JP4246559B2 - エンコーダ、転写装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクの回転速度を検知するセンサがディスクのカバーと一体のエンコーダ、このエンコーダを有する、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた転写装置、およびかかるエンコーダまたはかかる転写装置を備えたかかる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
回転体の動きを検出するエンコーダが高精度で機能するには、エンコーダに備えられたエンコーダディスクの保護をいかに行うか、また、かかるエンコーダディスクの回転速度を検知するセンサの取り付けをいかに行うかが、非常に重要である。エンコーダディスクの保護の観点から、エンコーダディスクを保護するカバーを備えたエンコーダが用いられている。そして、かかるセンサをかかるカバーに保持させたタイプのエンコーダが、汎用性の高さやコストパフォーマンスの良さから広く利用されている。このようなタイプのエンコーダにあっては、カバーの回転や変形がセンサの検知精度に大きな影響を与える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカバーの固定は例えばねじ止め等によって行い、カバーの回転を防止していた(たとえば、特開2001−141736参照)ため、このような固定方法ではカバーに過大な負荷がかかり、カバーの変形を生じるといった問題があった。このように、かかるタイプのエンコーダにおいてカバーの固定方法はセンサの検知精度を確保するために非常に重要である。また、エンコーダは、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に、転写装置等の一部として備えられることがあり、その検知精度の確保は、良好な画像形成を行う上でも非常に重要である。
【0004】
本発明は、ディスクの回転速度を検知するセンサがディスクのカバーと一体であり、かかるカバーの固定による、かかるカバーに対する負荷および検知精度の低下を抑制したエンコーダ、このエンコーダを有する、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた転写装置、およびかかるエンコーダまたはかかる転写装置を備えたかかる画像形成装置に関する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、回転軸と、この回転軸と一体のディスクと、このディスクのカバーと、上記ディスクの回転速度を検知する、上記カバーと一体のセンサと、上記カバーを定位置に保持するための保持手段とを有するエンコーダにおいて、上記保持手段が、上記カバーを上記回転軸回りに回転させる向きに付勢する付勢手段と、上記カバーに係合することで同カバーを上記付勢手段の付勢力に抗して定位置に保持するための係合部材とを有することを特徴とする。
【0006】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のエンコーダにおいて、上記回転軸の軸方向における上記カバーと上記係合部材との係合位置を、上記カバーの同回転軸の基端側の端部と、同カバーの上記基端側と反対側の面の同基端側の端部との間の位置としたことを特徴とする。
【0007】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のエンコーダにおいて、上記カバーと上記係合部材との係合位置と上記回転軸の軸心との間の距離を、上記カバーと上記付勢手段との係合位置と上記回転軸の軸心との間の距離よりも大きくしたことを特徴とする。
【0008】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1つに記載のエンコーダにおいて、上記付勢手段による上記カバーの付勢方向と、上記ディスクの回転の接線方向とが一致することを特徴とする。
【0009】
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載のエンコーダを有し、像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する、画像形成装置に備えられた転写装置にある。
【0010】
請求項6記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載のエンコーダ、または、請求項5記載の転写装置を有する画像形成装置にある。
【0011】
請求項7記載の発明は、請求項5または6記載の画像形成装置において、像担持体を複数有しカラー画像を形成可能であることを特徴とする。
【0012】
【実施例】
図1に本発明を適用した、カラー画像を形成可能な画像形成装置の概略を示す。画像形成装置100は、カラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置100は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置100がファクシミリとして用いられる場合も同様である。画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、OHPシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
【0013】
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kを並設したタンデム構造を採用しており、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに形成された可視像が各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに対峙しながら矢印A方向に移動可能な転写ベルト60によって搬送される記録媒体である転写紙Sにそれぞれ重畳転写されるようになっている。
【0014】
各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kは、A方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としてのトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kに備えられている。トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの配置は、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの回転軸が平行となり、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11KがA方向に所定のピッチで配列されるようになされている。
【0015】
画像形成装置100は、トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kと、トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの下方に対向して配設された転写ベルト60を備えた転写ユニットとしての転写装置6と、トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの上方に対向して配設された、レーザー光源からのレーザー光を用いる光書き込みユニットとしての光走査装置2とを有している。
【0016】
画像形成装置100はまた、トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kと転写装置6との間に向けて搬送される転写紙Sを積載した給紙カセット3、4と、給紙カセット3、4から搬送されてきた記録紙Sをトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kと転写装置6との間に向けて繰り出すレジストローラ5とを有している。
【0017】
画像形成装置100はまた、トナー像を転写された転写紙Sに同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置7と、画像形成装置100本体上部に配設され定着済みの転写紙Sを積載する排紙トレイ8と、後述する現像装置にトナーを供給するトナー補給容器TCと、画像形成装置100本体外部に配設され転写紙Sを手差しで供給する手差しトレイMFとを有している。
【0018】
画像形成装置100はまた、詳細な図示を省略するが、廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなどを備えたスペースXと、画像形成装置100外部に備えられた図示しない排紙トレイと、定着済みの転写紙Sを矢印B方向に搬送して排紙トレイ8に排紙するか、矢印C方向に搬送して図示しない排紙トレイに排紙するかを選択する分岐部材Gとを有している。
【0019】
トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kについて、一つのトナー像形成部1Kすなわち感光体ドラム11K及びその周りに配設された構成を代表して構成を説明する。なお、他のトナー像形成部1Y、1M、1Cに関しても同様な構成であるので、便宜上、トナー像形成部1Kに付した符号に対応する符号を、トナー像形成部1Y、1M、1Cの対応する構成に付し、詳細な説明については適宜省略する。符号の末尾にY、M、C、Kが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示す。
【0020】
トナー像形成部1Kにおいて、感光体ドラム11Kの周囲には、図中時計方向であるその回転方向に沿って、詳細を図示しない帯電装置、現像ユニットとしての現像装置、転写ベルト60を挟んで感光体ドラム11Kに対向して配設された転写ローラ67K、詳細を図示しないクリーニング装置および詳細を図示しない除電装置がそれぞれ配置されている。光走査装置2は、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kにおける帯電装置に対向する領域と現像装置に対向する領域との間の領域に、レーザー光を照射して静電潜像を形成するようになっている。
【0021】
そして、感光体ドラム11Kは、その回転に伴い、帯電装置により表面を帯電され、光走査装置2により黒色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置により黒色のトナーにより現像され、現像により得られた黒色のトナー像を転写ローラ67Kにより転写ベルト60によってA方向に搬送されてくる転写紙Sに転写され、転写後に残留したトナー等の異物をクリーニング装置により除去され、除電装置により除電されて次の帯電に供される。
【0022】
図2に示すように、転写装置6は、転写ベルト60と、転写ローラ67Y、67M、67C、67Kと、転写ローラ67Y、67M、67C、67Kのそれぞれに転写バイアスを印加するバイアス印加手段9Y、9M、9C、9Kと、転写ベルト60を巻き掛けたローラ61、62、63、64、65、66と、転写ベルト60を挟んでローラ61と対向する位置に配設され転写ベルト60に転写紙Sを吸着するためのバイアスを印加するバイアスローラ80と、バイアスローラ80にかかるバイアスを印加するバイアス印加手段80aとを有している。図1に示すように、転写装置6はまた、転写ベルト60を挟んでローラ63と対向する位置に、転写ベルト60をクリーニングする転写ベルトクリーニング装置85を有している。
【0023】
図3または図4に示すように、転写装置6はまた、ローラ66の回転速度を検知することで転写ベルト60による転写紙Sの搬送速度を検知するエンコーダ70を有している。エンコーダ70は、ローラ66の回転軸68の先端部に回転軸68と一体成型された回転軸71と、回転軸71に固定され一体化されたエンコーダディスクであるディスク72と、ディスク72を挟むようにして配設されディスク72の回転速度を検知するエンコーダセンサであるセンサ73とを有している。
【0024】
エンコーダ70はまた、ディスク72を覆い保護するカバー74と、カバー74を定位置に保持するための保持手段75を有している。センサ73はカバー74の内部に固定され、カバー74と一体となっている。カバー74は、図示しない軸受けを有しており、この軸受けに回転軸71を挿通されている。よって保持手段75が配設されていないとすると、図5に示すように、回転自在の状態となるものである。
【0025】
よって、保持手段75が配設されていないとすると、図5(a)に示すようにカバー74が同図における反時計方向であるI方向、すなわち同図における時計方向であるディスク72の回転方向Hと逆の方向に回転した場合には、センサ73が検知するパルス数が増加するため、ローラ66、転写ベルト60の回転速度および転写紙Sの搬送速度が実際よりも速く検知されてしまうという、エンコーダ70の検知誤差が生じる。
【0026】
また、図5(b)に示すようにカバー74が同図における時計方向であるJ方向、すなわちディスク72の回転方向Hと同じ方向に回転した場合には、センサ73が検知するパルス数が減少するため、ローラ66、転写ベルト60の回転速度および転写紙Sの搬送速度が実際よりも遅く検知されてしまうという、エンコーダ70の検知誤差が生じる。保持手段75は、このような検知誤差を防止、抑制すべく、カバー74を、センサ73によるディスク72の回転速度検知に適した定位置に保持するためのものである。
【0027】
保持手段75は、カバー74を付勢する付勢手段としての引っ張りばねであるばね76と、カバー74に係合することでカバー74をばね76の付勢力に抗して定位置に保持するための係合部材としての軸77とを有している。ばね76と軸77とは何れも、一端部を転写装置6本体の筐体等の不動部材78に固定され、他端部がカバー74に係合している。
【0028】
カバー74には、ばね76のかかる他端部を引っ掛けて一体化して固定する係合部としての固定部79が突設されているとともに、ばね76の付勢力により軸77のかかる他端部に押し付けられ軸77と係合した状態のカバー74がそれ以上ばね76による付勢方向に回転することを禁止する回り止め80が突設されている。保持手段70がこのような構成になっていることで、カバー74に過大な負荷がかかる場合にはばね76の付勢力によりこれを逃してカバーに74に過大な負荷がかかることが防止され、センサ73の検知精度の低下を抑制しつつ、カバー74の変形を防止し、エンコーダによる検知精度を必要な範囲に保つようになっている。ばね76の付勢力は、カバー74の変位をセンサ73の検知精度を確保する範囲とするとともに、カバー74にその変形が生じない程度の応力を与える範囲となっている。
【0029】
図3に示すように、カバー74本体に対する固定部79および回り止め80の突設位置は、回転軸71の基端側すなわち、回転軸71の回転時に回転中心のブレることのない、ローラ66の回転軸68と一体化された側とした。これにより、図6に示すように、回転軸71の軸方向すなわち回転軸71のブレが生じないとした場合の回転軸71の延設方向Tにおける回り止め80と軸77との係合位置は、カバー74の、回転軸71の基端側の端部位置aとなっている。
【0030】
これは、図6に示すように、回転軸71の回転がブレるとすると、たとえば回り止め80を矢印aの位置に配設した場合と矢印bの位置に配設した場合とでは、矢印bの位置に配設した場合よりも矢印aの位置に配設した場合のほうがカバー74の位置の変動量が少ないことから分かるように、かりに回転軸71の回転がブレて、カバー74の位置が変動する場合には、回転軸71の基端から離れれば離れるほど、カバー74の振れ量、変動量が大きくなるため、回転軸71の基端側に回り止め80を配設してこの部分で軸77によるカバー74の係止、位置保持を行い、かかる振れ量、変動量を少なくして、検知精度を向上するものである。
【0031】
なお、カバー74と軸77との係合位置、すなわちカバー74本体に対する回り止め80の配設位置は、レイアウト上の制約等から上述の位置すなわち図6における矢印aで示す位置にすることができない場合は、図6における矢印bで示す位置、すなわちカバー74の、回転軸71の基端側と反対側の面74aの、かかる基端側の端部と、矢印aで示す位置との間の位置とすることができ、さらに好ましくはこの位置のうち、できるだけかかる基端側の位置とする。カバー74とばね76との係合位置は、カバー74にかかる応力を考慮して、上述のT方向においてカバー74と軸77との係合位置と同じ位置とすることが好ましい。
【0032】
図7に示すように、カバー74と軸77との係合位置Pと回転軸71の軸心Oとの距離をL、カバー74とばね76との係合位置Qと回転軸71の軸心Oとの距離をR、ばね76による付勢力をNとすると、回り止め80の受ける負荷Wは、力のモーメントのつり合いから、
N×R=W×L すなわち W=N・R/L
となる。
【0033】
よって、距離Lが大きいほど回り止め80、カバー74が受ける負荷Wが小さくなり、距離Lが小さいほど回り止め80、カバー74が受ける負荷Wが大きくなる。負荷Wが大きいと、カバー74の変形が生じ、変形を生じるとセンサ73の位置がずれて検知精度が低下する。また負荷Wが大きいと、カバー74にかかる負荷が回転軸71に伝わり、回転軸71が変形し、検知精度が低下したり、回転軸71の駆動に影響を与えたりすることとなる。
【0034】
そこで、エンコーダ70においては、カバー74と軸77との係合位置Pと回転軸71の軸心Oとの距離Lを、カバー74とばね76との係合位置Qと回転軸71の軸心Oとの距離Rよりも大きくしている。これにより、回り止め80、カバー74が受ける負荷Wを抑制し、カバー74に過大な負荷がかかることを防止して、カバー74の変形、回転軸71の変形を防止し、検知精度、装置の安全を確保している。
【0035】
図8に示すように、ばね76によるカバー74の付勢力Nが、ディスク72の回転方向Hの接線方向の成分Naと、ディスク72の回転方向Hの法線方向の成分Nbとを有する場合には、成分Naはカバー74を回転させる力として逃がすことができるためカバー74に過大な応力を与えることはないが、成分Nbは、逃がすことができずカバー74にこの向きの応力を与えるとともに、回転軸71にもこの向きの応力を与えることとなるため、不要な成分である。
【0036】
よって、エンコーダ70においては、ばね76によるカバー74の付勢方向と、ディスク72の回転方向Hとを一致させている。すなわち、エンコーダ70においては、ばね76によるカバー74の付勢方向は、Na方向と一致し、Nb成分が0となっている。ただし、レイアウト上の制約等からNb成分を0にすることができない場合には、Nb成分が可能な限り小さくなるように付勢力を与える。また、カバー74に対する不要な負荷を解消するという同様の目的から、ばね76によるカバー74の付勢方向は、回転軸71の軸方向に垂直な平面内にある。
【0037】
なお、ディスク72の回転方向Hの接線方向とは、回転軸71の軸心Oと、カバー74とばね76との係合位置Qとを結ぶ直線上の点におけるディスク72の回転方向Hの接線方向をいい、ディスク72の回転方向Hの法線方向とは、回転軸71の軸心Oと、カバー74とばね76との係合位置Qとを結ぶ直線上の点におけるディスク72の回転方向Hの法線方向をいう。
【0038】
本実施例は以上のような構成であるので、カバー74に対する負荷が過大となることが防止され、カバー74の変形が防止されるとともに、カバー74の変位を抑制することで、エンコーダ70により検知精度が確保され、転写紙Sの搬送が適切に行われて各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kによって形成されたトナー像が転写紙S上の所定位置に精確に転写され、色ずれを防止する等した良好な画像形成が行われる。
【0039】
以上、本発明を適用したエンコーダ70、転写装置6及び画像形成装置100を説明したが、本発明を適用したエンコーダは、上記実施例においては感光体ドラム11Y、11M、11Cとして説明した像担持体の回転を制御するために用いても良く、上記実施例のように複数の像担持体にかかるエンコーダを用いれば、各像担持体嵌の回転位相を精度よく一致させることができ、色ずれを防止する等した良好な画像形成に寄与することができる。また、本発明を適用したエンコーダは、画像形成装置に備えられた他の回転体等の回転速度の検知を正確に行うことに用いることもできるし、画像形成装置に限らず他の装置における回転体等の回転速度の検知を正確に行うことに用いることもできる。
【0040】
【発明の効果】
本発明は、回転軸と、この回転軸と一体のディスクと、このディスクのカバーと、上記ディスクの回転速度を検知する、上記カバーと一体のセンサと、上記カバーを定位置に保持するための保持手段とを有するエンコーダにおいて、上記保持手段が、上記カバーを上記回転軸回りに回転させる向きに付勢する付勢手段と、上記カバーに係合することで同カバーを上記付勢手段の付勢力に抗して定位置に保持するための係合部材とを有するので、カバーに対する負荷が過大となることが防止され、カバーの変形が防止されるとともに、カバーの変位を抑制することで、検知精度を確保したエンコーダを提供することができる。
【0041】
回転軸の軸方向におけるカバーと係合部材との係合位置を、上記カバーの同回転軸の基端側の端部と、同カバーの上記基端側と反対側の面の同基端側の端部との間の位置としたこととすれば、カバーの位置変動の小さい位置で係合部材によってカバーの位置決めを行うので、検知精度をより高精度で保証できるエンコーダを提供することができる。
【0042】
カバーと係合部材との係合位置と回転軸の軸心との間の距離を、上記カバーと付勢手段との係合位置と上記回転軸の軸心との間の距離よりも大きくしたこととすれば、カバーに対する負荷が過大となることがより効果的に防止され、カバーの変形がより確実に防止されるとともに、カバーの変位をより抑制することで、検知精度をより高精度で保証できるとともに、回転軸に与える負荷をも抑制して回転軸の変形も防止し、検知精度、安全性をより良好としたエンコーダを提供することができる。
【0043】
付勢手段によるカバーの付勢方向と、ディスクの回転の接線方向とが一致することとすれば、カバーに対しディスクの回転の法線方向に負荷を与えることがなく、カバーに対する負荷が過大となることがさらに効果的に防止され、カバーの変形がさらに確実に防止されるとともに、カバーの変位をさらに抑制することで、検知精度をさらに高精度で保証できるとともに、回転軸に与える負荷をもより抑制して回転軸の変形も効果的に防止し、検知精度、安全性をさらに良好としたエンコーダを提供することができる。
【0044】
本発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載のエンコーダを有し、像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する、画像形成装置に備えられた転写装置にあるので、上述の各効果を奏するエンコーダにより、記録媒体の搬送速度の変動を高精度に検知することができ、かかる搬送速度の変動の安定化を良好に行うことができる転写装置を提供することができる。
【0045】
本発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載のエンコーダ、または、請求項5記載の転写装置を有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏するエンコーダ、上述の効果を奏する転写装置により、記録媒体の搬送速度が良好に制御されること等によって高画質の画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
【0046】
像担持体を複数有しカラー画像を形成可能であることとすれば、各色のトナー像を精度よく記録媒体上に重ねて担持させ、色ずれ等の画質低下を防止して高画質のカラー画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した画像形成装置の概略を示す正面図である。
【図2】図1に示した画像形成装置に搭載された転写装置の実施例の要部を示す正面図である。
【図3】図1に示した画像形成装置、図2に示した転写装置に搭載されたエンコーダの外観を示す斜視図である。
【図4】図1に示した画像形成装置、図2に示した転写装置に搭載されたエンコーダの内部構造を示す斜視図である。
【図5】エンコーダのカバーが回動するとしたときの正面図である。
【図6】エンコーダのカバーがブレて回動するとしたときの側面図である。
【図7】図1に示した画像形成装置、図2に示した転写装置に搭載されたエンコーダに備えられた付勢手段、係合部材により、同エンコーダに備えられたカバーに与えられる応力の関係を示す概念図である。
【図8】図1に示した画像形成装置、図2に示した転写装置に搭載されたエンコーダに備えられた付勢手段により、同エンコーダに備えられたカバーに与えられる応力の状態を示す概念図である。
【符号の説明】
6 転写装置
11Y、11M、11C、11K 像担持体
70 エンコーダ
71 回転軸
72 ディスク
73 センサ
74 カバー
75 保持手段
76 付勢手段
77 係合部材
100 画像形成装置
L カバーと係合部材との係合位置と回転軸の軸心との距離
Na 付勢手段によるカバーの付勢方向、ディスクの回転の接線方向
O 回転軸の軸心
P カバーと係合部材との係合位置
Q カバーと付勢手段との係合位置
R カバーと付勢手段との係合位置と回転軸の軸心との距離
T 回転軸の軸方向
Claims (7)
- 回転軸と、この回転軸と一体のディスクと、このディスクのカバーと、上記ディスクの回転速度を検知する、上記カバーと一体のセンサと、上記カバーを定位置に保持するための保持手段とを有するエンコーダにおいて、
上記保持手段が、上記カバーを上記回転軸回りに回転させる向きに付勢する付勢手段と、上記カバーに係合することで同カバーを上記付勢手段の付勢力に抗して定位置に保持するための係合部材とを有することを特徴とするエンコーダ。 - 請求項1記載のエンコーダにおいて、上記回転軸の軸方向における上記カバーと上記係合部材との係合位置を、上記カバーの同回転軸の基端側の端部と、同カバーの上記基端側と反対側の面の同基端側の端部との間の位置としたことを特徴とするエンコーダ。
- 請求項1または2記載のエンコーダにおいて、上記カバーと上記係合部材との係合位置と上記回転軸の軸心との間の距離を、上記カバーと上記付勢手段との係合位置と上記回転軸の軸心との間の距離よりも大きくしたことを特徴とするエンコーダ。
- 請求項1ないし3の何れか1つに記載のエンコーダにおいて、上記付勢手段による上記カバーの付勢方向と、上記ディスクの回転の接線方向とが一致することを特徴とするエンコーダ。
- 請求項1ないし4の何れか1つに記載のエンコーダを有し、像担持体上に形成された像を記録媒体に転写する、画像形成装置に備えられた転写装置。
- 請求項1ないし4の何れか1つに記載のエンコーダ、または、請求項5記載の転写装置を有する画像形成装置。
- 請求項5または6記載の画像形成装置において、像担持体を複数有しカラー画像を形成可能であることを特徴とする画像形成装置。
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