回転情報検出装置、画像形成装置
【課題】容易に組み立て組み付けができ回転板に対して高精度で検出手段を配置することができる回転情報検出装置及びこれを備えた画像形成装置を提供すること
【解決手段】画像形装置の駆動軸１０１に設けられ駆動軸１０１の回転速度を検出するため所定のスリット１２１を形成したスリット円板１１０と、スリット円板１１０に設けられたスリット１２１対向して配置され、前記パターンを検出するセンサ１１３と、前記駆動軸１０１に遊嵌される検出手段支持部材１１４、及び、前記検出手段支持部材１１４に嵌め合わされることにより固定されるケーシング部材１１５からなり、筺体１０に固定されるケース部材と、を備えてなり、前記センサ１１３は、検出手段支持部材１１４のセンサ係合部１１４ａに配置される。
【解決手段】画像形装置の駆動軸１０１に設けられ駆動軸１０１の回転速度を検出するため所定のスリット１２１を形成したスリット円板１１０と、スリット円板１１０に設けられたスリット１２１対向して配置され、前記パターンを検出するセンサ１１３と、前記駆動軸１０１に遊嵌される検出手段支持部材１１４、及び、前記検出手段支持部材１１４に嵌め合わされることにより固定されるケーシング部材１１５からなり、筺体１０に固定されるケース部材と、を備えてなり、前記センサ１１３は、検出手段支持部材１１４のセンサ係合部１１４ａに配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に設けられ、回転軸の回転情報を検出するための位置情報を形成した回転情報形成部材と、前記位置情報を読み取り、前記回転情報形成部材の回転情報を検出する検出手段とを備えた回転情報検出装置に係り、特に、回転情報形成部材に対して高精度で検出手段を配置することができる回転情報検出装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式により、画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の感光体ドラムの駆動部にあっては、感光体ドラムの回転速度変動を極力小さく抑えるために、感光体ドラムの駆動軸に回転情報検出装置としてスリット円板を設け、検出した速度変動データに基づき、駆動源の速度制御を行うようにしている。このような、回転情報検出装置は、前記感光体ドラムに限らず、画像形成装置の中で、回転速度変動を抑制すべき回転部材に適用される。
【０００３】
また、このような回転情報検出装置は、画像形成装置に限らず、様々な産業分野において、回転部材の速度変動を低減するために設けられ、回転情報検出装置で検出した速度変動データに基づき、駆動源の速度制御を行う構成を有する装置に適用されている。
【０００４】
このような、回転情報検出装置として、以下のものがある。特許文献１には回転軸に嵌合する円板状に形成され、周方向に沿って複数の検出パターンが配列された回転部材と、この回転部材と非接触の状態で上記検出パターンを読み出すパターン検出素子とから構成されるスリット円板を上記回転軸に組み付けるための組立構造であって、上記回転部材と、上記パターン検出素子と、上記パターン検出素子が固定される取付基板と、上記回転部材を覆うようにして上記取付基板に固定される保持器とから構成され、上記回転部材の軸方向の一端には環状段部を形成する一方、上記保持器にはこの環状段部に遊嵌する規制孔を形成し、また、上記取付基板には当該取付基板と上記回転部材との間に所定の間隙を形成すると共に上記環状段部と規制孔との抜けを防止する規制突部を形成したことを特徴とするスリット円板の組立構造が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、円周方向に複数のスリットを形成した回転板に導光体を組み合わせ、回転板を透過した信号用発光素子の放射する光を導光体により偏向して受光素子に入射する光学式スリット円板が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、光源手段と、該光源手段からの光束が入射する放射格子を有し相対回転するディスクと、該ディスクの放射格子からの変調光を透過する放射格子を有し前記ディスクに対向配置した平面基板と、該平面基板の放射格子からの変調光を受光する受光手段と、前記光源手段及び前記平面基板及び前記受光手段を固定する本体ユニットと、前記ディスクを固定したディスクユニットとを有し、前記受光手段からの信号を用いて前記ディスクと前記平面基板との相対回転変位情報を求める回転変位情報検出装置において、前記本体ユニットと前記ディスクユニットを別体とし、前記ディスクユニットにおいて前記ディスクを固定するディスクハブを２体の部品で構成し、該２体の部品を軸方向に相対的に移動可能としたことを特徴とする回転変位情報検出装置が記載されている。
【０００７】
特許文献４には、回転軸に装着されて回転駆動されるディスクを備え、ディスクの外周近傍の面には等ピッチによってマーキングが施され、マーキングの施工位置とは異なるディスク中心寄りの位置に、ディスクの中心を挟んで対向する穴あるいは突起部で構成された把持部を設け、回転軸から抜き取る際にマーキングに接触しない構成とするとともに、マーキングへの塵埃の付着を防止する構成を備えたものが記載されている。
【０００８】
特許文献５には、モータの回転力で回転駆動される回転体と、回転体の回転軸を中心に環状に配設された複数の被検出部と、被検出部を検出する検出器と、被検出部のうちの２つの被検出部を両端に有する第１の区間と、両端に被検出部を有するとともに少なくとも一端は第１の区間の被検出部とは異なる第２の区間とが設定されているとき、回転体の回転時に、第１の区間と第２の区間が検出器を通過する通過時間を検出器からの信号に基づいて検出する通過時間検出手段と、通過時間検出手段で検出された通過時間に基づいて、回転体の所望周期に関する回転周期変動の振幅と位相を生成する振幅位相生成手段と、振幅位相生成手段で生成された振幅と位相に基づき、回転周期変動を低減するようにモータの回転を制御する回転制御手段とを備えたも回転体駆動制御装置が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特第３１７１００３号公報
【特許文献２】特開平９−２８０８９６号公報
【特許文献３】特開平１０−１３２６１１号公報
【特許文献４】特開２００５−３１４０８０号公報
【特許文献５】特開２００５−３１２２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面を一様な電位となるように帯電し、形成する画像情報に基づき画像部、非画像部とを分けて、露光装置により感光体表面を露光することにより、静電潜像を形成する。感光体表面上の静電潜像の画像部には、現像装置によりトナーを付着させられ、トナー像（顕像）を形成される。トナー像はその後、転写部で、用紙に転写され、用紙が定着部を通過することにより、トナーが溶融され、用紙上に定着される。このような工程により用紙に画像が形成される。
【００１１】
このような工程で、様々な構成要素が所定の速度で駆動されているが、中でも感光体表面の速度が一定であることが重要となる。感光体表面の速度が一定でないと、露光部、転写部において、画像の伸び縮みが生じることになる。感光体はベルト状の場合もあるが、図示のように、ドラム形状である場合が多く、ドラム形状の場合には、その回転速度に変動の無いことが重要となる。
【００１２】
特に、近年のカラー複写機、プリンタでは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色でカラー画像を形成しており、画像形成路上に、各色のトナー像を形成するための４本の感光体ドラムを並べる方式（以下、タンデム方式）が主流となっている。感光体ドラムが１本で、その周囲に各色の現像器を４器並べ、感光体ドラム上に１色のトナー像を形成するたびに、中間転写ベルト上にトナー像を移動させ、中間転写ベルト上で４色のトナー像を重ねた後、４色からなるトナー像を１度に用紙に転写する方式も存在するが、画像形成の生産性の面から、現在のカラー画像形成装置においては、タンデム方式が占める割合が多い。
【００１３】
タンデム方式の各感光体ドラムに速度変動がある場合には、別々の色が本来合わさっているべき部分で、色が合わずに形成される「色ズレ」という不具合が生じてしまう。
【００１４】
１色だけで画像を形成する場合には認識され難い程度の画像の伸び縮みであっても、４色の画像を重ねる場合、合わさるべき色が合っていない「色ズレ」は認識されやすい。明確にずれていると認識されない程度のズレ量であっても、画像の濃淡や、色のムラとなって現れてしまう。
【００１５】
従って、感光体の回転速度の変動を抑え、一定速度で駆動することは画像品質を良好に維持するために重要である。
【００１６】
感光体ドラムの回転速度を一定にするための技術としては、感光体ドラムを駆動する軸上に、周方向に一定間隔でパターンを設けた円板状の部材であるスリット円板を設け、上記パターンの通過を光学的に検知する検出素子（センサ）を設け、パターン個々の通過時間を検出することにより、感光体ドラム駆動軸の回転速度を検出し、検出した速度変動を打ち消すように、モータ等の駆動源を制御することで、感光体ドラムの回転速度を一定に維持する方式が一般的である。
【００１７】
感光体駆動軸に生じる速度変動の要因としては、感光体駆動軸に大径のギヤを嵌合し、モータ軸に設けた小径ギヤを上記感光体駆動軸の大径ギヤに噛合せて、モータ回転速度を減速して、感光体駆動軸を駆動するという代表的な構成の場合、モータ軸１回転周期の速度変動と、感光体軸１回転の速度変動によるものが大きい。モータ軸１回転周期の速度変動は、モータ軸の偏心や、モータ軸に設けたギヤの累積ピッチ誤差等により生じ、感光体軸１回転の速度変動は、大径ギヤの偏心や、ギヤの累積ピッチ誤差等により生じるが、これらの成分を抑えることで、感光体の速度変動を低減する効果が大きい。
【００１８】
即ち、スリット円板上のパターンは、周方向に、多数であるほど、分解能が高く、回転速度を高精度に検出可能であるが、特許文献５に記載のものでは、検出対象を、上記、感光体１回転周期の速度変動とモータ１回転周期の速度変動に絞り、安価な構成で、感光体ドラムの速度変動を低減することを可能としている。
【００１９】
しかし、このようなスリット円板構成により回転速度を検出する際に、重要となるのが、スリット円板、及び、センサの取付精度である。スリット円板のパターン形成部分は円板状部材であり、取り付けるべき駆動軸に対しては、軸に嵌合する円筒状部材とその周方向に突き出た鍔状部材を設けた部材を介して取り付ける。軸と円筒部分、円筒部分とスリット円板上のパターンに関して、それぞれの回転中心が一致することが理想である。それでも、駆動軸回転中心とスリット円板パターンの中心の同軸度を０にすることはできず、いくらかの偏心は生じてしまうが、偏心による精度劣化は、検出部材（センサ）を２個用い、軸心に対して対称の位置に設けて検出することで、相殺することが可能である。
【００２０】
但し、２個のセンサの回転中心からの距離が極力等しくすること、即ち、センサ取付精度が重要になってくる。センサの取付精度は、センサの発光素子と受光素子の中心同士を結んだ線（光軸）、即ちセンサ検出位置と、スリット円板上のパターンとの位置関係が重要である。センサ読み取り位置の半径が変われば、読み取り周長が変わり、ひいては、パターン通過時間が変わるため、回転速度を誤検出することになる。従って、駆動軸中心からセンサまでの距離を高精度に確保する必要がある。
【００２１】
また、２個のセンサが、駆動軸心に対してなす角度についても、正確に１８０度であれば問題ないが、その角度が数度ずれれば、回転速度の検出に誤りが生じる。
【００２２】
これらの精度が不十分で、回転速度を検出した場合には、そのデータをもとにモータの回転を制御しても、理想どおりの一定の回転速度とは隔たりが生じてしまう。
【００２３】
また、スリット円板、センサを感光体軸周りに組み付ける際にも、特許文献１に記載に記載されているような課題がある。即ち、スリット円板の検出パターンを読み出す検出素子（センサ）は円板状のスリット円板の周縁を跨ぐようにして配設するので、回転部材を先に感光体ドラムの駆動軸に固定してしまったのでは、検出素子を後から感光体ドラムの支持フレームに固定する際に、回転部材と検出素子とが接触してしまう可能性が高く、また、検出素子を先に支持フレームに固定してしまったのでは、回転部材を感光体ドラムの駆動軸に嵌合させつつその周縁を検出手段の中に挿入することは不可能である。
【００２４】
従って、スリット円板及び検出素子を互いに位置決めしながら、夫々を感光体ドラムの駆動軸あるいは支持フレームに対して同時に固定する組立作業は非常に煩雑である。
【００２５】
また、このようなエンコーダの組立作業は手元の作業スペースは小さくならざるを得ず、回転部材や検出素子が組立作業中に周辺機器と接触し、破損を生じる恐れがある。
【００２６】
特許文献１に記載のものでは、取付け基板にセンサを組み付け、センサの読み取り部にエンコーダを挟みながら、保持器の中に、センサ、エンコーダを内包しながら、保持器を取付け基板に固定し、これらを一体で組み付けた上で、感光体駆動軸に嵌めていく構成とすることで、組み付けに際して生じる不具合を低減し、組み付け性を向上させている。しかしながら、この構成では、エンコーダに対する、センサの取付け精度を維持するには、不十分である。
【００２７】
そこで、本発明は、容易に組み立て組み付けができ回転板に対して高精度で検出手段を配置することができる回転情報検出装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
請求項１の発明は、回転軸に設けられ、回転軸の回転情報を検出するための位置情報を形成した回転情報形成部材と、前記位置情報を読み取り、前記回転情報形成部材の回転情報を検出する検出手段と、前記回転軸に直接又は軸受を介して嵌合する嵌合基部及び前記検出手段を支持する支持部を一体に備える検出手段支持部材と、を有することを特徴とする回転情報検出装置である。
【００２９】
請求項２の発明は、請求項１記載の回転情報検出装置において、前記検出手段支持部材には、前記検出手段に係合して検出手段の位置を規制して保持する検出手段保持部を備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の回転情報検出装置において、検出手段支持部材は、ポリアセタール樹脂を含む合成樹脂で形成したことを特徴とする。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の回転情報検出装置において、回転情報形成部材は、回転情報形成部材を回転軸とともに回転するべく回転軸に結合する連結部材を備え、連結部材の回転軸への取付け穴の開口部には勾配を形成したことを特徴とする。
【００３２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の回転情報検出装置において、前記検出手段支持部材と組み合わされ、検出手段支持部材との間に前記検出手段と前記回転情報形成部材を内包するケーシング部材を備え、前記ケーシング部材と回転軸との間に所定間隔の隙間を備え、前記連結部材の一部を回転軸とケーシング部材の隙間より突出させ、連結部材の突出した部分において、連結部材を回転軸に固定することを特徴とする。
【００３３】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の回転情報検出装置において、検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方に、被回転情報検出部材又は、連結部材の軸方向の位置を規制する凸部を設けたことを特徴とする。
【００３４】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のあるいずれか記載の回転情報検出装置において、前記検出手段を、回転軸の法線方向から、検出手段支持部材、又は検出手段支持部材とケーシング部材に対して着脱可能としたことを特徴とする。
【００３５】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか記載の回転情報検出装置において、検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方一部又は全てを透明材料で形成したことを特徴とする。
【００３６】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか記載の回転情報検出装置において、前記検出手段の入力／出力の信号線の結合部を、検出手段支持部材、又はケーシング部材に設けたことを特徴とする。
【００３７】
請求項１０の発明は請求項１乃至１０のいずれか記載の回転情報検出装置を備えた、ことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る回転情報検出装置によれば、検出手段を検出手段支持部材に配置できるので、検出手段を回転情報形成部材に対して容易且つ高精度で配置することができるという効果がある。
【００３９】
また、本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成装置内に配置される回転体の回転を高精度で検出することができるので回転体の回転制御を高精度で行うことができ、安定した画像形成を行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００４１】
以下本発明の実施例に係る回転情報検出装置の構成を図１乃至図５に基づいて説明する。図１は第１の実施例に係る回転情報検出装置の構造を示す断面図、図２は図１に示した回転情報検出装置の構造を示す拡大断面図、図３は図１に示した回転情報検出装置の構造を示す分解斜視図である。
【００４２】
本例では、回転情報検出装置１００は、画像形成装置の感光体ドラム１駆動用の回転軸である駆動軸１０１に取付けられている。感光体ドラム１は、駆動軸１０１により装置枠体支持されており、駆動軸１０１は、画像形成装置本体のベース部である筺体１０に対して、軸受部材である玉軸受１０２で支持されている。
【００４３】
また、本例では、駆動軸１０１の左端は図示していないが、右端と同じように玉軸受により画像形成装置本体に支持されている。本例では、駆動軸１０１の端部には、大径ギヤ１０６が取付けられており、この大径ギヤ１０６は、駆動源であるモータ１０３の駆動軸に設けられたピニオンギヤ１０４と噛合い、モータの回転により大径ギヤ１０６、駆動軸１０１、感光体ドラム１が回転駆動される。なお、モータ１０３及びピニオンギヤ１０４は筺体１０に固定されたモータブラケット１０５に配置されている。
【００４４】
駆動ブラケット１１は、感光体以外の画像形成要素を駆動する部材（図示していない）の支持体であり、画像形成装置本体の筺体にネジ止め等で固定されている。モータ１０３を支持するモータブラケット１０５は、画像形成装置本体の筺体１０、あるいは、駆動ブラケット１１に対して、ネジ１３０ａで固定される。本例では、回転情報検出装置１００は駆動ブラケット１１とモータブラケット１０５の間に配置されている。
【００４５】
以下本例に係る回転情報検出装置１００について説明する。本例では、回転情報検出装置１００は、図３に示すように、検出手段支持部材１１４とケーシング部材１１５とから構成されるケーシング１２０内に、回転情報形成部材であるスリット円板１１０を連結部材１１１を介して駆動軸１０１に固定することにより配置して、スリット円板１１０に形成されたスリット１２１をケーシング１２０に配置された検出手段であるセンサ１１３で検出して、駆動軸１０１の回転情報を検出する。
【００４６】
本例では、検出手段支持部材１１４内に、連結部材１１１及び押え部材１１２を取付けたスリット円板１１０を組み付け、更にモータブラケット１０５を取付け、更に、センサ１１３を検出手段支持部材１１４とケーシング部材１１５で形成されるケーシング１２０に組み付ける。この組み上がった回転情報検出装置１００に駆動軸１０１を挿入しつつ駆動ブラケット１１にネジ１３０ａで取付けるものである。
【００４７】
次に検出手段支持部材１１４について説明する。検出手段支持部材１１４は、摺動性のよい合成樹脂例えばＰＯＭ樹脂で構成されており、全体あるいは一部を透明に形成することができる。検出手段支持部材１１４を透明としておくと、組み立て時に、それぞれの部材の位置を確認しながら行うことができるので作業性が向上すると共に、組み付け後や、稼動途中で、異常の有無を確認することが容易になる。
【００４８】
また、その検出手段支持部材１１４はその略中央部において、駆動軸１０１が貫通するように軸貫通部１１４ｄが形成され、駆動軸１０１は、この軸貫通部１１４ｄに貫通するよう配置される。なお、軸貫通部１１４ｄには、駆動軸１０１の挿入を容易にするテーパ部１１４ｆが形成されている。
【００４９】
また、検出手段支持部材１１４には、検出手段の外形を嵌め込み固定するセンサ係合部１１４ａが形成されている。このセンサ係合部１１４ａにセンサ１１３を嵌め込んで係合することで、センサ１１３を位置決め固定でき、センサ１１３の精度よく配置することができる他、センサ１１３のネジ止め等の手間を省くことができ、部品点数を低減することができる。
【００５０】
また、検出手段支持部材１１４には、スリット円板１１０側に向け環状の凸部１１４ｂを設けており、スリット円板１１０を支持する前記連結部材１１１の半径方向の位置を規制している。凸部１１４ｂと連結部材１１１には一定の隙間を有し、スリット円板１１０、連結部材１１１は、ケーシング部材に対して、ある程度余裕を持って、ケーシング部材に保持された状態で、駆動軸１０１に嵌合される。
【００５１】
本例では、検出手段支持部材１１４と、この検出手段支持部材１１４を貫通して配置される駆動軸１０１とは摺動して接触することになる。本例では、検出手段支持部材１１４をＰＯＭ樹脂で形成するものとしている。このため、検出手段支持部材１１４と駆動軸１０１との摺動抵抗は少ないものとできる。
【００５２】
画像形成速度が速く駆動軸１０１の回転が速い場合には、検出手段支持部材１１４は軸受部材を介して、駆動軸を介在させる構成とすることで無理な負荷が生じることを避けることができる。軸受部材は、具体的には、玉軸受、滑り軸受など、駆動軸の速度に応じて選択すればよい。
【００５３】
次にスリット円板１１０について説明する。スリット円板１１０は連結部材１１１と押え部材１１２とで駆動軸１０１に取付けられる。スリット円板１１０は、円板形状をなした金属の薄板であり、その外周寄りに、周方向に所定間隔のスリット１２１でパターンが形成してある。本例ではそれぞれのスリット１２１の通過時間をセンサ１１３により検出することで、スリット円板１１０の回転速度を検出することができ、この結果、駆動軸１０１、感光体ドラム１の回転速度を検出することができる。
【００５４】
本例では、スリット円板１１０は、金属薄板にスリット１２１を設けることでパターンを形成しているが、透明の薄板部材に光を透過しない色でパターンを書き込むことで形成することができる。
【００５５】
本例では、スリット円板１１０が薄板金属部材としているため、スリット円板１１０を駆動軸１０１に直接固定することができない。そのため、本例では、スリット円板１１０は、連結部材１１１により駆動軸１０１に固定されている
【００５６】
次に、連結部材１１１について説明する。本例では、連結部材１１１は駆動軸１０１に嵌合する円筒部１１１ａと周方向に突き出した鍔部１１１ｂとを備えている。スリット円板１１０は、その中央部の穴を連結部材１１１の円筒部１１１ａの外周に嵌合し、鍔部１１１ｂと押え部材１１２の間で固定するものとしている。
【００５７】
本例では、円筒部１１１ａは、ケーシング部材１１５が組み付けられた状態で、ケーシング部材１１５の外部に突出する。そして、この突出した円筒部１１１ａにおいてネジ１３１により駆動軸１０１に固定される。従って、検出手段支持部材１１４、連結部材１１１、ケーシング部材１１５を組み付け回転情報検出装置１００を組み立てた後、駆動軸１０１を回転情報検出装置１００に挿通し、ネジ１３１を締め付け、連結部材１１１を駆動軸１０１に固定することができる。
【００５８】
ここで、押え部材１１２は円環板状の部材であり、スリット円板１１０が連結部材１１１から浮いたりすることを防止し、スリット円板１１０の平面性を保つ。本実施例ではスリット円板１１０と鍔部１１１ｂ、押え部材１１２とは、接着により固定しているが、両面テープ、熱溶着、ネジ止め等で固定することができる。また、連結部材１１１には、連結部材１１１を駆動軸１０１に挿入しやすくするため、外方向に拡開したテーパ部１１１ｃを形成するものとしている。
【００５９】
次にセンサ１１３について説明する。センサ１１３は光学的にパターンを検出するものであり、本実施例では、センサ１１３は、発光素子と受光素子とを備え、その間が遮光されるか否かで物体の通過を検出する透過型のセンサをとしている。本例のような透過型のセンサでは、発光部と受光部とで、スリット円板のパターンを挟むような位置関係に配置する必要がある。
【００６０】
本例では、センサ１１３には、信号線１１３ａが接続され、センサ１１３からの信号が外部に取り出されるようになっている。
【００６１】
また、本実施例では、センサ１１３は、スリット円板１１０の取付け偏心による検出誤差を相殺するために、駆動軸回転中心に挟んで対称の位置に２個設けられている。このセンサ１１３は上述したように検出手段支持部材１１４のセンサ係合部１１４ａに配置され、ケーシング部材１１５を被せることにより固定される。なお、センサについては、発光素子と受光素子が、検出パターンに対して同じ方向に位置することが可能な反射型センサを使用することができる。
【００６２】
ここで、このような回転情報検出装置１００では、スリット円板１１０に円周方向に形成したスリット１２１によるパターンの回転中心と、駆動軸心との同軸度は極力一致することが望ましく、駆動軸１０１、連結部材１１１、スリット円板１１０のそれぞれの部材について、上記同軸度に影響する寸法を管理する必要がある。
【００６３】
次にケーシング部材１１５について説明する。ケーシング部材１１５は、検出手段支持部材１１４にスリット円板１１０、センサ１１３をセットした後、スリット円板１１０、センサ１１３を覆うように、検出手段支持部材１１４と組み付けられる。ケーシング部材１１５は、摺動性のよい合成樹脂例えばＰＯＭ樹脂で構成されており、全体あるいは一部を透明に形成することができる。ケーシング部材１１５を透明としておくと、組み立て時に、それぞれの部材の位置を確認しながら行うことができるので作業性が向上すると共に、組み付け後や、稼動途中で、異常の有無を確認することが容易になる。
【００６４】
また、ケーシング部材１１５には、スリット円板１１０側に向け環状の凸部１１５ａを設けており、スリット円板１１０を支持する前記連結部材１１１の半径方向の位置を規制している。凸部１１５ａと押え部材１１２には一定の隙間を有し、スリット円板１１０、連結部材１１１、押え部材１１２は、ケーシング部材に対して、ある程度ガタを持って、ケーシング部材に保持された状態で、駆動軸１０１に嵌合される。なお、ケーシング部材１１５に設けた凸部１１５ａが押え部材１１２と摺動する場合には、押え部材１１２を摺動性のよい材質にしておくことが望ましい。
【００６５】
また、そのケーシング部材１１５はその略中央部において、連結部材１１１の前記円筒部１１１ａが貫通するように軸貫通部１１５ｂが形成されている。
【００６６】
以上説明したように、本例に係る回転情報検出装置１００によれば、駆動軸１０１への組み付けの前に、検出手段支持部材１１４、ケーシング部材１１５、スリット円板１１０、センサ１１３の組み立て、回転情報検出装置１００を組み立てればよい。そして、組み立てられた１００を、駆動軸１０１に嵌合させると共に駆動ブラケット１１に取付ける。そして、回転情報検出装置１００のケーシング部材１１５から突出する円筒部１１１ａを駆動軸１０１に取付ければよい。このため、回転情報検出装置１００を構成する部材を別々に駆動軸周りに組み付けていく場合よりも作業性を良好にすることができる。
【００６７】
そして、駆動軸１０１を回転情報検出装置１００に差し込むとき、検出手段支持部材１１４の軸貫通部１１４ｄにはテーパ部１１４ｆが、連結部材１１１にはテーパ部１１１ｃが形成されているので、駆動軸１０１は容易に回転情報検出装置１００内に配置することができる。
【００６８】
また、センサ１１３の受光部は、検出手段支持部材１１４のセンサ係合部１１４ａに配置するスリット円板１１０に対して正確な位置に配置することができる。
【００６９】
次に本発明に係る回転情報検出装置の第２の実施例について説明する。図４は、本例に係る回転情報検出装置の第２の実施例を示す斜視図である。本例では、センサ係合部１１４ａを検出手段支持部材１１４、スリット円板１１０、ケーシング部材１１５を組み立てた後で、スリット円板１１０の法線方向から、センサ１１３を挿入して固定できる構成としたものである。本例によれば、検出手段支持部材１１４と、ケーシング部材１１５の組み付け及びセンサ１１３の取付けが容易なものとなり、回転情報検出装置１００の組み立て性は更に良好なものとなる。
【００７０】
次に本発明に係る回転情報検出装置の第３の実施例について説明する。図５は第３の実施例に係る回転情報検出装置を示す断面図である。
【００７１】
本例は、回転情報検出装置１００を画像形成装置本体の筺体１０にネジ１３０ｂで直接固定するものである。本例では、検出手段支持部材１１４は、画像形成装置の筺体１０に設置される玉軸受１０２に嵌合するように配置している。また、本例は、センサ１１３には信号線１１３ａの端部に配置されたコネクタ１１３ｂが接続されるソケット１１３ｃをセンサ１１３自体又は、センサ１１３直近部に設けるものとした。
【００７２】
本例によれば、センサ１１３と信号線１１３ａとを容易に分離接続することができるようになり、回転情報検出装置１００を画像形成装置本体に組み付けた後、画像形成装置本体からの信号線のコネクタ１１３ｂを、回転情報検出装置表面に配置したソケット１１３ｃに接続することで結線が完了するから、回転情報検出装置１００からは、信号線１１３ａが飛び出さず回転情報検出装置１００の組み立て性が更に良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施例に係る回転情報検出装置の構造を示す断面図である、
【図２】図１に示した回転情報検出装置の構造を示す拡大断面図である。
【図３】図１に示した回転情報検出装置の構造を示す分解斜視図である。
【図４】第２の実施例に係る回転情報検出装置の外観を示す斜視図である。
【図５】第３の実施例に係る回転情報検出装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・感光体ドラム
１０・・・筺体
１１・・・駆動ブラケット
１００・・・回転情報検出装置
１０１・・・駆動軸（回転軸）
１０２・・・玉軸受（軸受）
１０３・・・モータ
１０４・・・ピニオンギヤ
１０５・・・モータブラケット
１０６・・・大径ギヤ
１１０・・・スリット円板（回転板）
１１１・・・連結部材
１１１ａ・・・円筒部
１１１ｂ・・・鍔部
１１１ｃ・・・テーパ部
１１２・・・押え部材
１１３・・・センサ（検出手段）
１１３ａ・・・信号線
１１３ｂ・・・コネクタ
１１４・・・検出手段支持部材
１１４ａ・・・センサ係合部
１１４ｂ・・・凸部
１１４ｄ・・・軸貫通部
１１４ｆ・・・テーパ部
１１５・・・ケーシング部材
１１５ａ・・・凸部
１１５ｂ・・・軸貫通部
１２０・・・ケーシング（ケース部材）
１２１・・・スリット
１３０ａ，１３０ｂ・・・ネジ
１３１・・・ネジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸に設けられ、回転軸の回転情報を検出するための位置情報を形成した回転情報形成部材と、前記位置情報を読み取り、前記回転情報形成部材の回転情報を検出する検出手段とを備えた回転情報検出装置に係り、特に、回転情報形成部材に対して高精度で検出手段を配置することができる回転情報検出装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式により、画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の感光体ドラムの駆動部にあっては、感光体ドラムの回転速度変動を極力小さく抑えるために、感光体ドラムの駆動軸に回転情報検出装置としてスリット円板を設け、検出した速度変動データに基づき、駆動源の速度制御を行うようにしている。このような、回転情報検出装置は、前記感光体ドラムに限らず、画像形成装置の中で、回転速度変動を抑制すべき回転部材に適用される。
【０００３】
また、このような回転情報検出装置は、画像形成装置に限らず、様々な産業分野において、回転部材の速度変動を低減するために設けられ、回転情報検出装置で検出した速度変動データに基づき、駆動源の速度制御を行う構成を有する装置に適用されている。
【０００４】
このような、回転情報検出装置として、以下のものがある。特許文献１には回転軸に嵌合する円板状に形成され、周方向に沿って複数の検出パターンが配列された回転部材と、この回転部材と非接触の状態で上記検出パターンを読み出すパターン検出素子とから構成されるスリット円板を上記回転軸に組み付けるための組立構造であって、上記回転部材と、上記パターン検出素子と、上記パターン検出素子が固定される取付基板と、上記回転部材を覆うようにして上記取付基板に固定される保持器とから構成され、上記回転部材の軸方向の一端には環状段部を形成する一方、上記保持器にはこの環状段部に遊嵌する規制孔を形成し、また、上記取付基板には当該取付基板と上記回転部材との間に所定の間隙を形成すると共に上記環状段部と規制孔との抜けを防止する規制突部を形成したことを特徴とするスリット円板の組立構造が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、円周方向に複数のスリットを形成した回転板に導光体を組み合わせ、回転板を透過した信号用発光素子の放射する光を導光体により偏向して受光素子に入射する光学式スリット円板が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、光源手段と、該光源手段からの光束が入射する放射格子を有し相対回転するディスクと、該ディスクの放射格子からの変調光を透過する放射格子を有し前記ディスクに対向配置した平面基板と、該平面基板の放射格子からの変調光を受光する受光手段と、前記光源手段及び前記平面基板及び前記受光手段を固定する本体ユニットと、前記ディスクを固定したディスクユニットとを有し、前記受光手段からの信号を用いて前記ディスクと前記平面基板との相対回転変位情報を求める回転変位情報検出装置において、前記本体ユニットと前記ディスクユニットを別体とし、前記ディスクユニットにおいて前記ディスクを固定するディスクハブを２体の部品で構成し、該２体の部品を軸方向に相対的に移動可能としたことを特徴とする回転変位情報検出装置が記載されている。
【０００７】
特許文献４には、回転軸に装着されて回転駆動されるディスクを備え、ディスクの外周近傍の面には等ピッチによってマーキングが施され、マーキングの施工位置とは異なるディスク中心寄りの位置に、ディスクの中心を挟んで対向する穴あるいは突起部で構成された把持部を設け、回転軸から抜き取る際にマーキングに接触しない構成とするとともに、マーキングへの塵埃の付着を防止する構成を備えたものが記載されている。
【０００８】
特許文献５には、モータの回転力で回転駆動される回転体と、回転体の回転軸を中心に環状に配設された複数の被検出部と、被検出部を検出する検出器と、被検出部のうちの２つの被検出部を両端に有する第１の区間と、両端に被検出部を有するとともに少なくとも一端は第１の区間の被検出部とは異なる第２の区間とが設定されているとき、回転体の回転時に、第１の区間と第２の区間が検出器を通過する通過時間を検出器からの信号に基づいて検出する通過時間検出手段と、通過時間検出手段で検出された通過時間に基づいて、回転体の所望周期に関する回転周期変動の振幅と位相を生成する振幅位相生成手段と、振幅位相生成手段で生成された振幅と位相に基づき、回転周期変動を低減するようにモータの回転を制御する回転制御手段とを備えたも回転体駆動制御装置が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特第３１７１００３号公報
【特許文献２】特開平９−２８０８９６号公報
【特許文献３】特開平１０−１３２６１１号公報
【特許文献４】特開２００５−３１４０８０号公報
【特許文献５】特開２００５−３１２２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面を一様な電位となるように帯電し、形成する画像情報に基づき画像部、非画像部とを分けて、露光装置により感光体表面を露光することにより、静電潜像を形成する。感光体表面上の静電潜像の画像部には、現像装置によりトナーを付着させられ、トナー像（顕像）を形成される。トナー像はその後、転写部で、用紙に転写され、用紙が定着部を通過することにより、トナーが溶融され、用紙上に定着される。このような工程により用紙に画像が形成される。
【００１１】
このような工程で、様々な構成要素が所定の速度で駆動されているが、中でも感光体表面の速度が一定であることが重要となる。感光体表面の速度が一定でないと、露光部、転写部において、画像の伸び縮みが生じることになる。感光体はベルト状の場合もあるが、図示のように、ドラム形状である場合が多く、ドラム形状の場合には、その回転速度に変動の無いことが重要となる。
【００１２】
特に、近年のカラー複写機、プリンタでは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色でカラー画像を形成しており、画像形成路上に、各色のトナー像を形成するための４本の感光体ドラムを並べる方式（以下、タンデム方式）が主流となっている。感光体ドラムが１本で、その周囲に各色の現像器を４器並べ、感光体ドラム上に１色のトナー像を形成するたびに、中間転写ベルト上にトナー像を移動させ、中間転写ベルト上で４色のトナー像を重ねた後、４色からなるトナー像を１度に用紙に転写する方式も存在するが、画像形成の生産性の面から、現在のカラー画像形成装置においては、タンデム方式が占める割合が多い。
【００１３】
タンデム方式の各感光体ドラムに速度変動がある場合には、別々の色が本来合わさっているべき部分で、色が合わずに形成される「色ズレ」という不具合が生じてしまう。
【００１４】
１色だけで画像を形成する場合には認識され難い程度の画像の伸び縮みであっても、４色の画像を重ねる場合、合わさるべき色が合っていない「色ズレ」は認識されやすい。明確にずれていると認識されない程度のズレ量であっても、画像の濃淡や、色のムラとなって現れてしまう。
【００１５】
従って、感光体の回転速度の変動を抑え、一定速度で駆動することは画像品質を良好に維持するために重要である。
【００１６】
感光体ドラムの回転速度を一定にするための技術としては、感光体ドラムを駆動する軸上に、周方向に一定間隔でパターンを設けた円板状の部材であるスリット円板を設け、上記パターンの通過を光学的に検知する検出素子（センサ）を設け、パターン個々の通過時間を検出することにより、感光体ドラム駆動軸の回転速度を検出し、検出した速度変動を打ち消すように、モータ等の駆動源を制御することで、感光体ドラムの回転速度を一定に維持する方式が一般的である。
【００１７】
感光体駆動軸に生じる速度変動の要因としては、感光体駆動軸に大径のギヤを嵌合し、モータ軸に設けた小径ギヤを上記感光体駆動軸の大径ギヤに噛合せて、モータ回転速度を減速して、感光体駆動軸を駆動するという代表的な構成の場合、モータ軸１回転周期の速度変動と、感光体軸１回転の速度変動によるものが大きい。モータ軸１回転周期の速度変動は、モータ軸の偏心や、モータ軸に設けたギヤの累積ピッチ誤差等により生じ、感光体軸１回転の速度変動は、大径ギヤの偏心や、ギヤの累積ピッチ誤差等により生じるが、これらの成分を抑えることで、感光体の速度変動を低減する効果が大きい。
【００１８】
即ち、スリット円板上のパターンは、周方向に、多数であるほど、分解能が高く、回転速度を高精度に検出可能であるが、特許文献５に記載のものでは、検出対象を、上記、感光体１回転周期の速度変動とモータ１回転周期の速度変動に絞り、安価な構成で、感光体ドラムの速度変動を低減することを可能としている。
【００１９】
しかし、このようなスリット円板構成により回転速度を検出する際に、重要となるのが、スリット円板、及び、センサの取付精度である。スリット円板のパターン形成部分は円板状部材であり、取り付けるべき駆動軸に対しては、軸に嵌合する円筒状部材とその周方向に突き出た鍔状部材を設けた部材を介して取り付ける。軸と円筒部分、円筒部分とスリット円板上のパターンに関して、それぞれの回転中心が一致することが理想である。それでも、駆動軸回転中心とスリット円板パターンの中心の同軸度を０にすることはできず、いくらかの偏心は生じてしまうが、偏心による精度劣化は、検出部材（センサ）を２個用い、軸心に対して対称の位置に設けて検出することで、相殺することが可能である。
【００２０】
但し、２個のセンサの回転中心からの距離が極力等しくすること、即ち、センサ取付精度が重要になってくる。センサの取付精度は、センサの発光素子と受光素子の中心同士を結んだ線（光軸）、即ちセンサ検出位置と、スリット円板上のパターンとの位置関係が重要である。センサ読み取り位置の半径が変われば、読み取り周長が変わり、ひいては、パターン通過時間が変わるため、回転速度を誤検出することになる。従って、駆動軸中心からセンサまでの距離を高精度に確保する必要がある。
【００２１】
また、２個のセンサが、駆動軸心に対してなす角度についても、正確に１８０度であれば問題ないが、その角度が数度ずれれば、回転速度の検出に誤りが生じる。
【００２２】
これらの精度が不十分で、回転速度を検出した場合には、そのデータをもとにモータの回転を制御しても、理想どおりの一定の回転速度とは隔たりが生じてしまう。
【００２３】
また、スリット円板、センサを感光体軸周りに組み付ける際にも、特許文献１に記載に記載されているような課題がある。即ち、スリット円板の検出パターンを読み出す検出素子（センサ）は円板状のスリット円板の周縁を跨ぐようにして配設するので、回転部材を先に感光体ドラムの駆動軸に固定してしまったのでは、検出素子を後から感光体ドラムの支持フレームに固定する際に、回転部材と検出素子とが接触してしまう可能性が高く、また、検出素子を先に支持フレームに固定してしまったのでは、回転部材を感光体ドラムの駆動軸に嵌合させつつその周縁を検出手段の中に挿入することは不可能である。
【００２４】
従って、スリット円板及び検出素子を互いに位置決めしながら、夫々を感光体ドラムの駆動軸あるいは支持フレームに対して同時に固定する組立作業は非常に煩雑である。
【００２５】
また、このようなエンコーダの組立作業は手元の作業スペースは小さくならざるを得ず、回転部材や検出素子が組立作業中に周辺機器と接触し、破損を生じる恐れがある。
【００２６】
特許文献１に記載のものでは、取付け基板にセンサを組み付け、センサの読み取り部にエンコーダを挟みながら、保持器の中に、センサ、エンコーダを内包しながら、保持器を取付け基板に固定し、これらを一体で組み付けた上で、感光体駆動軸に嵌めていく構成とすることで、組み付けに際して生じる不具合を低減し、組み付け性を向上させている。しかしながら、この構成では、エンコーダに対する、センサの取付け精度を維持するには、不十分である。
【００２７】
そこで、本発明は、容易に組み立て組み付けができ回転板に対して高精度で検出手段を配置することができる回転情報検出装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
請求項１の発明は、回転軸に設けられ、回転軸の回転情報を検出するための位置情報を形成した回転情報形成部材と、前記位置情報を読み取り、前記回転情報形成部材の回転情報を検出する検出手段と、前記回転軸に直接又は軸受を介して嵌合する嵌合基部及び前記検出手段を支持する支持部を一体に備える検出手段支持部材と、を有することを特徴とする回転情報検出装置である。
【００２９】
請求項２の発明は、請求項１記載の回転情報検出装置において、前記検出手段支持部材には、前記検出手段に係合して検出手段の位置を規制して保持する検出手段保持部を備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の回転情報検出装置において、検出手段支持部材は、ポリアセタール樹脂を含む合成樹脂で形成したことを特徴とする。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の回転情報検出装置において、回転情報形成部材は、回転情報形成部材を回転軸とともに回転するべく回転軸に結合する連結部材を備え、連結部材の回転軸への取付け穴の開口部には勾配を形成したことを特徴とする。
【００３２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の回転情報検出装置において、前記検出手段支持部材と組み合わされ、検出手段支持部材との間に前記検出手段と前記回転情報形成部材を内包するケーシング部材を備え、前記ケーシング部材と回転軸との間に所定間隔の隙間を備え、前記連結部材の一部を回転軸とケーシング部材の隙間より突出させ、連結部材の突出した部分において、連結部材を回転軸に固定することを特徴とする。
【００３３】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の回転情報検出装置において、検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方に、被回転情報検出部材又は、連結部材の軸方向の位置を規制する凸部を設けたことを特徴とする。
【００３４】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のあるいずれか記載の回転情報検出装置において、前記検出手段を、回転軸の法線方向から、検出手段支持部材、又は検出手段支持部材とケーシング部材に対して着脱可能としたことを特徴とする。
【００３５】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか記載の回転情報検出装置において、検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方一部又は全てを透明材料で形成したことを特徴とする。
【００３６】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか記載の回転情報検出装置において、前記検出手段の入力／出力の信号線の結合部を、検出手段支持部材、又はケーシング部材に設けたことを特徴とする。
【００３７】
請求項１０の発明は請求項１乃至１０のいずれか記載の回転情報検出装置を備えた、ことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る回転情報検出装置によれば、検出手段を検出手段支持部材に配置できるので、検出手段を回転情報形成部材に対して容易且つ高精度で配置することができるという効果がある。
【００３９】
また、本発明に係る画像形成装置によれば、画像形成装置内に配置される回転体の回転を高精度で検出することができるので回転体の回転制御を高精度で行うことができ、安定した画像形成を行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００４１】
以下本発明の実施例に係る回転情報検出装置の構成を図１乃至図５に基づいて説明する。図１は第１の実施例に係る回転情報検出装置の構造を示す断面図、図２は図１に示した回転情報検出装置の構造を示す拡大断面図、図３は図１に示した回転情報検出装置の構造を示す分解斜視図である。
【００４２】
本例では、回転情報検出装置１００は、画像形成装置の感光体ドラム１駆動用の回転軸である駆動軸１０１に取付けられている。感光体ドラム１は、駆動軸１０１により装置枠体支持されており、駆動軸１０１は、画像形成装置本体のベース部である筺体１０に対して、軸受部材である玉軸受１０２で支持されている。
【００４３】
また、本例では、駆動軸１０１の左端は図示していないが、右端と同じように玉軸受により画像形成装置本体に支持されている。本例では、駆動軸１０１の端部には、大径ギヤ１０６が取付けられており、この大径ギヤ１０６は、駆動源であるモータ１０３の駆動軸に設けられたピニオンギヤ１０４と噛合い、モータの回転により大径ギヤ１０６、駆動軸１０１、感光体ドラム１が回転駆動される。なお、モータ１０３及びピニオンギヤ１０４は筺体１０に固定されたモータブラケット１０５に配置されている。
【００４４】
駆動ブラケット１１は、感光体以外の画像形成要素を駆動する部材（図示していない）の支持体であり、画像形成装置本体の筺体にネジ止め等で固定されている。モータ１０３を支持するモータブラケット１０５は、画像形成装置本体の筺体１０、あるいは、駆動ブラケット１１に対して、ネジ１３０ａで固定される。本例では、回転情報検出装置１００は駆動ブラケット１１とモータブラケット１０５の間に配置されている。
【００４５】
以下本例に係る回転情報検出装置１００について説明する。本例では、回転情報検出装置１００は、図３に示すように、検出手段支持部材１１４とケーシング部材１１５とから構成されるケーシング１２０内に、回転情報形成部材であるスリット円板１１０を連結部材１１１を介して駆動軸１０１に固定することにより配置して、スリット円板１１０に形成されたスリット１２１をケーシング１２０に配置された検出手段であるセンサ１１３で検出して、駆動軸１０１の回転情報を検出する。
【００４６】
本例では、検出手段支持部材１１４内に、連結部材１１１及び押え部材１１２を取付けたスリット円板１１０を組み付け、更にモータブラケット１０５を取付け、更に、センサ１１３を検出手段支持部材１１４とケーシング部材１１５で形成されるケーシング１２０に組み付ける。この組み上がった回転情報検出装置１００に駆動軸１０１を挿入しつつ駆動ブラケット１１にネジ１３０ａで取付けるものである。
【００４７】
次に検出手段支持部材１１４について説明する。検出手段支持部材１１４は、摺動性のよい合成樹脂例えばＰＯＭ樹脂で構成されており、全体あるいは一部を透明に形成することができる。検出手段支持部材１１４を透明としておくと、組み立て時に、それぞれの部材の位置を確認しながら行うことができるので作業性が向上すると共に、組み付け後や、稼動途中で、異常の有無を確認することが容易になる。
【００４８】
また、その検出手段支持部材１１４はその略中央部において、駆動軸１０１が貫通するように軸貫通部１１４ｄが形成され、駆動軸１０１は、この軸貫通部１１４ｄに貫通するよう配置される。なお、軸貫通部１１４ｄには、駆動軸１０１の挿入を容易にするテーパ部１１４ｆが形成されている。
【００４９】
また、検出手段支持部材１１４には、検出手段の外形を嵌め込み固定するセンサ係合部１１４ａが形成されている。このセンサ係合部１１４ａにセンサ１１３を嵌め込んで係合することで、センサ１１３を位置決め固定でき、センサ１１３の精度よく配置することができる他、センサ１１３のネジ止め等の手間を省くことができ、部品点数を低減することができる。
【００５０】
また、検出手段支持部材１１４には、スリット円板１１０側に向け環状の凸部１１４ｂを設けており、スリット円板１１０を支持する前記連結部材１１１の半径方向の位置を規制している。凸部１１４ｂと連結部材１１１には一定の隙間を有し、スリット円板１１０、連結部材１１１は、ケーシング部材に対して、ある程度余裕を持って、ケーシング部材に保持された状態で、駆動軸１０１に嵌合される。
【００５１】
本例では、検出手段支持部材１１４と、この検出手段支持部材１１４を貫通して配置される駆動軸１０１とは摺動して接触することになる。本例では、検出手段支持部材１１４をＰＯＭ樹脂で形成するものとしている。このため、検出手段支持部材１１４と駆動軸１０１との摺動抵抗は少ないものとできる。
【００５２】
画像形成速度が速く駆動軸１０１の回転が速い場合には、検出手段支持部材１１４は軸受部材を介して、駆動軸を介在させる構成とすることで無理な負荷が生じることを避けることができる。軸受部材は、具体的には、玉軸受、滑り軸受など、駆動軸の速度に応じて選択すればよい。
【００５３】
次にスリット円板１１０について説明する。スリット円板１１０は連結部材１１１と押え部材１１２とで駆動軸１０１に取付けられる。スリット円板１１０は、円板形状をなした金属の薄板であり、その外周寄りに、周方向に所定間隔のスリット１２１でパターンが形成してある。本例ではそれぞれのスリット１２１の通過時間をセンサ１１３により検出することで、スリット円板１１０の回転速度を検出することができ、この結果、駆動軸１０１、感光体ドラム１の回転速度を検出することができる。
【００５４】
本例では、スリット円板１１０は、金属薄板にスリット１２１を設けることでパターンを形成しているが、透明の薄板部材に光を透過しない色でパターンを書き込むことで形成することができる。
【００５５】
本例では、スリット円板１１０が薄板金属部材としているため、スリット円板１１０を駆動軸１０１に直接固定することができない。そのため、本例では、スリット円板１１０は、連結部材１１１により駆動軸１０１に固定されている
【００５６】
次に、連結部材１１１について説明する。本例では、連結部材１１１は駆動軸１０１に嵌合する円筒部１１１ａと周方向に突き出した鍔部１１１ｂとを備えている。スリット円板１１０は、その中央部の穴を連結部材１１１の円筒部１１１ａの外周に嵌合し、鍔部１１１ｂと押え部材１１２の間で固定するものとしている。
【００５７】
本例では、円筒部１１１ａは、ケーシング部材１１５が組み付けられた状態で、ケーシング部材１１５の外部に突出する。そして、この突出した円筒部１１１ａにおいてネジ１３１により駆動軸１０１に固定される。従って、検出手段支持部材１１４、連結部材１１１、ケーシング部材１１５を組み付け回転情報検出装置１００を組み立てた後、駆動軸１０１を回転情報検出装置１００に挿通し、ネジ１３１を締め付け、連結部材１１１を駆動軸１０１に固定することができる。
【００５８】
ここで、押え部材１１２は円環板状の部材であり、スリット円板１１０が連結部材１１１から浮いたりすることを防止し、スリット円板１１０の平面性を保つ。本実施例ではスリット円板１１０と鍔部１１１ｂ、押え部材１１２とは、接着により固定しているが、両面テープ、熱溶着、ネジ止め等で固定することができる。また、連結部材１１１には、連結部材１１１を駆動軸１０１に挿入しやすくするため、外方向に拡開したテーパ部１１１ｃを形成するものとしている。
【００５９】
次にセンサ１１３について説明する。センサ１１３は光学的にパターンを検出するものであり、本実施例では、センサ１１３は、発光素子と受光素子とを備え、その間が遮光されるか否かで物体の通過を検出する透過型のセンサをとしている。本例のような透過型のセンサでは、発光部と受光部とで、スリット円板のパターンを挟むような位置関係に配置する必要がある。
【００６０】
本例では、センサ１１３には、信号線１１３ａが接続され、センサ１１３からの信号が外部に取り出されるようになっている。
【００６１】
また、本実施例では、センサ１１３は、スリット円板１１０の取付け偏心による検出誤差を相殺するために、駆動軸回転中心に挟んで対称の位置に２個設けられている。このセンサ１１３は上述したように検出手段支持部材１１４のセンサ係合部１１４ａに配置され、ケーシング部材１１５を被せることにより固定される。なお、センサについては、発光素子と受光素子が、検出パターンに対して同じ方向に位置することが可能な反射型センサを使用することができる。
【００６２】
ここで、このような回転情報検出装置１００では、スリット円板１１０に円周方向に形成したスリット１２１によるパターンの回転中心と、駆動軸心との同軸度は極力一致することが望ましく、駆動軸１０１、連結部材１１１、スリット円板１１０のそれぞれの部材について、上記同軸度に影響する寸法を管理する必要がある。
【００６３】
次にケーシング部材１１５について説明する。ケーシング部材１１５は、検出手段支持部材１１４にスリット円板１１０、センサ１１３をセットした後、スリット円板１１０、センサ１１３を覆うように、検出手段支持部材１１４と組み付けられる。ケーシング部材１１５は、摺動性のよい合成樹脂例えばＰＯＭ樹脂で構成されており、全体あるいは一部を透明に形成することができる。ケーシング部材１１５を透明としておくと、組み立て時に、それぞれの部材の位置を確認しながら行うことができるので作業性が向上すると共に、組み付け後や、稼動途中で、異常の有無を確認することが容易になる。
【００６４】
また、ケーシング部材１１５には、スリット円板１１０側に向け環状の凸部１１５ａを設けており、スリット円板１１０を支持する前記連結部材１１１の半径方向の位置を規制している。凸部１１５ａと押え部材１１２には一定の隙間を有し、スリット円板１１０、連結部材１１１、押え部材１１２は、ケーシング部材に対して、ある程度ガタを持って、ケーシング部材に保持された状態で、駆動軸１０１に嵌合される。なお、ケーシング部材１１５に設けた凸部１１５ａが押え部材１１２と摺動する場合には、押え部材１１２を摺動性のよい材質にしておくことが望ましい。
【００６５】
また、そのケーシング部材１１５はその略中央部において、連結部材１１１の前記円筒部１１１ａが貫通するように軸貫通部１１５ｂが形成されている。
【００６６】
以上説明したように、本例に係る回転情報検出装置１００によれば、駆動軸１０１への組み付けの前に、検出手段支持部材１１４、ケーシング部材１１５、スリット円板１１０、センサ１１３の組み立て、回転情報検出装置１００を組み立てればよい。そして、組み立てられた１００を、駆動軸１０１に嵌合させると共に駆動ブラケット１１に取付ける。そして、回転情報検出装置１００のケーシング部材１１５から突出する円筒部１１１ａを駆動軸１０１に取付ければよい。このため、回転情報検出装置１００を構成する部材を別々に駆動軸周りに組み付けていく場合よりも作業性を良好にすることができる。
【００６７】
そして、駆動軸１０１を回転情報検出装置１００に差し込むとき、検出手段支持部材１１４の軸貫通部１１４ｄにはテーパ部１１４ｆが、連結部材１１１にはテーパ部１１１ｃが形成されているので、駆動軸１０１は容易に回転情報検出装置１００内に配置することができる。
【００６８】
また、センサ１１３の受光部は、検出手段支持部材１１４のセンサ係合部１１４ａに配置するスリット円板１１０に対して正確な位置に配置することができる。
【００６９】
次に本発明に係る回転情報検出装置の第２の実施例について説明する。図４は、本例に係る回転情報検出装置の第２の実施例を示す斜視図である。本例では、センサ係合部１１４ａを検出手段支持部材１１４、スリット円板１１０、ケーシング部材１１５を組み立てた後で、スリット円板１１０の法線方向から、センサ１１３を挿入して固定できる構成としたものである。本例によれば、検出手段支持部材１１４と、ケーシング部材１１５の組み付け及びセンサ１１３の取付けが容易なものとなり、回転情報検出装置１００の組み立て性は更に良好なものとなる。
【００７０】
次に本発明に係る回転情報検出装置の第３の実施例について説明する。図５は第３の実施例に係る回転情報検出装置を示す断面図である。
【００７１】
本例は、回転情報検出装置１００を画像形成装置本体の筺体１０にネジ１３０ｂで直接固定するものである。本例では、検出手段支持部材１１４は、画像形成装置の筺体１０に設置される玉軸受１０２に嵌合するように配置している。また、本例は、センサ１１３には信号線１１３ａの端部に配置されたコネクタ１１３ｂが接続されるソケット１１３ｃをセンサ１１３自体又は、センサ１１３直近部に設けるものとした。
【００７２】
本例によれば、センサ１１３と信号線１１３ａとを容易に分離接続することができるようになり、回転情報検出装置１００を画像形成装置本体に組み付けた後、画像形成装置本体からの信号線のコネクタ１１３ｂを、回転情報検出装置表面に配置したソケット１１３ｃに接続することで結線が完了するから、回転情報検出装置１００からは、信号線１１３ａが飛び出さず回転情報検出装置１００の組み立て性が更に良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施例に係る回転情報検出装置の構造を示す断面図である、
【図２】図１に示した回転情報検出装置の構造を示す拡大断面図である。
【図３】図１に示した回転情報検出装置の構造を示す分解斜視図である。
【図４】第２の実施例に係る回転情報検出装置の外観を示す斜視図である。
【図５】第３の実施例に係る回転情報検出装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・感光体ドラム
１０・・・筺体
１１・・・駆動ブラケット
１００・・・回転情報検出装置
１０１・・・駆動軸（回転軸）
１０２・・・玉軸受（軸受）
１０３・・・モータ
１０４・・・ピニオンギヤ
１０５・・・モータブラケット
１０６・・・大径ギヤ
１１０・・・スリット円板（回転板）
１１１・・・連結部材
１１１ａ・・・円筒部
１１１ｂ・・・鍔部
１１１ｃ・・・テーパ部
１１２・・・押え部材
１１３・・・センサ（検出手段）
１１３ａ・・・信号線
１１３ｂ・・・コネクタ
１１４・・・検出手段支持部材
１１４ａ・・・センサ係合部
１１４ｂ・・・凸部
１１４ｄ・・・軸貫通部
１１４ｆ・・・テーパ部
１１５・・・ケーシング部材
１１５ａ・・・凸部
１１５ｂ・・・軸貫通部
１２０・・・ケーシング（ケース部材）
１２１・・・スリット
１３０ａ，１３０ｂ・・・ネジ
１３１・・・ネジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に設けられ、回転軸の回転情報を検出するための位置情報を形成した回転情報形成部材と、
前記位置情報を読み取り、前記回転情報形成部材の回転情報を検出する検出手段と、
前記回転軸に直接又は軸受を介して嵌合する嵌合基部及び前記検出手段を支持する支持部を一体に備える検出手段支持部材と、
を有することを特徴とする回転情報検出装置。
【請求項２】
前記検出手段支持部材には、前記検出手段に係合して検出手段の位置を規制して保持する検出手段保持部を備えたことを特徴とする請求項１記載の回転情報検出装置。
【請求項３】
検出手段支持部材は、ポリアセタール樹脂を含む合成樹脂で形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報検出装置。
【請求項４】
回転情報形成部材は、回転情報形成部材を回転軸とともに回転するべく回転軸に結合する連結部材を備え、
前記連結部材の回転軸への取付穴の開口部には勾配を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項５】
前記検出手段支持部材と組み合わされ、検出手段支持部材との間に前記検出手段と前記回転情報形成部材を内包するケーシング部材を備え、
前記ケーシング部材と回転軸との間に所定間隔の隙間を備え、前記連結部材の一部を回転軸とケーシング部材の隙間より突出させ、
連結部材の突出した部分において、連結部材を回転軸に固定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項６】
検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方に、被回転情報検出部材又は、連結部材の軸方向の位置を規制する凸部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項７】
前記検出手段を、回転軸の法線方向から、検出手段支持部材、又は検出手段支持部材とケーシング部材に対して着脱可能としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか回転情報検出装置。
【請求項８】
検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方一部又は全てを透明材料で形成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項９】
前記検出手段の入力／出力の信号線の結合部を、検出手段支持部材、又はケーシング部材に設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至１０のいずれか記載の回転情報検出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
回転軸に設けられ、回転軸の回転情報を検出するための位置情報を形成した回転情報形成部材と、
前記位置情報を読み取り、前記回転情報形成部材の回転情報を検出する検出手段と、
前記回転軸に直接又は軸受を介して嵌合する嵌合基部及び前記検出手段を支持する支持部を一体に備える検出手段支持部材と、
を有することを特徴とする回転情報検出装置。
【請求項２】
前記検出手段支持部材には、前記検出手段に係合して検出手段の位置を規制して保持する検出手段保持部を備えたことを特徴とする請求項１記載の回転情報検出装置。
【請求項３】
検出手段支持部材は、ポリアセタール樹脂を含む合成樹脂で形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報検出装置。
【請求項４】
回転情報形成部材は、回転情報形成部材を回転軸とともに回転するべく回転軸に結合する連結部材を備え、
前記連結部材の回転軸への取付穴の開口部には勾配を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項５】
前記検出手段支持部材と組み合わされ、検出手段支持部材との間に前記検出手段と前記回転情報形成部材を内包するケーシング部材を備え、
前記ケーシング部材と回転軸との間に所定間隔の隙間を備え、前記連結部材の一部を回転軸とケーシング部材の隙間より突出させ、
連結部材の突出した部分において、連結部材を回転軸に固定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項６】
検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方に、被回転情報検出部材又は、連結部材の軸方向の位置を規制する凸部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項７】
前記検出手段を、回転軸の法線方向から、検出手段支持部材、又は検出手段支持部材とケーシング部材に対して着脱可能としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか回転情報検出装置。
【請求項８】
検出手段支持部材、ケーシング部材の一方、あるいは両方一部又は全てを透明材料で形成したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項９】
前記検出手段の入力／出力の信号線の結合部を、検出手段支持部材、又はケーシング部材に設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の回転情報検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至１０のいずれか記載の回転情報検出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２９４６（Ｐ２００８−２９４６Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７２５１５（Ｐ２００６−１７２５１５）
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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