JP2001141736A

JP2001141736A - 回転角速度検出装置

Info

Publication number: JP2001141736A
Application number: JP32410699A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hoshino; 高志星野; Norio Hokari; 則雄保苅; Naoto Nishi; 直人西
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-15
Also published as: JP3690214B2

Abstract

(57)【要約】【課題】その取り扱い性が良好であって検出対象とな
る回転軸２にきわめて簡単かつ迅速に取り付けて使用す
ることができ、しかも回転軸２の軸振れや検出板の取り
付け誤差等の変動要因が発生しても当該回転軸２の回転
各速度を正確に検出することができる回転角速度検出装
置を提供する。【解決手段】取付け部１３が形成された支持体１０
と、回転軸用の嵌入孔２１が形成され当該回転軸２と一
体に回転する回転体２０を備え、かつ、この支持体１０
に回転体２０を軸受部材２５を介して回転自在に取り付
け、また、回転体２０に検出パターン３２が形成された
円盤形状の被検出体３０を回転体２０と一体に回転する
ように取り付け、さらに支持体１０に前記検出パターン
を検出するパターン検出素子４０を取付けた構造とし
た。その使用に際しては、回転体２０の嵌入孔２１に回
転軸２を嵌め入れて固定し、支持体１０の取付け部１３
を回転軸２の近傍の固定構造体５に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体における回
転軸の回転角速度を検出する回転角速度検出装置に係
り、特に、複写機、プリンタ等の画像形成装置における
像担持回転体の回転軸に取り付けて使用するに好適な回
転角速度検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転角速度検出装置は、基本的
に、例えば等間隔に配される検出パターンが形成され、
回転体の回転軸に取り付けられてその回転軸と一体に回
転する円盤状の被検出板と、その被検出板に形成された
検出パターンを例えば光学的に検出するパターン検出素
子とを備えたものであり、一般にロータリエンコーダと
称されている。そして、この検出装置は、その回転軸と
一体に回転する被検出板の検出パターンをパターン検出
素子で読み取り、その読み取った検出情報に基づいて回
転体（回転軸）を回転駆動させる電動モータ等の駆動源
の駆動状態を制御（フィードバック制御）することによ
り当該回転体を安定して回転させる際に使用される。

【０００３】また、このような回転角速度検出装置は、
各種の技術分野で利用可能なものであるが、例えば電子
写真方式等を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装
置の分野においても使用されている。すなわち、その検
出装置を上記画像形成装置に具備される感光ドラム、中
間転写ベルト等の回転体の駆動軸に装着し、その回転体
の回転ムラを低減させるようにしている。これは、その
感光ドラムや中間転写ベルトに回転ムラがあると、画像
に濃淡の筋や歪みが発生し、特にカラー画像にあっては
色ずれ等が発生するので、かかる回転ムラに起因した画
質不良の発生を防止するためである。ちなみに、本出願
人も、このような画像形成装置に装着して使用するに好
適な回転角速度検出装置に関する特許出願を行っている
（特開平７−１４０８４４号公報、特開平７−３０６６
１２号公報など）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の回転
角速度装置は、その被検出板を回転軸に取り付けている
一方で、そのパターン検出素子を回転軸が回転可能に軸
支されている支持フレーム等に直接又は間接的に取り付
けるか或いはその回転軸に軸受部材を介して支持される
支持プレートに取り付ける構成を採用していることか
ら、以下のような問題がある。

【０００５】すなわち、その使用に際しては、回転角速
度検出装置を装着して使用する対象物である回転軸が存
在する部位において、その被検出板及びパターン検出素
子の取付け作業を互いの位置合わせをしながら個々に行
うことにより組み立てなければならず、また、その取付
け作業時における作業工数（ネジ止め等）も多いため、
その組立て作業が煩雑なものであって、その作業性も悪
いものであった。しかも、その組立て前の段階では、被
検出板とパターン検出素子等が個々に独立した部品であ
って検出装置として完成した状態にはない（未完成な状
態にある）ため、その被検出板とパターン検出素子等を
手で保持しながら取り扱う必要があり、取り扱い性の面
でも不利不便を強いられていた。また、このような問題
は、この回転角速度検出装置を装着して使用する対象物
がさらに小型化されたり或いは複雑化されるにつれ、そ
の組み立て時における作業スペースが狭くなるため、よ
り深刻化する傾向にあった。

【０００６】また、パターン検出素子が被検出板とは異
なる部位に取り付けられる構成であるため、回転軸に軸
振れがあったり被検出板の回転軸への取付け誤差がある
と、その被検出板に対してパターン検出素子の位置が変
動してしまうため、その検出情報に誤差が生じ、正確な
回転角速度の検出ができなくなるという不具合があっ
た。この場合には、この回転角速度検出装置からの検出
情報に基づいて行う回転体の駆動源に対するフィードバ
ック制御も不正確なものとなるため、ひいては回転体の
回転ムラを的確に抑制することができなくなる。

【０００７】ちなみに、このような回転軸の軸振れが発
生しても回転角速度の正確な検出を可能にするために
は、前掲の特開平７−１４０８４４号公報に示されてい
るようにパターン検出素子を２つ被検出板の周囲に配設
する対策方法も考えられるが、この場合にはコストアッ
プを招いてしまう。また、同公報に示されるようにパタ
ーン検出素子を、回転軸に軸受部材を介して取付けられ
る支持板に対して取り付ける構造とすることも考えられ
るが、この場合にも、回転軸と被検出板とで芯ずれがあ
ると、やはりパターン検出素子の被検出板に対する位置
関係が微妙に変動してしまうおそれがある。

【０００８】本発明は、上述したような各事情に鑑みな
されたものであり、その取り扱い性が良好であって検出
対象となる回転軸にきわめて簡単かつ迅速に取り付けて
使用することができ、しかも、回転軸の軸振れや検出板
の取り付け誤差等の変動要因が発生しても当該回転軸の
回転各速度を正確に検出することができる回転角速度検
出装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成し得
る、本発明の回転角速度検出装置は、回転角速度を検出
すべき回転軸を通過させ得る開口とその回転軸の近傍に
固定して配される固定構造体に取り付けるための取付け
部とが形成された支持体と、この支持体の前記開口に軸
受部材を介して回転自在に取り付けられ、前記回転軸が
嵌め入れられる嵌入孔が形成された当該回転軸と一体に
回転する回転体と、この回転体に当該回転体と一体に回
転するように取り付けられ、前記回転軸と同心円状とな
って移動する部位に検出パターンが形成された円盤形状
からなる被検出体と、前記支持体の前記被検出体が存在
する側にその被検出体に形成された検出パターンを検出
し得る状態で取り付けられるパターン検出素子とを備え
ていることを特徴とするものである。

【００１０】ここで、上記支持体は、上記回転体、被検
出体及びパターン検出素子を確実に取り付けることに適
したものであればよく、その形態や材質等については適
宜選定される。また、この支持体に形成される取付け部
は、支持体全体ひいては検出装置全体を上記固定構造体
に所望の状態で取り付け得るものであればその形態等に
ついては特に限定されるものではないが、例えば支持体
（本体部）から突出した形態のものとすることができ
る。また、この取付け部の固定構造体への固定方法とし
ては、ネジ等による締結手段を適用することができる
が、これ以外の固定手段であっても構わない。上記固定
構造体は、回転軸との相対的位置が変動しない関係で固
定して配されているものであれば如何なるものであって
もよいが、例えば検出対象である回転軸を回転自在に軸
支している支持フレーム等である。

【００１１】また、上記回転体は、回転軸を嵌め入れる
嵌入孔が形成されて当該回転軸と一体に回転するもので
あれば、その全体の形態や材質等については特に制約さ
れないが、精度の高い製作が可能である等の観点からす
ると、内部空間を上記嵌入孔として形成する円筒体が好
ましい。また、嵌入孔は、回転軸を完全に貫通させた状
態で嵌め入れることが可能な貫通孔であっても、あるい
は、回転軸を回転体の内部途中まで嵌め入れることが可
能な凹部状の非貫通穴であってもよい。回転体と回転軸
との固定は、通常、その回転軸の端部と回転体の端部と
の間において行うことができるが、特にこれに限定され
るものではない。

【００１２】このような構成からなる本発明の検出装置
は、被検出体とパターン検出素子が同じ支持体に位置合
わせされて取り付けられた構造になっているため、検出
対象の回転軸に取り付ける前の段階において既に組み立
てられて完成した形態となる。したがって、そのまま手
に持って取り扱うことができ、しかもその際に各構成部
品が脱落したり又は位置ずれを起こすこともない。そし
て、この検出装置を使用するに当たっては、その回転体
の嵌入孔に検出対象である回転軸を嵌め入れて両者を固
定する作業とその支持体の取付け部を固定構造体に固定
する作業を行うのみで、使用可能な状態となる。また、
その被検出体とパターン検出素子が同じ回転体を介して
回転軸に取り付けられた構造になっているため、回転軸
と被検出体との芯ずれの有無にかかわらず、その被検出
体とパターン検出素子との相対的な位置関係が常に変化
することなく確実に一定した関係に保たれる。

【００１３】また、この本発明の検出装置においては、
例えば、前記支持体における取付け部を、その取付け位
置が前記被検出体の半径の３倍以上となる距離だけ前記
回転軸の回転中心線から離れた位置となるように形成す
ることができる。このように構成した場合には、その取
付け部により被検出体とパターン検出素子とが回転軸か
ら比較的遠く離れた位置で支持される状態となる。これ
により、回転軸の軸振れがあっても、その軸振れによる
支持体の変動（変位）が特にパターン検出素子のパター
ン検出位置で低減（約１／３程度に）され、そのときの
検出精度への悪影響も低減される。

【００１４】また、この本発明の検出装置においては、
前記支持体における取付け部を弾性変形可能に形成する
こともできる。この際、弾性変形可能に形成するとは、
弾性を有する材料により取付け部を形成したり、あるい
は、弾性変形しやすい形状に取付け部を形成すればよ
い。このように構成した場合には、回転軸の軸触れ等に
よる変動が発生しても、取付け部がその変動に追随して
弾性変形してその変動を吸収する。これにより、その変
動要素が支持体（本体部）側に伝わりにくくなる。した
がって、これによっても検出精度への悪影響が低減され
る。

【００１５】さらに、この発明の検出装置においては、
前記回転体、被検出体及びパターン検出素子を覆って密
閉するような状態で前記支持体に取り付けられるカバー
を装備させることもできる。このように構成した場合
は、カバーによって、例えばその取り扱いの際において
被検出体やパターン検出素子が他のものと衝突するよう
なことがあったとしても確実に守られて保護されたり、
その被検出体やパターン検出素子に粉塵等が付着するこ
とが防止される。したがって、このことによっても、検
出精度の悪影響が排除される。

【００１６】また、上記したいずれかの構成からなる本
発明の検出装置は、その使用対象となる回転体の種類等
についてはその回転体の回転軸に取り付けて使用可能な
ものであれば特に制約されるものではないが、トナーか
らなる画像を形成する画像形成装置における像担持回転
体の回転軸に取り付けて使用することができる。

【００１７】この場合、その像担持回転体としては、ト
ナー像を担持しつつ安定して回転させるものであれば如
何なるものであってもよく、例えば、感光体や誘電体か
らなる像担持体や、中間転写体等である。また、この場
合、その像担持回転体の回転軸は、その回転体と直結す
る回転軸であることが好ましいが、その回転体を回転駆
動させるための電動モータ等の回転駆動源における駆動
軸や、回転伝達機構における回転軸等であってもよい。
ちなみに、このような画像形成装置としては、例えば電
子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、
これらの各機能を兼備する複合機等が挙げられる。

【００１８】上記したいずれかの構成からなる回転角速
度検出装置をこのような画像形成装置における像担持回
転体の回転軸に取り付けて使用した場合には、その検出
装置の取付け作業が前述したように簡便かつ迅速に行う
ことができ、画像形成装置の製造作業が簡略化される。
その際の取付け作業は狭い作業スペースでも十分可能で
ある。また、その検出装置は回転軸の軸振れ等が存在し
ても検出精度が低下しにくいため、その検出装置を取り
付けた像担持回転体の回転角速度が正確に検出され、そ
の正確な検出情報に基づいて当該回転体の回転状態を制
御することができる。これにより当該像担持回転体にお
ける回転ムラを的確に低減することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１〜図３は本
発明の回転角速度検出装置（以下「ロータリーエンコー
ダ」とも称す）の一実施形態を示すもので、図１はその
斜視図、図２はその分解斜視図、図３は図１のIII−III
線に沿う概略断面図である。

【００２０】この実施形態１に係るロータリーエンコー
ダ１は、図１等に示すように、基本的に、支持板（支持
体）１０と、筒体（回転体）２０と、回転円板（被検出
体）３０と、パターン検出素子４０と、保護カバー５０
とを備えて構成されている。

【００２１】このうち、上記支持板１０は、一端部１０
ａが丸みを帯びた形状に形成された平面形状がほぼ長方
形状からなる平板である。この支持板１０は、その丸み
形状の端部１０ａ寄りに回転角速度を検出すべき回転軸
２を容易に通過させることができる程の大きさからなる
開口１２が形成されている。また、この支持板１０は、
この平板からなる部位を支持板の本体部とすると、この
本体部の上記端部１０ａとは反対側の他端１０ｂであっ
て本体部の片側端縁から後方側（回転軸２と交差する方
向）にむけて突出するような形態の取付けアーム部（取
付け部）１３が形成されている。この取付けアーム部１
３は、その先端部１３ａ側が回転軸２に沿う方向に屈曲
した形状からなり、さらにその先端部１３ａには上記回
転軸２を軸支する支持プレート（固定構造体）３に沿っ
て曲げられた部位にその支持プレート３にネジ止めする
ためのネジ止め溝１４が切り欠いた状態に形成されてい
る。図１や図２等において符号１５は、前記保護カバー
５０の取り付け時における係止部ともなるリブである。

【００２２】上記筒体２０は、その全体がほぼ円筒状か
らなるものであり、その長手方向の内部には前記検出対
象である回転軸２を嵌め入れるための嵌入孔２１が形成
されている。この嵌入孔２１は、その孔径が回転軸２の
外径よりもごく僅かだけ大きい寸法に形成されたもので
あり、回転軸２を嵌め入れて貫通させることができるよ
うに筒体２０の前後に対して完全に貫通した孔となって
いる。また、この筒体２０は、被検出体としての回転円
板３０が下部側に固定される大きめの外径からなる大径
部２０ａと、その大径部２０ａの上下両側に位置する部
位であり大径部よりも外径が少し小さい上部小径部２０
ｂと下部小径部２０ｃとからなっている。このうち上部
小径部２０ｂには、リング状の軸受部材（ベアリング構
造体）２２を嵌め込んで採り付けるための小径段部から
なる上部嵌込部２０ｄが形成されており、一方の下部小
径部２０ｃには、後述する軸受部材２５を嵌め込んで取
り付けるための小径段部からなる下部嵌込部２０ｅが形
成されている。また、この軸受部材２２は、前記保護カ
バー５０の取付け時にそのカバー内面が軸受部材の上面
に当接し、そのカバー２０を内側から支持するようにな
っている。

【００２３】そして、この筒体２０は、前記支持板１０
の開口１２に、その筒体全体が支持板１０の表面に対し
て垂直な状態となりかつその大径部２０ａの片側端部付
近側において軸受部材２５を介して回転自在となるよう
に取り付けられている。この軸受部材２５の上端部には
支持板の開口１２よりも大径の鍔部２５ａが形成されて
いる。

【００２４】上記回転円板３０は、その全体が前記支持
体１０のリブ１５の内側に収納される程度の直径からな
る円盤状に形成されているものであり、その中心部には
上記筒体２０の下部小径部２０ｃに嵌め込むための嵌合
孔３１が設けられている。また、この回転円板３０の外
周部には、その周方向にそって等間隔で配列されたスリ
ット状の光学的検出可能な検出パターン３２が形成され
ている。そして、この回転円板３０は、その嵌合孔３１
を通して前記筒体の下部小径部２０ｃに嵌め込んで大径
部２０ａの下部面に当接するような状態で取り付けら
れ、これによりその筒体２０と一体化されるようになっ
ている。この際、回転円板３０は、この円板３０と支持
板１０との間に前記パターン検出素子４０の配置が可能
となる程度のスペースが確保されるように支持板１０か
ら離間した状態となる位置で固着されるようになってお
り、そのときの固着は接着剤等を用いて行われる。

【００２５】上記パターン検出素子４０は、前記回転円
板３０に形成されてその回転に伴なって移動する検出パ
ターン３２を光学的に検出することが可能なタイプのも
のであり、その回転円板３０を跨って対向するように配
置される発光部４１及び受光部４２（図３参照）を備え
たものである。そして、この検出素子４０は、上記回転
円板３０の検出パターン３２を検出することができる状
態で、前記支持板１０の他端部１０ｂ寄りの部位に取り
付けられる。この際、検出素子４０は図示しない固定ネ
ジ等により支持板１０に固定されるようになっている。
なお、図１等において符号４５は検出素子と図示しない
制御系とを接続するコネクタ付配線コード４９（図６参
照）が差しこまれる配線コネクタであり、符号４６はそ
の配線コネクタ４５から突出する接合端子である。

【００２６】上記保護カバー５０は、支持板１０の回転
円板３０やパターン検出素子４０が配された側に取り付
けられるカバー部材であり、特に筒体２０をはじめ回転
円板３０や検出素子４０を覆って密閉し、しかもその下
部が支持板１０に形成されたリブ１５の外周部に係合す
るような形状に形成された形態からなるものである。ま
た、このカバー５０は、その天板部５０ａに前記した筒
体２０の小径部２０ｂに取付けた軸受部材２２の位置決
め突起２２ａが嵌め込まれる係合孔５１が形成されてい
るとともに、その後方下部５０ｂ側には前記パターン検
出素子４０の接続コネクタ４８の一部を覆うような形状
のコネクタカバー部５２が突出した状態で形成されてい
る。

【００２７】そして、このロータリーエンコーダ１は、
以下のような手順で組み立てられる。まず、筒体２０に
回転円板３０と軸受部材２２、２５とを取り付けて一体
化する。この際、回転円板３０と軸受部材２２、２５は
筒体２０の各部位２０ｂ、２０ｃから圧入し、必要に応
じて接着剤等により筒体に固定する。次いで、この筒体
２０を軸受部材２５を介して支持板１０に取り付ける。
すなわち、軸受部材２５を支持板１０の開口１２に挿入
し、その鍔部２５ａを開口１２の周囲の支持板に当接さ
せる。この際、筒体２０の大径部２０ａの端部は支持板
１０の表面からわずかに突出した状態で取り付けられ
る。次いで、パターン検出素子４０を回転円板３０の検
出パターン３２を検出する検出位置を確保するように支
持板１０に取り付ける。最後に、保護カバー５０を回転
円板３０や検出素子４０のある側から被せるようにして
支持板１０に取り付ける。この際、カバー５０の係合孔
５１には筒体２０に取り付けられた軸受部材２２の突起
２２ａが係合され、その突起２０ａの周りの軸受部材上
面がカバーの係合孔５１周囲内面を支持する状態とな
る。また、そのコネクタカバー部５２からはコネクタ４
８の後端部が露出するようになる。

【００２８】以上の作業により、エンコーダ１は組立て
られて完成する。この段階において、そのエンコーダ１
を構成する主な部品（筒体２０、回転円板３０、検出素
子４０など）は所定の位置に配設されて固定された状態
で取付けられており、その後の位置調整などを行う必要
がない。そして、このエンコーダ１は、そのまま手で持
って自由に取り扱うことができる。また、その全体が非
常にコンパクトなものである。さらに、このエンコーダ
１は、その筒体２０が支持板１０に対して回転自在にな
っており、また回転円板３０がその回転自在な筒体２０
と一体に回転するようになっている。

【００２９】また、このロータリーエンコーダ１におい
ては、図３や図４に示すように、支持板１０における取
付け部１３を、その取付け位置（ネジ止め溝１４の中心
位置）Ｑが回転円板３０の半径Ｒ₁の３倍となる距離Ｒ₂
だけ回転軸２の回転中心線ＯＬから離れた位置となるよ
うに形成されている。さらに、その取付け部１３はＡＢ
Ｓ等の合成樹脂にて形成し、支持板１０が変位した際に
僅かながら弾性変形するようになっている。

【００３０】そして、このロータリーエンコーダ１は、
その使用にあたっては、検出対象となる回転体の回転軸
２に取り付けて使用されるが、この実施形態では、中間
転写方式を採用したカラー複写機やカラープリンタ等の
カラー画像形成装置に適用する場合について説明する。

【００３１】図５は、この実施形態１に係るロータリー
エンコーダ１と、このエンコーダ１を取り付けて使用す
る対象である、画像形成装置における中間転写ベルトを
張架して回転駆動させる駆動ロール（回転体）３の回転
軸２などを示すものである。このうち、駆動ロール３
は、その一端部から突出するように形成された回転軸２
が軸受部材４によって支持フレーム（固定構造体）５に
回転自在に取り付けられている。また、その回転軸２の
端部中央部にはネジ孔６が形成されている。さらに、支
持プレート５には、エンコーダ１の取付け部１３がネジ
止めされるネジ孔７が設けられている。

【００３２】このような駆動ロール３の回転軸２にロー
タリーエンコーダ１を取り付けて使用する場合には、図
５に示すように、まずエンコーダ１をその回転軸２のそ
ばに持って行き、その筒体２０の嵌入孔２１に回転軸２
を嵌め入れるように差し込み、筒体２０の下端部が回転
軸２の軸受部材４に突き当てられた状態で締結ネジ６０
により筒体２０と回転軸２をネジ止めする。次いで、そ
のエンコーダ１の取付け部１３をそのネジ止め溝１４が
支持フレーム５のネジ孔７に位置合わせした後、締結ネ
ジ６１により取付け部１３と支持フレーム５をネジ止め
する。

【００３３】これにより、図６に示すように、ロータリ
ーエンコーダ１が駆動ロール３の回転軸２に取り付けら
れる。このときの取付け作業は、主に２つの締結ネジ６
０、６１によるネジ止め作業を行うだけで簡単かつ迅速
に行うことができる。そして、この取付けが完了した後
に、例えばパターン検出素子４０のコネクタ４５（の接
合端子４６）に対し、不図示の制御系と接続されている
コネクタ付接続コード４９を差しこんで接続する。以上
の作業を行うことにより、エンコーダ１は使用可能な状
態となる。

【００３４】また、このロータリーエンコーダ１が取付
けられた画像形成装置においては、回転駆動する上記駆
動ロール３の回転軸２の回転角速度がそのエンコーダ１
により検出され、その検出情報を駆動ロール３の回転駆
動源（電動モータ）における制御回路にフィードバック
させて当該駆動ロール３の回転状態を制御するように構
成されている。

【００３５】そして、この回転角速度の検出に際して
は、エンコーダ１において駆動ロール３の回転軸２の回
転に伴なって筒体２０が回転すると同時に筒体２０に取
り付けられた回転円板３０が筒体２０と一体に回転す
る。そして、この回転円板３０の回転に伴なって移動す
る検出パターン３２がパターン検出素子４０によって光
学的に読み取られる。その検出された情報は検出信号と
してコネクタ４５から接続コード４９を通して駆動ロー
ル３の回転駆動源の制御回路に送信される。

【００３６】また、このエンコーダ１では、その回転円
板３０とパターン検出素子４０が同じ筒体２０を介して
回転軸２に取り付けられた構造になっているため、たと
え回転軸２と筒体２０との間で芯ずれ等の取り付け誤差
があっても、その回転円板３０とパターン検出素子４０
との相対的な位置関係が常に変化することなく確実に一
定した関係に保たれる。このため、回転軸２と筒体２０
の芯ずれ等の取り付け誤差による影響を受けることな
く、回転軸２の回転角速度を正確に検出することができ
る。したがって、精度の高い検出が行われるとともに、
その正確な検出情報に基づいた駆動ロール３の制御が的
確に行われる。この結果、特に画像形成装置において
は、その駆動ロール３ひいては中間転写ベルトの回転む
らに起因した位置ずれ（色ずれやバンディング現象につ
ながる）等の画像不良の発生を確実に低減することがで
きる。

【００３７】さらに、このエンコーダ１では、前述した
ように支持板１０の取付け部１３をその取付け位置Ｑが
回転円板３０の半径Ｒ₁の３倍となる距離Ｒ₂だけ回転軸
２の回転中心線ＯＬから離れた位置となるように形成し
ているため、回転軸２の軸振れがあっても、その軸振れ
による支持板１０の変動が特にパターン検出素子４０の
パターン検出位置Ｋで低減されることにより、そのとき
の検出精度への悪影響も低減される。したがって、この
ことによってもエンコーダ１による精度の高い検出が行
われるとともに、その正確な検出情報に基づいた駆動ロ
ール３の制御が的確に行われる。

【００３８】ここで、上記取付け部１３の取付け位置Ｑ
について特定したことによる効果について考察する。

【００３９】まず、図４に示すように、駆動ロール３の
回転軸２がその回転中心線ＯＬと直交する方向に軸触れ
を起こした場合、その回転軸２の偏芯量（片側分）を
「δ」、パターン検出素子４０のパターン検出位置Ｋに
おける検出誤差を「ｅ」、回転軸２の回転中心線ＯＬと
パターン検出位置Ｋの離間距離を「Ｒ₀」とすると、そ
のパターン検出位置Ｋにおける検出誤差は、下記式で
表される。ｅ＝（Ｒ₀／Ｒ₂）δ …

【００４０】この式中において、パターン検出位置Ｋ
の離間距離Ｒ₀は回転円板３０の半径Ｒ₁とほぼ同等とみ
なせる。そして、取付け位置Ｑの離間距離Ｒ₂を回転円
板３０の半径Ｒ₁の３倍に設定した場合、すなわち、
「Ｒ₂＝３Ｒ₁≒３Ｒ₀」とすると、上記式は次式の
ようになる。ｅ＝（Ｒ₀／Ｒ₂）δ ＝（Ｒ₀／３Ｒ₀）δ＝（１／３）δ …

【００４１】そこで、この式で表されるパターン検出
位置Ｋにおける検出誤差ｅについて、具体的な条件に当
てはめてみる。すなわち、Ｒ₁＝１５ｍｍ、Ｒ₂＝４５ｍ
ｍであり、ロール径３３．６ｍｍの駆動ロール３の偏芯
量δが「０．１ｍｍ」であるとき、パターン検出位置Ｋ
における両側の検出誤差Ｅは以下のようになる。Ｅ＝２ｅ＝２・（１／３）δ≒０．０６７（ｍｍ）

【００４２】そして、このパターン検出位置Ｋにおける
両側の検出誤差Ｅを駆動ロール３の表面での位置誤差
(変位量)αに換算すると、以下のようになる。 α＝[（ロール径×π）／２πＲ₁]×Ｅ＝０．７５（ｍ
ｍ）

【００４３】この結果、前記した画像形成装置における
色ずれやバンディング現象が許容される場合の位置誤差
に関する許容値は「０．１ｍｍ程度」であるので、上記
のような回転軸２における軸触れが発生しても、上記位
置誤差の許容値を満足する結果が得られる。

【００４４】また、上記式から明らかなように取付け
位置Ｑの離間距離Ｒ₂を回転円板３０の半径Ｒ₁の３倍以
上に設定すれば、パターン検出位置Ｋにおける検出誤差
ｅの値がより小さくなり、ひいてはパターン検出位置Ｋ
における両側の検出誤差Ｅの値もより小さくなる。な
お、反対に、取付け位置Ｑの離間距離Ｒ₂を回転円板３
０の半径Ｒ₁の３倍よりも小さい値に設定した場合に
は、上記各検出誤差ｅ，Ｅが大きくなるため、前記位置
誤差の許容値を満足しなくなる場合が発生するようにな
って適切ではない。

【００４５】また、このエンコーダ１では、前述したよ
うに支持板１０の取付け部１３を弾性変形可能に形成し
ているため、回転軸２の軸触れ等による変動が発生して
も、取付け部１３がその変動に追随して弾性変形してそ
の変動を吸収するため、その変動要素が支持体（本体
部）１０側に伝わりにくくなり、結果的に検出精度への
悪影響が低減される。したがって、このことによっても
エンコーダ１による精度の高い検出が行われるととも
に、その正確な検出情報に基づいた駆動ロール３の制御
が的確に行われる。

【００４６】さらに、このエンコーダ１では、保護カバ
ー５０により回転円板３０や検出素子４０が密閉された
状態（隙間がほとんどない状態）で覆われているため、
それらの部品にトナー等の粉塵が付着することがなく、
トナー等の付着による検出ミスなどが防止される。ま
た、エンコーダ１を取り扱う際に、それらの部品が他の
ものに接触して破損してしまうことなどが防止される。
この結果、部品の汚染や破損等によりエンコーダの検出
精度が低下する等の不具合を回避することができる。

【００４７】そして、このように上記ロータリーエンコ
ーダ１を用いて中間転写ベルトの駆動ロール３（の回転
軸２）の回転をフードバック制御した場合には、その回
転角速度を精度よく検出することができるため、その制
御を的確に行うことが可能となり、この結果、駆動ロー
ル３の回転ムラに起因した位置ずれ（色ずれなどを含
む）を確実に低減することができる。

【００４８】［他の実施形態］実施の形態１では、ロー
タリーエンコーダ１の使用態様として検出対象の回転軸
２の端部を筒体２０の端部で固定（ネジ６０による固
定）して使用する場合について例示したが、図８に例示
するように回転軸２を筒体２０の嵌入孔２１を貫通させ
るように嵌め入れて締結ネジ６２で筒体２０の外周部か
ら固定するような状態で使用することも可能である。な
お、図８で示す各部品の構成の詳細については、筒体２
０の胴部において回転軸２とネジ止め固定する構成部分
を除けば、図３に示すような構成と同様であってもよ
い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転各速
度検出装置によれば、その取り扱い性が良好であって検
出対象となる回転軸にきわめて簡単かつ迅速に取り付け
て使用することができ、しかも、回転軸の軸振れや検出
板の取り付け誤差等の変動要因が発生しても当該回転軸
の回転各速度を正確に検出することができる。

【００５０】また、この検出装置を使用した場合には、
その回転軸の軸触れや被検出体の取り付け誤差を小さく
するために回転軸の支持状態やその製造精度を極端に高
める必要がなくなり、この結果、かかる製造等の精度向
上のための無駄なコストアップを回避することができ
る。さらに、この検出装置は、像担持回転体の回転むら
を簡易かつ確実に低減する要請がありったり、あるい
は、その画像形成装置の小型化により回転角速度検出装
置を取付ける際の作業スペース等が狭い等の作業環境の
悪いような画像形成装置に適用する場合に、特に有効と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係るロータリーエンコーダを示
す斜視図。

【図２】図１のロータリーエンコーダを示す分解斜視
図。

【図３】図１のIII−III線に沿う概略断面図。

【図４】取付け部の構成を示す説明図。

【図５】図１のロータリーエンコーダを中間転写ベル
トの駆動ロールにおける回転軸に取り付ける前の状態を
示す斜視図。

【図６】図５の駆動ロールにおける回転軸にロータリ
ーエンコーダを取り付けて使用可能な状態となった様子
を示す斜視図。

【図７】図６の取付け状態にあるロータリーエンコー
ダと駆動ロールの回転軸との関係を示す概略断面図。

【図８】ロータリーエンコーダの他の使用形態を示す
概略断面図。

【符号の説明】

１…ロータリーエンコーダ（回転角速度検出装置）、２
…回転軸、３…駆動ロール（回転体）、５…支持フレー
ム（固定構造体）、１０…支持板（支持体）、１２…開
口、１３…取付けアーム部（取付け部）、２０…回転体
（筒体）、２１…嵌入孔、２５…軸受部材、３０…回転
円板（被検出体）、３２…検出パターン、４０…パター
ン検出素子、５０…保護カバー、Ｑ…取付け部の取付け
位置、ＯＬ…回転中心線、Ｒ₁…半径１、Ｒ₂…取付け位
置の離間距離。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西直人神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2F103 BA00 CA01 CA02 DA13 EA24 EB01 EB11 EB33 GA01 GA15 GA16 2H032 BA01 BA09 BA23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転角速度を検出すべき回転軸を通過さ
せ得る開口とその回転軸の近傍に固定して配される固定
構造体に取り付けるための取付け部とが形成された支持
体と、この支持体の前記開口に軸受部材を介して回転自在に取
り付けられ、前記回転軸が嵌め入れられる嵌入孔が形成
された当該回転軸と一体に回転する回転体と、この回転体に当該回転体と一体に回転するように取り付
けられ、前記回転軸と同心円状となって移動する部位に
検出パターンが形成された円盤形状からなる被検出体
と、前記支持体の前記被検出体が存在する側にその被検出体
に形成された検出パターンを検出し得る状態で取り付け
られるパターン検出素子とを備えていることを特徴とす
る回転角速度検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記支
持体における取付け部を、その取付け位置が前記被検出
体の半径の３倍以上となる距離だけ前記回転軸の回転中
心線から離れた位置となるように形成したことを特徴と
する回転角速度検出装置。
【請求項３】請求項１に記載の装置において、前記支
持体における取付け部を弾性変形可能に形成したことを
特徴とする回転角速度検出装置。
【請求項４】請求項１に記載の装置において、前記回
転体、被検出体及びパターン検出素子を覆って密閉する
ような状態で前記支持体に取り付けられるカバーを装備
させたことを特徴とする回転角速度検出装置。
【請求項５】トナーからなる画像を形成する画像形成
装置における像担持回転体の回転軸に取り付けて使用す
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回
転角速度検出装置。