(57)【要約】【課題】  エンコーダの構成要素である被検知部材のコストやスペースを削減することを目的とする。【解決手段】  感光体ドラム１２を回転軸５２に固定するネジ５４を反射型フォトセンサ５８によって検知することで、感光体ドラム１２の回転位置を検知する。【選択図】  図２
2007101507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸回りに回転する回転体の回転位置を検知するエンコーダであって、
前記回転体を前記回転軸に固定する固定部材と、
前記固定部材を検知してパルスを出力するセンサと、
を有することを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記センサが、前記回転体が回転する際に前記固定部材が通過する位置へ投光し、該位置で反射した光を受光する反射型フォトセンサであり、
前記固定部材と前記回転体とで光反射率を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記センサが、前記回転体が回転する際に前記固定部材が通過する位置に渦電流を発生させる渦電流式変位センサであり、
前記固定部材と前記回転体との何れか一方を金属、他方を非金属で形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記センサが、前記回転体が回転する際に前記固定部材が通過する位置に渦電流を発生させる渦電流式変位センサであり、
前記固定部材と前記回転体とで前記渦電流式変位センサとの距離を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記固定部材がネジであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記固定部材が平行ピンであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸回りに回転する回転体の回転位置を検知するエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置等、複数の回転体の回転を同期させる必要がある装置では、回転体の回転位置をエンコーダによって検知し、エンコーダの検知結果に応じて回転体の回転速度を補正して複数の回転体の回転を同期させている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、エンコーダは、スケールやアクチュエータ等の被検知部材と、この被検知部材を検知してパルスを出力するセンサとで構成されるので、被検知部材を回転体や回転軸に設けなければならず、その分だけコストやスペースが必要になる。
【特許文献１】特開２００４−９４１３３号公報
【特許文献２】特開平５−３５１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、エンコーダの構成要素である被検知部材のコストやスペースを削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載のエンコーダは、回転軸回りに回転する回転体の回転位置を検知するエンコーダであって、前記回転体を前記回転軸に固定する固定部材と、前記固定部材を検知してパルスを出力するセンサと、を有することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載のエンコーダでは、回転体を回転軸に固定するネジ等の固定部材がセンサによって検知されてセンサからパルスが出力されることで、回転軸回りに回転する回転体の回転位置が検知される。
【０００７】
ここで、本発明では、固定部材という既存の構成要素を利用してエンコーダを構成している。これによって、従来、エンコーダの構成要素として必要とされていた被検知部材が不要となり、この被検知部材のコストやスペースを削減できる。
【０００８】
請求項２に記載のエンコーダは、請求項１に記載のエンコーダであって、前記センサが、前記回転体が回転する際に前記固定部材が通過する位置へ投光し、該位置で反射した光を受光する反射型フォトセンサであり、前記固定部材と前記回転体とで光反射率を異ならせたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載のエンコーダでは、回転体が回転する際に固定部材が通過する位置へ反射型フォトセンサから投光され、該位置で反射した光が反射型フォトセンサに受光される。ここで、固定部材と回転体とで光反射率が異なっており、反射型フォトセンサから光が投射された位置を固定部材が通過する際、反射型フォトセンサへ入射する光量が変化する。これによって、固定部材が光反射型フォトセンサによって検知される。
【００１０】
請求項３に記載のエンコーダは、請求項１に記載のエンコーダであって、前記センサが、前記回転体が回転する際に前記固定部材が通過する位置に渦電流を発生させる渦電流式変位センサであり、前記固定部材と前記回転体との何れか一方を金属、他方を非金属で形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載のエンコーダでは、回転体が回転する際に固定部材が通過する位置と渦電流式変位センサとの間に渦電流式変位センサによって磁界が発生され、該位置に金属部材が存在する場合、該位置に渦電流が流れる。ここで、固定部材と回転体との何れか一方が金属、他方が非金属で形成されている。このため、固定部材が金属、回転体が非金属で形成されている場合には、固定部材が該位置を通過する際、該位置に渦電流が流れ渦電流式変位センサのインピーダンスが変化する。これによって、固定部材が渦電流式変位センサによって検知される。一方、固定部材が非金属、回転体が金属で形成されている場合には、固定部材が該位置から外れている際、該位置に渦電流が流れ、固定部材が該位置を通過する際、該位置に渦電流が流れなくなる。これによって、渦電流式変位センサのインピーダンスが変化し、固定部材が渦電流式変位センサによって検知される。
【００１２】
請求項４に記載のエンコーダは、請求項１に記載のエンコーダであって、前記センサが、前記回転体が回転する際に前記固定部材が通過する位置に渦電流を発生させる渦電流式変位センサであり、前記固定部材と前記回転体とで前記渦電流式変位センサとの距離を異ならせたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載のエンコーダでは、回転体が回転する際に固定部材が通過する位置に渦電流式変位センサによって渦電流が発生される。ここで、固定部材と回転体とで渦電流式変位センサとの距離が異なっており、渦電流式変位センサによって渦電流が発生された位置を固定部材が通過する際、該位置に発生する渦電流の大きさが変化し、渦電流式変位センサのインピーダンスが変化する。これによって、固定部材が渦電流式変位センサによって検知される。
【００１４】
請求項５に記載のエンコーダは、請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンコーダであって、前記固定部材がネジであることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載のエンコーダでは、回転体を回転軸に固定するネジという既存の構成要素を利用してエンコーダを構成している。これによって、従来、エンコーダの構成要素として必要とされていた被検知部材が不要となり、この被検知部材のコストやスペースを削減できる。
【００１６】
請求項６に記載のエンコーダは、請求項１乃至４の何れか１項に記載のエンコーダであって、前記固定部材が平行ピンであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載のエンコーダでは、回転体を回転軸に固定する平行ピンという既存の構成要素を利用してエンコーダを構成している。これによって、従来、エンコーダの構成要素として必要とされていた被検知部材が不要となり、この被検知部材のコストやスペースを削減できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上記構成にしたので、エンコーダの構成要素である被検知部材のコストやスペースを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態のエンコーダ１０（図２参照）を備えるレーザビームプリンタ１１の概略構成を示している。レーザビームプリンタ１１は、公知の電子写真プロセスを適用して記録紙Ｐに画像を形成する。なお、公知の電子写真プロセスとは、感光体ドラム１２に対する帯電、感光体ドラム１２への露光による静電潜像の形成、トナーによる静電潜像の現像を経て、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写し、そして、トナー像を記録紙Ｐに定着することで、画像を記録する一連のプロセスを言う。
【００２１】
また、レーザビームプリンタ１１は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色トナーを用いて記録紙Ｐにカラー画像の形成が可能とされたものである。
【００２２】
図１に示すように、レーザビームプリンタ１１は、下部に給紙部２０が配置されている。給紙部２０には、記録紙Ｐが収容された給紙カセット２１が備えられている。
【００２３】
給紙部２０の上部には、画像形成部３０が配置されている。画像形成部３０は、前述した公知の電子写真プロセスにより、給紙部２０から送られてきた記録紙Ｐにカラー画像を形成する。
【００２４】
画像形成部３０の上部は、記録紙Ｐが排出される排紙トレイ４０となっており、排紙トレイ４０の左側には、搬送部１００が設けられている。搬送部１００は、画像形成部３０で画像が形成された記録紙Ｐを、排紙トレイ４０へ搬送し排紙する。
【００２５】
つぎに、画像形成部３０の構成の概要と記録紙Ｐにカラー画像の形成を行うプロセスの概要とを説明する。
【００２６】
図１に示すように、画像形成部３０には、４つの感光体ドラム１２が並んで回転可能に配設されている。各感光体ドラム１２はモータ５６（図２、図３参照）により、矢印Ｋの方向に回転される。
【００２７】
各感光体ドラム１２の左斜め下部には帯電ローラ１４が感光体ドラム１２に接触するように配設されており、帯電ローラ１４に帯電バイアスＶｃを印加し、感光体ドラム１２の表面を所定の電位に帯電する。帯電後、各感光体ドラム１２の下方に配置された各露光ヘッド１６から出射された光によって露光が行われ、画像情報に応じた潜像が感光体ドラム１２の表面に形成される。各色の現像器１８の現像ローラ１９には、所定の極性に帯電した各色トナーが担持されている。各感光体ドラム１２の表面に形成された潜像は、現像ローラ１９に現像バイアスＶｄを印加することで現像され各色のトナー像となる。
【００２８】
４個の各感光体ドラム１２にそれぞれ形成された各色のトナー像は、各感光体ドラム１２の上方に配置された中間転写ベルト１３上に第１転写ローラ１５で転写され、中間転写ベルト１３上に重畳されてフルカラーのトナー像となる。
【００２９】
一方、給紙カセット２１に収容された記録紙Ｐが、ピックアップローラ２６により送り出され、搬送ローラ２８によって画像形成部３０に送られる。
【００３０】
画像形成部３０に送られた記録紙Ｐは搬送ローラ６４で搬送され、レジストローラ６８により所定のタイミングで第２転写ローラ３２と中間転写ローラ３４とのニップ部に送られ、フルカラーのトナー像が記録紙Ｐに転写される。なお、中間転写ローラ３４側の記録紙Ｐの面にトナー像は転写される。
【００３１】
フルカラーのトナー像が転写された記録紙Ｐは定着器３６に送られる。定着器３６は熱と圧力とで記録紙Ｐにトナー像を定着する。トナー像が定着した記録紙Ｐは、排出ローラ４２によって排紙トレイ４０へ排出される。
【００３２】
一方、中間転写ベルト１３と記録紙Ｐとにトナー像は全て転写されずに、一部は感光体ドラム１２及び中間転写ベルト１３に残留トナーとして残る。この残留トナーは、感光体ドラム１２上でクリーニングロール４４、又は中間転写ベルト上でクリーニング装置３８によって除去される。
【００３３】
ところで、図２に示すように、感光体ドラム１２の軸心には、円孔が空けられており、この円孔に円柱状の回転軸５２が挿通されている。回転軸５２はモータ５６のモータシャフトと一体となっており、モータ５６の駆動で回転する。また、感光体ドラム１２は回転軸５２にネジ５４によって固定されている。このネジ５４は、感光体ドラム１２の周面から径方向内側へねじ込まれており、頭部５４Ａを感光体ドラム１２の周面から露出させている。また、ネジ５４Ａは亜鉛めっき三価クロメート処理を施されて銀色をしており、感光体ドラム１２の周面は黒色をしている。
【００３４】
ここで、感光体ドラム１２の回転位置を検出するエンコーダ１０が設けられている。このエンコーダ１０は、ネジ５４と、反射型フォトセンサ５８とで構成されている。反射型フォトセンサ５８は、ブラケット（図示省略）によって、感光体ドラム１２が回転する際にネジ５４の頭部５４Ａが通過する所定位置Ｏに面して支持されており、投光部から所定位置Ｏへ光を投射し、所定位置Ｏで反射された光を受光部で受光する。
【００３５】
上述したように、ネジ５４Ａは銀色、感光体ドラム１２の周面は黒色であり、ネジ５４Ａは感光体ドラム１２の周面よりも光反射率が高くなっている。このため、反射型フォトセンサ５８の投光部から投射された光がネジ５４に当たった時だけ、所定位置Ｏで反射されて反射型フォトセンサ５８の受光部へ入射する光量が多くなり、反射型フォトセンサ５８から出力されるパルスが大きくなる。
【００３６】
そして、各感光体ドラム１２毎に設けられた複数の反射型フォトセンサ５８は、画像形成制御部６０（図３参照）に接続されている。この画像形成制御部６０は、反射型フォトセンサ５８から出力されるパルスに基づいて画像形成を開始するタイミングを決定し、また、複数の感光体ドラム１２の位相合わせを行う。
【００３７】
ここで、複数の感光体ドラム１２は、同ロットで製造されたものであり、感光特性や寸法が揃っている。しかしながら、１本の感光体ドラム１２の中では、感光特性が位相によって微視的に異なっており、形成されるトナー像の色味が位相によって異なるので、複数の感光体ドラム１２の位相合わせを行わなければ、同一画像を複数枚プリントする際に同一色を再現することは困難である。このため、複数の感光体ドラム１２の同一の位相にネジ５４を設け、ネジ５４を反射型フォトセンサ５８によって検知し、ネジ５４が反射型フォトセンサ５８によって検知されるタイミングが揃うように、画像形成制御部６０によってモータ５６を制御している。これによって、常に複数の感光体ドラム１２の同じ位相で描画された各色画像を重ね合わせることができるので、同一画像を複数枚プリントする際にも、安定して色を再現できる。
【００３８】
ところで、上述したように、本実施形態では、ネジ５４という既存の構成要素を利用してエンコーダ１０を構成している。これによって、従来、エンコーダの構成要素として必要とされていたスケールやアクチュエータ等の被検知部材が不要となり、この被検知部材のコストやスペースを削減できる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００４０】
図４に示すように、感光体ドラム１２の軸心に挿通された回転軸７０の軸方向両端部及びモータ５６のモータシャフトと一体で形成された回転軸７２の先端部にはそれぞれ、カップリング６２Ａ、６２Ｂが設けられており、これらが互いに噛合うことで、回転軸７０と回転軸７２とが駆動伝達可能に連結されている。
【００４１】
また、カップリング６２Ａ、６２Ｂは、それぞれ回転軸７０、７２に平行ピン７４及びＥリング（図示省略）によって固定されている。カップリング６２Ｂを回転軸７２に固定する平行ピン７４は、カップリング６２Ｂの噛合面の裏面に空けられた長孔に嵌合している。この平行ピン７４は、径方向の一側を上記長孔に埋没させ、径方向の他側を上記長孔から突出させている。また、平行ピン７４は、金属で形成され、カップリング６２Ｂは樹脂で形成されている。
【００４２】
ここで、感光体ドラム１２の回転位置を検出するエンコーダ８０が設けられている。このエンコーダ８０は、平行ピン７４と、渦電流式変位センサ７６とで構成されている。渦電流式変位センサ７６は、ブラケット（図示省略）によって、感光体ドラム１２が回転する際に平行ピン７４の先端部が通過する所定位置Ｏの近傍に支持されており、所定位置Ｏとの間に高周波磁界を発生させる。
【００４３】
上述したように、平行ピン７４は金属、カップリング６２Ｂは樹脂であり、平行ピン７４が所定位置Ｏを通過する際だけ、所定位置Ｏに渦電流が発生し、渦電流式変位センサ７６のインピーダンスが変化する。これによって、カップリング６２Ｂの回転位置が検知され、以って、感光体ドラム１２の回転位置が検知される。
【００４４】
そして、各感光体ドラム１２毎に設けられた複数の渦電流式変位センサ７６は、画像形成制御部９０（図５参照）に接続されている。この画像形成制御部９０は、渦電流式変位センサ７６の発振状態の変化に基づいて画像形成を開始するタイミングを決定し、また、複数の感光体ドラム１２の位相合わせを行う。
【００４５】
ところで、上述したように、本実施形態では、平行ピン７４という既存の構成要素を利用してエンコーダ８０を構成している。これによって、従来、エンコーダの構成要素として必要とされていたスケールやアクチュエータ等の被検知部材が不要となり、この被検知部材のコストやスペースを削減できる。
【００４６】
なお、本実施形態では、平行ピン７４を金属、カップリング６２Ｂを樹脂としたが、逆の場合でも平行ピン７４を渦電流式変位センサ７６によって検知することが可能である。この場合、平行ピン７４が所定位置Ｏから外れている際に、所定位置Ｏに渦電流が流れ、平行ピン７４が所定位置Ｏを通過する際、所定位置Ｏに渦電流が流れなくなる。これによって、渦電流式変位センサ７６のインピーダンスが変化し、平行ピン７４が渦電流式変位センサ７６によって検知される。
【００４７】
また、平行ピン７４、カップリング６２Ｂの双方を金属とした場合でも、平行ピン７４を渦電流式変位センサ７６によって検知することが可能である。これは、平行ピン７４がカップリング６２Ｂの噛合面の裏面から突出し、平行ピン７４とカップリング６２Ｂとで渦電流式変位センサ７６との距離が異なっており、所定位置Ｏを平行ピン７４が通過する際、所定位置Ｏに発生する渦電流の大きさが変化し、渦電流式変位センサ７６のインピーダンスが変化するためである。
【００４８】
以上、第１、第２実施形態では、レーザビームプリンタ１１を例に取って本発明のエンコーダを説明したが、これに限らず、エンコーダによって回転位置を検知する必要がある回転体が、固定部材によって回転軸に固定されている装置であれば、本発明を適用可能である。
【００４９】
また、感光体ドラム１２やカップリング６２Ｂを回転体として本発明のエンコーダを説明したが、これに限られず、現像ロール等、他の回転体にも本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１、第２実施形態のエンコーダを備えるレーザビームプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態のエンコーダを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態のレーザビームプリンタの電気系の概略を示すブロック図である。
【図４】第２実施形態のエンコーダを示す斜視図である。
【図５】第２実施形態のレーザビームプリンタの電気系の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０      エンコーダ
１２      感光体ドラム（回転体）
５２      回転軸
５４      ネジ（固定部材）
５８      反射型フォトセンサ（センサ）
６２Ｂ    カップリング（回転体）
７２      回転軸
７４      平行ピン（固定部材）
７６      渦電流式変位センサ（センサ）
８０      エンコーダ
【図１】
2007101507.tif 000003
【図２】
2007101507.tif 000004
【図３】
2007101507.tif 000005
【図４】
2007101507.tif 000006
【図５】
2007101507.tif 000007