JP2014002003A

JP2014002003A - 電子機器

Info

Publication number: JP2014002003A
Application number: JP2012136771A
Authority: JP
Inventors: Takashi Uehara; 上原　　崇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2014-01-09

Abstract

【課題】複数の駆動系の動作周波数が同じであっても、コストを抑制しつつ異常の駆動系を特定する。
【解決手段】動作周波数が共通のブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂと、振動センサ２０６は、駆動ユニット３０１に保持され、振動センサ２０６は駆動ユニット３０１の振動を検出し、ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂへの供給電流は電流検出回路３０４、３０５により検出される。駆動ユニット３０１の振動波形が異常で且つ、ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂのいずれかに関して電流異常である場合において、電流波形において異常を示す電流の周期のうち、振動波形において異常を示す振動の周期と一致する周期があれば、ＣＰＵ２０１の異常診断部３０６は、当該一致する周期の異常を示す電流が供給される駆動系を、異常が生じている駆動系であると特定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動ユニットを有する画像形成装置等の電子機器において異常箇所を特定する技術に関する。

従来、電子機器としては、各種の被駆動体を駆動する駆動ユニットを備えるものがある。例えば画像形成装置においては、感光ドラムや中間転写ベルト等を駆動するための駆動ユニットが備えられる。駆動ユニットには、異常ないし故障が生じる場合があり、異常や故障を早急に修理するためには、異常箇所を速やかに特定することが求められる。

一方、例えばプリンタや複写機は近年のカラー化や高速化によって装置構成が複雑になってきており、異常（故障）が発生した場合に異常箇所を特定することが困難となってきている。

従来、振動センサの電圧波形やモータの電流波形等の動作状態信号を検出して正常状態との振幅を比較することによって異常箇所を特定する方法が知られている（特許文献１）。

特開２００５−３３５５９号公報

しかしながら、駆動ユニットが複数の駆動部品からなる場合があり、例えば感光ドラムと中間転写ベルトとを個別に駆動する駆動系を駆動ユニットが備える場合がある。このような場合、駆動部品の動作周波数（駆動周波数）が互いに等しい場合には、振動の周波数成分だけで駆動ユニットにおける異常個所を特定することは困難である。

駆動部品ごとに振動センサを配置して駆動部品の異常を検出すれば、異常個所を正確に特定できるが、そうするとコストが上昇する。また、ブラシレスモータのような駆動部品の異常を供給電流の変化で検出する場合には、電流変化状態が長時間安定して継続しないと異常と判断することができない。また、振動による周期的な電流変化を検出しても異常を検出できない。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の駆動系の動作周波数が同じであっても、コストを抑制しつつ異常の駆動系を特定することができる電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、複数の駆動系を保持する駆動ユニットと、前記駆動ユニットの振動を検出する第１の検出手段と、前記複数の駆動系の各々への供給電流を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段の検出結果と前記第２の検出手段の検出結果とに基づいて、前記駆動ユニットにおいて異常が生じている駆動系を特定する特定手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の駆動系の動作周波数が同じであっても、コストを抑制しつつ異常の駆動系を特定することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る電子機器としてのカラー画像形成装置の概略構成図である。本画像形成装置の制御部およびその関連要素のブロック図である。ブラシレスモータを制御するモータ制御機構のブロック図である。駆動ユニットの振動波形の例を示す図（図（ａ）、（ｃ））、ブラシレスモータの電流波形の例を示す図（図（ｂ）、（ｄ））である。故障解析処理のフローチャートである。振動スペクトルデータを示す図である。故障解析処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子機器としてのカラー画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、電子写真方式でタンデム型の中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置である。

この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部を備えている。これら４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、一定の間隔において一列に配置される。さらにその下方に、給紙カセット１７、手差しトレイ２０が配置され、記録媒体Ｐの搬送パス１８が縦に配置され、その上方に定着ユニット１６が備えられる。

次に個々のユニットについて詳しく説明する。各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されている。感光ドラム２の下方にはレーザ露光装置７が設置されている。

各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって図１の時計回り方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

レーザ露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光手段、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成される。レーザ露光装置７は、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに露光をすることによって、各一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。

各現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。各現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。

一次転写手段としての転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに当接可能に配置されている。転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、各感光ドラム２上のトナー像を順次、中間転写ベルト８上に転写し重ね合わせていく。

ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、クリーニングブレード等で構成され、感光ドラム２上の一次転写時の残留した転写残トナーを感光ドラム２から掻き落とし、感光ドラム２の表面を清掃する。

中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの上側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１との間に張架されている。二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。

中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。中間転写ベルト８に転写された画像は、二次転写部３４において、給紙カセット１７から搬送され記録媒体Ｐ上に転写される。

中間転写ベルト８の外側で、テンションローラ１１の近傍には、中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するクリーニング装置１３が設置されている。以上に示したプロセスにより各トナーによる画像形成が行われる。

給紙ユニットは、記録媒体Ｐを収納するための給紙カセット１７、手差しトレイ２０、これらから記録媒体Ｐを一枚ずつ送り出す為のピックアップローラ（不図示）を備える。また給紙ユニットは、各ピックアップローラから送り出された記録媒体Ｐをレジストローラ１９まで搬送するための給紙ローラを備える。レジストローラ１９は、画像形成部１の画像形成タイミングに合わせて記録媒体Ｐを二次転写領域へ送り出す。

定着ユニット１６は、内部にヒータを配置したセラミック基板等の熱源を備えた定着フィルム（定着ローラ）１６ａと、上記基板に定着フィルム１６ａを挟んで加圧される加圧ローラ１６ｂ（このローラに熱源を備える場合もある）からなる。

また、定着ユニット１６の上流側には、定着フィルム１６ａと加圧ローラ１６ｂとのニップ部３１へ記録媒体Ｐを導くための搬送ガイド３５がある。定着ユニット１６の下流側には、定着ユニット１６から排紙された記録媒体Ｐを装置外部に導き出すための外排紙ローラ２１が配設される。さらに、外排紙ローラ２１の下流側には、排紙トレイ２２がある。

また、本画像形成装置には、第１の検出手段としての振動センサ２０６が配設される。振動センサ２０６は圧電素子を持ち、振動に比例した電荷を生じることによって振動レベルを検出することができる。また、図１には図示されていないが、本画像形成装置には、各種の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライバ基板（不図示）等から成る制御部１０２（図２参照）が配設される。

図２は、本画像形成装置の制御部１０２およびその関連要素のブロック図である。制御部１０２はＣＰＵ２０１を有し、ＣＰＵ２０１は、バス２０２を介して本画像形成装置の全体の制御を司る。ＣＰＵ２０１は、画像形成装置を制御するための制御プログラムをＲＯＭ２０３から順次読み取って実行する。ＲＡＭ２０４は入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いられる主記憶装置である。

Ｉ／Ｏインターフェース２１８は、給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うステッピングモータ等のモータ類２０７、クラッチ類２０８、ソレノイド類２０９、紙検センサ類２１０等の装置の各負荷に接続される。現像器４（図１）内のトナー量を検知するトナーセンサ２１１が現像器４に配置されている。さらに、各負荷のホームポジションやドアの開閉状態等を検知するためのスイッチ類２１２の信号もＩ／Ｏインターフェース２１８に入力される。高圧ユニット２１３は、ＣＰＵ２０１の指示に従って、図１に示した一次帯電器３、現像器４のほか、いずれも不図示の転写前帯電器、転写帯電器、分離帯電器へ高圧を出力する。

画像データに従ってＰＷＭ２１５を介してレーザ露光装置７から出力されるレーザ光が感光ドラム２を照射し、露光するとともに、非画像領域において受光センサであるビーム検知センサ２１４によって発光状態が検知される。ビーム検知センサ２１４の出力信号はＩ／Ｏインターフェース２１８に入力される。

制御部１０２にはコントローラ２１６が接続される。コントローラ２１６は、不図示のＣＰＵ等を搭載しており、制御部１０２のＣＰＵ２０１とシリアル信号等で接続されて通信し、プリンタエンジン部への出力タイミング等のやり取りを行う。コントローラ２１６には操作部２１７が接続され、操作部２１７は、表示や各種設定を行うためのキー入力機構を備える。

Ｉ／Ｏインターフェース２１８にはさらに、ブラシレスモータ２０５（第１のブラシレスモータ２０５ａ、第２のブラシレスモータ２０５ｂ）、振動センサ２０６が接続される。

図３は、ブラシレスモータ２０５を制御するモータ制御機構のブロック図である。

ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂおよび振動センサ２０６は、駆動ユニット３０１に保持されている。第１のブラシレスモータ２０５ａは感光ドラム２を駆動するための駆動手段である。第２のブラシレスモータ２０５ｂは中間転写ベルト８を駆動するための駆動手段である。

感光ドラム２を駆動するための駆動系には、第１のブラシレスモータ２０５ａのほか、第１のブラシレスモータ２０５ａによって直接または間接に駆動されるギア等の構成部品（図示せず）も含まれる。これらを総称して「感光体駆動系」と称する。一方、中間転写ベルト８を駆動するための駆動系には、第２のブラシレスモータ２０５ｂによって直接または間接に駆動されるギア等の構成部品（図示せず）も含まれる。これらを総称して「ベルト駆動系」と称する。

振動センサ２０６は、駆動ユニット３０１に取り付けられており、駆動ユニット３０１の振動レベルを検出する。後述するように、振動センサ２０６の出力レベルと周波数成分とによって駆動ユニット３０１の異常を検出することができる。

図３に示すように、モータ制御機構において負荷制御基板３００内に、いずれも第２の検出手段としての電流検出回路３０４、３０５が備えられる。負荷制御基板３００内には、ＣＰＵ２０１は、第１の解析手段としての振動解析部３０２、モータ駆動モジュール３０３、特定手段としての異常診断部３０６、いずれも第２の解析手段としての電流解析部３０７、３０８が備えられる。

ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂの動作周波数は共通である。ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂはいずれも、ＣＰＵ２０１のモータ駆動モジュール３０３によって同じ駆動周波数で制御される。ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂが動作するために供給される供給電流は、電流検出回路３０４、３０５により検出される。電流検出回路３０４、３０５で検出された信号は電流解析部３０７，３０８で解析処理される。

振動センサ２０６により検出された信号は、振動解析部３０２により解析処理される。電流検出回路３０４、３０５で検出され電流解析部３０７，３０８で解析処理された結果と振動センサ２０６で検出され振動解析部３０２で解析処理された結果とに基づいて、異常診断部３０６は異常となる振動の要因を特定する。コントローラ２１６は、異常診断部３０６の診断結果を受け取り、異常状態を操作部２１７に表示させる。

図４（ａ）、（ｃ）は、駆動ユニット３０１の振動波形の例を示す図である。図４（ｂ）、（ｄ）は、ブラシレスモータ２０５の電流波形の例を示す図である。特に図４（ａ）、（ｃ）はそれぞれ、正常時、異常時において中間転写ベルト８が１周したときの振動センサ２０６の検出結果である振動波形である。図４（ｂ）、（ｄ）はそれぞれ、正常時、異常時において中間転写ベルト８が１周したときの、電流検出回路３０５の検出結果である第２のブラシレスモータ２０５ｂへの供給電流の電流波形である。図４（ａ）〜（ｄ）は、一例として、ベルト駆動系に関するデータを示したが、感光体駆動系においても波形の説明としては同様である。

図４（ａ）に示すように、正常状態では駆動ユニット３０１の振動状態が安定しているため振幅の変化は見られない。図４（ｂ）に示すように、電流波形についても、振動による負荷の増加や速度変動が起きていないため電流の変動も見られない。

一方、図４（ｃ）に示すように、異常状態では振幅の変化が見られ、この振動波形は中間転写ベルト８が回転するごとに繰り返される。

中間転写ベルト８は、その耐久状態や表面上のトナー量に関連してクリーニング装置１３との摩擦抵抗が変化する。摩擦抵抗が大きくなると駆動ユニット３０１の振動となって振動センサ２０６が検出できるレベルとなる。ＣＰＵ２０１は、振動センサ２０６の検出波形の振幅が所定値（例えば±２Ｖ）を超えた場合に、駆動ユニット３０１に異常があると判断する。ところが振動センサ２０６の検出波形では、異常の有無を検出することはできるが要因を特定することまではできない。

図４（ｄ）に示すように、異常状態では、第２のブラシレスモータ２０５ｂの電流波形において電流の変動が見られる。中間転写ベルト８とクリーニング装置１３との摩擦抵抗が大きくなると、中間転写ベルト８の負荷が大きくなり第２のブラシレスモータ２０５ｂへの供給電流が増加する。ここで電流が増加するのは中間転写ベルト８の１周の中の決まった部分だけである。ただし速度変動の場合にも同様な電流変化が発生する可能性があるため、電流波形だけでは異常かどうかの判断が困難である。

そこでＣＰＵ２０１は、第２のブラシレスモータ２０５ｂの電流が異常となる周期と駆動ユニット３０１の振動波形が異常となる周期とが一致することで、異常となる要因が、第２のブラシレスモータ２０５ｂを含むベルト駆動系にあると判断する。すなわち振動センサ２０６の検出結果である振動波形から異常の有無を確認し、これと電流検出回路３０５の検出結果である第２のブラシレスモータ２０５ｂの電流波形とを組み合わせて解析することで異常箇所（故障箇所）を特定することができる。

感光体駆動系においては、ＣＰＵ２０１は、駆動ユニット３０１の振動波形から異常の有無を確認し、これと第１のブラシレスモータ２０５ａの電流波形とを組み合わせて解析することで異常箇所（故障箇所）を特定することができる。

図５は、故障解析処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１では、ＣＰＵ２０１は、故障解析のタイミングか否かを判別する。例えばＣＰＵ２０１は、画像形成中やキャリブレーション中である場合に、故障解析のタイミングであると判別する。あるいは、故障解析用のモードを予め設定しておき、操作部２１７上でユーザから指示が入力されたときに故障解析のタイミングとしてもよい。

故障解析のタイミングとなると、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１０２で、タイマｔをリセットすると共に計時を開始する。そしてステップＳ１０３で、ＣＰＵ２０１は、振動センサ２０６の検出データを収集する。

次にＣＰＵ２０１は、電流検出回路３０４で検出される第１のブラシレスモータ２０５ａの供給電流の検出信号を受け取る（ステップＳ１０４）。それと並行してＣＰＵ２０１は、電流検出回路３０５で検出される第２のブラシレスモータ２０５ｂの供給電流の検出信号を受け取る（ステップＳ１０５）。

次にＣＰＵ２０１は、タイマｔの計時開始から時間Ｔが経過したか否かを判別する（ステップＳ１０６）。ここで時間Ｔは、中間転写ベルト８の１周に要する時間と感光ドラム２の１回転に要する時間の短い方と同じかそれより長い時間として予め設定され、例えばＴ＝１０ｓｅｃとする。

ＣＰＵ２０１は、タイマｔの計時開始から時間Ｔが経過（ｔ≧Ｔ）するまでは、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理を繰り返す。時間Ｔが経過したら、振動センサ２０６のデータとブラシレスモータ２０５の電流値を１０秒間取得したので、ＣＰＵ２０１は、処理をステップＳ１０７に進める。

ステップＳ１０７では、ＣＰＵ２０１は、振動センサ２０６の検出データの解析を振動解析部３０２で行い、出力異常であるか否かを判別する。ここでは、振動解析部３０２は、振動センサ２０６の出力値と所定値（±２Ｖ）とを比較し、出力値が所定値を超える部分がある場合に出力異常（駆動ユニット３０１の振動波形に異常有り）と判別する。

その判別の結果、ＣＰＵ２０１は、出力異常でない場合は、いずれの駆動系にも異常が認められないと判断されるので処理をステップＳ１０１に戻す一方、出力異常である場合は処理をステップＳ１０８に進める。

ステップＳ１０８では、ＣＰＵ２０１は、振動波形において異常となる周期をＲＡＭ２０４に記憶させる。すなわち、ステップＳ１０７での振動解析部３０２による解析によって、出力値が所定値を超える部分の発生周期が、振動波形において異常を示す振動の周期として求められている。従って、この周期をＲＡＭ２０４は記憶する。

次にステップＳ１０９では、ＣＰＵ２０１は、電流検出回路３０４、３０５により検出された電流波形を電流解析部３０７，３０８で解析し、電流値が所定値（例えば１Ａ）を超える部分があるか否かによって電流異常か否かを判別する。ここでは、ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂのそれぞれについて、解析、電流値と所定値との比較判別がなされる。

その判別の結果、ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂのいずれに関しても電流異常でない場合は駆動系の異常ではないと判断できるので、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ１１３に進める。一方、ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂのいずれかに関して電流異常である場合は、いずれかの駆動系に異常があると判断できるので、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ１１０に進める。

ステップＳ１１０では、ＣＰＵ２０１は、電流波形において異常となる周期をＲＡＭ２０４に記憶させる。すなわち、ステップＳ１０９での電流解析部３０７，３０８による解析によって、駆動系の各々について、電流値が所定値を超える部分の発生周期が、電流波形において異常を示す電流の周期として求められている。従って、求められた、ベルト駆動系と感光体駆動系の各々の周期をＲＡＭ２０４は記憶する。

次にステップＳ１１１では、ＣＰＵ２０１は、振動センサ２０６の異常周期とブラシレスモータ２０５の電流変化の異常周期とが一致するか否かを判別する。すなわちＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０４にそれぞれ記憶された、振動波形において異常を示す振動の周期と、電流波形において異常を示す電流の周期とを比較し、一致する周期があるか否かを判別する。そしてＣＰＵ２０１は、電流波形において異常を示す電流の周期のうち、振動波形において異常を示す振動の周期と一致する周期がある場合は、いずれかの駆動系に異常があると判断できるので、処理をステップＳ１１２に進める。一方、一致する周期が無い場合は、駆動系の異常ではないと判断できるので、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ１１３に進める。

ステップＳ１１２では、ＣＰＵ２０１は、異常診断部３０６で異常個所を特定する。すなわち異常診断部３０６は、電流波形において異常を示す電流の周期のうち、振動波形において異常を示す振動の周期と一致する周期がある場合、当該一致する周期の異常を示す電流が供給される駆動系を、異常が生じている駆動系であると特定する。

例えば、振動波形における異常周期に対して第１のブラシレスモータ２０５ａの検出電流の異常周期が一致していて、第２のブラシレスモータ２０５ｂの検出電流の異常周期が一致していないかまたは異常電流が発生していないとする。この場合は、第１のブラシレスモータ２０５ａがある感光体駆動系が、異常振動を発生させている駆動系であると特定することができる。ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂの検出電流の異常周期は個別に比較されるので、感光体駆動系およびベルト駆動系の双方が異常と判別される場合もある。

駆動系に異常があると判断した場合、一律に、ブラシレスモータ２０５の異常と判断してもよい。しかし、駆動系に異常があるとしても、異常の要因はブラシレスモータ２０５そのものとは限られず、ブラシレスモータ２０５によって駆動されるギアや負荷を与える構成要素である場合も実際にはあり得る。そこで、ステップＳ１１２では、ブラシレスモータ２０５によって回転駆動される回転体である、例えばギアも異常特定の対象としてもよい。

その場合、予めギアの回転周期を記憶しておく。そして、異常が生じている判断された駆動系におけるギアの回転周期が、検出電流の異常周期と一致（ここでは振動波形の異常周期とも一致）する場合は、ＣＰＵ２０１は、当該ギアが異常個所であると特定する。

続くステップＳ１１４では、ＣＰＵ２０１は、異常状態（異常有り）の旨と、ステップＳ１１２で特定した異常個所とを示す情報を、コントローラ２１６に通知する。通知を受けたコントローラ２１６は、その情報を操作部２１７に表示させる。

ステップＳ１１３では、ＣＰＵ２０１は、その他の異常、すなわち、異常個所は駆動系以外のその他の箇所にあると判断する。そして、ステップＳ１１５では、ＣＰＵ２０１は、駆動系に異常個所が特定できなかった旨の情報を、異常状態としてコントローラ２１６に通知する。通知を受けたコントローラ２１６は、その情報を操作部２１７に表示させる。

本実施の形態によれば、駆動ユニット３０１の振動を検出した検出結果と複数の駆動系（感光体駆動系、ベルト駆動系）の各々への供給電流を検出した検出結果とに基づいて、駆動ユニット３０１において異常が生じている駆動系が特定される。従って、駆動ユニット３０１の振動を検出する振動センサ２０６は１つで済み、駆動部品ごとに振動センサを配置する必要がないので、低コストである。また、ブラシレスモータ２０５への供給電流の変化を継続して長時間把握する必要がない。特に、異常個所の特定は、振動波形と電流波形の周波数成分に基づきなされ、異常周期の一致から異常個所が特定されるので、特定処理が簡単で容易である。よって、複数の駆動系の動作周波数が同じであっても、コストを抑制しつつ異常の駆動系を容易に特定することができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、異常個所の特定を、振動波形と電流波形の各異常周期の比較によって行った。これに対し本発明の第２の実施の形態では、振動波形と電流波形の各異常周波数の比較で異常個所を特定する。従って、故障解析処理については図５に代えて図７を用い、さらに図６を加えて第２の実施の形態を説明する。本実施の形態では、振動解析部３０２による振動解析においてフーリエ変換が用いられる。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

図６は、振動スペクトルデータを示す図である。このスペクトルデータは、異常時において中間転写ベルト８が１周したときの振動センサ２０６の検出結果である振動波形（図４（ｃ））を振動解析部３０２がフーリエ変換することによって得られる。

駆動ユニット３０１の異常有無は、スペクトルデータのパワーレベルで判断される。図６の例では、ピーク１、２、３はパワーレベルの閾値である０．２を超えている部分である。ピーク１、２、３の周波数（Ｈｚ）が、異常となる周波数として記憶される。

図７は、故障解析処理のフローチャートである。

まず、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６では、図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同様の処理を実行する。ステップＳ２０６で、ｔ≧Ｔとなった場合は、振動センサ２０６のデータとブラシレスモータ２０５の電流値を１０秒間取得したので、ＣＰＵ２０１は、処理をステップＳ２０７に進める。

ステップＳ２０７では、ＣＰＵ２０１は、振動センサ２０６で検出された駆動ユニット３０１の振動波形を振動解析部３０２で解析する。すなわち振動解析部３０２は、振動センサ２０６の出力値をサンプリングしたデータに対してフーリエ変換を行い、振動スペクトルデータを生成する。

次に、ステップＳ２０８では、ＣＰＵ２０１は、振動スペクトルデータに異常があるか否かを判別する。すなわちＣＰＵ２０１は、振動スペクトルデータのパワーレベルが閾値＝０．２を超えている周波数成分があれば異常と判断する。その判別の結果、ＣＰＵ２０１は、振動スペクトルデータに異常がなければ処理をステップＳ２０１に戻す一方、振動スペクトルデータに異常があれば、処理をステップＳ２０９に進める。

ステップＳ２０９では、ＣＰＵ２０１は、パワーレベルが閾値＝０．２を超える周波数、すなわち振動波形における異常を示す振動の周波数をＲＡＭ２０４に記憶させる。

次にステップＳ２１０では、ＣＰＵ２０１は、図５のステップＳ１０９と同様の処理を実行する。その判別の結果、ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂのいずれに関しても電流異常でない場合は駆動系の異常ではないと判断できるので、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ２１４に進める。一方、ブラシレスモータ２０５ａ、２０５ｂのいずれかに関して電流異常である場合は、いずれかの駆動系に異常があると判断できるので、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ２１１に進める。

ステップＳ２１１では、ＣＰＵ２０１は、電流波形において異常となる周波数（Ｈｚ）をＲＡＭ２０４に記憶させる。すなわち、ステップＳ２１０での電流解析部３０７，３０８による解析によって、駆動系の各々について、電流値が所定値を超える１秒間当たりの回数が、電流波形において異常を示す電流の周波数として求められている。従って、求められた、ベルト駆動系と感光体駆動系の各々の周波数をＲＡＭ２０４は記憶する。

次にステップＳ２１２では、ＣＰＵ２０１は、振動センサ２０６の異常周波数とブラシレスモータ２０５の電流変化の異常周波数とが一致するか否かを判別する。すなわちＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０４に記憶された、振動波形において異常を示す振動の周波数と、電流波形において異常を示す電流の周波数とを比較し、一致する周波数があるか否かを判別する。そしてＣＰＵ２０１は、電流波形において異常を示す電流の周波数のうち、振動波形において異常を示す振動の周波数と一致する周波数がある場合は、いずれかの駆動系に異常があると判断できるので、処理をステップＳ２１３に進める。一方、一致する周波数が無い場合は、駆動系の異常ではないと判断できるので、ＣＰＵ２０１は処理をステップＳ２１４に進める。

ステップＳ２１３では、ＣＰＵ２０１は、図５のステップＳ１１２と同様の処理を実行する。ただし、ステップＳ２１３での処理においては、「周期」を「周波数」に置き換え、周波数同士の比較による判断や処理となる。すなわち異常診断部３０６は、電流波形において異常を示す電流の周波数のうち、振動波形において異常を示す振動の周波数と一致する周波数がある場合、当該一致する周波数の異常を示す電流が供給される駆動系を、異常が生じている駆動系と特定する。

ステップＳ２１３においてはまた、図５のステップＳ１１２と同様に、ブラシレスモータ２０５だけを異常特定の対象としてもよいが、ブラシレスモータ２０５によって回転駆動される回転体としてのギアも異常特定の対象としてもよい。その場合、予めギアの回転周波数を記憶しておく。そして、異常が生じている判断された駆動系におけるギアの回転周波数が、検出電流の異常周波数と一致（ここでは振動波形の異常周波数とも一致）する場合は、ＣＰＵ２０１は、当該ギアが異常個所であると特定する。

ＣＰＵ２０１は、ステップＳ２１５では、図５のステップＳ１１４と同様の処理を実行する。またＣＰＵ２０１は、ステップＳ２１４、Ｓ２１５では、図５のステップＳ１１３、Ｓ１１５と同様の処理を実行する。

本実施の形態によれば、複数の駆動系の動作周波数が同じであっても、コストを抑制しつつ異常の駆動系を容易に特定することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、振動波形をフーリエ変換することで解析し、周波数の比較で異常を判断するので、複数の要因がある場合でも異常個所の特定が可能である。

なお、駆動ユニット３０１内で異常個所の特定の対象となる駆動手段としてブラシレスモータ２０５を例示したが、これに限られず、他の種類のモータ等の駆動手段を対象にしてもよい。

また、駆動ユニット３０１に保持される複数の駆動系として２つの駆動系を例示したが、駆動系の種類は問わず、数は３つ以上であってもよい。

なお、本発明は、複写装置、プリンタ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置に限られず、駆動ユニットを有する各種の電子機器に適用可能である。例えば、画像形成装置以外の家電製品、自動車等において駆動系を複数保持する駆動ユニットの故障や動作不良を診断するのに好適である。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

２０５ブラシレスモータ
２０６振動センサ
３０１駆動ユニット
３０２振動解析部
３０４、３０５電流検出回路
３０６異常診断部
３０７、３０８電流解析部

Claims

複数の駆動系を保持する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットの振動を検出する第１の検出手段と、
前記複数の駆動系の各々への供給電流を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段の検出結果と前記第２の検出手段の検出結果とに基づいて、前記駆動ユニットにおいて異常が生じている駆動系を特定する特定手段とを有することを特徴とする電子機器。
前記第１の検出手段により検出された振動波形を解析し、異常を示す振動の周期を求める第１の解析手段と、前記第２の検出手段により検出された電流波形を解析し、異常を示す電流の周期を前記複数の駆動系の各々について求める第２の解析手段とを有し、前記特定手段は、前記第２の解析手段により求められた周期のうち、前記第１の解析手段により求められた周期と一致する周期がある場合は、当該一致する周期の異常を示す電流が供給される駆動系を、異常が生じている駆動系であると特定することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記第１の検出手段により検出された振動波形を解析し、異常を示す振動の周波数を求める第１の解析手段と、前記第２の検出手段により検出された電流波形を解析し、異常を示す電流の周波数を前記複数の駆動系の各々について求める第２の解析手段とを有し、前記特定手段は、前記第２の解析手段により求められた周波数のうち、前記第１の解析手段により求められた周波数と一致する周波数がある場合は、当該一致する周波数の異常を示す電流が供給される駆動系を、異常が生じている駆動系であると特定することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記第１の解析手段は、前記検出された振動波形をフーリエ変換することで解析することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
前記駆動系にはブラシレスモータが含まれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
前記駆動系には、駆動手段と、該駆動手段によって回転駆動される回転体とが含まれ、前記特定手段は、異常が生じている駆動系として特定した駆動系に含まれる回転体の回転周期が、前記一致する周期に対して一致する場合は、当該回転体に異常が生じていると判断することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
前記駆動系には、駆動手段と、該駆動手段によって回転駆動される回転体とが含まれ、前記特定手段は、異常が生じている駆動系として特定した駆動系に含まれる回転体の回転周波数が、前記一致する周波数に対して一致する場合は、当該回転体に異常が生じていると判断することを特徴とする請求項３または４に記載の電子機器。