JP2010159848A - 制御装置、画像形成装置、摩耗検出方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被回転体14の回転速度を制御する制御装置200において、モータと一体に回転するギヤ43Aと、ギヤ43Bとが噛合して、モータ41の回転を被回転体14に伝達する伝達手段43と、被回転体14の回転速度を時間に対応づけて検出する速度検出手段46、72と、回転速度に基づきモータ41を一定速度に制御するモータ制御手段57,58と、時間に対応づけて検出した回転速度を、周波数と回転速度の変動の大きさを示す変動値の関係に変換する変換手段73と、ギア43Aの歯数とモータ41のモータ回転速度に基づき決定された特定周波数における変動値が閾値を超えている場合に、ギア43Aの歯又はギア43Bの歯の少なくとも一方の摩耗の予兆を検出する摩耗検出手段74と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図1(a)、図1(b)は、駆動ローラ16の回転速度の速度変動を周波数毎に示す図の一例である。図1(a)はギヤの歯が摩耗していない場合の変動を、図1(b)はギヤの歯が若干摩耗した場合の変動を、それぞれ示す。この図は後述するように中間転写ベルト14を保持する駆動ローラ16の回転速度の信号をフーリエ変換して得たものである。以下、図1(a)(b)に示した周波数毎の速度変動をFFT処理結果という。高画質な画像を形成するためには、全周波数域に渡って速度変動が所定値以下(例えば、0.25以下)に抑えることが望ましい。
図2は画像形成装置100の概略構成図の一例を示す。本実施形態の画像形成装置100はMFP(Multifunction Peripheral)を例にするが、用紙などの記録部材に印刷する機能を備えた、例えばプリンタ、ファクシミリ装置、スキャナ装置等であってもよい。
図3は、図2の中間転写ベルト14、駆動ローラ16及び二次転写ローラ18を模式的に説明する図の一例を示す。なお、ローラ15、17を結ぶ直線より内側に配置されたテンションローラ34は中間転写ベルト14に対してテンションを与えるローラである。テンションローラ34を設けることで、中間転写ベルト14と駆動ローラ16の間のスリップを少なくし、中間転写ベルト14と駆動ローラ16、テンションローラとの摩擦力を大きくすることができる。
図5(a)は制御装置200のブロック図の一例を示す。モータ駆動回路54には、一次転写モータ41、エンコーダ46、二次転写モータ42、エンコーダ47及び、メイン制御部52が接続されている。なお、エンコーダ47は、二次転写モータ42の回転速度に応じた周波数のパルス信号を出力するFG(Frequency Generator)でもよい。
図6は、本実施形態の制御装置200に特徴的な機能ブロック図の一例を示す。図6の各機能は、制御CPU55及びメイン制御部52のCPUが摩耗検出プログラム60を実行することで実現される。制御CPU55のみ、又は、メイン制御部52のみが、摩耗検出プログラム60を実行してもよい。
所定のタイミングは、例えば、前回の実行から所定期間(例えば1ヶ月程度)経過したタイミング、前回の実行から所定ページ数(例えば、1000ページ)印刷したタイミング、その日の最初に印刷するタイミング、等である。前回の実行から所定期間が経過すると摩耗検出モードを実行する場合、ほぼ定期的に摩耗の予兆を検出することができる。所定のタイミングであることを検出するため、摩耗検出実行部71は、前回の実行時の日時をメイン制御部52の時計から取得し、前回の実行時のページ数をページカウンタから取得し、それぞれフラッシュメモリ等に記憶しておく。
また、所定のタイミングの他、ユーザやメンテナンスサービスのサービスマンが所望のタイミングで摩耗検出モードを実行できることが好ましい。例えば、操作部51から摩耗の予兆を検出する操作が入力されると、摩耗検出実行部71は摩耗検出モードに切り替える。また、サーバから摩耗検出モードに切り替える操作信号が入力されてもよい。
図8は、本実施例の画像形成装置100が摩耗の予兆を検出する手順を示すフローチャート図の一例である。図8のフローチャート図は例えば画像形成装置100の電源がオンになりメイン制御部52及びモータ駆動回路54の起動が完了するとスタートする。
一歯周波数の速度変動の値が閾値Aより大きい場合(S50Yes)、予兆通知部75はメイン制御部52にギヤ43a、43bの摩耗の予兆を通知する(S60)。この通知を受けてメイン制御部52は例えば操作部51にメッセージを表示する(S70)。したがって、一歯周波数における速度変動の値と適切な閾値Aと比較することで、摩耗の予兆を検出できる。
<動作手順の変形例>
図9は、画像形成装置100が摩耗の予兆を検出する手順を示すフローチャート図の変形例の一例である。図9において図8と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。
したがって、ユーザやサービスマンの所望のタイミングで、一歯周波数における速度変動の値と適切な閾値Aと比較することで、摩耗の予兆を検出できる。
また、本実施例の画像形成装置100は、閾値Aと一歯周波数における速度変動の値を直接比較するだけでなく、速度変動の値の推移から摩耗の予兆が検出されることを予測することができる。
図10は、散布図と予測日付を模式的に説明する図の一例である。予測部78は、日付に対する速度変動の値の散布図から、最小二乗法などにより回帰直線(曲線でもよい)を算出する。予測部78は、回帰直線が閾値Aの交点から得られる日付を予測日付とする。こうすることで、予測部78は、現在の日付から予測日付までどの程度の期間的な余裕があるかを算出できる。
予測日付までの期間が所定期間内である場合(S51Yes)、予兆通知部75はメイン制御部52にギヤ43a、43bの摩耗の予兆が予測されたことを通知する(S61)。この通知を受けてメイン制御部52は例えば操作部51にメッセージを表示する(S70)。
したがって、過去の速度変動の値を用いて、一歯周波数における速度変動の値が閾値Aを超える予測日付を算出することで、摩耗の予兆が検出されることを早期に予測できる。
比較のため、印刷実行モードにおける一次転写モータ41の制御について説明する。
図13は、一次転写モータ41が制御する中間転写ベルト14の表面速度V1と、二次転写モータ42が制御する二次転写ロータの円周速度V2の速度比に対する、速度変動の関係の一例を示す図である。実施例1では、モータ駆動回路54は、表面速度V1と円周速度V2が互いに同程度になるよう制御すると説明したが、実際には厳密に両者は一致しない。これは、図13に示すように、厳密に両者を一致させると速度変動の値が大きくなるためである。なお、図13のX軸は、表面速度V1に対する円周速度V2の比を示したもので、正側は円周速度V2の方が速いことを、負側は表面速度V1の方が速いことを示す。図13では、表面度速度V1に対し円周速度V2の比を−20%から+30%まで変化させた。また、図13のY軸の速度変動の値は、図7(a)の「変動」を所定時間に渡って平均化した値である(FFT処理して得た速度変動の値ではない)。
図15は、表面速度V1と円周速度V2の速度比と一次転写モータ41の電流値の関係を示す図の一例である。図13と同様に速度比を−20%から+30%まで変化させている。両者の速度比が約1%になると一次転写モータ41の駆動電流はほぼゼロとなっている。つまり、図13を参照すると分かるように、駆動電流がほぼゼロとなっている場合に速度変動が極大値を示すことになる。
これについては、以下のように説明できる。中間転写ベルト14等の負荷がある場合(図13の負側)、一次転写モータ41には回転を止める方向に負荷が働くため、回転をさせるためには一方向に力が加わり、ギヤ43aの前方側にギヤ43bが一方向に当たって噛合した状態が継続する(図14(a))。
本実施例の摩耗検出モードでは二次転写モータ42を、二次転写ローラ18の円周速度V2が表面速度V1と一致するようには制御しない。したがって、摩耗検出モードでは用紙Pに画像を形成しない。
図16(a)は、本実施例の機能ブロック図の一例を示す。図16(a)において図6(a)と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。本実施例では、摩耗検出実行部71は、二次転写モータ制御コントローラ61に、一次転写モータ41の駆動電流がゼロとなるように、二次転写モータ42を制御するよう要求する。摩耗検出実行部71は、一次転写モータ41の電流がゼロとなると速度信号生成部72に速度信号の生成を要求する。速度信号生成部72は一歯周波数における速度変動の値が増幅された状態で速度信号を生成し、FFT処理部73はFFT処理結果を算出する。そして、摩耗検出部74はFFT処理結果における一歯周波数の速度変動の値と閾値Bを比較して閾値Bを超えると摩耗の予兆を検出する。
図18は、本実施例の制御装置200が摩耗の予兆を検出する手順を示すフローチャート図の一例である。図18のフローチャート図は例えば画像形成装置100の電源がオンになりメイン制御部52及びモータ駆動回路54の起動が完了するとスタートする。
一歯周波数の速度変動の値が閾値Bより大きい場合(S50Yes)、予兆通知部75はメイン制御部52にギヤ43a、43bの摩耗の予兆を通知する(S60)。この通知を受けてメイン制御部52は例えば操作部51にメッセージを表示する(S70)。したがって、一歯周波数における速度変動の値と適切な閾値と比較することで、摩耗の予兆を検出できる。
<動作手順の変形例>
図19は、画像形成装置100が摩耗の予兆を検出する手順を示すフローチャート図の変形例の一例である。図19において図18と同一ステップには同一の符号を付しその説明は省略する。
したがって、ユーザやサービスマンの所望のタイミングで、一歯周波数における速度変動の値と適切な閾値と比較することで、摩耗の予兆を検出できる。
本実施例においても、閾値Bと一歯周波数における速度変動の値を直接比較するだけでなく、速度変動の値の推移から摩耗の予兆が検出されることを予測することができる。
予測日付までの期間が所定期間内である場合(S51Yes)、予兆通知部75はメイン制御部52にギヤ43a、43bの摩耗の予兆が予測されたことを通知する(S61)。この通知を受けてメイン制御部52は例えば操作部51にメッセージを表示する(S70)。
したがって、過去の速度変動の値を用いて、一歯周波数における速度変動の値を増幅し、閾値Bを超える予測日付を算出することで、摩耗の予兆が検出されることを早期に予測できる。
15、17 ローラ
16 駆動ローラ
18 二次転写ローラ
41 一次転写モータ
42 二次転写モータ
43、44 減速機構
43a、43b、44a、44b ギヤ
46、47 エンコーダ
51 操作部
52 メイン制御部
53 メモリ装着部
54 モータ駆動回路
55 制御CPU
56、63 インバータ
57、62 モータ駆動信号生成部
58 一次転写モータ制御コントローラ
59、64 A/Dコンバータ
60 摩耗検出プログラム
61 二次転写モータ制御コントローラ
65 記憶媒体
100 画像形成装置
110 プリンタ部
120 給紙部
130 スキャナ部
140 ADF
200 制御装置
Claims (19)
- 被回転体の回転速度を制御する制御装置において、
モータと一体に回転するギヤAと、前記被回転体を駆動する回転ローラと一体に回転するギヤBとが噛合して、前記モータの回転を前記被回転体に伝達する伝達手段と、
前記被回転体又は前記回転ローラの回転速度を時間に対応づけて検出する速度検出手段と、
前記回転速度に基づき前記モータを一定速度に制御するモータ制御手段と、
時間に対応づけて検出した回転速度を、時間に対する回転速度の変動に含まれる周波数と前記回転速度の変動の大きさを示す変動値の関係に変換する変換手段と、
前記ギアAの歯数と該モータのモータ回転速度に基づき決定された特定周波数における前記変動値が閾値を超えている場合に、前記ギアAの歯又は前記ギアBの歯の少なくとも一方の摩耗の予兆を検出する摩耗検出手段と、
を有することを特徴とする制御装置。 - 被回転体の第1の回転速度を制御する制御装置において、
第1のモータと一体に回転するギヤAと、前記被回転体を駆動する第1の回転ローラと一体に回転するギヤBが噛合して、前記第1のモータの回転を前記被回転体に伝達する伝達手段と、
前記被回転体又は前記第1の回転ローラの第1の回転速度を時間に対応づけて検出する速度検出手段と、
前記第1の回転速度に基づき前記第1のモータを一定速度に制御する第1のモータ制御手段と、
前記被回転体と円周部で接触して、前記被回転体の回転に干渉可能な第2の回転ローラと、
前記第2の回転ローラを回転駆動する第2のモータと、
前記第1のモータの負荷が所定値以下に低減されるよう、前記第2のモータの第2の回転速度を制御する第2のモータ制御手段と、
時間に対応づけて検出した前記第1の回転速度を、時間に対する前記第1の回転速度の変動に含まれる周波数と前記第1の回転速度の変動の大きさを示す変動値の関係に変換する変換手段と、
ギヤAの歯数と前記第1のモータのモータ回転速度に基づき決定された特定周波数における前記変動値が閾値を超えている場合に、前記ギアAの歯又は前記ギアBの歯の少なくとも一方の摩耗の予兆を検出する摩耗検出手段と、
を有することを特徴とする制御装置。 - 前記特定周波数は、ギヤAとギヤBの噛合間隔が前記変動値に影響する周波数である、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の制御装置。 - 前記変動値を取得した日付情報に対応づけて、前記特定周波数における過去の前記変動値をメモリに記録する変動値記録手段と、
前記メモリに記憶された過去の複数の前記変動値から、前記変動値が前記閾値を超える日付を予測する予測手段と、を有し、
前記摩耗検出手段は、前記変動値が前記閾値を超える日付までの残日数が所定値未満となった場合に摩耗の予兆を検出する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の制御装置。 - 前記変動値が前記閾値を超える日付又は超える日付までの日数、をユーザに通知する予兆通知手段、
を有することを特徴とする請求項4記載の制御装置。 - 前記第1のモータの駆動電流を検出する電流検出手段を有し、
前記第2のモータ制御手段は、前記駆動電流が略ゼロの状態を保つように、前記第2のモータの前記第2の回転速度を制御する、
ことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 前記第1のモータの駆動電流を検出する電流検出手段を有し、
前記第2のモータ制御手段は、前記駆動電流の絶対値がゼロを含む所定範囲に入る状態を保つように、前記第2のモータの前記第2の回転速度を制御する、
ことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 前記第2のモータ制御手段は、
前記第1の回転速度に対する前記第2の回転ローラの円周速度の速度比に対し、前記変動値をプロットした場合、前記変動値が極大値を示す前記速度比となるよう、前記第2のモータの前記第2の回転速度を制御する、
ことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 摩耗の予兆が検出されたことをユーザに通知する予兆通知手段、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載の制御装置。 - 前記予兆通知手段は、摩耗の予兆が検出された旨のメッセージを表示手段に表示する、
ことを特徴とする請求項9記載の制御装置。 - 前記特定周波数は、
前記ギヤAの歯数に該モータのモータ回転速度を乗じて決定される、
ことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 一定期間毎に摩耗の予兆を検出する摩耗検出モードを開始する摩耗検出実行手段、
を有することを特徴とする請求項1又は2記載の制御装置。 - 前記摩耗検出手段は、操作部から摩耗検出モードを実行する操作が入力された場合に、摩耗の予兆を検出する、
ことを特徴とする請求項12記載の制御装置。 - 請求項1〜13いずれか1項記載の制御装置と、
原稿を光学的に読み取り画像データを生成する読み取り手段と、
前記画像データに基づき感光体を露光して形成された静電潜像にトナーを吸着させる作像手段と、
トレイに積載された用紙を前記被回転体との二次転写部まで給送する給紙手段と、
給送された前記用紙に、前記感光体から前記被回転体に転写されたトナー画像を二次転写して定着させる画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - モータと一体に回転するギヤAと、被回転体を駆動する回転ローラと一体に回転するギヤBとが噛合して前記モータの回転を前記被回転体に伝達する伝達手段の摩耗検出方法において、
速度検出手段が、前記被回転体又は前記回転ローラの回転速度を時間に対応づけて検出するステップと、
モータ制御手段が、前記回転速度に基づき前記モータを一定速度に制御するステップと、
変換手段が、時間に対応づけて検出した回転速度を、時間に対する回転速度の変動に含まれる周波数と前記回転速度の変動の大きさを示す変動値の関係に変換するステップと、
摩耗検出手段が、前記ギヤAの歯数と該モータのモータ回転速度に基づき決定された特定周波数における、前記変動値が閾値を超えている場合に、前記ギアAの歯又は前記ギアBの歯の少なくとも一方の摩耗の予兆を検出するステップと、
を有することを特徴とする摩耗検出方法。 - 第1のモータ側のギヤAと被回転体を駆動する第1の回転ローラと一体に回転するギヤBが噛合して、前記第1のモータの回転を前記被回転体に伝達する伝達手段の摩耗検出方法において、
速度検出手段が、前記被回転体又は前記第1の回転ローラの第1の回転速度を時間に対応づけて検出するステップと、
第1のモータ制御手段が、前記第1の回転速度に基づき前記第1のモータを一定速度に制御するステップと、
前記第1のモータの負荷が所定値以下に低減されるよう、前記被回転体と円周部で接触して、前記被回転体の回転に干渉可能な第2の回転ローラを回転駆動する第2のモータの第2の回転速度を、第2のモータ制御手段が制御するステップと、
変換手段が、時間に対応づけて検出した前記第1の回転速度を、時間に対する前記第1の回転速度の変動に含まれる周波数と前記回転速度の変動の大きさを示す変動値の関係に変換するステップと、
摩耗検出手段が、前記モータ側のギヤAの歯数と該モータのモータ回転速度に基づき決定された特定周波数における、前記ギアAの歯又は前記ギアBの歯の少なくとも一方の前記変動値が閾値を超えている場合に摩耗の予兆を検出するステップと、
を有することを特徴とする摩耗検出方法。 - モータと一体に回転するギヤAと、被回転体を駆動する回転ローラと一体に回転するギヤBとが噛合して前記モータの回転を前記被回転体に伝達する伝達手段の摩耗を検出するプログラムであって、
コンピュータに、
前記被回転体又は前記回転ローラの回転速度を時間に対応づけて検出するステップと、
前記回転速度に基づき前記モータを一定速度に制御するステップと、
時間に対応づけて検出した回転速度を、時間に対する回転速度の変動に含まれる周波数と前記回転速度の変動の大きさを示す変動値の関係に変換するステップと、
前記ギヤAの歯数と該モータのモータ回転速度に基づき決定された特定周波数における前記変動値が閾値を超えている場合に、前記ギアAの歯又は前記ギアBの歯の少なくとも一方の摩耗の予兆を検出するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。 - 第1のモータ側のギヤAと被回転体を駆動する第1の回転ローラと一体に回転するギヤBが噛合して、前記第1のモータの回転を前記被回転体に伝達する伝達手段の摩耗を検出するプログラムであって、
コンピュータに、
前記被回転体又は前記第1の回転ローラの第1の回転速度を時間に対応づけて検出するステップと、
第1のモータ制御手段が、前記第1の回転速度に基づき前記第1のモータを一定速度に制御するステップと、
前記第1のモータの負荷が所定値以下に低減されるよう、前記被回転体と円周部で接触して、前記被回転体の回転に干渉可能な第2の回転ローラを回転駆動する第2のモータの第2の回転速度を、第2のモータ制御手段が制御するステップと、
変換手段が、時間に対応づけて検出した前記第1の回転速度を、時間に対する前記第1の回転速度の変動に含まれる周波数と前記回転速度の変動の大きさを示す変動値の関係に変換するステップと、
摩耗検出手段が、前記モータ側のギヤAの歯数と該モータのモータ回転速度に基づき決定された特定周波数における、前記ギアAの歯又は前記ギアBの歯の少なくとも一方の前記変動値が閾値を超えている場合に摩耗の予兆を検出するステップと、
を有することを特徴とするプログラム。 - 請求項17又は18記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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