JP4778807B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は複数の像担持体のそれぞれに形成した可視像を中間転写ベルトなどの無端移動体、あるいはこれの表面に保持される記録体に転写する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、像担持体たる複数の感光体と、それぞれの感光体との対向位置を順次通過するように無端移動せしめられる無端移動体たる転写ベルトとを備えている。そして、電子写真プロセスにより、それぞれの感光体の表面に互いに異なる色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、転写ベルトの表面に保持されながら各感光体との対向位置を順次通過する記録紙の表面に重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの転写により、記録紙の表面上に多色トナー像が形成される。

このように各感光体上のトナー像を転写ベルトの表面に保持した記録紙に重ね合わせて転写する方式に代えて、各感光体上のトナー像を、中間転写ベルトを介して記録紙に２次転写する方式を採用した画像形成装置もある。

何れの方式においても、ドラム状の感光体や、これと同一軸線上で回転しながら感光体に駆動力を伝達する感光体ギヤなどの偏心に起因して、各トナー像の重ね合わせズレを引き起こすことがある。具体的には、感光体や感光体ギヤの偏心（以下、感光体偏心という）があると、感光体表面には、回転軸を中心にして常に最高速度で回転する領域と、常に最低速度で回転する領域とが、互いに１８０［°］ずれた位置に発生する。前者の箇所に形成されたドットは本来よりも早いタイミングで転写位置に到達し、後者の箇所に形成されたドットは本来よりも遅いタイミングで転写位置に到達する。そして、前者のドットの上に、別の感光体から後者のドットが重ね合わされたり、後者のドットの上に、別の感光体から前者のドットが重ね合わされたりすることで、各トナー像の重ね合わせズレが発生してしまう。

この種の重ね合わせズレを抑えることができる画像形成装置として、特許文献２に記載のものが知られている。この画像形成装置は、各感光体の表面の速度変動パターンを検出するための変動パターン検出制御と、速度変動パターンの位相を調整するための位相調整制御とを実施ことで、各トナー像の重ね合わせズレを抑えるようになっている。

上記変動パターン検出制御では、まず、感光体の表面に対し、複数のパッチトナー像を感光体表面移動方向に所定ピッチで並べ得るタイミングで形成する。これによって複数のパッチトナー像からなるパターン画像を得たら、それを転写ベルト等に転写した後、パターン画像内の各パッチトナー像をフォトセンサによって検知する。この一方で、感光体ギヤなどに設けられた目印を回転角度検知センサによって検知することで、感光体が所定の回転角度になるタイミングを検出する。そして、この検出タイミングと、パターン画像内の各パッチトナー像を検知したタイミングとに基づいて、感光体１回転あたりにおける速度変動パターンを検出する。かかる速度変動パターンの検出を各感光体のそれぞれについて行う。

また、上記位相調整制御では、各感光体がそれぞれ所定の回転角度になるタイミングと、予め検出しておいた速度変動パターンとに基づいて感光体の駆動源の駆動量を調整することで、各感光体の速度変動パターンの位相差を調整する。この調整により、各転写位置において、本来よりも早いタイミングで転写位置に到達するドット同士や、本来よりも遅いタイミングで転写位置に到達するドット同士を同期させるようにして、各色の重ね合わせズレを抑えることができる。

特許第２６４２３５１号公報 特開平９−１４６３２９号公報

かかる構成の画像形成装置において、感光体偏心に起因する感光体表面の速度変動パターンを高精度に検出するためには、感光体偏心とは異なる要因による変動成分を取り除く目的で、速度変動を感光体の複数周回に渡って検出する必要がある。感光体偏心とは異なる要因による変動成分（以下、感光体非依存の変動成分、又は像担持体非依存の変動成分という）としては、例えば中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの偏心によるベルト速度変動成分などが挙げられる。

そこで、パターン画像として、感光体の表面に対してその複数周回に渡って延びるものを形成して、感光体の１回転あたりにおける速度変動パターンを複数周回に渡って検出するようにしたとする。すると、それぞれの周回における各パッチトナー像の形成位置が相対的にずれてしまう。具体的には、パターン画像内におけるパッチトナー像の設計上の配設ピッチ（以下、単に配設ピッチという）については、画像形成装置の解像度に応じた値に設定する必要がある。例えば、６００［ｄｐｉ］の解像度であれば、ドット形成ピッチが４２［μｍ］になるので、パッチトナー像の配設ピッチを４２［μｍ］の整数倍に設定することになる。そして、この配設ピッチに対応する時間間隔で各パッチトナー像を形成し、実際に形成されるパッチトナー像のピッチずれに基づいて速度変動パターンを検出することになる。ところが、一般に、パッチトナー像の配設ピッチは感光体の周長の整数倍にならないため、感光体の周長はパッチトナー像の配設ピッチで割り切れなくなる。にもかかわらず、各パッチトナー像を等しい時間間隔で形成して感光体の表面に対してその複数周回に渡って延びるパターン画像を得ようとしたとする。すると、１周目の感光体に対して、その周方向における所定位置に初めのパッチトナー像を形成しても、２周目の感光体に対しては、その所定位置から少しずれた位置に初めのパッチトナー像を形成することになる。２周目における２個目以降のパッチトナー像も、それぞれ１周目における２個目以降のパッチトナー像の形成位置から少しずつずれた位置に形成することになる。

このような形成位置のズレが生ずると、それぞれの周回において、各パッチトナー像の検知タイミングに基づく速度データが互いに同期しない時点のものとなる。よって、各周回で互いに同期する時点の速度データ同士を加算する同期加算処理によって感光体非依存の変動成分を取り除くためには、それぞれの速度データを互いに同期する時点の値に補正する必要が出てくる。そして、この補正によって演算処理が複雑になってしまうという問題があった。

このような演算処理の複雑化を回避するために、各周回において感光体が所定の回転角度になったときにそれぞれ初めのパッチトナー像を形成することで、各周回における各パッチトナー像の形成位置を互いに合わせるようにしたとする。この場合、上述の回転角度検知手段として、応答性に優れた高価なものを用いないと、各周回における回転角度検知手段の応答速度のバラツキに起因するパッチトナー像の形成位置誤差が生じてしまう。そして、これにより、速度変動パターンを所望の精度で検出することが困難になってしまう。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、像担持体の各周回における速度データを互いに同期させるための複雑な演算処理を行ったり、回転角度検知手段として応答性に優れた高価なものを用いたりすることなく、像担持体の速度変動パターンを高精度に検出することができる画像形成装置である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転する表面に可視像を担持する複数の像担持体と、各々の像担持体を個別に駆動するための複数の駆動源と、画像情報に基づいて各々の像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、各々の像担持体との対向位置を順次通過するように表面を無端移動させる無端移動体と、各々の像担持体の表面に形成された可視像を該無端移動体の表面に転写する転写手段と、該無端移動体上に転写された可視像を検知する像検知手段と、各々の像担持体について、所定の回転角度になったことを個別に検知する回転角度検知手段とを備えるとともに、像担持体回転方向に沿って並ぶ予め定められた形状の複数の基準可視像からなるパターン画像を像担持体表面に形成して上記無端移動体に転写した後、該パターン画像内における各基準可視像を該像検知手段によって検知したタイミングと、該回転角度検知手段による検知結果とに基づいて、像担持体表面の１回転あたりにおける速度変動パターンを検出する処理を各々の像担持体について行う変動パターン検出制御を実施した後、各々の像担持体における該速度変動パターンの位相を調整する位相調整制御を実施し、且つ該パターン画像を得るにあたり、該複数の基準可視像の像担持体回転方向における配設ピッチを該像担持体の周長の整数分の１としないタイミングでそれら基準可視像を形成する制御手段を備える画像形成装置において、上記像検知手段として、上記無端移動体の表面における表面移動方向と直交する方向である移動直交方向の互いに異なる２以上の箇所にそれぞれ転写された上記基準可視像を個別に検知可能なものを用いるとともに、上記複数の像担持体の何れか１つである基準像担持体の上記速度変動パターンの位相を基準にして、該位相に対して他の像担持体の上記速度変動パターンの位相を合わせる処理を上記位相調整制御で実施し、且つ、他の像担持体に対応する上記パターン画像を何れも、上記無端移動体の表面上で該基準像担持体に対応する上記パターン画像と上記移動直交方向に並べて転写し得るタイミングで形成する処理と、上記回転角度検知手段による検知結果、及び上記像検知手段による検知結果に直交検波処理を施した結果、に基づいて上記速度変動パターンを検出する処理とを、上記変動パターン検出制御で実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記パターン画像として、像担持体回転方向における長さが上記像担持体の周長よりも大きく、且つ全ての基準可視像を像担持体回転方向に等しいピッチで並べ得るタイミングで形成したものを得る処理を上記変動パターン検出制御で実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記像検知手段として、上記無端移動体の表面上の基準可視像を上記移動直交方向にて上記複数の像担持体と同数以上の異なる箇所で検知するものを用いるとともに、全ての像担持体にそれぞれ個別に対応する複数の上記パターン画像を該無端移動体の表面上で上記移動直交方向に並べ得るタイミングで形成する処理を上記変動パターン検出制御で実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、上記他の像担持体に対応する上記パターン画像の上記回転方向における先端と、上記基準像担持体に対応する上記パターン画像の上記回転方向における先端とを、上記無端移動体の表面上で無端移動方向の同じ位置に揃え得るタイミングで、それぞれのパターン画像を形成する制御を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記変動パターン検出制御を実施するのに先立ち、上記複数の駆動源をそれぞれ駆動し、それら駆動源の駆動を、上記回転角度検知手段による検知結果に基づく予め定められた基準タイミングで停止し、更にそれら駆動源をそれぞれ再駆動してから、該変動パターン検出制御を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

これらの発明において、請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、パターン画像内の各基準可視像を検知する像検知手段による検知結果に対して、直交検波処理を施す。直交検波処理では、像担持体の各周回において各基準可視像の検知タイミングに基づく速度データが互いに同期しない時点のものであっても、それらを同期する時点の値に補正することなく、像担持体非依存の変動成分を取り除くことが可能である。このため、各基準可視像を等しい時間間隔で形成していって像担持体の複数周回に渡って延びるパターン画像を得れば、そのパターン画像における基準可視像の形成位置を各周回で少しずつずらしたとしても、像担持体の各周回における速度データを互いに同期させるための複雑な演算処理を行うことなく、像担持体の速度変動パターンを高精度に検出することができる。更には、各周回において像担持体が所定の回転角度になったときにそれぞれ初めの基準可視像を形成するといった制御が不要なので、回転角度検知手段として応答性に優れた高価なものを用いることなく、像担持体の速度変動パターンを高精度に検出することができる。
また、請求項２の発明特定事項の全てを備えるものでは、像担持体として、回転方向における周長が可視像形成手段によるドット形成ピッチの整数倍であるものを用いたことで、パターン画像内における各基準可視像の配設ピッチを像担持体の周長の整数分の１に設定することが可能になっている。かかる構成では、各周回において像担持体が所定の回転角度になったときにそれぞれその周回における初めの基準可視像を形成するといった制御を行わなくても、各基準可視像を等しい時間間隔で形成していって像担持体の複数周回に渡って延びるパターン画像を得れば、各周回において基準可視像を互いに像担持体表面の周方向における同じ箇所に位置させることが可能である。よって、像担持体の各周回における速度データを互いに同期させるための複雑な演算処理を行ったり、回転角度検知手段として応答性に優れた高価なものを用いたりすることなく、同期加算処理などといった像担持体非依存の変動成分を除去するための演算処理を行って、像担持体の速度変動パターンを高精度に検出することができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図のプリンタは、トナー像形成手段たるプロセスユニットとして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙを例にすると、これは図２に示すように、感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙとを有している。これら感光体ユニット２Ｙ及び現像ユニット７Ｙは、図３に示すようにプロセスユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱される。但し、プリンタ本体から取り外した状態では、図４に示すように現像ユニット７Ｙを図示しない感光体ユニットに対して着脱することができる。

先に示した図２において、感光体ユニット２Ｙは、像担持体たるドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置５Ｙなどを有している。

帯電装置５Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる感光体３Ｙの表面を一様帯電せしめる。同図においては、図示しない電源によって帯電バイアスが印加されながら、図中反時計回りに回転駆動される帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙに近接させることで、感光体３Ｙを一様帯電せしめる方式の帯電装置５Ｙを示した。帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシを当接させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャーのように、チャージャー方式によって感光体３Ｙを一様帯電せしめるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電せしめられた感光体３Ｙの表面は、後述する光書込ユニットから発せられるレーザー光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。

現像手段たる現像ユニット７Ｙは、第１搬送スクリュウ８Ｙが配設された第１剤収容部９Ｙを有している。また、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（以下、トナー濃度センサという）１０Ｙ、第２搬送スクリュウ１１Ｙ、現像ロール１２Ｙ、ドクターブレード１３Ｙなどが配設された第２剤収容部１４Ｙも有している。これら２つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ８Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、第１剤収容部９Ｙ内のＹ現像剤を図紙面に直交する方向における手前側から奥側へと搬送する。そして、第１剤収容部９Ｙと第２剤収容部１４Ｙとの間の仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て、第２剤収容部１４Ｙ内に進入する。

第２剤収容部１４Ｙ内の第２搬送スクリュウ１１Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、Ｙ現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第１剤収容部１４Ｙの底部に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙによってそのトナー濃度が検知される。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ１１Ｙの図中上方には、現像ロール１１Ｙが第２搬送スクリュウ１１Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール１１Ｙは、図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像スリーブ１５Ｙ内にマグネットローラ１６Ｙを内包している。

第２搬送スクリュウ１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｙの発する磁力によって現像スリーブ１５Ｙ表面に汲み上げられる。そして、現像部材たる現像スリーブ１５Ｙと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。

現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像ロール１２Ｙの現像スリーブ１５Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュウ１１Ｙ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第１剤収容部９Ｙ内に戻る。

トナー濃度センサ１０ＹによるＹ現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。Ｙ現像剤の透磁率は、Ｙ現像剤のＹトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ１０ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。上記制御部はＲＡＭを備えており、この中にトナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像ユニットに搭載されたＣ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ用Ｖｔｒｅｆ、Ｍ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。

Ｙ用の現像ユニット７Ｙについては、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、図示しないＹ用のトナー供給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この駆動により、現像に伴うＹトナーほ消費によってＹトナー濃度を低下させたＹ現像剤に対し、第１剤収容部９Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容部１４Ｙ内のＹ現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他色用のプロセスユニット（１Ｃ，Ｍ，Ｋ）内における現像剤についても、同様のトナー供給制御が実施される。

感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述する中間転写ベルトに中間転写される。感光体ユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙ表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙ表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。先に示した図１において、他色用のプロセスユニット１Ｃ，Ｍ，Ｋにおいても、同様にして感光体３Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト上に中間転写される。

プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＤＥアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。

光書込ユニット２０の下方には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録部材たる記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ、第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録紙Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図中下側から上側に向けて搬送される。

給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、記録紙Ｐを搬送ローラ対３４から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中上方には、無端移動体たる中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット４０が配設されている。転写手段たる転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これら８つのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。

４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。

中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。

なお、転写ユニット４０の第１ブラケット４３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ４８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。本プリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第１ブラケット４３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ４８の回転軸線を中心にしてＹ，Ｃ，Ｍ用の１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト４１をＹ，Ｃ，Ｍ用の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍから離間させる。そして、４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ，Ｃ，Ｍ用のプロセスユニットを無駄に駆動させることによるそれらプロセスユニットの消耗を回避することができる。

２次転写ニップの図中上方には、定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２とを備えている。定着ベルトユニット６２は、定着部材たる定着ベルト６４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト６４を加熱ローラ６３、テンションローラ６５及び駆動ローラ６６によって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト６４の加熱ローラ６３掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。

定着ベルト６４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ６３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ６１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が約１４０［°］に維持される。

２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が定着せしめられる。

このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。

転写ユニット４０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像ユニット７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。

図５は、プリンタの筺体内に固定された駆動伝達系である本体側駆動伝達部を示す斜視図である。また、図６は、この本体側駆動伝達部を上方から示す平面図である。プリンタの筺体内には、支持板が立設せしめられており、これには４つのプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが固定されている。駆動源たるプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転軸には、原動ギヤ１２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが固定されている。プロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転軸の下方には、上記支持板に突設せしめられた図示しない固定軸に係合しながら摺動回転可能な現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。この現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、互いに同じ回転軸線上で回転する第１ギヤ部１２３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとを有している。第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの方が、第１ギヤ部１２３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋよりもプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転軸の先端側に位置している。現像ギヤ１２２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、その第１ギヤ部１２３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの原動ギヤ１２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに噛み合わせながら、プロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転によって固定軸上で摺動回転する。

駆動源たるプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、ＤＣブラシレスモータの一種であるＤＣサーボモータからなる。原動ギヤ１２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと感光体ギヤ１３３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの減速比は、例えば１：２０になっている。原動ギヤから感光体ギヤに至るまでの減速段数を１段としたのは、部品点数を少なくし低コストにするための他、ギヤを２つにして噛み合い誤差や偏心による伝達誤差の要因を少なくする狙いからである。１段減速にしたことで、１：２０という比較的大きい減速比では、感光体ギヤが感光体よりも大径となる。このような大径の感光体ギヤを用いることで、ギヤ１歯噛み合いに対応する感光体表面上でのピッチ誤差を小さくして、副走査方向の印字濃度むら（バンディング）の影響を少なくするという狙いがある。減速比は、感光体の目標速度とモータ特性との関係から、高効率、高回転精度が得られる速度領域に基づいて決定される。

現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの左側方には、図示しない固定軸に係合しながら摺動回転する第１中継ギヤ１２５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。これらは、現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに噛み合うことで、現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋから回転駆動力を受けて、固定軸上で摺動回転する。第１中継ギヤ１２５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、駆動伝達方向上流側で第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが噛み合っている他に、駆動伝達方向下流側でクラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが噛み合っている。これらクラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに支持されている。

現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、図示しない制御部によって電源供給がオンオフ制御されるのに伴って、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転駆動力をクラッチ軸に繋いだり、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを空転させたりする。現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのクラッチ軸の先端側には、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが固定されている。現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに電源が供給されると、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転駆動力がクラッチ軸に繋がれて、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが回転する。これに対し、現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋへの電源供給が切られると、たとえプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが回転していても、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋがクラッチ軸上で空転するため、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転が停止する。

クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中左側方には、図示しない固定軸に係合しながら摺動回転可能な第２中継ギヤ１２９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されており、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに噛み合いながら回転する。

プリンタ本体側では、次のような駆動伝達系が４つのプロセスユニットにそれぞれ対応するように構成されている。即ち、プロセス駆動モータ１２０→原動ギヤ１２１→現像ギヤ１２２の第１ギヤ部１２３→第２ギヤ部１２４→第１中継ギヤ１２５→クラッチ入力ギヤ１２６→クラッチ出力ギヤ１２８→第２中継ギヤ１２９、という駆動伝達系である。

図７は、Ｙ用のプロセスユニット１Ｙの一端部を示す部分斜視図である。現像ユニット７Ｙのケーシング内の現像スリーブ１５Ｙは、その軸部材をケーシング側面に貫通させて外部に突出させている。このように突出した軸部材箇所には、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙが固定されている。また、ケーシング側面には固定軸１３２Ｙが突設せしめられており、これに対して第３中継ギヤ１３０Ｙが摺動回転可能に係合しながら、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙに噛み合っている。

Ｙ用のプロセスユニット１Ｙがプリンタ本体にセットされた状態では、第３中継ギヤ１３０Ｙに対し、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙの他、先に図５や図６に示した第２中継ギヤ１２９Ｙが噛み合う。そして、第２中継ギヤ１２９Ｙの回転駆動力が、第３中継ギヤ１３０Ｙ、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙに順次伝達されて、現像スリーブ１３Ｙが回転駆動される。

なお、Ｙ用のプロセスユニット１Ｙについてだけ、図を示して説明したが、他色用のプロセスユニットにおいても、同様にして現像スリーブに回転駆動力が伝達される。

また、図７では、Ｙ用のプロセスユニット１Ｙの一端部だけを示したが、現像スリープ１５Ｙの他端側の軸部材は、ケーシングの他端側の側面に貫通して外部に突出しており、その突出箇所には図示しないスリーブ下流ギヤが固定されている。また、先に図２に示した第１搬送スクリュウ７Ｙ、第２搬送スクリュウ１０Ｙも、その軸部材をケーシング他端側の側面に貫通させており、その突出箇所には図示しない第１スクリュウギヤ、第２スクリュウギヤが固定されている。現像スリーブ１５Ｙがスリーブ上流ギヤ１３１Ｙによる駆動伝達によって回転すると、それに伴い、他端側においてスリーブ下流ギヤが回転する。そして、スリーブ下流ギヤに噛み合っている第２スクリュウギヤで駆動力を受ける第２搬送スクリュウ１１Ｙが回転するとともに、第２スクリュウギヤに噛み合っている第１スクリュウギヤで駆動力を受ける第１搬送スクリュウ８Ｙが回転する。他色用のプロセスユニットも同様の構成である。

このように、原動ギヤ１２１、現像ギヤ１２２、第１中継ギヤ１２５、クラッチ入力ギヤ１２６、クラッチ出力ギヤ１２８、第２中継ギヤ１２９、第３中継ギヤ１３０、スリーブ上流ギヤ１３１、スリーブ下流ギヤ、第２スクリュウギヤ、及び第１スクリュウギヤからなる現像ギヤ群が、各プロセスユニットにそれぞれ対応して４組構成されている。

図８は、Ｙ用の感光体ギヤ１３３Ｙと、その周囲構成とを示す斜視図である。同図において、原動ギヤ１２１Ｙには、現像ギヤ１２２Ｙの第１ギヤ部１２３Ｙの他、潜像ギヤたる感光体ギヤ１３３Ｙが噛み合っている。駆動伝達回転部材としての感光体ギヤ１３３Ｙは、本体側駆動伝達部に回動自在に支持されている。感光体ギヤ１３３Ｙの直径は、感光体の直径よりも大きくなっている。プロセス駆動モータ１２０Ｙが回転すると、その回転駆動力が原動ギヤから感光体ギヤ１２１Ｙに一段減速で伝達されて感光体が回転駆動する。他色用のプロセスユニットも同様の構成である。このように、本プリンタにおいては、原動ギヤ１２１及び感光体ギヤ１３３からなる潜像ギヤ群が各プロセスユニットにそれぞれ対応して４組構成されている。

プロセスユニットの感光体の回転軸と、プリンタ本体側に支持される感光体ギヤ１３３とは、感光体の回転軸の端部に固定されたカップリングによって連結される。各色においてそれぞれ、現像ギヤを感光体ギヤとは異なる現像モータによって駆動させるようにしてもよい。

図９は、４つの感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと、転写ユニット４０と、光書込ユニット２０とを示す側面図である。感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに回転駆動力を伝達する感光体ギヤ１３３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、回転方向の所定箇所に目印１３４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが付されている。これら目印１３４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、感光体ギヤ１３３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが１回転する毎に、フォトセンサ等からなるポジションセンサ１３５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによって所定のタイミングで検知される。これにより、感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれ１回転する毎に、所定の回転角度になったタイミングが検知される。本プリンタでは、４つのポジションセンサ１３５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの組合せが、各々の感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについて、所定の回転角度になったことを個別に検知する回転角度検知手段として機能している。

転写ユニット４０の上方には、中間転写ベルト４１の幅方向に所定の間隔で並ぶ２つの図示しない反射型フォトセンサからなる光学センサユニット１３６が、中間転写ベルト４１の上部張架面と所定の間隙を介して対向するように配設されている。

図１０は、中間転写ベルト４１の一部を、光学センサユニット１３６とともに示す斜視図である。本プリンタの図示しない制御手段は、図示しない電源スイッチがＯＮされた直後や、所定時間が経過する毎などの所定のタイミングで、タイミング調整制御を行うようになっている。このタイミング調整制御では、中間転写ベルト４１の幅方向の一端部と他端部とにそれぞれ、複数のトナー像からなる位置ズレ検知用画像ＰＶが形成される。

一方、中間転写ベルト４１の上方には、第１光学センサ１３７と第２光学センサ１３８とからなる光学センサユニット１３６が配設されている。第１光学センサ１３７は、発光手段から発した光を集光レンズに通した後、中間転写ベルト４１の表面で反射させ、その反射光を受光手段で受光する。そして、受光量に応じた電圧を出力する。中間転写ベルト４１の一端部に形成された位置ズレ検知用画像ＰＶ内のトナー像が、第１光学センサ１３７の直下を通過する際には、第１光学センサ１３７の受光手段による受光量が大きく変化する。これにより、第１光学センサ１３７は、トナー像を検知して受光手段からの出力電圧値を大きく変化させる。

同様にして、第２光学センサ１３８は、中間転写ベルト４１の他端部に形成された位置ズレ検知用画像ＰＶ内の各トナー像を検知する。なお、発光手段としては、トナー像を検出するために必要な反射光を作り得る光量をもつＬＥＤ等が用いられている。また、受光手段としては、多数の受光素子が直線状に配列されたＣＣＤなどが用いられている。

中間転写ベルト４１の幅方向の両端部にそれぞれ形成した位置ズレ検知用画像ＰＶ内の各トナー像を検知することで、各トナー像における主走査方向（レーザー光による走査方向）の位置、副走査方向（ベルト移動方向）の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ調整することが可能になる。

位置ズレ検知用画像ＰＶとしては、図１１に示すように、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色のトナー像を主走査方向から約４５［°］傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたシェブロンパッチと呼ばれるラインパターン群を形成する。そして、このような位置ズレ検知用画像ＰＶ内のＹ，Ｃ，Ｍトナー像について、Ｋトナー像との検知時間差を読み取っていく。同図では、紙面上下方向が主走査方向に相当し、左から順に、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が９０［°］異なっているＫ，Ｍ，Ｃ，Ｙトナー像が更に並んでいる。基準色となるＫとの検出時間差ｔｙｋ、ｔｃｋ、ｔｍｋについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向のズレ量を求めることができる。そして、そのズレ量に基づいて、光書込ユニット（２０）のポリゴンミラー1面おき、即ち、１走査ラインピッチを１単位として、感光体に対する光書込開始タイミングを調整することで、各色トナー像の副走査方向の重ね合わせズレを抑える。また、姿勢が９０［°］異なる同色の２つのトナー像の検出時間差ｔｋ、ｔｍ、ｔｃ、ｔｙについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の主走査方向のズレ量を求めることができる。各色トナー像の主走査方向からの傾き（スキュー）については、ベルト両端部間での副走査方向ズレ量の差に基づいて求めることができる。そして、その結果に基づいて、光書込ユニット（２０）内の図示しないトロイダルレンズの傾きを調整する図示しないレンズ傾き調整機構を駆動することで、各色トナー像の主走査方向からの傾きズレを低減する。

本プリンタの図示しない制御手段は、各感光体についてそれぞれ、１回転あたりにおける速度変動パターンを検出するための変動パターン検出制御も、所定のタイミングで行うようになっている。この変動パターン検出制御では、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、中間転写ベルト４１の表面上に速度変動検知用のパターン画像を形成する。このパターン画像としては、Ｋ用のパターン画像を例にすると、図１２に示すように、ｔｋ０１、ｔｋ０２、ｔｋ０３、ｔｋ０４、ｔｋ０５、ｔｋ０６・・・という複数のＫパッチトナー像がベルト移動方向に沿って所定ピッチで並ぶようにしたものが形成される（以下、パッチトナー像を単に「パッチ」という）。但し、理論的には所定ピッチで並ぶようにしているが、Ｋ用の感光体の速度変動により、基準可視像たるＫパッチの実際の配設ピッチはその速度変動に応じた誤差が出てくる。この誤差を、時間ピッチ誤差として、上述の第１光学センサ（１３７）あるいは第２光学センサ（１３８）で読み取っていく。

本プリンタでは、Ｙ，Ｃ，Ｍ用のパターン画像を、必ずＫ用のパターン画像と１組にして形成するようになっている。具体的には、Ｙ用のパターン画像については、それを中間転写ベルトの一端部に形成する一方で、Ｋ用のパターン画像を中間転写ベルトの他端部に形成し、それらを第１光学センサと第２光学センサとによって同時に検知していく。ＣやＭ用の速度変動検知画像についても、同様にして、Ｋ用のパターン画像と同時に検知していく。よって、本プリンタの変動パターン検出制御では、Ｙ，Ｋという２つのパターン画像を形成してそれらを光学センサユニットによって検知していく工程と、Ｃ，Ｋという２つのパターン画像を形成してそれらを光学センサユニットによって検知していく工程と、Ｍ，Ｋという２つのパターン画像を形成してそれらを光学センサユニットによって検知していく工程とが実施される。このようにして速度変動パターンを検出する理由について後述する。

かかる構成の本プリンタでは、第１光学センサ１３７及び第２光学センサ１３８からなる光学センサユニット１３６が、像検知手段として機能している。そして、無端移動体たる中間転写ベルト４１の表面上におけるパッチを移動直交方向であるベルト幅方向における互いに異なる２以上の箇所にそれぞれ転写されたパッチを検知する。また、４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと、光書込ユニット２０との組合せが、各感光体のそれぞれに可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段として機能している。

先に示した図１において、中間転写ベルト４１上に形成された位置ズレ検知用画像や速度変動検知用のパターン画像は、ベルトの無端移動に伴って光学センサユニット１３６との対向位置まで搬送される途中で、２次転写ローラ５０との対向位置を通過する。このとき、２次転写ローラ５０が中間転写ベルト４１に当接して２次転写ニップを形成していると、ベルト上の位置ズレ検知用画像やパターン画像が２次転写ローラ５０に接触してローラ表面に転移してしまう。そこで、本プリンタは、タイミング調整制御や変動パターン検出制御を実施する際には、それに先立って、図示しないローラ接離機構を駆動して、２次転写ローラ５０を中間転写ベルト５０から離間させる。これにより、位置ズレ検知用画像やパターン画像の２次転写ローラ５０への転移を回避する。

図１３は、本プリンタの制御手段における回路構成を示すブロック図である。タイミング調整制御や変動パターン検出制御が開始されると、まず、光学センサユニット１３６からの出力信号が増幅回路１３９によって増幅された後、フィルター回路１４０によってライン検知の信号成分のみが選別され、Ａ／Ｄ変換コンバーター１４１によってアナログデータからデジタルデータへと変換される。データのサンプリングは、サンプリング制御部１４２によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯ（First-In First-Out）方式のメモリー回路１４３に格納される。位置ズレ検知用画像（ＰＶ）あるいは速度変動検知用のパターン画像の検知が終了すると、メモリー回路に格納されていたデータがＩ／Ｏポート１４４を介して、データバス１４５によってＣＰＵ１４６及びＲＡＭ１４７にロードされる。そして、ＣＰＵ１４６により、種々のズレ量を算出するための演算処理が行われる。種々のズレ量とは、各色トナー像の位置ズレ量、スキューズレ量、各感光体の速度変動パターンの位相ズレ量などである。この他、各色トナー像の主走査、副走査の倍率量の演算処理も行われる。

ＣＰＵ１４６は、求めたズレ量に基づいて、各色トナー像のスキュー補正、主走査方向の位置補正、副走査方向の位置補正、倍率補正などを行うためのデータを駆動制御部１５０や書込制御部１５１に記憶させる。駆動制御部１５０は、各感光体を駆動する４つのプロセス駆動モータを制御する回路である。また、書込制御部１５１は、光書込ユニットを制御する回路である。

書込制御部１５１は、ＣＰＵ１４６から送られてくるデータに基づいて各感光体に対する主走査方向や副走査方向の書込開始位置を調整するとともに、出力周波数を非常に細かく設定できるデバイス、例えばＶＣＯ（voltage controlled oscillator）を利用したクロックジェネレータなどを各色について備えている。本プリンタでは、その出力を画像クロックとして用いている。

駆動制御部１５０は、ＣＰＵ１４６から送られてくるデータに基づいて、各感光体の１回転あたりにおける速度変動の位相を適切に調整することができるように、各プロセス駆動モータについての駆動制御データを構築する。

なお、本プリンタでは、光学センサユニット１３６の発光手段の劣化が起こっても、検知用画像内のトナー像を確実に捉えることができるように、発光量制御部１５２が発光手段の発光量を制御している。これにより、光学センサユニット１３６の発光手段からの受光量を常に一定にする。

データバス１４５に接続されたＲＯＭ１４８内には、種々のズレ量を演算するためのアルゴリズム、プリントジョブを行うための制御プログラム、タイミング調整制御や変動パターン検出制御を行うためのプログラムなどが格納されている。また、後述の位相調整制御を行うためのプログラムも格納されている。なお、ＣＰＵ１４６は、アドレスバス１４９を介して、ＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。

上述したように、速度変動検知用のパターン画像は、副走査方向に沿って所定のピッチで並ぶように形成された同一色の複数のトナー像から構成されている。先に示した図１２において、パターン画像内における個々のトナー像の配設ピッチＰｓについては、できるだけ短く設定する必要があるが、各トナー像の幅や演算時間等の関係から、その短さの限界が決定される。また、パターン画像の副走査方向（ベルト移動方向）の長さＰａは、感光体の周長の整数倍（２以上の整数倍）の長さに設定されている。この設定にあたっては、中間転写ベルト上にパターン画像を形成したり検知したりする際に発生する他の周期変動も考慮する必要がある。他の周期変動としては、中間転写ベルトの駆動ローラの１回転あたりにおける線速変動、それらを駆動伝達する歯車のピッチ誤差や偏心成分、更には中間転写ベルト１０の蛇行や周方向にわたる厚み偏差分布など、様々な周波数成分が上げられる。速度変動パターンの検出値には、これらの周期変動成分の全てが重畳されて含まれており、その中から、感光体の１回転あたりにおける速度変動成分だけを検出する必要がある。

例えば、感光体の１回転あたりにおける速度変動成分の他に、中間転写ベルトの駆動ローラの１回転あたりにおける速度変動成分が、パターン画像内における各トナー像についての時間ピッチ誤差に多く含まれているとする。この場合には、駆動ローラの速度変動成分も考慮してパターン画像の長さＰａを設定する必要がある。感光体の直径が４０［ｍｍ］、駆動ローラの直径が３０［ｍｍ］であるとすると、中間転写ベルトの移動距離に換算した感光体の周長、駆動ローラの周長は、１２５．６［ｍｍ］、９４．２［ｍｍ］となる。この両周期の公倍数をパターン画像の長さＰａに設定すればよい。そして、長さＰａに合わせて、各トナー像の配設ピッチＰｓを設定すればよい。このような設定により、感光体の１回転あたりにおける速度変動パターンの最大振幅や位相値の算出が、駆動ローラの周期変成分の影響を受けずに高精度に検出することが可能になる。これは、最大振幅や位相値の算出において、理論上、駆動ローラの周期変動成分を含む演算項がちょうど「０」となることを利用している。同様にして、中間転写ベルトの周方向の厚み偏差分布による周期変動成分が多く含まれる場合には、感光体の周長整数倍で、ベルト１周に最も近い値に長さＰａを設定することで、中間転写ベルトの周期変動成分の影響を低減することが可能になる。また、駆動ローラを駆動するローラ駆動モータの周期変動成分のように、感光体の周期変動成分との周波数の差が１０倍以上あるようなものについては、それをローパスフィルタによって除去することが可能である。

なお、メモリー回路１４３に格納されたデータの各パルス幅は、光学センサユニット１３６の受光手段の受光量に応じてそれぞれ異なってくる。受光手段の受光量は、トナー像の濃度によって変化するので、メモリー回路１４３に格納されたデータの各パルス幅は、それぞれそれに対応するトナー像の濃度によって異なってくることになる。タイミング調整制御や変動パターン検出制御では、検知用画像内の各トナー像を精度良く検知しなければならないため、各パルス幅がそれぞれ異なっていても、それぞれを個別のトナー像に対応するものであるとＣＰＵ１４６に認識させる必要がある。そこで、本プリンタでは、ＣＰＵ１４６に対し、予め設定した閾値を超える幅のパルスを識別させるのではなく、パルスのピークを識別させるようにしている。これにより、感光体の速度変動に伴うトナー像の崩れによる濃度変化の影響を受け難くすることが可能になる。

その理由について、図１４や図１５を用いて詳述する。図１４は、感光体３と中間転写ベルト４１との当接による１次転写ニップを示す拡大模式図である。また、図１５（ａ）は、感光体３と中間転写ベルト４１とに速度差がないときに転写された検知用画像を検知する光学センサユニットからの出力パルスを示すグラフである。また、図１５（ｂ）は、１次転写ニップにおける感光体３の表面速度Ｖ_０が中間転写ベルト４１の表面速度Ｖ_ｂよりも速くなっているときに転写された検知用画像を検知する光学センサユニットからの出力パルスを示すグラフである。また、図１５（ｃ）は、１次転写ニップにおける感光体３の表面速度Ｖ_０が中間転写ベルト４１の表面速度Ｖ_ｂよりも遅くなっているときに転写された検知用画像を検知する光学センサユニットからの出力パルスを示すグラフである。

１次転写ニップでは、感光体３と中間転写ベルト４１が接触しながらも、それぞれ独立した速度で移動している。感光体３の表面速度Ｖ_０と中間転写ベルト４１の表面速度Ｖ_ｂとが等しい場合には、図１５（ａ）に示すように、光学センサユニットから出力される各トナー像に対応するパルス波がそれぞれ矩形状になる。このとき、各パルス幅の検知間隔は、多少の誤差があるにしても、概ねＰａＮとなる。これに対し、感光体３の表面速度Ｖ_０が中間転写ベルト４１の表面速度Ｖ_ｂよりも速い場合には、図１５（ｂ）に示すように、各パルス幅の検知間隔が、ＰａＮよりも短いＰａＨとなる。そして、各パルス幅の形状は、急激に立ち上がった後、徐々に降下していく右裾長の形になる。このような波形になるのは、感光体３と中間転写ベルト４１との速度差によってトナー像がベルト移動方向の上流側に崩れて、濃度ムラを発生させているからである。また、感光体３の表面速度Ｖ_０が中間転写ベルト４１の表面速度Ｖ_ｂよりも遅い場合には、図１５（ｃ）に示すように、各パルス幅の検知間隔が、ＰａＮよりも長いＰａＬとなる。そして、各パルス幅の形状は、徐々に立ち上がった後、急激に降下していく左裾長の波形になる。このような波形になるのは、感光体３と中間転写ベルト４１との速度差によってトナー像がベルト移動方向の下流側に崩れて、濃度ムラを発生させているからである。

閾値を超えたパルスをトナー像に対応するものであると認識させる場合には、図１５（ｂ）や（ｃ）の態様において、トナー像の崩れの影響によってパルスのピークが閾値を超えなくなり、トナー像を検知させることができなくなるおそれが出てくる。また、トナー像の最も濃度の高い箇所を検知させることができなくなるおそれも出てくる。そこで、本プリンタでは、パルスのピーク値をトナー像の検知タイミングとして取り扱うようになっている。具体的には、先に図１３に示したメモリー回路１４３内に格納されたデータに基づいて、ＣＰＵ１４６は、各パルスのピークを認識して、そのタイミング（データ番号）データをＲＡＭ１４７に格納する。これによって、時間ピッチ誤差をより正確に検出することができる。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
ＲＡＭ１４７に格納されたデータで反映されている時間ピッチ誤差は、感光体の１回転あたりにおける速度変動パターンに対応している。そして、感光体１回転あたりにおいては、最高速度や最低速度の発生時点が、感光体、感光体ギヤ、両者を接続するカップリングのうち、偏心量の最も大きなものによって生ずるサインカーブの上限や下限を迎える時点となる。そこで、このサインカーブのパターンや振幅を、目印がポジションセンサによって検知されるタイミングと関連付けて、速度変動パターンとして解析する。このとき、実際に検出される速度変動パターンから、感光体、感光体ギヤ、及びカップリングの偏心に起因する変動成分だけを抽出する必要がある。換言すると、実際に検出される速度変動パターンから、中間転写ベルト（４１）を駆動する駆動ローラ（４７）の偏心に起因するベルト速度の変動成分などを取り除く必要がある。

図１６は、本プリンタによって形成される速度変動検知用のパターン画像内の各パッチと、感光体偏心による感光体表面の位置変動量（等速回転すると仮定した場合の位置と実際の位置との変位量）との関係を示すグラフである。グラフ内で、矩形の黒塗りパッチは、パターン画像内のパッチを模式的に示すものである。グラフの縦軸は１次転写ニップにおける上記位置変動量を示しており、横軸は感光体の回転周期を示している。このグラフの波形は、そのまま感光体の速度変動パターンとして捉えることが可能である。

各パッチは、感光体周方向において６００［ｄｐｉ］の解像度で且つ３．４８６［ｍｍ］の配設ピッチＰｓで並ぶタイミングで形成され、このピッチは８３ドット分（４２μｍ×８３）に相当する。感光体としては、１２５．８５０［ｍｍ］の周長のものが用いられているため、感光体１周あたりに３６個のパッチが形成される。パターン画像の長さは、感光体の周長の整数倍（２倍以上）であるため、パターン画像内におけるパッチの個数は３６個の整数倍（２倍以上）となる。なお、ドット形成間隔の単位としては［μｍ］を採用し、数値の有効桁については小数点第一位を四捨五入した整数の桁とする。このため、６００［ｄｐｉ］では、トッド形成間隔を４２［μｍ］として取り扱っている。また、感光体の周長の単位としては［ｍｍ］を採用し、数値の有効桁については小数点第四位を四捨五入した小数点第三位までとする。

感光体の１周目においては、感光体の周方向における基準位置に初め（１個目）のパッチの先端が形成されるが、同図ではこのときを周期の初め（ゼロ時点）として示している。周期のゼロ時点から１個目のパッチが形成され始め、それ以降、３．４８６［ｍｍ］のピッチでパッチが形成されていくと、３６個目のパッチの先端は、前述した感光体の基準位置よりも０．３５４［ｍｍ］だけ回転方向上流側に位置する。また、感光体の２周目における１個目（初めから３７個目）のパッチは、基準位置よりも３．１３２［ｍｍ］だけ回転方向下流側に位置する。このため、感光体表面において、１周目の１個目、２個目、３個目・・・・・のパッチと、２周目の１個目、２個目、３個目・・・・のパッチとの間には、３．１３２［ｍｍ］の位置ズレが生ずる。

実際に検出される速度変動パターンから、中間転写ベルト（４１）を駆動する駆動ローラ（４７）の偏心に起因するベルト速度の変動成分などといった感光体非依存の変動成分を取り除く方法として、同期加算処理が知られている。しかしながら、同期加算処理を行う場合には、各周回におけるパッチ間に相対的な位置ズレを生じていない状態が前提になるので、図示のような位置ズレがある場合には、２周目以降のパッチ検知に基づく速度データを位置ズレに応じて補正する必要がある。そして、かかる補正を行うと、演算処理が複雑になってしまう。また、補正後の速度データはあくまでも推測値となるので、速度変動パターンの検出精度も低下してしまう。

また、実際に検出される速度変動パターンから、感光体非依存の変動成分を取り除く方法として、全データの平均値をゼロとして、変動値のゼロクロス、又はピーク値から変動成分の振幅と位相を解析する方法も知られている。しかし、これらの方法では、検出データがノイズの影響を大きく受けるため、誤差が大きくなって実用的でない。

そこで、本プリンタでは、感光体偏心に起因する速度変動パターンの振幅や位相を直交検波処理によって解析する手法を採用している。直交検波処理とは、通信分野の復調回路に用いられている公知の信号解析技術である。それを行うための回路構成の一例を図１７に示す。光学センサユニットからの出力波形に基づくＲＡＭ内の格納データは、感光体の速度変動成分の他、いくつかの速度変動成分が重畳された単調増加のデータ群となるので、増加傾向（傾き）分が除かれた変動データに変換される。増加傾向（傾き）分は、データ群から最小二乗法により求めることができ、倍率補正数値として扱われる。変換後の変動データが、次のように処理される。即ち、発振器１６０は、検出したい周波数成分、ここでは、感光体の回転周期ωｏの周波数に調整された周波数信号を、検知用画像の形成時に用いられた基準タイミングに基づく位相で発振する。この周波数信号は、第１乗算器１６１に直接出力されたり、９０°位相シフト器１６２を介して第２乗算器１６３に出力されたりする。感光体の回転周期ωｏについては、感光体ギヤ上の目印の検出信号間隔を計測することで正確に求めることができる。第１乗算器１６１は、ＲＡＭ内に格納された変動データと、発振器１６０からの周波数信号とを乗算する。また、第２乗算器１６３は、ＲＡＭ内に格納された変動データと、９０°位相シフト器１６２からの周波数信号とを乗算する。これらの乗算により、変動データを感光体と同じ位相成分（I成分）の信号と、直交成分（Q成分）の信号とが分離される。第１乗算器１６１からの出力がI成分であり、第２乗算器１６３からの出力がQ成分となる。第１ＬＰＦ１６４は、Ｔ成分における低周波帯域の信号のみを通過させる。本プリンタでは、発振周期ωｏの整数倍周期分のデータのみを透過させるべく、パターン画像の長さＰａ分のデータを平滑化するローパスフィルタを採用している。第２ＬＰＦ１６５も同様である。長さＰａ分のデータを平滑化することで、駆動ローラなどの回転周期成分は平滑化処理で相殺されて「０」となる。そして、振幅演算部１６６は、２つの入力（I成分とQ成分）に対応する振幅ａ（ｔ）を算出する。また、位相演算部１６７は、２つの入力（I成分とQ成分）に対応する位相ｂ（ｔ）を算出する。これら振幅ａ（ｔ）と位相ｂ（ｔ）とが、感光体の周期変動の振幅と任意の基準タイミングからの位相角に相当する。なお、原動ギヤの回転周期成分の振幅と位相を検出したい場合には、発振周期ωｏを高次成分のモータ回転周期に設定した同様の処理を行えばよい。

このような直交検波処理では、感光体の各周回において各パッチの検知タイミングに基づく速度データが互いに同期しない時点のものであっても、それらを同期する時点の値に補正することなく、感光体非依存の変動成分を取り除くことが可能である。このため、図１６に示したように感光体の複数周回に渡って等しいピッチで並ぶ複数のパッチからなるパターン画像を形成すれば、そのパターン画像におけるパッチの形成位置を各周回で少しずつずらしたとしても、感光体の各周回における速度データを互いに同期させるための複雑な演算処理を行うことなく、感光体偏心に起因する速度変動パターンを高精度に検出することができる。更には、各周回において感光体が所定の回転角度になったときにそれぞれ初めのパッチを形成するといった制御が不要なので、光学センサユニット（１３６）として応答性に優れた高価なものを用いることなく、感光体偏心に起因する速度変動パターンを高精度に検出することができる。

また、直交検波処理を行うことで、変動のゼロクロスやピーク検知による算出では難しかった少ない変動データで振幅や位相の算出が可能となる。特に、感光体１回転周期に対して検知用画像内のトナー像数が４ＮＰ個（ＮＰは自然数）となるように各トナー像の配設ピッチＰｓを設定することで、少ないトナー像数でも振幅や位相を高精度に算出することが可能になる。これは、４ＮＰ個のトナー像の位置関係が変動成分に対して、最も差の大きな位置関係となることから感度が最も高くなるためである。例えば、４個のトナー像の場合、それぞれが、変動のゼロクロスとピーク位置に相当するため、検出感度が高くなる。４個のパターンの位相がずれても検出感度が高い位置関係となっていることには変わりない。

以上のようにして解析された速度変動パターンに基づいて、ＣＰＵ１４６は、各感光体の駆動制御補正データを算出し、駆動制御部１５０に送信する。この駆動制御補正データは、各感光体の回転周期変動の打消すように各感光体の回転位相を調整して、それぞれの速度変動パターンの位相を調整するためのデータである。

各感光体の速度変動パターンを検出する変動パターン検出制御により、速度変動パターンに応じて算出された上述の駆動制御補正データは、各感光体の速度変動パターンの位相を調整する位相調整制御で利用される。この位相調整制御により、各色のトナー像におけるドットを中間転写ベルト表面上で同期させる。本プリンタでは、各感光体の配設ピッチが感光体周長の１倍になっているので、各感光体の速度変動パターンの位相を同期させる。即ち、各感光体の表面速度が最高速度になる時点や最低速度になる時点を完全に一致させるように、各プロセス駆動モータの駆動量を一時的に変化させるのである。これにより、各色のトナー像におけるドットを中間転写ベルト表面上で同期させることができる。

なお、感光体の配設ピッチが感光体の周長の整数倍になっていない構成では、各感光体間で速度変動パターンの位相差をそれぞれ所定の時間ずつ設けることで、各１次転写ニップで各色のトナー像におけるドットを同期させることができる。

本プリンタでは、このような位相調整制御を、プリントジョブ毎のジョブ終了時に行うようになっている。位相調整制御については、プリントジョブ毎のジョブ開始時に行ってもよいが、そうすると、ジョブ動作開始から１枚目のプリントを行うまでの間に位相調整制御を行うことになるため、ファーストプリント時間を長くしてしまう。そこで、ジョブ終了時に位相調整制御を行うのである。こすることで、ファーストプリント時間を長くすることなく、次回のプリントジョブにおいて理想的な速度変動パターンの位相関係で、各感光体の駆動を開始することができる。

ところで、一般に、画像形成装置では、機内温度が変化したり、外力が加わたりすることで、各プロセスユニットの位置や大きさが微妙に変化することがある。これらの変化は避けられないものである。例えば、紙詰まりの復帰、メンテナンスによる部品交換、画像形成装置の移動などの作業を行うと、プロセスユニットに外力を加えることとなる。このような外力や、機内温度の変化が発生すると、各色のプロセスユニットによって形成される各色トナー像の重ね合わせ精度が悪化してしまう。そこで、本プリンタでは、電源スイッチが投入された直後や所定時間経過毎などに、タイミング調整制御を実施して、各色トナー像の重ね合わせズレを抑えるようになっているのである。

本プリンタのように、４つの感光体（１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）に対する４つのレーザー光を、共通の１つのポリゴンミラーによって偏向せしめてそれぞれの感光体に対する主走査方向の光走査を行うものでは、タイミング調整制御における各感光体に対する光書込開始タイミングが、１ライン分（１走査線分）の書込に相当する時間単位で調整される。例えば、２つの感光体間で、副走査方向（感光体表面移動方向）に１／２ドットを超える重ね合わせズレが発生している場合、何れか一方の感光体に対する光書込開始タイミングが、１ライン分の書込時間の整数倍だけ前後にずらされる。より詳しくは、例えば３／４ドットの重ね合わせズレの場合には１ライン分の書込時間の１倍、７／４ドットの重ね合わせズレの場合には１ライ分の書込時間の２倍だけ、光書込開始タイミングがそれまでのタイミングよりも前後にずらされる。これにより、副走査方向における重ね合わせズレ量が１／２ドット以下に抑えられる。

ところが、副走査方向における重ね合わせズレ量が１／２ドット未満の場合に、光書込開始タイミングを１ライン分の書込時間の単位で前後にずらすと、重ね合わせズレ量を却って大きくしてしまう。このため、重ね合わせズレ量が１／２ドット未満の場合には、光書込開始タイミングの調整は行われない。

このように、タイミング調整制御では、１／２ドット未満の重ね合わせズレが発生している場合に、それを低減することができない。近年の高画質化の要望に応えるためには、１／２ドット未満の重ね合わせズレも抑える必要がある。そこで、本プリンタでは、タイミング調整制御において、１／２ドット未満の重ね合わせズレを検知した場合には、そのズレ量に応じた駆動速度補正値を算出して、駆動制御部１５０に記憶する。そして、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて行うプリントジョブにおいて、各感光体をそれぞれ駆動速度補正値に基づいた駆動速度で駆動する。これにより、プリントジョブにおいては、必要に応じて、１／２ドット未満のズレ量に応じた線速差が感光体間に設けられる。そして、１／２ドット未満のズレ量がそれ以下に低減される。

但し、各感光体に線速差を設けると、感光体を１回転させる毎に、各感光体の速度変動パターンの位相関係を、理想の関係からずらしていってしまう。１枚のみの単独プリント動作であれば問題ないが、複数の記録紙に連続的にプリントを行う連続プリント動作の場合には、プリント枚数の増加に伴って、位相のズレ量が増加していき、重ね合わせズレが相当に大きくなってしまう。そこで、本プリンタでは、プリント速度よりも画質を優先する画質優先モードと、その逆の速度優先モードとを図示しない操作表示部への入力操作や、パーソナルコンピュータのプリントドライバによって選択可能にしている。そして、画質優先モードが選択されている場合であって、且つ連続プリントが実施される場合には、所定枚数の連続プリントが行われる毎に、連続プリントジョブを一時中断して、位相調整制御を行うようになっている。

このようにして１／２ドット未満の重ね合わせズレを低減するのであるが、変動パターン検出制御を実行する場合には、各感光体に線速差を設けずに、それぞれ同じ速度で駆動する。これにより、線速差による速度変動パターンの検知精度の悪化を回避することができる。

感光体の１回転あたりにおける速度変動パターンは、機内温度の変化や、外力の影響を受け難い。このため、変動パターン検出制御は、タイミング調整制御とは異なり、それほど頻繁に行う必要がない。但し、プロセスユニットが交換された場合には、そのプロセスユニットの感光体についての速度変動パターンが大きく変化してしまう。そこで、本プリンタでは、４つのプロセスユニットの何れかが交換された時だけ、変動パターン検出制御を行うようになっている。プロセスユニットの交換については、図示しない交換作業検知手段によって検知する。

交換作業検知手段としては、各プロセスユニットをそれぞれ個別に検知する４つのユニット検知センサからの出力信号の何れかが、オフになった後にオンになったことに基づいて、検知する方式のものを例示することができる。ユニットＩＤ番号を記憶させたＩＣを実装した電子回路基板を各プロセスユニットに設け、その電子回路基板と制御手段とを突き当て接点を介して接続し、ユニットＩＤ番号の変化に基づいて、プロセスユニットの交換を検知する方式のものでもよい。

変動パターン検出制御については、必ずタイミング調整制御と組み合わせて実行するようになっている。具体的には、プロセスユニットの交換を検知すると、タイミング調整制御を実施した後、変動パターン検出制御と位相調整制御とを実施してから、タイミング調整制御を更にもう一度実施する。このような一連の制御フロー（以下、プロセスユニット交換検知後ルーチンという）の途中で、プリントジョブを入れることはない。

本プリンタでは、プロセスユニット交換検知後ルーチンにおいて、一回目のタイミング調整制御を終えると、変動パターン検出制御を行う前に、各感光体の駆動を停止する。このとき、交換前の速度変動パターンの位相に合わせた位相調整制御に基づいて各感光体の駆動を停止させるのではなく、各感光体を予め定められた基準の回転位相で停止させる。具体的には、感光体ギヤの目印を検知した時点から所定時間後である基準タイミングで各プロセス駆動モータをそれぞれ停止させる。これにより、各感光体ギヤの目印を同じ回転角度に位置させた状態で、各感光体が停止する。このようにして各感光体を停止させることで、変動パターン検出制御を実施する際には、各感光体をそれぞれ同じ姿勢から回転させる。

図１８は、本プリンタによって形成されるＫ用のパターン画像の一部及びＹ用のパターン画像の一部を、中間転写ベルト４１の一部とともに示す平面模式図である。本プリンタでは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の４つの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体３Ｙを基準感光体としている。そして、変動パターン検出制御においては、Ｙ，Ｃ，Ｍ用のパターン画像を、それぞれＫ用のパターン画像と一緒に形成して、両方を同時に検知する。例えば、ｔｙ０１、ｔｙ０２、ｔｙ０３・・・という複数のＹパッチからなるＹ用のパターン画像については、図１８に示したように、中間転写ベルト４１の幅方向の一端付近に形成して、第１光学センサ１３７によって検知する。このとき、同時に、ｔｋ０１、ｔｋ０２、ｔｋ０３・・・という複数のＫパッチからなるＫ用のパターン画像を中間転写ベルトの幅方向の他端付近に形成して、第２光学センサ１３８によって検知する。Ｃ、Ｍ用のパターン画像についても、同様にして、それぞれＫ用のパターン画像と一緒に検知する。

このようにすることで、基準像担持体であるＫ用の感光体の速度変動パターンを基準にして、他の感光体における速度変動パターンの位相を、Ｋ用の感光体における速度変動パターンの位相に合わせることができる。更には、中間転写ベルトの速度変動成分の影響をより確実に取り除くこともできる。より詳しく説明すると、速度変動パターンには、感光体の速度変動の他に、光学センサユニットとの対向位置における中間転写ベルトの速度変動も反映されてしまう。このため、たとえ速度検知用画像内の各トナー像が中間転写ベルト上で厳密に等しいピッチで並んでいたとしても、光学センサユニットとの対向位置における中間転写ベルトの速度が変化すると、それに応じて各トナー像についての時間ピッチ誤差が発生してしまう。この時間ピッチ誤差を取り除くためには、基準となるＫ用のパターン画像と、他色の速度変動検知画像とを同時に検知する必要がある。

そこで、本プリンタでは、Ｙ，Ｃ，Ｍ用のパターン画像を、それぞれＫ用のパターン画像と１組にして、一方を中間転写ベルトの幅方向の一端部に、他方を他端部に形成するのである。このとき、Ｋ用のパターン画像については、Ｋ用の目印（１３４Ｋ）を検知したタイミングに基づいて形成を開始する（光書込を開始する）。また、Ｙ，Ｃ，Ｍ用のパターン画像についても、それぞれに対応する目印（１３４Ｙ，Ｃ，Ｍ）ではなく、Ｋ用の目印を検知したタイミングに基づいて形成を開始する。これにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ用のパターン画像の先端と、Ｋ用のパターン画像の先端とを、互いにベルト幅方向に一直線上に位置させるようにする。

このようにして、Ｙ，Ｃ，Ｍ用のパターン画像に基づいて検出される速度変動パターンと、Ｋ用のパターン画像に基づいて検出される速度変動パターンとの位相ズレを検出する。すると、その位相ズレに相当する分だけ、Ｋ用の目印と、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の目印との回転位置をずらせば、両速度変動パターンの位相合わせができることになる。変動パターン検出制御に先立って、各目印の回転位相を同期させているので、速度変動パターンの位相ズレ量が目印の望ましい位相ズレ量に相当するようになるからである。

このような変動パターン検出制御では、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の目印の検知タイミングを参照することなく、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の速度変動パターンと、Ｋ用の速度変動パターンとの位相ズレを検出することができる。但し、プロセスユニットの交換に起因して、各色の重ね合わせズレ量が交換前よりも大きくなっている場合には、その分だけ位相ズレの検出結果がシフトしてしまう。そこで、変動パターン検出制御に先立って、タイミング調整制御を行って、各色間での重ね合わせズレ量を予め低減しておく。

なお、Ｙ、Ｃ又はＭ用のパターン画像と、Ｋ用のパターン画像との何れか一方を、中間転写ベルト４１の幅方向の端部付近ではなく、中央付近に形成し、それを検知し得る位置に光学センサを設けてもよい。但し、かかる構成はあまり好ましくない。ベルト幅方向の中央付近は、両端付近に比べて張架ローラの撓みによるローラ表面からの浮きが発生し易いことにより、浮きに起因する検出精度の悪化が発生し易くなるからである。

また、光学センサユニット１３６の光学センサの数を、感光体と同数以上、即ち４つ以上にし、且つ、全ての色のパターン画像をベルト幅方向に並べて同時に形成する制御により、全ての感光体の速度変動パターンを同時に検出するようにしてもよい。この場合、全ての感光体についての速度変動ポアターンを短時間で検出することができる。但し、光学センサの増加によるコストアップが生ずる。

図１９は、プロセスユニット交換検知後ルーチンの制御フローを示すフローチャートである。何れかのプロセスユニットの交換が検知されると、まず、タイミング調整制御が実施された後（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）、エラーの発生の有無が判断される（Ｓ２）。そして、エラーが発生した場合には（Ｓ２でＹ）、速度変動パターンの位相を調整するための駆動制御補正データが交換前の値に戻された後（Ｓ３）、位相調整制御が実施される（Ｓ４）。この位相調整制御により、交換前の駆動制御補正データに基づいて、各感光体がそれぞれ速度変動パターンの位相を同期させる姿勢で停止された後、図示しない操作表示部にエラー表示がなされる（Ｓ５）。そして、各プロセス駆動モータの線速差設定がＯＮされた後（Ｓ６）、一連の制御フローが終了する。なお、線速差設定がＯＮされたことで、その後のプリントジョブにおいて、１／２ドット未満の重ね合わせズレを抑えるように各感光体に線速差が設けられる。

上記Ｓ２のステップでエラーが発生しなかったと判断されると、予め定められた基準タイミングで各プロセス駆動モータの駆動が停止される（Ｓ７）。これにより、各感光体ギヤが互いに同じ回転位置に目印を位置させた姿勢で停止する。その後、各プロセス駆動モータの線速差設定がＯＦＦされた後（Ｓ８）、各プロセス駆動モータが再駆動されてから、変動パターン検出制御が行われる（Ｓ９、Ｓ１０）。変動パターン検出制御に先立って、各プロセス駆動モータの線速差設定がＯＦＦされることで、変動パターン検出制御においては、各感光体が等速で駆動される。これにより、変動パターン検出制御で感光体の線速差を設けることによる各速度変動パターンの検出精度の悪化を回避することができる。変動パターン検出制御が終了すると、読取エラーの有無が判断される（Ｓ１１）。そして、読取エラーが発生したと判断されると（Ｓ１１でＹ）、上述したＳ２〜Ｓ６までのステップが実行された後、一連の制御フローが終了する。

上記Ｓ１１のステップで読取エラーが発生しなかったと判断されると、位相調整制御が実施される（Ｓ１２）。これにより、新たな駆動制御補正データに基づいて、各感光体がそれぞれ速度変動パターンの位相を同期させる姿勢で停止される。その後、各プロセス駆動モータが再駆動された後（Ｓ１３）、再びタイミング調整制御が行われる（Ｓ１４）。この２回目のタイミング調整制御により、プロセスユニットの交換による何れかの感光体の速度変動パターンの変化に起因して、不適切になってしまった各色の光書込開始タイミングを補正する。そして、エラーの有無が判断された後（Ｓ１５）、エラーが発生した場合には（Ｓ１５でＹ）、上述したＳ４〜Ｓ６のステップを経て、一連の制御フローが終了する。

上記Ｓ１５のステップでエラーが発生しなかったと判断されると、位相調整制御によって各プロセス駆動モータの駆動が停止された後（Ｓ１６）、各プロセス駆動モータの線速差設定がＯＮされてから、一連の制御フローが終了する。

次に、参考形態のプリンタについて説明する。なお、参考形態に係るプリンタの構成は、以下に特筆しない限り、実施形態に係るプリンタと同様である。

本プリンタは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の４つの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとして、それぞれ、回転方向の周長が、光書込ユニットや各プロセスユニットからなる可視像形成手段による感光体回転方向のドット形成ピッチの整数倍であるものを用いている。具体的には、本プリンタにおける可視像形成手段は、６００［ｄｐｉ］の解像度で画像を形成するものであるので、４２［μｍ］のピッチでドットを形成する。そして、４つの感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとして、それぞれ周長が１２５．４９６［ｍｍ］であるものを用いており、この周長はドット形成ピッチの２９８８倍に相当する。

また、本プリンタは、図示しないメイン制御部がプリンタ全体における各種機器の制御を司っているが、このメイン制御部は、上述した変動パターン検出制御として、次のような制御を行うようになっている。即ち、パターン画像内における複数の基準可視像たる各パッチの感光体回転方向における配設ピッチＰｓを、感光体周長の整数分の１とするタイミングでそれらパッチを形成する制御である。

かかる構成の本プリンタにおいては、感光体として、周長がドット形成ピッチの整数倍であるものを用いている。具体的には、周長が１２５．４９６［ｍｍ］であるものを用いており、これは４２［μｍ］というドット形成ピッチの２９８８倍に相当する。このような感光体を用いることで、パターン画像内における各パッチの配設ピッチＰｓを感光体周長の整数分の１に設定することが可能になっている。そして、本プリンタは、３．４８６［ｍｍ］という感光体周長の３６分の１の配設ピッチで形成する。かかる構成では、各周回において感光体が所定の回転角度になったときにそれぞれその周回における初めのパッチを形成するといった制御を行わなくても、感光体の複数周回に渡って等しいピッチで並ぶ複数のパッチからなるパターン画像内を形成すれば、各周回においてパッチを互いに感光体表面の周方向における同じ箇所に位置させる。例えば、１周目における初めのパッチと、２周目における初めのパッチ（初めから３７個目のパッチ）とを、互いに感光体の回転周方向における同じ箇所に位置させる。よって、感光体の各周回における速度データを互いに同期させるための複雑な演算処理を行ったり、ポジションセンサ１３５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとして応答性に優れた高価なものを用いたりすることなく、同期加算処理などといった感光体非依存の変動成分を除去するための演算処理を行って、感光体の速度変動パターンを高精度に検出することができる。

図２０は、感光体偏心に起因する上記位置変動量の波形と、感光体非依存の速度変動に起因する上記位置変動量の波形と、これらの合成波とを示すグラフである。本プリンタでは、感光体偏心による速度変動成分に起因する上記位置変動量（図中実線で示される波形）の他に、感光体非依存の速度変動成分に起因する上記位置変動量として、図中一点鎖線で示すように、中間転写ベルトを張架しながら駆動する駆動ローラの偏心に起因するものが発生する。これらの波形は、それぞれ、感光体偏心に起因する速度変動成分、感光体非依存の速度変動成分、これらの合成波として捉えることができる。パターン画像の検知タイミングに基づいて検出される速度変動パターンは、これらが合成された合成波（図中点線で示される波形）と同様の波形になる。感光体偏心に起因する速度変動成分を把握するためには、その波形から、駆動ローラの偏心に起因する速度変動成分を取り除く必要がある。

本プリンタでは、合成波から、駆動ローラの偏心に起因する速度変動成分を取り除く方法として、同期加算処理を採用している。具体的には、本プリンタでは、感光体１周あたりに３６個のパッチを形成する。この場合、１個目のパッチ検知から２個目のパッチ検知までに要した時間に基づく速度データ、・・・３６個目のパッチ検知から次周の１個目のパッチ検知までに要した時間に基づく速度データといった具合に、感光体１周あたりで３６個の速度データが得られる。各周回においては、１個目、・・・３６個目のパッチが、他の周回における１個目、・・・３６個目と同じ位置に形成されるので、１個目、・・・・３６個目の速度データが、他の周回における１個目、・・・３６個目の速度データと同期した時点のものとなる。そこで、同期加算処理により、各周回における１個目の速度データ同士、・・・３６個目の速度データ同士をそれぞれ加算して、感光体の複数周期における速度変動パターンを、感光体の１周期における速度変動パターンに変換する。すると、図２１に示すように、同期加算処理後の１周期における速度変動パターンは、駆動ローラの偏心に起因する速度変動成分が合成波から取り除かれたものとなる。

かかる構成では、感光体の各周回における速度データを互いに同期させるための複雑な演算処理を行ったり、ポジションセンサ１３５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとして応答性に優れた高価なものを用いたりすることなく同期加算処理を実施して、感光体の速度変動パターンを高精度に検出することができる。

なお、同期加算処理では、直交検波処理に比べてメイン制御部のメモリー容量を減らすことができるというメリットもある。例えば、直交検波処理では、パッチを４６８個形成し、それらを感光体を１３周（４６８／３６＝１３）させる間にセンサーで順次読み取っていく場合、４６８個の速度データを全てメモリーに記憶する必要がある。これに対し、同期加算処理では、１周目に３６個の速度データを記憶しておけば、２周目以降は、各速度データを記憶データに加算していくだけでよい。

これまで、各感光体上の各色トナー像を中間転写ベルト４１に１次転写した後、記録体たる記録紙に一括２次転写する方式のプリンタについて説明した。かかる方式に代えて、各感光体上の各色トナー像を無端移動体たる紙搬送ベルトに保持される記録紙に直接重ね合わせて転写する方式を採用してもよい。この場合、タイミング調整制御や変動パターン検出制御の際には、各トナー像を紙搬送ベルトに転写して、光学センサユニットで検知すればよい。

以上、実施形態に係るプリンタにおいては、速度変動検知用のパターン画像として、感光体回転方向における長さが感光体の周長よりも大きく、且つ全てのパッチを感光体回転方向に等しいピッチで並べ得るタイミングで形成したものを得る制御を実施するように、制御手段たるメイン制御部を構成しているので、感光体の複数周回に渡る速度データに基づいて、感光体の１回転あたりにおける速度変動パターンを精度よく検出することができる。

また、像検知手段たる光学センサユニット１３６として、中間転写ベルト４１の表面における表面移動方向と直交する方向の互いに異なる２以上の箇所にそれぞれ転写されたパッチを個別に検知可能なものを用いている。そして、複数の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、少なくとも２つ以上の感光体についてのパターン画像を互いに中間転写ベルト４１の表面に対して移動直交方向に並べて転写し得るタイミングで、それらパターン画像をそれぞれ形成する制御を実施するようにメイン制御部を構成している。かかる構成では、２つ以上の感光体についての速度変動パターンを同時に検出することで、個別に検出する場合に比べて検出速度を速めることができる。

また、複数の感光体のうち、Ｋ用の感光体３Ｋを基準像担持体として扱い、他の感光体に対応するパターン画像については、何れも、中間転写ベルト４１の表面上でＫ用の感光体３Ｋに対応するＫパターン画像と移動直交方向に並べて形成する。かかる構成では、Ｋ用の感光体３Ｋについての速度変動パターンと、他色の感光体についての速度変動パターンとを同時に検出することができる。

また、光学センサユニット１３６として、中間転写ベルト４１の表面上のパッチを移動直交方向にて、４つの感光体と同数以上の異なる箇所で検知するものを用いるとともに、全ての感光体にそれぞれ個別に対応する複数のパターン画像を中間転写ベルト４１の表面上で移動直交方向に並べて形成するようにすれば、全ての感光体についての速度変動パターンを同時に検出することができる。

また、Ｋ用とは異なる他色用の感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍに対応するＹ，Ｃ，Ｍパターン画像の回転方向における先端と、Ｋ用の感光体３Ｋに対応するＫパターン画像の回転方向における先端とを、中間転写ベルトの表面上でベルト移動方向の同じ位置に揃え得るタイミングで、それぞれのパターン画像を形成する制御を実施している。かかる構成では、既に述べたように、光学センサユニット１３６との対向位置における中間転写ベルト４１の速度によって生ずる時間ピッチ誤差を取り除いて、各感光体の速度変動パターンを精度良く検出することができる。

また、変動パターン検出制御を実施するのに先立ち、各駆動源たるプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋをそれぞれ駆動し、それらの駆動を、ポジションセンサ１３５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによる検知結果に基づく予め定められた基準タイミングで停止し、更にプロセス駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ駆動源をそれぞれ再駆動してから、変動パターン検出制御を実施する。かかる構成では、既に述べたように、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の目印（１３４Ｙ，Ｃ，Ｍ）の検知タイミングを参照することなく、Ｙ，Ｃ，Ｍ用の速度変動パターンと、Ｋ用の速度変動パターンとの位相ズレを検出することができる。更には、各感光体をそれぞれ所定の回転位置から回転させて変動パターン検出制御を行うことで、各感光体間の回転位相の関係を明確に把握しながら各感光体の速度変動パターンを検出する。これにより、速度変動パターンの位相ズレを容易に求めることができる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。 同プロセスユニットを示す斜視図。 同プロセスユニットの現像ユニットを示す斜視図。 同プリンタの筺体内に固定された駆動伝達系である本体側駆動伝達部を示す斜視図。 同本体側駆動伝達部を上方から示す平面図。 Ｙ用のプロセスユニットの一端部を示す部分斜視図。 同プリンタにおけるＹ用の感光体ギヤと、その周囲構成とを示す斜視図。 同プリンタにおける各感光体と、転写ユニットと、光書込ユニットとを示す側面図。 同プリンタにおける中間転写ベルトの一部を、光学センサユニットとともに示す斜視図。 位置ズレ検知用画像を示す拡大模式図。 Ｋ用のパターン画像を示す拡大模式図。 同プリンタの制御手段における回路構成を示すブロック図。 感光体と中間転写ベルトとの当接による１次転写ニップを示す拡大模式図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、光学センサユニットからの出力パルスを示すグラフ。 本プリンタによって形成される速度変動検知用のパターン画像内の各パッチと、感光体偏心による感光体表面の位置変動量との関係を示すグラフ。 直交検波処理を行うための回路構成の一例を示すブロック図。 同プリンタによって形成されるＫ用のパターン画像の一部及びＹ用のパターン画像の一部を、中間転写ベルト４１の一部とともに示す平面模式図。 プロセスユニットの交換を検知した後、プリントジョブを行う前に実施する一連の制御フローを示すフローチャート。 感光体偏心に起因する位置変動量の波形と、感光体非依存の速度変動に起因する位置変動量の波形と、これらの合成波とを示すグラフ。 同合成波に同期加算処理を施した後の速度変動パターンを示すグラフ。

符号の説明

１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：プロセスユニット（可視像形成手段の一部）
３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：感光体（像担持体）
３Ｋ：Ｋ用の感光体（基準像担持体）
２０：光書込ユニット（可視像形成手段の一部）
４０：転写ユニット（転写手段）
４１：中間転写ベルト（無端移動体）
１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：プロセス駆動モータ（駆動源）
１３５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：ポジションセンサ（回転角度検知手段）
１３６：光学センサユニット（像検知手段）
Ｐ：記録紙（記録体）
ＰＶ：位置ズレ検知用画像

Claims (5)

1. 回転する表面に可視像を担持する複数の像担持体と、各々の像担持体を個別に駆動するための複数の駆動源と、画像情報に基づいて各々の像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、各々の像担持体との対向位置を順次通過するように表面を無端移動させる無端移動体と、各々の像担持体の表面に形成された可視像を該無端移動体の表面に転写する転写手段と、該無端移動体上に転写された可視像を検知する像検知手段と、各々の像担持体について、所定の回転角度になったことを個別に検知する回転角度検知手段とを備えるとともに、
   像担持体回転方向に沿って並ぶ予め定められた形状の複数の基準可視像からなるパターン画像を像担持体表面に形成して上記無端移動体に転写した後、該パターン画像内における各基準可視像を該像検知手段によって検知したタイミングと、該回転角度検知手段による検知結果とに基づいて、像担持体表面の１回転あたりにおける速度変動パターンを検出する処理を各々の像担持体について行う変動パターン検出制御を実施した後、各々の像担持体における該速度変動パターンの位相を調整する位相調整制御を実施し、且つ該パターン画像を得るにあたり、該複数の基準可視像の像担持体回転方向における配設ピッチを該像担持体の周長の整数分の１としないタイミングでそれら基準可視像を形成する制御手段を備える画像形成装置において、
   上記像検知手段として、上記無端移動体の表面における表面移動方向と直交する方向である移動直交方向の互いに異なる２以上の箇所にそれぞれ転写された上記基準可視像を個別に検知可能なものを用いるとともに、
   上記複数の像担持体の何れか１つである基準像担持体の上記速度変動パターンの位相を基準にして、該位相に対して他の像担持体の上記速度変動パターンの位相を合わせる処理を上記位相調整制御で実施し、且つ、他の像担持体に対応する上記パターン画像を何れも、上記無端移動体の表面上で該基準像担持体に対応する上記パターン画像と上記移動直交方向に並べて転写し得るタイミングで形成する処理と、上記回転角度検知手段による検知結果、及び上記像検知手段による検知結果に直交検波処理を施した結果、に基づいて上記速度変動パターンを検出する処理とを、上記変動パターン検出制御で実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記パターン画像として、像担持体回転方向における長さが上記像担持体の周長よりも大きく、且つ全ての基準可視像を像担持体回転方向に等しいピッチで並べ得るタイミングで形成したものを得る処理を上記変動パターン検出制御で実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記像検知手段として、上記無端移動体の表面上の基準可視像を上記移動直交方向にて上記複数の像担持体と同数以上の異なる箇所で検知するものを用いるとともに、
   全ての像担持体にそれぞれ個別に対応する複数の上記パターン画像を該無端移動体の表面上で上記移動直交方向に並べ得るタイミングで形成する処理を上記変動パターン検出制御で実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
   上記他の像担持体に対応する上記パターン画像の上記回転方向における先端と、上記基準像担持体に対応する上記パターン画像の上記回転方向における先端とを、上記無端移動体の表面上で無端移動方向の同じ位置に揃え得るタイミングで、それぞれのパターン画像を形成する制御を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   上記変動パターン検出制御を実施するのに先立ち、上記複数の駆動源をそれぞれ駆動し、それら駆動源の駆動を、上記回転角度検知手段による検知結果に基づく予め定められた基準タイミングで停止し、更にそれら駆動源をそれぞれ再駆動してから、該変動パターン検出制御を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。

Images