(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置における感光体や中間転写体などの像担持体に、該像担持体が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する所定時間間隔でパターンを形成し、該パターンをサンプリング周波数ｆｓで読み取ってその時間間隔から像担持体の回転変動を抽出して像担持体の回転速度を制御するようにし、
前記像担持体上に形成したパターンの読み取り出力を最大振幅が周波数ｆ＝ｋ／ｎ・ｆｓ（但しｋ＝０、１、・・・）で繰り返す特性を有するくし形フィルタで処理して作成した像担持体の周期的な回転変動データ、或いは回転変動データの逆位相データを記憶し、該記憶した回転変動データ、或いは逆位相データで前記像担持体の回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置における像担持体の回転速度制御方法。
【請求項２】
前記パターンを形成する像担持体が感光体であり、該感光体上に形成されたパターンを中間転写体に転写し、該転写したパターンを読み取って前記感光体の回転変動を検出し、感光体の回転速度を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における像担持体の回転速度制御方法。
【請求項３】
電子写真方式により画像を形成する感光体や該画像を転写して担持する中間転写体等の像担持体と、該像担持体の回転変動を検出して像担持体の回転変動データを作成する回転変動検出手段と、該回転変動検出手段の検出した回転変動データによって前記像担持体の回転速度を制御する像担持体駆動手段とを有した画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置において、
前記像担持体の回転変動検出手段は、前記像担持体駆動手段に与える予め設定されている像担持体の回転速度によって像担持体の周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転する時間間隔を算出して該時間間隔でパターンを前記像担持体に形成するパターン形成手段と、該パターン形成手段によって前記像担持体に形成したパターンをサンプリング周波数ｆｓで読み取って像担持体の周期的な回転変動成分を生成するデジタル処理手段と、該デジタル処理手段出力を前記像担持体の少なくとも１回転分記憶する記憶手段とで構成され、
像担持体の周長の１／ｎ（ｎ：整数）の回転に要する時間間隔で像担持体にパターンを形成することで、像担持体の周期的な回転変動を抽出して回転変動を制御するようにし、
前記像担持体の周期的な回転変動を含んだ出力を生成するデジタル処理手段は、最大振幅が周波数ｆ＝ｋ／ｎ・ｆｓ（但しｋ＝０、１、・・・）で繰り返す特性を有するくし形フィルタであることを特徴とする画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置。
【請求項４】
前記パターン読み取り手段は、前記像担持体に対面配置し、現像されたトナー像、または転写されたトナー像を読み取る光学センサであることを特徴とする請求項３に記載した画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置。
【請求項５】
前記パターン読み取り手段は、前記像担持体に対面配置した表面電位センサであり、感光体などの像担持体上に形成された潜像の電位を検出することを特徴とする請求項３に記載した画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置。
【請求項６】
前記パターン読み取り手段は、前記像担持体に対面配置して像担持体上に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサであることを特徴とする請求項３に記載した画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式により画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における、感光体や中間転写体などの像担持体の回転速度制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式により画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、感光体や、ドラムやベルトで構成された中間転写体などの像担持体の回転変動が画像ジッタやむらなどの原因となり、また特にカラー機の場合は色ずれの原因となるため、変動を出来る限り少なくするような制御が行われている。
【０００３】
こういった像担持体の回転変動成分は機械的加工精度などで発生し、特徴として１回転を１周期として繰り返されることが知られている。またー方で、像担持体の回転速度を検出した情報には誤差（外乱）が必ず含まれており、検出した変動成分には、周期的に発生する回転系の変動成分と、不確定な外乱成分とが混在している。そのため、検出した変動成分は必ずフィルタ処理し、必要な情報のみを抜き取る必要がある。すなわち、変動成分が１回転を１周期とするならば、変動成分のスペクトルは像担持体の１周期を基本波とし、その高次高調波で構成されているから、この基本波と高次高調波のみを抜き出すことにより、このスペクトル間に存在する周波数成分の外乱やノイズなどを取り除くことができる。
【０００４】
そしてこういった制御は一般的には、像担持体にロータリーエンコーダなどの回転に伴って信号を発生する部材を取り付け、得られる信号により変動成分を検出するようにしているが、これらロータリーエンコーダから得られる信号は離散信号であり、通常こういった離散信号はデジタル信号処理（ＤＳＰ）にてフィルタ処理するのが一般的である。しかしながら一般的なデジタル信号処理（ＤＳＰ）の構成は、フィルタ伝達関数を表現するフィルタ係数（インパルス応答に等しい）と、入力信号のコンボリューション処理をするため、次数分のデータメモリ、係数メモリ、および高速乗算と加算処理が必要である。そのため、フィルタを構成するのにデジタル信号処理（ＤＳＰ）用の専用アーキテクチャが必要であり、エンジンコントローラなどで使用するエンジンＣＰＵや、簡単なハードロジックなどでは実現が困難である。
【０００５】
そのため、例えば特開平６−１７５４２７号公報には、画像形成装置の感光体ドラムにロータリーエンコーダを取り付けて感光体の駆動系誤差などによる回転変動を検出し、その変動に対応して感光体ドラムの駆動用パルスモータのパルス数を増減して回転変動を少なくするよう制御するにあたり、このロータリーエンコーダ自体の偏心誤差などを取り除くため、ロータリーエンコーダのセンサモジュールを１８０度ずらした位置に２個設置し、それぞれのセンサからの出力パルス数を加えて２で除することでロータリーエンコーダの偏心誤差を相殺し、その値によって感光体ドラムの回転角速度を算出するようにした感光体の回転角速度変動制御装置が示されている。
【０００６】
また特開平７−７２７７７号公報には、タンデム型画像形成装置におけるウェブの走行に合わせて各感光体に画像を形成するため、感光体にロータリーエンコーダをとりつけ、エンコーダからの信号を元に後続の感光体の画像形成時期を制御する遅延信号を発生させるようにした装置において、このロータリーエンコーダの誤差を吸収するため、ロータリーエンコーダ出力と電圧制御発振回路からの出力信号との位相比較を行う位相比較器を設け、その位相比較器の位相差出力によって前記電圧制御発振器の発信周波数を変化させ、この電圧制御発振器出力によって前記遅延信号による感光体の画像形成時期を制御するようにし、正確に画像が重ね合わされるようにした装置が示されている。
【０００７】
また特開平７−１６９１５４号公報には、ビデオテープレコーダーにおけるドラムの回転変動を制御するため、ドラムの着磁数に該当するＦＧパルスを検出する回転検出器からのＦＧパルスで回転速度エラーデータを検出する回転速度エラー検出部、このエラー検出部の出力するエラーデータで特定周波数、及び特定周波数の数倍に該当する周波数を遮断するくし形フィルタ、ドラムの１回転毎に発生するＰＧ信号を検出するＰＧ検出部などを備え、くし形フィルタで外乱を除いてドラムのモータの回転速度を制御する回路が示されている。すなわち、ドラムの１周期を繰り返すくし型フィルタなどを用いることで、前記したように基本波と高次高調波のみを抜き出すことができ、外乱やノイズなどを取り除いて必要な情報が得られることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれら特開平６−１７５４２７号公報、特開平７−７２７７７号公報、特開平７−１６９１５４号公報に示された制御装置は、いずれもロータリーエンコーダ、またはそれに類する装置を使用しており、高精度な制御をおこなうためには高精細なロータリーエンコーダを使用せねばならず、高価にならざるを得ない。また、特開平６−１７５４２７号公報に示された装置では、ロータリーエンコーダの誤差を検出するためセンサモジュールを２個使用し、特開平７−１６９１５４号公報に示された装置では、着磁ドラムの着磁を検出する装置などが用いられていてそれだけ高価になる。また、特開平７−７２７７７号公報に示された装置は、タンデム型画像形成装置における各色の感光体への画像形成タイミングをウェブの走行と同期するようにすることが目的であり、感光体そのものの回転変動を補正することについては言及していない。
【０００９】
そのため本願においては、画像形成装置における感光体や中間転写体などの像担持体の回転速度を、簡単で安価な構成で制御する方法及び装置を提供することが課題である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明においては、感光体などの像担持体に、像担持体が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する時間間隔で露光してパターンを形成し、そのパターンを読み取ってくし形フィルタで処理して像担持体の周期的な回転変動データ、或いは回転変動データの逆位相データを記憶し、（その）記憶した回転変動データ、或いは逆位相データで前記像担持体の回転速度を制御して像担持体の回転速度を制御するようにした。
【００１１】
このようにすることにより、等間隔パターンは像担持体上に画像形成装置の機構をそのまま利用して形成することができ、簡単で安価な構成で画像形成装置の像担持体の回転変動を制御することができる。
【００１２】
そして、請求項１は方法発明であって、
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置における感光体や中間転写体などの像担持体に、該像担持体が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する所定時間間隔でパターンを形成し、該パターンをサンプリング周波数ｆｓで読み取ってその時間間隔から像担持体の回転変動を抽出して像担持体の回転速度を制御するようにし、
前記像担持体上に形成したパターンの読み取り出力を最大振幅が周波数ｆ＝ｋ／ｎ・ｆｓ（但しｋ＝０、１、・・・）で繰り返す特性を有するくし形フィルタで処理して作成した像担持体の周期的な回転変動データ、或いは回転変動データの逆位相データを記憶し、該記憶した回転変動データ、或いは逆位相データで前記像担持体の回転速度を制御することを特徴とする。
【００１３】
このように感光体や中間転写体などの像担持体に等時間間隔でパターンを形成することにより、画像形成装置の機構をそのまま利用した回転変動制御方法を提供でき、安価な回転速度制御方法を提供することができる。
【００１４】
そして、感光体などの像担持体に所定時間間隔で形成するパターンは、前記像担持体にパターンを形成する時間間隔を、像担持体が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する時間間隔とし、
また、前記像担持体上に形成したパターンの読み取り出力をくし形フィルタで処理して作成した像担持体の周期的な回転変動データ、或いは回転変動データの逆位相データを記憶し、該記憶した回転変動データ、或いは逆位相データで前記像担持体の回転速度を制御することで、従来のようにロータリーエンコーダなどの高価な部品を使用することなく、またデジタル信号処理（ＤＳＰ）におけるフィルタ伝達関数を表現するフィルタ係数（インパルス応答に等しい）と、入力信号のコンボリューション処理をするための次数分のデータメモリ、係数メモリ、および高速乗算と加算処理などを使用する専用アーキテクチャなどを用いない、安価な回転速度制御方法を提供することができる。すなわちくし形フィルタを用いることにより、遅延段数によってサンプリング周波数の整数分の１の周波数で振幅特性が繰り返され、厳密な振幅特性を要求しないのであれば、数段のデータ遅延と２進数の係数乗算、加算処理でこの誤差、外乱要因を取り除くことができ、一般的なＣＰＵやハードロジックで十分実現可能であり、回転速度制御装置を安価に構成することが可能となる。
【００１５】
そしてさらに本発明においては、
前記パターンを形成する像担持体が感光体であり、該感光体上に形成されたパターンを中間転写体に転写し、該転写したパターンを読み取って前記感光体の回転変動を検出し、感光体の回転速度を制御するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
このようにすることで、感光体と中間転写体の両方の回転変動が混在した変動成分を得ることができ、両者を一定速度で回転させることのできる制御方法を提供できる。
【００１７】
尚、前記中間転写体に転写したパターンを読み取った信号から前記感光体及び中間転写体の回転変動を検出することで、前記感光体と中間転写体の各々における回転速度を制御する制御方法を提供することもできる。
【００１８】
そして、このような方法発明を実施するための装置発明である請求項３は、
電子写真方式により画像を形成する感光体や該画像を転写して担持する中間転写体等の像担持体と、該像担持体の回転変動を検出して像担持体の回転変動データを作成する回転変動検出手段と、該回転変動検出手段の検出した回転変動データによって前記像担持体の回転速度を制御する像担持体駆動手段とを有した画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置において、
前記像担持体の回転変動検出手段は、前記像担持体駆動手段に与える予め設定されている像担持体の回転速度によって像担持体の周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転する時間間隔を算出して該時間間隔でパターンを前記像担持体に形成するパターン形成手段と、該パターン形成手段によって前記像担持体に形成したパターンをサンプリング周波数ｆｓで読み取って像担持体の周期的な回転変動成分を生成するデジタル処理手段と、該デジタル処理手段出力を前記像担持体の少なくとも１回転分記憶する記憶手段とで構成され、
像担持体の周長の１／ｎ（ｎ：整数）の回転に要する時間間隔で像担持体にパターンを形成することで、像担持体の周期的な回転変動を抽出して回転変動を制御するようにし、
前記像担持体の周期的な回転変動を含んだ出力を生成するデジタル処理手段は、最大振幅が周波数ｆ＝ｋ／ｎ・ｆｓ（但しｋ＝０、１、・・・）で繰り返す特性を有するくし形フィルタであることを特徴とする。
【００１９】
このように画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置を構成することにより、前記請求項１又は２において説明した効果、すなわち、画像形成装置の機構をそのまま利用した安価な回転速度制御装置を提供でき、感光体と中間転写体の両方に回転変動が混在した場合でも、両者を一定速度で回転させることのできる制御を実施することができる。
【００２０】
そしてこのように構成した回転速度制御装置において、パターン形成手段によって形成したパターンを読み取って像担持体の周期的な回転変動を含んだ出力を生成するデジタル処理手段は、くし形フィルタである。すなわちくし形フィルタを用いることにより、遅延段数によってサンプリング周波数の整数分の１の周波数で振幅特性が繰り返され、厳密な振幅特性を要求しないのであれば、数段のデータ遅延と２進数の係数乗算、加算処理でこの誤差、外乱要因を取り除くことができ、一般的なＣＰＵやハードロジックで十分実現可能であり、回転速度制御装置を安価に構成することが可能となる。
【００２１】
そして前記パターン読み取り手段は、記像担持体に対面配置し、現像されたトナー像、または転写されたトナー像を読み取る光学センサ、前記像担持体に対面配置し、感光体などの像担持体上に形成された潜像の電位を検出する表面電位センサ、前記像担持体に対面配置して像担持体上に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサなどであることが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態を示した装置の概略ブロック図、図２は像担持体上に形成するパターンの時間間隔とその形成されたパターンを検出した信号の関係を示したタイムチャート、図３は本発明の回転速度制御方法のフロー図、図４は像担持体の回転変動成分の時間変化を示したグラフ、図５は図４に示した回転変動成分の時間変化のスペクトル（周波数分析）、図６は本発明で用いるくし形フィルタの周波数応答を示したグラフ、図７は本発明の回転速度制御装置をタンデム型画像形成装置に応用したときの説明図である。
【００２４】
図１において、１は画像形成装置における感光体などの像担持体、２は感光体１などの像担持体上に形成された潜像の現像器、３は感光体１などの像担持体上に形成されたパターンを読み取るセンサで、これは、光学センサや感光体上に形成されたパターンの潜像を検出する表面電位センサ、及び現像後に形成されたトナー像の濃度を検出する濃度センサなどを用いることができる。５は感光体１などの像担持体上に形成されたパターンを転写する記録媒体、６はセンサ３の検出した信号を増幅成形して量子化し、周期的な変動成分Ｔｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）と非周期的な誤差成分β（ｉＴｐ）を含んだ信号を生成する同期カウンタなどで構成した量子化器、７は回転変動を抽出するためのデジタル処理手段としてのくし形フィルタで、ｎ個の遅延器Ｚ−ｎ１０１と加算器１０２、乗算器１０３で構成され、前記誤差成分β（ｉＴｐ）を除いた感光体１の変動成分データδｗ（ｉ）を抽出する。
【００２５】
８はこのくし形フィルタ７が抽出した回転変動成分データδｗ（ｉ）を像担持体の１回転分毎に積算して平均化する平均化回路、９はこのＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎の回転変動成分データδｗ（ｉ）の平均化結果をＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎に像担持体の１回転分記憶する記憶装置、１０はこの平均化回路８における像担持体の１回転分毎のの平均化、及び記憶装置９におけるＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎の記憶の同期を管理する同期管理回路、１１は記憶装置９に記憶された回転変動成分データδｗ（ｉ）の平均化結果を位相反転する位相反転回路、１２はこの位相反転回路１１からの信号で感光体１等の像担持体を駆動するモータの回転速度を制御する像担持体駆動手段としてのモータ駆動回路である。
【００２６】
１３は画像形成装置において形成された画像信号を露光制御回路１５に送ったり、モータ駆動回路１２に感光体１等の像担持体の回転速度を指示したりする制御回路、１４は、制御回路１３がモータ駆動回路１２に指示した感光体１等の像担持体の回転速度を元に、この像担持体が１／ｎ（ｎ：正数）だけ回転するに要する時間間隔で形成するパターンの信号を生成するパターン生成回路、１５は画像形成装置の制御回路１３やパターン生成回路１４からの信号を受けて露光器１６に信号を送り、画像を形成したり、像担持体が１／ｎ（ｎ：正数）だけ回転するに要する時間間隔のパターンを露光させるための露光制御回路、１６は露光器である。
【００２７】
図２のタイムチャートにおいて（Ａ）は感光体１などの像担持体の周期Ｔｄ（１回転）を示し、（Ｂ）はこの像担持体が１／ｎ（ｎ：正数）だけ回転するに要する時間間隔で露光するパターンの間隔Ｔｐを示したもの、（Ｃ）はこの像担持体上に時間間隔Ｔｐで露光したパターンを現像して読み取った信号で、毎回転毎にほぼ同じように生じるδＴｐ（ｉＴｐ）だけの回転変動と、そのつど生じる誤差、外乱要因からなる誤差成分β（ｉＴｐ）が加算されたものである。
【００２８】
最初に本発明の原理について説明すると、図４は図１に１で示した感光体などの像担持体における回転変動成分の時間変化を示したもので、一般に像担持体の回転変動成分δｗ（ｔ）は、周期Ｔｄで繰り返す周期関数として表され、像担持体の直径をｄ、基本角速度をｗとすると、周期Ｔｄは
0004841077.tif 000002
となる。そしてこのＴｄで繰り返す変動成分のスペクトル（周波数分析）は、
0004841077.tif 000003
とすると、図５のようになる。ここで
0004841077.tif 000004
であり、ｍｆｄ以外の成分は誤差、外乱要因であるから取り除かなければならない。
【００２９】
そのため本発明においては、この誤差、外乱要因を取り除くためにくし形フィルタ７を用いた。すなわちくし形フィルタは、遅延段数によってサンプリング周波数の整数分の１の周波数で振幅特性が繰り返され、厳密な振幅特性を要求しないのであれば、数段のデータ遅延と２進数の係数乗算、加算処理でこの誤差、外乱要因を取り除くことができ、一般的なＣＰＵやハードロジックで十分実現可能である。
【００３０】
今、画像形成装置における感光体１等の像担持体上に、図２（Ｂ）に示したように時間間隔Ｔｐのパターンを形成し、そのパターンをセンサ３で読み取ると、誤差成分β（ｉＴｐ）を含んだ変動成分δｗ（ｔ）は、δＴｐの時間間隔の変動として検出できる。この場合、この図２（Ｃ）のδＴｐ（ｉＴｐ）（ｉ＝…−２、−１、０、１、２…）は、Ｔｐ周期でサンプリングした離散信号であり、サンプリング周波数ｆｓは、
0004841077.tif 000005
である。そして、図１における７で示したくし形フィルタは、サンプリング周波数ｆｓでもっとも簡単に構成できるフィルタの１例であり、この場合ｎ段の遅延器Ｚ−ｎ１０１と、加算器１０２、及び係数乗算器１０３のみで構成できる。
【００３１】
このくし形フィルタ７のシステム関数は、
0004841077.tif 000006
であり、また振幅特性は、
0004841077.tif 000007
となる。ただし、ｆ＝Ω／（２π）・ｆｓである。そして振幅特性が最大となるのは、
0004841077.tif 000008
であり、式（６）を用いて、
0004841077.tif 000009
となる。このときのこのくし形フィルタ７の周波数応答は図６のようになり、この図から最大振幅はｆ＝ｋ／ｎ・ｆｓで繰り返す特性をもつことが解る。
【００３２】
このくし形フィルタ７を用いて、像担持体の変動成分を抽出するには、図５と図６から、像担持体の変動成分ｍ・ｆｄとフィルタの最大振幅ｋ／ｎ・ｆｓが一致すればよいから、次の（７）式が成り立つ。
0004841077.tif 000010
また、ｍ＝１の基本波ｆｄは、ｋ＝１すなわち１／ｎ・ｆｓに等しいから、
0004841077.tif 000011
であり、そのため（２）、（４）、（８）式より（７）式は、
0004841077.tif 000012
から、
0004841077.tif 000013
を満たす事が条件となる。ところで（１）式より、
Ｔｐ＝１／ｎπｄ／ｗ
であり、πｄは像担持体の円周長、πｄ／ｗは像担持体の１周期であるから、（９）式を満たすには、像担持体の円周長と周速から計算し、パターンの間隔Ｔｐを円周長の１／ｎ（ｎ＝１、２、３、…整数）とすればよいことがわかる。
【００３３】
そのため本発明においては、画像形成装置における感光体１等の像担持体上に、像担持体が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する時間間隔でパターンを潜像し、現像して、感光体に向けて配置したセンサ３等でその時間間隔を測定し、くし形フィルタ７で処理することで、時間変動を回転変動成分として検出するようにした。すなわちこのようにすると、サンプリング周波数は感光体等の像担持体へのパターンの書き込み周期（の逆数）となり、このようなシステムを用いれば、ロータリーエンコーダ等が不要で、画像形成装置の構成要素とセンサのみで変動成分が検出可能であり、この変動成分からその逆位相成分を算出してモータ駆動回路１２を制御すれば、機械精度も含めた状態での定速回転が得られ、簡単で安価な構成で画像形成装置の像担持体の回転変動を制御することができると共に、画像むら等のない良好な画像が得られる。
【００３４】
以下本発明を、図１に示したブロック図と図３に示したフロー図を用いて詳細に説明する。パターン生成回路１４は、まず図３のステップＳ１で、制御回路１３がモータ駆動回路１２に指示した感光体１等の像担持体の回転速度からこの像担持体が１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する時間を算出し、この時間間隔で所定のパターン（パターン形状は任意でよい）を露光するよう露光制御回路１５に指示し、露光制御回路１５は露光器１６に信号を送ってステップＳ２で感光体１に潜像を形成する。そしてその潜像を現像器２で現像するとステップＳ３でセンサ３がこれを検出し、その信号は量子化器６で増幅、成形されて量子化され、周期的な変動成分Ｔｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）と非周期的な誤差成分β（ｉＴｐ）を含んだ信号が生成されてくし形フィルタ７に送られる。そして図３におけるステップＳ４において、このくし形フィルタ７で、前記したように感光体１などの像担持体の回転誤差、外乱要因β（ｉＴｐ）を取り除いた回転変動成分データδｗ（ｉ）を抽出し、その信号を平均化回路８に送って同期管理回路１０の指示でＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎（ｉ＝１、２、３、……）のデータを、像担持体の１回転分毎に積算して平均化し、さらにこの平均化結果を同期管理回路１０の指示で記憶装置９にＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎に感光体１などの像担持体の１回転分記憶する。
【００３５】
こうして感光体１などの像担持体における１回転分のＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎の回転変動成分データδｗ（ｉ）が記憶装置９に記憶されると、その記憶結果は感光体１などの像担持体における次の１回転のＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎に同期管理回路１０の指示でこの記憶装置９から読み出され、ステップＳ５で、位相反転回路１１によってこの平均化された回転変動成分データδｗ（ｉ）の位相が反転され、ステップＳ６でその信号がモータ駆動回路１５に送られ、感光体１等の像担持体における回転速度の変動が打ち消される。
【００３６】
このように画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置を構成することにより、前記したように画像形成装置の機構をそのまま利用した簡単で安価な構成の像担持体の回転変動制御装置を提供でき、従来のようにロータリーエンコーダなどの高価な部品を使用することなく、また一般的なデジタル信号処理（ＤＳＰ）におけるフィルタ伝達関数を表現するフィルタ係数（インパルス応答に等しい）と、入力信号のコンボリューション処理をするための次数分のデータメモリ、係数メモリ、および高速乗算と加算処理などを使用する専用アーキテクチャなどが不要となる。
【００３７】
なお以上の説明では、像担持体の１回転毎にＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎の回転変動成分データδｗ（ｉ）を平均化回路８で積算演算して記憶回路９に記憶したが、この平均化回路８を省いてデータを積算せずに記憶するようにしてもよい。また、この変動成分を毎回平均化回路８で演算、記憶するのではなく、例えば画像形成の行われていない時に変動成分を演算、記憶し、画像形成中はこの記憶した値で像担持体を駆動するようにしても良い。さらに、変動成分を記憶装置９に記憶した後位相反転回路１１で位相反転するよう説明したが、これも位相反転した後で記憶するようにしても良い。
【００３８】
以上の説明では、同期管理回路１０はＴｐ＋δＴｐ（ｉＴｐ）毎つまり変動成分を含んだ状態で各回路の同期を制御しているが、量子化器６やフィルタ７で変動成分を抽出した後は、Ｔｐ毎で同期管理するようにしても良い。
【００３９】
また以上の説明では、感光体１などの像担持体の回転速度を制御回路１３が指示した回転速度によって取得するよう説明したが、センサ３で検出した変動成分を含んだデータから、ローパスフィルタ、或いはＰＬＬ（フェーズ・ロック・ループ）等で超低域成分のみを取り出し、これを用いて像担持体の１／ｎとなる時間間隔を算出し、基準信号としてパターンの時間間隔を発生するようにしても良い。
【００４０】
さらに以上の説明では、感光体１のみを用いる画像形成装置の場合を例にとって説明してきたが、カラー画像形成装置においては、一般的に複数色の画像を重ね合わせるため、中間転写ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体が使われており、これらの回転変動も色ずれの原因となるため変動を出来る限り少なくするよう制御する必要があり、こういった場合にも本発明は応用できる。
【００４１】
図７は、一例としてタンデム型カラー画像形成装置における構成を示したもので、この例では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの複数の色に対応したプロセスユニット７０が転写ベルト７１に沿って配置され、各プロセスユニット７０で形成された各色の画像が転写ベルト７１に順次転写された後記録媒体７２に転写され、定着装置７３で定着されて排出されるようになっている。各プロセスユニット７０は、感光体などの像担持体７４と、露光器７５、現像器７６を持ち、最初のプロセスユニットで形成されて転写ベルト７１に転写された画像と、それに続くプロセスユニットで形成された画像が常時ピッタリ一致するよう制御する必要がある。そのためには、転写ベルト７１を一定速度で移動させると共に、感光体７４を一定の角速度で回転させる必要がある。
【００４２】
そのため、こういった中間転写ベルト７１や中間転写ドラムを用いた画像形成装置においても、前記図１におけるパターンを検出するセンサ３を、これら中間転写ベルト７１や中間転写ドラムに向けて７７のように配置し、感光体７４が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する時間間隔でパターンを形成すると共に、現像したパターンをこれら中間転写ベルト７１や中間転写ドラムに転写した後検出することで、感光体７４と中間転写ドラムやベルト７１などの回転変動の混在した変動成分が得られることになる。そのため、この変動成分を前記図１に示したくし形フィルタ７で処理することにより、図１の場合と同様感光体７４と中間転写ドラムやベルト７１などの回転変動を制御する信号が得られ、感光体７４と中間転写ドラムやベルト７１などを一定速度で回転させることができる。
【００４３】
なおこの場合、くし形フィルタの最大振幅（振幅特性のピーク）の繰り返し周期を感光体７４などの像担持体にあわせれば、感光体７４のみの変動成分が得られ、くし形フィルタの最大減衰（ディップ）の繰り返し周期を感光体７４の周期にあわせれば、感光体７４の変動成分は取り除かれ、その他の成分、すなわち中間転写ドラムやベルト７１の成分が得られる。つまり、くし形フィルタを２種類（ピーク型とディップ型）用意してやれば、同じセンサの出力から、感光体７４と中間転写ドラムやベルト７１の両方の変動成分が得られる。
またこの場合、感光体７４に形成するパターンの時間間隔を、これら中間転写ドラムやベルト７１などの周長の１／ｎとし、くし形フィルタ７の設定をこれら中間転写ドラムやベルト７１の周期にあわせれば、これら中間転写ドラムやベルト７１の変動成分を得る事ができる。
【００４４】
また以上の説明では、像担持体の周期的な回転変動を含んだ出力を生成するデジタル処理手段としてくし形フィルタを用いた場合を例に説明したが、このデジタル処理手段としては、例えば感光体１などの像担持体上に形成するパターンの数だけのメモリを用意し、このメモリにセンサ３が検出した像担持体上のパターンの時間間隔を繰り返し加算して平均化処理し、その値とパターン感光体１上に形成する時間間隔とを比較して変動成分を抽出して制御するようにしたり、画像形成装置のスタート時や非画像形成期間に感光体などの像担持体をアイドリング回転させ、そのときに得られた変動成分を前記メモリに記憶して制御するようにすることもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、種々述べてきたように本発明によれば、画像形成装置の機構をそのまま利用し、像担持体が円周長の１／ｎ（ｎ：整数）だけ回転するに要する時間間隔でパターンを感光体などの像担持体に形成することで、遅延段数によってサンプリング周波数の整数分の１の周波数で振幅特性が繰り返されるくし形フィルタを用いて像担持体の誤差、外乱要因を取り除くことができる。従って、従来のようにロータリーエンコーダなどの高価な部品を使用することなく、またデジタル信号処理（ＤＳＰ）におけるフィルタ伝達関数を表現するフィルタ係数（インパルス応答に等しい）と、入力信号のコンボリューション処理をするための次数分のデータメモリ、係数メモリ、および高速乗算と加算処理などを使用する専用アーキテクチャなどを用いることなく、一般的なＣＰＵやハードロジックを用いて像担持体の回転速度制御方法及び装置を構成することができ、回転速度制御方法及び装置を安価に提供することができると共に、感光体や、ドラムやベルトで構成された中間転写体などの像担持体の回転変動に起因する画像ジッタやむらなどや、カラー機の場合の色ずれ等を防止し、良好な画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明になる画像形成装置における像担持体の回転速度制御装置の一実施例ブロック図である。
【図２】  像担持体上に形成するパターンの時間間隔とその形成されたパターンを検出した信号の関係を示したタイムチャートである。
【図３】  本発明になる画像形成装置における像担持体の回転速度制御方法のフロー図である。
【図４】  像担持体の回転変動成分の時間変化を示したグラフである。
【図５】  回転変動成分の時間変化のスペクトル（周波数分析）を示したグラフである。
【図６】  本発明で用いるくし形フィルタの周波数応答を示したグラフである。
【図７】  本発明の回転速度制御装置をタンデム型画像形成装置に応用したときの説明図である。
【符号の説明】
１      感光体などの像担持体
２      現像器
３      パターンを読み取るセンサ
５      記録媒体
６      量子化器
７      くし形フィルタ
８      平均化回路
９      記憶装置
１０    同期管理回路
１１    位相反転回路
１２    モータ駆動回路
１３    制御回路
１４    パターン生成回路
１５    露光制御回路
１６    露光器
１０１  遅延器
１０２  加算器
１０３  乗算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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