JP4961296B2

JP4961296B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、中間転写ベルト等の中間転写手段に当接する複数の像担持体を備える画像形成装置に関する。

従来のこの種の画像形成装置では、異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションが中間転写ベルトなどの中間転写手段の移動方向に沿って配置されている。複数の画像形成ステーションには、それぞれ所定の回転速度で駆動される感光体ドラムなどの像担持体が配置されているとともに、像担持体の周囲には、帯電部、像書込み部および現像部が配置されている。

そして、全ての像担持体を回転駆動しながら、各像担持体に形成されるトナー像が転写媒体上で重ね合わせられ、転写媒体上のトナー像が搬送されてくるシートに転写された後、定着プロセスを経てシートにカラー画像が形成される。

上述した画像形成装置は、複数の像担持体のトナー像を転写媒体上に重ね合わせてカラー画像を形成するため、トナー像の位置がズレる色ズレを起こすことなく正確にトナー像を重ね合わせなければ高品質のカラー画像は得られない。

しかし、感光体ドラム等の像担持体や中間転写ベルト等の中間転写手段の駆動源の回転中心が偏心することによって、トナー像の位置がズレて周期的な色ズレが生じることが知られている。

これに対し、複数の感光体ドラムの回転位相を揃える（回転位相関係を調整する）制御を行なうことにより、トナー像の位置ズレを防止して周期的な色ズレを抑えるようにした画像形成装置が提案されている（特許文献１）。
特開２００６−２０１２５５号公報

しかし、上記特許文献１では、複数の感光体ドラムと中間転写ベルトとが当接した状態で複数の像担持体の回転位相を揃える制御を行っている。従って、かかる制御を開始するときに複数の感光体ドラムの回転位相が揃っていない限り、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間には必ず速度差が生じる。このため、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間にすべりが生じ、感光体ドラムおよび中間転写ベルトにダメージを与えてしまうという問題が生じる。

また、感光体ドラムと中間転写ベルトとの間にすべりが生じると、感光体ドラムにはすべり分の抗力が作用し、中間転写ベルトには全ての感光体ドラムのすべり分の抗力が作用する。このため、感光体ドラムおよび中間転写ベルトの駆動源に対して大きな負荷が作用してしまう。

そこで、本発明は、複数の像担持体の回転位相を揃える制御を行う際に、像担持体及び中間転写手段へのダメージを抑制することができると共に、像担持体及び中間転写手段の駆動源に対する負荷を軽減することができるが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、本発明の画像形成装置は、回転駆動される複数の像担持体と、該複数の像担持体と当接した状態で回転駆動される中間転写手段と、前記像担持体の回転速度を検出する第１の検出手段と、前記中間転写手段の回転速度を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段での検出の結果に基づいて、前記複数の像担持体の回転速度および回転位相を制御する制御手段と、を備える画像形成装置において、前記制御手段は、前記複数の像担持体の回転位相を揃える制御を行なう場合において、前記複数の像担持体と前記中間転写手段との速度差が予め定められた範囲を超えたときに、該速度差を制限する制限手段を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、回転駆動される複数の像担持体と、該複数の像担持体と当接した状態で回転駆動される中間転写手段と、前記像担持体の回転速度を検出する第１の検出手段と、前記中間転写手段の回転速度を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段での検出の結果に基づいて、前記複数の像担持体の回転速度および回転位相を制御する制御手段と、を備える画像形成装置において、前記制御手段は、前記複数の像担持体の回転速度を制御する回転速度制御を該複数の像担持体の回転位相を揃える回転位相制御に切り替え可能な切替手段を備え、該切替手段は、前記複数の像担持体のうちの基準となる像担持体と前記中間転写手段との速度差に基づき、前記複数の像担持体のうちの少なくとも一つの像担持体ごとに前記制御を切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、複数の像担持体の回転位相を揃える制御を行う際に、像担持体及び中間転写手段へのダメージを抑制することができると共に、像担持体及び中間転写手段の駆動源に対する負荷を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像形成装置を説明するための概略断面図である。

本実施形態の画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、黒色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋとを備える。

画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔をあけて一列に配置されており、その下方には給紙カセット１７や手差しトレイ２０が配置されている。

画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の下方には、レーザ露光装置７が設置されている。一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

レーザ露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザユニット１１７（図２参照）、ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラー等で構成され、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面にレーザ光を露光する。これにより、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで帯電された感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像が形成される。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、それぞれイエロー色トナー、シアン色トナー、マゼンタ色トナー、黒色トナーが収納されており、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに形成される静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。

転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、一次転写部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにて中間転写ベルト（中間転写手段）８を介して感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに当接可能に配置されている。転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各色のトナー像を順次中間転写ベルト８に転写して重ね合わせていく。

ドラムクリーナ装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、クリーニングブレード等で構成され、一次転写時に感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに残留したトナーを掻き落としてドラムの表面を清掃する。

中間転写ベルト８は、例えば、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上面側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１との間に張架されている。二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。

また、中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等の誘電体樹脂によって形成されている。感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄから中間転写ベルト８に転写されたトナー像は、二次転写部３４において、給紙カセット１７や手差しトレイ２０からピックアップローラ１７ａ，２０ａを介して給紙搬送されるシートＰに転写される。二次転写部３４でトナー像が転写されたシートは、定着ユニット１６に搬送される。

ピックアップローラ１７ａ，２０ａにより給紙されたシートＰは、給紙ガイド１８を通ってレジストローラ１９まで搬送されて一旦停止し、画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの画像形成タイミングに合わせて二次転写部３４へ送り出される。

定着ユニット１６は、セラミックヒータ基板などの熱源が内蔵された定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂとからなるローラ対を有している。定着ユニット１６のシートの搬送方向の上流側にはローラ対のニップ部３１へシートＰを導くガイド３５が配設され、下流側には定着ユニット１６を通過したシートＰを排紙トレイ２２に排出する排紙ローラ２１が配設されている。

次に、図２を参照して、本発明の第１の実施形態である画像形成装置の制御系について説明する。

本実施形態の画像形成装置の制御系は、コントローラ部１５０および画像処理部３００を有する。

コントローラ部１５０は、装置全体を制御するＣＰＵ２０１を備えており、ＣＰＵ２０１は、制御プログラムを記憶したＲＯＭ２０３からプログラムを順次読み取り、処理を実行する。ＣＰＵ２０１のアドレスバスおよびデータバスは、バスドライバ・アドレスデコーダ回路２０２を介してＲＯＭ２０３，ＲＡＭ２０４，ＰＷＭ２１５，シリアルＩＣ２２０，Ｉ／Ｏインターフェース２０６に接続されている。ＲＡＭ２０４は、入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置である。

Ｉ／Ｏインターフェース２０６は、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、ＬＥＤを用いて表示する操作パネル１５１や給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモータ類２０７、クラッチ類２０８、ソレノイド類２０９、高圧ユニット２１３に接続される。高圧ユニット２１３は、ＣＰＵ２０１の指示に従って、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄや現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等へ高圧を出力する。

また、Ｉ／Ｏインターフェース２０６は、搬送されるシートを検知する紙検センサ類２１０に接続される。トナーセンサ２１１は、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ内のトナー量を検知して、その検知信号をＩ／Ｏインターフェース２０６に出力する。さらに、各負荷のホームポジション、ドアの開閉状態等を検知するスイッチ類２１２の検知信号もＩ／Ｏインターフェース２０６に出力される。

画像処理部３００は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）３０１などから出力された画像信号に所定の画像処理を施して生成した画像データに従ってＰＷＭ２１５を介してレーザユニット１１７の制御信号を出力する。

レーザユニット１１７から出力されるレーザ光は感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を照射して露光するとともに非画像領域においてビーム検知センサ２１４によって発光状態が検知され、その出力信号がＩ／Ｏインターフェース２０６に出力される。

次に、各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転位相を揃える制御を行なうことにより、ドラムの回転軸中心の偏りによって生ずる色ズレを低減できる仕組みについて簡単に説明する。

図３は、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが１回転する際のドラムの回転軸中心の偏りによる回転変動を表した図である。感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転変動がマイナスの状態では、ドラムから中間転写ベルト８への転写速度が速くなって目が細かくなり（副走査方向の間隔が狭くなる＝ピッチ間隔が狭くなる）、一方、回転変動がプラスの状態はドラムから中間転写ベルト８への転写速度が遅くなって目が粗くなる（副走査方向の間隔が広くなる＝ピッチ間隔が広くなる）。なお、図３は感光体ドラムの１回転分（１周期分）の回転変動であるが、実際には感光体ドラムは回転しているので、該回転変動は周期的に発生する。

感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転変動によるズレのプロファイルを一致させることができれば、絶対的な位置はズレたままであるが、色間の相対的なズレを低減（理想的には０）することができる。画像形成装置によって形成された画像は、概して色のシートに対する絶対的な位置ズレに比べて色間の相対的な位置ズレのほうが目立ちやすいために、相対的な色の位置を合わせることは画質向上のために非常に有効な手段である。

感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのズレのプロファイルを一致させるために、ドラム中心間の距離をドラムの外周長の整数倍にとり、各感光体ドラム間の回転位相を一致させる。

図４を参照して説明する。感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの直径をＤ、ドラム間距離をπＤとし、図の最も左にある感光体ドラム２ａから黒い丸のトナーが転写されて右方向に搬送されるものとする。また、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転位相は揃っているものとする。

図４（ａ）では、感光体ドラム２ａのトナーが中間転写ベルト８に転写される。感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが回転して、中間転写ベルト８のトナーが搬送される様子が図４（ｂ）〜図４（ｅ）である。

感光体ドラム２ａのトナーが中間転写ベルト８に転写されてから感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが一回転すると、感光体ドラム２ａで中間転写ベルト８に転写されたトナーが感光体ドラム２ｂに到達するときのドラムの位相は一致している。これは、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの外周速とトナーの搬送速度は一致し、各ドラム間がπＤの距離であるためである。

ここでは、ドラム間距離をπＤと仮定したので、各ドラムが一回転したときにトナーがドラム２ａからドラム２ｂに到達しているが、ドラム間距離をＮπＤ（Ｎは自然数）にとるならば、各ドラムがＮ回転したときにトナーがドラム２ａからドラム２ｂに到達する。

同様にして感光体ドラム２ｃ、感光体ドラム２ｄの位相も一致し、全て同じ位相のトナーが中間転写ベルト８に重なり合うことになる。このようにする条件が、感光体ドラム間中心の距離を感光体ドラム外周長の整数倍にとって、かつ感光体ドラム間の回転位相を一致させることである。

感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのドラム間の中心距離は装置への取り付け位置によって一意に定まるが、ドラムの回転位相に関しては、各感光体ドラムが自由度を持っているために、制御しないと一致させることはできない。

次に、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転位相を一致させる制御例について説明する。

図５は、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度および回転位相を制御する制御部を説明するためのブロック図である。なお、ここでは、感光体ドラム２ｄを基準にして説明する。

感光体ドラム２ｄの制御部（制御手段）７８には、回転速度の基準となる基準信号７０が入力される。なお、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは中間転写ベルト８と同期した速度で回転するために、本実施形態では、例えば、図６に示すセンサ３６，３７を用いて回転速度を検出している。このセンサ（第２の検出手段）は、中間転写ベルト８の駆動源に取り付けられたエンコーダ３７の回転状態をフォトインタラプタ３６で検知することにより１回転１パルスを出力することができる。

感光体ドラム２ｄの制御部７８は、回転速度の基準信号７０に対して回転位相の基準信号を生成する感光体ドラム２ｄの速度を制御する。制御部７８では、感光体ドラム２ｄの回転速度信号と回転速度の基準信号７０との差がなくなるように制御器７３によって駆動モータ７１が制御される。

感光体ドラムの回転速度信号は、例えば図６に示すように、感光体ドラムの軸に直結されたエンコーダ３７とフォトインタラプタ３６とからなるセンサを用いることにより、感光体ドラムの回転速度をパルスの周期として取り出すことができる（図７参照）。感光体ドラム２ｄに取り付けられたセンサ（第１の検出手段）３６，３７から出力されるパルスの周期と基準信号７０のパルスの周期とが所定の関係になるように制御器７３により駆動モータ７１が制御される。

ここで、所定の関係とは、制御部７８においてはパルスの周期が一致することである。このようにして、基準となる感光体ドラム２ｄの速度を制御すると同時に、各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの位相合わせの基準となる位相が決められる。

制御部（制御手段）７９，８４，８９は、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃを基準となる感光体ドラム２ｄと同じ回転速度、同じ回転位相に制御する。制御部７８は基準となる速度に一致させるような速度追従系の制御によって実現されるが、制御部７９，８４，８９は、基準となる位置に一致させるような位置追従系の制御によって実現される。

制御部７９，８４，８９への入力は、例えば先に図６で示したセンサを用いたとすると、パルスの周期と位相である。制御部７９，８４，８９では、各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃに取り付けたセンサ出力（図９参照）の周期と位相が入力パルスの周期と位相に一致するように制御器７７，８３，８８が駆動モータ７５，８１，８６を制御する。実際には、基準のパルスに制御対象からのパルスを重ね合わせるように制御系を構成することで実現される。

図８は、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転位相を一致させる制御の様子を表した図である。図中黒丸は基準の位相であり、図８（ａ）は初期状態である。感光体ドラム２ｄを基準にとって、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）と制御が進につれて感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃを徐々に感光体ドラム２ｄの位相に合わせている。

図１０に、上述した感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度制御・回転位相制御を行ったときの各ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの中間転写ベルト８に対する速度差の一例を示す。なお、感光体ドラム２ａは回転位相の基準として用いられるため、図１０では、３つの感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃについての中間転写ベルト８に対する速度差が示されている。

図１０から判るように、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度制御および回転位相制御を開始すると、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差は徐々に大きくなっていく。速度差が各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃで異なるのは、回転位相の初期位相が異なること、各感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの負荷が異なることが大きな理由である。制御が進むと、やがて感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの速度が中間転写ベルト８の速度に一致し、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転位相が一致して速度差がなくなる。

ところで、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８とが当接した状態で感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８と間に速度差が生ずると両者の間にすべりが発生する。

このすべりは、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃおよび中間転写ベルト８の表面にダメージを与え、該ダメージが蓄積されると、縦スジや周期的なムラとなってプリント画像に現れ、画像品質を損なう結果となる。

また、すべりは感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの駆動源および中間転写ベルト８の駆動源に対して負荷が大きくなるように作用するため、駆動源の負荷容量、駆動エネルギーの増大につながる。

感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８とが当接した状態で回転位相を制御する限り、両者の間にすべりが生ずることは避けられない。

そこで、本実施形態では、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との間のすべりをある一定範囲内に抑えることによって、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８とのダメージを軽減し、かつ、駆動源の負荷を軽減する。

以下、詳述する。

図１１は、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度および回転位相を制御する制御部を説明するためのブロック図である。なお、図５と重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの回転位相を制御する制御部（制御手段）１０２，１０３，１０４は、回転速度信号と基準信号７０との差に対して制限器（制限手段）９０，９１，９２で制限をかける。これにより、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの回転速度に制限をかけて、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差に制限をかける。

図１２は、制限器９０，９１，９２を設けた制御部１０２，１０３，１０４によって感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの回転位相を制御したときの感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差を示したものである。図１２から、制限器９０，９１，９２を設けたことによって、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差がある一定範囲内に抑えられていることが判る。

このようにすることによって、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃおよび中間転写ベルト８のすべりによるダメージを軽減することができ、また、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃおよび中間転写ベルト８の駆動源の負荷を軽減することが可能になる。

次に、図１３を参照して、本実施形態の画像形成装置において、図１１に示す制御部によって感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度および回転位相を制御する際の動作例を説明する。

まず、ステップＳ５０２では、中間転写ベルト８の駆動源を駆動して該中間転写ベルト８を所定の速度で回転させ、ステップＳ５０３で、基準となる感光体ドラム２ｄの駆動モータ７１を駆動して該感光体ドラム２ｄを回転させる。このとき、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ｄとの間に速度差が生じないように、すなわち、基準信号７０と感光体ドラム２ｄの回転速度信号とが一致するように制御器７３で駆動モータ７１を制御する。なお、ステップＳ５０２およびステップＳ５０３はシーケンシャルに表示しているが、実際には、同時に処理が行なわれる。また、基準となる感光体ドラムは感光体ドラム２ｄに限定されず、他の感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃでもよい。

次に、ステップＳ５０４〜ステップＳ５１２の処理を行なう。なお、ステップＳ５０４〜ステップＳ５０６の処理、ステップＳ５０７〜ステップＳ５０９の処理、およびステップＳ５１０〜ステップＳ５１２の処理はシーケンシャルに表示しているが、実際には、各処理は同時に行なわれる。

ステップＳ５０４では、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ｄとの間に速度差がなくなった時点、或いは速度差がなくなる前に、制御器７７が駆動モータ７５を駆動して感光体ドラム２ａの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

そして、ステップＳ５０５で、制限器９０が感光体ドラム２ａと中間転写ベルト８との速度差が所定の範囲内か否かを判断し、所定の範囲内であればステップＳ５０５ａに進み、所定の範囲内でなければステップＳ５０６に進む。

ステップＳ５０６では、制限器９０が速度差に制限をかけて制御器７７が感光体ドラム２ａの速度を制限するように駆動モータ７５を制御する。

一方、ステップＳ５０５ａでは、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了しない場合はステップＳ５０５に戻って感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了するまで処理を繰り返し、回転位相合わせが終了した場合は処理を終了する。

また、ステップＳ５０７では、制御器８３が駆動モータ８１を駆動して感光体ドラム２ｂの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

そして、ステップＳ５０８で、制限器９１が感光体ドラム２ｂと中間転写ベルト８との速度差が所定の範囲内か否かを判断し、所定の範囲内であればステップＳ５０８ａに進み、所定の範囲内でなければステップＳ５０９に進む。

ステップＳ５０９では、制限器９１が速度差に制限をかけて制御器８３が感光体ドラム２ｂの速度を制限するように駆動モータ８１を制御する。

一方、ステップＳ５０８ａでは、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了しない場合はステップＳ５０８に戻って感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了するまで処理を繰り返し、回転位相合わせが終了した場合は処理を終了する。

さらに、ステップＳ５１０では、制御器８８が駆動モータ８６を駆動して感光体ドラム２ｃの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

そして、ステップＳ５１１で、制限器９２が感光体ドラム２ｃと中間転写ベルト８との速度差が所定の範囲内か否かを判断し、所定の範囲内であればステップＳ５１１ａに進み、所定の範囲内でなければステップＳ５１２に進む。

ステップＳ５１２では、制限器９２が速度差に制限をかけて制御器８６が感光体ドラム２ｃの速度を制限するように駆動モータ８６を制御する。

一方、ステップＳ５１１ａでは、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了しない場合はステップＳ５１１に戻って感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了するまで処理を繰り返し、回転位相合わせが終了した場合は処理を終了する。

なお、本実施形態では、中間転写ベルト８、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが全て独立して駆動可能な場合について例示したが、これに限定されない。

例えば、図１４に示すように、中間転写ベルト８と一つの感光体ドラム（例えば感光体ドラム２ｄ）の駆動源７１を共通として、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ｄとの間にすべりが生ずることなく同期して動作させる。また、他の３つの感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの駆動源８６を共通として、各ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの回転位相を揃えるように構成してもよい。

これにより、一つの感光体ドラム２ｄと中間転写ベルト８の速度制御、および感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと感光体ドラム２ｄとの回転位相制御の２つの制御に簡単化することができる。すなわち、図１５に示すように、例えば図１１で説明した制御部７８と制御部１０４とでの２つの制御に簡略化することができる。なお、制御部７８および制御部１０４での動作は上述した内容と同様であるため、その説明を省略する。

（第２の実施形態）
次に、図１６〜図２１を参照して、本発明の第２の実施形態である画像形成装置について説明する。なお、上記第１の実施形態に対して重複又は相当する部分については、各図に同一符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。

上記第１の実施形態では、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの回転位相制御を３つ同時に行ったが、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との間で速度の差が同時に生じると、中間転写ベルト８のダメージおよび駆動負荷が増大する場合がある。

そこで、本実施形態では、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの回転位相制御を分散させることによって中間転写ベルト８のダメージおよび駆動負荷を軽減する。

図１６は、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度および回転位相を制御する制御部を説明するためのブロック図である。

図１６では、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの回転位相を制御する制御部（制御手段）１０５，１０６，１０７の入力を切替スイッチ（切替手段）９４，９５，９６によって回転速度の基準信号７０又は回転位相の基準信号７２に切り替えるように構成している。

切替スイッチ９４，９５，９６が回転速度の基準信号７０に接続された場合は、制御部１０５，１０６，１０７では回転速度の基準信号７０に追従するように制御器７７，８３，８８が駆動モータ７５，８１，８６を駆動して回転速度制御がなされる。

一方、切替スイッチ９４，９５，９６が回転位相の基準信号７２に接続された場合は、制御部１０５，１０６，１０７では回転位相の基準信号７２に追従するように制御器７７，８３，８８が駆動モータ７５，８１，８６を駆動して回転位相制御がなされる。

このように、制御部１０５，１０６，１０７の入力を切替スイッチ９４，９５，９６により回転速度の基準信号７０又は回転位相の基準信号７２に切り替えることにより、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃでの回転位相制御のタイミングをずらすことができる。

次に、図１７を参照して、本実施形態の画像形成装置において、図１６に示す制御部によって感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度および回転位相を制御する際の動作例を説明する。なお、この例では、制御を開始する時点で切替スイッチ９４，９５，９６はいずれも回転速度の基準信号７０に接続されているものとする。

まず、ステップＳ６０２では、中間転写ベルト８の駆動源を駆動して該中間転写ベルト８を所定の速度で回転させ、ステップＳ６０３で、基準となる感光体ドラム２ｄの駆動モータ７１を駆動して該感光体ドラム２ｄを回転させる。

このとき、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ｄとの間に速度差が生じないように、すなわち、回転速度の基準信号７０と感光体ドラム２ｄの回転速度信号とが一致するように制御器７３で駆動モータ７１を制御する。なお、ステップＳ６０２およびステップＳ６０３はシーケンシャルに表示しているが、実際には、同時に処理が行なわれる。また、基準となる感光体ドラムは感光体ドラム２ｄに限定されず、他の感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃでもよい。

ステップＳ６０４では、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ｄとの間に速度差がなくなった時点、或いは速度差がなくなる前に、切替スイッチ９４を切り替えて回転位相信号７２側に接続する。そして、この状態で、制御器７７が駆動モータ７５を駆動して感光体ドラム２ａの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

次に、ステップＳ６０５では、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了しない場合は回転位相制御を継続し、回転位相合わせが終了した場合はステップＳ６０６に進む。

ステップＳ６０６では、切替スイッチ９５を切り替えて回転位相信号７２側に接続し、この状態で、制御器８３が駆動モータ８１を駆動して感光体ドラム２ｂの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

次に、ステップＳ６０７では、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了しない場合は回転位相制御を継続し、回転位相合わせが終了した場合はステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０８では、切替スイッチ９６を切り替えて回転位相信号７２側に接続し、この状態で、制御器８８が駆動モータ８６を駆動して感光体ドラム２ｃの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

次に、ステップＳ６０９では、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了しない場合は回転位相制御を継続し、回転位相合わせが終了した場合は処理を終了する。

このような制御を行なうことにより、図１８に示すように、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差が生ずるタイミングをずらすことができる。これにより、速度差を制限する制限器等を設けることなく、中間転写ベルト８へのダメージおよび中間転写ベルト８の駆動負荷を低減することができる。

なお、本例では、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの順に一つずつ回転位相を合わせる制御を行なっているが、回転位相制御の順序はこれに限定されず、また、２つの感光体ドラムの回転位相制御を同時に行ってもよい。

また、中間転写ベルト８へのダメージおよび中間転写ベルト８の駆動負荷をさらに低減したい場合には、図１９に示すように、上記第１の実施形態で説明した制限器９０，９１，９２を設けてもよい。すなわち、図１９では、図１６に示す制御部１０５，１０６，１０７にそれぞれ制限器９０，９１，９２を設けて、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差に制限をかける制御を行なう。

図２０を参照して、本実施形態の画像形成装置において、図１９に示す制御部によって感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転速度および回転位相を制御する際の動作例を説明する。

まず、ステップＳ７０２では、中間転写ベルト８の駆動源を駆動して該中間転写ベルト８を所定の速度で回転させ、ステップＳ７０３で、基準となる感光体ドラム２ｄの駆動モータ７１を駆動して該感光体ドラム２ｄを回転させる。このとき、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ｄとの間に速度差が生じないように、すなわち、基準信号７０と感光体ドラム２ｄの回転速度信号とが一致するように制御器７３で駆動モータ７１を制御する。なお、ステップＳ７０２およびステップＳ７０３はシーケンシャルに表示しているが、実際には、同時に処理が行なわれる。また、基準となる感光体ドラムは感光体ドラム２ｄに限定されず、他の感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃでもよい。

次に、ステップＳ７０４では、中間転写ベルト８と感光体ドラム２ｄとの間に速度差がなくなった時点、或いは速度差がなくなる前に、切替スイッチ９４を切り替えて回転位相信号７２側に接続する。そして、この状態で制御器７７が駆動モータ７５を駆動して感光体ドラム２ａの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

次に、ステップＳ７０５では、制限器９０が感光体ドラム２ａと中間転写ベルト８との速度差が所定の範囲内か否かを判断し、所定の範囲内であればステップＳ７０７に進み、所定の範囲内でなければステップＳ７０６に進む。

ステップＳ７０６では、制限器９０が速度差に制限をかけて制御器７７が感光体ドラム２ａの速度を制限するように駆動モータ７５を制御する。

一方、ステップＳ７０７では、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了しない場合はステップＳ７０５に戻って感光体ドラム２ａの回転位相合わせが終了するまで処理を繰り返し、回転位相合わせが終了した場合はステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０８では、切替スイッチ９５を切り替えて回転位相信号７２側に接続し、この状態で制御器８３が駆動モータ８１を駆動して感光体ドラム２ｂの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

次に、ステップＳ７０９で、制限器９１が感光体ドラム２ｂと中間転写ベルト８との速度差が所定の範囲内か否かを判断し、所定の範囲内であればステップＳ７１１に進み、所定の範囲内でなければステップＳ７１０に進む。

ステップＳ７１０では、制限器９１が速度差に制限をかけて制御器８３が感光体ドラム２ｂの速度を制限するように駆動モータ８１を制御する。

一方、ステップＳ７１１では、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了しない場合はステップＳ７０９に戻って感光体ドラム２ｂの回転位相合わせが終了するまで処理を繰り返し、回転位相合わせが終了した場合はステップＳ７１２に進む。

ステップＳ７１２では、切替スイッチ９６を切り替えて回転位相信号７２側に接続し、この状態で制御器８８が駆動モータ８６を駆動して感光体ドラム２ｃの回転位相を感光体ドラム２ｄの回転位相に合わせる制御を開始する。

次に、ステップＳ７１３では、制限器９２が感光体ドラム２ｃと中間転写ベルト８との速度差が所定の範囲内か否かを判断し、所定の範囲内であればステップＳ７１５に進み、所定の範囲内でなければステップＳ７１４に進む。

ステップＳ７１４では、制限器９２が速度差に制限をかけて制御器８６が感光体ドラム２ｃの速度を制限するように駆動モータ８６を制御する。

一方、ステップＳ７１５では、感光体ドラム２ｄに対する感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了したか否かを判断する。そして、感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了しない場合はステップＳ７１３に戻って感光体ドラム２ｃの回転位相合わせが終了するまで処理を繰り返し、回転位相合わせが終了した場合は処理を終了する。

このような制御を行なうことにより、図２１に示すように、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差の発生タイミングをずらすことができ、かつ感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃと中間転写ベルト８との速度差がある一定範囲内に抑えられる。

これにより、中間転写ベルト８へのダメージおよび中間転写ベルト８の駆動負荷をさらに低減することができる。

なお、本例においても、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃの順に一つずつ回転位相を合わせる制御を行なっているが、回転位相制御の順序はこれに限定されず、また、２つの感光体ドラムの回転位相制御を同時に行ってもよい。

本発明は上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明の第１の実施形態である画像形成装置を説明するための概略断面図である。本発明の第１の実施形態である画像形成装置の制御系について説明するためのブロック図である。各感光体ドラムが１回転する際のドラムの回転軸中心の偏りによる回転変動を説明するための説明図である。各感光体ドラムの回転位相を揃える条件を説明するための説明図である。各感光体ドラムの回転速度および回転位相を制御する制御部を説明するためのブロック図である。感光体ドラムおよび中間転写ベルトの回転速度を検出するセンサの一例を示す図である。図６のセンサの出力信号を示す図である。各感光体ドラムの回転位相を一致させる制御の様子を説明するための説明図である。各感光体ドラムに取り付けられた回転速度センサが出力する信号を示す図である。各感光体ドラムの中間転写ベルトに対する速度差の一例を示すグラフ図である。各感光体ドラムの回転速度および回転位相を制御する制御部を説明するためのブロック図である。制限器を設けた制御部によって各感光体ドラムの回転位相を制御したときの各感光体ドラムと中間転写ベルトとの速度差を示すグラフ図である。本発明の第１の実施形態である画像形成装置において、図１１に示す制御部によって各感光体ドラムの回転速度および回転位相を制御する際の動作例を説明するためのフローチャート図である。本発明の第１の実施形態である画像形成装置の変形例を説明するための説明図である。本発明の第１の実施形態である画像形成装置の変形例を説明するためのブロック図である。本発明の第２の実施形態である画像形成装置を説明するためのブロック図である。本発明の第２の実施形態の画像形成装置において、図１６に示す制御部によって各感光体ドラムの回転速度および回転位相を制御する際の動作例を説明するためのフローチャート図である。各感光体ドラムと中間転写ベルトとの速度差が生ずるタイミングがずれた状態を説明するためのグラフ図である。本発明の第２の実施形態である画像形成装置の変形例を説明するためのブロック図である。図１９に示す制御部によって各感光体ドラムの回転速度および回転位相を制御する際の動作例を説明するためのフローチャート図である。各感光体ドラムと中間転写ベルトとの速度差が生ずるタイミングがずれ、かつ各感光体ドラムと中間転写ベルトとの速度差がある一定範囲内に抑えられた状態を示すグラフ図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ画像形成部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ感光体ドラム
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ一次帯電器
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ現像装置
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ転写ローラ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄドラムクリーナ装置
７レーザ露光装置
８中間転写ベルト
１０二次転写対向ローラ
１１テンションローラ
１２二次転写ローラ
１６ａ定着ローラ
１６ｂ加圧ローラ
２１排紙ローラ
２２排紙トレイ
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ一次転写部
３４二次転写部
３６，３７センサ
７１駆動モータ
７３制御器
７５駆動モータ
７７制御器
７８制御部
７９制御部
８１駆動モータ
８３制御器
８４制御部
８６駆動モータ
８８制御器
８９制御部
９０制限器
９１制限器
９２制限器
９４，９５，９６切替スイッチ
１０２制御部
１０３制御部
１０４制御部
１０５制御部
１０６制御部
１０７制御部

Claims

回転駆動される複数の像担持体と、該複数の像担持体と当接した状態で回転駆動される中間転写手段と、前記像担持体の回転速度を検出する第１の検出手段と、前記中間転写手段の回転速度を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段での検出の結果に基づいて、前記複数の像担持体の回転速度および回転位相を制御する制御手段と、を備える画像形成装置において、
前記制御手段は、前記複数の像担持体の回転位相を揃える制御を行なう場合において、前記複数の像担持体と前記中間転写手段との速度差が予め定められた範囲を超えたときに、該速度差を制限する制限手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記複数の像担持体の回転速度を制御する回転速度制御を該複数の像担持体の回転位相を揃える回転位相制御に切り替え可能な切替手段を備え、該切替手段は、前記複数の像担持体のうちの基準となる像担持体と前記中間転写手段との速度差に基づき、前記複数の像担持体のうちの少なくとも一つの像担持体ごとに前記制御を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
回転駆動される複数の像担持体と、該複数の像担持体と当接した状態で回転駆動される中間転写手段と、前記像担持体の回転速度を検出する第１の検出手段と、前記中間転写手段の回転速度を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段および前記第２の検出手段での検出の結果に基づいて、前記複数の像担持体の回転速度および回転位相を制御する制御手段と、を備える画像形成装置において、
前記制御手段は、前記複数の像担持体の回転速度を制御する回転速度制御を該複数の像担持体の回転位相を揃える回転位相制御に切り替え可能な切替手段を備え、該切替手段は、前記複数の像担持体のうちの基準となる像担持体と前記中間転写手段との速度差に基づき、前記複数の像担持体のうちの少なくとも一つの像担持体ごとに前記制御を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
前記複数の像担持体および前記中間転写手段は、それぞれ独立した駆動源を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。