JPH10157257A - 故障検出用振動センサ及び該センサ付きプリンタシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリンタの機械的故障の検出および予知のた
めの振動センサを提供する。 【解決手段】 本発明の振動センサは、異常な振動周波
数を測定するためプリンタの至る所に分配することがで
きる。振動周波数スペクトルを得るため、各振動センサ
は、支持体と、該支持体から延びている複数のビーム対
と、共振ビーム振動を検出するように各ビームに取り付
けられたビーム運動センサ（歪みゲージ）とを備えてい
る。ビーム対のうち、少なくとも１つは、第１周波数モ
ードを持つような寸法に作られ、別の少なくとも１つの
ビーム対は、第２周波数モードを持つような寸法に作ら
れている。各ビーム対は、漏話を最小限度にするように
逆位相で振動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械的振動を検出し、
分析し、報告する装置に関するものである。より詳細に
は、本発明は、ゼログラフィープリンタ、レーザープリ
ンタ、またはインクジェットプリンタ等のプリンタ内の
実際のまたは初期の機械的故障を判定することができる
小型の機械振動センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動センサを使用して機械的エラーを検
出することは広く知られている。たとえば、自動車への
応用の場合、マイクロコンピュータと振動センサの組合
せを用いて特徴的な低周波数の振動シグネチャー（しる
し）によって内燃機関内の不点火シリンダを識別するこ
とができる。機能不全のシリンダを識別した後、シリン
ダノック抑制コントローラを使用して、それ以上のシリ
ンダの不点火を抑えることができる。振動センサの別の
応用面としては、振動シグネチャーに基づいた機械の破
損や磨耗の監視（たとえば予測メンテナンス監視）、あ
るいは対象物すなわち部品の識別がある。

【０００３】上記の諸システムに使用される振動センサ
は、一般に確実で、正確で、消費電力が低くなければな
らない。過去には、振動ノイズを検出するため音響マイ
クロホンが使用された。しかし、音響マイクロホンは感
度が低く、振動源を突き止めることが難しいので、振動
を検出する最適な解決手段にならない。最近では、サイ
ズが小さくかつ消費電力が低いため、音響マイクロホン
は可能性のある振動部品に直かに取り付けることができ
るので、マイクロ機械加工した振動センサを振動検出に
使用して成功している。たとえば、ばねの曲がり、圧
縮、または伸張を測定可能な時間領域電気信号へ変換す
る質量ばね系を構成するエッチングした半導体の梁状体
すなわち半導体ビーム、重み付き片持ちビーム、または
可動ダイヤフラムをベースとするマイクロセンサが作ら
れている。電気信号は、結合された圧電抵抗器、圧電物
質を使用して、あるいは容量変化によって生成されるま
たは変調される。都合の悪いことに、そのようなばね形
式のビームすなわち片持ちビーム装置の場合、振動周波
数帯域は制限されることがあり、ばね応答の強い非線形
性のために一次共振周波数以下の測定に限定されること
が多い。この問題は高振動周波数に関して特に深刻であ
り、その結果、大きな振動周波数帯域を測定する場合、
センサの総合有効性が低下する。

【０００４】大きな周波数帯域にわたる測定に付随する
問題を部分的に解決するために、異なる共振周波数をも
つ片持ちビームの配列すなわちアレイを使用することが
できる。一般に、ポリシリコンを異方性エッチングし
て、共通支持体に取り付けられた異なる長さの片持ちビ
ームの櫛状構造が作られる。各片持ちビームは、その支
持端に、共振周波数の振動に応答して周波数領域電気信
号を発生する多結晶シリコン圧電抵抗器を有している。
配列内の各片持ちビームは少し異なる共振周波数を有す
るので、フーリエ変換処理用の追加マイクロコンピュー
タを使用せずに、直接に周波数スペクトルを得ることが
できる。 Benecke et al., “A Frequency-Selective,
Piezoresistive Silicon Vibration Sensor”, Record
ings of the 3rd International Conference on Solid-
State Sensors and Actuators, 1985, pp. 105-108 に
記載されているように、この手法を用いて４〜１４ｋＨ
に相当する５０部材の片持ちビームアレイが製作され
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】都合の悪いことに、上
記の片持ちビームのアレイ構造は、一般に、共通支持体
上に支持されているので、隣接するすなわち狭い間隔で
配置された片持ちビーム間に感度を低下させる漏話を許
す。機械的振動子は、たとえ共振周波数が少し異なって
いても、同じ支持体に取り付けられた他の機械的振動子
の振動に応じて振動する傾向がある。事実上、これは検
出される振動周波数の範囲を広げるので、センサの感度
が低下するであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、一般にシリコ
ンまたは別の半導体材料の支持体と、支持体から延びた
複数のビーム対（同様にシリコンまたは別の半導体材
料）をもつ振動周波数分析装置を提供することによって
漏話の問題を最小限度にする。ビーム対は比較的狭い間
隔で同一支持体に取り付けられている。外部振動が共振
ビーム運動を誘導すると、支持体による機械的結合がビ
ーム対を逆位相で振動させる。その理由は機械的結合が
全システムエネルギーを最小にするからである、従っ
て、一方のビームによって放射された振動エネルギーは
他方の共振子によって吸収されて、同一支持体に取り付
けられているが少し異なる共振周波数をもつ他のどのビ
ームへも伝わらない。

【０００７】細かいメッシュの振動周波数スペクトルを
得るために、異なる共振周波数モードをもつ多数のビー
ムを使用することができる。最も簡単なケースでは、本
発明は、第１共振周波数モードを持つような寸法に作ら
れた少なくとも１個のビーム対と、第２共振周波数モー
ドを持つような寸法に作られた少なくとも１個の他のビ
ーム対の使用を考えている。これらのビームは、共振振
動し、例えば２０ｋHzの高周波数の振動信号と、５ｋHz
の中間周波数の振動信号を検出するような寸法に作るこ
とができる。２つの信号間のより細かい段階的変化を検
出するために、中間サイズのビームを同一支持体に取り
付けることができる。２５６、１０２４またはそれ以上
の個別ビーム対をもつ振動センサを製作することができ
る。

【０００８】ビームの共振は一般に各ビームに取り付け
たビーム運動センサで検出される。ビーム運動センサは
ビームの運動に応答して電気抵抗が変わる圧電抵抗素子
をもつことができる。或る用途では、ビーム運動センサ
は選択した周波数での振動振幅を測定できるように振幅
情報を提供する。最良の結果を得るため、ビーム運動セ
ンサはオンチップ型信号分析装置に電気的に接続された
ホイートストンブリッジを構成する埋込み型単結晶圧電
抵抗歪みゲージである。この圧電抵抗歪みゲージは、さ
らに処理するため診断用コンピュータへ送信できる使用
に適したディジタル振動周波数シグネチャーを提供す
る。

【０００９】片持ちビーム対、両端がピンで留められた
ビーム、およびダイヤフラム（機能的にはすべての辺が
ピンで留められたビームと同等である）の使用を含む、
いろいろなビーム構造の設計が可能である。好ましい実
施例の場合、複数のビーム対の中の各ビーム対の各ビー
ムは支持体から外側に延びた片持ちビームである。それ
らの各ビームは支持体への第１および第２取付け部と内
部空間をもつＵ形構造をしている。Ｕ形構造は大きな質
量を考慮に入れており、また狭幅の取付け部はたわみ易
いサスペンションになるので、低共振周波数を検出する
場合は、支持体への狭幅の取付け部をもつＵ形構造が好
ましい。追加の利点として、Ｕ形構造によって形成され
た空間内に延びるようにより小形の片持ちビームを支持
体に取り付けることにより、全必要空間を減らすと同時
に、大きな周波数検出範囲を得ることができる。たとえ
ば、サイズが順次小さくなる一連のＵ形ビームは、大き
なＵ形片持ちビームの中に入れ子式に入れることができ
る。

【００１０】最も好ましい実施例の場合、本発明に係る
振動センサは新規なプリンタ・システムの構成部品であ
る。振動センサを診断用コンピュータと共に使用するこ
とによって、プリンタ・システムは回転するドラムや往
復運動する給紙装置など直接振動を誘導する要素を含む
プリンタ構成部品について、予想される故障モードと実
際の故障モードを決定することができる。或る状況で
は、ディジタル振動周波数シグネチャーの変化に応答し
て、像形成装置の機能不全または最適状態にない振動要
素を、診断用コンピュータに接続されたフィードバック
制御装置を使用して調整することができる。代わりに、
許可されたサービス要員が後でアクセスできるように、
診断情報を記憶しておくことができる。都合のよいこと
に、本発明に係る振動センサはサイズが小さく低コスト
であるので、プリンタ・システムの至る所に多数のセン
サを分配して、使用することができる。情報は配線、バ
スアーキテクチャー、またはワイヤレス赤外線装置また
はラジオ装置によって診断用コンピュータへ伝送するこ
とができる。無線周波数を使用する場合には、振動セン
サは信号取得モジュールによる無線周波数の問合せショ
ンに応答して無線周波数情報を送信するワイヤレストラ
ンシーバを具備することができる。

【００１１】本発明のその他の機能、目的、利点、およ
び特徴は、好ましい実施例の図面を参照して以下の説明
を熟読すれば明らかになるであろう。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、多数の振動誘導部品をも
つ像形成装置１１を有するプリンタ・システム１０を示
す一部切除した斜視図である。振動は、ベルト、ローラ
ー、ラチェット機構、往復運動アーム、あるいはプリン
タ・システムの他の普通の可動部品の動きによって誘導
されることがある。本実施例に示したプリンタ・システ
ム１０はゼログラフィー像形成装置１１を有するグレー
スケール・ゼログラフィープリンタであるが、理解され
るように、本発明は、サーマル・インクジェットプリン
タ、コンティニュアス・インクジェットプリンタ、ラス
タ出力走査レーザープリンタ、またはオフセットプリン
タすなわちリソグラフィープリンタを含む（しかし、こ
れらに限定しない）多種多様な印刷システムに使用する
ことができる。

【００１３】図１に示すように、プリンタ・システム１
０は、像形成ユニット１１あるいはプリンタシステム１
０の他の部分の至る所に分配できる多数の振動センサ３
０を有する。振動センサ３０は振動を検出し、振動の周
波数または振幅を表す信号を診断用コンピュータ２４と
モニター２６へ送信する。一般に、音響周波数の振動が
検出され、振動周波数スペクトルが得られる。診断用コ
ンピュータ２４は、このスペクトルと可能性のある問題
を表す既知の振動周波数スペクトルとを比較する。診断
用コンピュータ２４とモニター２６は、ユーザーが要求
した、または自動的なサービスやメンテナンスに結びつ
けられた予想される故障モードまたは実際の故障モード
を決定することを考慮に入れている。理解されるよう
に、モニターに加えて（またはその代わりに）、ＴＣＰ
／ＩＰ（インターネット）プロトコルまたは他の適当な
通信システムによるプリンタサービス機構内の診断用コ
ンピュータへの遠隔接続を使用することができる。その
ような遠隔接続によって、サービス係員は、顧客が問題
の存在を知る前に、プリンタ内の予想される故障を知る
ことができるであろう。代わりに、診断用コンピュータ
・システム（遠隔またはローカル）は、フィードバック
制御機構（たとえばフィードバック制御装置）による自
動修正の可能性を考慮に入れている。本発明において使
用するのに適応できるフィードバック制御をもつ適当な
診断用コンピュータ・システムが、米国特許第５，４９
０，０８９号に記載されている。理解されるように、さ
まざまなパスワードプロトコルまたは暗号体系を使用し
て、受け取った振動データと診断データへのアクセスを
許可されたサービス要員のみに制限することができる。

【００１４】振動周波数データを診断用コンピュータ２
４へ提供するセンサ３０は、診断用コンピュータ２４に
接続された信号取得モジュール２０へ配線で接続するこ
とができる（たとえば、センサ１２と、モジュール２０
に至るワイヤ１３）。代わりに、センサ１６からアンテ
ナ２１への近傍無線伝送部１７あるいはセンサ１８から
赤外線（ＩＲ）トランシーバ２２への赤外線伝送部１９
で示したように、信号取得はワイヤレス機構で行うこと
ができる。また、バスをベースとする電気的伝送システ
ム、光ファイバをベースとする伝送システム、音響伝送
システム、あるいはいずれか他の通常のデータ伝送方式
を含む、代替伝送システムを使用することができる。あ
る実施例の場合、プリンタ・システム１０の至る所に分
配された多数のセンサ（各センサは少し異なるラジオ周
波数応答を有する）を、ラジオ周波数伝送で問い合わせ
ることができる。たとえば、センサは、信号取得モジュ
ール２０内の一次コイルに緩く結合された埋込み二次コ
イルをもつことができる。適度な電力（たとえば一次コ
イルに対し１０ワットの入力）を使用して、電力と問合
せ信号の両方をセンサへ送ることができる。センサは振
動を測定し、データを信号取得モジュールへ送信するこ
とによって応答する。一次コイルでラジオ周波数範囲を
始めから終わりまで掃引することによって、プリンタ・
システム１０内のすべてのセンサ（各センサは異なるラ
ジオ周波数応答を有する）に振動データに関して定期的
に問い合わせることができる。代わりに、もちろん、周
波数依存ＩＲ（赤外線）システムまたはバスをベースと
するアドレス指定可能な問合せ方式を使用することがで
きる。

【００１５】図２に、本発明に係る振動センサ３０を略
図で示す。振動センサ３０は支持体３１に取り付けられ
た複数の片持ちビーム対３２を有している。支持体３１
とビーム３２は、パターン拡散層、イオン打込みセクシ
ョン、またはエピタキシャル被膜をもつ半導体ウェーハ
から作ることができる。適当な半導体材料としては、シ
リコン、ポリシリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウ
ム、ガリウム砒素、ゲルマニウム砒素、ＧａＰ、ＣｄＳ
ｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳ、ＡｌＡｓ、ＺｎＴｅ、ＧａＰ、Ｇ
ａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、およびこの分野の専門家に
知られたその他の多数の通常材料など、純物質または適
当にドープした（通例は、 III-V族ドーパント) 材料が
あるが、それらに限定されない。

【００１６】高度に発達した特性や処理に特徴がある
外、商業的に広く入手できるという理由で、本発明には
シリコン支持体を使用することが好ましい。一般に、片
持ちビーム３２は、通常の半導体処理技術を使用し、マ
スキング、エッチング、およびアンダーカッティングに
よって、層状に重ねたシリコン支持体から作られる。た
とえば、ビーム３２は、標準集積回路（ＩＣ）製造にお
いて半導体ウェーハに薄い表面パターンを形成するため
使用される表面エッチッング技術で一括製造することが
できる。エッチング時間を延長するか、または他のやり
方で適当に修正することによって、半導体材料の薄い層
を犠牲にアンダーカットして片持ちビーム３２などの可
動素子を作り出すことができる。代わりに、ＩＣの製造
において異方性エッチング処理を用いてウェーハに深い
溝や通路を作らなければならない場合に一般に使用され
るバルクエッチングを使用して、ビーム３２を取り囲む
すなわち輪郭を定める縁すなわち溝を正確に機械加工す
ることができる。ウェーハの表面エッチングとバルクエ
ッチングは共に、溶液内の水酸化カリウムなどの化学物
質を使用してウェーハから非被覆材料を除去する「湿式
エッチング処理」と一緒に進めることができる。非常に
高い寸法精度すなわちビームに微細構造を形成すること
が要求される場合は、「乾式エッチング処理」として一
般に知られる代替エッチング処理技術を用いることがで
きる。乾式エッチング処理は、ウェーハの原子を蒸気相
の中に移すためウェーハに高エネルギー原子またはイオ
ンを当てる高異方性スパッタリング処理（たとえばイオ
ンビームミリング）から、イオンを含むプラズマ流を用
いる反応性イオンエッチング、揮発性反応生成物の形成
を誘導するため化学的反応性イオンを含むプラズマ流を
ウェーハに当てる等方性低エネルギープラズマ技術まで
に及ぶ多くの気相またはプラズマ相エッチング技術を包
含している。

【００１７】図２に示すように、各ビーム対はエッチン
グによって少し異なる長さを持つように形成されている
ので、各ビーム対ごとに少し異なる基本周波数モードが
生じる。図２に５つのビーム対だけを例示したが、理解
されるように、目の細かい振動周波数スペクトルを得る
ために、異なる周波数モードをもつ多数のビーム対を使
用することができる。たとえば、前に述べたように、通
常のシリコン一括処理エッチング技術を用いて、６４、
２５６、１０２４、またはそれ以上の個別のビーム対を
もつ振動センサを作ることができる。

【００１８】図２からわかるように、隣接するビームに
振動が誘導することで生じる振動の漏話を最小限度にし
てセンサの感度を高めるために、同じ長さのビーム対が
使用されている。同じ長さのビーム対を使用すると、各
ビーム対が逆位相で振動するので、全システムエネルギ
ーが最小になる。この結果、ビーム対の一方の部材によ
って放射された振動エネルギーが対の他方の部材によっ
て吸収されて、同じ支持体に付いている少し異なる共振
周波数をもつ他のビームへ転移する振動エネルギーが減
少する。

【００１９】各ビームには、共振ビーム運動を測定する
センサが付いている。センサは、圧電抵抗歪みゲージ、
圧電歪みゲージ、容量型トランスジューサ、誘導型トラ
ンスジューサ、または測定可能な電気または光信号を与
えることによってビームの運動を検出する他のどんな適
当なトランスジューサでもよい。たとえば、図２では、
ビームの運動に応じた歪みゲージの抵抗の非線形圧電抵
抗の変化を通じてビームの変形を監視することによって
共振ビームの運動を測定するため、圧電抵抗歪みゲージ
３４が使用されている。個別の貼付け箔（金属歪みゲー
ジの場合）、拡散またはイオン打込み半導体、または本
発明に使用することを考慮中の薄膜堆積半導体から作ら
れた、通常の金属または半導体歪みゲージを使用するこ
とができる。一般に、適当なイオン打込みまたはイオン
拡散によって周囲のｎ型シリコン層にドープされた４個
の独立したｐ型シリコン歪みゲージがビーム３２上また
は近くに設けられている。歪みゲージは金属または強く
ドープした半導体の電気コネクタによって一緒に接続さ
れて、ホイートストンブリッジを形成している。ホイー
トストンブリッジの使用は、正確に検出し、測定すべき
抵抗の小さな変化を考慮に入れている。歪みの振幅の粗
測定は、外部温度変動、自己加熱、光導電率、またはこ
の分野の専門家に知られた他の要因に対する適当な校正
や補正の後でも可能である。

【００２０】各歪みゲージ３４は信号分析装置３６に接
続されている。信号分析装置３６は、圧電抵抗の変化を
測定するホイートストンブリッジへ電力を供給し、かつ
データを配線１３に沿って信号取得モジュール２０（図
１）へ伝送する前にそれらの圧電抵抗の変化に関する一
定の初期データ処理を行うことができる。たとえば、信
号分析装置３６は温度変動について補正し、振動の振幅
を決定し、基本的しきい値処理と信号分析を行うことが
でき、最小振幅で湾曲中の共振ビームを表す持続した周
期的信号のみが信号取得モジュール２０へ送られる。別
の実施例では、オンボード型センサメモリと論理回路を
装備することで、センサは振動が異例である場合を測定
し、そのデータを事前の対策として信号取得モジュール
２０と診断用コンピュータ２４へ送ることができる。

【００２１】本発明に使用するため種々の片持ちビーム
の設計が考えられる。たとえば、図３に、支持体４２に
横に並べて取り付けられ、振動に応答して逆位相で動く
片持ちビーム対４４，４６をもつ振動センサ４０を略図
で示す。支持体へのビームの取付けが一対の狭幅の脚に
よってなされるように、各片持ちビームはその本体内に
形成された空間４８を有している。このＵ形の取付け方
式は片持ちビームの可撓性を高め、かつビームの長さと
厚さのほかに、脚の幅によって共振応答を調節すること
を考慮に入れている。

【００２２】代わりに、図４に示すように、低周波数の
振動を検出するために、支持体５２に取り付けられた、
対でないＵ形片持ちビーム５４をもつセンサ５０を作る
ことができる。４個の圧電抵抗歪みゲージトランスジュ
ーサ６０は、ビーム５４の曲げ運動に応答するホイート
ストンブリッジを形成するように接続されている。Ｕ形
ビーム５４の脚に２個のトランスジューサ６０が埋め込
まれており、他の２個のトランスジューサは隣接するタ
ブ５８と５６に取り付けられている。ビーム５４と同様
に、ビーム５４に関連するすべてのトランスジューサ６
０が実質上同じ熱特性を持つように、タブはアンダーカ
ットされている。動作には必要ないが、ほぼ一定の熱環
境を準備すれば、センサの性能が向上する。

【００２３】図５に、共通支持体６２に取り付けられた
多数の片持ちビーム６４をもつ別の振動センサ６０を示
す。図６に示した振動センサ７０の場合は、高いビーム
密度が保たれている。多数のＵ形片持ちビーム７４が直
接向かい合って共通支持体７２に取り付けられている。
同様に、図７の振動センサ８０は共通の支持体８２に取
り付けられた複数の直接向かい合った、かつ入れ子式の
Ｕ形片持ちビーム８４，８６，８８を持っている。

【００２４】この分野の専門家には理解されるであろう
が、高周波数、中間周波数、低周波数の振動を同時に検
出する場合は、同じセンサ内に上述のビームの配置と設
計の組合せを構成することができる。図８に、この構成
を示す。図８のセンサ１００は、支持体１０２上に高周
波数モジュール１１０（一般に１０Hz以上）、中間周波
数モジュール１１２（一般に１ｋHz〜１０ｋHz）、およ
び低周波数モジュール１１４（一般に１００Hz〜１ｋH
z）の中に配置された複数の片持ちビームまたは他の振
動素子を持っている。振動ビームはケーシング１０４の
中に密閉されており、センサの感度はケーシング内のガ
ス圧力を加減することによって調節することができる。
圧力を低くすると、センサはより敏感になる。各モジュ
ールは、圧電抵抗の変化を測定する測定トランスジュー
サ（たとえば各ビームに取り付けられた歪み圧電抵抗
器）へ電力を供給し、かつデータを配線１３に沿って信
号トランシーバ１３０へ伝送する前にこれらの圧電抵抗
の変化に関する一定の初期データ処理を行うことが可能
な信号分析装置１２０に接続されている。たとえば、信
号分析装置１２０は温度変動を補正し、振動振幅を決定
し、かつ基本的しきい値演算と信号分析を行うことがで
きる。オンボード型センサメモリと論理回路を使用し
て、モジュール１１０，１１２，１１４から得られた振
動周波数スペクトルを問い合わせ、異例な振動を測定す
ることができる。予想される振動スペクトル又は過去の
振動スペクトルと現在の振動スペクトルとの不一致が測
定されたときは、図１について説明したように、トラン
シーバ１３０を作動させて、データを信号取得モジュー
ル２０と診断用コンピュータ２４へ送信することができ
る。

【００２５】この分野の専門家には理解されるであろう
が、本発明の開示した実施例に対する他のさまざまな修
正、拡張、および変更は、特許請求の範囲に記載した発
明の精神および発明の範囲に含めるべきであると考えら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】機械の至る所に分配された複数の振動センサ
（各振動センサは常時または間欠的に診断用コンピュー
タと有線または無線で接触が保たれる）を備えたプリン
タシステムの略図である。

【図２】振動分析に適した、対向片持ちビーム対の図で
ある。

【図３】振動に応答して逆位相で動く、横に並べて配置
された片持ちビーム対の図である。

【図４】低周波数の振動を検出するためのＵ形片持ちビ
ームの図である。

【図５】振動分析用の複数の片持ちビームの図である。

【図６】振動分析用の、対向配置された複数のＵ形片持
ちビームの図である。

【図７】振動分析用の複数の入れ子式Ｕ形片持ちビーム
の図である。

【図８】振動センサ内のモジュールの図である。

【符号の説明】

１０ プリンタ・システム １１ 像形成ユニット １２ センサ １３ 配線 １６ センサ １７ 近傍無線伝送部 １８ センサ １９ 赤外線伝送部 ２０ 信号取得モジュール ２１ アンテナ ２２ 赤外線トランシーバ ２４ 診断用コンピュータ ２６ モニタ ３０ 振動センサ ３１ 支持体 ３２ 片持ちビーム対 ３４ 圧電抵抗歪みゲージ ３６ 信号分析装置 ４０ センサ ４２ 支持体 ４４，４６ 横に並べて配置された片持ちビーム対 ４８ 空間 ５０ センサ ５２ 支持体 ５４ 対でないＵ形片持ちビーム ５６，５８ タブ ６０ 圧電抵抗歪みゲージトランスジューサ ６０ センサ ６２ 支持体 ６４ 共通支持体に取り付けられた大量の片持ちビーム ７０ センサ ７２ 支持体 ７４ 直接向かい合って配置された複数のＵ形片持ちビ
ーム ８０ センサ ８２ 支持体 ８４，８６，８８ 対向配置された複数の入れ子式Ｕ形
片持ちビーム １００ センサ １０２ 支持体 １０４ ケーシング １１０ 高周波数モジュール １１２ 中間周波数モジュール １１４ 低周波数モジュール １２０ 信号分析装置 １３０ 信号トランシーバ

フロントページの続き (72)発明者 ジョエル エイ クビー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14622 ロチェスター スプリング ヴァリー ドライヴ 63 (72)発明者 フレッド エフ ハブル ザ サード アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター ビーコンヴィュー コー ト 180 (72)発明者 スタンレー ジェイ ウォーレス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14564 ヴィクター トリリウム トレイル 7424 (72)発明者 アレン ジェイ ワーナー ジュニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14620 ロチェスター ハイランド アベニュー 810 (72)発明者 アール エンリック ヴィチューロ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14618 ロチェスター コハーセット ドライヴ 30

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 漏話が最小の振動周波数分析装置におい
   て、 支持体と、複数のビーム対と、各ビームに取付けられて
   共振ビーム振動を検出するビーム運動センサとを備え、 前記ビーム対の少なくとも１つが、第１共振周波数モー
   ドを持つような寸法に作られ、前記ビーム対の他の少な
   くとも１つが、第２共振周波数モードを持つような寸法
   に作られ、各ビーム対は、漏話を最小限度にするように
   逆位相で振動することができることを特徴とする振動周
   波数分析装置。
2. 【請求項２】 故障検出および予知のための振動センサ
   を備えたプリンタシステムにおいて、 内部に振動誘導要素をもつ像形成ユニットと、振動周波
   数を測定するように前記像形成ユニットに取り付けられ
   た振動センサとを備え、 前記振動センサは、支持体と、複数のビーム対と、各ビ
   ームに取付けられて共振ビーム振動を検出するビーム運
   動センサとを備えており、前記ビーム対の少なくとも１
   つが、第１共振周波数モードを持つような寸法に作ら
   れ、前記ビーム対の他の少なくとも１つが、第２共振周
   波数モードを持つような寸法に作られており、 更に、前記ビーム運動センサに電気的に接続されてい
   て、共振ビーム振動に応答してディジタル振動周波数シ
   グネチャーを与える信号分析装置を備えていることを特
   徴とするプリンタシステム。
3. 【請求項３】 故障検出および予知のための振動センサ
   を備えたプリンタシステムにおいて、 内部に振動誘導要素をもつ像形成ユニットと、振動周波
   数を測定するように前記像形成ユニットに取り付けられ
   た振動センサとを備え、 前記振動センサは、支持体と、該支持体から延長する複
   数のビームと、共振ビーム振動を検出するように各ビー
   ムに取付けられたビーム運動センサとを備えており、前
   記ビーム対の少なくとも１つが、第１共振周波数モード
   を持つような寸法に作られ、前記ビーム対の他の少なく
   とも１つが、第２共振周波数モードを持つような寸法に
   作られており、前記ビーム運動センサは圧電抵抗感知ユ
   ニットを有する運動センサから成ることを特徴とするプ
   リンタシステム。