图像形成装置转让专利
申请号 : CN200710136068.2
文献号 : CN101105662B
文献日 : 2010-06-09
发明人 : 松田裕道
申请人 : 株式会社理光
摘要 :
本发明不受潜像载置体上的潜像写入位置和转印位置之间的相位差角度的限制，就可以抑制因传达到潜像载置体里的转动驱动力的转动角速度变动而产生的、潜像载置体的周期性表面移动速度变动。通过图样探测器40来检测规定的检测用图样，在认识由该检测数据得到的感光体鼓2的一个周期的转动角变动量或转动角速度变动后，以抵消该转动角变动量或转动角速度变动的反转值作为补正值，通过将该补正值重叠到补正前的上述目标转动角位移或角速度里，来补正目标转动角位移或角速度。
权利要求 :
1.一种图像形成装置，其在潜像载置体上形成潜像之后，将所述潜像经可视化后得到的可视图像介由表面移动部件之中间转印体来转印到记录材料里；
其特征在于包括：
驱动控制手段，其对所述潜像载置体进行驱动控制，以使所述潜像载置体的转动角位移或角速度与目标转动角位移或角速度一致；
图样检测手段，其在从所述潜像载置体转印至所述表面移动部件之后，检测沿所述表面移动部件的表面移动方向所排列的复数个检测用图样；
补正手段，其从所述图样检测手段所检测到的检测数据里，抽出表示所述潜像载置体的周期性表面移动速度变动的图样间隔变动成分之后，在与所述潜像载置体的转动轴相正交的假想平面上，潜像载置体表面里的潜像写入位置以及可视图像转印位置，分别与所述潜像载置体的转动中心连结所得2根假想线所成的角度，根据表示该角度的所述变动成分的相位差，和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态，通过对所述抽出的变动成分进行补正，来认识所述潜像载置体一个周期的转动角变动量或转动角速度变动，并以抵消该转动角变动量或转动角速度变动的反转值作为补正值，通过将所述补正值重叠到补正前的所述目标转动角位移或角速度里，来补正所述驱动控制手段所使用的目标转动角位移或角速度。
2.根据权利要求1所记载的图像形成装置，其特征在于：
所述补正手段对于所述抽出的变动成分，多次重复进行依据于所述变动成分的相位差和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态的处理，将每一次处理所得到的变动成分的平均值作为所述潜像载置体1个周期的转动角变动量或转动速度变动。
3.根据权利要求2所记载的图像形成装置，其特征在于：
所述补正手段对于所述抽出的变动成分，作N-1次重复进行依据于所述变动成分的相位差和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态的处理，将每一次处理所得到的变动成分的平均值作为所述潜像载置体1个周期的转动角变动量或转动速度变动，所述变动成分的相位差的N倍为2π角的自然数倍。
4.根据权利要求3所记载的图像形成装置，其特征在于：
所述检测用图样，是在所述潜像载置体的1个周长，以及所述变动成分的相位差角度的范围内，将以等时间间隔在所述潜像载置体的表面上形成的潜像可视化，并转印到所述表面移动部件的表面里而得到的图样所构成的。
5.根据权利要求3所记载的图像形成装置，其特征在于：
所述检测用图样，是在转动变动引起所述检测用图样的图样间隔变动的至少一个驱动支撑转动体的周长，和所述潜像载置体的周长的公倍数的范围内，将以等时间间隔在所述潜像载置体的表面上形成的潜像可视化，并转印到所述表面移动部件的表面里而得到的图样所构成的；
其中架设在包括驱动支撑转动体的复数个支撑转动体之间的环状带构成所述表面移动部件。
6.根据权利要求1至4中任何一项所记载的图像形成装置，其特征在于包括：具有检测除所述检测用图样之外、形成于所述表面移动部件上的原调色剂图样的原检测手段；
所述检测数据为从所述原检测手段检测到原调色剂图样、到由所述图样检测手段检测到各检测用图样为止、所经过的各时间数据。
7.根据权利要求1至4中任何一项所记载的图像形成装置，其特征在于包括：表面移动部件驱动控制手段，所述表面移动部件，由被架设在包括驱动支撑转动体的复数个支撑转动体之间的环状带所构成，根据所述复数个支撑转动体之中的至少一个的转动情报，来控制所述驱动支撑转动体的驱动以使所述表面移动部件作等速的表面移动。
8.根据权利要求5所记载的图像形成装置，其特征在于包括：
表面移动部件驱动控制手段，根据所述复数个支撑转动体之中的至少一个的转动情报，来控制所述驱动支撑转动体的驱动以使所述表面移动部件作等速的表面移动。
9.根据权利要求1-4或8中任何一项所记载的图像形成装置，其特征在于：所述潜像载置体，由被架设在包括驱动支撑转动体的复数个支撑转动体之间的环状带所构成，所述补正手段中，作为所述潜像载置体的转动角速度平均值ω0以及转动半径R，使用的是，利用由环状带所构成的所述潜像载置体的带周长以及所述潜像载置体的平均表面移动速度、将所述潜像载置体换算成圆柱形状后的转动角速度平均值及转动半径。
10.根据权利要求1-4或8中任何一项所记载的图像形成装置，其特征在于：所述潜像载置体为圆柱形状。
11.根据权利要求1-4或8中任何一项所记载的图像形成装置，其特征在于：沿所述表面移动部件的表面移动方向设置复数个所述潜像载置体，所述复数个潜像载置体中的至少一个潜像载置体的周长，与其他潜像载置体的周长不同。
12.根据权利要求1-4或8中任何一项所记载的图像形成装置，其特征在于：将潜像写入所述潜像载置体表面上的潜像写入手段，具有从所述潜像载置体的斜下方来照射光以写入潜像的构成。
说明书 :
技术领域
本发明涉及复印机、传真机、打印机等图像形成装置。
背景技术
专利文献1：特开平10-78734号公报
在复印机、打印机或传真机等图像形成装置中，采用的是将调色剂赋予到形成于潜像载置体上的潜像里，使之可视化后，或将所得的调色剂图像转印到记录材料里，或通过中间转印体将调色剂图像转印到记录材料里，以此来形成图像。作为这种图像形成装置，众所周知的是将复数个互为不同的单色图像，通过相互重叠来得到彩色图像。在这种彩色图像形成装置中，近年来，对其的高画质及高速化的要求越来越高。在对应于这种要求的彩色图像形成装置中，为一般所知的是例如：将分别形成于各感光体鼓(潜像载置体)上的黑(K)、黄(Y)、洋红(M)、青(C)等各单色图像，相互重叠地转印到在记录材料输送带(表面移动部件)中被载置输送的记录材料上，从而在记录材料上形成彩色图像的这种直接转印方式的串列型图像形成装置。
在这种直接转印方式的串列型图像形成装置中，有可能因记录材料上的各单色图像的转印位置互相偏差，而产生用户裸眼就能确认到颜色偏差的情况。这种颜色偏差发生后，会产生例如复数个单色图像互相重叠后所形成的细线图像看上去渗洇，在复数个单色图像互相重叠后所形成的背景图像中形成黑色文字图像时、该文字图像的周边轮廓里发生空白等的画质劣化。还有，在有颜色的领域中，会周期性地出现带状的浓度不均，即发生带状浓度不均。
另外，将分别形成于各感光体鼓(潜像载置体)上的黑(K)、黄(Y)、洋红(M)、青(C)等各单色图像，互相重叠地转印到中间转印带(表面移动部件)上后，通过将中间转印带上的彩色图像转印到记录材料上，从而在记录材料上形成彩色图像的中间转印方式的串列型图像形成装置也为一般所知。在这种中间转印方式的串列型图像形成装置中，与直接转印方式的串列型图像形成装置相同，因中间转印带上的各单色图像的转印位置互相偏差，也会产生用户裸眼就能确认的颜色偏差的情况。
以上那种用户裸眼程度就能确认的颜色偏差之所以发生的主要原因，是由于各个感光体鼓的表面移动速度发生周期性的变动，引起各感光体鼓上的单色图像的转印位置产生了相对的偏差。这种感光体鼓的周期性表面移动速度变动，会因设置在感光体鼓轴里的驱动传达系统的传达误差(齿轮偏心、齿累计间距误差所致传达误差等)、或为了使感光体鼓能装卸于驱动传达系统而设置的联轴器的传达误差(轴倾斜、轴心偏差)等、传达到感光体鼓里的转动驱动力的转动角速度变动而显著地表现出来。
已为一般所知的专利文献1所记载的图像形成装置，可以抑制这种感光体鼓的周期性表面移动速度变动，并补正颜色偏差。该图像形成装置可以认识各感光体鼓的周期性表面移动速度变动，为了不让这种周期性表面移动速度变动发生，通过对各个感光体鼓的转动角速度作个别的微调整，来抑制各感光体鼓的周期性表面移动速度变动。具体地是，将各感光体鼓上形成的复数个检测用图样(调色剂图像)，每种颜色一个接一个地依次(K、Y、C、M的次序)在中间转印带上排成一列地转印。然后，通过图样检测手段来依次检测这些检测用图样，从该检测信号来检测出具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓的周期性表面移动速度变动成分(检测情报)，并通过对感光体鼓的转动角速度作个别的微调整，来消除该周期性表面移动速度变动。
上述专利文献1所记载的图像形成装置中的微调整的方法如下所述。
亦即，上述检测情报是根据、受到下面2个速度变动的影响而形成于中间转印带上的检测用图样的检测结果而来的。1个是，为了形成检测用图样而将潜像写入感光体鼓中时的感光体鼓的表面移动速度变动。另一个是，将该潜像经显影后所得的检测用图样，从感光体鼓转印到中间转印带时的感光体鼓的表面移动速度变动。还有，该图像形成装置的设定是，使得感光体鼓上的潜像写入位置与转印位置的两位置间相位差角度大约在180°。上述两位置间相位差角度指的是，在与感光体鼓转动轴正交的假想平面中，感光体鼓表面上的潜像写入位置及转印位置，分别与感光体鼓转动中心连结所得2根假想线之间的夹角。由此，对上述检测情报作1/2增益累计计算，并将其之逆相位的值作为补正值，将该补正值重叠到补正前的目标转动角速度里，通过以此来驱动控制感光体鼓，就能够消除具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓周期性表面移动速度变动。
在复印机、打印机或传真机等图像形成装置中，采用的是将调色剂赋予到形成于潜像载置体上的潜像里，使之可视化后，或将所得的调色剂图像转印到记录材料里，或通过中间转印体将调色剂图像转印到记录材料里，以此来形成图像。作为这种图像形成装置，众所周知的是将复数个互为不同的单色图像，通过相互重叠来得到彩色图像。在这种彩色图像形成装置中，近年来，对其的高画质及高速化的要求越来越高。在对应于这种要求的彩色图像形成装置中，为一般所知的是例如：将分别形成于各感光体鼓(潜像载置体)上的黑(K)、黄(Y)、洋红(M)、青(C)等各单色图像，相互重叠地转印到在记录材料输送带(表面移动部件)中被载置输送的记录材料上，从而在记录材料上形成彩色图像的这种直接转印方式的串列型图像形成装置。
在这种直接转印方式的串列型图像形成装置中，有可能因记录材料上的各单色图像的转印位置互相偏差，而产生用户裸眼就能确认到颜色偏差的情况。这种颜色偏差发生后，会产生例如复数个单色图像互相重叠后所形成的细线图像看上去渗洇，在复数个单色图像互相重叠后所形成的背景图像中形成黑色文字图像时、该文字图像的周边轮廓里发生空白等的画质劣化。还有，在有颜色的领域中，会周期性地出现带状的浓度不均，即发生带状浓度不均。
另外，将分别形成于各感光体鼓(潜像载置体)上的黑(K)、黄(Y)、洋红(M)、青(C)等各单色图像，互相重叠地转印到中间转印带(表面移动部件)上后，通过将中间转印带上的彩色图像转印到记录材料上，从而在记录材料上形成彩色图像的中间转印方式的串列型图像形成装置也为一般所知。在这种中间转印方式的串列型图像形成装置中，与直接转印方式的串列型图像形成装置相同，因中间转印带上的各单色图像的转印位置互相偏差，也会产生用户裸眼就能确认的颜色偏差的情况。
以上那种用户裸眼程度就能确认的颜色偏差之所以发生的主要原因，是由于各个感光体鼓的表面移动速度发生周期性的变动，引起各感光体鼓上的单色图像的转印位置产生了相对的偏差。这种感光体鼓的周期性表面移动速度变动，会因设置在感光体鼓轴里的驱动传达系统的传达误差(齿轮偏心、齿累计间距误差所致传达误差等)、或为了使感光体鼓能装卸于驱动传达系统而设置的联轴器的传达误差(轴倾斜、轴心偏差)等、传达到感光体鼓里的转动驱动力的转动角速度变动而显著地表现出来。
已为一般所知的专利文献1所记载的图像形成装置，可以抑制这种感光体鼓的周期性表面移动速度变动，并补正颜色偏差。该图像形成装置可以认识各感光体鼓的周期性表面移动速度变动，为了不让这种周期性表面移动速度变动发生，通过对各个感光体鼓的转动角速度作个别的微调整，来抑制各感光体鼓的周期性表面移动速度变动。具体地是，将各感光体鼓上形成的复数个检测用图样(调色剂图像)，每种颜色一个接一个地依次(K、Y、C、M的次序)在中间转印带上排成一列地转印。然后，通过图样检测手段来依次检测这些检测用图样，从该检测信号来检测出具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓的周期性表面移动速度变动成分(检测情报)，并通过对感光体鼓的转动角速度作个别的微调整，来消除该周期性表面移动速度变动。
上述专利文献1所记载的图像形成装置中的微调整的方法如下所述。
亦即，上述检测情报是根据、受到下面2个速度变动的影响而形成于中间转印带上的检测用图样的检测结果而来的。1个是，为了形成检测用图样而将潜像写入感光体鼓中时的感光体鼓的表面移动速度变动。另一个是，将该潜像经显影后所得的检测用图样，从感光体鼓转印到中间转印带时的感光体鼓的表面移动速度变动。还有，该图像形成装置的设定是，使得感光体鼓上的潜像写入位置与转印位置的两位置间相位差角度大约在180°。上述两位置间相位差角度指的是，在与感光体鼓转动轴正交的假想平面中，感光体鼓表面上的潜像写入位置及转印位置，分别与感光体鼓转动中心连结所得2根假想线之间的夹角。由此，对上述检测情报作1/2增益累计计算，并将其之逆相位的值作为补正值，将该补正值重叠到补正前的目标转动角速度里，通过以此来驱动控制感光体鼓，就能够消除具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓周期性表面移动速度变动。
发明内容
然而，由于上述专利文献1所记载的感光体鼓驱动的微调整方法是以感光体鼓上的潜像写入位置与转印位置的相位差角度大约在180°的设定为前提的，因此会产生装置布置受到限制的问题。
当相位差角度偏离于180°时，由于得不到适当的补正就会产生控制误差。在上述专利文献1中，虽然相位差角度的容许范围在180±45°之间，然而如此宽的容许范围，是不能得到满足近年来高画质化要求的图像的。例如，在将潜像写入位置和转印位置的相位差角度φ设定为145°的图像形成装置中，感光体鼓的半径取为20mm，由于设置在感光体鼓轴里的鼓驱动齿轮的偏心，使感光体鼓以约0.1％的表面移动速度变动来驱动时，在从感光体鼓上到中间转印带理想的调色剂图像转印位置、和由记载于上述专利文献1的方法所得到的补正值进行补正的、感光体鼓上到中间转印带的调色剂图像转印位置的之间，最大可产生12μm的偏差(转印位置偏差)。这种偏差反映到实际的图像上，就变成由用户的裸眼就能充分感觉到的那种程度的颜色偏差，从而成为画质劣化。还有，在近年的高画质复印机中，转印位置偏差的容许范围一般在40～80μm，在产生颜色偏差的可能原因之中，仅具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓周期性表面移动速度变动这一个要因、就产生了达12μm之多的转印位置偏差的重大问题。
本发明的课题是提供一种图像形成装置，其解决常用图像形成装置中的上述问题，且不用限制感光体鼓等潜像载置体上的潜像写入位置和转印位置之间的相位差角度，就能抑制因传达到潜像载置体里的转动驱动力的转动角速度变动、而产生的潜像载置体的周期性表面移动速度变动。
上述课题，由本发明的技术方案1得以解决，即，在潜像载置体上形成潜像之后，将所述潜像经可视化后得到的可视图像，直接转印到由表面移动部件之输送部件所输送来的记录材料里，或介由表面移动部件之中间转印体来转印到记录材料里；其包括驱动控制手段，其对所述潜像载置体进行驱动控制，以使所述潜像载置体的转动角速度与目标转动角位移或角速度一致；图样检测手段，其在从所述潜像载置体转印至所述表面移动部件之后，检测沿所述表面移动部件的表面移动方向所排列的复数个检测用图样；补正手段，其从所述图样检测手段所检测到的检测数据里，抽出表示所述潜像载置体的周期性表面移动速度变动的图样间隔变动成分之后，在与所述潜像载置体的转动轴相正交的假想平面上，潜像载置体表面里的潜像写入位置以及可视图像转印位置，分别与所述潜像载置体的转动中心连结所得2根假想线所成的角度，根据表示该角度的所述变动成分的相位差，通过将所述抽出的变动成分进行补正，来认识所述潜像载置体一个周期的转动角变动量或转动角速度变动，并以抵消该转动角变动量或转动角速度变动的反转值作为补正值，通过将所述补正值重叠到补正前的所述目标转动角位移或角速度里，来补正所述驱动控制手段所使用的目标转动角位移或角速度。
以下述技术方案2为好，即，所述补正手段，在与所述潜像载置体的转动轴相正交的假想平面上，潜像载置体表面里的潜像写入位置以及可视图像转印位置，分别与所述潜像载置体的转动中心连结所得2根假想线所成的角度，通过根据表示该角度的所述变动成分的相位差，和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态，对所述抽出的变动成分进行补正，来认识所述潜像载置体一个周期的转动角变动量或转动角速度变动。
以下述技术方案3为好，即，所述补正手段对于所述抽出的变动成分，多次重复进行依据于所述变动成分的相位差和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态的处理，将每一次处理所得到的变动成分的平均值作为所述潜像载置体1个周期的转动角变动量或转动速度变动。
以下述技术方案4为好，即，所述补正手段对于所述抽出的变动成分，作N-1次重复进行依据于所述变动成分的相位差和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态的处理，将每一次处理所得到的变动成分的平均值作为所述潜像载置体1个周期的转动角变动量或转动速度变动，所述变动成分的相位差的N倍为所述潜像载置体的整数转动角。
以下述技术方案5为好，即，所述检测用图样，是在所述潜像载置体的1个周长，以及所述变动成分的相位差角度的范围内，将以等时间间隔在所述潜像载置体的表面上形成的潜像可视化，并转印到所述表面移动部件的表面里而得到的图样所构成的。
以下述技术方案6为好，即，所述检测用图样，是在转动变动引起所述检测用图样的图样间隔变动的至少一个转动体的周长，和所述潜像载置体的周长的公倍数的范围内，将以等时间间隔在所述潜像载置体的表面上形成的潜像可视化，并转印到所述表面移动部件的表面里而得到的图样所构成的。
以下述技术方案7为好，即，具有检测除所述检测用图样之外、形成于所述表面移动部件上的原调色剂图样的原检测手段；
所述检测数据为从所述原检测手段检测到原调色剂图样、到由所述图样检测手段检测到各检测用图样为止、所经过的各时间数据。
以下述技术方案8为好，即，表面移动部件驱动控制手段，所述表面移动部件，由被架设在包括驱动支撑转动体的复数个支撑转动体之间的环状带所构成，根据所述复数个支撑转动体之中的至少一个的转动情报，来控制所述驱动支撑转动体的驱动以使所述表面移动部件作等速的表面移动。
以下述技术方案9为好，即，所述潜像载置体，由被架设在包括驱动支撑转动体的复数个支撑转动体之间的环状带所构成，所述补正手段中，作为所述潜像载置体的转动角速度平均值ω0以及转动半径R，使用的是，利用由环状带所构成的所述潜像载置体的带周长以及所述潜像载置体的平均表面移动速度、将所述潜像载置体换算成圆柱形状后的转动角速度平均值及转动半径。
以下述技术方案10为好，即，所述潜像载置体为圆柱形状。
以下述技术方案11为好，即，沿所述表面移动部件的表面移动方向设置复数个所述潜像载置体，在每个所述潜像载置体里用于形成可视图像的各部件，被配置在位于一侧为与潜像载置体表面接触并与所述表面移动部件的表面移动方向正交的假想平面的、所述潜像载置体的另一侧。
以下述技术方案12为好，即，沿所述表面移动部件的表面移动方向设置复数个所述潜像载置体，所述复数个潜像载置体中的至少一个潜像载置体的周长，与其他潜像载置体的周长不同。
以下述技术方案13为好，即，将潜像写入所述潜像载置体表面上的潜像写入手段，具有从所述潜像载置体的斜下方来照射光以写入潜像的构成。
根据本发明的图像形成装置，对应于潜像载置体上的潜像写入位置和可视图像位置的相位角φ，能够从检测情报计算出适当的驱动控制补正数值。因此，对应各种形式的潜像载置体都能从检测图样间隔的情报来进行驱动控制补正。由此，就能够取消装置配置的限制，获得可防止图像位置偏差·颜色偏差的高品质的图像。
由技术方案2的构成可知，通过执行考虑到转印状态的补正，可以进行更高精度的驱动控制补正。
由技术方案3的构成可知，可以高精度地求得潜像载置体1个转动的变动成分。
由技术方案4的构成可知，由于要除去的变动成分被分散，高精度的潜像载置体1个转动变动成分得以求取。
由技术方案5的构成可知，由于在相位差角度中等间隔地配置图样并对数据进行取样，在离散数据处理(图9)中，当因相位差而作延迟处理后的数据和未作延迟处理的数据在加算时，不发生时间差。还有，通过在表面移动部件1周里等间隔地配置，潜像载置体复数个转动的数据作同期加算并平均化时，也不会产生误差，可以得到高精度的数据。
由技术方案6的构成可知，在进行复数次的计算处理(图9中126的导出)后，通过将计算的数据成为其他变动成分的自然数倍周期，其结果是潜像载置体复数个转动的同期加算平均处理在理论上没有了其他变动引起的误差，所以能够高精度地检测关于潜像载置体的周期变动的变动成分。
由技术方案7的构成可知，通过形成原调色剂图样，并记录其与此时的潜像载置体驱动齿轮的相位关系，能够正确地得到图样间隔数据和潜像载置体驱动的相位关系。
由技术方案8的构成可知，当检测转印于表面移动部件上的图样时，表面移动部件的速度变动对潜像载置体周期性变动的检测精度的影响非常大。通过反馈因表面移动部件的速度变动的主要原因之驱动传达系统而引起的变动成分，可以抑制表面移动部件的速度变动，作高精度的检测。
由技术方案9的构成可知，通过使用环状带状的潜像载置体，能够增加装置配置的自由度。还有，即使在使用环状带状的潜像载置体的情况下，也能够认识其速度变动，并进行补正控制。
由技术方案10的构成可知，通过使用感光体鼓那样的圆柱形状的潜像载置体，由于其刚性相对于设置在周围的显影、转印、清洁等引起的负荷变动要高，所以能够高精度地进行图像形成。还有，因设置在感光体鼓轴上的齿轮或与此连结的时机带等驱动传达系统的传达误差所引起的感光体鼓的转动变动，也能够通过检测用图样检测来认识并进行补正控制。
由技术方案11的构成可知，通过将设置在潜像载置体周围的各个机器靠一侧来配置，可以缩短并列设置复数个潜像载置体时的间距，就可以实现小型化。还有，小型化后，即使曝光点～转印点之间的相位差角度大大偏离180°，因为能够设定正确的补正量，所以也可以进行高精度的潜像载置体的驱动补正控制。
由技术方案12的构成可知，使用频率高的黑色用的潜像载置体采用大口径的构成后，在潜像载置体之间，即使相位差角度不同，也能够对各个潜像载置体分别设定适当的控制补正量。
由技术方案13的构成可知，在潜像载置体的下方设置曝光装置的构成中，虽然存在因重力原因而使得飞散的调色剂附着在光路上的透镜里的问题，但是，通过从潜像载置体的斜下方来照射光以写入潜像的方式，能够大幅度地减少调色剂的附着量。
当相位差角度偏离于180°时，由于得不到适当的补正就会产生控制误差。在上述专利文献1中，虽然相位差角度的容许范围在180±45°之间，然而如此宽的容许范围，是不能得到满足近年来高画质化要求的图像的。例如，在将潜像写入位置和转印位置的相位差角度φ设定为145°的图像形成装置中，感光体鼓的半径取为20mm，由于设置在感光体鼓轴里的鼓驱动齿轮的偏心，使感光体鼓以约0.1％的表面移动速度变动来驱动时，在从感光体鼓上到中间转印带理想的调色剂图像转印位置、和由记载于上述专利文献1的方法所得到的补正值进行补正的、感光体鼓上到中间转印带的调色剂图像转印位置的之间，最大可产生12μm的偏差(转印位置偏差)。这种偏差反映到实际的图像上，就变成由用户的裸眼就能充分感觉到的那种程度的颜色偏差，从而成为画质劣化。还有，在近年的高画质复印机中，转印位置偏差的容许范围一般在40～80μm，在产生颜色偏差的可能原因之中，仅具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓周期性表面移动速度变动这一个要因、就产生了达12μm之多的转印位置偏差的重大问题。
本发明的课题是提供一种图像形成装置，其解决常用图像形成装置中的上述问题，且不用限制感光体鼓等潜像载置体上的潜像写入位置和转印位置之间的相位差角度，就能抑制因传达到潜像载置体里的转动驱动力的转动角速度变动、而产生的潜像载置体的周期性表面移动速度变动。
上述课题，由本发明的技术方案1得以解决，即，在潜像载置体上形成潜像之后，将所述潜像经可视化后得到的可视图像，直接转印到由表面移动部件之输送部件所输送来的记录材料里，或介由表面移动部件之中间转印体来转印到记录材料里；其包括驱动控制手段，其对所述潜像载置体进行驱动控制，以使所述潜像载置体的转动角速度与目标转动角位移或角速度一致；图样检测手段，其在从所述潜像载置体转印至所述表面移动部件之后，检测沿所述表面移动部件的表面移动方向所排列的复数个检测用图样；补正手段，其从所述图样检测手段所检测到的检测数据里，抽出表示所述潜像载置体的周期性表面移动速度变动的图样间隔变动成分之后，在与所述潜像载置体的转动轴相正交的假想平面上，潜像载置体表面里的潜像写入位置以及可视图像转印位置，分别与所述潜像载置体的转动中心连结所得2根假想线所成的角度，根据表示该角度的所述变动成分的相位差，通过将所述抽出的变动成分进行补正，来认识所述潜像载置体一个周期的转动角变动量或转动角速度变动，并以抵消该转动角变动量或转动角速度变动的反转值作为补正值，通过将所述补正值重叠到补正前的所述目标转动角位移或角速度里，来补正所述驱动控制手段所使用的目标转动角位移或角速度。
以下述技术方案2为好，即，所述补正手段，在与所述潜像载置体的转动轴相正交的假想平面上，潜像载置体表面里的潜像写入位置以及可视图像转印位置，分别与所述潜像载置体的转动中心连结所得2根假想线所成的角度，通过根据表示该角度的所述变动成分的相位差，和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态，对所述抽出的变动成分进行补正，来认识所述潜像载置体一个周期的转动角变动量或转动角速度变动。
以下述技术方案3为好，即，所述补正手段对于所述抽出的变动成分，多次重复进行依据于所述变动成分的相位差和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态的处理，将每一次处理所得到的变动成分的平均值作为所述潜像载置体1个周期的转动角变动量或转动速度变动。
以下述技术方案4为好，即，所述补正手段对于所述抽出的变动成分，作N-1次重复进行依据于所述变动成分的相位差和所述潜像载置体与所述表面移动部件之间的转印状态的处理，将每一次处理所得到的变动成分的平均值作为所述潜像载置体1个周期的转动角变动量或转动速度变动，所述变动成分的相位差的N倍为所述潜像载置体的整数转动角。
以下述技术方案5为好，即，所述检测用图样，是在所述潜像载置体的1个周长，以及所述变动成分的相位差角度的范围内，将以等时间间隔在所述潜像载置体的表面上形成的潜像可视化，并转印到所述表面移动部件的表面里而得到的图样所构成的。
以下述技术方案6为好，即，所述检测用图样，是在转动变动引起所述检测用图样的图样间隔变动的至少一个转动体的周长，和所述潜像载置体的周长的公倍数的范围内，将以等时间间隔在所述潜像载置体的表面上形成的潜像可视化，并转印到所述表面移动部件的表面里而得到的图样所构成的。
以下述技术方案7为好，即，具有检测除所述检测用图样之外、形成于所述表面移动部件上的原调色剂图样的原检测手段；
所述检测数据为从所述原检测手段检测到原调色剂图样、到由所述图样检测手段检测到各检测用图样为止、所经过的各时间数据。
以下述技术方案8为好，即，表面移动部件驱动控制手段，所述表面移动部件，由被架设在包括驱动支撑转动体的复数个支撑转动体之间的环状带所构成，根据所述复数个支撑转动体之中的至少一个的转动情报，来控制所述驱动支撑转动体的驱动以使所述表面移动部件作等速的表面移动。
以下述技术方案9为好，即，所述潜像载置体，由被架设在包括驱动支撑转动体的复数个支撑转动体之间的环状带所构成，所述补正手段中，作为所述潜像载置体的转动角速度平均值ω0以及转动半径R，使用的是，利用由环状带所构成的所述潜像载置体的带周长以及所述潜像载置体的平均表面移动速度、将所述潜像载置体换算成圆柱形状后的转动角速度平均值及转动半径。
以下述技术方案10为好，即，所述潜像载置体为圆柱形状。
以下述技术方案11为好，即，沿所述表面移动部件的表面移动方向设置复数个所述潜像载置体，在每个所述潜像载置体里用于形成可视图像的各部件，被配置在位于一侧为与潜像载置体表面接触并与所述表面移动部件的表面移动方向正交的假想平面的、所述潜像载置体的另一侧。
以下述技术方案12为好，即，沿所述表面移动部件的表面移动方向设置复数个所述潜像载置体，所述复数个潜像载置体中的至少一个潜像载置体的周长，与其他潜像载置体的周长不同。
以下述技术方案13为好，即，将潜像写入所述潜像载置体表面上的潜像写入手段，具有从所述潜像载置体的斜下方来照射光以写入潜像的构成。
根据本发明的图像形成装置，对应于潜像载置体上的潜像写入位置和可视图像位置的相位角φ，能够从检测情报计算出适当的驱动控制补正数值。因此，对应各种形式的潜像载置体都能从检测图样间隔的情报来进行驱动控制补正。由此，就能够取消装置配置的限制，获得可防止图像位置偏差·颜色偏差的高品质的图像。
由技术方案2的构成可知，通过执行考虑到转印状态的补正，可以进行更高精度的驱动控制补正。
由技术方案3的构成可知，可以高精度地求得潜像载置体1个转动的变动成分。
由技术方案4的构成可知，由于要除去的变动成分被分散，高精度的潜像载置体1个转动变动成分得以求取。
由技术方案5的构成可知，由于在相位差角度中等间隔地配置图样并对数据进行取样，在离散数据处理(图9)中，当因相位差而作延迟处理后的数据和未作延迟处理的数据在加算时，不发生时间差。还有，通过在表面移动部件1周里等间隔地配置，潜像载置体复数个转动的数据作同期加算并平均化时，也不会产生误差，可以得到高精度的数据。
由技术方案6的构成可知，在进行复数次的计算处理(图9中126的导出)后，通过将计算的数据成为其他变动成分的自然数倍周期，其结果是潜像载置体复数个转动的同期加算平均处理在理论上没有了其他变动引起的误差，所以能够高精度地检测关于潜像载置体的周期变动的变动成分。
由技术方案7的构成可知，通过形成原调色剂图样，并记录其与此时的潜像载置体驱动齿轮的相位关系，能够正确地得到图样间隔数据和潜像载置体驱动的相位关系。
由技术方案8的构成可知，当检测转印于表面移动部件上的图样时，表面移动部件的速度变动对潜像载置体周期性变动的检测精度的影响非常大。通过反馈因表面移动部件的速度变动的主要原因之驱动传达系统而引起的变动成分，可以抑制表面移动部件的速度变动，作高精度的检测。
由技术方案9的构成可知，通过使用环状带状的潜像载置体，能够增加装置配置的自由度。还有，即使在使用环状带状的潜像载置体的情况下，也能够认识其速度变动，并进行补正控制。
由技术方案10的构成可知，通过使用感光体鼓那样的圆柱形状的潜像载置体，由于其刚性相对于设置在周围的显影、转印、清洁等引起的负荷变动要高，所以能够高精度地进行图像形成。还有，因设置在感光体鼓轴上的齿轮或与此连结的时机带等驱动传达系统的传达误差所引起的感光体鼓的转动变动，也能够通过检测用图样检测来认识并进行补正控制。
由技术方案11的构成可知，通过将设置在潜像载置体周围的各个机器靠一侧来配置，可以缩短并列设置复数个潜像载置体时的间距，就可以实现小型化。还有，小型化后，即使曝光点～转印点之间的相位差角度大大偏离180°，因为能够设定正确的补正量，所以也可以进行高精度的潜像载置体的驱动补正控制。
由技术方案12的构成可知，使用频率高的黑色用的潜像载置体采用大口径的构成后，在潜像载置体之间，即使相位差角度不同，也能够对各个潜像载置体分别设定适当的控制补正量。
由技术方案13的构成可知，在潜像载置体的下方设置曝光装置的构成中，虽然存在因重力原因而使得飞散的调色剂附着在光路上的透镜里的问题，但是，通过从潜像载置体的斜下方来照射光以写入潜像的方式，能够大幅度地减少调色剂的附着量。
附图说明
图1所示是适用于本发明图像形成装置的主要构成的概要示意图。
图2所示是驱动感光体鼓的鼓驱动装置的示例图。
图3所示是由图样检测机构来检测中间转印带上的转印位置调整用图样的模式示意图。
图4所示是转印位置调整用图样的示例图。
图5所示是为了抑制感光体鼓的表面移动速度变动而使用的检测用图样的示例图。
图6所示是鼓驱动装置的电子硬件构成的模块图。
图7所示是感光体鼓的表面移动速度和转印到中间转印带上的检测用图样的调色剂浓度分布之间关系的示意图。
图8所示是感光体鼓上的曝光位置和转印位置之间的相位差角度φ的模式示意图。
图9所示是用于获得由感光体鼓的变动成分所导出的函数的计算处理的模块示意线图。
图10所示是使用记载于专利文献1的常用技术来求得补正值的结果示意图。
图11所示是成像单元的构成不同时的变形例的断面示意图。
图12所示是成像单元的构成不同时的其他变形例的断面示意图。
图13所示是使用带状感光体时的其他变形例的断面示意图。
图2所示是驱动感光体鼓的鼓驱动装置的示例图。
图3所示是由图样检测机构来检测中间转印带上的转印位置调整用图样的模式示意图。
图4所示是转印位置调整用图样的示例图。
图5所示是为了抑制感光体鼓的表面移动速度变动而使用的检测用图样的示例图。
图6所示是鼓驱动装置的电子硬件构成的模块图。
图7所示是感光体鼓的表面移动速度和转印到中间转印带上的检测用图样的调色剂浓度分布之间关系的示意图。
图8所示是感光体鼓上的曝光位置和转印位置之间的相位差角度φ的模式示意图。
图9所示是用于获得由感光体鼓的变动成分所导出的函数的计算处理的模块示意线图。
图10所示是使用记载于专利文献1的常用技术来求得补正值的结果示意图。
图11所示是成像单元的构成不同时的变形例的断面示意图。
图12所示是成像单元的构成不同时的其他变形例的断面示意图。
图13所示是使用带状感光体时的其他变形例的断面示意图。
具体实施方式
以下，对本发明就适用于中间转印方式的串列型图像形成装置的一个实施方式作说明。
图1所示是适用于本发明的图像形成装置的主要构成的概要示意图。还有，在将本图像形成装置作为复印机或打印机等产品来使用的时候，根据需要，在图示的主要构成里，或增加设置保持大量用纸的供纸台，或增加设置扫描部、原稿自动输送装置(ADF)。
如图1所示，本实施方式的图像形成装置设置有中间转印体之环状带所构成的中间转印带10(表面移动部件)。该中间转印带10被架设在4个作为支撑转动体的支撑辊7、8、11、12之上，在图中以反时针转动方向被移动驱动。在本实施方式中，该4个支撑辊之中的支撑辊8是驱动辊。还有，虽然没有图示，但在支撑辊7的图中左侧，设置有中间转印带清洁装置以清除图像转印后残留在中间转印带10上的残留调色剂。另外，在支撑辊11和支撑辊12之间所架设的带的部分里，沿带的移动方向并列设置着黄(Y)、青(C)、洋红(M)、黑(K)的4个成像单元1。在各个成像单元1(Y、C、M、K)里，设置了在图中沿顺时针方向被转动驱动的、作为潜像载置体的感光体鼓2，和鼓驱动齿轮32，和偏压辊6。还有，各个成像单元1(Y、C、M、K)在感光体鼓2的周围，还设置了未图示的充电装置、显影装置及清洁装置等。这些成像单元除了所使用的调色剂颜色不同之外都具有相同的构成。作为1次转印手段的偏压辊6，被设置在夹着中间转印带10、与感光体鼓2相对的位置里，中间转印带10通过偏压辊6被接触至各个感光体鼓2上。各个鼓驱动齿轮32上分别设置有标识4，这些标识4分别由鼓位置探测器20所检测。根据各个鼓位置探测器20的检测结果，就能够把握各感光体鼓2的转动位置。
还有，在夹着中间转印带10、与驱动辊8相对的位置里，设置了作为第2转印手段的2次转印辊13。该2次转印辊13被设置为朝向驱动辊8、被压向中间转印带10。在2次转印辊13和中间转印带10之间的夹持部(2次转印部)中，从图中下方以规定时机、作为记录材料的页纸被输送过来。随后，通过2次转印辊13，中间转印带10上的图像被转印到页纸上。另外，作为第2转印手段，也可以使用转印带或非接触式的充电器。
还有，在本图像形成装置中，在2次转印辊13和驱动辊8被相对设置的上述2次转印部的带的输送方向下游侧旁边，面对中间转印带10的表面，设置有图样探测器40。该图样探测器40是检测形成于中间转印带10上的检测用图样的图样检测手段，图样探测器40被设置在从成像单元1的设置部位开始的、带的输送方向下流一侧的位置里。在本实施方式中，2个图样探测器40沿与中间转印带10移动方向正交的方向(以后称「带宽方向」)被并列设置(参照图3)。
另外，对于图样探测器40的个数没有限制。根据探测器的设置数量，能够提高检测数据的精度、缩短检测动作时间、检测主扫描变动。例如，将探测其增加到4个时，由于通过4个地方的探测器来检测同色同样的检测图样，所以能够提高测量精度。还有，通过分别以各个探测器来检测4种颜色的各个检测图样，使得1次动作即可测量4种颜色，从而可以缩短时间。还有，从带宽方向中4处的同一颜色图样检测数据可以同时检测主扫描方向的偏差。
然后，在4个成像单元1(Y、C、M、K)的下方，设置有作为潜像形成手段的曝光装置15。还有，在上述2次转印部的图中的上方，设置着未图示的定影装置。该定影装置执行定影处理以将转印于页纸上的图像定影到页纸上。
其他的，虽然没有图示，在本图像形成装置中，还设置了收纳并提供用作记录材料的页纸的供纸部、将供来的页纸以选择的时机送出至2次转印部的对位辊、排出并堆垛定影后用纸的排纸部等。更进一步的是，根据需要，也可以设置手动供纸部或用纸反转部。
下面，对本图像形成装置的图像形成动作作说明。
在将本图像形成装置作为复印机使用的时候，首先，或将原稿放置在未图示的原稿自动输送装置(ADF)的原稿台上，或打开原稿自动输送装置后放置在扫描部的接触玻璃板上，将原稿自动输送装置关闭并按压住。其后，按下未图示的“开始”键，如果原稿是放置在原稿自动输送装置里时，该原稿被输送移动至接触玻璃上后，扫描部的扫描单元被驱动。如果原稿是放置在接触玻璃上的，扫描部的扫描单元被驱动。扫描单元在移动的同时从光源来的光被照射到原稿面里，该反射光通过成像透镜由读入探测器受光，原稿内容即得到读取。然后，使用依据于所读取的原稿内容的图像情报进行如下的图像形成。
还有，在将本图像形成装置作为打印机使用时，从个人计算机或数字式照相机等外部机器来接受图像情报，并使用该图像情报进行如下的图像形成。
与上述原稿的读取处理或图像情报的受信处理并行地，未图示的驱动源之驱动马达对驱动辊8作驱动转动。由此，在中间转印带10沿图中反时针方向移动的同时，伴随该表面移动，其他支撑辊(从动辊)被连带着转动。还有，与此同时，在各个成像单元1中，感光体鼓2被转动驱动。然后，在各感光体鼓2上面，使用黄、青、洋红、黑的颜色区别情报来分别曝光并形成静电潜像，通过将它们在各个成像单元的显影装置中分别显影，以形成单色的调色剂图像(单色图像)。其后，将各感光体鼓2上的单色调色剂图像互相重叠地依次转印到中间转印带10上，以在中间转印带10形成合成的彩色图像。
与该图像形成并行，以规定的时机将页纸输送到2次转印部。详细地说是，从供纸盒将页纸搓出，通过分离手段一页一页分离后送出，由输送辊输送至碰到对位辊为止。还有，转动供纸辊将手动盘上的页纸搓出，通过分离手段一页一页分离后送出，同样地碰到对位辊停止。然后，对准中间转印带10上的合成彩色图像到达2次转印部的时机来转动对位辊，将页纸送入2次转印部。另外，许多情况下，对位辊一般都是通过接地来使用的，为了除去页纸的纸粉，也可以印加偏压。在2次转印部，通过印加于2次转印辊13的2次转印偏压的作用，中间转印带10上的合成彩色图像被转印到页纸上。图像转印后的页纸被送入定影装置，在该定影装置中，通过加热和加压，转印图像得以定影。定影后的页纸从未图示的排出辊被排出堆垛到排纸盘上。
还有，使用本图像形成装置，也能够形成单色的图像。例如在形成黑色单色图像时，通过未图示的接触分离手段，以将中间转印带10脱离开黄、青、洋红的彩色3色的感光体鼓2，使该3色的感光体鼓2暂时处于驱动停止为好。
本图像形成装置从供纸到排纸的页纸输送路径短，由于被简单化，其生产率提高，堵纸的发生概率也得到降低。但是，为了实现页纸由2次转印部从下而上被输送的路径，曝光装置15有必要设置在各成像单元1的下方。这样，从位于曝光装置15上方的各成像单元1或中间转印带10等部件飞散的调色剂就会向着曝光装置15落下。为了防止这种飞散的调色剂侵入曝光装置15的内部，在本实施方式中，用覆盖物来遮盖整个曝光装置15。然而，由于各色的写入光需要照射到各感光体鼓2上，各写入光从曝光装置15射出的覆盖部分由射出透镜构成。因此，在该射出透镜里堆积着飞散调色剂，如此就有可能不能进行适当的潜像形成。在此，本实施方式中，为了抑制调色剂在该射出透镜里的堆积，各写入光L(LY、LC、LM、LK)的写入位置都采用了从各感光体鼓2正下方偏离的构成。具体来说是使，图1中各感光体鼓2的转印位置(正上方位置)和写入位置之间的夹角φ成为145°那样的构成。采用该构成之后，就可以使写入光的光路倾斜于垂直方向，其结果是使得被设置成与该光路正交的射出透镜的透镜面能够倾斜于水平方向。由此，即使从上方落下来的飞散调色剂附着到射出透镜上，也因该透镜面的倾斜，飞散调色剂向倾斜面下方滑落，射出透镜里就不容易堆积飞散调色剂。
下面，对各感光体鼓2的鼓驱动装置作说明。
图2所示为本实施方式中驱动感光体鼓2的鼓驱动装置的示例图。还有，黄、青、洋红、黑等各感光体鼓的鼓驱动装置都具有相同的构成。
在本实施方式中，感光体鼓2的转动轴(鼓轴)在图像形成装置本体的框架(未图示)内可以转动自如地被轴支撑着。本实施例的鼓驱动装置包括，由步进马达或DC伺服马达等构成的驱动马达33，和设置于驱动马达33的马达轴里的马达轴齿轮34，和与固定在驱动轴上的马达轴齿轮34啮合的鼓驱动齿轮32，和连结该驱动轴和鼓轴的联轴器31。
在本实施方式中，减速机构为马达轴齿轮34和鼓驱动齿轮32所构成的1级减速机构。这是为了减少部件个数以降低成本，以及减少在齿轮传达中因齿形误差或偏心所造成的传达误差的要因。还有，通过这样的1级减速机构，因设定了高减速比而必然地使感光体鼓2鼓轴上的鼓驱动齿轮32成为比感光体鼓2的口径大的大口径齿轮。如此采用作为鼓驱动齿轮32的大口径齿轮，在感光体鼓2上换算的鼓驱动齿轮32的单一间距误差就会减小，从而获得副扫描方向上的印字浓度不均(带状不均)的影响减少的效果。另外，减速比在感光体鼓2的目标转送速度和马达特性中，是由高效率地得到高转动精度的速度领域所决定的。在本实施方式中，马达轴齿轮34和鼓驱动齿轮32之间的减速比为1∶20。
还有，在驱动马达33的马达轴里，安装了旋转编码器35。通过该旋转编码器35来检测驱动马达33的转动状态，并将该检测信号介由控制器37反馈到驱动马达33的马达驱动回路36里，以将驱动马达33的转动速度控制在所需的速度里。还有，如果驱动马达33使用的是内藏型速度探测器或编码器，就能够省略旋转编码器35。马达内藏形的速度探测器，可以使用印刷线圈式的频率发电机(FG)；内藏形编码器，可以使用MR探测器等。
马达驱动回路36将规定的驱动电流输出到驱动马达33里。旋转编码器35检测马达的转动角速度(或转动角位移)，并将该检测结果输出至控制器37。本实施方式中的驱动马达33采用的是DC无刷马达之DC伺服马达。该DC伺服马达包括由U、V、W的3相星形连结线圈和转子。更进一步，作为转子的位置检测部，设置有检测转子磁极的3个霍尔元件，这些输出端子被连结到马达驱动回路36里。还有，在使用内藏MR探测器的DC伺服马达的时候，其包括由转子周边上磁化的磁性图样和MR探测器所构成的转动速度检测部(速度情报检测部)，并将该输出端子连结至控制器37。马达驱动回路36包括高端晶体管和低端晶体管各3个，分别与线圈的U、V、W连结。马达驱动回路36根据霍尔元件所发生的转子位置信号，来确定转子的位置，并生成相位的切换信号。相位切换信号对马达驱动回路36的各晶体管进行开关控制，通过依次切换励磁相位来转动转子。
还有，控制器37将由旋转编码器35(MR探测器内藏形的时候为上述转动速度检测部)所检测到的转动速度情报和目标转动速度情报相比较，使检测到的马达轴的转动速度成为目标转动速度那样地生成PWM信号并输出。PWM信号通过“与”门和马达驱动回路36的相位切换信号相“与”，对驱动电流进行调制后控制驱动马达33的转动速度。
这种控制器37，可以由旋转编码器35，或者上述转动速度检测部的输出脉冲信号和控制目标输出部38的输出脉冲信号的相位或频率进行比较的、众所周知的PLL控制回路系统来构成。控制目标值输出部38根据对事先设定的感光体鼓一个转动周期的转动速度变动成分进行补正的目标转动速度，来输出频率调制后的脉冲信号。控制器37也可以是数字式回路而非模拟式回路。在数字处理的时候，测量旋转编码器35或上述转动速度检测部的输出波形的周期，并计算转动角速度。还有，对旋转编码器35或上述转动速度检测部的输出脉冲数进行计数，并从任意时间内测量到的计数值来计算转动角速度。另外，当采用的不是转动角速度，而是对转动角位移进行位置控制的时候，对旋转编码器35或上述转动速度检测部的输出脉冲数进行计数，并计算转动角的位移量。然后，计算其与控制目标值输出部来的目标数据之差，并驱动驱动马达33来使该差变小。一般地，组装有PID控制器等、控制对象的感光体鼓2对于目标转动速度，无偏差、过调制、振动地追踪那样地被调整，PWM信号被输出至马达驱动回路36。
下面，对各感光体鼓2的转动驱动控制作说明。
在本实施方式中，作为驱动各感光体鼓2的驱动马达33，使用的是DC无刷马达之DC伺服马达。在驱动各感光体鼓2的时候，由于下列2个原因致使各感光体鼓2的表面移动速度变动个别地发生，其结果是，将各感光体鼓2上的单色调色剂图像重叠地转印到各中间转印带10上时，其转印位置相对偏差而导致颜色偏差的发生。发生这种颜色偏差的第1要因是，因扭矩脉动而产生的马达转动变动引起了传达到感光体鼓2的转动角速度的变动，并因此引起各感光体鼓2的表面线速度的变动，各感光体鼓上的调色剂被转印到中间转印带10上的转印位置，由理想位置向带表面移动方向(副扫描方向)偏离(以后简称为「位置偏离」)。第2要因是因鼓驱动装置的齿轮(包括鼓驱动齿轮32)累计间距误差或鼓驱动齿轮32的转动轴偏心等，引起了传达到感光体鼓2的转动角速度发生变动，由此各感光体鼓2的表面移动速度发生变动而发生位置偏离。
对于涉及第1要因的感光体鼓2的表面移动速度变动，利用安装于马达轴上的旋转编码器35的检测结果，通过上述反馈控制就能进行充分的控制。
对于涉及第2要因的感光体鼓2的表面移动速度变动，根据检测用图样的检测结果，来求得感光体鼓2在一个转动周期离所发生的表面移动速度变动特性(速度变动曲线)，通过由该结果来控制驱动马达33的转动角速度来进行抑制。其详细的控制将在后面叙述。
下面，对转印位置调整用图样的检测方法作说明。
图3所示是检测由各成像单元1所形成的、中间转印带10上的转印位置调整用图样44的检测机构的示意图。还有，在图3中，方便起见，感光体鼓2或图样探测器40的设置位置与图1所示位置不同。另外，中间转印带10的架设方式也与图1所示的方式不同。
图样探测器40包括：在中间转印带10的图像领域中、于带宽方向两端部里、各设置有一组的照明用光源LED元件41；和接受反射光的受光元件42；和1对集光透镜43。LED元件41具有制造必要的反射光的光量，来检测中间转印带10上的转印位置调整用图样44。还有，受光元件42被设置在、中间转印带10上的转印位置调整用图样44所发射的光通过集光透镜43后的射入位置里，其由许多受光像素元件成直线状排列后、作为线型受光元件的CCD来构成。
如本实施方式所示，通过将图样探测器40在中间转印带10的图像领域中带宽方向的两端部分里分别一个一个地进行配设，就可以进行：主扫描方向(与感光体鼓2或中间转印带10的表面移动方向正交的方向)的对位调整；副扫描方向(感光体鼓2或中间转印带10的表面移动方向)的对位调整；主扫描方向的倍率误差的调整；相对于主扫描方向的扫描线的倾斜调整。
图4所示是转印位置调整用图样44的一个示例图。
如图4所示，该转印位置调整用图样44，是由黑、青、洋红、黄等各色调色剂图像，相对于副扫描方向倾斜约45°、以规定的间距使之并列、被称为线图样的人字斜纹组所构成的。该转印位置调整用图样44分别形成于中间转印带10的图像领域中带宽方向的两端部分里。通过由图样探测器40来读取这种转印位置调整用图样44，就可以检测到对应于中间转印带10的表面移动、基准色之黑色与其他3个彩色之间的检测时间差。具体的是，将图中从右边开始按黄、洋红、青、黑、黑、青、洋红、黄的顺序依次形成的线图样，通过由图样探测器40来依次读取，可以求得基准色之黑色的检测时刻和其他3个彩色的检测时刻之间的差(检测时间差)tky、tkm、tkc。然后，根据求得的各检测时间差和理想值的差，来求得相对于黑色的各彩色的副扫描对位的偏差量。还有，从图样探测器40的检测结果，可以求得同颜色的、倾角不同的两个线图样的检测时间差tk、tc、tm、ty，根据求得的各检测时间差与理想值的差，可以求得各色的主扫描对位的偏差量。
扫描线的倾斜量，可以由带宽方向两端部分里分别形成的1组检测用图样44中的副扫描对位差来求得。根据如此求得的扫描线的倾斜量，来驱动曝光装置15的环形透镜的倾斜调整手段，并补正扫描线的倾角。
在补正副扫描对位时，从各检测值的平均求得副扫描对位的偏差量，多面镜1面隔1面，即以1个扫描线间距为单位，来对准副扫描方向上的写出时机。还有，调整感光体鼓2的驱动马达33的平均转动角速度，通过调整感光体鼓2表面上的写入位置和转印位置之间的鼓转动所需时间来补正。
图5所示是为了抑制因上述第2要因而引起的感光体鼓2的表面移动速度变动，而使用的检测用图样45的一个示例图。
该检测用图样45是由黑、青、洋红、黄之中的一个颜色的调色剂图像、以主扫描方向为长边图样、沿副扫描方向按规定间距并列后的图样所构成的。将构成该检测用图样45的各图样，按所形成图样顺序由图样探测器40依次检测，并求得从任意的基准时机开始的检测时间tk01、tk02、tk03、···。这是按颜色来进行的。在本实施方式中，通过在中间转印带10的宽度方向两端部分里，分别形成不同的2个颜色的检测用图样，就可以通过图样探测器40同时对2个颜色进行检测。亦即，在本实施方式中，通过将检测动作重复2次，可以完成4种颜色的检测，这样就可以缩短检测时间。还有，在本实施方式中，由于检测用图样45是由单色图样构成的，可以使该图样的间隔非常短。其结果是可以获得更高精度的检测。
图6所示是鼓驱动装置的电子硬件构成的模块示意图。
由包括图3所示图样探测器40在内的检测探测器部51所得到的信号，经AMP52增幅后，只有图4所示转印位置调整用图样44或图5所示检测用图样45的信号成分通过过滤53。通过过滤53之后的信号，由A/D转化器54从模拟数据转化成数字数据。数据的取样由取样控制部56所控制，取样后的数据被存储到FIFO(First-In-First-Out)存储器55里。检测用图样45的检测结束后，被存储的数据介由I/O接口通过数据总线63被载入CPU58及RAM60里，CPU58进行上述各种偏差量的计算处理。
首先，CPU58根据图4所示由转印位置调整用图样44的检测信号求得的各种补正量，来执行偏斜补正、主扫描对位变更、副扫描对位变更及根据倍率误差的图像频率的变更，对于中间转印带10的驱动源之未图示的步进马达的驱动及写入控制来进行设定变更。写入控制是在对主扫描对位及副扫描对位进行控制的同时，将利用了能够对输出频率进行非常细小设定的设备(例如VCO，voltage controlled oscillator)的时钟发生器等设置在各种颜色里。在本实施方式的图像形成装置中，将该输出作为图像时钟来使用。
在本实施方式中，以从图5所示检测用图样45的检测信号求得的补正值，来补正驱动马达33的驱动控制值，以减小感光体鼓一个转动周期所发生的位置偏差量，并将补正后的驱动控制值设定到控制目标值输出部38里。控制目标值输出部38将转动速度目标信号(数字信号或脉冲信号)输出到各感光体鼓2的控制器37(图2)里。
还有，CPU58以适当的时机监视从检测探测器部51来的检测信号，以便即使当中间转印带10以及检测探测器部51的LED元件41发生劣化，也能够确切地检测检测用图样45，通过发光量控制部64来控制发光量，由此，从检测探测器部51的受光元件42来的受光信号就会经常保持在一定的水平。
还有，在ROM59里，存储着用于计算各种偏差量的程序，及各种程序。还有，通过地址总线61，对ROM地址、RAM地址、各种输入输出机器进行指定。
接下来，对本发明的特征部分、用于抑制因上述第2要因而产生的感光体鼓2的表面移动速度变动的构成及动作作说明。
在本实施方式中，作为用于抑制因上述第2要因而产生的感光体鼓2的表面移动速度变动的图样，采用的是图5所示专用的检测用图样45。各种颜色的检测用图样45，分别沿中间转印带10的表面移动方向，连续多个(例如，感光体鼓的复数个转动次数)地形成并被取样。另外，检测用图样45之所以分别为单色图样，是为了要避免因多色的多重转印而产生检测用图样的劣化(因反转印而造成调色剂图像的崩散)，进行高精度的图样检测的缘故。当因多重转印而发生的图样劣化不再成为问题时，也可以将K、Y、M、C等4色的图样沿副扫描方向相互平行地交替形成。
还有，如图5所示，中间转印带10的表面移动方向上的取样图样长Pa，只要在感光体鼓2的一个转动周长以上即可。但是，为了高精度地检测，其长度设定为感光体鼓2的复数个转动周长。在图样长的设定中，也有必要考虑在中间转印带上形成及检测检测用图样45时所发生的其他的周期性转动变动。这里所说的其他的周期向变动，涉及到中间转印带10的驱动辊的转动周期，对其驱动传达的齿轮的间距误差或偏心成分，更进一步地是中间转印带10的蜿蜒，中间转印带10的圆周方向里的厚度分布偏差等各种频率成分。在检测数据中，所有的这些频率都已被重叠，因此有必要从其中高精度地检测具有感光体鼓一个转动周期的变动曲线。图样的一个一个之间的间隔Ps都是被等间隔地设定的。为了实现高精度的检测，有必要设定短的Ps，以及密集的图样群。但是，实际上，图样间隔Ps是由可能形成的图样宽度或计算时间等的关系来决定的。
例如，在感光体鼓一个转动周期的变动成分之外，当驱动辊8的转动周期的变动成分对图样的位置偏差有较大影响时，也要考虑驱动辊8的转动周期来设定取样图样长Pa。本实施方式的感光体鼓2的直径为40mm、驱动辊8的直径为30mm时，换算成中间转印带的表面移动距离的感光体鼓和驱动辊的转动周期分别是125.7mm个94.2mm。将该两数值的公倍数设定为取样图样长Pa。这里，以最小公倍数的377mm设定为图样长Pa。相对于该图样长Pa，图样间隔Ps被等间隔地设定。由此，通过后述的感光体鼓一个转动周期的变动曲线的计算，就能够不受驱动辊8的变动成分的影响而进行高精度的检测。这是由于在后述的变动曲线的计算中，通过对复数个计算结果进行加法平均就能够使驱动辊8的变动成分相互抵消的缘故。同样地，因中间转印带10圆周方向上的厚度分布偏差而发生转动周期变动时，通过以感光体鼓转动周期的整数倍来设定最接近带一周的图样长，就能够降低中间转印带10的周期变动的影响。
还有，对于驱动辊8的驱动源之马达转动周期的变动成分那样的、与感光体鼓一个转动周期有着10倍以上的差的变动成分，在检测数据的数字处理中，可以通过低通过滤来除去。
还有，在中间转印带驱动系统中装载反馈控制，是提高具有上述感光体鼓一个转动周期的变动成分的检测精度的有效手段。例如，在伴随中间转印带10的表面移动而转动的支撑辊12的转动轴里设置旋转编码器。根据从该旋转编码器输出的转动情报，来控制中间转印带10的驱动马达(未图示)的转动，以使旋转编码器的输出(转动角速度)能保持一定。由此，驱动辊8或驱动传达系统的误差、驱动辊8和中间转印带10的内侧面之间的滑动而产生的带速度变动得到大幅度的抑制。因此，上面所述剩余的其他周期变动的原因就只有支撑辊12的转动周期了。其主要是因支撑辊12的偏心或编码器的安装偏心所产生的。所以，通过使取样图样长Pa为支撑辊12的转动周期和感光体鼓一个转动周期的公倍数周期，就能够作高精度的检测。
在本实施方式中，不仅是对从初始期就存在的位置偏差，而且对因初始期之后发生的位置偏差所产生的画质劣化也能够进行抑制。
亦即，在图像形成装置中，由于机内温度的变化或图像形成装置被施加外力之后，各成像单元自身的位置或大小，以及各成像单元内的部件位置或大小都可能会发生微妙的变化。其中，不可避免的机内温度的变化或外力，例如堵纸时的恢复、维护(维修点检操作)时的部件更换、图像形成装置的移动等日常操作，导致了施加外力于图像形成装置。然后，当机内温度变化或外力作用于图像形成装置时，各色的成像单元所形成的图像的位置对准情况变坏，这种因初始期之后的原因产生的位置偏差，使得维持高画质变得困难。
在此，本图像形成装置，在装置的电源投入时或堵纸的恢复动作后，以及在其他规定的时机里，在图像形成模式(打印模式)开始之前或图像形成模式中，根据需要来执行检测用图样45的取样动作以及据此进行的补正动作。本实施方式所设定的是，当装置电源投入后(或者维修点检操作后)，立刻进行仅一次的检测用图样45的取样动作，以及据此进行的补正动作。这是因为感光体鼓一个转动周期所发生的位置偏差的变动成分，来源于感光体鼓、驱动传达齿轮、联轴器的部件精度以及安装精度，由于伴随电源投入后的环境或历时变化的不稳定位置偏差的变动成分较少，就没有必要作频繁这样的操作。另外，检测用图样45的取样动作以及据此进行的补正动作是为了提高检测精度，如图4所示，其时机以转印位置调整用图样44的取样动作以及据此进行的补正动作之后来执行为好。
在执行与各感光体鼓2有关的检测用图样45的取样动作以及据此进行的补正动作时，由图6所示的CPU58，以鼓位置探测器20检测到图1所示标识4时等的规定时机来向各部分发出指令，开始将设定在ROM59里的各感光体鼓2的检测用图样45的图像数据依次输出到分别与其对应的成像单元1。此时，执行的是与通常的图像形成模式(打印模式)完全相同的动作。由此，各成像单元1根据该检测用图样的图像数据来形成各个检测用图样，依次转印到中间转印带10里，在中间转印带10上形成图样群。然后，根据检测用图样的检测探测器部51的检测结果，以上述取样控制部56所设定的规定的取样周期，作为经AD转换器所转换的离散数据，被存储到FIFO55里。该数值因调色剂颜色或图样的调色剂浓度而变化。在本实施方式中，以高精度认识检测用图样的通过检测时机为好。由此，就能够更高精度地检测特别是本实施方式的特征之位置偏差量。其理由是不容易受到因感光体鼓的表面移动速度变动而引起的检测用图样的崩散的影响。其详细叙述如下。
图7(a)～(d)所示是感光体鼓2的表面移动速度和转印到中间转印带10上的检测用图样45的调色剂浓度分布之间的关系示意图。
图7(a)所示是感光体鼓2和中间转印带10的转印部的模式图。在感光体鼓2和中间转印带10的接触面里，感光体鼓2和中间转印带10在相互接触的同时，因调色剂或带子、还有感光体表层的润滑剂、润滑层的影响等一边滑动，一边以各自独立的速度Vo、Vb来移动。图7(b)所示是在感光体鼓2上形成的检测用图样中，以各图样的间隔(距离)为横轴，以图样浓度为纵轴的图。在本实施方式中，在一定的调色剂浓度下，图样图像由图样间隔PaN所形成。
这里，当感光体鼓2的表面移动速度Vo比中间转移带10的表面移动速度Vb快的时候(Vo＞Vb)，将图7(b)所示检测用图样转印到中间转印带10上之后的检测用图样就会如图7(c)所示的那样。此时，转印部处的感光体鼓2的表面为了超过中间转印带10的表面，中间转印带10上的图样间隔PaH要比感光体鼓上的图样间隔PaN短。还有，图中Tw所示图样浓度的展宽部分显示了因感光体鼓2和中间转印带10的速度差而引起图样崩散的浓度分布。这是因为在转印部，由于感光体鼓2和中间转印带10为了确保有高调色剂转印率，而具有近2mm的夹持部的缘故，当调色剂图像在两者间摩擦地转印时，对应于速度差，集聚在一起的调色剂被崩散所致的。
另一方面，当感光体鼓2的表面移动速度Vo比中间转移带10的表面移动速度Vb慢的时候(Vo＜Vb)，将图7(b)所示检测用图样转印到中间转印带10上之后的检测用图样就会如图7(d)所示的那样。此时，中间转印带10上的图样间隔PaL要比感光体鼓上的图样间隔PaN长。还有，与图7(c)所示相同，也发生了Tw所示的图样浓度的展宽。
在本实施方式中，以高精度地检测因感光体鼓2的表面移动速度变动而变动的图样间隔PaH、PaL为好。如上所述，由于感光体鼓2的表面移动速度变动，其与中间转印带10的速度差呈周期性地变化，检测用图样的浓度分布的展宽也呈周期性地变化。这里，以设定阈值来认识图样端部的手法，由于受图样崩散的影响，存在着检测到不是端部部分、或者是图样浓度未超过阈值而不能认识等问题。因此，在本实施方式中，以图样浓度的峰值来作为图样检测时机。具体的是，CPU58从与以既定的取样周期所存储的调色剂浓度有高相关度的FIFO55的信号数据群来认识图样浓度的峰值，将该时机(数据序号)数据存储到RAM60里。由此，能够更正确地认识图样间隔PaH、PaL。
如此认识到的图样间隔的检测数据(以后称「图样检测数据」)被存储到RAM60里。该图样检测数据因感光体鼓2的转动周期而变动。在本实施方式中，除去包含在图样检测数据中其他的周期成分，并抽出感光体鼓2的变动成分(变动曲线)。
上述图样检测数据是依据于所形成的图样顺序里、从任意的基准时机到检测到时刻为止的经过时间(tk01、tk02、tk03、···)的数据。因此，图样检测数据就成为变动成分重叠的单调增加的数据群。在此，从该图样检测数据除去增加倾向(倾斜)成分后使之成为图样变动数据。增加倾向(倾斜)成分可以由数据群以最小二乘法来求得，并被作为倍率补正数值。
还有，相对于感光体鼓2的转动周期，有着较高频率(10倍以上)的其他周期变动，用LPF(低通过滤)来除去。在本实施方式中，由于动作模式时的感光体鼓2的转动周期为几个Hz，所以将截断频率设定为几十Hz的LPF。由此，马达转动周期或齿轮的啮合周期变动等高频率变动被除去，仅有感光体鼓2等低频波段的信号被抽出。
根据如此检测到的感光体鼓一个转动周期的变动曲线的数据，CPU58计算各感光体鼓2的驱动控制补正值，并送信至控制目标值输出部38。该驱动控制补正值是为了抵消与该变动成分相当的感光体鼓的表面移动速度变动、而对各感光体鼓2的转动角速度作个别微调整的值。亦即，如图7所示，当感光体鼓2的表面移动速度快时，在短于平均的图样间隔PaH被检测到的时机里，补正感光体鼓2的驱动速度使之变慢；当感光体鼓2的表面移动速度慢时，在长的图样间隔PaL被检测到的时机里，补正感光体鼓2的驱动速度使之变快。
这里，从上述图样变动数据计算得到的感光体鼓一个转动周期的变动曲线的数据是由，在感光体鼓的曝光点SP里的感光体鼓的表面移动速度变动，和感光体鼓2的表面上的转印位置之转印点TP里的感光体鼓的表面移动速度变动的，这两个影响重叠后表现出来、依据于中间转印带10上的图样间隔的变动而得来的。
在此，图8所示的是，在任意设定的感光体鼓2上的曝光点SP和转印点TP之间的相位差角度为φ的构成中，引起具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓表面移动速度变动的感光体鼓2的转动角速度变动，和中间转印带10上的图样间隔的关系，并对从依据于上述图样检测数据的图样变动数据，来导出适当的驱动控制补正值的手法作说明。
以鼓位置探测器20检测到标识4(参照图1)的时机为基准，以一定的时间间隔将检测用图样的潜像写入感光体鼓2上的曝光点SP里。此时，感光体鼓转动角速度ω如下式(1)所示。
ω＝ω0+f(ω0t0+α)···(1)
在上式(1)中，右边第二项的f(ω0t0+α)表示以鼓位置探测器20检测到标识4时的时机为基准、在任意的时间t0里、与感光体鼓一个转动周期具有相同周期的转动角速度变动成分。具体的是，主要表示的是因设置在感光体鼓2的轴里的鼓驱动齿轮32的偏心等引起的转动变动成分。α表示以鼓位置探测器20检测到标识4的时机为基准的周期变动的相位。此时感光体鼓2的表面移动速度Vsp如下式(2)所示，其中R为感光体鼓的半径。
VSP＝R{ω0+f(ω0t0+α)}···(2)
还有，在曝光点SP，一定间隔的微小时间δt里所形成的任意的2图样的图样间隔δP0如下式(3)所示。
δP0＝VSPδt＝R{ω0+f(ω0t0+α)}δt···(3)
这些检测用图样在经过感光体鼓2仅转动角度φ所需的时间Tφ之后，被转印到中间转印带10上。这里所说的角度φ如图8所示，是感光体鼓转动中心和曝光点SP相连结的假想线，与感光体鼓转动中心和转印点TP相连结假想线所成的角度。
检测用图样转印到中间转印带10上时的感光体鼓的角速度ωφ如下式(4)所示。
ωφ＝ω0+f(ω0t0+α+φ)···(4)
式(4)的右边第2项，由于是检测用图样转印时的感光体鼓一个转动周期的变动成分，所以潜像写入开始经过Tφ时间后的相位差为φ。此时的感光体鼓2的表面移动速度VTR如下式(5)所示。
VTR＝R{ω0+f(ω0t0+α+φ)}···(5)
还有，当中间转印带10的表面移动速度与感光体鼓2的平均表面移动速度一致，Vb＝Rω0时，在感光体鼓的表面移动速度比中间转印带10的表面移动速度快时，感光体鼓2上的图样间隔就变短，反之则变长。因此，中间转印带10上所转印的图样间隔δP由下式(6)所示。
其中，Pn＝Rω0δt。
上式(6)是以滑动转印为前提的式子。然而，根据转印条件产生有粘着转印的倾向。所谓的滑动转印是指如上述图7所示的模式那样，感光体鼓和转印带在接触面滑动的同时，分别以各自独立的速度移动并转印调色剂图像。由此，调色剂图像的转印位置因感光体鼓的速度变动而变动。而所谓的粘着转印是指感光体鼓和转印带在接触部分贴近而不滑动，两者以相同的速度边移动边转印调色剂图像。此时，即使发生感光体鼓的速度变动，由于转印带的速度是伴随其作移动的，所以转印位置也不会变动。因此，滑动转印和粘着转印因转印方法不同，其调色剂图样间隔也大不相同。
这里，在式(6)里导入转印系数κ。κ＝1时，调色剂图像的转印方法为滑动转印。而当κ＝0时，调色剂图像的转印方法为粘着转印。在实际中，转印方法为滑动转印和粘着转印共存的时候，不同转印条件(转印电压)下的感光体鼓和转印带的贴近程度或调色剂特性等因润滑剂的量而变化。因此，κ取0到1的值。式(6)变成下式。
其中，变动成分f因为相对于平均角速度ω0非常小，所以上式(7)可以近似为下式(8)。
式(8)所示是在一定间隔的微小时间δt里所形成的2个图样，转印到中间转印带10上之后的图样间隔。
当检测用图样的潜像形成时机为实际的一定时间间隔时，在曝光点SP不是微小时间δt而是一定时间间隔Te里进行图样写入，转印后以朝向中间转印带的受光元件42来检测检测用图样的通过时机，从而认识中间转印带10上的图样检测时机。到此为止，是以鼓位置探测器20检测到标识4的时机为基准的。在该时机里被写入的检测用图样以受光元件42所检测到的位置为基准(0)，在时间TeN(N：自然数)里被写入的第N个图样为止的间隔PN由下式(9)所示。
由该式(9)可得到下式(10)。
PN＝Rω0TeN+RF(ω0t0+α)-κRF(ω0t0+α+φ)+C ···(10)
其中，式(10)中的F为对任意的周期函数f进行积分之后的函数。还有，C为积分常数。
如此，一定时间间隔Te里被写入的图样群，在中间转印带上，其图样间隔如式(10)所示，由受光元件所检测。存储在上述RAM60里的图样检测数据(时间数据)，被从中间转印带10的表面移动速度情报换算成中间转印带上的位置情报。式(10)中的右边第1项，相当于图样检测数据的倾角，其用于倍率误差的检测。图样变动数据使用上述过滤处理，即可计算出感光体鼓一个转动周期所发生的变动成分(变动曲线)。该变动成分，相当于式(10)中的右边第2项和第3项。另外，式(10)中的右边第4项的积分常数C是固定偏差，对由过滤处理计算得到的变动成分没有影响。
这里，经过过滤处理将图样检测数据的倾斜成分和固定偏差成分除去后，所得到的感光体鼓一个转动周期的变动成分如式(11)所示。其起因于上式(1)中的第2项所示的感光体鼓2的转动角速度变动。然而，所得到的变动成分为感光体鼓上写入时的转动角速度变动成分(式(11)第1项)，和转印去转印带时的转动角速度变动成分(式(11)第2项)相叠加的结果。
PN_V＝RF(ω0t0+α)-κRF(ω0t0+α+φ)···(11)
由此，作为补正该感光体鼓的转动角速度变动的驱动控制补正数值，首先，计算过滤处理后的式(11)的感光体鼓一个转动周期的变动成分。接下来，从该变动成分中仅抽出式(11)的第1项或第2项。由于抽出的函数表示感光体鼓1个转动的转动角变动，所以为了抵消该变动成分而计算其反转的数值。作为该驱动控制补正数值，或利用显示转动角变动的函数F，或利用对其进行微分后、表示转动角速度变动的函数f。
下面、对从式(11)的过滤处理后的变动成分中，仅抽出式第1项或第2项的手法，亦即，从2个感光体鼓的一个转动周期的任意周期函数F被重叠的数据，来计算函数F的手法作说明。为了便于说明，将式(11)置换成式(12)。这里，R＝1、ω0t0+α＝x。还有，作为图1所示相位差角度φ的反对的角度φ′将第2项表示为相位延迟。
PN_V＝F(x)-κF(x-φ′)···(12)
式(12)的过滤处理后的变动成分为感光体鼓一个转动、或者复数个转动成分的数据列。这里，利用该变动成分数据列，将相位差角度φ′、2φ′、3φ′、···、(n-1)φ′的相位延迟后，以相同的变动成分来作成下式(13)那样的n个数据列。个数n虽然为任意，但以多为好。还有，关于最佳值将在后面说明。
[1]：F(x)-κF(x-φ′)
[2]：F(x)-κF(x-φ′)+κ{F(x-φ′)-κF(x-2φ′)}
[3]：F(x)-κF(x-φ′)+κ{F(x-φ′)-κF(x-2φ′)}+κ2{F(x-2φ′)-κF(x-3φ′)}
[n]：F(x)-κF(x-φ′)+…+κn-1{F(x-(n-1)φ′)-κF(x-nφ′)}
···(13)
式(13)的[1]式过滤处理后的变动成分。[2]是在原来的变动成分里加算了仅延迟相位差角度φ相位的、相同的变动成分。[3]是在[2]的数据里，加算了将原来的变动成分仅延迟2φ′相位的数据。[n]是在[n-1]的数据里，加算了将原来的变动成分仅延迟(n-1)φ′相位的数据。如此来作成n个的数据列。对这些n个数据列进行计算后成为下式(14)。
[1]：F(x)-κF(x-φ′)
[2]：F(x)-κ2F(x-2φ′)
[3]：F(x)-κ3F(x-3φ′)
[n]：F(x)-κnF(x-nφ′)
···(14)
求这些n个数据列的和Sum时，就成为下式(15)。
Sum＝nF(x)-κF(x-φ′)-κ2F(x-2φ′)-κ3F(x-3φ′)-…-κnF(x-nφ′)···(15)
这里，相对于式(15)的第1项的函数F(x)被乘以了n倍，其他项的函数F(x)的相位各不相同而分散。还有，可以知道取0到1之间的值的转印系数κ在此也是系数。由此，因第1项的函数F(x)比其他各项相对较大，通过将式(15)的和Sum除以n，可以导出函数F(x)。
通过这样的计算处理，即可从过滤处理后的变动成分来导出函数F(x)。
图9所示式上述计算处理的模块线图。图9(a)所示式上述计算处理的模块图。图9(b)所示为由FIFO和增益所构成图9(a)的模块121的内部处理(以后称FIFO系统)。
FIFO系统是对输入数据127求其与转印系数κ的积(图9(b)129)。接着，在图9(b)中的130，被赋予感光体鼓的转动角度φ′大小的相位延迟。实际中，仅输出相当于相位延迟时间的以前的输入数据。由于输入数据是离散数据，所以用表示z变换的计算项记号Z来表示。输入数据是如前所述的在时间TeN(N：自然数)中被写入的、与N项图样间隔PN有关的数据。模块130是角度φ′大小的FIFO存储器。亦即，记录转动中心角度φ′内形成于感光体鼓表面上的调色剂图样数φ′d的数据的存储器。其记录被输入的数据、并输出φ′d大小的过去的数据(图9(b)128)。
图9(a)的输入数据120是式(12)所示过滤处理后的变动成分。该输入数据被送至FIFO系统121和加算器123以及加算器124。在FIFO系统121，刚才说明过的延迟处理得到执行，在加算器123，延迟处理后的输入数据和原来的输入数据被加算。加算器123的计算与式(13)的[2]的计算相当，其结果132与式(14)的[2]相同。包括FIFO系统121和加算器123的、图中以虚线框所示的系统有n-1个被并列连结，个系统的计算结果被送至加算器124。亦即，加算结果133为式(14)的[3]，加算结果134与式(14)的[n]相同。在加算器124中，式(15)的加算计算得到执行，增益125处求取与1/n积的式(16)所示加算得到执行。该计算结果126为上述函数f(x)。
接着对在FIFO系统中、将相位角度φ′大小一个接一个延迟所作成的数据列的个数n作说明。在式(16)中，要导出的F(x)成分相对于同相位被加算，利用要除去的F(x)以外的项(F(x-φ′)等)的相位不同被分散来导出F(x)。因此，除F(x)以外的项，以在感光体鼓一个转动(2π)内作平均分散为好。亦即，F(x)以外的项的相位差-φ′、-2φ′、···、-nφ′在感光体鼓一个转动(2π)内的设定为被均等的配置。由此，以导出下式(17)成立的n的设定为好。
这里，m是自然数。例如，当图1所示相位差角度φ′为216°(φ′＝3.77rad)时，式(17)的n＝10、m＝6时成立。在图9(a)中9个虚线框并列连结后执行计算处理。其结果是，均等分散的效果提高了F(x)的导出精度。
在上述例子中，当n＝10，图9(a)中9个虚线框系统被并列连结时，用于从第9个FIFO系统输出数据的共计的延迟处理为9φ′。当比9φ′更多的数据被输入数据输入120时，数值从最后被连结的FIFO系统输出。然后，在经过加算器124、增益125的处理后，得到输出数据126。通过将该输出数据作至少感光体鼓一个转动周期以上的计算，就可得到感光体鼓转动角变动F(x)。因此，数据输入120至少需要输送感光体鼓转动角度9φ′+2π量的数据。在数据输入120中，保持着感光体鼓一个转动或整数个转动数量的检测图样数的变动数据列。该变动数据数比刚才的延迟处理的共计和感光体鼓一个转动的和所相当的数据数要少。这里，数据输入120的设定为，能将保持的变动数据重复输出。通过将变动数据重复输出，将感光体鼓转动角度9φ′+2π量的数据进行输入。输出数据126在处理9φ′数量的数据后，达到感光体鼓一个转动数量的数据数时，成为感光体鼓转动角度变动F(x)。还有，当数据输入120中有感光体复数个转动数量的变动数据被保持时，输出126达到该感光体鼓转动数数量的数据数时，将感光体鼓复数个转动数量的数据作同期相加后，成为感光体鼓一个转动数量的转动角变动F(x)。
检测图样形成于时间Te间隔后，该检测数据即得到。相对于该时间上离散的数据，虽然执行了上述图9所示的计算处理，但如果经FIFO系统延迟处理后输出的时机和输出数据被输入的时机一致地、由加算器123来处理时，因时间的离散而产生的误差的影响就少。因此，在转动角度φ′数量的相位角里，以检测图样等间隔为好。还有，当对该计算处理中最后所得到的感光体鼓复数个转动数量的数据进行同期加算平均时，如果在感光体鼓一个周长里的检测图样为等间隔，就不会产生因离散化而造成的误差，并能够导出平均值。由此，在转动角度φ′数量的相位角、感光体鼓一周(2π)里的检测时机以等间隔为好。
至此，以鼓位置探测器20检测到标识4的时机为基准来写入检测用图样，之后，以该检测用图样被转印到中间转印带10里之后由受光元件42所检测到的位置为基准，来检测该检测用图样的通过时机。但是，当中间转印带10的表面移动速度不稳定，或因温度变化导致驱动辊直径的膨胀、收缩等原因使得平均表面移动速度不确定时，就会产生对图样检测基准的认识误差。这里，只要将基准的原调色剂标识另外地、与检测图样群分开地形成即可。将该原调色剂标识作为基准来检测中间转印带10上的检测用图样的通过时机。此时，有必要对原调色剂标识的写入时机和鼓位置探测器20检测到标识4的检测时机的相位关系进行认识，将其反映到驱动控制补正时的相位值里。
根据本实施方式，无论感光体鼓2上的曝光点SP和转印点TP之间的位置关系(曝光点SP和转印点TP之间的相位差转动角度φ)如何，从中间转印带10上检测到的图样检测数据，能够高精度地求得补正感光体鼓2的表面移动速度变动的驱动控制补正值。
还有，如上述专利文献1所记载的已有技术那样，当将曝光点SP和转印点TP之间的相位差转动角度设定为与实际的φ′不同的180°时，由此计算驱动控制补正数值来进行控制时的误差，可以由在式(16)中分别代入φ′和180°所得到的图样变动值的差来求得。具体举例如下，当感光体鼓半径R为20mm、转动角速度的变动为具有变动率(Δω/ω0)0.1％振幅的带转动周期的正弦波、α为0时，将2.53rad(145°)和3.14rad(180°)作为相位差角度φ代入时曲线图如图10所示。在该图中，还显示了它们的差(ERROR)。如此，当曝光点SP和转印点TP之间仅相差35°的相位差角度时，可以得知，即使转动角速度的变动率小如0.1％，但其能产生最大约12μm的图样变动量的差。在使用已有技术的手法时，该差作为控制补正值。而如果根据本实施方式，就不会发生这种误差，就能够高精度地进行控制补正。
还有，至此为止，虽然对因为具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓的转动角速度变动成分而引起的感光体鼓表面移动速度变动作了说明，但是即使对于因其他原因而引起的感光体鼓表面移动速度变动，也同样能够求得驱动控制补正数值。例如，当在驱动马达轴辊和感光体鼓轴辊之间架设时机带的驱动传达机构时，只要将该时机带的转动周期ωtb，和将曝光点SP与转印点TP之间的相位差角度φ换算成时机带的转动周期之φtb代入后作上述同样的的处理即可。此时，虽然时机带上需要标识和鼓位置探测器，但如果感光体鼓轴辊和时机带之间没有滑动，就可以从设置在鼓轴辊里的标识的检测时机来设定时机带的转动的基准时机。
接下来，参照图11对成像单元(图像形成单元)的构成的变化例(以后本变化例称为「变化例1」)作说明。
近年来，成像单元被要求的是既能高耐久化又能小型化。在本变化例1的图像形成装置中，将感光体鼓85作成比已有更大的口径，来实现感光体鼓的感光层的高耐久化。还有，通过将设置在感光体鼓85周围的清洁部81、充电部82、线LED曝光部83、显影部84等设置在相对于感光体鼓85的图中左侧(远离与感光体鼓85的一侧接触并与中间转印带86的移动方向正交的假想平面VP的一侧)，来缩短图像形成单元间隔LST。由此，图像形成装置在横方向上的尺寸(图中左右方向)得到缩小。在这种图像形成装置中，从曝光点SP到转印点TP的相位差角度φ1很大地偏离了180°。本变化例1中的φ1为120°。即使在这样的图像形成装置中，通过执行与上述实施方式相同的补正动作，即可求得高精度的驱动控制补正数值。
另外，在图11中，虽然在中间转印带86上图示了并列的2个成像单元80、80，与图1的构成相同，也可以将4个成像单元并列设置以形成全彩色图像。还有，也可以使用3个成像单元来形成全彩色图像。还有，在图11中，虽然在中间转印带86的上方设置了成像单元80，与图1的构成相同，也可以将成像单元80设置在中间转印带86的下方。
接下来，参照图12对将黑色用的成像单元的口径作成比其他成像单元大的变化例(以后本变化例称为「变化例2」)作说明。
在本变化例2中，并列设置在中间转印带96上的复数个图像形成单元里，曝光点SP和转印点TP之间的相位差角度互为不同。一般地，在彩色图像形成装置的全图像输出中，黑白图像输出所占的比例往往高于彩色图像。在本变化例2的图像形成装置中，通过将使用频率高的黑色成像单元90K的感光体鼓92的口径，作得比其他颜色的成像单元90的感光体鼓91大，来实现高耐久化。即使在本变化例2里，与上述变化例1相同，通过将大口径的黑色的感光体鼓92的周围装置配置在感光体鼓92的图中左侧，来实现小型化。还有，由于随着感光层部的材料的共同化而导致感光层内的电荷移动现象、调色剂的转印现象相同，为了使曝光、显影、转印部之间的距离与其他图像形成单元一致，黑色的感光体鼓92中的曝光点SP和转印点Tp之间的相位差角度φ3的设定不同于其他颜色的相位差角度φ2。由于上述实施方式中的补正动作，能够由各个图像形成单元各自单独地进行，即使在这样的图像形成装置中，通过执行与上述实施方式相同的补正动作，也能够求得高精度的驱动控制补正数值。
另外，在图12中，虽然其他颜色的成像单元90仅图示了一个，与图的构成相同，也可以将3个成像单元90和黑色的成像单元90K等共计4个成像单元进行并列设置以形成全彩色图像。还有，也可以采用由2个其他颜色的成像单元90和黑色的成像单元90K等共计3个的成像单元来形成全彩色图像的构成。还有，在图12中，虽然使将成像单元90、90K设置在中间转印带96的上方，与图1的构成相同，也可以将成像单元设置在中间转印带96的下方。
下面，参照图13对使用潜像载置体之带状感光体时的进一步的其他变化例(以后本变化例称为「变化例3」)作说明。
在上述方式方式或上述变化例1及2中，虽然对潜像载置体为鼓形状的感光体的情况作了例示说明，但本发明也能够适用于潜像载置体为具有曝光点SP和转印点TP的表面移动部件。因此，例如本变形例3，也能够适用环状带形状的感光体。
本变形例3中的感光体带103由3个支撑辊架设，通过其中之一的驱动辊，与中间转印带105作同方向的环状移动。还有，感光体带103在位于最下方的辊部分处与中间转印带105相接触。在感光体带103的周围，依次设置有使感光体带103带电至规定电位的充电器102、在带电的带表面以根据图像信号的写入光101来曝光并形成静电潜像的曝光装置(未图示)、将带电调色剂提供给静电潜像并显影的显影装置100、以及将调色剂图像转印到中间转印带105上的转印辊104。另外，转印辊104被设置在中间转印带105的内侧，朝向感光体该103的最下端的辊。还有，形成于中间转印带105上的检测用图样在通过图样探测器106处时被检测。在这样的感光体带103中，因驱动辊的偏心或感光体带103的厚度分布偏差会产生感光体带103的表面移动速度变动。这里同样地，在对感光体带一个转动周期的表面移动速度变动进行补正的时候，从相对于感光体带103的转动角速度ωob和感光体带一个转动周期的写入光101的曝光点SP和与中间转印带105相接的转印点TP之间的相位差转动角度φob，可以求得驱动控制补正值。亦即，与上述感光体鼓的半径R及转动角速度ω相当的参数，可以由感光体带103的周长和表面移动速度来设定。
如上所述，在本实施方式(包括上述各变形例)中，无论从曝光点SP到转印点TP的相位差角度φ为多少，都能够求得高精度的驱动控制补正数值。因此，能够决定感光体鼓周围的配置以使得相位差角度φ大大偏离于180°。这种效果具有下列很大的长处。
亦即，如上述专利文献1所记载的图像形成装置那种、相位差角度φ为180°的构成，包括环境、历时等引起的部件变化或图样检测误差等，相对于所发生的感光体鼓表面移动速度变动来说是最容易发生位置偏差的构成。例如，在感光体鼓上的曝光点SP处感光体鼓一个转动周期的转动角速度变动为最大时，其附近所形成的检测用图样的图样间隔要比理想的间隔来的宽。然后，当该检测用图样达到转印点TP时，由于相位差角度φ为180°，感光体鼓的转动角速度变动变成最小。由此就变成了，相对于中间转印带10的表面移动速度，感光体鼓2的表面移动速度是在最慢的状态下进行转印的。对此，相位差角度φ越是偏离180°，位置偏差也就越小。因此，根据本实施方式，通过使相位差角度φ大大偏离180°的构成，比起相位差角度φ为180°的时候来，有着将原来的位置偏差减小的优点。
还有，关于其他优点可以列举如下。
以图1所示图像形成装置为例来说明，在该图像形成装置中，通过在将堆积在装置下部(曝光装置15的下方)的页纸以最短的路径排出到装置上部的页纸输送路径中设置2次转印部，来实现小型化及打印速度的高速化。在这种配置里，如上所述呒虽然需要将曝光装置15设置在各成像单元1的下方，但是当相位差角度为180°时，飞散的调色剂会堆积在射出透镜上，有可能不能进行正常的潜像形成。对此，在图1所示本实施方式的图像形成装置中，由于采用了相位差角度为145°，射出透镜的透镜面相对于水平方向是倾斜的。由此，飞散的调色剂就不容易堆积在射出透镜上，其优点在于能够维持适当的潜像形成的安定。其他的还有上述各变化例所说明的优点。
以上，虽然通过图示例来说明了本发明，但本发明并不局限于这些。例如，不限于图示例所示的中间转印方式的串列型图像形成装置，本发明也能够适用于直接转印方式的串列型图像形成装置。在直接转印方式的情况下，记录材料由转印带等输送部件(表面移动部件)来输送，只要将检测用图样转印到上述输送部件(表面移动部件)的表面里的图样，通过图样检测手段来检测即可。另外，在串列型图像形成装置中，各种颜色的成像单元的配置顺序是任意的。还有，本发明也能够适用于仅具有一个感光体鼓等潜像载置体的黑白图像形成装置。更进一步地，在图像形成装置中，显影装置、曝光装置等各机器也可以采用适当的构成。不用说，作为图像形成装置并不局限于打印机，也可以是复印机、传真机，或者是具有复数个功能的复合机。
另外，本发明不局限于前述的各个实施方式，在本发明的技术思想的范围内，除前述各实施方式中所示之外，从前述各实施方式作适当变更后的所得也是显而易见的。还有，前述构成部件的数量、位置、形状等不局限前述各实施方式，在实施本发明时，可以使用适当的数量、位置、形状等。
本专利申请的基础和优先权要求是2006年7月13日、在日本专利局申请的日本专利申请JP2006-193028，其全部内容在此引作结合。
图1所示是适用于本发明的图像形成装置的主要构成的概要示意图。还有，在将本图像形成装置作为复印机或打印机等产品来使用的时候，根据需要，在图示的主要构成里，或增加设置保持大量用纸的供纸台，或增加设置扫描部、原稿自动输送装置(ADF)。
如图1所示，本实施方式的图像形成装置设置有中间转印体之环状带所构成的中间转印带10(表面移动部件)。该中间转印带10被架设在4个作为支撑转动体的支撑辊7、8、11、12之上，在图中以反时针转动方向被移动驱动。在本实施方式中，该4个支撑辊之中的支撑辊8是驱动辊。还有，虽然没有图示，但在支撑辊7的图中左侧，设置有中间转印带清洁装置以清除图像转印后残留在中间转印带10上的残留调色剂。另外，在支撑辊11和支撑辊12之间所架设的带的部分里，沿带的移动方向并列设置着黄(Y)、青(C)、洋红(M)、黑(K)的4个成像单元1。在各个成像单元1(Y、C、M、K)里，设置了在图中沿顺时针方向被转动驱动的、作为潜像载置体的感光体鼓2，和鼓驱动齿轮32，和偏压辊6。还有，各个成像单元1(Y、C、M、K)在感光体鼓2的周围，还设置了未图示的充电装置、显影装置及清洁装置等。这些成像单元除了所使用的调色剂颜色不同之外都具有相同的构成。作为1次转印手段的偏压辊6，被设置在夹着中间转印带10、与感光体鼓2相对的位置里，中间转印带10通过偏压辊6被接触至各个感光体鼓2上。各个鼓驱动齿轮32上分别设置有标识4，这些标识4分别由鼓位置探测器20所检测。根据各个鼓位置探测器20的检测结果，就能够把握各感光体鼓2的转动位置。
还有，在夹着中间转印带10、与驱动辊8相对的位置里，设置了作为第2转印手段的2次转印辊13。该2次转印辊13被设置为朝向驱动辊8、被压向中间转印带10。在2次转印辊13和中间转印带10之间的夹持部(2次转印部)中，从图中下方以规定时机、作为记录材料的页纸被输送过来。随后，通过2次转印辊13，中间转印带10上的图像被转印到页纸上。另外，作为第2转印手段，也可以使用转印带或非接触式的充电器。
还有，在本图像形成装置中，在2次转印辊13和驱动辊8被相对设置的上述2次转印部的带的输送方向下游侧旁边，面对中间转印带10的表面，设置有图样探测器40。该图样探测器40是检测形成于中间转印带10上的检测用图样的图样检测手段，图样探测器40被设置在从成像单元1的设置部位开始的、带的输送方向下流一侧的位置里。在本实施方式中，2个图样探测器40沿与中间转印带10移动方向正交的方向(以后称「带宽方向」)被并列设置(参照图3)。
另外，对于图样探测器40的个数没有限制。根据探测器的设置数量，能够提高检测数据的精度、缩短检测动作时间、检测主扫描变动。例如，将探测其增加到4个时，由于通过4个地方的探测器来检测同色同样的检测图样，所以能够提高测量精度。还有，通过分别以各个探测器来检测4种颜色的各个检测图样，使得1次动作即可测量4种颜色，从而可以缩短时间。还有，从带宽方向中4处的同一颜色图样检测数据可以同时检测主扫描方向的偏差。
然后，在4个成像单元1(Y、C、M、K)的下方，设置有作为潜像形成手段的曝光装置15。还有，在上述2次转印部的图中的上方，设置着未图示的定影装置。该定影装置执行定影处理以将转印于页纸上的图像定影到页纸上。
其他的，虽然没有图示，在本图像形成装置中，还设置了收纳并提供用作记录材料的页纸的供纸部、将供来的页纸以选择的时机送出至2次转印部的对位辊、排出并堆垛定影后用纸的排纸部等。更进一步的是，根据需要，也可以设置手动供纸部或用纸反转部。
下面，对本图像形成装置的图像形成动作作说明。
在将本图像形成装置作为复印机使用的时候，首先，或将原稿放置在未图示的原稿自动输送装置(ADF)的原稿台上，或打开原稿自动输送装置后放置在扫描部的接触玻璃板上，将原稿自动输送装置关闭并按压住。其后，按下未图示的“开始”键，如果原稿是放置在原稿自动输送装置里时，该原稿被输送移动至接触玻璃上后，扫描部的扫描单元被驱动。如果原稿是放置在接触玻璃上的，扫描部的扫描单元被驱动。扫描单元在移动的同时从光源来的光被照射到原稿面里，该反射光通过成像透镜由读入探测器受光，原稿内容即得到读取。然后，使用依据于所读取的原稿内容的图像情报进行如下的图像形成。
还有，在将本图像形成装置作为打印机使用时，从个人计算机或数字式照相机等外部机器来接受图像情报，并使用该图像情报进行如下的图像形成。
与上述原稿的读取处理或图像情报的受信处理并行地，未图示的驱动源之驱动马达对驱动辊8作驱动转动。由此，在中间转印带10沿图中反时针方向移动的同时，伴随该表面移动，其他支撑辊(从动辊)被连带着转动。还有，与此同时，在各个成像单元1中，感光体鼓2被转动驱动。然后，在各感光体鼓2上面，使用黄、青、洋红、黑的颜色区别情报来分别曝光并形成静电潜像，通过将它们在各个成像单元的显影装置中分别显影，以形成单色的调色剂图像(单色图像)。其后，将各感光体鼓2上的单色调色剂图像互相重叠地依次转印到中间转印带10上，以在中间转印带10形成合成的彩色图像。
与该图像形成并行，以规定的时机将页纸输送到2次转印部。详细地说是，从供纸盒将页纸搓出，通过分离手段一页一页分离后送出，由输送辊输送至碰到对位辊为止。还有，转动供纸辊将手动盘上的页纸搓出，通过分离手段一页一页分离后送出，同样地碰到对位辊停止。然后，对准中间转印带10上的合成彩色图像到达2次转印部的时机来转动对位辊，将页纸送入2次转印部。另外，许多情况下，对位辊一般都是通过接地来使用的，为了除去页纸的纸粉，也可以印加偏压。在2次转印部，通过印加于2次转印辊13的2次转印偏压的作用，中间转印带10上的合成彩色图像被转印到页纸上。图像转印后的页纸被送入定影装置，在该定影装置中，通过加热和加压，转印图像得以定影。定影后的页纸从未图示的排出辊被排出堆垛到排纸盘上。
还有，使用本图像形成装置，也能够形成单色的图像。例如在形成黑色单色图像时，通过未图示的接触分离手段，以将中间转印带10脱离开黄、青、洋红的彩色3色的感光体鼓2，使该3色的感光体鼓2暂时处于驱动停止为好。
本图像形成装置从供纸到排纸的页纸输送路径短，由于被简单化，其生产率提高，堵纸的发生概率也得到降低。但是，为了实现页纸由2次转印部从下而上被输送的路径，曝光装置15有必要设置在各成像单元1的下方。这样，从位于曝光装置15上方的各成像单元1或中间转印带10等部件飞散的调色剂就会向着曝光装置15落下。为了防止这种飞散的调色剂侵入曝光装置15的内部，在本实施方式中，用覆盖物来遮盖整个曝光装置15。然而，由于各色的写入光需要照射到各感光体鼓2上，各写入光从曝光装置15射出的覆盖部分由射出透镜构成。因此，在该射出透镜里堆积着飞散调色剂，如此就有可能不能进行适当的潜像形成。在此，本实施方式中，为了抑制调色剂在该射出透镜里的堆积，各写入光L(LY、LC、LM、LK)的写入位置都采用了从各感光体鼓2正下方偏离的构成。具体来说是使，图1中各感光体鼓2的转印位置(正上方位置)和写入位置之间的夹角φ成为145°那样的构成。采用该构成之后，就可以使写入光的光路倾斜于垂直方向，其结果是使得被设置成与该光路正交的射出透镜的透镜面能够倾斜于水平方向。由此，即使从上方落下来的飞散调色剂附着到射出透镜上，也因该透镜面的倾斜，飞散调色剂向倾斜面下方滑落，射出透镜里就不容易堆积飞散调色剂。
下面，对各感光体鼓2的鼓驱动装置作说明。
图2所示为本实施方式中驱动感光体鼓2的鼓驱动装置的示例图。还有，黄、青、洋红、黑等各感光体鼓的鼓驱动装置都具有相同的构成。
在本实施方式中，感光体鼓2的转动轴(鼓轴)在图像形成装置本体的框架(未图示)内可以转动自如地被轴支撑着。本实施例的鼓驱动装置包括，由步进马达或DC伺服马达等构成的驱动马达33，和设置于驱动马达33的马达轴里的马达轴齿轮34，和与固定在驱动轴上的马达轴齿轮34啮合的鼓驱动齿轮32，和连结该驱动轴和鼓轴的联轴器31。
在本实施方式中，减速机构为马达轴齿轮34和鼓驱动齿轮32所构成的1级减速机构。这是为了减少部件个数以降低成本，以及减少在齿轮传达中因齿形误差或偏心所造成的传达误差的要因。还有，通过这样的1级减速机构，因设定了高减速比而必然地使感光体鼓2鼓轴上的鼓驱动齿轮32成为比感光体鼓2的口径大的大口径齿轮。如此采用作为鼓驱动齿轮32的大口径齿轮，在感光体鼓2上换算的鼓驱动齿轮32的单一间距误差就会减小，从而获得副扫描方向上的印字浓度不均(带状不均)的影响减少的效果。另外，减速比在感光体鼓2的目标转送速度和马达特性中，是由高效率地得到高转动精度的速度领域所决定的。在本实施方式中，马达轴齿轮34和鼓驱动齿轮32之间的减速比为1∶20。
还有，在驱动马达33的马达轴里，安装了旋转编码器35。通过该旋转编码器35来检测驱动马达33的转动状态，并将该检测信号介由控制器37反馈到驱动马达33的马达驱动回路36里，以将驱动马达33的转动速度控制在所需的速度里。还有，如果驱动马达33使用的是内藏型速度探测器或编码器，就能够省略旋转编码器35。马达内藏形的速度探测器，可以使用印刷线圈式的频率发电机(FG)；内藏形编码器，可以使用MR探测器等。
马达驱动回路36将规定的驱动电流输出到驱动马达33里。旋转编码器35检测马达的转动角速度(或转动角位移)，并将该检测结果输出至控制器37。本实施方式中的驱动马达33采用的是DC无刷马达之DC伺服马达。该DC伺服马达包括由U、V、W的3相星形连结线圈和转子。更进一步，作为转子的位置检测部，设置有检测转子磁极的3个霍尔元件，这些输出端子被连结到马达驱动回路36里。还有，在使用内藏MR探测器的DC伺服马达的时候，其包括由转子周边上磁化的磁性图样和MR探测器所构成的转动速度检测部(速度情报检测部)，并将该输出端子连结至控制器37。马达驱动回路36包括高端晶体管和低端晶体管各3个，分别与线圈的U、V、W连结。马达驱动回路36根据霍尔元件所发生的转子位置信号，来确定转子的位置，并生成相位的切换信号。相位切换信号对马达驱动回路36的各晶体管进行开关控制，通过依次切换励磁相位来转动转子。
还有，控制器37将由旋转编码器35(MR探测器内藏形的时候为上述转动速度检测部)所检测到的转动速度情报和目标转动速度情报相比较，使检测到的马达轴的转动速度成为目标转动速度那样地生成PWM信号并输出。PWM信号通过“与”门和马达驱动回路36的相位切换信号相“与”，对驱动电流进行调制后控制驱动马达33的转动速度。
这种控制器37，可以由旋转编码器35，或者上述转动速度检测部的输出脉冲信号和控制目标输出部38的输出脉冲信号的相位或频率进行比较的、众所周知的PLL控制回路系统来构成。控制目标值输出部38根据对事先设定的感光体鼓一个转动周期的转动速度变动成分进行补正的目标转动速度，来输出频率调制后的脉冲信号。控制器37也可以是数字式回路而非模拟式回路。在数字处理的时候，测量旋转编码器35或上述转动速度检测部的输出波形的周期，并计算转动角速度。还有，对旋转编码器35或上述转动速度检测部的输出脉冲数进行计数，并从任意时间内测量到的计数值来计算转动角速度。另外，当采用的不是转动角速度，而是对转动角位移进行位置控制的时候，对旋转编码器35或上述转动速度检测部的输出脉冲数进行计数，并计算转动角的位移量。然后，计算其与控制目标值输出部来的目标数据之差，并驱动驱动马达33来使该差变小。一般地，组装有PID控制器等、控制对象的感光体鼓2对于目标转动速度，无偏差、过调制、振动地追踪那样地被调整，PWM信号被输出至马达驱动回路36。
下面，对各感光体鼓2的转动驱动控制作说明。
在本实施方式中，作为驱动各感光体鼓2的驱动马达33，使用的是DC无刷马达之DC伺服马达。在驱动各感光体鼓2的时候，由于下列2个原因致使各感光体鼓2的表面移动速度变动个别地发生，其结果是，将各感光体鼓2上的单色调色剂图像重叠地转印到各中间转印带10上时，其转印位置相对偏差而导致颜色偏差的发生。发生这种颜色偏差的第1要因是，因扭矩脉动而产生的马达转动变动引起了传达到感光体鼓2的转动角速度的变动，并因此引起各感光体鼓2的表面线速度的变动，各感光体鼓上的调色剂被转印到中间转印带10上的转印位置，由理想位置向带表面移动方向(副扫描方向)偏离(以后简称为「位置偏离」)。第2要因是因鼓驱动装置的齿轮(包括鼓驱动齿轮32)累计间距误差或鼓驱动齿轮32的转动轴偏心等，引起了传达到感光体鼓2的转动角速度发生变动，由此各感光体鼓2的表面移动速度发生变动而发生位置偏离。
对于涉及第1要因的感光体鼓2的表面移动速度变动，利用安装于马达轴上的旋转编码器35的检测结果，通过上述反馈控制就能进行充分的控制。
对于涉及第2要因的感光体鼓2的表面移动速度变动，根据检测用图样的检测结果，来求得感光体鼓2在一个转动周期离所发生的表面移动速度变动特性(速度变动曲线)，通过由该结果来控制驱动马达33的转动角速度来进行抑制。其详细的控制将在后面叙述。
下面，对转印位置调整用图样的检测方法作说明。
图3所示是检测由各成像单元1所形成的、中间转印带10上的转印位置调整用图样44的检测机构的示意图。还有，在图3中，方便起见，感光体鼓2或图样探测器40的设置位置与图1所示位置不同。另外，中间转印带10的架设方式也与图1所示的方式不同。
图样探测器40包括：在中间转印带10的图像领域中、于带宽方向两端部里、各设置有一组的照明用光源LED元件41；和接受反射光的受光元件42；和1对集光透镜43。LED元件41具有制造必要的反射光的光量，来检测中间转印带10上的转印位置调整用图样44。还有，受光元件42被设置在、中间转印带10上的转印位置调整用图样44所发射的光通过集光透镜43后的射入位置里，其由许多受光像素元件成直线状排列后、作为线型受光元件的CCD来构成。
如本实施方式所示，通过将图样探测器40在中间转印带10的图像领域中带宽方向的两端部分里分别一个一个地进行配设，就可以进行：主扫描方向(与感光体鼓2或中间转印带10的表面移动方向正交的方向)的对位调整；副扫描方向(感光体鼓2或中间转印带10的表面移动方向)的对位调整；主扫描方向的倍率误差的调整；相对于主扫描方向的扫描线的倾斜调整。
图4所示是转印位置调整用图样44的一个示例图。
如图4所示，该转印位置调整用图样44，是由黑、青、洋红、黄等各色调色剂图像，相对于副扫描方向倾斜约45°、以规定的间距使之并列、被称为线图样的人字斜纹组所构成的。该转印位置调整用图样44分别形成于中间转印带10的图像领域中带宽方向的两端部分里。通过由图样探测器40来读取这种转印位置调整用图样44，就可以检测到对应于中间转印带10的表面移动、基准色之黑色与其他3个彩色之间的检测时间差。具体的是，将图中从右边开始按黄、洋红、青、黑、黑、青、洋红、黄的顺序依次形成的线图样，通过由图样探测器40来依次读取，可以求得基准色之黑色的检测时刻和其他3个彩色的检测时刻之间的差(检测时间差)tky、tkm、tkc。然后，根据求得的各检测时间差和理想值的差，来求得相对于黑色的各彩色的副扫描对位的偏差量。还有，从图样探测器40的检测结果，可以求得同颜色的、倾角不同的两个线图样的检测时间差tk、tc、tm、ty，根据求得的各检测时间差与理想值的差，可以求得各色的主扫描对位的偏差量。
扫描线的倾斜量，可以由带宽方向两端部分里分别形成的1组检测用图样44中的副扫描对位差来求得。根据如此求得的扫描线的倾斜量，来驱动曝光装置15的环形透镜的倾斜调整手段，并补正扫描线的倾角。
在补正副扫描对位时，从各检测值的平均求得副扫描对位的偏差量，多面镜1面隔1面，即以1个扫描线间距为单位，来对准副扫描方向上的写出时机。还有，调整感光体鼓2的驱动马达33的平均转动角速度，通过调整感光体鼓2表面上的写入位置和转印位置之间的鼓转动所需时间来补正。
图5所示是为了抑制因上述第2要因而引起的感光体鼓2的表面移动速度变动，而使用的检测用图样45的一个示例图。
该检测用图样45是由黑、青、洋红、黄之中的一个颜色的调色剂图像、以主扫描方向为长边图样、沿副扫描方向按规定间距并列后的图样所构成的。将构成该检测用图样45的各图样，按所形成图样顺序由图样探测器40依次检测，并求得从任意的基准时机开始的检测时间tk01、tk02、tk03、···。这是按颜色来进行的。在本实施方式中，通过在中间转印带10的宽度方向两端部分里，分别形成不同的2个颜色的检测用图样，就可以通过图样探测器40同时对2个颜色进行检测。亦即，在本实施方式中，通过将检测动作重复2次，可以完成4种颜色的检测，这样就可以缩短检测时间。还有，在本实施方式中，由于检测用图样45是由单色图样构成的，可以使该图样的间隔非常短。其结果是可以获得更高精度的检测。
图6所示是鼓驱动装置的电子硬件构成的模块示意图。
由包括图3所示图样探测器40在内的检测探测器部51所得到的信号，经AMP52增幅后，只有图4所示转印位置调整用图样44或图5所示检测用图样45的信号成分通过过滤53。通过过滤53之后的信号，由A/D转化器54从模拟数据转化成数字数据。数据的取样由取样控制部56所控制，取样后的数据被存储到FIFO(First-In-First-Out)存储器55里。检测用图样45的检测结束后，被存储的数据介由I/O接口通过数据总线63被载入CPU58及RAM60里，CPU58进行上述各种偏差量的计算处理。
首先，CPU58根据图4所示由转印位置调整用图样44的检测信号求得的各种补正量，来执行偏斜补正、主扫描对位变更、副扫描对位变更及根据倍率误差的图像频率的变更，对于中间转印带10的驱动源之未图示的步进马达的驱动及写入控制来进行设定变更。写入控制是在对主扫描对位及副扫描对位进行控制的同时，将利用了能够对输出频率进行非常细小设定的设备(例如VCO，voltage controlled oscillator)的时钟发生器等设置在各种颜色里。在本实施方式的图像形成装置中，将该输出作为图像时钟来使用。
在本实施方式中，以从图5所示检测用图样45的检测信号求得的补正值，来补正驱动马达33的驱动控制值，以减小感光体鼓一个转动周期所发生的位置偏差量，并将补正后的驱动控制值设定到控制目标值输出部38里。控制目标值输出部38将转动速度目标信号(数字信号或脉冲信号)输出到各感光体鼓2的控制器37(图2)里。
还有，CPU58以适当的时机监视从检测探测器部51来的检测信号，以便即使当中间转印带10以及检测探测器部51的LED元件41发生劣化，也能够确切地检测检测用图样45，通过发光量控制部64来控制发光量，由此，从检测探测器部51的受光元件42来的受光信号就会经常保持在一定的水平。
还有，在ROM59里，存储着用于计算各种偏差量的程序，及各种程序。还有，通过地址总线61，对ROM地址、RAM地址、各种输入输出机器进行指定。
接下来，对本发明的特征部分、用于抑制因上述第2要因而产生的感光体鼓2的表面移动速度变动的构成及动作作说明。
在本实施方式中，作为用于抑制因上述第2要因而产生的感光体鼓2的表面移动速度变动的图样，采用的是图5所示专用的检测用图样45。各种颜色的检测用图样45，分别沿中间转印带10的表面移动方向，连续多个(例如，感光体鼓的复数个转动次数)地形成并被取样。另外，检测用图样45之所以分别为单色图样，是为了要避免因多色的多重转印而产生检测用图样的劣化(因反转印而造成调色剂图像的崩散)，进行高精度的图样检测的缘故。当因多重转印而发生的图样劣化不再成为问题时，也可以将K、Y、M、C等4色的图样沿副扫描方向相互平行地交替形成。
还有，如图5所示，中间转印带10的表面移动方向上的取样图样长Pa，只要在感光体鼓2的一个转动周长以上即可。但是，为了高精度地检测，其长度设定为感光体鼓2的复数个转动周长。在图样长的设定中，也有必要考虑在中间转印带上形成及检测检测用图样45时所发生的其他的周期性转动变动。这里所说的其他的周期向变动，涉及到中间转印带10的驱动辊的转动周期，对其驱动传达的齿轮的间距误差或偏心成分，更进一步地是中间转印带10的蜿蜒，中间转印带10的圆周方向里的厚度分布偏差等各种频率成分。在检测数据中，所有的这些频率都已被重叠，因此有必要从其中高精度地检测具有感光体鼓一个转动周期的变动曲线。图样的一个一个之间的间隔Ps都是被等间隔地设定的。为了实现高精度的检测，有必要设定短的Ps，以及密集的图样群。但是，实际上，图样间隔Ps是由可能形成的图样宽度或计算时间等的关系来决定的。
例如，在感光体鼓一个转动周期的变动成分之外，当驱动辊8的转动周期的变动成分对图样的位置偏差有较大影响时，也要考虑驱动辊8的转动周期来设定取样图样长Pa。本实施方式的感光体鼓2的直径为40mm、驱动辊8的直径为30mm时，换算成中间转印带的表面移动距离的感光体鼓和驱动辊的转动周期分别是125.7mm个94.2mm。将该两数值的公倍数设定为取样图样长Pa。这里，以最小公倍数的377mm设定为图样长Pa。相对于该图样长Pa，图样间隔Ps被等间隔地设定。由此，通过后述的感光体鼓一个转动周期的变动曲线的计算，就能够不受驱动辊8的变动成分的影响而进行高精度的检测。这是由于在后述的变动曲线的计算中，通过对复数个计算结果进行加法平均就能够使驱动辊8的变动成分相互抵消的缘故。同样地，因中间转印带10圆周方向上的厚度分布偏差而发生转动周期变动时，通过以感光体鼓转动周期的整数倍来设定最接近带一周的图样长，就能够降低中间转印带10的周期变动的影响。
还有，对于驱动辊8的驱动源之马达转动周期的变动成分那样的、与感光体鼓一个转动周期有着10倍以上的差的变动成分，在检测数据的数字处理中，可以通过低通过滤来除去。
还有，在中间转印带驱动系统中装载反馈控制，是提高具有上述感光体鼓一个转动周期的变动成分的检测精度的有效手段。例如，在伴随中间转印带10的表面移动而转动的支撑辊12的转动轴里设置旋转编码器。根据从该旋转编码器输出的转动情报，来控制中间转印带10的驱动马达(未图示)的转动，以使旋转编码器的输出(转动角速度)能保持一定。由此，驱动辊8或驱动传达系统的误差、驱动辊8和中间转印带10的内侧面之间的滑动而产生的带速度变动得到大幅度的抑制。因此，上面所述剩余的其他周期变动的原因就只有支撑辊12的转动周期了。其主要是因支撑辊12的偏心或编码器的安装偏心所产生的。所以，通过使取样图样长Pa为支撑辊12的转动周期和感光体鼓一个转动周期的公倍数周期，就能够作高精度的检测。
在本实施方式中，不仅是对从初始期就存在的位置偏差，而且对因初始期之后发生的位置偏差所产生的画质劣化也能够进行抑制。
亦即，在图像形成装置中，由于机内温度的变化或图像形成装置被施加外力之后，各成像单元自身的位置或大小，以及各成像单元内的部件位置或大小都可能会发生微妙的变化。其中，不可避免的机内温度的变化或外力，例如堵纸时的恢复、维护(维修点检操作)时的部件更换、图像形成装置的移动等日常操作，导致了施加外力于图像形成装置。然后，当机内温度变化或外力作用于图像形成装置时，各色的成像单元所形成的图像的位置对准情况变坏，这种因初始期之后的原因产生的位置偏差，使得维持高画质变得困难。
在此，本图像形成装置，在装置的电源投入时或堵纸的恢复动作后，以及在其他规定的时机里，在图像形成模式(打印模式)开始之前或图像形成模式中，根据需要来执行检测用图样45的取样动作以及据此进行的补正动作。本实施方式所设定的是，当装置电源投入后(或者维修点检操作后)，立刻进行仅一次的检测用图样45的取样动作，以及据此进行的补正动作。这是因为感光体鼓一个转动周期所发生的位置偏差的变动成分，来源于感光体鼓、驱动传达齿轮、联轴器的部件精度以及安装精度，由于伴随电源投入后的环境或历时变化的不稳定位置偏差的变动成分较少，就没有必要作频繁这样的操作。另外，检测用图样45的取样动作以及据此进行的补正动作是为了提高检测精度，如图4所示，其时机以转印位置调整用图样44的取样动作以及据此进行的补正动作之后来执行为好。
在执行与各感光体鼓2有关的检测用图样45的取样动作以及据此进行的补正动作时，由图6所示的CPU58，以鼓位置探测器20检测到图1所示标识4时等的规定时机来向各部分发出指令，开始将设定在ROM59里的各感光体鼓2的检测用图样45的图像数据依次输出到分别与其对应的成像单元1。此时，执行的是与通常的图像形成模式(打印模式)完全相同的动作。由此，各成像单元1根据该检测用图样的图像数据来形成各个检测用图样，依次转印到中间转印带10里，在中间转印带10上形成图样群。然后，根据检测用图样的检测探测器部51的检测结果，以上述取样控制部56所设定的规定的取样周期，作为经AD转换器所转换的离散数据，被存储到FIFO55里。该数值因调色剂颜色或图样的调色剂浓度而变化。在本实施方式中，以高精度认识检测用图样的通过检测时机为好。由此，就能够更高精度地检测特别是本实施方式的特征之位置偏差量。其理由是不容易受到因感光体鼓的表面移动速度变动而引起的检测用图样的崩散的影响。其详细叙述如下。
图7(a)～(d)所示是感光体鼓2的表面移动速度和转印到中间转印带10上的检测用图样45的调色剂浓度分布之间的关系示意图。
图7(a)所示是感光体鼓2和中间转印带10的转印部的模式图。在感光体鼓2和中间转印带10的接触面里，感光体鼓2和中间转印带10在相互接触的同时，因调色剂或带子、还有感光体表层的润滑剂、润滑层的影响等一边滑动，一边以各自独立的速度Vo、Vb来移动。图7(b)所示是在感光体鼓2上形成的检测用图样中，以各图样的间隔(距离)为横轴，以图样浓度为纵轴的图。在本实施方式中，在一定的调色剂浓度下，图样图像由图样间隔PaN所形成。
这里，当感光体鼓2的表面移动速度Vo比中间转移带10的表面移动速度Vb快的时候(Vo＞Vb)，将图7(b)所示检测用图样转印到中间转印带10上之后的检测用图样就会如图7(c)所示的那样。此时，转印部处的感光体鼓2的表面为了超过中间转印带10的表面，中间转印带10上的图样间隔PaH要比感光体鼓上的图样间隔PaN短。还有，图中Tw所示图样浓度的展宽部分显示了因感光体鼓2和中间转印带10的速度差而引起图样崩散的浓度分布。这是因为在转印部，由于感光体鼓2和中间转印带10为了确保有高调色剂转印率，而具有近2mm的夹持部的缘故，当调色剂图像在两者间摩擦地转印时，对应于速度差，集聚在一起的调色剂被崩散所致的。
另一方面，当感光体鼓2的表面移动速度Vo比中间转移带10的表面移动速度Vb慢的时候(Vo＜Vb)，将图7(b)所示检测用图样转印到中间转印带10上之后的检测用图样就会如图7(d)所示的那样。此时，中间转印带10上的图样间隔PaL要比感光体鼓上的图样间隔PaN长。还有，与图7(c)所示相同，也发生了Tw所示的图样浓度的展宽。
在本实施方式中，以高精度地检测因感光体鼓2的表面移动速度变动而变动的图样间隔PaH、PaL为好。如上所述，由于感光体鼓2的表面移动速度变动，其与中间转印带10的速度差呈周期性地变化，检测用图样的浓度分布的展宽也呈周期性地变化。这里，以设定阈值来认识图样端部的手法，由于受图样崩散的影响，存在着检测到不是端部部分、或者是图样浓度未超过阈值而不能认识等问题。因此，在本实施方式中，以图样浓度的峰值来作为图样检测时机。具体的是，CPU58从与以既定的取样周期所存储的调色剂浓度有高相关度的FIFO55的信号数据群来认识图样浓度的峰值，将该时机(数据序号)数据存储到RAM60里。由此，能够更正确地认识图样间隔PaH、PaL。
如此认识到的图样间隔的检测数据(以后称「图样检测数据」)被存储到RAM60里。该图样检测数据因感光体鼓2的转动周期而变动。在本实施方式中，除去包含在图样检测数据中其他的周期成分，并抽出感光体鼓2的变动成分(变动曲线)。
上述图样检测数据是依据于所形成的图样顺序里、从任意的基准时机到检测到时刻为止的经过时间(tk01、tk02、tk03、···)的数据。因此，图样检测数据就成为变动成分重叠的单调增加的数据群。在此，从该图样检测数据除去增加倾向(倾斜)成分后使之成为图样变动数据。增加倾向(倾斜)成分可以由数据群以最小二乘法来求得，并被作为倍率补正数值。
还有，相对于感光体鼓2的转动周期，有着较高频率(10倍以上)的其他周期变动，用LPF(低通过滤)来除去。在本实施方式中，由于动作模式时的感光体鼓2的转动周期为几个Hz，所以将截断频率设定为几十Hz的LPF。由此，马达转动周期或齿轮的啮合周期变动等高频率变动被除去，仅有感光体鼓2等低频波段的信号被抽出。
根据如此检测到的感光体鼓一个转动周期的变动曲线的数据，CPU58计算各感光体鼓2的驱动控制补正值，并送信至控制目标值输出部38。该驱动控制补正值是为了抵消与该变动成分相当的感光体鼓的表面移动速度变动、而对各感光体鼓2的转动角速度作个别微调整的值。亦即，如图7所示，当感光体鼓2的表面移动速度快时，在短于平均的图样间隔PaH被检测到的时机里，补正感光体鼓2的驱动速度使之变慢；当感光体鼓2的表面移动速度慢时，在长的图样间隔PaL被检测到的时机里，补正感光体鼓2的驱动速度使之变快。
这里，从上述图样变动数据计算得到的感光体鼓一个转动周期的变动曲线的数据是由，在感光体鼓的曝光点SP里的感光体鼓的表面移动速度变动，和感光体鼓2的表面上的转印位置之转印点TP里的感光体鼓的表面移动速度变动的，这两个影响重叠后表现出来、依据于中间转印带10上的图样间隔的变动而得来的。
在此，图8所示的是，在任意设定的感光体鼓2上的曝光点SP和转印点TP之间的相位差角度为φ的构成中，引起具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓表面移动速度变动的感光体鼓2的转动角速度变动，和中间转印带10上的图样间隔的关系，并对从依据于上述图样检测数据的图样变动数据，来导出适当的驱动控制补正值的手法作说明。
以鼓位置探测器20检测到标识4(参照图1)的时机为基准，以一定的时间间隔将检测用图样的潜像写入感光体鼓2上的曝光点SP里。此时，感光体鼓转动角速度ω如下式(1)所示。
ω＝ω0+f(ω0t0+α)···(1)
在上式(1)中，右边第二项的f(ω0t0+α)表示以鼓位置探测器20检测到标识4时的时机为基准、在任意的时间t0里、与感光体鼓一个转动周期具有相同周期的转动角速度变动成分。具体的是，主要表示的是因设置在感光体鼓2的轴里的鼓驱动齿轮32的偏心等引起的转动变动成分。α表示以鼓位置探测器20检测到标识4的时机为基准的周期变动的相位。此时感光体鼓2的表面移动速度Vsp如下式(2)所示，其中R为感光体鼓的半径。
VSP＝R{ω0+f(ω0t0+α)}···(2)
还有，在曝光点SP，一定间隔的微小时间δt里所形成的任意的2图样的图样间隔δP0如下式(3)所示。
δP0＝VSPδt＝R{ω0+f(ω0t0+α)}δt···(3)
这些检测用图样在经过感光体鼓2仅转动角度φ所需的时间Tφ之后，被转印到中间转印带10上。这里所说的角度φ如图8所示，是感光体鼓转动中心和曝光点SP相连结的假想线，与感光体鼓转动中心和转印点TP相连结假想线所成的角度。
检测用图样转印到中间转印带10上时的感光体鼓的角速度ωφ如下式(4)所示。
ωφ＝ω0+f(ω0t0+α+φ)···(4)
式(4)的右边第2项，由于是检测用图样转印时的感光体鼓一个转动周期的变动成分，所以潜像写入开始经过Tφ时间后的相位差为φ。此时的感光体鼓2的表面移动速度VTR如下式(5)所示。
VTR＝R{ω0+f(ω0t0+α+φ)}···(5)
还有，当中间转印带10的表面移动速度与感光体鼓2的平均表面移动速度一致，Vb＝Rω0时，在感光体鼓的表面移动速度比中间转印带10的表面移动速度快时，感光体鼓2上的图样间隔就变短，反之则变长。因此，中间转印带10上所转印的图样间隔δP由下式(6)所示。
其中，Pn＝Rω0δt。
上式(6)是以滑动转印为前提的式子。然而，根据转印条件产生有粘着转印的倾向。所谓的滑动转印是指如上述图7所示的模式那样，感光体鼓和转印带在接触面滑动的同时，分别以各自独立的速度移动并转印调色剂图像。由此，调色剂图像的转印位置因感光体鼓的速度变动而变动。而所谓的粘着转印是指感光体鼓和转印带在接触部分贴近而不滑动，两者以相同的速度边移动边转印调色剂图像。此时，即使发生感光体鼓的速度变动，由于转印带的速度是伴随其作移动的，所以转印位置也不会变动。因此，滑动转印和粘着转印因转印方法不同，其调色剂图样间隔也大不相同。
这里，在式(6)里导入转印系数κ。κ＝1时，调色剂图像的转印方法为滑动转印。而当κ＝0时，调色剂图像的转印方法为粘着转印。在实际中，转印方法为滑动转印和粘着转印共存的时候，不同转印条件(转印电压)下的感光体鼓和转印带的贴近程度或调色剂特性等因润滑剂的量而变化。因此，κ取0到1的值。式(6)变成下式。
其中，变动成分f因为相对于平均角速度ω0非常小，所以上式(7)可以近似为下式(8)。
式(8)所示是在一定间隔的微小时间δt里所形成的2个图样，转印到中间转印带10上之后的图样间隔。
当检测用图样的潜像形成时机为实际的一定时间间隔时，在曝光点SP不是微小时间δt而是一定时间间隔Te里进行图样写入，转印后以朝向中间转印带的受光元件42来检测检测用图样的通过时机，从而认识中间转印带10上的图样检测时机。到此为止，是以鼓位置探测器20检测到标识4的时机为基准的。在该时机里被写入的检测用图样以受光元件42所检测到的位置为基准(0)，在时间TeN(N：自然数)里被写入的第N个图样为止的间隔PN由下式(9)所示。
由该式(9)可得到下式(10)。
PN＝Rω0TeN+RF(ω0t0+α)-κRF(ω0t0+α+φ)+C ···(10)
其中，式(10)中的F为对任意的周期函数f进行积分之后的函数。还有，C为积分常数。
如此，一定时间间隔Te里被写入的图样群，在中间转印带上，其图样间隔如式(10)所示，由受光元件所检测。存储在上述RAM60里的图样检测数据(时间数据)，被从中间转印带10的表面移动速度情报换算成中间转印带上的位置情报。式(10)中的右边第1项，相当于图样检测数据的倾角，其用于倍率误差的检测。图样变动数据使用上述过滤处理，即可计算出感光体鼓一个转动周期所发生的变动成分(变动曲线)。该变动成分，相当于式(10)中的右边第2项和第3项。另外，式(10)中的右边第4项的积分常数C是固定偏差，对由过滤处理计算得到的变动成分没有影响。
这里，经过过滤处理将图样检测数据的倾斜成分和固定偏差成分除去后，所得到的感光体鼓一个转动周期的变动成分如式(11)所示。其起因于上式(1)中的第2项所示的感光体鼓2的转动角速度变动。然而，所得到的变动成分为感光体鼓上写入时的转动角速度变动成分(式(11)第1项)，和转印去转印带时的转动角速度变动成分(式(11)第2项)相叠加的结果。
PN_V＝RF(ω0t0+α)-κRF(ω0t0+α+φ)···(11)
由此，作为补正该感光体鼓的转动角速度变动的驱动控制补正数值，首先，计算过滤处理后的式(11)的感光体鼓一个转动周期的变动成分。接下来，从该变动成分中仅抽出式(11)的第1项或第2项。由于抽出的函数表示感光体鼓1个转动的转动角变动，所以为了抵消该变动成分而计算其反转的数值。作为该驱动控制补正数值，或利用显示转动角变动的函数F，或利用对其进行微分后、表示转动角速度变动的函数f。
下面、对从式(11)的过滤处理后的变动成分中，仅抽出式第1项或第2项的手法，亦即，从2个感光体鼓的一个转动周期的任意周期函数F被重叠的数据，来计算函数F的手法作说明。为了便于说明，将式(11)置换成式(12)。这里，R＝1、ω0t0+α＝x。还有，作为图1所示相位差角度φ的反对的角度φ′将第2项表示为相位延迟。
PN_V＝F(x)-κF(x-φ′)···(12)
式(12)的过滤处理后的变动成分为感光体鼓一个转动、或者复数个转动成分的数据列。这里，利用该变动成分数据列，将相位差角度φ′、2φ′、3φ′、···、(n-1)φ′的相位延迟后，以相同的变动成分来作成下式(13)那样的n个数据列。个数n虽然为任意，但以多为好。还有，关于最佳值将在后面说明。
[1]：F(x)-κF(x-φ′)
[2]：F(x)-κF(x-φ′)+κ{F(x-φ′)-κF(x-2φ′)}
[3]：F(x)-κF(x-φ′)+κ{F(x-φ′)-κF(x-2φ′)}+κ2{F(x-2φ′)-κF(x-3φ′)}
[n]：F(x)-κF(x-φ′)+…+κn-1{F(x-(n-1)φ′)-κF(x-nφ′)}
···(13)
式(13)的[1]式过滤处理后的变动成分。[2]是在原来的变动成分里加算了仅延迟相位差角度φ相位的、相同的变动成分。[3]是在[2]的数据里，加算了将原来的变动成分仅延迟2φ′相位的数据。[n]是在[n-1]的数据里，加算了将原来的变动成分仅延迟(n-1)φ′相位的数据。如此来作成n个的数据列。对这些n个数据列进行计算后成为下式(14)。
[1]：F(x)-κF(x-φ′)
[2]：F(x)-κ2F(x-2φ′)
[3]：F(x)-κ3F(x-3φ′)
[n]：F(x)-κnF(x-nφ′)
···(14)
求这些n个数据列的和Sum时，就成为下式(15)。
Sum＝nF(x)-κF(x-φ′)-κ2F(x-2φ′)-κ3F(x-3φ′)-…-κnF(x-nφ′)···(15)
这里，相对于式(15)的第1项的函数F(x)被乘以了n倍，其他项的函数F(x)的相位各不相同而分散。还有，可以知道取0到1之间的值的转印系数κ在此也是系数。由此，因第1项的函数F(x)比其他各项相对较大，通过将式(15)的和Sum除以n，可以导出函数F(x)。
通过这样的计算处理，即可从过滤处理后的变动成分来导出函数F(x)。
图9所示式上述计算处理的模块线图。图9(a)所示式上述计算处理的模块图。图9(b)所示为由FIFO和增益所构成图9(a)的模块121的内部处理(以后称FIFO系统)。
FIFO系统是对输入数据127求其与转印系数κ的积(图9(b)129)。接着，在图9(b)中的130，被赋予感光体鼓的转动角度φ′大小的相位延迟。实际中，仅输出相当于相位延迟时间的以前的输入数据。由于输入数据是离散数据，所以用表示z变换的计算项记号Z来表示。输入数据是如前所述的在时间TeN(N：自然数)中被写入的、与N项图样间隔PN有关的数据。模块130是角度φ′大小的FIFO存储器。亦即，记录转动中心角度φ′内形成于感光体鼓表面上的调色剂图样数φ′d的数据的存储器。其记录被输入的数据、并输出φ′d大小的过去的数据(图9(b)128)。
图9(a)的输入数据120是式(12)所示过滤处理后的变动成分。该输入数据被送至FIFO系统121和加算器123以及加算器124。在FIFO系统121，刚才说明过的延迟处理得到执行，在加算器123，延迟处理后的输入数据和原来的输入数据被加算。加算器123的计算与式(13)的[2]的计算相当，其结果132与式(14)的[2]相同。包括FIFO系统121和加算器123的、图中以虚线框所示的系统有n-1个被并列连结，个系统的计算结果被送至加算器124。亦即，加算结果133为式(14)的[3]，加算结果134与式(14)的[n]相同。在加算器124中，式(15)的加算计算得到执行，增益125处求取与1/n积的式(16)所示加算得到执行。该计算结果126为上述函数f(x)。
接着对在FIFO系统中、将相位角度φ′大小一个接一个延迟所作成的数据列的个数n作说明。在式(16)中，要导出的F(x)成分相对于同相位被加算，利用要除去的F(x)以外的项(F(x-φ′)等)的相位不同被分散来导出F(x)。因此，除F(x)以外的项，以在感光体鼓一个转动(2π)内作平均分散为好。亦即，F(x)以外的项的相位差-φ′、-2φ′、···、-nφ′在感光体鼓一个转动(2π)内的设定为被均等的配置。由此，以导出下式(17)成立的n的设定为好。
这里，m是自然数。例如，当图1所示相位差角度φ′为216°(φ′＝3.77rad)时，式(17)的n＝10、m＝6时成立。在图9(a)中9个虚线框并列连结后执行计算处理。其结果是，均等分散的效果提高了F(x)的导出精度。
在上述例子中，当n＝10，图9(a)中9个虚线框系统被并列连结时，用于从第9个FIFO系统输出数据的共计的延迟处理为9φ′。当比9φ′更多的数据被输入数据输入120时，数值从最后被连结的FIFO系统输出。然后，在经过加算器124、增益125的处理后，得到输出数据126。通过将该输出数据作至少感光体鼓一个转动周期以上的计算，就可得到感光体鼓转动角变动F(x)。因此，数据输入120至少需要输送感光体鼓转动角度9φ′+2π量的数据。在数据输入120中，保持着感光体鼓一个转动或整数个转动数量的检测图样数的变动数据列。该变动数据数比刚才的延迟处理的共计和感光体鼓一个转动的和所相当的数据数要少。这里，数据输入120的设定为，能将保持的变动数据重复输出。通过将变动数据重复输出，将感光体鼓转动角度9φ′+2π量的数据进行输入。输出数据126在处理9φ′数量的数据后，达到感光体鼓一个转动数量的数据数时，成为感光体鼓转动角度变动F(x)。还有，当数据输入120中有感光体复数个转动数量的变动数据被保持时，输出126达到该感光体鼓转动数数量的数据数时，将感光体鼓复数个转动数量的数据作同期相加后，成为感光体鼓一个转动数量的转动角变动F(x)。
检测图样形成于时间Te间隔后，该检测数据即得到。相对于该时间上离散的数据，虽然执行了上述图9所示的计算处理，但如果经FIFO系统延迟处理后输出的时机和输出数据被输入的时机一致地、由加算器123来处理时，因时间的离散而产生的误差的影响就少。因此，在转动角度φ′数量的相位角里，以检测图样等间隔为好。还有，当对该计算处理中最后所得到的感光体鼓复数个转动数量的数据进行同期加算平均时，如果在感光体鼓一个周长里的检测图样为等间隔，就不会产生因离散化而造成的误差，并能够导出平均值。由此，在转动角度φ′数量的相位角、感光体鼓一周(2π)里的检测时机以等间隔为好。
至此，以鼓位置探测器20检测到标识4的时机为基准来写入检测用图样，之后，以该检测用图样被转印到中间转印带10里之后由受光元件42所检测到的位置为基准，来检测该检测用图样的通过时机。但是，当中间转印带10的表面移动速度不稳定，或因温度变化导致驱动辊直径的膨胀、收缩等原因使得平均表面移动速度不确定时，就会产生对图样检测基准的认识误差。这里，只要将基准的原调色剂标识另外地、与检测图样群分开地形成即可。将该原调色剂标识作为基准来检测中间转印带10上的检测用图样的通过时机。此时，有必要对原调色剂标识的写入时机和鼓位置探测器20检测到标识4的检测时机的相位关系进行认识，将其反映到驱动控制补正时的相位值里。
根据本实施方式，无论感光体鼓2上的曝光点SP和转印点TP之间的位置关系(曝光点SP和转印点TP之间的相位差转动角度φ)如何，从中间转印带10上检测到的图样检测数据，能够高精度地求得补正感光体鼓2的表面移动速度变动的驱动控制补正值。
还有，如上述专利文献1所记载的已有技术那样，当将曝光点SP和转印点TP之间的相位差转动角度设定为与实际的φ′不同的180°时，由此计算驱动控制补正数值来进行控制时的误差，可以由在式(16)中分别代入φ′和180°所得到的图样变动值的差来求得。具体举例如下，当感光体鼓半径R为20mm、转动角速度的变动为具有变动率(Δω/ω0)0.1％振幅的带转动周期的正弦波、α为0时，将2.53rad(145°)和3.14rad(180°)作为相位差角度φ代入时曲线图如图10所示。在该图中，还显示了它们的差(ERROR)。如此，当曝光点SP和转印点TP之间仅相差35°的相位差角度时，可以得知，即使转动角速度的变动率小如0.1％，但其能产生最大约12μm的图样变动量的差。在使用已有技术的手法时，该差作为控制补正值。而如果根据本实施方式，就不会发生这种误差，就能够高精度地进行控制补正。
还有，至此为止，虽然对因为具有感光体鼓一个转动周期的感光体鼓的转动角速度变动成分而引起的感光体鼓表面移动速度变动作了说明，但是即使对于因其他原因而引起的感光体鼓表面移动速度变动，也同样能够求得驱动控制补正数值。例如，当在驱动马达轴辊和感光体鼓轴辊之间架设时机带的驱动传达机构时，只要将该时机带的转动周期ωtb，和将曝光点SP与转印点TP之间的相位差角度φ换算成时机带的转动周期之φtb代入后作上述同样的的处理即可。此时，虽然时机带上需要标识和鼓位置探测器，但如果感光体鼓轴辊和时机带之间没有滑动，就可以从设置在鼓轴辊里的标识的检测时机来设定时机带的转动的基准时机。
接下来，参照图11对成像单元(图像形成单元)的构成的变化例(以后本变化例称为「变化例1」)作说明。
近年来，成像单元被要求的是既能高耐久化又能小型化。在本变化例1的图像形成装置中，将感光体鼓85作成比已有更大的口径，来实现感光体鼓的感光层的高耐久化。还有，通过将设置在感光体鼓85周围的清洁部81、充电部82、线LED曝光部83、显影部84等设置在相对于感光体鼓85的图中左侧(远离与感光体鼓85的一侧接触并与中间转印带86的移动方向正交的假想平面VP的一侧)，来缩短图像形成单元间隔LST。由此，图像形成装置在横方向上的尺寸(图中左右方向)得到缩小。在这种图像形成装置中，从曝光点SP到转印点TP的相位差角度φ1很大地偏离了180°。本变化例1中的φ1为120°。即使在这样的图像形成装置中，通过执行与上述实施方式相同的补正动作，即可求得高精度的驱动控制补正数值。
另外，在图11中，虽然在中间转印带86上图示了并列的2个成像单元80、80，与图1的构成相同，也可以将4个成像单元并列设置以形成全彩色图像。还有，也可以使用3个成像单元来形成全彩色图像。还有，在图11中，虽然在中间转印带86的上方设置了成像单元80，与图1的构成相同，也可以将成像单元80设置在中间转印带86的下方。
接下来，参照图12对将黑色用的成像单元的口径作成比其他成像单元大的变化例(以后本变化例称为「变化例2」)作说明。
在本变化例2中，并列设置在中间转印带96上的复数个图像形成单元里，曝光点SP和转印点TP之间的相位差角度互为不同。一般地，在彩色图像形成装置的全图像输出中，黑白图像输出所占的比例往往高于彩色图像。在本变化例2的图像形成装置中，通过将使用频率高的黑色成像单元90K的感光体鼓92的口径，作得比其他颜色的成像单元90的感光体鼓91大，来实现高耐久化。即使在本变化例2里，与上述变化例1相同，通过将大口径的黑色的感光体鼓92的周围装置配置在感光体鼓92的图中左侧，来实现小型化。还有，由于随着感光层部的材料的共同化而导致感光层内的电荷移动现象、调色剂的转印现象相同，为了使曝光、显影、转印部之间的距离与其他图像形成单元一致，黑色的感光体鼓92中的曝光点SP和转印点Tp之间的相位差角度φ3的设定不同于其他颜色的相位差角度φ2。由于上述实施方式中的补正动作，能够由各个图像形成单元各自单独地进行，即使在这样的图像形成装置中，通过执行与上述实施方式相同的补正动作，也能够求得高精度的驱动控制补正数值。
另外，在图12中，虽然其他颜色的成像单元90仅图示了一个，与图的构成相同，也可以将3个成像单元90和黑色的成像单元90K等共计4个成像单元进行并列设置以形成全彩色图像。还有，也可以采用由2个其他颜色的成像单元90和黑色的成像单元90K等共计3个的成像单元来形成全彩色图像的构成。还有，在图12中，虽然使将成像单元90、90K设置在中间转印带96的上方，与图1的构成相同，也可以将成像单元设置在中间转印带96的下方。
下面，参照图13对使用潜像载置体之带状感光体时的进一步的其他变化例(以后本变化例称为「变化例3」)作说明。
在上述方式方式或上述变化例1及2中，虽然对潜像载置体为鼓形状的感光体的情况作了例示说明，但本发明也能够适用于潜像载置体为具有曝光点SP和转印点TP的表面移动部件。因此，例如本变形例3，也能够适用环状带形状的感光体。
本变形例3中的感光体带103由3个支撑辊架设，通过其中之一的驱动辊，与中间转印带105作同方向的环状移动。还有，感光体带103在位于最下方的辊部分处与中间转印带105相接触。在感光体带103的周围，依次设置有使感光体带103带电至规定电位的充电器102、在带电的带表面以根据图像信号的写入光101来曝光并形成静电潜像的曝光装置(未图示)、将带电调色剂提供给静电潜像并显影的显影装置100、以及将调色剂图像转印到中间转印带105上的转印辊104。另外，转印辊104被设置在中间转印带105的内侧，朝向感光体该103的最下端的辊。还有，形成于中间转印带105上的检测用图样在通过图样探测器106处时被检测。在这样的感光体带103中，因驱动辊的偏心或感光体带103的厚度分布偏差会产生感光体带103的表面移动速度变动。这里同样地，在对感光体带一个转动周期的表面移动速度变动进行补正的时候，从相对于感光体带103的转动角速度ωob和感光体带一个转动周期的写入光101的曝光点SP和与中间转印带105相接的转印点TP之间的相位差转动角度φob，可以求得驱动控制补正值。亦即，与上述感光体鼓的半径R及转动角速度ω相当的参数，可以由感光体带103的周长和表面移动速度来设定。
如上所述，在本实施方式(包括上述各变形例)中，无论从曝光点SP到转印点TP的相位差角度φ为多少，都能够求得高精度的驱动控制补正数值。因此，能够决定感光体鼓周围的配置以使得相位差角度φ大大偏离于180°。这种效果具有下列很大的长处。
亦即，如上述专利文献1所记载的图像形成装置那种、相位差角度φ为180°的构成，包括环境、历时等引起的部件变化或图样检测误差等，相对于所发生的感光体鼓表面移动速度变动来说是最容易发生位置偏差的构成。例如，在感光体鼓上的曝光点SP处感光体鼓一个转动周期的转动角速度变动为最大时，其附近所形成的检测用图样的图样间隔要比理想的间隔来的宽。然后，当该检测用图样达到转印点TP时，由于相位差角度φ为180°，感光体鼓的转动角速度变动变成最小。由此就变成了，相对于中间转印带10的表面移动速度，感光体鼓2的表面移动速度是在最慢的状态下进行转印的。对此，相位差角度φ越是偏离180°，位置偏差也就越小。因此，根据本实施方式，通过使相位差角度φ大大偏离180°的构成，比起相位差角度φ为180°的时候来，有着将原来的位置偏差减小的优点。
还有，关于其他优点可以列举如下。
以图1所示图像形成装置为例来说明，在该图像形成装置中，通过在将堆积在装置下部(曝光装置15的下方)的页纸以最短的路径排出到装置上部的页纸输送路径中设置2次转印部，来实现小型化及打印速度的高速化。在这种配置里，如上所述呒虽然需要将曝光装置15设置在各成像单元1的下方，但是当相位差角度为180°时，飞散的调色剂会堆积在射出透镜上，有可能不能进行正常的潜像形成。对此，在图1所示本实施方式的图像形成装置中，由于采用了相位差角度为145°，射出透镜的透镜面相对于水平方向是倾斜的。由此，飞散的调色剂就不容易堆积在射出透镜上，其优点在于能够维持适当的潜像形成的安定。其他的还有上述各变化例所说明的优点。
以上，虽然通过图示例来说明了本发明，但本发明并不局限于这些。例如，不限于图示例所示的中间转印方式的串列型图像形成装置，本发明也能够适用于直接转印方式的串列型图像形成装置。在直接转印方式的情况下，记录材料由转印带等输送部件(表面移动部件)来输送，只要将检测用图样转印到上述输送部件(表面移动部件)的表面里的图样，通过图样检测手段来检测即可。另外，在串列型图像形成装置中，各种颜色的成像单元的配置顺序是任意的。还有，本发明也能够适用于仅具有一个感光体鼓等潜像载置体的黑白图像形成装置。更进一步地，在图像形成装置中，显影装置、曝光装置等各机器也可以采用适当的构成。不用说，作为图像形成装置并不局限于打印机，也可以是复印机、传真机，或者是具有复数个功能的复合机。
另外，本发明不局限于前述的各个实施方式，在本发明的技术思想的范围内，除前述各实施方式中所示之外，从前述各实施方式作适当变更后的所得也是显而易见的。还有，前述构成部件的数量、位置、形状等不局限前述各实施方式，在实施本发明时，可以使用适当的数量、位置、形状等。
本专利申请的基础和优先权要求是2006年7月13日、在日本专利局申请的日本专利申请JP2006-193028，其全部内容在此引作结合。