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JP2007052111A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2007052111A
JP2007052111A JP2005235837A JP2005235837A JP2007052111A JP 2007052111 A JP2007052111 A JP 2007052111A JP 2005235837 A JP2005235837 A JP 2005235837A JP 2005235837 A JP2005235837 A JP 2005235837A JP 2007052111 A JP2007052111 A JP 2007052111A
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JP
Japan
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speed
belt
image
transfer belt
roller
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Withdrawn
Application number
JP2005235837A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingo Kitamura
慎吾 北村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2005235837A priority Critical patent/JP2007052111A/en
Publication of JP2007052111A publication Critical patent/JP2007052111A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the color smear and nonuniform pitch uneven of a color image caused by speed variations of a conventional transfer belt by correcting nonuniform rotation of the transfer belt taking account of a drive system for drive of the transfer belt and thickness variations of the transfer belt. <P>SOLUTION: The image forming apparatus that forms an image by transferring a toner image to the surface of an image carrier belt or the surface of paper held on the image carrier belt includes: a belt drive means in which two or more rollers for transmitting drive force to the image carrier belt are attached to the transfer belt; a speed detecting means disposed on the image carrier belt and used to detect the rotating speed of a roller other than the drive rollers; and a reference position detecting means for detecting the reference position of the image carrier belt. After the reference position is detected by the reference position detecting means, a rotation correction is made to a drive means for the drive rollers by the speed detecting means from a change in the speed of the image carrier belt made at least one rotation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、感光体や転写ベルト等の回転体を有する画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus having a rotating body such as a photoreceptor or a transfer belt.

カラー画像を生成するためには、一定速度で回転する感光ドラム上に一定間隔でレーザ光を走査して潜像を形成し、トナーにより現像しトナー像を形成する。このトナー像を転写ベルトに転写する。転写ベルト上の同位置にマゼンダ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、ブラック(K)のトナー像を重ねることにより転写ベルト上にカラーのトナー画像が形成される。このトナー画像を転写ベルトから用紙上に転写し、さらに用紙上のトナー画像を定着器にて定着することでトナー画像が永久画像となる。このカラー画像形成装置で前記感光ドラムや転写ベルトは一定回転させるために従来DCブラシレスモータが用いられている。さらに減速ギヤの駆動伝達系により転写ベルトを回転駆動している。転写ベルトが一定速度で回転していないと、4色の画像が転写ベルトの同位置に重ねることができず、色ズレの発生や、駆動系の回転ムラ周波数で画像の濃度ムラが発生してしまうからである。   In order to generate a color image, a latent image is formed by scanning a laser beam on a photosensitive drum rotating at a constant speed at regular intervals, and developed with toner to form a toner image. This toner image is transferred to a transfer belt. A color toner image is formed on the transfer belt by superimposing magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (K) toner images at the same position on the transfer belt. The toner image becomes a permanent image by transferring the toner image from the transfer belt onto a sheet and fixing the toner image on the sheet with a fixing device. In this color image forming apparatus, a DC brushless motor is conventionally used to rotate the photosensitive drum and the transfer belt at a constant rate. Further, the transfer belt is driven to rotate by a drive transmission system of a reduction gear. If the transfer belt does not rotate at a constant speed, the four color images cannot be superimposed at the same position on the transfer belt, causing color misregistration and image density unevenness at the rotational uneven frequency of the drive system. Because it ends up.

DCブラシレスモータはモータ軸の速度、位相を検出して一定の速度、位相になるようにフィードバック制御を行っているために、モータ軸上での回転ムラは小さい。しかし駆動伝達系後の転写ベルトの回転は転写ベルトの厚みが一定でないと、厚みに応じた回転ムラが発生する。そこで従来は、転写ベルトの1回転分の厚みデータを予め記憶しておいて画像形成のタイミングを補正して色ずれを低減する手法が特許文献1で提案されている。   Since the DC brushless motor detects the speed and phase of the motor shaft and performs feedback control so as to obtain a constant speed and phase, the rotation unevenness on the motor shaft is small. However, the rotation of the transfer belt after the drive transmission system causes uneven rotation according to the thickness unless the thickness of the transfer belt is constant. Therefore, conventionally, Patent Document 1 proposes a method of reducing color misregistration by previously storing thickness data for one rotation of the transfer belt and correcting the timing of image formation.

さらには、調整モードで転写ベルト上に所定のパターンを形成し読み込み、1回転分の厚みのバラツキによるベルト表面の速度変動成分を補正する手法も各種提案されている(例えば、特許文献参照)。
特開2000−356875号公報 特開2001−228777号公報
Furthermore, various methods for forming and reading a predetermined pattern on the transfer belt in the adjustment mode and correcting the speed fluctuation component on the belt surface due to the thickness variation for one rotation have been proposed (see, for example, Patent Documents).
JP 2000-356875 A JP 2001-228777 A

しかしながら、従来の構成の場合、転写ベルト駆動軸に取り付ける慣性体は大きな物となってしまい、機器の小型化や低コスト化の障害となっていた。また、ベルトの厚みを検知するための手法として、厚みセンサにより微小なベルトの厚みバラツキを検知するためには高価なセンサを用いなければならず製品化は難しい。さらにベルト厚みバラツキを検知する手法として、転写ベルト上に所定パターンのトナー画像を形成し、このパターンのバラツキにより転写ベルトの厚みバラツキを検知する方法もあるが、画像形成シーケンスとは別のベルト厚さ検知シーケンスにて行う必要があり、機器の生産性低下ということが生じていた。   However, in the case of the conventional configuration, the inertial body attached to the transfer belt drive shaft becomes a large object, which is an obstacle to downsizing and cost reduction of the device. Further, as a method for detecting the thickness of the belt, an expensive sensor must be used in order to detect a minute variation in the thickness of the belt by the thickness sensor, and commercialization is difficult. Furthermore, as a method for detecting the belt thickness variation, there is a method in which a toner image having a predetermined pattern is formed on the transfer belt and the transfer belt thickness variation is detected based on the pattern variation. However, the belt thickness is different from the image forming sequence. It was necessary to carry out in the detection sequence, resulting in a decrease in device productivity.

本発明は、このような背景のもとになされたもので、電子写真与等のカラー画像形成装置において、転写ベルト駆動の駆動系、転写ベルトの厚みバラツキを含んだ転写ベルトの回転ムラを補正して、従来の転写ベルトの速度バラツキによるカラー画像の色ずれやピッチムラの低減を目的としている。   The present invention has been made based on such a background. In a color image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus, the transfer system for driving the transfer belt and the rotation unevenness of the transfer belt including variations in the thickness of the transfer belt are corrected. Thus, it is intended to reduce color misregistration and pitch unevenness of a color image due to speed variation of a conventional transfer belt.

この発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。   The present invention can solve the above problems by providing the following configuration.

(1)トナー画像を像担持ベルト上又は像担持ベルト上に保持された用紙上に転写することで画像を形成する画像形成装置で、
前記像担持ベルトに駆動力を伝達するローラが、転写ベルトに2つ以上取り付けられたベルト駆動手段、
前記像担持ベルトに配置された、駆動ローラとは別のローラの回転速度を検知する速度検知手段、
像担持ベルトの基準位置を検知するための基準位置検知手段を有し、
前記基準位置検知手段で基準位置が検知された後、前記速度検知手段により少なくとも像担持ベルト1回転分の速度変動から、駆動ローラの駆動手段の回転補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
(1) An image forming apparatus that forms an image by transferring a toner image onto an image bearing belt or a sheet held on the image bearing belt.
Belt driving means in which two or more rollers for transmitting driving force to the image bearing belt are attached to the transfer belt;
A speed detecting means for detecting a rotational speed of a roller different from the driving roller, disposed on the image bearing belt;
Having a reference position detecting means for detecting a reference position of the image bearing belt;
An image forming apparatus characterized in that after the reference position is detected by the reference position detecting means, the speed detecting means corrects the rotation of the driving means of the driving roller based on a speed fluctuation corresponding to at least one rotation of the image bearing belt.

本発明によれば、電子写真等の中間転写ベルトを用いた電子写真等の画像形成装置において、転写ベルトの厚み量のちがいによる転写ベルトの速度誤差を補正することが可能となる。そして、転写ベルトの速度を厚みによらず一定で回転させることが可能で、カラー画像の色ズレや濃度ムラを低減する。さらには、画像形成中に特別な補正シーケンスにより画像形成を中断させることなく、生産性を最大限に引き出すことが可能となる。   According to the present invention, in an image forming apparatus such as electrophotography using an intermediate transfer belt such as electrophotography, it is possible to correct a transfer belt speed error due to a difference in the thickness of the transfer belt. The transfer belt can be rotated at a constant speed regardless of the thickness, thereby reducing color misregistration and density unevenness in the color image. Furthermore, productivity can be maximized without interrupting image formation by a special correction sequence during image formation.

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a full-color printer which is an example of an image forming apparatus according to the present invention.

100は複写装置本体、142は原稿の自動給紙を行う循環式自動原稿送り装置(以下RDFと記す)であり、複数枚の原稿は上向き重ねておいた場合、原稿は1番下にあるものから順番に読み込まれるようになっている。   100 is a copying apparatus main body, 142 is a circulation type automatic document feeder (hereinafter referred to as RDF) for automatically feeding documents, and when a plurality of documents are stacked upward, the document is at the bottom. Are read in order.

以下に本実施例の画像形成装置の動作について説明する。   The operation of the image forming apparatus of this embodiment will be described below.

図1において、101は原稿載置台としての原稿台ガラスで、102は原稿照明ランプで走査ミラー103とともにスキャナを構成している。不図示のモータによりスキャナが所定方向に往復走査されて原稿の反射光を走査ミラー103〜105を介してレンズ107を透過してCCDセンサ108に結像する。   In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an original table glass as an original placement table, and reference numeral 102 denotes an original illumination lamp, which constitutes a scanner together with a scanning mirror 103. The scanner is reciprocally scanned in a predetermined direction by a motor (not shown), and the reflected light of the original is transmitted through the lens 107 through the scanning mirrors 103 to 105 to form an image on the CCD sensor 108.

117はレーザで、イメージセンサ部106で電気信号に変換され画像制御部139で所定の画像処理が行われた画像信号に基づいて変調されたレーザ光を感光体ドラム1に照射する。   Reference numeral 117 denotes a laser that irradiates the photosensitive drum 1 with laser light that is converted into an electrical signal by the image sensor unit 106 and modulated based on an image signal that has been subjected to predetermined image processing by the image control unit 139.

像担持体としての感光体ドラム(以下、単に「感光体」という)1は図示しないモータで矢印Aの方向に回転できるように設けられている。感光体1の周囲には、一次帯電器7、露光装置117、色現像ユニット13、黒現像ユニット14、転写帯電器10、クリーナ装置12が配置されている。   A photosensitive drum (hereinafter simply referred to as “photosensitive member”) 1 as an image carrier is provided so as to be rotated in the direction of arrow A by a motor (not shown). Around the photosensitive member 1, a primary charger 7, an exposure device 117, a color developing unit 13, a black developing unit 14, a transfer charger 10, and a cleaner device 12 are arranged.

前記色現像ユニット13はカラー現像のための3台の現像装置13Y,13M,13Cからなる。現像装置13Y,13M,13Cは、感光体1上の潜像をそれぞれY、M、Cのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによって現像ユニット13を矢印R方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体1に当接するように位置合わせされる。   The color developing unit 13 includes three developing devices 13Y, 13M, and 13C for color development. The developing devices 13Y, 13M, and 13C develop the latent images on the photoreceptor 1 with Y, M, and C toners, respectively. When developing the toner of each color, the developing unit 13 is rotated in the direction of arrow R by a motor (not shown), and the developing device for that color is aligned so as to contact the photoreceptor 1.

またフルカラー及び黒単色画像に使用される黒トナーの現像は黒現像装置14にて潜像を黒トナーで現像する。   In developing black toner used for full-color and black single-color images, the black developing device 14 develops the latent image with black toner.

感光体1上に現像された各色のトナー像は、転写装置10によって中間転写体としてのベルト2に順次転写されて、4色のトナー像が重ね合わされる。ベルト2はローラ17,18,19、170、180に張架されている。これらのうち、ローラ17は図示しない駆動源に結合されてベルト2を駆動する駆動ローラとして機能し、ローラ18はベルト2の張力を調節するテンションローラとして機能し、ローラ19は2次転写装置としての転写ローラ21のバックアップローラとして機能する。   The toner images of the respective colors developed on the photosensitive member 1 are sequentially transferred to the belt 2 as an intermediate transfer member by the transfer device 10, and the four color toner images are superimposed. The belt 2 is stretched around rollers 17, 18, 19, 170 and 180. Among these, the roller 17 is coupled to a driving source (not shown) and functions as a driving roller that drives the belt 2, the roller 18 functions as a tension roller that adjusts the tension of the belt 2, and the roller 19 serves as a secondary transfer device. It functions as a backup roller for the transfer roller 21.

ベルト2を挟んでローラ17と対向する位置にはベルトクリーナ22が設けられていて、ベルト2上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。   A belt cleaner 22 is provided at a position facing the roller 17 with the belt 2 interposed therebetween, and residual toner on the belt 2 is scraped off by a blade.

記録紙カセット122からピックアップローラ123で搬送路に引き出された記録紙はローラ対138、126によってニップ部、つまり2次転写装置21とベルト2との当接部に給送される。ベルト2上に形成されたトナー像はこのニップ部で記録紙上に転写され、定着装置150で熱定着されて装置外へ排出される。   The recording paper drawn from the recording paper cassette 122 to the conveyance path by the pickup roller 123 is fed to a nip portion, that is, a contact portion between the secondary transfer device 21 and the belt 2 by a pair of rollers 138 and 126. The toner image formed on the belt 2 is transferred onto the recording paper at the nip portion, thermally fixed by the fixing device 150, and discharged outside the device.

定着器150は上下2つのローラと外部加熱ローラの3ローラで構成され、上側のローラ内部には上ヒータ132、下側のローラ内部には下ヒータ133の2つのヒータが挿入されており、外部加熱ローラ140には外部ヒータ141が挿入されている。また、上ローラ表面に押し当てられて配置されている上サーミスタ134の出力および下ローラ表面に押し当てられて配置されている下サーミスタ135、外部ローラ表面には外部サーミスタ142の出力により図示しないヒータ制御部により上ヒータ132、下ヒータ133、外部ヒータ141のオン・オフを制御しローラ表面の温度を一定に保っている。定着器150で加圧、加熱により定着され、排出ローラ131により本体の外に排出される。   The fixing device 150 is composed of upper and lower two rollers and an external heating roller. The upper heater 132 is inserted into the upper roller, and the lower heater 133 is inserted into the lower roller. An external heater 141 is inserted into the heating roller 140. Further, the output of the upper thermistor 134 that is pressed against the surface of the upper roller, the lower thermistor 135 that is pressed against the surface of the lower roller, and the heater (not shown) on the surface of the outer roller by the output of the external thermistor 142 The controller controls on / off of the upper heater 132, the lower heater 133, and the external heater 141 to keep the temperature of the roller surface constant. The image is fixed by pressure and heat in the fixing device 150 and is discharged out of the main body by the discharge roller 131.

上記構成によるカラープリンタでは、次のようにして画像が形成される。まず、帯電装置7に電圧を印加して感光体1の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体1上の画像部分が予定の露光部電位になるようにレーザースキャナからなる露光装置117で露光を行い潜像が形成される。露光装置117は画像信号に基づいてオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。   In the color printer configured as described above, an image is formed as follows. First, a voltage is applied to the charging device 7 so that the surface of the photoreceptor 1 is uniformly negatively charged with a predetermined charged portion potential. Subsequently, exposure is performed by an exposure device 117 formed of a laser scanner so that the charged image portion on the photosensitive member 1 has a predetermined exposure portion potential, and a latent image is formed. The exposure device 117 is turned on / off based on the image signal to form a latent image corresponding to the image.

現像装置13Y等の現像ローラには各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、前記潜像は該現像ローラの位置を通過時にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は転写装置10でベルト2に転写され、さらに2次転写装置21で記録紙に転写された後、定着装置5に送給される。フルカラープリント時はベルト上で4色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転写される。感光体1上に残留したトナーは予備清掃装置でトナーの帯電を、クリーニングしやすい状態にし、クリーナ装置12で除去・回収され、最後に、感光体1は除電装置(不図示)で一様に0ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。   A developing bias set in advance for each color is applied to the developing roller of the developing device 13Y and the like, and the latent image is developed with toner when passing through the position of the developing roller and visualized as a toner image. The toner image is transferred to the belt 2 by the transfer device 10, further transferred to the recording paper by the secondary transfer device 21, and then fed to the fixing device 5. In full-color printing, toners of four colors are superimposed on the belt and then transferred onto the recording paper. The toner remaining on the photosensitive member 1 is made easy to clean with a preliminary cleaning device, and is removed and collected by the cleaner device 12. Finally, the photosensitive member 1 is uniformly removed by a static eliminator (not shown). The charge is removed to near 0 volts to prepare for the next image forming cycle.

上記カラープリンタの画像形成タイミングは、ベルト2上の所定位置を基準として制御されている。ベルト2は駆動ローラ17、テンションローラ18、バックアップローラ19からなるローラ類に掛け渡されていて、テンションローラ18によって所定の張力が与えられている。   The image forming timing of the color printer is controlled with reference to a predetermined position on the belt 2. The belt 2 is stretched around rollers including a driving roller 17, a tension roller 18, and a backup roller 19, and a predetermined tension is applied by the tension roller 18.

駆動ローラ17およびローラ19の間には、基準位置を検知する反射型センサ160及び161が配置されている。反射型センサ160及び161はベルト2の外周面端部に設けられた反射テープ等のマーキングを検知してイメージ・トップ信号(以下ITOP信号とする)を出力する。   Reflective sensors 160 and 161 for detecting the reference position are arranged between the drive roller 17 and the roller 19. The reflective sensors 160 and 161 detect markings such as a reflective tape provided at the end of the outer peripheral surface of the belt 2 and output an image top signal (hereinafter referred to as an ITOP signal).

前記感光体1の外周の長さとベルト2の周長は、1:n(nは整数)で表される整数比になっている。このように設定しておくと、ベルト2が1周する間に、感光体1が整数回転し、ベルト1周前とまったく同じ状態に戻るため、中間転写ベルト2上に4色を重ね合わせる際に(ベルトは4周回る)、感光体1の回転ムラによる色ズレを回避することが可能である。   The peripheral length of the photoreceptor 1 and the peripheral length of the belt 2 have an integer ratio represented by 1: n (n is an integer). With this setting, the photosensitive member 1 rotates an integer during one revolution of the belt 2 and returns to the same state as before one revolution of the belt, so that the four colors are superimposed on the intermediate transfer belt 2. In this case (the belt rotates four times), it is possible to avoid color misregistration due to uneven rotation of the photoreceptor 1.

次に、前記色現像ユニット13(回転現像器)の回転制御を低振動で行うための構成について図を参照しながら説明する。   Next, a configuration for performing rotation control of the color developing unit 13 (rotating developer) with low vibration will be described with reference to the drawings.

図2は、ドラム/中間転写体を用いた画像形成装置の概略図である。210は感光ドラムである。中間転写体202は、ベルト駆動ローラ206を駆動するステッピングモータ212で回転駆動される。213は基準信号を生成するためのセンサであり、中間転写体202に取り付けられたマークを検出して、検出信号を画像形成装置の制御部211に送る。   FIG. 2 is a schematic diagram of an image forming apparatus using a drum / intermediate transfer member. Reference numeral 210 denotes a photosensitive drum. The intermediate transfer member 202 is rotationally driven by a stepping motor 212 that drives a belt driving roller 206. A sensor 213 generates a reference signal, detects a mark attached to the intermediate transfer body 202, and sends a detection signal to the control unit 211 of the image forming apparatus.

図示しないレーザ走査部において、感光ドラム210上に画像信号に応じた潜像画像を形成する。現像器は回転現像器207に入っており、現像色に応じて回転現像器は回転駆動され、所定の現像色の現像器を感光ドラムに当節する構成となっている。そして、潜像画像を現像色のトナーで現像することで感光ドラム上には可視化されたトナー画像が形成される。感光ドラム上に形成されたトナー画像、例えばマゼンダのトナー画像が形成され、中間転写体の基準信号に応じた中間転写体上の位置に一次転写ローラ部204で中間転写体202にトナー画像が転写される。この一連の画像形成制御は、センサ212で生成される中間転写体上の位置を表す基準信号を元に制御することで、中間転写体の所定位置にトナー画像を形成することができる。   In a laser scanning unit (not shown), a latent image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive drum 210. The developing device is contained in a rotating developing device 207, and the rotating developing device is driven to rotate in accordance with the developing color, so that the developing device of a predetermined developing color is brought into contact with the photosensitive drum. Then, the latent image is developed with development color toner, whereby a visualized toner image is formed on the photosensitive drum. A toner image formed on the photosensitive drum, for example, a magenta toner image, is formed, and the toner image is transferred to the intermediate transfer member 202 by the primary transfer roller unit 204 at a position on the intermediate transfer member according to the reference signal of the intermediate transfer member. Is done. In this series of image formation control, a toner image can be formed at a predetermined position of the intermediate transfer member by controlling based on a reference signal that is generated by the sensor 212 and represents the position on the intermediate transfer member.

さらに、回転現像器207を回転させて現像色を変えることでシアン、イエロー、ブラックのトナー画像を感光ドラムで現像し、前記基準信号に応じて、感光ドラム201でトナー画像を現像し、このトナー画像を中間転写体に転写する。前記基準信号をもとに中間転写体上にトナー画像を形成するために、中間転写体202上にはマゼンダ・シアン・イエロー・ブラックの4色のトナー画像が同じ位置に形成されカラー画像が形成される。   Further, by rotating the rotary developing device 207 to change the development color, cyan, yellow, and black toner images are developed on the photosensitive drum, and the toner image is developed on the photosensitive drum 201 in accordance with the reference signal. Transfer the image to an intermediate transfer member. In order to form a toner image on the intermediate transfer member based on the reference signal, four color toner images of magenta, cyan, yellow, and black are formed at the same position on the intermediate transfer member 202 to form a color image. Is done.

203はテンションローラであり、このローラに取り付けられたエンコーダ214によりベルト駆動の速度誤差を検出する。速度誤差信号は制御回路211へ送られて、前記の基準信号発生から転写ベルト1回転分の転写ベルトの速度誤差を取り込む。この速度誤差データから駆動モータ212の駆動速度を補正することで、転写ベルト202の速度ムラの補正を行い、4色のトナー像がまったく同位置にかさなるように補正を行う。   A tension roller 203 detects a belt drive speed error by an encoder 214 attached to the roller. The speed error signal is sent to the control circuit 211, and the transfer belt speed error for one rotation of the transfer belt is taken in from the reference signal generation. By correcting the drive speed of the drive motor 212 from this speed error data, the speed unevenness of the transfer belt 202 is corrected, and correction is performed so that the four color toner images are exactly at the same position.

この中間転写体202上に可視化されたトナー画像を用紙上に転写するためには、2次転写ローラ部205においてトナー画像の先端と用紙上の画像先端部の位相をあわせるように用紙をレジローラ部208から用紙を搬送して、用紙上にトナー画像の転写を行う。この位相を合わせる制御も前記基準信号をもとにレジローラ駆動開始タイミングを制御回路211で生成し用紙を搬送することで可能となる。   In order to transfer the toner image visualized on the intermediate transfer body 202 onto the paper, the secondary transfer roller unit 205 moves the paper to the registration roller unit so that the leading edge of the toner image is aligned with the phase of the leading edge of the image on the paper. The sheet is conveyed from 208 and the toner image is transferred onto the sheet. This phase matching control is also possible by generating registration roller driving start timing by the control circuit 211 based on the reference signal and conveying the paper.

さらに、用紙上のトナー画像を永久画像とするためには、トナー画像にたいして、熱さらには圧力を与え用紙にトナーを定着させることが必要となる。そこで、2次転写ローラ部205にて用紙に転写されたトナー画像は、定着前の用紙搬送部209により定着器210に搬送される。そして定着器210を通し永久画像とする。この定着器210は、トナーを永久画像とさせ、主に所定の熱量を与える構成となっている。   Further, in order to make the toner image on the paper a permanent image, it is necessary to apply heat and pressure to the toner image to fix the toner on the paper. Therefore, the toner image transferred onto the sheet by the secondary transfer roller unit 205 is conveyed to the fixing device 210 by the sheet conveying unit 209 before fixing. Then, a permanent image is obtained through the fixing device 210. The fixing device 210 is configured to make toner a permanent image and mainly apply a predetermined amount of heat.

図3にベルト厚み差による転写ベルトの速度差の概念図を示す。図中901は転写ベルトであり、転写ベルトの速度基準としては、図中の転写ベルトの厚み中心903で表す。この転写ベルト外側902と転写ベルト内側904の厚さh906で、駆動ローラおよびテンションローラの半径をr、駆動ローラの角速度ω907とし、転写ベルトの速度Vaは次式(1)で表すことができる。   FIG. 3 shows a conceptual diagram of the transfer belt speed difference due to the belt thickness difference. In the figure, reference numeral 901 denotes a transfer belt, and the transfer belt speed reference is represented by the thickness center 903 of the transfer belt in the figure. With the thickness h906 of the transfer belt outer side 902 and the transfer belt inner side 904, the radius of the drive roller and the tension roller is r, the angular velocity ω907 of the drive roller, and the transfer belt speed Va can be expressed by the following equation (1).

Va=(r+h/2)×ω ‥‥‥(1)   Va = (r + h / 2) × ω (1)

よって、駆動ローラの角速度が一定であるとすると、ベルト厚みhに変動があると転写ベルトの速度Vaも変動する。一方テンションローラ909は転写ベルトの回転により回転駆動されるために、Va905の速度変動に応じて、回転角速度も変動する。そこで、テンションローラ909の角速度の変化を読み取ることで、転写ベルトの厚さの変動を把握することが可能である。さらには、駆動ローラの半径の変動や、駆動ギヤが主原因となる駆動ローラの回転変動も同時に読み取れる利点もある。   Therefore, assuming that the angular velocity of the driving roller is constant, the transfer belt speed Va also changes when the belt thickness h changes. On the other hand, since the tension roller 909 is rotationally driven by the rotation of the transfer belt, the rotational angular speed also varies in accordance with the speed variation of Va 905. Therefore, it is possible to grasp the variation in the thickness of the transfer belt by reading the change in the angular velocity of the tension roller 909. Furthermore, there is an advantage that the fluctuation of the radius of the driving roller and the rotation fluctuation of the driving roller mainly caused by the driving gear can be read at the same time.

図4に本発明の制御の模式図を示す。図中501は転写ベルトの厚みの外側、502は転写ベルトの厚みの中心部、503は転写ベルトの厚みの内側である。505はテンションローラに取り付けられたエンコーダであり、転写ベルト内側の速度に応じた速度信号を出力する。504は駆動ローラを駆動するステッピングモータである。518は転写ベルト内側の基準マークを検出するためのセンサである。517は転写ベルトの基準マークである。この転写ベルトはベルト厚みの中心に対して内径、外径がベルト1回転分で同一であるために基準マークを検出してからの1回転分の速度は、外形、中心、内径で速度誤差は無い。TOP信号519の立ち上がりエッジ検出後の速度は一定で、速度520の様になる。   FIG. 4 shows a schematic diagram of the control of the present invention. In the figure, 501 is the outside of the thickness of the transfer belt, 502 is the central portion of the thickness of the transfer belt, and 503 is the inside of the thickness of the transfer belt. Reference numeral 505 denotes an encoder attached to the tension roller, which outputs a speed signal corresponding to the speed inside the transfer belt. A stepping motor 504 drives the driving roller. Reference numeral 518 denotes a sensor for detecting a reference mark inside the transfer belt. Reference numeral 517 denotes a reference mark of the transfer belt. Since this transfer belt has the same inner diameter and outer diameter for one rotation of the belt with respect to the center of the belt thickness, the speed for one rotation after the detection of the reference mark is the speed error for the outer shape, the center and the inner diameter. No. The speed of the TOP signal 519 after the rising edge is detected is constant, such as speed 520.

転写ベルトの厚みに誤差がある場合については、速度誤差が生じる。506は転写ベルトの厚みの外側、507は転写ベルトの厚みの中心部、508は転写ベルトの厚みの内側である。510はテンションローラに取り付けられたエンコーダであり、転写ベルト内側の速度に応じた速度信号を出力する。509は駆動ローラを駆動するステッピングモータである。512は転写ベルト内側の基準マークを検出するためのセンサである。   When there is an error in the thickness of the transfer belt, a speed error occurs. Reference numeral 506 denotes an outside of the transfer belt thickness, 507 denotes a central portion of the transfer belt thickness, and 508 denotes an inside of the transfer belt thickness. Reference numeral 510 denotes an encoder attached to the tension roller, which outputs a speed signal corresponding to the speed inside the transfer belt. A stepping motor 509 drives the driving roller. Reference numeral 512 denotes a sensor for detecting a reference mark inside the transfer belt.

511は転写ベルトの基準マークである。ベルトの中心での速度を基準値速度とすると、ベルトの厚みが大きいとベルト表面の速度は早くなり、ベルトの厚みが小さいとベルト表面の速度は遅くなる。よって、ベルトの厚みが大きいときは駆動ローラの速度を遅くするように、ベルトの厚みが小さい場合は駆動ローラの速度を早くするように制御することでベルト表面での速度を一定にすることが可能となる。   Reference numeral 511 denotes a transfer belt reference mark. If the speed at the center of the belt is a reference speed, the belt surface speed increases when the belt thickness is large, and the belt surface speed decreases when the belt thickness is small. Therefore, the speed on the belt surface can be kept constant by controlling the speed of the driving roller to be slow when the belt thickness is large, and to increase the speed of the driving roller when the belt thickness is small. It becomes possible.

転写ベルトの駆動ローラを駆動するモータ509は、Va514に示す様に一定速度で回転される。この時のTOP信号513が検出されてからのテンションローラの速度誤差データをVb515に示す。TOP信号検出直後では、駆動ローラ側のベルト厚みが厚いために、駆動ローラと180度位相が異なる位置に取り付けられたテンションローラでの速度は早くなる。そして1回転分の速度誤差は図の515のようになる。   A motor 509 that drives the driving roller of the transfer belt is rotated at a constant speed as indicated by Va514. Vb515 shows the speed error data of the tension roller after the TOP signal 513 is detected at this time. Immediately after the TOP signal is detected, the belt on the drive roller side is thick, so that the speed of the tension roller attached at a position 180 degrees out of phase with the drive roller is high. The speed error for one rotation is as shown in FIG.

516はエンコーダ510で検出した速度誤差にたいして、駆動モータに加える回転速度補正のプロファイルである。522は前記の転写ベルトの厚み誤差で生じた1回転分の回転誤差である。ここで、駆動モータに対して転写ベルトの基準位置信号発生から、転写ベルト1回転の回転誤差をキャンセルするように逆位相の速度プロファイル521で駆動する。よって、駆動ローラを駆動するモータの速度をTOP信号513の検出から521に示すようなモータ駆動速度に補正することで、ベルトの厚みによる速度誤差が補正できることとなる。   Reference numeral 516 denotes a rotational speed correction profile applied to the drive motor for the speed error detected by the encoder 510. Reference numeral 522 denotes a rotation error for one rotation caused by the thickness error of the transfer belt. Here, the drive motor is driven with a speed profile 521 having an opposite phase so as to cancel the rotation error of one rotation of the transfer belt from the generation of the reference position signal of the transfer belt. Therefore, the speed error due to the thickness of the belt can be corrected by correcting the speed of the motor that drives the driving roller to the motor driving speed as indicated by 521 from the detection of the TOP signal 513.

図5は、本発明の制御回路211のベルト駆動の駆動モータの制御フローである。   FIG. 5 is a control flow of the belt-driven drive motor of the control circuit 211 of the present invention.

まず、ベルト駆動モータを所定のベルト回転速度に応じた速度で駆動する(ステップ1001)その後、ベルトの回転速度が一定回転になった後に、TOP信号の立ち上がりエッジが検出されたかどうかが判断される(ステップ1002)。TOP信号のエッジが検出されない場合は、モータを回転させつづける。TOP信号のエッジが検出された場合は、テンションローラの速度誤差を転写ベルト1回転分サンプリングする(ステップ1003)そして、1回転分サンプリングが終了すると、駆動ローラの速度補正値に演算して、転写ベルト1回転分の速度補正値をメモリに保存する(ステップ1004)。次に転写ベルト1回転分の補正データがあるかが判別される、補正データがない場合は、所定の速度でステッピングモータを回転させる。補正データがある場合は、TOP検出後の転写ベルト1回転分の駆動モータの回転制御を、メモリに保存された速度補正値に応じて駆動する(ステップ1006)。   First, the belt drive motor is driven at a speed corresponding to a predetermined belt rotation speed (step 1001). After that, after the belt rotation speed reaches a constant rotation, it is determined whether a rising edge of the TOP signal is detected. (Step 1002). If the edge of the TOP signal is not detected, the motor continues to rotate. When the edge of the TOP signal is detected, the speed error of the tension roller is sampled for one rotation of the transfer belt (step 1003). When the sampling for one rotation is completed, the speed correction value of the driving roller is calculated and transferred. The speed correction value for one rotation of the belt is stored in the memory (step 1004). Next, it is determined whether there is correction data for one rotation of the transfer belt. If there is no correction data, the stepping motor is rotated at a predetermined speed. If there is correction data, the rotation control of the drive motor for one rotation of the transfer belt after TOP detection is driven according to the speed correction value stored in the memory (step 1006).

図6に本発明の制御の模式図を示す。図中701は転写ベルト、702は転写ベルト内のテンションローラに取り付けられたエンコーダでありテンションローラの回転速度に応じた速度信号を出力する。703は転写ベルト内の駆動ローラに取り付けられたステッピングモータであり、画像形成に使用される転写ベルトの回転速度で回転駆動する。704は転写ベルトに取り付けられた基準マークを検出して、基準信号を生成するためのセンサである。705は転写ベルト内部に取り付けられた基準マークである。この基準信号は転写ベルト701が1回転するごとに発生する。706は演算部でありエンコーダ702の信号に対してローパスフィルタをかけて転写ベルト1周期分の速度誤差データを保存する。この転写ベルト1周分のデータに対して高速フーリエ変換を行う。高速フーリエ変換されたデータのうち速度変動の大きな周波数だけを低減し、その他の周波数は制御しないように周波数帯域を決定する。また、前記1回転分の速度誤差データをもとに、転写ベルトの速度誤差を打ち消すように、転写ベルト1周期分のモータ駆動プロファイルを生成する。707はモータ駆動パルス発生部であり、演算部からのモータ駆動プロファイルに応じて、ステッピングモータの相信号を生成する。708はモータドライバ部であり、モータ駆動パルス発生部707で生成されたステッピングモータの相信号に応じて、ステッピングモータ703を回転駆動する。   FIG. 6 shows a schematic diagram of the control of the present invention. In the figure, reference numeral 701 denotes a transfer belt, and reference numeral 702 denotes an encoder attached to a tension roller in the transfer belt, which outputs a speed signal corresponding to the rotation speed of the tension roller. A stepping motor 703 is attached to a driving roller in the transfer belt, and is driven to rotate at the rotation speed of the transfer belt used for image formation. A sensor 704 detects a reference mark attached to the transfer belt and generates a reference signal. Reference numeral 705 denotes a reference mark attached inside the transfer belt. This reference signal is generated every time the transfer belt 701 rotates once. A calculation unit 706 applies a low-pass filter to the signal of the encoder 702 and stores speed error data for one cycle of the transfer belt. Fast Fourier transform is performed on the data for one round of the transfer belt. Of the fast Fourier transformed data, only the frequency with a large speed fluctuation is reduced, and the frequency band is determined so as not to control other frequencies. Further, based on the speed error data for one rotation, a motor drive profile for one cycle of the transfer belt is generated so as to cancel the speed error of the transfer belt. Reference numeral 707 denotes a motor drive pulse generator, which generates a phase signal of the stepping motor in accordance with the motor drive profile from the calculator. A motor driver unit 708 rotationally drives the stepping motor 703 in accordance with the phase signal of the stepping motor generated by the motor drive pulse generation unit 707.

図7は、転写ベルト1回転分の変動量のFFTグラフである。   FIG. 7 is an FFT graph of the fluctuation amount for one rotation of the transfer belt.

縦軸は、各周波数成分の位置変動量Δd(μm)1101を示している。横軸は、周波数f(Hz)1102を示している。この例では、転写ベルト1回転分の時間を1sec、周波数では1Hzとし、駆動ローラの1回転時間を1/6sec、6Hzとしている。この例であると、転写ベルト1回転周期の周波数成分は30μm以上の位置変動成分を有していることがわかる。また駆動ローラの回転周期の周波数成分では、30μm以下の位置変動成分である。そこで、転写ベルト1回転周期の位置変動量をなくすことで、転写ベルトの位置ずれが30μm以下にすることができるのである。この30μmとは、一般的に、電子写真画像の色間のずれやピッチズレが人間の目で見て分かるズレ量は30μm以上といわれている。よって、変動量を30μm以下に抑えることで、画像の品質を大幅に向上可能なのである。   The vertical axis indicates the position fluctuation amount Δd (μm) 1101 of each frequency component. The horizontal axis indicates the frequency f (Hz) 1102. In this example, the time for one rotation of the transfer belt is 1 sec, the frequency is 1 Hz, and the rotation time of the driving roller is 1/6 sec, 6 Hz. In this example, it can be seen that the frequency component of one rotation period of the transfer belt has a position fluctuation component of 30 μm or more. Further, the frequency component of the rotation period of the driving roller is a position fluctuation component of 30 μm or less. Therefore, the positional deviation of the transfer belt can be reduced to 30 μm or less by eliminating the positional fluctuation amount in one rotation period of the transfer belt. This 30 μm is generally said to be an amount of deviation of 30 μm or more that can be seen by human eyes with respect to color shifts and pitch deviations of electrophotographic images. Therefore, by suppressing the fluctuation amount to 30 μm or less, the image quality can be greatly improved.

図8は、転写ベルト1回転の周波数成分に対しての回転補正後のFFTグラフである。   FIG. 8 is an FFT graph after rotation correction for the frequency component of one transfer belt rotation.

縦軸は、各周波数成分の位置変動量Δd(μm)1201を示している。横軸は、周波数f(Hz)1202を示している。また、1205は、転写ベルト1回転周期の周波数成分を主に抜き出すためのローパスフィルタの特性を示す。この例では、ローパスフィルタにより転写ベルト1回転周期の周波数成分を用いて、転写ベルト駆動モータの回転を補正することで、補正前は30μm以上であった変動量が10μmいかに補正されていることは分かる。   The vertical axis indicates the position fluctuation amount Δd (μm) 1201 of each frequency component. The horizontal axis indicates the frequency f (Hz) 1202. Reference numeral 1205 denotes the characteristics of a low-pass filter for mainly extracting the frequency component of one rotation period of the transfer belt. In this example, by correcting the rotation of the transfer belt drive motor using the frequency component of one rotation period of the transfer belt by the low-pass filter, the fluctuation amount that was 30 μm or more before correction is corrected to 10 μm. I understand.

図9は本発明の実施例2の制御フローで制御回路211で処理される。転写ベルトの駆動が開始されると、ローパスフィルタに初期の定数が設定される(ステップ801)。そして、初期のフィルター定数を通した速度変動信号をベルト1周分サンプルする。このサンプルされたデータに対して基準速度との誤差をベルト1周分演算しメモリに保存する(ステップ802)。ベルト1周分の前記速度誤差データに対して高速フーリエ変換を行い、速度変動量と周波数の関係を導き出す(ステップ803)。高速フーリエ変換された速度変動量を周波数から、色ずれに支配的は周波数を選択する。例えば転写ベルト上に画像を重ね合わせるときに30μm以下にしたい場合は、30μm以下にするための速度変動量に支配的な周波数を選択し、この周波数の最大周波数以下の速度変動信号を確実に通すようなフィルター定数を演算する(ステップ804)。演算されたフィルター定数を前記ローパスフィルタに設定する(ステップ805)。さらに新たなフィルター定数でベルト1周分の速度誤差データをサンプルする(ステップ806)。その後、ベルト1周分の速度誤差を打ち消すようにモータ駆動補正プロファイルを演算する。   FIG. 9 is processed by the control circuit 211 in the control flow of the second embodiment of the present invention. When driving of the transfer belt is started, an initial constant is set in the low-pass filter (step 801). Then, the speed fluctuation signal passing through the initial filter constant is sampled for one belt revolution. An error from the reference speed is calculated for one round of the belt with respect to the sampled data and stored in the memory (step 802). A fast Fourier transform is performed on the speed error data for one revolution of the belt to derive a relationship between the speed fluctuation amount and the frequency (step 803). The frequency that is dominant in color shift is selected from the frequency of the speed fluctuation amount that has been subjected to the fast Fourier transform. For example, when superimposing an image on a transfer belt, if it is desired to make it 30 μm or less, a frequency dominant to the speed fluctuation amount for making it 30 μm or less is selected, and a speed fluctuation signal below this frequency is reliably passed. Such a filter constant is calculated (step 804). The calculated filter constant is set in the low-pass filter (step 805). Further, the speed error data for one revolution of the belt is sampled with a new filter constant (step 806). Thereafter, the motor drive correction profile is calculated so as to cancel the speed error for one belt revolution.

これは、テンションローラに接続されたエンコーダで読み取られた速度誤差データから、転写ベルト内の駆動ローラとテンションローラの取り付け位相を考慮して、駆動ローラの転写ベルト1周分の速度誤差を算出する。そして、この駆動ローラ部での速度誤差を打ち消すよな駆動モータの転写ベルト1周分の駆動パルスレートのプロファイルを作成する(ステップ807)。そして、基準信号から作成されたプロファイルでモータを駆動する(ステップ808)。補正プロファイルで転写ベルトを駆動した結果、色ずれがなくなる速度変動値になっているか確認され、色ずれの無い速度変動値になっている場合は、補正が終了され、色ずれの無い速度変動値になっていない場合は、再度補正シーケンスを行う(ステップ809)。   This is based on the speed error data read by the encoder connected to the tension roller, and the speed error for one rotation of the transfer belt of the drive roller is calculated in consideration of the mounting phase of the drive roller and tension roller in the transfer belt. . Then, a drive pulse rate profile for one rotation of the transfer belt of the drive motor that cancels out the speed error in the drive roller section is created (step 807). Then, the motor is driven with the profile created from the reference signal (step 808). As a result of driving the transfer belt with the correction profile, it is confirmed whether the speed fluctuation value eliminates color misregistration. If the speed fluctuation value has no color misregistration, the correction is terminated and the speed fluctuation value without color misregistration is reached. If not, the correction sequence is performed again (step 809).

尚、上述の実施例では、中間転写ベルトで説明したが、紙を搬送する搬送ベルト、又は感光ベルトでも構わない。   In the above-described embodiment, the intermediate transfer belt has been described. However, a conveyance belt for conveying paper or a photosensitive belt may be used.

本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの構成図1 is a configuration diagram of a full-color printer which is an example of an image forming apparatus according to the present invention. ドラム/中間転写体を用いた画像形成装置の概略図Schematic diagram of an image forming apparatus using a drum / intermediate transfer member ベルト厚み差による転写ベルトの速度差の概念図Conceptual diagram of transfer belt speed difference due to belt thickness difference 本発明の制御の模式図Schematic diagram of the control of the present invention 本発明の制御回路のベルト駆動の駆動モータの制御フローControl flow of belt-driven drive motor of control circuit of the present invention 本発明の制御の模式図Schematic diagram of the control of the present invention 転写ベルト1回転分の変動量のFFTグラフFFT graph of fluctuation amount for one rotation of transfer belt 転写ベルト1回転の周波数成分に対しての回転補正後のFFTグラフFFT graph after rotation correction for the frequency component of one rotation of the transfer belt 本発明の制御フローControl flow of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

510 エンコーダ
509 ステッピングモータ
517 転写ベルトの基準マーク
518 センサ
510 Encoder 509 Stepping motor 517 Transfer belt reference mark 518 Sensor

Claims (3)

トナー画像を像担持ベルト上又は像担持ベルト上に保持された用紙上に転写することで画像を形成する画像形成装置で、
前記像担持ベルトに駆動力を伝達するローラが、転写ベルトに2つ以上取り付けられたベルト駆動手段、
前記像担持ベルトに配置された、駆動ローラとは別のローラの回転速度を検知する速度検知手段、
像担持ベルトの基準位置を検知するための基準位置検知手段を有し、
前記基準位置検知手段で基準位置が検知された後、前記速度検知手段により少なくとも像担持ベルト1回転分の速度変動から、駆動ローラの駆動手段の回転補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus that forms an image by transferring a toner image onto an image bearing belt or a sheet held on the image bearing belt.
Belt driving means in which two or more rollers for transmitting driving force to the image bearing belt are attached to the transfer belt;
A speed detecting means for detecting a rotational speed of a roller different from the driving roller, disposed on the image bearing belt;
Having a reference position detecting means for detecting a reference position of the image bearing belt;
An image forming apparatus characterized in that after the reference position is detected by the reference position detecting means, the speed detecting means corrects the rotation of the driving means of the driving roller based on a speed fluctuation corresponding to at least one rotation of the image bearing belt.
請求項1記載の画像形成装置で、ローラの回転速度を検知する検知手段にステッピングモータを用いたことを特徴とする画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a stepping motor is used as a detecting means for detecting the rotation speed of the roller. トナー画像を像担持ベルト上又は像担持ベルト上に保持された用紙上に転写することで画像を形成する画像形成装置で、
前記像担持ベルトに駆動力を伝達する駆動ローラと、駆動ローラを回転駆動するための駆動手段と、
前記像担持ベルトに配置され、前記駆動ローラに対して所定の位相に配置されたローラの回転速度を検知して第一の速度信号を生成する速度検知手段、
前記速度検知手段から出力された速度信号に対して、所定の周波数以下の成分の第二の速度信号を生成するためのフィルター手段、
前記フィルター手段からの出力信号に対してフーリエ変換処理するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段から得られた回転速度の周波数成分の中から、周波数および振幅値から補正が必要な周波数帯域を選択する選択手段を有し、
前記選択手段で選択された周波数帯域の速度信号を生成するために、前記フィルター手段のフィルター定数を変更し、変更されたフィルター手段で生成された第二の速度信号に応じて駆動手段の回転を補正することを特徴する画像形成装置。
An image forming apparatus that forms an image by transferring a toner image onto an image bearing belt or a sheet held on the image bearing belt.
A driving roller for transmitting a driving force to the image bearing belt; and a driving means for rotationally driving the driving roller;
A speed detection unit that is disposed on the image bearing belt and detects a rotation speed of a roller disposed at a predetermined phase with respect to the drive roller to generate a first speed signal;
Filter means for generating a second speed signal having a component equal to or lower than a predetermined frequency with respect to the speed signal output from the speed detection means,
Fourier transform means for performing a Fourier transform process on the output signal from the filter means;
A selection means for selecting a frequency band that needs to be corrected from a frequency and an amplitude value from among the frequency components of the rotational speed obtained from the Fourier transform means;
In order to generate the speed signal of the frequency band selected by the selection means, the filter constant of the filter means is changed, and the driving means is rotated according to the second speed signal generated by the changed filter means. An image forming apparatus that performs correction.
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