JP2010049208A - Image forming apparatus and control method therefor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus that obtains an image of satisfactory image quality by exerting conveyance speed control for an intermediate transfer belt by correcting and synchronizing a rotation phase based on the detection result of the amount of the eccentricity of each photosensitive drum for a color detected as a change in the capacity of a development high voltage generating circuit, and to provide a control method therefor. <P>SOLUTION: The image forming apparatus includes a plurality of image carriers for forming toner images thereon, and an intermediate transfer body for transferring the toner images formed on the plurality of image carriers one on another to recording paper. The image forming apparatus has a voltage detecting means for maintaining an output voltage of a high voltage generating means for supplying a development bias to a developing means for developing an electrostatic latent image with a developer. This voltage detecting means detects a capacity of a gap formed between the developing sleeve of the developing means and each image carrier. From the capacity of the gap, an amount of eccentricity from the rotation center of each image carrier is detected. Based on the amount of each eccentricity, the rotation phase of the drive motor for each image carrier is corrected. Using the average value of the amount of eccentricity obtained by totalizing the phases of the image carriers, the speed of a drive motor of each drive roller is corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真式の複写機、プリンタおよびファクシミリなどの画像形成装置及びその制御方法に関する。特に、感光ドラムを駆動させる駆動モータと、中間転写体となるベルトあるいは記録媒体を搬送するベルトを周回させるための駆動ローラを回転駆動するための駆動モータとの回転制御に関する。かかる両駆動モータの回転制御により、前記感光ドラムとベルトとの周速差を制御する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile, and a control method thereof. In particular, the present invention relates to rotation control of a drive motor for driving a photosensitive drum and a drive motor for rotating a drive roller for rotating a belt serving as an intermediate transfer member or a belt for conveying a recording medium. The present invention relates to an image forming apparatus for controlling a peripheral speed difference between the photosensitive drum and a belt by rotation control of the both drive motors and a control method therefor.

従来のカラー画像を形成するためのタンデム方式の画像形成装置の概略構成を、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すと共に、以下にその説明を行う。図１７Ａは画像形成装置の画像形成に関わる画像形成部１１の機構的な構成を示し、図１７Ｂは画像形成装置おける画像形成部１１を含む概略構成を示す。   A schematic configuration of a conventional tandem type image forming apparatus for forming a color image is shown in FIGS. 17A and 17B and will be described below. FIG. 17A shows a mechanical configuration of the image forming unit 11 related to image formation of the image forming apparatus, and FIG. 17B shows a schematic configuration including the image forming unit 11 in the image forming apparatus.

画像形成部１１は、例えば図１７Ａに示すように、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色の画像をそれぞれ形成する４組の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋから構成される。例えば、Ｙ（イエロー）の画像を形成する画像形成ユニット１１Ｙは、本例では矢印Ｂの方向に回転する感光ドラム１０５Ｙ、現像器１０６Ｙ、クリーナ１０７Ｙ、帯電器１０８Ｙ、１次転写ローラ１０９Ｙ、レーザ光学系１１０Ｙから成る。各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、対応する色の画像を矢印Ａの方向に回転する中間転写ベルト１０１上にそれぞれ形成する。以下、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）についても同様であり、同じ構成要素には同じ参照番号の後にＭ，Ｃ，Ｋを付しているが、説明は省く。   For example, as illustrated in FIG. 17A, the image forming unit 11 includes four sets of image forming units 11Y that respectively form four color images of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). 11M, 11C, 11K. For example, the image forming unit 11Y that forms a Y (yellow) image has a photosensitive drum 105Y, a developing device 106Y, a cleaner 107Y, a charger 108Y, a primary transfer roller 109Y, and a laser optical device that rotate in the direction of arrow B in this example. It consists of system 110Y. Each of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K forms a corresponding color image on the intermediate transfer belt 101 that rotates in the direction of arrow A, respectively. Hereinafter, the same applies to M (magenta), C (cyan), and K (black), and the same components are denoted by the same reference numerals followed by M, C, and K, but the description is omitted.

画像形成部１１の画像形成動作は、図１７Ｂに示すシステムコントローラ１００によって制御される。画像読取装置１２１または画像処理装置１２２よりカラー画像データが供給されると、これがシステムコントローラ１００を介して各色の画像形成ユニットに供給される。各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおける感光ドラムには、光の照射によって電気的特性が変化する光半導体層が形成されている。   The image forming operation of the image forming unit 11 is controlled by the system controller 100 shown in FIG. 17B. When color image data is supplied from the image reading device 121 or the image processing device 122, it is supplied to the image forming units of the respective colors via the system controller 100. On the photosensitive drum in each of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K, an optical semiconductor layer whose electrical characteristics are changed by light irradiation is formed.

各感光ドラムは、画像形成動作中に定速回転を行い、以下に示す処理（１）〜（５）が各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおいて行われる。なお、以下の説明では、Ｙ用画像形成ユニット１１Ｙを代表に挙げて説明する。
（１）帯電：帯電器１０８Ｙが、感光ドラム１０５Ｙの光半導体層を均一に帯電する。
（２）レーザ露光：レーザ光学系１１０Ｙが、感光ドラム１０５Ｙに向けて画像データに対応するレーザ光を照射し、感光ドラム１０５Ｙ上に画像パターン（静電潜像）を形成する。
（３）現像：現像器１０６Ｙが、感光ドラム１０５Ｙ上の静電潜像にトナーを付着する。
（４）１次転写：１次転写ローラ１０９Ｙが、感光ドラム１０５Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト１０１に転写する。
（５）クリーニング：中間転写ベルト１０１に転写しきれずに感光ドラム１０５Ｙ上に残ったトナーを、クリーナ１０７Ｙがクリーニングする。 Each photosensitive drum rotates at a constant speed during an image forming operation, and the following processes (1) to (5) are performed in the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K. In the following description, the Y image forming unit 11Y will be described as a representative.
(1) Charging: The charger 108Y uniformly charges the optical semiconductor layer of the photosensitive drum 105Y.
(2) Laser exposure: The laser optical system 110Y irradiates the photosensitive drum 105Y with laser light corresponding to the image data to form an image pattern (electrostatic latent image) on the photosensitive drum 105Y.
(3) Development: The developer 106Y attaches toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 105Y.
(4) Primary transfer: The primary transfer roller 109Y transfers the toner image on the photosensitive drum 105Y to the intermediate transfer belt 101.
(5) Cleaning: The cleaner 107Y cleans the toner that has not been transferred to the intermediate transfer belt 101 and remains on the photosensitive drum 105Y.

次に、処理（６），（７）によって、中間転写ベルト１０１に転写されたトナー像が記録紙１２２へ転写され定着される。
（６）２次転写：２次転写器１１１が、中間転写ベルト１０１上のトナー像を記録紙１２２に転写する。
（７）定着：定着器１１２が記録紙に対して加熱及び加圧を行い、トナーを記録紙１２２上に定着させ、記録紙１２２を画像形成部１１の外に排出する。 Next, the toner image transferred to the intermediate transfer belt 101 is transferred to the recording paper 122 and fixed by processes (6) and (7).
(6) Secondary transfer: The secondary transfer device 111 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 101 to the recording paper 122.
(7) Fixing: The fixing device 112 heats and presses the recording paper, fixes the toner on the recording paper 122, and discharges the recording paper 122 out of the image forming unit 11.

上述したように、中間転写ベルト１０１上には、各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにてそれぞれ形成されたトナー像がタイミングを合わせて順に転写され、各トナー像が重なり合うようになっている。   As described above, the toner images formed by the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 101 at the same timing, and the toner images overlap each other. Yes.

しかし、中間転写ベルト１０１の移動速度に変動が生じると、中間転写ベルト１０１に転写される各色のトナー像の転写位置が、本来の転写位置からずれてしまい、色ずれ（１次転写位置のずれ）や濃度ムラ等の画質の劣化が発生する。ここで、図１７Ａに示すように、中間転写ベルト１０１は、駆動ローラ１０４の回転駆動に応じて矢印Ａの方向に周回駆動を行っている。そして、駆動ローラ１０４には、駆動モータ１０２の駆動力が駆動ギア１０３を介して伝達される。   However, if the movement speed of the intermediate transfer belt 101 varies, the transfer position of each color toner image transferred to the intermediate transfer belt 101 is shifted from the original transfer position, and color shift (shift of the primary transfer position). ) And density unevenness occur. Here, as shown in FIG. 17A, the intermediate transfer belt 101 is driven to rotate in the direction of arrow A in accordance with the rotational drive of the drive roller 104. The driving force of the driving motor 102 is transmitted to the driving roller 104 via the driving gear 103.

次に、中間転写ベルト１０１の搬送速度について、以下に説明する。   Next, the conveyance speed of the intermediate transfer belt 101 will be described below.

図１８に示すように、駆動ローラ１０４の半径をｒ、中間転写ベルト１０１における速度中立線までの厚み（中間転写ベルト１０１の厚さの半分）をｄ０、駆動ローラ１０４の角速度をωとする。すると、中間転写ベルト１０１の搬送速度Ｖｂは下記式（１）で表される。   As shown in FIG. 18, the radius of the drive roller 104 is r, the thickness of the intermediate transfer belt 101 up to the speed neutral line (half the thickness of the intermediate transfer belt 101) is d0, and the angular velocity of the drive roller 104 is ω. Then, the conveyance speed Vb of the intermediate transfer belt 101 is expressed by the following formula (1).

Ｖｂ＝（ｒ＋ｄ０）×ω ...（１）
実際の系において中間転写ベルト１０１の搬送速度Ｖｂを変動させる代表的な要因としては、次ぎの要因が考えられる。すなわち、駆動ローラ１０４の偏心成分Δｒと、中間転写ベルト１０１の厚みムラΔｄ（シームレスベルト製造時に発生）と、駆動ギア１０３の偏心成分による駆動ローラ１０４の角速度変動分Δωとである。こうした変動要因を考慮すると、搬送速度Ｖｂは下記式（２）で表される。 Vb = (r + d0) × ω (1)
As typical factors for changing the conveyance speed Vb of the intermediate transfer belt 101 in the actual system, the following factors can be considered. That is, the eccentric component Δr of the driving roller 104, the thickness unevenness Δd of the intermediate transfer belt 101 (occurred when the seamless belt is manufactured), and the angular velocity fluctuation Δω of the driving roller 104 due to the eccentric component of the driving gear 103. In consideration of such variation factors, the conveyance speed Vb is expressed by the following formula (2).

Ｖｂ＝（ｒ＋Δｒ＋Δｄ）×（ω＋Δω）
＝ｒω＋Δｒω＋Δｄω＋（ｒ＋Δｒ＋Δｄ）×Δω ...（２）
したがって、速度変動成分ΔＶｂ（＝Ｖｂ−ｒω）は下記式（３）で表される。 Vb = (r + Δr + Δd) × (ω + Δω)
= Rω + Δrω + Δdω + (r + Δr + Δd) × Δω (2)
Therefore, the speed fluctuation component ΔVb (= Vb−rω) is expressed by the following formula (3).

ΔＶｂ＝Δｒω＋Δｄω＋Δω×（ｒ＋Δｒ＋Δｄ）
＝ΔＶｒ＋ΔＶｄ＋ΔＶω ...（３）
ただし、ΔＶｒ＝Δｒω、ΔＶｄ＝Δｄω、ΔＶω＝Δω×（ｒ＋Δｒ＋Δｄ）とする。 ΔVb = Δrω + Δdω + Δω × (r + Δr + Δd)
= ΔVr + ΔVd + ΔVω (3)
However, ΔVr = Δrω, ΔVd = Δdω, and ΔVω = Δω × (r + Δr + Δd).

ここで、ΔＶｒは、駆動ローラ１０４の偏心成分Δｒに起因する速度変動分であり、ΔＶｄは、中間転写ベルト１０１の厚みムラΔｄに起因する速度変動分であり、ΔＶωは、駆動ローラ１０４の角速度変動分Δωに起因する速度変動分である。   Here, ΔVr is a speed fluctuation due to the eccentric component Δr of the driving roller 104, ΔVd is a speed fluctuation due to the thickness unevenness Δd of the intermediate transfer belt 101, and ΔVω is an angular speed of the driving roller 104. This is the speed fluctuation due to the fluctuation Δω.

前記式（３）の第１項である駆動ローラ１０４の偏心成分Δｒに起因する速度変動分（ΔＶｒ）に関しては、次のような色ずれの低減策が考えられる。駆動ローラ１０４の中間転写ベルト１０１との上方接点位置Ｐ0とＹ（イエロー）の感光ドラム１０５Ｙの転写点ＰYとの間の距離Ｄ１と、他の各感光ドラムの転写点ＰM，ＰC，ＰK間のそれぞれの距離Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４との合算値を求める。このＤ１からＤ４の合算値が、駆動ローラ１０４の周長の整数倍の長さとなるように、画像形成部１１の機械的構造を構成する。これにより、１次転写時における色ずれへの影響を低減することが可能である。   Regarding the speed fluctuation (ΔVr) due to the eccentric component Δr of the driving roller 104, which is the first term of the equation (3), the following measures for reducing color misregistration can be considered. The distance D1 between the upper contact position P0 of the driving roller 104 with the intermediate transfer belt 101 and the transfer point PY of the Y (yellow) photosensitive drum 105Y and the transfer points PM, PC, PK of the other photosensitive drums. The sum of the distances D2, D3 and D4 is obtained. The mechanical structure of the image forming unit 11 is configured so that the total value of D1 to D4 is an integral multiple of the circumferential length of the drive roller 104. Thereby, it is possible to reduce the influence on the color misregistration during the primary transfer.

前記式（３）の第２項である中間転写ベルト１０１の厚みムラΔｄに起因する速度変動分（ΔＶｄ）に関しては、次のような色ずれを低減する手法が提案されている。１つの感光ドラムによって中間転写ベルト１０１に複数の所定パターンを所定間隔で形成する。そして、その中間転写ベルト１０１に形成された個々の所定パターンを、中間転写ベルト１０１の周回ルートの１箇所で検出し、その各検出タイミングの時間差に基づいて中間転写ベルト１０１の厚みムラΔｄを検知する。この厚みムラΔｄによって駆動ローラ１０４の回転速度を制御する手法、または各感光ドラムにおける光学系書き込み位置を制御する手法が提案されている（特許文献参照１）。   With respect to the speed variation (ΔVd) caused by the thickness unevenness Δd of the intermediate transfer belt 101, which is the second term of the formula (3), the following method for reducing color misregistration has been proposed. A plurality of predetermined patterns are formed at predetermined intervals on the intermediate transfer belt 101 by one photosensitive drum. Then, each predetermined pattern formed on the intermediate transfer belt 101 is detected at one place on the circulation route of the intermediate transfer belt 101, and the thickness unevenness Δd of the intermediate transfer belt 101 is detected based on the time difference between the detection timings. To do. A method of controlling the rotational speed of the driving roller 104 by the thickness unevenness Δd or a method of controlling the optical system writing position on each photosensitive drum has been proposed (see Patent Document 1).

前記式（３）の第３項である駆動ローラ１０４の角速度変動分Δωに起因する速度変動分（ΔＶω）に関しては、その変動を補正する次のような手法が一般的に実施されている。駆動ローラ１０４の軸上にエンコーダを設置し、該エンコーダの検出信号に基づいて駆動ローラ１０４の駆動周波数を算出し、この駆動周波数を利用して駆動ローラ１０４の角速度変動を補正する。   Regarding the speed fluctuation amount (ΔVω) resulting from the angular speed fluctuation amount Δω of the driving roller 104, which is the third term of the formula (3), the following method for correcting the fluctuation is generally performed. An encoder is installed on the shaft of the drive roller 104, the drive frequency of the drive roller 104 is calculated based on the detection signal of the encoder, and the angular velocity fluctuation of the drive roller 104 is corrected using this drive frequency.

また、前記式（３）式の第１項及び第３項となる駆動ローラ１０４の偏心成分Δｒに起因する速度変動分（ΔＶｒ）及び駆動ローラ１０４の角速度変動分Δωに起因する速度変動分（ΔＶω）に関しては、次のような方法も提案されている。駆動伝達系の機械的構造を調整可能とし、かつ、駆動対象負荷の絶対角度と回転速度とを検出可能として、それらの値を基に駆動側で各負荷駆動位相を合わせて駆動制御を行う。これにより、色ずれや濃度ムラを抑制する（特許文献２参照）。   In addition, the speed fluctuation amount (ΔVr) due to the eccentric component Δr of the driving roller 104 and the speed fluctuation amount due to the angular speed fluctuation amount Δω of the driving roller 104 (the first term and the third term of the formula (3)) ( Regarding ΔVω), the following method has also been proposed. The mechanical structure of the drive transmission system can be adjusted, and the absolute angle and rotation speed of the load to be driven can be detected. Based on these values, drive control is performed by matching each load drive phase on the drive side. This suppresses color misregistration and density unevenness (see Patent Document 2).

以上説明してきた速度変動成分は、機械構成要素（ギア偏心・厚み・ローラ径）によるものであり、それらの速度変動を補正する手法である。   The speed fluctuation components described above are due to machine components (gear eccentricity, thickness, roller diameter), and are a technique for correcting these speed fluctuations.

しかし、通常モータによる駆動装置における速度変動要素としては、さらに、画像形成動作中に発生する外乱要因に起因するトルク変化による速度変動要素が加わることになる。負荷変動によりトルク変化を誘発する外乱としては、複写媒体である用紙の通過やクリーナ機構の脱着動作などの摩擦負荷要素、または搬送対象の質量増加など機械的要素の影響がある。更に、その他に、感光ドラム軸の偏心による感光ドラムと転写ベルト間における周速差により発生する外乱要因がある。例えば、記録対象となる画像データに基づく１次転写部におけるトナー量や静電量に影響される電気的なトルク変動（静電吸着）、あるいは現像材（トナー）濃度によりトルク変動（現像剤摩擦）が発生する。   However, a speed fluctuation element due to a torque change due to a disturbance factor generated during the image forming operation is further added as a speed fluctuation element in the drive device using the normal motor. Disturbances that induce torque changes due to load fluctuations include the influence of frictional load elements such as the passage of paper as a copy medium and the attachment / detachment operation of a cleaner mechanism, or mechanical factors such as an increase in the mass of a conveyance target. In addition, there is a disturbance factor caused by a difference in peripheral speed between the photosensitive drum and the transfer belt due to the eccentricity of the photosensitive drum shaft. For example, electrical torque fluctuation (electrostatic adsorption) affected by toner amount and electrostatic quantity in the primary transfer portion based on image data to be recorded, or torque fluctuation (developer friction) due to developer (toner) concentration Occurs.

通常、転写ベルト側の周速が、感光ドラムのそれよりも数％速くなるように設定する。これにより、転写ベルト側に２次転写部での記録用紙突入や転写クリーナーの脱着などの外乱による負荷変動が発生した場合でも、転写ベルト側周速が感光ドラムよりも遅くなることをなくしている。その結果、感光ドラム駆動側のギアバックラッシュや駆動軸勘合用のカップリングによるガタの影響を排除できる。   Usually, the peripheral speed on the transfer belt side is set to be several percent faster than that of the photosensitive drum. This prevents the transfer belt side peripheral speed from becoming slower than that of the photosensitive drum even when a load fluctuation occurs due to a disturbance such as recording paper intrusion at the secondary transfer unit or transfer cleaner attachment / detachment on the transfer belt side. . As a result, it is possible to eliminate the influence of backlash due to the gear backlash on the photosensitive drum driving side and the coupling for driving shaft fitting.

しかしながら、感光ドラムと転写ベルト間に周速差がある場合には、感光ドラム上に形成されたトナー像を転写ベルトへ転写する１次転写部において、大きなトルク変化が発生する。図１９Ａ及び図１９Ｂは、共に、上図が周速差が無い場合、下図が周速差が有る場合のトルク変化を示している。すなわち、画像データに基づく帯電量およびトナー量の差による、帯電量による静電気的吸着力やトナー剤による摩擦係数の変化などが、大きなトルク変化を発生させる原因となっていた。このトルク変動は、結果として転写ベルト１０１の搬送速度Ｖｂに瞬間的に速度変動を生じさせ、その結果、色ずれや濃度ムラが起こる。   However, when there is a peripheral speed difference between the photosensitive drum and the transfer belt, a large torque change occurs in the primary transfer portion that transfers the toner image formed on the photosensitive drum to the transfer belt. FIG. 19A and FIG. 19B both show torque changes when there is no circumferential speed difference in the upper diagram and when there is a circumferential speed difference in the lower diagram. That is, the electrostatic attraction force due to the charge amount due to the difference between the charge amount based on the image data and the toner amount, the change in the friction coefficient due to the toner agent, and the like have caused a large torque change. This torque fluctuation results in a speed fluctuation instantaneously in the conveyance speed Vb of the transfer belt 101, resulting in color misregistration and density unevenness.

これに対して、上記特許文献１に示される画像形成装置では、レジパターン読み取りによる速度検出を示している。また、特許文献２に示される画像形成装置では、中間転写ベルト１０１の駆動系に生じる負荷変動を検出する。そして、フィードフォワード制御による画像形成動作中における負荷変動の予測分と、それに対する誤差分をフィードバック制御側とすることで、制御精度の向上と安定性を確保する構成としている。   On the other hand, the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 shows speed detection by register pattern reading. Further, the image forming apparatus disclosed in Patent Document 2 detects a load variation that occurs in the drive system of the intermediate transfer belt 101. Then, the predicted amount of load fluctuation during the image forming operation by the feedforward control and the error corresponding thereto are used as the feedback control side, so that the control accuracy is improved and the stability is ensured.

次に、実施系において、感光ドラムや中間転写ベルトの駆動側のモータとして使用するパルスモータ（ステッピングモータ）の位置制御と回転制御に関して説明する（非特許文献１参照）。ここでは、位置制御の簡便性からパルスモータを利用するが、とくに、位置制御可能となるモータであれば、特に問題はない。むしろ、トルク制御を行う観点およびトルクリップルや振動が少ない等の面で、ＤＣモータ（ブラシレス含む）の方が利点がある場合もある。   Next, position control and rotation control of a pulse motor (stepping motor) used as a driving motor for the photosensitive drum and the intermediate transfer belt in the working system will be described (see Non-Patent Document 1). Here, a pulse motor is used for simplicity of position control, but there is no particular problem if the motor is capable of position control. Rather, the DC motor (including brushless) may be more advantageous in terms of performing torque control and reducing torque ripple and vibration.

パルスモータは、回転子位置を検出して制御回路にフイードバックする必要が無いオープンループ制御で駆動することが可能なモータである。その指令値は入力パルスのパルス数と周期である。入力パルスのパルス数により位置制御ができ、入力パルスの周期で速度制御がとできるデジタル制御に適したモータである。入力パルスに同期する動作は、パルス入力毎に固定子側の各相（２相ステッピングモータの場合Ａ・Ａ＊・Ｂ・Ｂ＊）に流れる電流を順次切り換えていくことで回転磁界を生成し、永久磁石で構成される回転子が連れ回っていることによる。   The pulse motor is a motor that can be driven by open-loop control without detecting the rotor position and feeding back to the control circuit. The command value is the number and period of input pulses. It is a motor suitable for digital control that can control the position by the number of pulses of the input pulse and can control the speed by the cycle of the input pulse. The operation synchronized with the input pulse generates a rotating magnetic field by sequentially switching the current flowing through each phase on the stator side (A, A *, B, B * in the case of a two-phase stepping motor) for each pulse input. This is because a rotor composed of permanent magnets is accompanied.

図１５は、ステッピングモータを励磁する相（もしくは巻線）に流れる電流を一定とする定電流制御方式の駆動回路構成を示したものである。   FIG. 15 shows a drive circuit configuration of a constant current control system in which the current flowing in the phase (or winding) for exciting the stepping motor is constant.

駆動回路構成としては、一般的に、図１５に示すように、相励磁パターン生成回路３００と定電流制御回路２０２とで構成される。   As shown in FIG. 15, the drive circuit configuration generally includes a phase excitation pattern generation circuit 300 and a constant current control circuit 202.

相励磁パターン生成回路３００は、ステッピングモータの回転方向と回転速度に対応して主制御部１から入力された駆動パルス信号に従い、各相（Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊）のオン／オフシーケンスを生成する。一方、定電流制御回路２０２は、オン／オフシーケンスにより規定された各相（Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊）のオン期間において、ステッピングモータの巻線電流を一定電流に制御する。この定電流制御回路２０２では、ステッピングモータ１００の各巻線ＬＡ／ＬＡ＊／ＬＢ／ＬＢ＊に流れる電流ia+ia*、ib+ib*を、Ａ／Ａ＊電流検出回路２０１ＡとＢ／Ｂ＊電流検出回路２０１Ｂで検出する。そして、各相の電流が規定の電流値となるように設定された低電流指令値と、Ａ／Ａ＊電流検出回路２０１ＡまたはＢ／Ｂ＊電流検出回路２０１Ｂによる検出値とを比較する。比較結果の出力に対応して、ＰＷＭ制御回路２０２Ａ／２０２Ｂでオン・オフ比率を制御されたＰＷＭ信号が生成される。これらのＰＷＭ信号と前記励磁相信号Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊のそれぞれの論理積をとったものを、各巻線に接続された半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の駆動信号とする。それで、所定の駆動期間内に流れる各巻線の電流をほぼ一定値となるように制御される。   The phase excitation pattern generation circuit 300 turns on / off each phase (A, A *, B, B *) according to the drive pulse signal input from the main control unit 1 corresponding to the rotation direction and rotation speed of the stepping motor. Generate a sequence. On the other hand, the constant current control circuit 202 controls the winding current of the stepping motor to a constant current during the ON period of each phase (A, A *, B, B *) defined by the ON / OFF sequence. In this constant current control circuit 202, the currents ia + ia * and ib + ib * flowing through the windings LA / LA * / LB / LB * of the stepping motor 100 are converted into A / A * current detection circuits 201A and B / B *. Detection is performed by the current detection circuit 201B. Then, the low current command value set so that the current of each phase becomes a specified current value is compared with the detection value by the A / A * current detection circuit 201A or the B / B * current detection circuit 201B. Corresponding to the output of the comparison result, a PWM signal whose on / off ratio is controlled by the PWM control circuit 202A / 202B is generated. The logical product of these PWM signals and the excitation phase signals A, A *, B, B * is used as a drive signal for the semiconductor switching elements Q1, Q2, Q3, Q4 connected to the windings. . Thus, the current of each winding flowing within a predetermined driving period is controlled to be a substantially constant value.

この回路において、図１５に示すシーケンスでＡ・Ａ＊・Ｂ・Ｂ＊が順次励磁され、巻線電流が所定の電流値となるようにオン／オフ比率を制御するＰＷＭ制御を用いることで定電流制御駆動が行われる。その結果、巻線電流の大きさに比例した回転磁界が発生する。このような制御を適用することで、ステッピングモータは、指令入力信号のパルス数を位置指令、パルス周期を速度指令として駆動される。   In this circuit, A, A *, B, and B * are sequentially excited in the sequence shown in FIG. 15, and are determined by using PWM control that controls the on / off ratio so that the winding current becomes a predetermined current value. Current control drive is performed. As a result, a rotating magnetic field proportional to the magnitude of the winding current is generated. By applying such control, the stepping motor is driven with the number of pulses of the command input signal as the position command and the pulse period as the speed command.

このステッピングモータは、その構造上、永久磁石同期モータとされる分類に属するが、この永久磁石同期モータの発生するトルクとしては下記のようになる。   This stepping motor belongs to the classification of a permanent magnet synchronous motor because of its structure, but the torque generated by this permanent magnet synchronous motor is as follows.

トルク＝（永久磁石による磁束の大きさ）×（巻線電流の大きさ）
× sinφd（位相差） ...（４）
ここで、位相差φdは、永久磁石による磁束とモータ巻線電流による磁束とのなす角（＝負荷角）である。 Torque = (Magnetic flux by permanent magnet) x (Winding current magnitude)
× sinφd (phase difference) (4)
Here, the phase difference φd is an angle (= load angle) between the magnetic flux generated by the permanent magnet and the magnetic flux generated by the motor winding current.

この場合に、前記定電流制御により巻線電流が所定値に制御されると、巻線電流により発生する磁束は固定値となる。そのため、図１６のように、モータ軸に接続された負荷により印加される負荷トルクに応じて、位相差φｄ、つまり負荷角がモータそのものにより自動調整されて、モータトルクが負荷トルクと釣り合う位置で回転することになる。また、このことは、設定した電流値で発生する最大トルク以上の負荷が印加された場合に、モータは同期駆動ができない状態、一般に「脱調」と呼ばれる状態に陥り、駆動不能の状態になることを意味する。   In this case, when the winding current is controlled to a predetermined value by the constant current control, the magnetic flux generated by the winding current becomes a fixed value. Therefore, as shown in FIG. 16, the phase difference φd, that is, the load angle is automatically adjusted by the motor itself according to the load torque applied by the load connected to the motor shaft, and the motor torque is balanced with the load torque. Will rotate. In addition, this means that when a load greater than the maximum torque generated at the set current value is applied, the motor is in a state where it cannot be driven synchronously, generally called a “step-out” state, and is incapable of driving. Means that.

このように、ステッピングモータは、位置検出手段が無くてもパルス数による位置決め駆動、パルス周期による速度制御が行える利点を備える。しかし、反面、取り付ける製品に必要な負荷トルクに対して、脱調をしないようにトルクマージンを設けてステッピングモータの発生できるトルクを設計する必要がある。また、前述したように負荷の変化により釣り合い位置が変化する、つまり、速度変動が発生することになり、駆動負荷の速度変動につながることにもなる。   As described above, the stepping motor has an advantage that positioning drive based on the number of pulses and speed control based on the pulse period can be performed without the position detecting means. However, on the other hand, it is necessary to design a torque that can be generated by the stepping motor by providing a torque margin so as not to step out of the load torque required for the product to be attached. Further, as described above, the balance position changes due to the change of the load, that is, the speed fluctuation occurs, which leads to the speed fluctuation of the driving load.

従って、トルクマージンを大きく採って動作させることは、この負荷変動時の速度変動を抑制する利点を持っている。しかし、逆にトルク余りによる速度変動、振動や騒音の発生と云った問題を生じさせてしまう等の欠点要素の方が多い。また、トルクマージンを大きく採るためにはモータのサイズアップや巻線電流値の増加によって実現することから、コスト、サイズ、消費電力の増加といったデメリットも併せ持つことになる。   Therefore, operating with a large torque margin has the advantage of suppressing speed fluctuations during load fluctuations. However, conversely, there are more disadvantageous elements such as speed fluctuation due to excess torque, and problems such as generation of vibration and noise. Moreover, since a large torque margin is realized by increasing the size of the motor or increasing the winding current value, it also has disadvantages such as an increase in cost, size, and power consumption.

これらの現状に対して、まず製品にステッピングモータが実装された状態でトルクを測定する方法として、巻線電流または、巻線電流とエンコーダ情報からトルクを測定する方法がある（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。また、負荷トルクの変動にたいして脱調の回避や振動の低減を行うステッピングモータ制御装置として、エンコーダを用いることにより負荷トルクと関連があるロータとステータの位置関係から励磁タイミングを変化させるものが実用化されている。また、巻線電流値からロータとステータの位置関係を推定し励磁タイミングを変化させるものも実用化されている。更に、巻線電流値とステッピングモータへの入力電流値との比率から巻線電流設定値を変更させるものも提案されている（特許文献５参照）。
特開平１０−１８６７８７号 特開２００３−２９４８３号 特開平−３３２８５７号 特開２００１−２５５２２０ 特開２００４−２６０９７８ 『ステッピングモータとマイコン制御』、見城尚志・菅原晟著、総合電子出版、１９９４発行、７．３章 As a method for measuring the torque in a state where the stepping motor is mounted on the product, there is a method of measuring the torque from the winding current or the winding current and encoder information (for example, Patent Document 3). , See Patent Document 4). In addition, a stepping motor control device that avoids step-out and reduces vibration against fluctuations in load torque, which uses an encoder to change the excitation timing based on the positional relationship between the rotor and stator, which is related to load torque, is put into practical use. Has been. Also, a device that changes the excitation timing by estimating the positional relationship between the rotor and the stator from the winding current value has been put into practical use. Further, there has been proposed one that changes the winding current set value from the ratio between the winding current value and the input current value to the stepping motor (see Patent Document 5).
JP-A-10-186787 JP 2003-29483 A JP-A-3332857 JP 2001-255220 A JP 2004-260978 A "Stepping motor and microcomputer control", Naoshi Mijo and Satoshi Sugawara, General Electronic Publishing, 1994, Chapter 7.3

しかしながら、上述した特許文献１には、駆動対象負荷（例えば、画像形成装置におけるベルト）の速度変動を検出する手段の提案が主な内容であり、フィードバック制御については詳細な説明が成されていない。また、特許文献２に示される画像形成装置においては、駆動系の偏心に対応する位相合わせを、伝達系の機械的構造やその調整で行う前提での制御性の改善の提案のため、コスト高な構成とならざるを得ない。   However, the above-described patent document 1 mainly proposes a means for detecting speed fluctuations of a load to be driven (for example, a belt in an image forming apparatus), and details of feedback control are not made. . Further, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 2, since the phase matching corresponding to the eccentricity of the drive system is proposed by improving the controllability on the assumption that the mechanical structure of the transmission system and its adjustment are performed, the cost is high. It must be a simple structure.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、感光ドラムの偏心量の検出が、現像高圧発生回路における容量変化として検出できることに着目した。そして、各色毎の感光ドラムの偏心量の検出結果をもとに回転位相を補正して同期させ、中間転写ベルトの搬送速度制御を行うことで、良好な画質の画像を得ることを可能とする画像形成装置及びその制御方法を提供する。   The present invention has been made in view of such problems, and has focused on the fact that the amount of eccentricity of the photosensitive drum can be detected as a change in capacity in the development high-voltage generation circuit. Then, based on the detection result of the eccentric amount of the photosensitive drum for each color, the rotational phase is corrected and synchronized, and the conveyance speed control of the intermediate transfer belt is performed, so that an image with good image quality can be obtained. An image forming apparatus and a control method thereof are provided.

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、トナー画像を形成する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を重ねて記録用紙へ転写するための中間転写体とを備える画像形成装置であって、静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段に現像バイアスを供給する高圧発生手段と、前記高圧発生手段の出力電圧を一定とするための電圧検出手段によって、前記現像手段の現像スリーブと前記像担持体との間に生成されるギャップ容量を検出して、前記検出されたギャップ容量から前記複数の像担持体の各像担持体の回転中心位置からの偏心量を検出する偏心量検出手段と、
を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention is configured to transfer a plurality of image carriers that form toner images and toner images formed on the plurality of image carriers onto a recording sheet in an overlapping manner. An image forming apparatus comprising an intermediate transfer member, wherein a developing unit that develops an electrostatic latent image with a developer, a high-voltage generating unit that supplies a developing bias to the developing unit, and an output voltage of the high-voltage generating unit is constant And detecting a gap capacity generated between the developing sleeve of the developing means and the image carrier by the voltage detecting means, and each image of the plurality of image carriers is detected from the detected gap capacity. An eccentricity detecting means for detecting an eccentricity from the rotation center position of the carrier;
It is characterized by having.

また、本発明の画像形成装置の制御方法は、トナー画像を形成する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を重ねて記録用紙へ転写するための中間転写体とを備える画像形成装置の制御方法であって、静電潜像を現像剤により現像する現像手段に現像バイアスを供給する高圧発生手段の出力電圧を一定とするための電圧検出手段によって、前記現像手段の現像スリーブと前記像担持体との間に生成されるギャップ容量を検出して、前記検出されたギャップ容量から前記複数の像担持体の各像担持体の回転中心位置からの偏心量を検出する偏心量検出工程と、前記偏心量検出工程で検出された前記像担持体の偏心量に基づいて、前記複数の像担持体の各像担持体の駆動モータの回転位相を補正する像担持体の回転位相補正工程と、前記偏心量検出工程で検出された前記複数の像担持体の各像担持体の位相を合わせた偏心量の平均値を使って、前記駆動ローラの駆動モータの速度を補正する駆動ローラの速度補正工程と、
を有することを特徴とする。 Further, the control method of the image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of image carriers that form toner images and an intermediate transfer member for transferring the toner images formed on the plurality of image carriers to a recording sheet in an overlapping manner. The image forming apparatus is provided with a voltage detecting means for making a constant output voltage of a high voltage generating means for supplying a developing bias to a developing means for developing an electrostatic latent image with a developer. The gap capacity generated between the developing sleeve of the means and the image carrier is detected, and the amount of eccentricity of each of the plurality of image carriers from the rotation center position of the plurality of image carriers is determined from the detected gap capacity. An eccentricity detecting step to detect, and an image carrier that corrects a rotational phase of a drive motor of each image carrier of the plurality of image carriers based on an eccentricity amount of the image carrier detected in the eccentricity detection step Complementary rotational position of the body And a driving roller for correcting the speed of the driving motor of the driving roller using an average value of the eccentricity obtained by matching the phases of the image bearing members of the plurality of image bearing members detected in the step and the eccentricity detecting step Speed correction process,
It is characterized by having.

本発明によれば、光学的あるいは磁気的な偏心検出部や変位検出部を追加することなくドラム偏心の検出が可能であり、感光ドラムと転写ベルトとの周速差および各ドラム間での１次転写部における回転速度差を最小化することが可能となる。従って、周速差および１次転写部での帯電電流差により発生するトルク変動を抑制することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to detect drum eccentricity without adding an optical or magnetic eccentricity detection unit or displacement detection unit, and the difference in peripheral speed between the photosensitive drum and the transfer belt and the difference between each drum. It becomes possible to minimize the rotational speed difference in the next transfer portion. Accordingly, it is possible to suppress torque fluctuations caused by the peripheral speed difference and the charging current difference at the primary transfer portion.

また、機械的な取り付け誤差や形状誤差等の要因による速度変動は、その位置毎のモータの速度指令としてフィードフォワード制御とすることができ、それぞれの速度変動要素を補正可能とできる。   Further, speed fluctuation due to factors such as mechanical attachment error and shape error can be feedforward controlled as a motor speed command for each position, and each speed fluctuation element can be corrected.

また、突発的な負荷トルク変動要因に対しても、速度の逐次検出による変化を検出することでモータ電流のフィードバック制御とすることにより、トルク変動に対してもより安定した速度制御が可能となる。   In addition, even for sudden load torque fluctuation factors, it is possible to perform more stable speed control against torque fluctuations by detecting the change due to the sequential detection of the speed and performing feedback control of the motor current. .

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

＜本発明の構成の概要＞
まず、本発明の特徴的な構成の概要を、以下に説明する。
(1) 現像高圧発生回路に偏心量検出回路を設ける。
(2) 感光ドラムの回転位置関係を検出する位置・速度検出部を設ける。
(3) 感光ドラムの回転基準位置検出部を設ける。 <Outline of configuration of the present invention>
First, the outline of the characteristic configuration of the present invention will be described below.
(1) Provide an eccentricity detection circuit in the development high-voltage generation circuit.
(2) Provide a position / speed detector that detects the rotational position of the photosensitive drum.
(3) Provide a rotation reference position detector for the photosensitive drum.

上記(3)は(2)に内蔵されるものでも、別途基準位置のみ検出する構成のいずれでも問題ない。(1)〜(3)により、偏心量最大となる各感光ドラム毎の基準位置からの相対位置を求め、画像形成時の位置基準として各ドラムの位相を合わせを行う。
(4) 前記位置・速度検出部によって検出されたドラム１周期間における位置・速度変動と、前記偏心量検出回路により検出された各ドラム１周期間における偏心量の変化とを記録するドラム駆動状態記録部を設ける。
(5) 前記ドラム駆動状態記録部の情報により、各ドラム毎の偏心周期の位相を合わせた回転位置毎の偏心量の平均を算出する偏心量平均値算出部を設ける。
(6) 前記偏心量平均値算出部で求めた値を、中間転写ベルト駆動時の速度補正情報としてベルト駆動速度制御を行う転写ベルト駆動制御部を設ける。 The above (3) can be either built in (2) or separately configured to detect only the reference position. From (1) to (3), the relative position from the reference position for each photosensitive drum having the maximum eccentricity is obtained, and the phase of each drum is adjusted as a position reference at the time of image formation.
(4) A drum driving state in which the position / speed fluctuation detected in one cycle of the drum detected by the position / speed detector and the change in eccentricity detected in one cycle of the drum detected by the eccentricity detection circuit are recorded. A recording unit is provided.
(5) An eccentric amount average value calculating unit for calculating an average of the eccentric amount for each rotational position in which the phase of the eccentric cycle for each drum is matched is provided based on the information of the drum driving state recording unit.
(6) A transfer belt drive control unit that performs belt drive speed control using the value obtained by the eccentricity average value calculation unit as speed correction information when the intermediate transfer belt is driven is provided.

以上により、各感光ドラムの偏心による転写ベルトとの周速差を最小化しつつ、各ドラム間での速度差も最小化することが可能となる。   As described above, it is possible to minimize the speed difference between the drums while minimizing the peripheral speed difference from the transfer belt due to the eccentricity of each photosensitive drum.

なお、上記(4)において、ドラム駆動源としてステッピングモータを用いる場合には、ステッピングモータ位置指令情報をも記録する。これにより、感光ドラム１周期間におけるギア偏心による位置・速度変化情報とステッピングモータの位置指令情報であるパルス入力数とを指定基準位置（ホームポジション）から記録できる。従って、ステッピングモータのステップ毎のトルク補正を行う位置情報が参照可能となる。さらに、下記構成を追加することで、負荷変動による位置ずれ。速度変動を抑制することが可能となる。
(7) 前記ステッピングモータ指令位置情報に基づき、その位置毎の前記ステッピングモータ指令位置情報から、速度指令、およびステッピングモータ駆動回路への入力電流を検出する構成を設ける。
(8) 前記入力電流検出部の値に基づき、負荷トルクの推定を行う負荷トルク推定部を設ける。 In the above (4), when a stepping motor is used as the drum driving source, stepping motor position command information is also recorded. Thereby, the position / speed change information due to gear eccentricity during one period of the photosensitive drum and the number of pulse inputs which are the position command information of the stepping motor can be recorded from the designated reference position (home position). Therefore, it is possible to refer to position information for performing torque correction for each step of the stepping motor. Furthermore, misalignment due to load fluctuations by adding the following configuration. It becomes possible to suppress the speed fluctuation.
(7) Based on the stepping motor command position information, a configuration is provided for detecting a speed command and an input current to the stepping motor drive circuit from the stepping motor command position information for each position.
(8) A load torque estimator that estimates the load torque based on the value of the input current detector is provided.

ここで、前記負荷トルク推定部は次のような構成で実現される。
(8-1) 前記(3)にて示した駆動回路へ供給される電源の入力電流を検出するための入力電流検出部、
(8-2) 前記(3)にて示した位置・速度指令として入力される駆動パルスの周期（＝速度）出部、
(8-3) 前記入力電流検出部による検出タイミングと検出時間幅を、前記駆動周期検出部により指令値である駆動パルス入力から逐次制御する。そして、前記検出時間幅で前記入力電流検出量を除することでの単位時間当たりの入力電流量として算出する負荷角推測部、
以上のような構成により、駆動周波数による場合分けなどを必要とせずに、負荷トルクに応じた入力電流量への変換を可能とし、駆動時の負荷角を推測、脱調限界を把握できる。
(9) 前記(4)による負荷トルク算出結果を、前記(2)に示したように負荷駆動１周期における位置情報とあわせる。そして、機械的ずれ要素要因による速度変動分と負荷トルク変動による速度変動分として、ステッピングモータに供給する電流量を負荷位置情報に基づきフィードフォワード制御する構成を設ける。
(10) (1)〜(5)に基づき求められている負荷変動要素以外の突発的な外乱を、前記(1)および(4)での逐次的な検出による速度・負荷変動をもとにモータ電流のフィードバック制御を行う構成を設ける。 Here, the load torque estimating unit is realized by the following configuration.
(8-1) An input current detection unit for detecting the input current of the power supplied to the drive circuit shown in (3),
(8-2) Drive pulse cycle (= speed) output part input as the position / speed command shown in (3) above,
(8-3) The detection timing and the detection time width by the input current detection unit are sequentially controlled from the drive pulse input which is a command value by the drive cycle detection unit. And a load angle estimation unit for calculating as an input current amount per unit time by dividing the input current detection amount by the detection time width,
With the configuration as described above, it is possible to convert the input current amount according to the load torque without requiring the case classification according to the drive frequency, and to estimate the load angle during driving and grasp the step-out limit.
(9) The load torque calculation result of (4) is combined with the position information in one cycle of load driving as shown in (2). And the structure which feed-forward-controls the electric current amount supplied to a stepping motor as a speed fluctuation part by a mechanical deviation element factor and a speed fluctuation part by load torque fluctuation | variation is provided based on load position information.
(10) Sudden disturbances other than the load fluctuation factors determined based on (1) to (5) are based on the speed and load fluctuations due to the sequential detection in (1) and (4) above. A configuration for performing feedback control of the motor current is provided.

以上により、定常的な負荷変動、および、定在する機械的ずれ要因による速度変動を補正するとともに、突発的な外乱に対しても追従可能な画像形成装置を提供することが可能となる。   As described above, it is possible to provide an image forming apparatus capable of correcting a steady load fluctuation and a speed fluctuation caused by a stationary mechanical deviation factor and capable of following a sudden disturbance.

＜本実施形態の画像形成装置の構成例＞
図１Ａ及び図１Ｂに、本実施形態のカラー画像を形成するためのタンデム方式の画像形成装置の概略構成を示す。図１Ａは画像形成装置の画像形成に関わる画像形成部１０の機構的な構成を示し、図１Ｂは画像形成装置おける画像形成部１０を含む概略構成を示す。なお、図中、図１７Ａ及び１７Ｂと同様の構成要素においては同符号を用いている。 <Example of Configuration of Image Forming Apparatus of Present Embodiment>
1A and 1B show a schematic configuration of a tandem image forming apparatus for forming a color image according to the present embodiment. FIG. 1A shows a mechanical configuration of the image forming unit 10 related to image formation of the image forming apparatus, and FIG. 1B shows a schematic configuration including the image forming unit 10 in the image forming apparatus. In the figure, the same symbols are used for the same components as in FIGS. 17A and 17B.

画像形成部１０は、例えば図１Ａに示すように、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色の画像をそれぞれ形成する４組の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋから構成される。例えば、Ｙ（イエロー）の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、本例では矢印Ｂの方向に回転する像担持体である感光ドラム１０５Ｙ、現像器１０６Ｙ、クリーナ１０７Ｙ、帯電器１０８Ｙ、１次転写ローラ１０９Ｙ、レーザ光学系１１０Ｙから成る。なお、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）についても同様であり、同じ構成要素には同じ参照番号の後にＭ，Ｃ，Ｋを付しているが、説明は省く。   For example, as shown in FIG. 1A, the image forming unit 10 includes four sets of image forming units 10Y that respectively form four color images of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). It consists of 10M, 10C, 10K. For example, an image forming unit 10Y that forms an image of Y (yellow) is a photosensitive drum 105Y, which is an image carrier that rotates in the direction of arrow B in this example, a developing unit 106Y, a cleaner 107Y, a charger 108Y, and a primary transfer unit. It comprises a roller 109Y and a laser optical system 110Y. The same applies to M (magenta), C (cyan), and K (black), and the same components are denoted by the same reference numerals followed by M, C, and K, but the description is omitted.

更に、本実施形態の感光ドラム駆動側には、４組の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各ドラムの駆動軸位置と速度を検出するためのエンコーダ１１７Ｙ，１１７Ｍ，１１７Ｃ，１１７Ｋが設けられていいる。また、各基準位置検出用のホームポジションセンサ１１８Ｙ，１１８Ｍ，１１８Ｃ，１１８Ｋが設けられている。   Furthermore, encoders 117Y, 117M, 117C, and 117K for detecting the drive shaft position and speed of each of the four image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are provided on the photosensitive drum driving side of the present embodiment. It has been. In addition, home position sensors 118Y, 118M, 118C, and 118K for detecting each reference position are provided.

各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、対応する色の画像を矢印Ａの方向に回転する中間転写ベルト（ＩＴＢ）１０１上にそれぞれ形成する。   Each of the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K forms a corresponding color image on an intermediate transfer belt (ITB) 101 that rotates in the direction of arrow A, respectively.

画像形成部１０の画像形成動作は、図１Ｂに示すシステムコントローラ１３０によって制御される。画像読取装置１２１または画像処理装置１２２よりカラー画像データが供給されると、これがシステムコントローラ１３０を介して各色の画像形成ユニットに供給される。各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおける感光ドラムには、光の照射によって電気的特性が変化する光半導体層が形成されている。   The image forming operation of the image forming unit 10 is controlled by the system controller 130 shown in FIG. 1B. When color image data is supplied from the image reading device 121 or the image processing device 122, it is supplied to the image forming units of the respective colors via the system controller 130. On the photosensitive drum in each of the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K, an optical semiconductor layer whose electrical characteristics are changed by light irradiation is formed.

各感光ドラムは、画像形成動作中に定速回転を行い、以下に示す処理（１）〜（５）が各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて行われる。なお、以下の説明では、Ｙ用画像形成ユニット１０Ｙを代表に挙げて説明する。
（１）帯電：帯電器１０８Ｙが、感光ドラム１０５Ｙの光半導体層を均一に帯電する。
（２）レーザ露光：レーザ光学系１１０Ｙが、感光ドラム１０５Ｙに向けて画像データに対応するレーザ光を照射し、感光ドラム１０５Ｙ上に画像パターン（静電潜像）を形成する。
（３）現像：現像器１０６Ｙが、感光ドラム１０５Ｙ上の静電潜像にトナーを付着してトナー画像を形成する。
（４）１次転写：１次転写ローラ１０９Ｙが、感光ドラム１０５Ｙ上のトナー像を中間転写ベルト１０１に転写する。
（５）クリーニング：中間転写ベルト１０１に転写しきれずに感光ドラム１０５Ｙ上に残ったトナーを、クリーナ１０７Ｙがクリーニングする。 Each photosensitive drum rotates at a constant speed during an image forming operation, and the following processes (1) to (5) are performed in the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K. In the following description, the Y image forming unit 10Y will be described as a representative.
(1) Charging: The charger 108Y uniformly charges the optical semiconductor layer of the photosensitive drum 105Y.
(2) Laser exposure: The laser optical system 110Y irradiates the photosensitive drum 105Y with laser light corresponding to the image data to form an image pattern (electrostatic latent image) on the photosensitive drum 105Y.
(3) Development: The developing unit 106Y attaches toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 105Y to form a toner image.
(4) Primary transfer: The primary transfer roller 109Y transfers the toner image on the photosensitive drum 105Y to the intermediate transfer belt 101.
(5) Cleaning: The cleaner 107Y cleans the toner remaining on the photosensitive drum 105Y without being completely transferred to the intermediate transfer belt 101.

次に、処理（６），（７）によって、中間転写ベルト１０１に転写されたトナー像を記録紙１２２へ転写して定着する。
（６）２次転写：２次転写器１１１が、中間転写ベルト１０１上のトナー像を記録紙１２２に転写する。
（７）定着：定着器１１２が記録紙に対して加熱及び加圧を行い、トナーを記録紙１２２上に定着させ、記録紙１２２を画像形成部１１の外に排出する。 Next, the toner image transferred to the intermediate transfer belt 101 is transferred to the recording paper 122 and fixed by processes (6) and (7).
(6) Secondary transfer: The secondary transfer device 111 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 101 to the recording paper 122.
(7) Fixing: The fixing device 112 heats and presses the recording paper, fixes the toner on the recording paper 122, and discharges the recording paper 122 out of the image forming unit 11.

上述したように、中間転写ベルト１０１上には、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにてそれぞれ形成されたトナー像がタイミングを合わせて順に転写され、各トナー像が重なり合うようになっている。   As described above, the toner images formed by the image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 101 at the same timing, and the toner images overlap each other. Yes.

ここで、図１Ａに示すように、中間転写ベルト１０１は、駆動ローラ１０４の回転駆動に応じて矢印Ａの方向に周回駆動を行っている。そして、駆動ローラ１０４には、駆動モータ１０２の駆動力が駆動ギア１０３を介して伝達される。   Here, as shown in FIG. 1A, the intermediate transfer belt 101 is driven to rotate in the direction of arrow A in accordance with the rotational drive of the drive roller 104. The driving force of the driving motor 102 is transmitted to the driving roller 104 via the driving gear 103.

更に、本実施形態のベルト駆動側には、ドラム側と同様にエンコーダ１１３が、中間転写ベルトの駆動ローラ１０４の軸上に設置され、駆動ローラの角速度を検出する。１１４は駆動ローラホームポジションセンサで、エンコーダ１１３と同様に駆動ローラ軸上に設置され、駆動ローラ１０４の基準位置を検出することにより、駆動ローラ１０４の１回転を検出する。１１５はベルトホームポジションセンサで、中間転写ベルト上に設けられたマークを検出する。   Further, on the belt driving side of the present embodiment, an encoder 113 is installed on the shaft of the driving roller 104 of the intermediate transfer belt, similarly to the drum side, and detects the angular velocity of the driving roller. A drive roller home position sensor 114 is installed on the drive roller shaft similarly to the encoder 113 and detects one rotation of the drive roller 104 by detecting the reference position of the drive roller 104. A belt home position sensor 115 detects a mark provided on the intermediate transfer belt.

また、ここではベルトの面速度を検出するための画像読取センサ１１６により、ベルト面上に所定の間隔で形成されたトナー像、または所定パターンを検出することで、ベルトの搬送速度検出を行う。しかしながら、前記ベルトホームポジション用のマークを所定の距離に配置された検出センサにより行う構成でも問題はない。   Here, the image reading sensor 116 for detecting the belt surface speed detects toner images or predetermined patterns formed on the belt surface at predetermined intervals, thereby detecting the belt conveyance speed. However, there is no problem even if the belt home position mark is formed by a detection sensor arranged at a predetermined distance.

（偏心検出回路の構成及び動作例）
次に、本実施形態でのドラムの回転軸の回転中心位置からの偏心量を検出する偏心検出回路１２０を説明する。 (Configuration and operation example of eccentricity detection circuit)
Next, the eccentricity detection circuit 120 that detects the amount of eccentricity from the rotation center position of the rotation shaft of the drum in this embodiment will be described.

図２に示すように、前記偏心検出回路１２０は現像器１０６へ現像バイアスを供給する現像高圧発生回路１１９に内包されている。そして、現像ＤＣ高圧回路の電圧検出回路に設けた出力容量と、負荷となるドラム容量、および現像スリーブとドラム間ギャップ容量を含んだ容量とで高圧出力電圧を容量分割した電圧値として、偏心量が電圧変動として検出できる構成となっている。ギャップ（距離ｄ）でのギャップ容量は簡易的にＣgap＝ε・S/dとなる。この値とドラム自身の持つ容量Ｃdrumとの合算値が、現像ＤＣ高圧回路の出力に設けたＣout1とＣout2とでドラムに印加された電圧が容量分割されて電圧検出されることになる。偏心量による電圧変動は、Cout2の両端電圧として検出される。   As shown in FIG. 2, the eccentricity detection circuit 120 is included in a development high voltage generation circuit 119 that supplies a development bias to the developing device 106. As a voltage value obtained by capacitively dividing the high-voltage output voltage by the output capacity provided in the voltage detection circuit of the development DC high-voltage circuit, the drum capacity as a load, and the capacity including the gap capacity between the development sleeve and the drum, the amount of eccentricity Can be detected as voltage fluctuations. The gap capacity at the gap (distance d) is simply Cgap = ε · S / d. The sum of this value and the capacitance Cdrum of the drum itself is detected by dividing the voltage applied to the drum by Cout1 and Cout2 provided at the output of the development DC high voltage circuit and dividing the voltage. The voltage fluctuation due to the amount of eccentricity is detected as the voltage across Cout2.

この偏心量検出回路１２０にて検出された電圧変動量を、ドラム基準位置（ホームポジションセンサ１１８で検出）から一回転分を前記エンコーダ１１７での角度情報とともに検出して記録すると、図３のようになる。なお、図３において、DEV-DC_refは一回転の基準電圧、DEV-DC_sensは偏心量検出回路１２０にて検出された電圧を示す。   When the amount of voltage fluctuation detected by the eccentricity detection circuit 120 is detected and recorded together with angle information from the encoder 117 from the drum reference position (detected by the home position sensor 118) and recorded as shown in FIG. become. In FIG. 3, DEV-DC_ref indicates a reference voltage for one rotation, and DEV-DC_sens indicates a voltage detected by the eccentricity detection circuit 120.

図３に示した電圧変動量を回転角速度に変換して各感光ドラムについて示すと、図５（基準速度v_refに対してv_yellow〜v_black）に示すように、それぞれ位相・振幅が異なる形で記録される。   When the voltage fluctuation amount shown in FIG. 3 is converted into the rotation angular velocity and shown for each photosensitive drum, as shown in FIG. 5 (v_yellow to v_black with respect to the reference velocity v_ref), the phases and amplitudes are recorded in different forms. The

ここで、各ドラムの最大容量値となる回転角度位置を改めて各ドラムの基準位置として設定し、駆動時位置制御の位相あわせを行う。また、各ドラム毎の位相合わせを行った場合の回転角度位置毎の偏心量の平均量を算出すると、図５に示すv_avgのようになり、この値をベルト速度補正値として使用する。   Here, the rotation angle position which becomes the maximum capacity value of each drum is set as the reference position of each drum again, and phase adjustment of the position control during driving is performed. Further, when the average amount of eccentricity for each rotation angle position when phase adjustment for each drum is performed, v_avg shown in FIG. 5 is obtained, and this value is used as a belt speed correction value.

＜本実施形態の画像形成装置の制御ブロックの構成例＞
図４に、本実施形態の画像形成装置の制御ブロックの構成例を示す。なお、図１と同様の構成要素には、同じ参照番号が付与されている。 <Configuration Example of Control Block of Image Forming Apparatus of This Embodiment>
FIG. 4 shows a configuration example of a control block of the image forming apparatus of this embodiment. In addition, the same reference number is given to the same component as FIG.

本画像形成装置の制御ブロックは、全て、システムコントローラ１３０によって統括的にコントロールされ、主に本画像形成装置内の各負荷の駆動とセンサ類の情報収集及び解析との役割を担っている。   All the control blocks of the image forming apparatus are comprehensively controlled by the system controller 130 and mainly play a role of driving each load in the image forming apparatus and collecting and analyzing information of sensors.

システムコントローラ１３０の内部構成として、ＣＰＵ２０１が搭載されている。ＣＰＵ２０１は、システムコントローラ１３０に搭載されたＲＯＭ２０２に格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに従って様々なシーケンスを実行する。ＣＰＵ２０１内に図示した各構成部は、かかるプログラムに従った処理を機能別に示したものである。また、その際、一時的または恒久的に保存することが必要な書換可能なデータを格納するために、ＲＡＭ２０３も搭載されている。ここで、ＲＡＭ２０３はディスクなどの不揮発性メモリであってもよい。   As an internal configuration of the system controller 130, a CPU 201 is mounted. The CPU 201 executes various sequences according to a predetermined image forming sequence by a program stored in the ROM 202 mounted on the system controller 130. Each component illustrated in the CPU 201 indicates processing according to the program by function. At that time, a RAM 203 is also mounted to store rewritable data that needs to be temporarily or permanently stored. Here, the RAM 203 may be a nonvolatile memory such as a disk.

ＡＳＩＣ３０１は、次の構成のものを含んでいる。なお、ＡＳＩＣ３０１を構成する各部は、基本的にはＬＵＴや回路などのハードウエア構成であるが、マイクロプログラムによるファームウエアで実現されてもよい。
（１） ベルト駆動系３０１ａ：中間転写ベルト１０１上の画像読取センサ１１６からのアナログ出力信号をＡＤ変換するＡＤ変換器３０２を含む。また、ベルトの駆動ローラ１０４の軸位置と速度とを検出するための、駆動ローラホームポジションセンサ１１４の出力信号を基準にエンコーダ１１３の出力信号をカウントする位置・速度検出用カウンタ３０３を含む。また、位置・速度検出用カウンタ３０３での計数値を位置及び速度値に変換するベルト駆動ローラ位置・速度情報変換部３０６を含む。また、中間転写ベルト１０１の回転を駆動するステッピングモータ１０２へのクロック生成器３０４の出力である駆動パルスをカウントするカウンタ３０５を含む。また、カウンタ３０５での計数値を位置及び速度値に変換する指令値位置・速度情報変換部３０７を含む。
（２） ドラム駆動系３０１ｂ：感光ドラム１０５Ｙの駆動軸の位置と速度を検出するための、ホームポジションセンサ１１８Ｙの出力信号を基準にエンコーダ１１７Ｙの出力信号をカウントする位置・速度検出用カウンタ３１０を含む。また、位置・速度検出用カウンタ３１０での計数値を位置及び速度値に変換するドラム軸位置・速度情報変換部３１３を含む。また、感光ドラム１０５Ｙを駆動するステッピングモータ１０２Ｙへクロック生成部３１１から発生する駆動パルスをカウントするカウンタ３１２を含む。また、カウンタ３１２での計数値を位置及び速度値に変換する指令値位置・速度情報変換部３１４を含む。また、ステッピングモータ１０２Ｙの駆動回路（ドライバ２０５Ｙ）への入力電流を検出する入力電流検出回路２０６にて検出された値をＡＤ変換するＡＤ変換器３１５を含む。また、指令値位置・速度情報変換部３１４の値を基に、ステッピングモータ１０２Ｙの負荷角換算を行う負荷角推定部３１６を含む。ここで、感光ドラム１０５Ｙの偏心量検出回路１２０Ｙで検出された値をＡＤ変換するＡＤ変換器３２０もここに含まれる。 The ASIC 301 includes the following configuration. Each unit constituting the ASIC 301 basically has a hardware configuration such as an LUT or a circuit, but may be realized by firmware using a microprogram.
(1) Belt drive system 301a: includes an AD converter 302 that AD converts an analog output signal from the image reading sensor 116 on the intermediate transfer belt 101. Also included is a position / speed detection counter 303 that counts the output signal of the encoder 113 based on the output signal of the drive roller home position sensor 114 for detecting the shaft position and speed of the drive roller 104 of the belt. Also included is a belt drive roller position / speed information conversion unit 306 that converts the count value of the position / speed detection counter 303 into position and speed values. Also included is a counter 305 that counts drive pulses that are the output of the clock generator 304 to the stepping motor 102 that drives the rotation of the intermediate transfer belt 101. Also included is a command value position / speed information conversion unit 307 for converting the count value of the counter 305 into a position and speed value.
(2) Drum drive system 301b: Position / speed detection counter 310 for counting the output signal of encoder 117Y based on the output signal of home position sensor 118Y for detecting the position and speed of the drive shaft of photosensitive drum 105Y. Including. Also included is a drum shaft position / speed information conversion unit 313 for converting the count value in the position / speed detection counter 310 into a position and speed value. Also included is a counter 312 that counts drive pulses generated from the clock generator 311 to the stepping motor 102Y that drives the photosensitive drum 105Y. Also included is a command value position / speed information conversion unit 314 that converts the count value of the counter 312 into a position and speed value. Also included is an AD converter 315 that AD converts the value detected by the input current detection circuit 206 that detects the input current to the drive circuit (driver 205Y) of the stepping motor 102Y. Further, a load angle estimation unit 316 that performs load angle conversion of the stepping motor 102Y based on the value of the command value position / speed information conversion unit 314 is included. Here, an AD converter 320 that AD-converts the value detected by the eccentricity detection circuit 120Y of the photosensitive drum 105Y is also included.

以上、２系統で検出され変換された値は、システムコントローラ１３０に送信される。   As described above, the values detected and converted in the two systems are transmitted to the system controller 130.

また、中間転写ベルト１０１を回転駆動するためのステッピングモータ１０２を駆動するためのクロック生成器３０４は、ＣＰＵ２０１により設定された値に基づいてドライバ２０５に駆動クロックを出力する。また、感光ドラム１０５Ｙを回転駆動するためのステッピングモータ１０２Ｙを駆動するためのクロック生成器３１１は、ＣＰＵ２０１により設定された値に基づいてドライバ２０５Ｙに駆動クロックを出力する。これにより、モータのドライバ２０５、２０５Ｙは、ＡＳＩＣ３０１ａ、３０１ｂより送信された駆動クロックの周波数に基づいて、それぞれステッピングモータ１０２、１０２Ｙを駆動する。   A clock generator 304 for driving the stepping motor 102 for driving the intermediate transfer belt 101 to rotate outputs a drive clock to the driver 205 based on a value set by the CPU 201. A clock generator 311 for driving a stepping motor 102Y for rotating the photosensitive drum 105Y outputs a drive clock to the driver 205Y based on a value set by the CPU 201. Thereby, the motor drivers 205 and 205Y drive the stepping motors 102 and 102Y, respectively, based on the frequency of the drive clock transmitted from the ASICs 301a and 301b.

＜システムコントローラ１３０の各制御ブロックの構成例＞
以上のような構成において、各ステッピングモータの速度制御、および、電流制御を行う方法を、制御概念と制御指令値生成ブロックとにより示した図を基に説明する。図６はドラム駆動側における制御ブロックを示し、図８はベルト駆動側における制御ブロックの構成例を示したものである。 <Configuration Example of Each Control Block of System Controller 130>
A method of performing speed control and current control of each stepping motor in the above configuration will be described based on a control concept and a diagram showing a control command value generation block. FIG. 6 shows a control block on the drum driving side, and FIG. 8 shows a configuration example of the control block on the belt driving side.

＜ドラム駆動を制御する各制御ブロックの構成例＞
まず、ドラム駆動側の動作に関して、図４及び図６を基に説明する。
(1) ドラム駆動用のステッピングモータ１０２を、予め設定された所定の駆動周波数Ｖｔにより駆動する
(2) 一定速度で駆動されているドラム駆動軸の位置及び速度を検出するため、駆動ローラホームポジションセンサ１１４の出力信号を基準にエンコーダ１１７の出力信号がＡＳＩＣ３０１内に実装された位置・速度検出用カウンタ３１０にてカウントされる。位置・速度検出用カウンタ３１０は、ＡＳＩＣ３０１もしくはＣＰＵ２０１のベースクロックを基に動作し、エンコーダ１１７の１パルスをカウントするために十分に早い速度でカウント動作をしている。このカウント値により、エンコーダ分解能（１パルスあたりの角度：ｄｅｇ／ｐｌｓ）による位置検出と、ベースクロック規定による時間換算からの速度検出とが、ドラム軸位置・速度情報変換部３１３にて実行される。なお、位置・速度検出用カウンタ３１０は、ホームポジションセンサ１１８Ｙでの基準位置検出時にリセットされ、ホームポジション位置からの位置と速度情報を生成する。 <Configuration example of each control block for controlling drum driving>
First, the operation on the drum driving side will be described with reference to FIGS.
(1) The drum driving stepping motor 102 is driven at a preset predetermined drive frequency Vt.
(2) Position / speed detection in which the output signal of the encoder 117 is mounted in the ASIC 301 based on the output signal of the drive roller home position sensor 114 in order to detect the position and speed of the drum drive shaft driven at a constant speed. The counter 310 is counted. The position / velocity detection counter 310 operates based on the base clock of the ASIC 301 or the CPU 201 and performs a counting operation at a sufficiently high speed to count one pulse of the encoder 117. Based on this count value, the drum shaft position / speed information conversion unit 313 performs position detection based on encoder resolution (angle per pulse: deg / pls) and speed detection based on time conversion based on base clock regulations. . The position / speed detection counter 310 is reset when the home position sensor 118Y detects the reference position, and generates position and speed information from the home position position.

また、このとき同時に、現像高圧発生回路１１９Ｙにより感光ドラム１０５Ｙに現像高圧を印加しながら、偏心量検出回路１２０Ｙにより偏心量の検出も行う。   At the same time, the eccentricity detection circuit 120Y also detects the eccentricity amount while applying the development high voltage to the photosensitive drum 105Y by the development high voltage generation circuit 119Y.

（速度補正プロファイル作成部８０１、ドラム位相補正部７０１〜７０４、偏心量平均化テーブル４２１に関する動作）
(3) ＣＰＵ２０１の速度補正プロファイル作成部８０１は、ＡＳＩＣ３０１内のドラム軸位置・速度情報変換部３１３から送信される位置と速度情報とに基づいて、ドラム駆動１周期分のギア偏心成分を抽出した速度偏差プロファイルを生成する。この速度偏差プロファイルによりＲＡＭ２０３内に速度データテーブル４０１を作成する。この速度データテーブル４０１は、図４では補正プロファイルデータテーブルの１つとして、図６では速度偏差プロファイル４０１として示されている。
(4) また、同時に、ＣＰＵ２０１のドラム位相補正部７０１〜７０４は、偏心量データをＡＤ変換器３２０を介してＲＡＭ２０３内に取り込み、偏心量が最大値となる位置を回転基準とするように回転位相補正を行う。従って、各ドラムの偏心量が最大値となる相対角度位置がそれぞれ同じとなる。また、各ドラム毎に回転位相補正された偏心量を書き込む際に、ドラム偏心平均部４２０で既に書き込まれているデータと平均化処理した上で、偏心量平均化テーブル４２１に書き込まれる。従って、最終的に全ドラムの偏心量の図６のドラム偏心平均値プロファイル４２１として確定し、図８で示すようにベルトの駆動ローラ１０４の速度制御に使用される。なお、更に、従来の回転位相補正として、各ドラムの間の距離（図１７ＡのＤ１〜Ｄ４）に応じて画像形成位置が同じになるような回転位相補正（従来技術の記載参照）が同時に行われてよい。
(5) 上記テーブル４０１や４２１のデータ格納数は、エンコーダ分解能と等しく、前記位置・速度検出用カウンタ３１０のカウント周期は、駆動ローラ１０４の速度ムラ周波数成分に対して十分速い周波数に相当することが条件である。また、該データテーブル４０１内に記載されている正弦波プロファイルは、駆動ローラ１周分の速度ムラを模式的に示している。ＣＰＵ２０１は、速度偏差プロファイル４０１をもとに、ギア偏心成分を補正する駆動ローラ１周分の速度補正プロファイルを生成し駆動データテーブル４０２に記憶する。 (Operations related to the speed correction profile creation unit 801, the drum phase correction units 701 to 704, and the eccentricity amount averaging table 421)
(3) The speed correction profile creation unit 801 of the CPU 201 extracts the gear eccentric component for one cycle of the drum drive based on the position and speed information transmitted from the drum shaft position / speed information conversion unit 313 in the ASIC 301. Generate a speed deviation profile. A speed data table 401 is created in the RAM 203 based on the speed deviation profile. The speed data table 401 is shown as one of the correction profile data tables in FIG. 4 and the speed deviation profile 401 in FIG.
(4) At the same time, the drum phase correction units 701 to 704 of the CPU 201 take the eccentricity amount data into the RAM 203 via the AD converter 320 and rotate the position where the eccentricity amount becomes the maximum value as a rotation reference. Perform phase correction. Accordingly, the relative angular positions at which the eccentric amounts of the respective drums become the maximum values are the same. Further, when writing the eccentricity whose rotational phase has been corrected for each drum, the data is already written in the eccentricity averaging unit 420 and then written to the eccentricity averaging table 421. Accordingly, the eccentric amount of all the drums is finally determined as the drum eccentricity average value profile 421 in FIG. 6 and used for speed control of the belt driving roller 104 as shown in FIG. Further, as conventional rotational phase correction, rotational phase correction (refer to the description of the prior art) is performed simultaneously so that the image forming positions are the same according to the distance between the drums (D1 to D4 in FIG. 17A). You may be broken.
(5) The number of data stored in the table 401 or 421 is equal to the encoder resolution, and the count cycle of the position / speed detection counter 310 corresponds to a sufficiently high frequency with respect to the speed unevenness frequency component of the drive roller 104. Is a condition. Further, the sine wave profile described in the data table 401 schematically shows the speed unevenness for one rotation of the driving roller. Based on the speed deviation profile 401, the CPU 201 generates a speed correction profile for one rotation of the drive roller that corrects the gear eccentricity component, and stores it in the drive data table 402.

（トルク補正プロファイル作成部９０１に関する動作）
(6) また、ＡＳＩＣ３０１はドライバ２０５Ｙへの入力電流を、(1)の所定速度で動作するよう入力される駆動パルス信号に同期して入力電流検出回路２０６で検出された値がＡＤ変換器３１５によりサンプリングされる。また、同時に前記駆動パルス信号を基に指令値情報として検出するための、カウンタ３１２、および位置・速度情報検出部３１４にて、(2)と同様に生成された値を、ＡＳＩＣ３０１内に実装した負荷角換算部３１６に入力する。そして、ステッピングモータの指令値毎の負荷角を換算し、ドラムホームポジションからの負荷トルクの負荷トルク変動プロファイルを生成してトルク変動データテーブル４０３をメモリ２０３内に作成する。なお、負荷角換算に関しては、後述する。
(7) 次に、(6)で生成されたトルク変動データテーブル４０３を基に、ドラム駆動１周期分のトルク変動を補正するようにステッピングモータのトルク補正プロファイルを生成し、ＲＡＭ２０３内に駆動電流データテーブル４０４を作成する。 (Operation related to torque correction profile creation unit 901)
(6) In addition, the ASIC 301 detects the value detected by the input current detection circuit 206 in synchronization with the drive pulse signal input so as to operate at the predetermined speed of (1). Is sampled by At the same time, the counter 312 and the position / velocity information detection unit 314 for detecting the command value information based on the drive pulse signal are mounted in the ASIC 301 in the same manner as (2). Input to the load angle conversion unit 316. Then, the load angle for each command value of the stepping motor is converted, a load torque fluctuation profile of the load torque from the drum home position is generated, and a torque fluctuation data table 403 is created in the memory 203. The load angle conversion will be described later.
(7) Next, based on the torque fluctuation data table 403 generated in (6), a torque correction profile for the stepping motor is generated so as to correct the torque fluctuation for one drum drive cycle, and the drive current is stored in the RAM 203. A data table 404 is created.

このように生成された補正用のテーブルを基に、ステッピングモータの速度・トルク制御におけるフィードフォワード制御を行う。そのため、機械的要因（ギア偏芯、軸偏芯）による速度偏差と、機械構成による定常的なトルク変動分布をキャンセルすることが可能となる。   Based on the correction table generated in this way, feedforward control in the speed / torque control of the stepping motor is performed. Therefore, it is possible to cancel the speed deviation due to mechanical factors (gear eccentricity, shaft eccentricity) and the steady torque fluctuation distribution due to the machine configuration.

（トルクフィードバック制御指令部６０１に関する動作）
図６に示すトルクフィードバック制御指令部６０１は、以下のように、ドラム・とるくフィードバック制御指令の値を生成する。 (Operation related to torque feedback control command unit 601)
The torque feedback control command unit 601 shown in FIG. 6 generates a drum / take feedback control command value as follows.

前述したドラム速度フィードフォワード制御指令の値と、前記ドラム軸位置・速度情報変換部３１３にて動作中に逐次検出・出力される駆動軸速度と指令値との偏差から求められるドラム速度フィードフォワード制御指令の値とを加算する。加算値に電流補正ゲインＫPを乗じて、電流補正値を生成する。   Drum speed feedforward control obtained from the deviation between the above-described drum speed feedforward control command value and the drive shaft speed and command value which are sequentially detected and output during operation by the drum shaft position / speed information conversion unit 313. Add the command value. A current correction value is generated by multiplying the added value by the current correction gain KP.

一方、前記ドラム・トルクフィードフォワード制御指令の値と、前記負荷角換算部３１６にて逐次検出されているトルク検出値との差分（図６では＋）に対して、トルク補正ゲインｋtpを乗じて、トルク補正値を生成する。   On the other hand, the difference (+ in FIG. 6) between the value of the drum torque feedforward control command and the detected torque value sequentially detected by the load angle conversion unit 316 is multiplied by the torque correction gain ktp. A torque correction value is generated.

上記算出された電流補正値とトルク補正値を乗じてドラム・トルクフィードバック制御指令の値とすることで、突発的なトルク変動に対する追従制御を行う。   By following the calculated current correction value and the torque correction value to obtain the value of the drum torque feedback control command, follow-up control for sudden torque fluctuation is performed.

以上のようなフィードフォワード制御とフィードバック制御とによる差分補正とすることで、負荷変動に対しても応答性のよい速度制御が行える。   By performing the difference correction by the feedforward control and the feedback control as described above, speed control with good responsiveness to load fluctuation can be performed.

＜ベルト駆動を制御する各制御ブロックの構成例＞
次に、ベルト駆動制御に対して適用した構成を図７及び図８を用いて説明する。 <Configuration example of each control block for controlling belt driving>
Next, a configuration applied to the belt drive control will be described with reference to FIGS.

（速度補正プロファイル作成部８１１に関する動作）
(a) 基本的な速度補正制御は、上述の感光ドラム駆動において行った手順とほぼ同じである。すなわち、ローラ軸速度検出をエンコーダ１１３とホームポジションセンサ１１４により行い、ベルト一周分のベルト駆動ローラの速度偏差プロファイル４１１と、それを補正する速度補正プロファイル４１２とを生成する。それにより、ＲＡＭ２０３内に速度補正データテーブル４１２を作成する。
(b) 速度補正データテーブル４１２とエンコーダデータ入力とに基づいて、ステッピングモータ１０２を補正駆動する。この状態において、エンコーダデータが予め設定された所定範囲内かどうかを判断し、所定範囲外である場合には、再度補正プロファイルを取得し直す。 (Operations related to the speed correction profile creation unit 811)
(a) The basic speed correction control is almost the same as the procedure performed in the photosensitive drum driving described above. That is, the roller shaft speed is detected by the encoder 113 and the home position sensor 114, and a speed deviation profile 411 of the belt driving roller for one belt rotation and a speed correction profile 412 for correcting the speed deviation profile 411 are generated. Thereby, the speed correction data table 412 is created in the RAM 203.
(b) Based on the speed correction data table 412 and the encoder data input, the stepping motor 102 is driven for correction. In this state, it is determined whether the encoder data is within a predetermined range set in advance. If the encoder data is outside the predetermined range, the correction profile is acquired again.

所定範囲内であれば、回転体の角速度が安定していると判断し、中間転写ベルト上に図７に記載のパターンを形成する。本実施形態では、該パターンは感光ドラム１０５上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０１に転写することにより形成している。図７の(ａ)は、中間転写ベルト上に形成されるパターンを示す。該パターンは、距離Ｌで等間隔のスリット状に形成される。
(c) 図７の（ｂ）に、中間転写ベルト上に配置された画像読取センサ１１６により周回速度検出をしたときの検出波形概略を示す。図に示すように、ベルト面上で周回速度が変動している場合は、該パターン検出信号の入力周期が基準となる入力間隔時間Ｔ０に対して変動する。 If it is within the predetermined range, it is determined that the angular velocity of the rotating body is stable, and the pattern shown in FIG. 7 is formed on the intermediate transfer belt. In this embodiment, the pattern is formed by transferring a toner image formed on the photosensitive drum 105 onto the intermediate transfer belt 101. FIG. 7A shows a pattern formed on the intermediate transfer belt. The pattern is formed into slits that are equally spaced at a distance L.
(c) FIG. 7B shows an outline of a detection waveform when the rotation speed is detected by the image reading sensor 116 disposed on the intermediate transfer belt. As shown in the figure, when the circumferential speed fluctuates on the belt surface, the input period of the pattern detection signal fluctuates with respect to the reference input interval time T0.

Ｌ／Ｖｔ＝Ｔ０
Ｌ／（Ｔ０±ΔＴ）＝Ｖｔ±ΔＶ
ここで、ΔＴ：入力間隔時間変動、ΔＶ：ベルト速度変動である。 L / Vt = T0
L / (T0 ± ΔT) = Vt ± ΔV
Here, ΔT: input interval time fluctuation, ΔV: belt speed fluctuation.

入力周期は、ＡＳＩＣタイマーカウント値として取得する。そして、ＣＰＵ２０１は、取得した該データに対して、厚みムラ成分を抽出した中間転写ベルト１周分の厚みムラによる速度偏差プロファイルを生成して速度偏差データテーブル４１３を作成する。
(d) 該速度偏差データテーブル４１３の格納数は、形成されたパターン数と等しく、中間転写ベルト厚みムラ周波数成分に対して十分速い周波数成分であることが条件である。また該速度偏差データテーブル４１３内に記載されている正弦波プロファイルは、中間転写ベルト１周分の速度ムラを模式的に示している。そしてＣＰＵ２０１は、該プロファイルに基づいて厚みムラを補正する厚みムラ補正プロファイルを算出・生成し、ＲＡＭ２０３内に厚みムラ補正データテーブル４１４を作成する
(e) 中間転写ベルトのホームポジションを検出後、速度補正プロファイル４１２から算出されたモータ駆動周波数に対して、厚みムラ補正データテーブル４１４からの厚みムラ補正係数をかけたモータ駆動周波数を算出する。さらに、モータ駆動周波数にドラム偏心平均値プロファイル４２１を重畳したものが、ローラ速度フィードフォワード制御指令の値となる。 The input period is acquired as an ASIC timer count value. Then, the CPU 201 creates a speed deviation data table 413 by generating a speed deviation profile based on the thickness unevenness for one round of the intermediate transfer belt from which the thickness unevenness component is extracted for the acquired data.
(d) The number of stored speed deviation data tables 413 is equal to the number of formed patterns, and is a condition that the frequency component is sufficiently faster than the intermediate transfer belt thickness unevenness frequency component. Further, the sine wave profile described in the speed deviation data table 413 schematically shows the speed unevenness for one rotation of the intermediate transfer belt. The CPU 201 calculates and generates a thickness unevenness correction profile for correcting the thickness unevenness based on the profile, and creates a thickness unevenness correction data table 414 in the RAM 203.
(e) After detecting the home position of the intermediate transfer belt, the motor drive frequency calculated by multiplying the motor drive frequency calculated from the speed correction profile 412 by the thickness unevenness correction coefficient from the thickness unevenness correction data table 414 is calculated. Further, the value obtained by superimposing the drum eccentricity average value profile 421 on the motor driving frequency is the value of the roller speed feedforward control command.

以上により、感光ドラム偏心によるベルト搬送速度との周速差、および各ドラム間での１次転写部における回転速度差を最小化することが可能となり、周速差および１次転写部での帯電電流差により発生するトルク変動を抑制することが可能となる。   As described above, it is possible to minimize the peripheral speed difference from the belt conveyance speed due to the eccentricity of the photosensitive drum and the rotational speed difference in the primary transfer portion between the drums. It becomes possible to suppress the torque fluctuation generated due to the current difference.

なお、中間転写ベルト１０１の速度抽出手法は、本発明を限定するものではない。上述した方法以外にも、予めベルトの厚みムラを計測器等により測定しておきそれに伴うプロファイルを算出する手法、ベルト上に形成する所定パターンをトナー像ではなくベルト自体に予めマーキングしておき、該マークを検出する手法でもよい。   Note that the method for extracting the speed of the intermediate transfer belt 101 does not limit the present invention. In addition to the method described above, a method for measuring the thickness unevenness of the belt in advance with a measuring instrument and calculating a profile associated therewith, a predetermined pattern to be formed on the belt is marked in advance on the belt itself instead of the toner image, A technique for detecting the mark may be used.

（トルクフィードバック制御指令部６１１に関する動作）
ベルト駆動側でのステッピングモータ電流を制御するトルク制御系では、ドラム駆動系で述べた負荷角換算ではなく、前記ベルト厚みムラ検出に用いてたパターン検出による速度検出結果を用いる。厚みムラ補正を行った後での前記画像読取センサ１１６によるパターンでの面速度検出のムラはトルク変動要因でしかない。 (Operation related to torque feedback control command unit 611)
In the torque control system for controlling the stepping motor current on the belt drive side, the speed detection result by the pattern detection used for the belt thickness unevenness detection is used instead of the load angle conversion described in the drum drive system. The unevenness of the surface speed detection in the pattern by the image reading sensor 116 after the thickness unevenness correction is performed is only a torque fluctuation factor.

そのため、この速度検出結果にトルク補正ゲインＫtpを乗じてトルク補正値を生成する。一方、前記ローラ速度フィードフォワード制御指令の値と、前記ベルトローラ軸位置・速度情報変換部３０６にて動作中に逐次検出・出力される駆動軸速度と指令値３０７の偏差から求められる制御値とを加える。そして、電流補正ゲインＫPを乗じることで電流補正値が生成される。前記算出されたトルク補正値と電流補正値を成就ルことでローラ・トルクフィードバック制御指令の値が決定される。   Therefore, a torque correction value is generated by multiplying the speed detection result by the torque correction gain Ktp. On the other hand, the value of the roller speed feedforward control command, the control value obtained from the deviation of the command value 307 and the drive shaft speed sequentially detected and output during operation by the belt roller shaft position / speed information conversion unit 306, Add Then, a current correction value is generated by multiplying the current correction gain KP. By fulfilling the calculated torque correction value and current correction value, the value of the roller torque feedback control command is determined.

＜負荷角換算の例＞
次に、本実施形態で使用したステッピングモータの駆動回路における負荷角換算に関して説明する。 <Example of load angle conversion>
Next, load angle conversion in the drive circuit of the stepping motor used in this embodiment will be described.

図９に示すように、ステッピングモータの駆動回路は、基本的に定電流制御部２０２は図１５に示す従来回路と同様構成であり、入力電流検出回路５０１、駆動周波数検出回路５０２、および、負荷角換算回路５０３が付加された構成となっている。   As shown in FIG. 9, in the driving circuit of the stepping motor, the constant current control unit 202 basically has the same configuration as the conventional circuit shown in FIG. 15, and the input current detection circuit 501, the drive frequency detection circuit 502, and the load The angle conversion circuit 503 is added.

定電流制御回路２０２は従来と同様であるが、ここで簡単に説明する。ステッピングモータ駆動装置に対して、複写機本体の制御装置等の上位装置（図９では主制御部１としている）から駆動パルス信号Ｄｐが入力される。駆動パルス信号Ｄｐに従って、相励磁パターン生成回路３００がステッピングモータの巻線を励磁する順序を決定する相励磁パルス信号（Ａ、Ａ＊、Ｂ、Ｂ＊）を発生する。この相励磁パターン生成回路３００からの前記相励磁パルス信号に応じて選択された巻線に対して、各巻線に流れる電流ia、ia*、ib、ib*が電流検出回路２０１Ａ及び２０１Ｂにより検出される。かかる電流ia、ia*、ib、ib*が定電流指令値に基づいた電流値になるようにＰＷＭ制御回路２０２Ａ及び２０２ＢによりＯＮ／ＯＦＦ比率が決定されて、半導体スイッチ素子群（Ｑ１〜Ｑ４）が駆動制御される。   The constant current control circuit 202 is the same as the conventional one, but will be briefly described here. A driving pulse signal Dp is input to the stepping motor driving device from a host device (the main control unit 1 in FIG. 9) such as a control device of the copying machine main body. In accordance with the drive pulse signal Dp, the phase excitation pattern generation circuit 300 generates phase excitation pulse signals (A, A *, B, B *) that determine the order of exciting the windings of the stepping motor. For the windings selected in accordance with the phase excitation pulse signal from the phase excitation pattern generation circuit 300, currents ia, ia *, ib, ib * flowing through the windings are detected by the current detection circuits 201A and 201B. The The ON / OFF ratio is determined by the PWM control circuits 202A and 202B so that the currents ia, ia *, ib, ib * become current values based on the constant current command value, and the semiconductor switch element group (Q1 to Q4). Is driven and controlled.

この定電流制御回路により駆動されたステッピングモータのトルク特性図の一例を、図１０及び図１１に示す。図１０は、トルクを一定とした場合に、入力電流と駆動周波数の関係を示した図である。図１１は、速度を一定とした場合に、トルクと入力電流の関係を示した図である。   An example of the torque characteristic diagram of the stepping motor driven by this constant current control circuit is shown in FIGS. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the input current and the drive frequency when the torque is constant. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between torque and input current when the speed is constant.

図１０に示すように、駆動周波数と入力電流の関係では定電流領域（駆動周波数：低）と定電圧領域（駆動周波数：高）において傾きが変わっている。これはモータ回転子の永久磁石の磁束による誘起電圧の影響のためである。しかし、図１１に示すように、トルクと入力電流の関係は駆動周波数により変化はするが、駆動周波数が一定の場合にはそれぞれ線形性をもった特性を有している。   As shown in FIG. 10, in the relationship between the drive frequency and the input current, the slope changes in the constant current region (drive frequency: low) and the constant voltage region (drive frequency: high). This is due to the influence of the induced voltage due to the magnetic flux of the permanent magnet of the motor rotor. However, as shown in FIG. 11, the relationship between torque and input current varies depending on the driving frequency, but each has a characteristic with linearity when the driving frequency is constant.

つまり、この各周波数毎の影響度を考慮した補正ができればよい。このために、入力電流検出回路５０１とともに、駆動パルス周期検出回路５０２が付与される。これら駆動パルス周期検出回路５０２と入力電流検出回路５０１により、トルクに対する入力電流の関係から周波数要因を加味するために、単位時間当たりの電流量[単位：A/s]へ変換する構成とする。   In other words, it is only necessary to perform correction in consideration of the influence degree for each frequency. For this purpose, a drive pulse period detection circuit 502 is provided together with the input current detection circuit 501. The drive pulse period detection circuit 502 and the input current detection circuit 501 are configured to convert the current amount per unit time [unit: A / s] in order to consider the frequency factor from the relationship of the input current to the torque.

駆動パルス周期検出回路５０２の一例を示すと、駆動パルスの周波数よりも十分に速い周波数で動作するタイマカウンタで構成する。ここで、タイマカウンタは、図１２に示すように、駆動パルスの立ち上がりもしくは立ち下がりエッジを基点として、パルス周期のカウントを行う。つまり、カウント数が周期値となる。   An example of the drive pulse period detection circuit 502 is constituted by a timer counter that operates at a frequency sufficiently faster than the frequency of the drive pulse. Here, as shown in FIG. 12, the timer counter counts the pulse period using the rising or falling edge of the drive pulse as a base point. That is, the count number is a periodic value.

電流検出回路５０１での電流は、Ａ／Ｄコンバータにより駆動パルス周期検出回路５０２に実装されたＣＬＫエッジを基準としたサンプリング値でも構わない。ただし、サンプリング時間が長い場合には電流変動分が加味されないことになるため、サンプリング時間は短い方が望ましい。また、サンプリング時間が長くなることによる検出精度低下が気になる場合には、検出部においてアナログ回路付加による実効値検出としても構わない。   The current in the current detection circuit 501 may be a sampling value based on the CLK edge mounted on the drive pulse period detection circuit 502 by an A / D converter. However, if the sampling time is long, the amount of current fluctuation is not taken into account, so it is desirable that the sampling time be short. If the detection accuracy decreases due to the longer sampling time, the detection unit may detect the effective value by adding an analog circuit.

ここで、モータトルクと入力電流の関係は、前記（２）式と、下記モータ巻線への供給電流計算式、
Ｖ＝Ｒi＋Ｌ×ｄi／ｄt＋ｅω
（Ｒ：巻線抵抗、Ｌ:巻線インダクタンス、eω：速度起電力）
から把握は可能である。しかし、より実際的には実測したモータ特性を元に、最大負荷角時の電流値から決定する方が、モータ諸要素の影響も考慮した形とできる。 Here, the relationship between the motor torque and the input current is the above formula (2) and the formula for calculating the current supplied to the motor winding below.
V = Ri + L × di / dt + eω
(R: Winding resistance, L: Winding inductance, eω: Speed electromotive force)
It is possible to grasp from. However, more practically, the determination based on the current value at the maximum load angle based on the actually measured motor characteristics can be considered in consideration of the influence of various motor elements.

以下では、実測結果に基づく必要値の抽出例を示す。   Below, the example of extraction of the required value based on a measurement result is shown.

まず、モータ発生トルクは、前記（２）式で表されることになるが、巻線電流の振幅固定で、位相を変化させた場合の速度とトルクの特性を測定したものが図１３である。この特性図において、必要駆動速度を縦軸上にとり、必要負荷トルクを横軸上にとると、必要速度におけるモータ動作時の位相＝負荷角の変化範囲が負荷トルクに応じてどのように変化するかが解る。つまり、負荷トルク変動時を考慮した際に、必要速度が確保できる位相の最大値が、最大負荷角として抽出される。   First, the motor generated torque is expressed by the above equation (2). FIG. 13 shows the characteristics of the speed and torque measured when the phase is changed while the amplitude of the winding current is fixed. . In this characteristic diagram, if the required drive speed is on the vertical axis and the required load torque is on the horizontal axis, how the phase at the time of motor operation at the required speed = the change range of the load angle changes according to the load torque. I understand. That is, when the load torque fluctuation time is taken into consideration, the maximum value of the phase that can secure the required speed is extracted as the maximum load angle.

次に、図１３に示したトルク−速度特性を入力電流の観点で表した入力電流−トルク特性を図１４に示す。この特性図上において、前述のようにして抽出した最大負荷時の入力電流は抽出されることになる。ここで、必要速度でのトルク変動に基づく入力電流を抽出すると、図１１に示すように、速度一定時ではトルクと電流が線形変化となる。   Next, FIG. 14 shows an input current-torque characteristic representing the torque-speed characteristic shown in FIG. 13 from the viewpoint of the input current. On this characteristic diagram, the input current at the maximum load extracted as described above is extracted. Here, when the input current based on the torque fluctuation at the required speed is extracted, as shown in FIG. 11, the torque and the current change linearly when the speed is constant.

これらの特性図から得た値を基に駆動速度最大値、必要負荷トルク値における負荷角を設定すれば、前述した構成による周波数補正による入力電流値より、駆動範囲内での負荷角変化が検出可能となる。   If the load angle at the maximum drive speed and the required load torque value is set based on the values obtained from these characteristic diagrams, the change in the load angle within the drive range is detected from the input current value obtained by frequency correction using the above-described configuration. It becomes possible.

以上示した構成によれば、ステッピングモータにおいて、位置検出の構成を用いることなく、負荷トルクを検出することが可能となり、前述したようにステッピングモータにおいて、ＤＣモータ的に負荷トルク検出が行えることになる。これを、ステッピングモータの特徴であるオープンループ制御で位置・速度制御が行える利点とをあわせることで、トルク変化データの位置毎のプロファイル生成が行えることになる。   According to the configuration described above, it becomes possible to detect the load torque without using the position detection configuration in the stepping motor, and the load torque can be detected like a DC motor in the stepping motor as described above. Become. By combining this with the advantage that the position / speed control can be performed by the open loop control that is the feature of the stepping motor, the profile generation for each position of the torque change data can be performed.

本発明は、この位置毎のプロファイル生成と、画像形成装置としての基本構成要素である現像高圧回路によるドラム偏心量の検出を可能とした。そのため、１次帯電におけるトルク変動を抑制し、回転変動を押さえ、より安定した画像形成が可能となり、画像形成装置の高画質化を図ることができる。   The present invention makes it possible to generate a profile for each position and to detect the amount of drum eccentricity by a development high-voltage circuit which is a basic component as an image forming apparatus. Therefore, torque fluctuation in primary charging is suppressed, rotation fluctuation is suppressed, more stable image formation is possible, and high image quality of the image forming apparatus can be achieved.

なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェース機器、プリンタなど）から構成されるシステムあるいは統合装置に適用しても、ひとつの機器からなる装置に適用してもよい。   Note that the present invention may be applied to a system or an integrated apparatus constituted by a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a printer, etc.) or an apparatus constituted by a single device.

又、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはu CPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。   Another object of the present invention is to supply a storage medium (or recording medium) in which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments is recorded to a system or apparatus. Needless to say, this can also be achieved by the computer (or u CPU or MPU) of the system or apparatus reading and executing the program code stored in the storage medium.

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

又、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（OS）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。   The functions of the above-described embodiments are not only realized by executing the program code read by the computer. This includes the case where the operating system (OS) running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing. Needless to say.

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行う。このような処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。   Further, the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, based on the instruction of the program code, the CPU provided in the function expansion card or function expansion unit performs part or all of the actual processing. It goes without saying that the case where the functions of the above-described embodiments are realized by such processing is also included.

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。   When the present invention is applied to the storage medium, the storage medium stores program codes corresponding to the flowcharts described above.

本実施形態に係る画像形成装置のハードウエアの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of hardware of an image forming apparatus according to an embodiment. 本実施形態に係る画像形成装置の制御に係る概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration relating to control of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. 本実施形態の偏心量検出回路の機械的構成、および電気的構成の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the mechanical structure of the eccentricity detection circuit of this embodiment, and an electrical structure. 本実施形態の偏心量検出回路による偏心時の検出電圧を示す図である。It is a figure which shows the detection voltage at the time of eccentricity by the eccentricity detection circuit of this embodiment. 図１に示す画像形成部の各部と、負荷駆動制御を行う本発明に係る制御部及びシステムコントローラとの構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of each unit of the image forming unit illustrated in FIG. 1 and a control unit and a system controller according to the present invention that perform load drive control. 各感光ドラム毎の偏心による速度変動及び位相合わせ時の平均処理を示す図である。It is a figure which shows the average process at the time of the speed fluctuation | variation by the eccentricity for every photosensitive drum, and a phase alignment. 感光ドラムの基準位置からの速度偏差及び負荷トルク変動データのＲＡＭ格納テーブルの相互関係と制御指令値の生成とを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the relationship between the speed deviation from the reference position of the photosensitive drum and load torque fluctuation data in the RAM storage table and the generation of control command values. 中間転写ベルト上に形成される所定パターンと該所定パターンを画像読取センサが検出したときの検出信号とを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a predetermined pattern formed on an intermediate transfer belt and a detection signal when the image reading sensor detects the predetermined pattern. 中間転写ベルト駆動軸の基準位置からの速度偏差及び中間転写ベルトの面速度偏差データのＲＡＭ格納テーブルの相互関係と、ドラム偏心データによる制御指令値の生成とを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a mutual relationship of a RAM storage table of a speed deviation from a reference position of the intermediate transfer belt drive shaft and a surface speed deviation data of the intermediate transfer belt, and generation of a control command value based on drum eccentricity data. 本実施形態に係るステッピングモータ駆動回路の基本構成例を示す図である。It is a figure which shows the basic structural example of the stepping motor drive circuit which concerns on this embodiment. 定電流制御時のステッピングモータのトルク毎の入力電流−速度特性を示す図である。It is a figure which shows the input current-speed characteristic for every torque of the stepping motor at the time of constant current control. 定電流制御時のステッピングモータの速度毎の入力電流−トルク特性を示す図である。It is a figure which shows the input current-torque characteristic for every speed of the stepping motor at the time of constant current control. 駆動パルス周期検出動作と入力電流のサンプリング例を示す図である。It is a figure which shows the drive pulse period detection operation | movement and the sampling example of input current. 位置基準励磁による定電流制御時のトルク−速度−位相特性を示す図である。It is a figure which shows the torque-speed-phase characteristic at the time of the constant current control by position reference | standard excitation. 位置基準励磁による定電流制御時のトルク−入力電流−位相特性を示す図である。It is a figure which shows the torque-input current-phase characteristic at the time of the constant current control by position reference | standard excitation. 従来のステッピングモータ駆動回路の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the conventional stepping motor drive circuit. ステッピングモータの負荷角を説明する図である。It is a figure explaining the load angle of a stepping motor. カラー画像を形成する従来の画像形成装置のハードウエアの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the hardware of the conventional image forming apparatus which forms a color image. カラー画像を形成する従来の画像形成装置の制御に係る概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure which concerns on control of the conventional image forming apparatus which forms a color image. ベルト搬送部での速度変動を発生させる変動要素を示す図である。It is a figure which shows the fluctuation element which produces the speed fluctuation | variation in a belt conveyance part. ベルト周速差による高圧印加レベル変化時のトルク変化を示す図である。It is a figure which shows the torque change at the time of the high voltage application level change by a belt peripheral speed difference. ベルト周速差による高圧印加レベル変化時のトルク変化を示す図である。It is a figure which shows the torque change at the time of the high voltage application level change by a belt peripheral speed difference.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ 中間転写ベルト（ベルト）
１０２ 駆動モータ
１０３ 駆動ギア
１０４ 駆動ローラ
１０５ 感光ドラム
１１３ エンコーダ
１１４ 駆動ローラホームポジションセンサ
１１５ ベルトホームポジションセンサ
１１６ 画像読取センサ
１１７ 感光ドラム駆動軸速度検出用エンコーダ
１１８ 感光ドラムホームポジションセンサ
１１９ 現像高圧発生回路
１２０ 偏心量検出回路
１３０ システムコントローラ 101 Intermediate transfer belt (belt)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Drive motor 103 Drive gear 104 Drive roller 105 Photosensitive drum 113 Encoder 114 Drive roller home position sensor 115 Belt home position sensor 116 Image reading sensor 117 Photosensitive drum drive shaft speed detection encoder 118 Photosensitive drum home position sensor 119 Development high voltage generation circuit 120 Eccentricity detection circuit 130 System controller

Claims (10)

トナー画像を形成する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を重ねて記録用紙へ転写するための中間転写体とを備える画像形成装置であって、
静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、
前記現像手段に現像バイアスを供給する高圧発生手段と、
前記高圧発生手段の出力電圧を一定とするための電圧検出手段によって、前記現像手段の現像スリーブと前記像担持体との間に生成されるギャップ容量を検出して、前記検出されたギャップ容量から前記複数の像担持体の各像担持体の回転中心位置からの偏心量を検出する偏心量検出手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: a plurality of image carriers for forming toner images; and an intermediate transfer member for transferring the toner images formed on the plurality of image carriers to a recording sheet in an overlapping manner.
Developing means for developing the electrostatic latent image with a developer;
High pressure generating means for supplying a developing bias to the developing means;
By detecting the gap capacity generated between the developing sleeve of the developing means and the image carrier by the voltage detecting means for making the output voltage of the high voltage generating means constant, from the detected gap capacity An eccentricity detecting means for detecting an eccentricity of each of the plurality of image carriers from the rotational center position;
An image forming apparatus comprising: 前記偏心量検出手段は、前記電圧検出手段に備えられた容量の両端の電圧から、前記現像手段の現像スリーブと前記像担持体との間に生成されるギャップ容量を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。   The eccentricity detecting means detects a gap capacity generated between the developing sleeve of the developing means and the image carrier from the voltage across the capacity of the voltage detecting means. The image forming apparatus according to claim 1. 前記偏心量検出手段により検出された前記像担持体の偏心量に基づいて、前記複数の像担持体の各像担持体の駆動モータの回転位相を補正する回転位相補正手段と、
前記偏心量検出手段により検出された前記複数の像担持体の各像担持体の位相を合わせた偏心量の平均値を使って、前記中間転写体の駆動ローラを駆動する駆動モータの速度を補正する駆動ローラの速度補正手段と、
を更に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。 Rotation phase correction means for correcting the rotation phase of the drive motor of each image carrier of the plurality of image carriers based on the amount of eccentricity of the image carrier detected by the eccentricity detection means;
The speed of the drive motor that drives the drive roller of the intermediate transfer member is corrected using the average value of the eccentric amounts obtained by matching the phases of the image carriers of the plurality of image carriers detected by the eccentricity detection means. Driving roller speed correction means
The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: 前記像担持体を駆動する駆動軸の回転位置及び角速度を検出するための像担持体の位置・速度検出手段と、
前記像担持体の位置・速度検出手段による前記回転位置及び角速度の検出のための前記像担持体の基準位置を検出するための像担持体の基準位置検出手段と、
前記像担持体の位置・速度検出手段により検出された前記基準位置からの１周期分の回転位置及び回転速度と、前記偏心量検出手段により検出された前記基準位置からの１周期分の偏心量とを記録する記憶手段とを更に有し、
前記像担持体の回転位相補正手段は、前記記憶手段に記録された前記１周期分の回転位置及び回転速度と前記１周期分の偏心量と、前記偏心量検出手段が検出する偏心量とに基づき、前記複数の像担持体の各像担持体の駆動モータの回転位相を補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 A position / velocity detecting means of the image carrier for detecting the rotational position and angular velocity of the drive shaft for driving the image carrier;
A reference position detection unit for the image carrier for detecting a reference position of the image carrier for detection of the rotational position and angular velocity by the position / velocity detection unit of the image carrier;
The rotational position and rotational speed for one cycle from the reference position detected by the position / velocity detecting means of the image carrier, and the eccentric amount for one cycle from the reference position detected by the eccentricity detecting means. And storage means for recording
The rotational phase correction means of the image carrier is configured to use the rotational position and rotational speed for one cycle recorded in the storage means, the eccentric amount for the one cycle, and the eccentric amount detected by the eccentric amount detecting means. 4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein a rotation phase of a drive motor of each of the plurality of image carriers is corrected based on the plurality of image carriers. 前記回転位相補正手段は、前記偏心量検出手段により検出された各像担持体の偏心量の分布を検出し、前記基準位置に対して偏心量が最大値となる相対角度位置がそれぞれ同じとなるように回転位相補正を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。   The rotational phase correcting unit detects the distribution of the eccentric amount of each image carrier detected by the eccentric amount detecting unit, and the relative angular position where the eccentric amount becomes the maximum value with respect to the reference position is the same. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the rotational phase correction is performed as described above. 前記回転位相補正手段は、更に、前記像担持体の間の距離に応じて画像形成位置が同じになるように回転位相補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 5, wherein the rotational phase correcting unit further performs rotational phase correction so that an image forming position becomes the same according to a distance between the image carriers. 前記回転位相補正手段は、各像担持体の偏心量の位相をあわせた１周期分のデータをそれぞれ角度での平均量として算出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the rotational phase correction unit calculates data for one period obtained by combining the phases of the eccentric amounts of the respective image carriers as an average amount for each angle. 前記中間転写体を周回させるための駆動ローラと、
前記駆動ローラを回転駆動する駆動ローラの駆動モータと、
前記駆動ローラの回転位置及び角速度を検出するための駆動ローラの位置・速度検出手段と、
前記駆動ローラの位置・速度検出手段による前記回転位置及び角速度の検出のための前記駆動ローラの基準位置を検出するための駆動ローラの基準位置検出手段と、
前記中間転写体に形成されたパターンの検出に基づいて、前記中間転写体の周回速度を検出する周回速度検出手段とを更に有し、
前記駆動ローラの速度補正手段は、前記駆動ローラの位置・速度検出手段により検出された前記基準位置からの１周期分の回転位置及び回転速度と、前記周回速度検出手段により検出された前記中間転写体の周回速度と、前記偏心量検出手段により検出された各像担持体の位相を合わせた偏心量の前記平均値とに基づいて、前記駆動ローラの駆動モータの速度を補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 A driving roller for rotating the intermediate transfer member;
A drive motor of a drive roller that rotationally drives the drive roller;
A position / speed detection means for the drive roller for detecting the rotational position and angular velocity of the drive roller;
Drive roller reference position detection means for detecting the drive roller reference position for detection of the rotational position and angular velocity by the drive roller position / speed detection means;
Based on the detection of the pattern formed on the intermediate transfer body, it further comprises a circumferential speed detection means for detecting the circumferential speed of the intermediate transfer body,
The drive roller speed correction means includes a rotation position and a rotation speed for one cycle from the reference position detected by the drive roller position / speed detection means, and the intermediate transfer detected by the circumferential speed detection means. The speed of the drive motor of the drive roller is corrected based on the rotation speed of the body and the average value of the eccentric amounts obtained by matching the phases of the image carriers detected by the eccentricity detecting means. The image forming apparatus according to claim 3. 前記駆動モータはステッピングモータであることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein the drive motor is a stepping motor. トナー画像を形成する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に形成されたトナー画像を重ねて記録用紙へ転写するための中間転写体とを備える画像形成装置の制御方法であって、
静電潜像を現像剤により現像する現像手段に現像バイアスを供給する高圧発生手段の出力電圧を一定とするための電圧検出手段によって、前記現像手段の現像スリーブと前記像担持体との間に生成されるギャップ容量を検出して、前記検出されたギャップ容量から前記複数の像担持体の各像担持体の回転中心位置からの偏心量を検出する偏心量検出工程と、
前記偏心量検出工程で検出された前記像担持体の偏心量に基づいて、前記複数の像担持体の各像担持体の駆動モータの回転位相を補正する像担持体の回転位相補正工程と、
前記偏心量検出工程で検出された前記複数の像担持体の各像担持体の位相を合わせた偏心量の平均値を使って、前記駆動ローラの駆動モータの速度を補正する駆動ローラの速度補正工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 A control method for an image forming apparatus, comprising: a plurality of image carriers for forming toner images; and an intermediate transfer member for transferring the toner images formed on the plurality of image carriers to a recording sheet in an overlapping manner.
A voltage detecting means for maintaining a constant output voltage of a high voltage generating means for supplying a developing bias to the developing means for developing the electrostatic latent image with a developer, between the developing sleeve of the developing means and the image carrier. An eccentricity detection step of detecting the generated gap capacity and detecting an eccentricity from the rotational center position of each of the image carriers from the detected gap capacity;
Based on the amount of eccentricity of the image carrier detected in the eccentricity detection step, the rotational phase correction step of the image carrier that corrects the rotational phase of the drive motor of each image carrier of the plurality of image carriers;
Speed correction of the drive roller that corrects the speed of the drive motor of the drive roller using an average value of the eccentric amounts obtained by matching the phases of the image carriers of the plurality of image carriers detected in the eccentricity detection step Process,
A control method for an image forming apparatus, comprising:
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