は、イエロー（以下Ｙと記載）、マゼンダ（以下Ｍと記載）、シアン（以下Cと記載）、ブラック（以下Ｋと記載）の四色を画像形成する手段を有している。以下の説明では、Ｙ〜Ｋは省略した形で説明する。

画像形成装置全体の制御を司る不図示の上位ＣＰＵ１が、記録紙Pへの作像命令を受けると、ドラム１００、中間転写ベルト（以下ＩＴＢ）１０８、帯電ローラ１０５、現像スリーブ１０３、一次転写ローラ１０７、二次転写内ローラ１１１、定着ローラ１１３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、直流電圧又は、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、帯電されたドラム１００表面は、露光装置１０１からの露光照射位置に至り、画像信号に応じた露光が露光装置１０１によってなされ、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（現像スリーブより正、GNDに対して負）である潜像に現像され、一次転写ローラ１０７の方向に回転していく。４個のドラム１００上のトナー像は、一次転写ローラ１０７によってＩＴＢ１０８に重ねて転写され、更に２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に転写される。

なお、１次転写ローラ１０７、２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。ドラム１００上に残った転写残トナーはクリーナー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や、ＩＴＢ１０８上に形成される色ずれ補正用パターンなど画像形成装置の調整に使用するパターンは、中間転写ベルトクリーナー１０９によって掻き取られ回収される。

パターン検知センサ２１はＩＴＢ１０８近傍に配置され、中間転写ベルト上にあるタイミングにおいて各色の色ずれ補正パターンを読み取り、各制御を行うことで色ずれ補正を行うためのセンサである。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、カラー画像を得る。以上が、画像形成プロセスの簡単な説明である。次に本実施系における像形成部であるドラム１００、及び、ＩＴＢ１０８の駆動構成を説明する。

［従動駆動］
本実施例では、ドラム１００は、ＩＴＢ１０８に従動駆動するような構成となっている。ここでいう従動駆動は、一次転写部でのドラム１００の表面部とＩＴＢ１０８の表面部の接触面での摩擦力（以下：転写部摩擦力と示す）と、ドラム１００の回転トルク制御により実現される。図２は、ドラム１００が所定のプロセス速度時に生じているドラム軸９上の負荷トルクと、転写部摩擦トルクを視覚的に示したものである。ここで、転写部摩擦トルクは、一次転写部での摩擦力をドラム１００の回転軸上でトルクに換算したものとする。

図２のように、ドラム１００には、クリーナーブレード１０４や、回転軸の軸受部等の摩擦力により、常に回転方向とは逆向きに負荷トルクが生じている。ここで発生している負荷トルク（：Ｔ_Ｌ）は、転写部摩擦トルク（：Ｔ_Ｆ）の最大値（：Ｔ_ＦＭＡＸ）に対して遥かに大きな値であるため（すなわち、Ｔ_Ｌ＞＞Ｔ_ＦＭＡＸ）、転写部摩擦トルクのみでは、ドラム１００を従動駆動させることはできない。図３に示したのは、画像形成プロセスにおけるドラム軸９上に発生する負荷トルクの過渡的変化と、転写部摩擦トルクの関係である。

ここに示したように、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、転写残トナーがクリーナーブレード１０４に突入するタイミング等で過渡的に変化する。しかし、このような過渡的な変化成分（以下：トルク変動成分）は、一定に生じている負荷トルクに対して十分に小さいことが知られている。そこで、回転トルク発生部（本実施例では、ＢＬＤＣモータ５）により負荷トルクの直流的な成分と同一量の回転トルクをドラム１００に与えてやることで、ドラム１００上に発生する負荷トルクを打ち消してやる。

なお、ここで与える回転トルクを、以降アシストトルクと呼ぶこととする。その結果、ドラム軸９上に生じている負荷の過渡的変化を図４に示す。ここに示したようにＡＣ的な負荷変動成分が転写部摩擦トルクの最大値以下であるならば、ドラム１００は、ＩＴＢ１０８に従動駆動することが可能である。しかし、一方、ドラム１００がＩＴＢ１０８の速度変動に追従しなければ、交流的な速度変動に対しての従動性は確保できない。すなわち、画像形成プロセス中、常時以下に示す運動方程式を満たすことで従動駆動が実現される。

T_F：最大転写部摩擦トルク、J：等価ドラムイナーシャ、dω/dt：角加速度、T_L：負荷トルク、T_AS：アシストトルク、ΔT_L：トルク変動成分

上記、式（１）、（２）は、負荷トルク（Ｔ_Ｌ）の直流的な成分と同一量の回転トルクをアシストトルク（T_AS）として負荷トルクと反対方向に発生させてやることで、最大転写部摩擦トルク（T_F）が作用しなければならないトルク量を低減させていることを示したものである。また、同時に、ドラム１００の加速トルクとトルク変動成分の合計値が常時、最大転写部摩擦トルク以下であることが従動条件であることを示している。ここで、加速トルクは、ドラム軸９上の等価イナーシャ（以下：等価ドラムイナーシャ）とドラム１００の角加速度の乗算で示されている。

なお、ドラム１００の角加速度は、ＩＴＢ１０８の一次転写部での表面速度変動成分から決まる値である。また、等価ドラムイナーシャとは、回転する全負荷を、ドラム軸９上でのイナーシャ成分として表したものである。図５は、加速トルクを加味した形で、ドラム軸９上に発生するトルク変動成分の過渡的変化を示したものである。基本的にΔT_Lが無視できるほど小さいものであるとできるため、アシストトルク以外の部分で従動性を高めるためには、最大転写部摩擦トルクを大きくするか、加速トルクを下げることが考えられる。

最大転写部摩擦トルク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変更することは容易ではない。他方、加速トルクを下げることは、等価ドラムイナーシャを小さくすることで比較的容易に実現可能である。ドラム軸９上に加味されるＢＬＤＣモータ５のイナーシャ成分は、減速ギヤ１０とモータ軸ギヤ１１のギヤ比が大きく影響し、ギヤ比の二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５のロータイナーシャはドラム軸９上ではドラム１００のイナーシャ成分より遥かに大きくなってしまう。

そのため、本実施例のＢＬＤＣモータ５はインナーロータタイプの低イナーシャタイプを使用することとする。これにより、等価ドラムイナーシャを大幅に低減することが可能となり、結果加速トルクも大幅に低減する。このように、アシストトルクを加えてドラム軸９上の負荷トルクの直流成分を打ち消し、かつ、低イナーシャ成分のモータを選定することで、転写部摩擦トルクによりドラム１００をＩＴＢ１０８により従動させることが十分可能になる。なお、本実施例では、ＢＬＤＣモータ５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できるものであるならば、特にこれに限定はしない。次に、従動駆動を実現するためのドラム１００、及びＩＴＢ１０８の電気的、機械的駆動構成に関して説明する。

［ドラム、ＩＴＢの駆動構成］
図６は、ドラム１００の駆動構成である。ドラム１００は、ドラム軸９と減速ギヤ軸８により機械的に接続され、ＢＬＤＣモータ５からの回転トルクが、モータギヤ１１、及び、減速ギヤ１０の噛み合いにより伝達されることで回転する。なお、減速ギヤ軸８と減速ギヤ１０は不図示の接合機構により固定して接続されている。また、減速ギヤ軸８には、ドラムロータリーエンコーダ７が固定して配置されており、後述するが、ロータリーエンコーダ７による回転速度検知値は、アシストトルクの導出（アシストトルク導出フロー）のために用いる。

上位ＣＰＵ１は、画像形成プロセスにおける各プロセス（帯電、露光、現像、一次転写高圧等）の開始タイミング、停止タイミング、その他各種設定値を一括で制御するものである。制御器２は、上位ＣＰＵ１からの指令信号（駆動オン・オフ、目標速度、レジスタ設定値等）を受け、モータドライバＩＣ３に各種制御信号（駆動オン・オフ、ＰＷＭ値等）を出力するものである。なお、アシストトルク導出フローにおいては、ロータリーエンコーダ７による角速度フィードバック制御を行うため、制御器２の内部には、ＰＩＤ制御器を備えている。

モータドライバＩＣ３は、制御器２からの制御信号と回転位置検知部６からの回転位置信号をもとに、ＢＬＤＣモータ５に流す相電流の相切り替えと、電流量の調整を、駆動回路４を制御することで行う。以上が、ドラム１００の駆動構成である。図７は、ＩＴＢ１０８の駆動構成を示している。ＩＴＢ１０８は、ＩＴＢ１０８の内側に当接するよう設置されたＩＴＢ駆動ローラ１１０を回転駆動することで駆動する。ＩＴＢ駆動ローラ軸１２上には、減速ギヤ１０とＩＴＢロータリーエンコーダ７が固定して配置されており、ＩＴＢ駆動ローラ１１０を、ドラム１００と同じように、ＢＬＤＣモータ５の回転速度を減速ギヤ１０によって減速させて回転させている。

上位ＣＰＵ１、制御器２、モータドライバＩＣ３、駆動回路４、回転位置検知部６といった電気的構成はドラム１００の駆動構成と同じである。画像形成プロセス中のＩＴＢ１０８は、ロータリーエンコーダ７による検知値の角速度フィードバック制御により駆動する。なお、角速度フィードバック制御は、上位ＣＰＵ１から指令された目標速度（以下：プロセス速度）と、ロータリーエンコーダ７の検知値をプロセス速度に変換したものの差分が小さくなるようにＰＩＤ制御器で制御される。アシストトルクを導出する方法を説明する。

［アシストトルク導出］
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。調整モードでは、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、調整モードが終了して初めてプリント動作が可能な状態になる。本実施形では、調整モードにアシストトルクを導出するシーケンスを設けている。複合機では、厚紙対応等からプロセス速度を複数備えているものが一般的であるため、アシストトルクは、各プロセス速度に応じて導出しなければならない。アシストトルク導出方法に関して説明する。

アシストトルクの導出は、画像形成プロセス時、ドラム軸９上に発生している負荷を測定してやることで求める。そのため本実施形では、ドラム軸９上に発生している負荷を、ＢＬＤＣモータ５が発生しているトルク値から求めることとする。モータドライバＩＣ３は、ＰＷＭ信号により、ＢＬＤＣモータ５に流れる相電流の電流量を決定するドライバＩＣを使用している。なお、ＰＷＭ信号とは、パルス幅変調信号のことであり、一定周期の矩形波信号で、ハイレベルの時間幅で決まるデューティ比（：ハイレベルの区間をＰＷＭ周期で割ったもの）から相電流を調整している。

デューティ比が大きいと、相に流れる電流量が増大していき、逆に比が小さいと、相に流れる電流量が減少していく。ここで、相電流の大きさは、モータが発生しているトルクと等価であるとできる。相電流の大きさは、デューティ比に比例しているため、デューティ比をモータが発生しているトルクとすることが可能となる。また、当然画像形成プロセス中に発生するドラム軸９上の負荷トルクを検知したいため、目標のプロセス速度に制御しなければならない。制御器２の内部構成を図８に示す。制御器２は、ＣＰＵ１３と、ＲＯＭ１４と、ＲＡＭ１５によって構成されている。

ドラム１００の駆動制御をするＣＰＵ１３は、アシストトルク導出時において、ロータリーエンコーダ７の検知値から角速度フィードバック制御をＰＩＤ制御器で行うよう構成される。ただし、画像形成プロセス中においては、導出されたアシストトルクに対応した所定のデューティ比のＰＷＭ信号をモータドライバＩＣ３に出力するよう構成されている。アシストトルク導出フローを説明する。アシストトルクを導出するためには、第一として、一次転写ローラ１０７をＩＴＢ１０８から離脱した状態とする。

第二として、帯電、現像、トナーとクリーナーブレード１０４の干渉の影響がある中で、ドラム軸９上に生じている負荷トルクを導出したいため、画像形成プロセス中に行われるものとする（ただし、画像形成プロセスにおける負荷のトルク変動成分は、定常的に生じている負荷成分に対して十分小さいため、アシストトルクの導出時は空回転でも可である）。調整モード中、アシストトルク導出における、上位ＣＰＵ１の動作を説明する。上位ＣＰＵ１は、第一に、一次転写ローラ１０７の脱指令を一次転写ローラの昇降を行うステッピングモータのドライバＩＣ（不図示）に行う。

第二に、露光装置１０１、帯電器１０５、現像器１０３など、画像形成プロセスを行う各種装置の制御を行う。第三として、ドラム１００の駆動指令を行う。図９は、ＣＰＵ１３のアシストトルク導出時の動作フローチャートを示している。アシストトルク導出フローを説明する。調整モード中、アシストトルク導出が開始されると、Ｓ１０１として、ＣＰＵ１３は、上位ＣＰＵ１よりアシストトルク導出指令信号（プロセス速度設定値、アシスト導出オン指令等）を入力する。Ｓ１０２として、ＣＰＵ１３は、プロセス速度を選択する。

Ｓ１０３として、ＣＰＵ１３は、ドラム１００を所定のプロセス速度で角速度フィードバック制御を開始し、モータドライバＩＣ３に対して制御信号を出力する。Ｓ１０４において、ＣＰＵ１３は、駆動開始から所定時間（Ｔ１時間）経過したか判定する。なお、Ｔ１時間は、現像装置２からドラム１００に転写されるトナーが、クリーナーブレード１０４に到達する時間以上経過することとし、かつ、ドラム１００の回転速度が、起動時から安定するまでの時間から規定される。

Ｔ１時間経過したら、Ｓ１０５において、ＣＰＵ１３は、ＰＷＭ信号のデューティ比のサンプリングを開始し、値をＲＡＭ１５に保存していく（Ｎ番目のサンプリング値：Ｐ_Ｎ）。そして、Ｓ１０６で、ＣＰＵ１３は、所定のサンプリング数（＝Ｎ）に到達したかを判定し、到達したら、Ｓ１０７において、サンプリングを停止する。ここでサンプリングが終了したら、上位ＣＰＵ１は、露光装置１０１を停止させ、帯電器１０５、現像器１０２、一次転写ローラ１０７の高圧電源を停止させていく。Ｓ１０８で、ＣＰＵ１３は、各ドラム１００を１〜２周回転させ、駆動停止の指令を出力する。

１〜２周回転させるのは、ドラム上のトナー画像をクリーナーブレード１０４で除去するためである。Ｓ１０９で、ＣＰＵ１３は、サンプリングしたデューティ比の平均値を下式にもとづいて算出する。

Ｐ_ave=PWMデューティの平均値、Ｐ_N：Ｎ個目のサンプリングデータ、Ｎ：サンプリング数

Ｓ１１０で、ＣＰＵ１３は、平均値（Ｐ_ave）をＲＡＭ１５に保存する。これで、一つのプロセス速度においてのアシストトルクを導出した。その後Ｓ１１１として、ＣＰＵ１３は、残りのプロセス速度においても同様にＳ１０２からステップ動作を繰り返し行い、全てのプロセス速度に関するアシストトルクを導出して完了となる。本実施形態においては、アシストトルクを導出するために、一次転写部におけるドラム１００とＩＴＢ１０８の接触を脱した状態において行ったが、ドラム上に発生する負荷トルクの直流的な成分と同一量のトルクを導出できれば、特に今回の方法に限定しない。

［露光制御］
本実施形における露光装置１０１単体での副走査方向の露光制御は、ドラムロータリーエンコーダ７の検知値に同期して行う構成である。これは、ドラム１００の回転速度に同期した形で露光制御することで、時間同期の場合に発生するドラム１００の表面速度変動による露光時の位置ずれを回避するためである。露光装置１０１による露光制御構成に関して説明する。

図１０は、露光装置１０１の構成である。露光装置１０１は、ＬＥＤヘッド１０１aと各ＬＥＤ素子を駆動するＬＥＤドライバ回路１０１ｂと、光量調整部１０１ｃにより構成されている。ＬＥＤヘッド１０１aは、図１１に示したように、ドラム１００に対して所定の距離離した位置（：Ｄ）に、不図示の支持材により固定されて配置されている。なお、ＬＥＤヘッド１０１aは、図１２に示すように微小なＬＥＤ素子の配列が主走査方向に多数並んだ形で構成されている。また、ＬＥＤ素子とそれをドライブするＬＥＤドライバ回路１０１ｂは、図１３のように構成されている。

ＡＳＩＣ５０は、コントローラ６０から送られてくる画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に分割し、かつ、画像データからＬＥＤヘッド１０１aの主走査方向に配列された各ＬＥＤ素子に与える発光量（本実施例では、発光時間で調整）を算出する。また、上位ＣＰＵ１からＬＥＤ露光開始タイミング、及びＬＥＤ露光停止タイミング、露光イネーブル信号を入力することで、露光開始、及び、停止を行えるように構成されている。

ＡＳＩＣ５０から光量調整部１０１ｃに対して、各ＬＥＤ素子に応じた発光時間情報がＣＬＫ信号及び、ＰＷＭ信号により出力され、光量調整部１０１ｃは、ＬＥＤドライバ回路１０１ｂを構成しているトランジスタ１０１ｂ＿１のベースを、ＣＬＫ信号によりＬＥＤ１から順次選択していき、選択されたＬＥＤのベース電圧のＯＮ時間を決めるＰＷＭ信号により、画像データに応じた静電潜像を主走査方向に対して形成していく。ここで、露光装置１０１単体での副走査方向に対する露光制御方法を説明する。

本画像形成装置は、600dpiの画像データを記録紙に形成するよう構成されている。600dpiであるため、副走査方向のライン間距離は、２．５４ｃｍを６００で除算した値となり、約４２．３μｍ（以下：ΔＬ）となる。これが、副走査方向のライン間距離の目標ピッチ間隔として最初に規定される。ドラム１００の回転速度がロータリーエンコーダ７の検知値より表面速度（以下：Ｖ_Ｓ）に変換された形で導出し、ΔＬをＶ_Ｓで除算することで、副走査露光タイミング（：Δｔ）を算出する。

ここで、ロータリーエンコーダ７は、図１４のように構成されている。ロータリーエンコーダ７は、ホイール７aと、フォトセンサ７ｂと、フォトセンサ７ｃと、フォトセンサ７ｄにより構成されている。なお、フォトセンサ７ｂとフォトセンサ７ｃは、ホイール７aの一周において等間隔に形成されたスリット７eを検知するように配置され、フォトセンサ７ｄは、ホイール７aの一周において一か所のみに設けられたスリット７ｆを検知するように構成されている。そして、ホイール７aは、減速ギヤ軸に固定されて配置され、フォトセンサ７ｂ、フォトセンサ７ｃ、フォトセンサ７ｄは、不図示の部材で固定されて配置されている。

また、ホイールスリット７eのスリット数をＮ_ＤＲＭとする。ロータリーエンコーダ７による回転速度検知は、フォトセンサ７ｂとフォトセンサ７ｃの検知値の平均値を使うよう制御器２により演算処理される。以下に、図１５により、フォトセンサ７ｂ、及びフォトセンサ７ｃの検知値から表面速度Ｖ_Ｓに変換する演算処理を示す。ドラム１００が回転を始めると、フォトセンサ７ｂ、及び、フォトセンサ７ｃから矩形波状のパルスが、スリット７eにより生成される。なお、スリット７eをフォトセンサが検知している際は、フォトセンサから出力される信号は、ＨＩＧＨであり、スリット７eがない区間では、ＬＯＷを制御器２に出力しているもので構成されている。

ここで、制御器２は、ＬＯＷからＨＩＧＨに切り換わる立ち上がり信号を検知し、さらに、立ち上がり信号の間隔をカウントすることで、立ち上がりエッジ間の時間を算出する（：この時間をＴ_ＥＮＣ）。ここで、フォトセンサ７ｂ及び、フォトセンサ７ｃ各々のＴ_ＥＮＣが確定したタイミングにおいて、両フォトセンサの平均値（：Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}）の導出が行われる。図１５の区間Ａ及び、区間Ｂは速度検知区間となっており、制御器２が、回転速度検知値として決まるのは、区間Ａ’及び区間Ｂ’となる。なお、制御器２は、平均値導出の際、フォトセンサ７ｂ出力の立ち上がりを先に検知した結果として求める。このようにして算出されたＴ_{ＥＮＣＡＶＥ}は、ドラム１００の半径（設計値）及び、ロータリーエンコーダのホイールスリット７eのスリット数（：Ｎ_ＤＲＭ）から以下の計算式でＶ_Ｓを算出する。

Ｒ：ドラムの半径（設計値）、
Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}：ドラムロータリーエンコーダ７の検知値（時間）

以上により、求められたＶ_ＳによりΔＬを除算することで、露光装置１０１単体での副走査露光タイミング間隔Δｔを規定することが可能となる。

（Δｔ：副走査露光タイミング間隔 、ΔＬ：目標副走査方向ピッチ間隔、Ｖ_Ｓ：ドラムロータリーエンコーダ検知値による表面速度変換値）

［ドラム形状測定］
ここで（４）式でＶ_Ｓを算出する際にドラム１００の半径としてＲを用いているが、これはドラム偏心やドラム成型時の公差により必ずしも一定値とはならない。例えば実ドラム直径が設計値Ｒに対し、割合として１％大きかった場合（Ｒ＝３０mmとすると０．３ｍｍ）、計算式（５）より、ΔＬの１％で、０．４２３ｕｍ大きくなる。これをＡ３用紙縦（４２０ｍｍ）で換算すると、約４．２ｍｍのずれとなり、色ずれとして目立つ大きい値となる。

したがってこれを補正するためのドラム形状補正が必要となり、そのためにはドラム形状、位相毎の表面距離を知る必要がある。表面距離の測定方法について図１４のロータリーエンコーダ７の構成を用いて説明する。ドラムとＩＴＢを従動駆動させた状態で駆動し、ドラムロータリーエンコーダ７のホームポジションセンサの検知を起点に、ドラムロータリーエンコーダ７の所定数パルス間隔でのＩＴＢロータリーエンコーダ７のパルス数をカウントすることにより、ドラムの一定角度毎の表面距離を測定する。

詳細には、ドラムロータリーエンコーダ７のホイールスリット７eのスリット数Ｎ_ＤＲＭを分割した値ｎが整数となるような分割数Ｋで、ドラム一周を分割し、ドラムロータリーエンコーダ７のホームポジション位置であるスリット７ｆを基準として、ドラムロータリーエンコーダ７のパルス数をカウント開始する。また同時にＩＴＢロータリーエンコーダ７のパルス数をカウント開始する。ここでドラムロータリーエンコーダ７のパルスカウント値をｍとし、ＩＴＢロータリーエンコーダ７のパルスカウント値をｉとする。

ｍがｎ＊ｋとなった時点でのｉをＣ（ｋ）とする。ここでｋはドラム１００の分割番号で１〜Ｎ_ＤＲＭ／ｎの範囲を取る。つまりスリット７ｆを基準としたドラム一回転の各位相のＩＴＢロータリーエンコーダ７のパルス数Ｃ（ｋ）が得られる。またＩＴＢ駆動ローラ１１０の半径をＲ_ＩＴＢ、ＩＴＢロータリーエンコーダのスリット数をＮ_ＩＴＢとして、Ｃ（ｋ）を以下の計算式により補正係数Ｈ（ｋ）に換算する。

最終的には、ｋの分割番号毎のドラム一周分のＨ（ｋ）が得られる。また計測タイミングのカウント方法として、分割数を所定値として分割した値ｎが任意の実数となっても、積算パルス数がドラム一周でＮ_ＤＲＭとなるようにｎを都度四捨五入等で調整するようにしてもよく、特に方法は問わない。またここではドラム１００を一回転させた場合を述べたが、ドラム１００を所定数回転させ、各位相で得る複数のＣ（ｋ）の平均処理等を施したものを改めてＣ（ｋ）とする構成としてもよい。

これはＩＴＢ駆動ローラ１１０に偏心があった場合等でＩＴＢロータリーエンコーダ７の各位相のパルスが表面距離と大きく異なるときに、Ｃ（ｋ）の精度を上げることが可能となる。またドラム形状測定を行うタイミングは、調整時だけではなく、画像形成時にも行うことができる。ドラム１００とＩＴＢ１０８の駆動中の各ロータリーエンコーダ７の出力パルス信号を観測するだけなので、画像形成時にもドラム形状測定をおこなうことができ、ドラム一周毎の順次補正も可能となる。またここではＩＴＢロータリーエンコーダ７を用いているが、ドラムと従動駆動する回転体に取り付けたロータリーエンコーダ７でもよい。

次に図１６により、ドラム形状の測定フローを説明する。Ｓ２０１において、ＡＳＩＣ５０は上位ＣＰＵ１からの感光ドラム１００、ＩＴＢ１０８の駆動開始信号を入力する。Ｓ２０２において、ＡＳＩＣ５０はドラムロータリーエンコーダ７のフォトセンサ７ｄの入力パルスを検知すると、Ｓ２０３において、ＡＳＩＣ５０はｍを１に初期化し、Ｓ２０４において、ＡＳＩＣ５０は分割番号ｋを１に初期化する。Ｓ２０５において、ＡＳＩＣ５０はドラムロータリーエンコーダ７のフォトセンサ７ｂの入力パルスを検知すると、Ｓ２０６において、ＡＳＩＣ５０はドラムパルス数カウント値ｍをインクリメントする。

また並行してＳ２０７において、ＡＳＩＣ５０はＩＴＢロータリーエンコーダ７のフォトセンサ７ｂの入力パルスを検知すると、Ｓ２０８において、ＡＳＩＣ５０はＩＴＢパルス数カウント値ｉをインクリメントする。Ｓ２０９において、ＡＳＩＣ５０はＳ２０５からＳ２０８までの操作をｍが、ドラムロータリーエンコーダ７のホイールスリット７eのスリット数Ｎ_ＤＲＭを分割数Ｋで分割した値ｎに分割番号ｋを掛けた値となるまで繰り返し、ｍ＝ｎ＊ｋとなると、Ｓ２１０において、ＡＳＩＣ５０はそのときのｉから補正係数Ｈ（ｋ）を式（６）より算出する（Ｃ（ｋ）＝ｉ）。

Ｓ２１１において、ＡＳＩＣ５０はＩＴＢパルス数カウント値ｉをｉ＝１として初期化する。Ｓ２１２において、ＡＳＩＣ５０はｋをインクリメントする。Ｓ２１３において、ＡＳＩＣ５０はｋが分割数Ｋ＝Ｎ_ＤＲＭ／ｎとなるまでＳ２０２からＳ２１２までを繰り返し、ｋ＝Ｎ_ＤＲＭ／ｎでフローを終了する。ドラム形状測定フローによりドラム一周分の補正係数Ｈ（ｋ）を得る。

図１７にドラム形状測定のタイミングチャートを示す。
詳細は後述するが、ドラムロータリーエンコーダ７で検知する角速度に補正係数Ｈ（ｋ）を掛けることで、ドラム１００の表面速度に同期して露光制御を行うこができるので、各ドラム上に等間隔のピッチを描こうとした場合に、正確に等間隔のピッチを描くことが可能となり、結果として記録紙上での画像バンディング、色ずれをなくすことができる。

［ドラム形状補正露光制御］
次に図１８のプリント動作中の副走査同期露光タイミングのドラム形状補正制御フローにより、取得した補正係数から実際に補正を行うときのフローを説明する。ドラム形状の関する補正については上記に記載の方法により予め測定、換算された補正係数H（ｋ）を用いることとする。Ｓ３０１において、ＡＳＩＣ５０は上位ＣＰＵ１からのドラム１００の駆動開始信号を検知する。Ｓ３０２において、ＡＳＩＣ５０はフォトセンサ７ｄより入力するパルス信号によりドラム一周の基準位置を検出すると、Ｓ３０３において、ＡＳＩＣ５０はパルス数カウント値ｍを１に初期化する。

ここでｍは現在検知したロータリーエンコーダパルス間隔Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）がＨＰから数えて何番目のパルスであるかの判断をするための番号付けに用いる。またＳ３０４において、ＡＳＩＣ５０は分割番号ｋを１に初期化する。

ここでｋはドラム１００の分割番号であり、現在検知したロータリーエンコーダパルス間隔Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）を補正する際の補正係数Ｈ（ｋ）との対応をとるための番号付けに用いる。Ｓ３０５において、ＡＳＩＣ５０はフォトセンサ７ｂにより入力するパルス信号により立ち上がりエッジを検出すると、Ｓ３０６において、ＡＳＩＣ５０はＳ３０２においてＨＰを検知する前からカウント開始していたパルス間隔Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）のタイマーカウントを終了する。Ｓ３０７において、ＡＳＩＣ５０はＴ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）に予め測定、換算しておいた補正係数Ｈ（ｋ）を乗じる。

Ｓ３０８において、ＡＳＩＣ５０はＨＰを基準に順次パルスをカウントしていくようにｍをインクリメントする。Ｓ３０９において、ＡＳＩＣ５０はパルス間隔Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）のタイマーカウントを開始する。Ｓ３１０において、ＡＳＩＣ５０はＮ_ＤＲＭを所定数で分割した分割値ｎを用いて、現在のパルス間隔Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）が何番目の分割エリアにいるかを判断するためにｍとｎ＊ｋを比較する。一致しない場合は一致するまで、Ｓ３０５〜Ｓ３０９を繰り返す。Ｓ３１０で一致する場合、つまり次の分割エリアに新たに進入した場合は、Ｓ３１１において、ＡＳＩＣ５０は分割番号ｋをインクリメントする。

Ｓ３１２において、ＡＳＩＣ５０は現在の分割番号が最終エリアまで達したかどうか、つまりドラム一周し終えたかどうかを判断するために、ｋとＮ_ＤＲＭ／ｎ（＝分割数Ｋ）を比較する。一致しない場合は、一致するまでＳ３０５〜Ｓ３１１を繰り返す。Ｓ３１２で一致する場合は、Ｓ３１３において、ＡＳＣＩ５０は上位ＣＰＵ１からのドラム１００の駆動停止信号を検知するまでＳ３０２〜Ｓ３１２を繰り返す。以上でプリント動作中の副走査同期露光タイミングのドラム形状補正制御フローの説明を終える。

次にドラム形状補正のタイミングについて図１９のドラム形状補正制御タイミングチャートを用いて説明する。まずドラム１００が駆動されると、ロータリーエンコーダ７がドラム１００の回転移動量を検知する。具体的にはドラム１００の一周毎にフォトセンサ７ｄからパルス信号が出力され、ドラム１００の所定位相（＝ｎ／Ｎ_ＤＲＭ）毎にフォトセンサ７ｂからパルス信号が出力される。フォトセンサ７ｄの出力信号をトリガとして、フォトセンサ７ｂの出力信号の検知毎にそのパルス数ｍをカウントし、タイマーカウントしたパルス間隔Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）に番号付けをする。

またパルス数ｍをカウントしながら所定パルス数ｎ毎に予め測定しておいたカウントパルス番号に対応する補正係数H（ｋ）のルックアップテーブルから順次補正係数を読み出し、パルス間隔Ｔ_{ＥＮＣＡＶＥ}（ｍ）に乗じることによりドラム形状による補正を行う。H（ｋ）はｎパルス毎に読み出し位置（番号）を変えていく。つまりドラム一周内の所定位相区間に応じたドラム形状情報で補正を順次おこなっていくことになる。

［露光タイミング合わせ］
図２０は、各感光ドラム１００の露光照射位置から１次転写位置間の距離Ｌ、感光ドラム１００Ｙから各感光ドラム１００までの距離Ｄを示す図である。図２０において、感光ドラム１００Ｙから感光ドラム１００Ｍまでの距離はＤ_ＹＭ、感光ドラム１００Ｙから感光ドラム１００Ｃまでの距離はＤ_ＹＣ、感光ドラム１００Ｙから感光ドラム１００Ｋまでの距離はＤ_ＹＫとなっている。

また、感光ドラム１００Ｙの露光照射位置から１次転写位置までの距離はＬ_Ｙ、感光ドラム１００Ｍの露光照射位置から１次転写位置までの距離はＬ_Ｍ、感光ドラム１００Ｃの露光照射位置から１次転写位置までの距離はＬ_Ｃ、感光ドラム１００Ｋの露光照射位置から１次転写位置までの距離はＬ_Ｋとなっている。

ドラム間距離Ｄは、ドラムがずれることがない限り変化することは無いので、本実施例では固定値とする。しかし、以後の演算において、ドラム間距離Ｄが変動する場合はその変動距離を与えてやれば同様に計算可能である。

一般に、感光ドラム１００の露光位置から１次転写位置までの距離Ｌは、感光ドラム１００の成形精度や、ドラム軸９の偏心などの要因により、感光ドラム１００の回転中心からドラム表面までの距離は一定ではない。よって、距離Ｌは、感光ドラム１００毎、表面位置毎によって異なる値となる。

図２１は、各色間での露光制御の開始タイミングを揃える制御内容を説明するための図である。図２１において、縦軸は距離を示し、横軸は時間を示している。Ｌ_Ｙ，Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｋは、ドラムの１回転周期で変動する変数である。従って、各曲線Ｌ_Ｙ，Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｋは周期性を持ったサイン波のようなグラフとなる。ただし、各感光ドラム１００のドラム形状は同じではないので、周期、位相、振幅は異なる。Ｌ_Ｙが時間により動的に変化している事は、感光ドラム１００Ｙ上の露光照射位置から、感光ドラム１００ＭＣＫの１次転写位置までの距離は、時間により動的に変化する事を示している。

また、Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｋが時間により動的に変化している事は、感光ドラム１００ＭＣＫ上の露光照射位置から、感光ドラム１００ＭＣＫの１次転写位置までの距離が動的に変化している事を示している。よって、画像の先端合わせを行うためには、動的に変化するＬ_Ｙ、Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｋに応じて、各色の露光タイミングを調整する必要がある。

以下に、各色の露光タイミングを調整する方法について説明する。各色の画像形成装置について説明する。まず、ＣＰＵ１３は上位ＣＰＵ１からの画像形成開始信号を受信すると、感光ドラム１００Ｙに対して露光装置１０１Ｙで露光を開始する。それと同時にＬ_Ｙを算出する。また、露光装置１０１Ｙでの露光開始以降、感光ドラム１００の露光照射位置から１次転写位置までの距離Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｋを算出し続ける。

ここで、Ｌの算出方法を説明する。図２２はドラムロータリーエンコーダ７に対する露光照射位置Ａと１次転写位置Ｂから成る角度θを示している。角度θは、設計値であり、予め決まった固定値である。ドラムロータリーエンコーダ７に備えつけられたスリット７ｅは、円周に対して等間隔に設置されている。つまり、スリットの数が８００本の場合、スリットとスリットの間隔は、３６０÷８００＝０．４５°である。よって、角度θに対するスリットの数は固定値Ｓとなる。例えばθ＝１３５°の場合、Ｓ＝１３５÷０．４５＝３００本となる。

本実施例では、各色のθは同一の設計値とする。つまり、Ｓは各感光ドラム１００で共通の値となる。よって、あるタイミングでの、エンコーダパルスエッジ番号をｎとすると、ｎ〜ｎ＋Ｓまでの感光ドラム表面距離ｚ_ｎを加算した値が距離Ｌとなる。尚、エンコーダパルスエッジ番号ｎは、各感光ドラム１００の回転角度状態に依存するため、各感光ドラム１００毎に異なる。また、感光ドラム１００は個体毎に形状が異なるため、感光ドラム１００のエンコーダパルス番号ｎに対応した感光ドラム１００の表面距離Ｌ_Ｙ、Ｌ_Ｍ，Ｌ_Ｃ，Ｌ_Ｋも各感光ドラム毎に異なる。

ＣＰＵ１３は、露光装置１０１Ｙの露光開始時のパルスエッジ番号と以降に入力されるパルスエッジから、露光開始時からの感光ドラム１００Ｙの移動距離を算出し続ける。感光ドラム１００やＩＴＢ１０８の速度変動があってもパルスエッジ入力の時間間隔が変化するのみであり、距離に対するパルスエッジ数は変化しないため、速度変動によらず正確な移動距離の測定が可能である。そして、移動距離がＮ_Ｍに達したタイミングで露光装置１０１Ｍは露光開始し、移動距離がＮ_Ｃに達したタイミングで露光装置１０１Ｃは露光開始し、移動距離がＮ_Ｋに達したタイミングで露光装置１０１Ｋは露光開始をする。以下に、Ｎ_Ｍ、Ｎ_Ｃ、Ｎ_Ｋの算出方法を示す。

ここで各々の記号は以下の通りである。
ｗ_ｙ：露光装置１０１Ｙが露光開始時の感光ドラム１００Ｙに対応したエンコーダパルス番号
ｗ_ｍ：あるタイミングにおける感光ドラム１００Ｍに対応したエンコーダパルス番号
ｗ_ｃ：あるタイミングにおける感光ドラム１００Ｃに対応したエンコーダパルス番号
ｗ_ｋ：あるタイミングにおける感光ドラム１００Ｋに対応したエンコーダパルス番号
Ｚ_Ｙｐ：エンコーダ７Ｙのスリットｐに対応する感光ドラム１００Ｙの表面距離
Ｚ_Ｍｐ：エンコーダ７Ｍのスリットｐに対応する感光ドラム１００Ｍの表面距離
Ｚ_Ｃｐ：エンコーダ７Ｃのスリットｐに対応する感光ドラム１００Ｃの表面距離
Ｚ_Ｋｐ：エンコーダ７Ｋのスリットｐに対応する感光ドラム１００Ｋの表面距離
Ｌ_Ｙ：感光ドラム１００Ｙの露光照射位置から１次転写位置までの表面距離
Ｌ_Ｍ：感光ドラム１００Ｍの露光照射位置から１次転写位置までの表面距離
Ｌ_Ｃ：感光ドラム１００Ｃの露光照射位置から１次転写位置までの表面距離
Ｌ_Ｋ：感光ドラム１００Ｋの露光照射位置から１次転写位置までの表面距離
Ｄ_ＹＭ：感光ドラム１００Ｙと感光ドラム１００Ｍの１次転写位置間距離
Ｄ_ＹＣ：感光ドラム１００Ｙと感光ドラム１００Ｃの１次転写位置間距離
Ｄ_ＹＫ：感光ドラム１００Ｙと感光ドラム１００Ｋの１次転写位置間距離

Ｚ_Ｙｎ、Ｚ_Ｍｎ、Ｚ_Ｃｎ、Ｚ_Ｋｎ、Ｄ_ＹＭ、Ｄ_ＭＣ、Ｄ_ＹＫは、ＲＯＭ１４に予め記憶されている。Ｌ_Ｙは画像形成開始信号受信時に、Ｌ_Ｍ、Ｌ_Ｃ、Ｌ_Ｋ、Ｎ_Ｍ、Ｎ_Ｃ、Ｎ_Ｋはエンコーダパルスエッジが入力される毎にＣＰＵ１３により算出される。

図２３は、画像形成開始信号と各色の露光開始タイミングの関係を表わしたタイミングチャートである。画像形成開始信号直後のｔｙ時間にドラムＹ露光ＥＮＢ信号が出力され、ｔｍ時間経過後にドラムＭ露光ＥＮＢ信号が出力され、ｔｃ時間経過後にドラムＣ露光ＥＮＢ信号が出力され、ｔｋ時間経過後にドラムＫ露光ＥＮＢ信号が出力される。ここで、ｔｍはドラムＹが画像形成開始信号から距離Ｎ_Ｍ移動したときのタイミング、ｔｃはドラムＹが画像形成開始信号から距離Ｎ_Ｃ移動したときのタイミング、ｔｋはドラムＹが画像形成開始信号から距離Ｎ_Ｋ移動したときのタイミングである。

本実施例では、感光ドラム１００Ｙに取り付けられたロータリーエンコーダ７Ｙを用いて露光開始タイミングからの移動距離Ｎ_Ｍ、Ｎ_Ｃ、Ｎ_Ｋを算出しているが、ＩＴＢ１０８と各色の感光ドラム１００が従動している場合は、全てが常に同じ移動距離となるため、他の感光ドラム１００やＩＴＢ１０８を用いて移動距離の算出を行っても良い。

図２４は、各色の画像先端位置を表わした図である。図中において、Ｙの画像先端位置は２００Ｙ、Ｍの画像先端位置は２００Ｍで表わされる。図２４(ａ)は、画像形成開始信号直後のｔｙ時間の画像先端位置を示している。Ｙの画像先端２００Ｙが感光ドラム１００Ｙの露光照射位置に存在している。Ｍ、Ｃ、Ｋの画像先端位置は、この時点では露光されていないため存在しない。図２４(ｂ)は、画像形成開始信号直後のｔｍ時間の画像先端位置を示している。Ｍの画像先端２００Ｍが感光ドラム１００Ｍの露光照射位置に存在している。

また、Ｙの画像先端位置２００Ｙは、ＩＴＢ１０８上に存在している。このとき、画像先端位置２００Ｙから感光ドラム１００Ｍの１次転写位置までの距離とＬ_Ｍと等しくなっている。Ｃ、Ｋの画像先端位置は、この時点では露光されていないため存在しない。図２４(ｂ)は、Ｙの画像先端位置２００Ｙが、感光ドラム１００Ｍの１次転写位置に達したときの状態を示している。Ｙの画像先端位置２００ＹとＭの画像先端位置２００Ｍが、同じタイミングで感光ドラム１００Ｍの１次転写位置に到達しており、ＹとＭの先端位置が正確に重なり合う事が示されている。

尚、Ｃの画像先端、Ｋの画像先端の露光タイミングはＭと同様であり、計算式の係数が異なるのみであるため省略する。図２４では、Ｄ_ＹＭ、Ｄ_ＭＣ、Ｄ_ＹＫがＬ_Ｍ、Ｌ_Ｃ、Ｌ_Ｋ、よりも大きい場合で説明したが、そうでない場合であっても、式（７）、式（８）、式（９）から算出される値に基づいて作像動作を行えば、画像先端位置を正確に合わせる事が可能である。

以上により各色でのＩＴＢ１０８における副走査画像書込位置が揃い、また露光制御の説明で述べたように各色での副走査書込位置間隔は感光ドラム１００の速度変動があっても常に一定であるので、ＩＴＢ１０８における転写画像の色ずれをなくし、結果として記録紙での画像色ずれをなくすことができる。尚、位置精度を向上させたい場合は、分解能のより大きいロータリーエンコーダを選択することが望ましい。

［プリント動作］
図２５は、図５におけるＡＳＩＣ５０により実行されるプリント処理の手順を示すフローチャートである。

図２５において、プリント動作指令をコントローラ６０が受信すると、コントローラ６０は、上位ＣＰＵ１に各種プロセス制御の開始指令信号を出力する。同時にＡＳＩＣ５０に対してコントローラ６０から画像データが入力される（ステップＳ４０１）。

ＡＳＩＣ５０は、画像データをＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に、露光装置１０１を制御するための情報に分解する（ステップＳ４０２）。

ＡＳＩＣ５０は、上位ＣＰＵ１から露光開始信号を受信すると（ステップＳ４０３でＹＥＳ）、ＡＳＩＣ５０は、露光装置１０１ＹにΔＣＬＫ信号、及びＰＷＭ信号の制御信号を出力する（ステップＳ４０４）。以降の副走査露光タイミングは前述のΔｔに従う。

次いで、ＡＳＩＣ５０は、ドラムロータリーエンコーダ７Ｙからのパルス信号の立ち上がりエッジ毎に、感光ドラム１００Ｙの移動距離をカウントする（ステップＳ４０５）。

ＡＳＩＣ５０は、ドラムロータリーエンコーダ７Ｙの移動距離カウント値が式（７）で導出される目標カウント値Ｎ_Ｍになると（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、ＡＳＩＣ５０は、露光装置１０１ＭにΔＣＬＫ信号、及びＰＷＭ信号の制御信号を出力する（ステップＳ４０７）。以降の副走査露光タイミングは前述のΔｔに従う。

ＡＳＩＣ５０は、ドラムロータリーエンコーダ７Ｙの移動距離カウント値が式（８）で導出される目標カウント値Ｎ_Ｃになると（ステップＳ４０８でＹＥＳ）、ＡＳＩＣ５０は、露光装置１０１ＣにΔＣＬＫ信号、及びＰＷＭ信号の制御信号を出力する（ステップＳ４０９）。以降の副走査露光タイミングは前述のΔｔに従う。

ＡＳＩＣ５０は、ドラムロータリーエンコーダ７Ｙの移動距離カウント値が式（９）で導出される目標カウント値Ｎ_Ｋになると（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、ＡＳＩＣ５０は、露光装置１０１ＫにΔＣＬＫ信号、及びＰＷＭ信号の制御信号を出力する（ステップＳ４１１）。以降の副走査露光タイミングは前述のΔｔに従う。

ＡＳＩＣ５０は上位ＣＰＵ１から露光停止信号を受信すると（ステップＳ４１２でＹＥＳ）、ＡＳＩＣ５０は、露光装置１０１の制御を停止して（ステップＳ４１３）、本処理を終了する。以上により、ＩＴＢ１０８に、色ずれのない転写画像を転写することが可能となる。

このように、本実施の形態では、露光手段により像担持体が露光される位置からＩＴＢ１０８に転写される位置までの第１距離、予め定められた基準となる基準像担持体の回転軸と他の像担持体の回転軸との第２距離、及びカウント手段によりカウントされたパルス数から、各々の露光手段が像担持体に露光するタイミングを制御する。

図２６は、図４におけるＣＰＵ１３により実行されるプリント処理の手順を示すフローチャートである。

図２６において、ＣＰＵ１３は、上位ＣＰＵ１から各種プロセス制御の開始指令信号を受信する（ステップＳ５０１）。次いで、ＣＰＵ１３は、ロータリーエンコーダ７ＩＴＢから入力した検知値を角速度フィードバックして、ＩＴＢ１０８の駆動を開始するようにＩＴＢモータドライバＩＣ８８に各種制御信号を出力する（ステップＳ５０２）。

さらに、ＣＰＵ１３は、アシスト力導出シーケンスで求めてＲＡＭ１５に記憶された固定ＰＷＭ値で感光ドラム１００の駆動を開始するようにドラムモータドライバＩＣ３に各種制御信号を出力する（ステップＳ５０３）。

Ｓ５０４において、ＣＰＵ１３は、上位ＣＰＵ１より駆動停止信号を受信すると（ステップＳ５０４でＹＥＳ）、ＣＰＵ１３は、感光ドラム１００、及びＩＴＢ１０８の駆動を停止するようにドラムモータドライバＩＣ３、ＩＴＢモータドライバＩＣ８８に駆動停止信号を出力し（ステップＳ５０５）、本処理を終了する。

このように、本実施の形態では、露光手段により像担持体が露光される位置からＩＴＢ１０８に転写される位置までの第１距離、予め定められた基準となる基準像担持体の回転軸と他の像担持体の回転軸との第２距離、及びカウント手段によりカウントされたパルス数から、各々の露光手段が像担持体に露光するタイミングを制御する。

［実施例２］
本発明の実施形態の２つ目として、ドラム形状測定の方法において、実施例１では回転駆動中のドラムロータリーエンコーダ７の所定パルス数の間のＩＴＢロータリーエンコーダのパルス数から補正係数Ｈ（ｋ）を算出した場合を説明したが、実施例２では前述したパターン検知センサ２１を用いた測定の場合について述べる。ドラムとＩＴＢを従動駆動させた状態で駆動し、ドラムロータリーエンコーダ７のホームポジションセンサの検知を起点に、ドラムロータリーエンコーダ７の所定数パルス間隔でドラム１００上にパターンを露光形成し、ＩＴＢ１０８に転写する。

ＩＴＢ１０８に転写したパターンをパターン検知センサ２１で読取り、パターン間のＩＴＢロータリーエンコーダ７のパルス数をカウントすることにより、ドラムの一定角度毎の表面距離を測定する。詳細には、ドラムロータリーエンコーダ７のホイールスリット７eのスリット数Ｎ_ＤＲＭを分割した値ｎが整数となるような分割数Ｋで、ドラム一周を分割し、ドラムロータリーエンコーダ７のホームポジション位置であるスリット７ｆを基準として、ドラムロータリーエンコーダ７のパルス数をカウント開始する。

ここでドラムロータリーエンコーダ７のパルスカウント値をｍとする。ｍがｎ＊ｋとなった時点でその都度所定パターンを露光する。ここでｋはドラム１００の分割番号で１〜Ｎ_ＤＲＭ／ｎの範囲を取る。つまりスリット７ｆを基準としたドラム一回転の各位相に所定パターンを露光することとなる。ドラムからＩＴＢに転写されたパターンをパターン検知センサ２１で検知する。パターン検知間毎のＩＴＢロータリーエンコーダ７のパルス数をカウントする。スリット７ｆを基準としたドラム一回転の各位相のＩＴＢロータリーエンコーダ７のパルス数Ｃ（ｋ）が得られ、前述の式（６）により、補正係数Ｈ（ｋ）に換算する。

１ 上位ＣＰＵ
２ 制御器
３ モータドライバＩＣ
４ 駆動回路
５ ＢＬＤＣモータ
６ 回転位置検知部
７ ロータリーエンコーダ
８ 減速ギヤ軸
９ ドラム軸
１０ 減速ギヤ
１１ モータ軸ギヤ
１２ ＩＴＢローラ軸
１３ ＣＰＵ
１４ ＲＯＭ
１５ ＲＡＭ
２１ パターン検知センサ
５０ ＡＳＩＣ
６０ コントローラ
１００ ドラム
１０１ 露光装置
１０２ 現像器
１０３ 現像スリーブ
１０４ クリーナーブレード
１０５ 帯電器
１０７ 一次転写ローラ
１０８ 中間転写ベルト（ＩＴＢ）
１０９ 中間転写ベルトクリーナー
１１０ 中間転写ベルト駆動ローラー
１１１ 二次転写内ローラ
１１２ 二次転写外ローラ
１１３ 定着器

Claims (8)

1. 回転可能な像担持体（１００）と、
   前記像担持体（１００）の表面を一様に帯電する帯電手段（１０５）と、
   一様に帯電された前記像担持体（１００）に静電潜像を形成する露光手段（１０１）と、
   前記静電潜像にトナーを転写する現像手段（１０２）と、
   前記像担持体（１００）に担持されたトナー像を転写する回転可能な中間転写体（１０８）と、
   前記像担持体（１００）を回転駆動させる像担持体駆動手段と、
   前記中間転写体（１０８）を回転駆動させる中間転写体駆動手段と、
   前記像担持体（１００）の角速度を検知する像担持体角速度検知手段（７）と、
   前記中間転写体（１０８）の角速度を検知する中間転写体角速度検知手段（７）と、
   前記像担持体（１００）の基準位置（７ｆ）を検知する基準位置検知手段（７ｄ）と、を有し、
   前記像担持体駆動手段、前記中間転写体駆動手段により、前記像担持体（１００）の少なくとも一部が前記中間転写体（１０８）と従動して回転するように、前記像担持体（１００）、前記中間転写体（１０８）を駆動させ、前記基準位置検知手段（７ｄ）により前記像担持体の基準位置（７ｆ）の検知を起点に、前記像担持体（１００）を前記像担持体角速度検知手段（７）により検知する前記像担持体（１００）の所定回転角度で分割したときの各位相の、前記像担持体（１００）の一部と従動する所定回転体の回転角度を所定回転体の角速度検知手段により検知することにより、前記像担持体（１００）の各位相の表面距離を取得することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置に加え、
   前記像担持体（１００）の各位相の表面距離を基に、前記像担持体（１００）の角速度を補正する角速度補正手段（５０）を有し、
   前記露光手段（１０１）は、前記角速度検知手段（７）により検知される前記像担持体（１００）の各位相での角速度を、前記角速度補正手段（５０）により、対応する各位相で補正される補正角速度に同期して露光することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置に加え、
   前記像担持体（１００）の各位相の前記所定回転体の回転角度の検知を、前記像担持体（１００）が所定数回転するまで繰り返し、各位相に複数の前記所定回転体の回転角度を平均処理し、各位相の表面距離を取得することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置に加え、
   所定回転体は、前記中間転写体（１０８）であることを特徴とする画像形成装置。
5. 回転可能な像担持体（１００）と、
   前記像担持体（１００）の表面を一様に帯電する帯電手段（１０５）と、
   一様に帯電された前記像担持体（１００）に静電潜像を形成する露光手段（１０１）と、
   前記静電潜像にトナーを転写する現像手段（１０２）と、
   前記像担持体（１００）に担持されたトナー像を転写する回転可能な中間転写体（１０８）と、
   前記像担持体（１００）を回転駆動させる像担持体駆動手段と、
   前記中間転写体（１０８）を回転駆動させる中間転写体駆動手段と、
   前記像担持体（１００）の角速度を検知する像担持体角速度検知手段（７）と、
   前記中間転写体（１０８）の角速度を検知する中間転写体角速度検知手段（７）と、
   前記像担持体（１００）の基準位置（７ｆ）を検知する基準位置検知手段（７ｄ）と、
   前記中間転写体（１０８）に転写形成されるパターンを検知するパターン検知手段（２１）と、を有し、
   前記像担持体駆動手段、前記中間転写体駆動手段により、前記像担持体（１００）の少なくとも一部が前記中間転写体（１０８）に従動して回転するように、前記像担持体（１００）、前記中間転写体（１０８）を駆動させ、前記基準位置検知手段（７ｄ）により前記像担持体の基準位置（７ｆ）の検知を起点に、前記像担持体（１００）を、前記像担持体角速度検知手段（７）により検知する前記像担持体（１００）の所定回転角度で分割したときの各位相に、前記露光手段（１０１）により前記像担持体（１００）に露光、前記中間転写体（１０８）に転写されるパターンを前記パターン検知手段（２１）により検知し、各位相の検知パターン間隔で、前記像担持体（１００）の一部と従動する所定回転体の回転角度を所定回転体の角速度検知手段により検知することにより、前記像担持体（１００）の各位相の表面距離を取得することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置に加え、
   前記像担持体（１００）の各位相の表面距離を基に、前記像担持体（１００）の角速度を補正する角速度補正手段（５０）を有し、
   前記露光手段（１０１）は、前記角速度検知手段（７）により検知される前記像担持体（１００）の各位相での角速度を、前記角速度補正手段（５０）により、対応する各位相で補正される補正角速度に同期して露光することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５または６に記載の画像形成装置に加え、
   前記像担持体（１００）の各位相の前記所定回転体の回転角度の検知を、前記像担持体（１００）が所定数回転するまで繰り返し、各位相に複数の前記所定回転体の回転角度を平均処理し、各位相の表面距離を取得することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置に加え、
   所定回転体は、前記中間転写体（１０８）であることを特徴とする画像形成装置。