JP5747554B2 - 電子機器、異常判定方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子機器、異常判定方法およびプログラムに関する。

近年、画像形成装置における画像品質は高画質であることがより求められている。特にプロダクション市場においては、画像の劣化防止に対する要望は高く、異常画像を出力することは極力避けなければならない。

そこで、経年劣化や機械異常による装置の異常状態を監視する故障発生予測の必要性が高まっている。故障発生予測を行うことにより、異常画像を出力する前にサービスパーソンによる修理を実施することや、装置内での自動補正および縮退運用による事前対応が可能となる。

故障発生予測の手法の一つとして、モータのエンコーダデータを一定時間毎にサンプリングして、そのデータを周波数解析することで故障の前兆を検知したり、その故障位置を特定したりする技術が知られている。例えば、特許文献１では、特別な故障検知回路を追加することなく、モータやギヤの故障を診断できるようにするために、エンコーダパルスの出力を解析して得られた特徴量と基準特徴量とを比較して故障診断を行う技術が提案されている。

しかしながら、特許文献１などの従来の周波数解析技術は、１つの駆動源または駆動系に対する１つまたは複数のエンコーダセンサを用いて、エンコーダセンサが出力している駆動源または駆動系そのものの異常発生について検出する技術であった。このため、異常発生予兆や故障発生の検出対象となる駆動源が複数存在する場合は、検出対象数分のエンコーダセンサが必要となる。したがって、装置構成が複雑になり、コストアップの要因となる問題や、コスト低減のために異常検出機能を断念せざるを得ないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より簡易な構成で異常検出機能を実現できる電子機器、異常判定方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１モータを備える電子機器であって、前記第１モータにより駆動される第１移動体と、前記第１モータの回転速度または前記第１移動体の駆動速度に応じたエンコーダ信号を検出する検出部と、前記エンコーダ信号を周波数解析し、周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、前記周波数のうち、前記第１モータまたは前記第１移動体に対して予め定められた第１周波数の前記解析結果に基づいて前記第１モータまたは前記第１移動体の異常を判定し、前記周波数のうち、前記第１モータおよび前記第１移動体以外の部品に対して予め定められた第２周波数の前記解析結果に基づいて、前記部品の異常を判定する判定部と、を備え、前記部品は、第２モータにより駆動され、前記第１移動体に当接している、前記部品以外の物体を介して前記第１移動体に対して接触する、または、前記第１移動体に電気的もしくは磁気的に作用する第２移動体を含むこと、を特徴とする。

本発明によれば、より簡易な構成で異常検出機能を実現できるという効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図２は、感光体ユニット周辺の部品の異常を検出する構成部の一例を示すブロック図である。 図３は、パルス検出部と駆動制御部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図４は、回転ムラを検出し故障を予測する故障予測部の構成の一例を示すブロック図である。 図５は、感光体ユニット周辺の部品構成の一例を示す図である。 図６は、駆動系で異常が発生した場合に異常を検出する概念について説明する図である。 図７は、パルス間隔時間を周波数解析した結果を示す図である。 図８は、モータ制御・異常検知処理の全体の流れの一例を示すフローチャートである。 図９は、故障検知処理の全体の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０は、故障部分ごとの周波数および閾値を対応づけたテーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図１１は、故障検知処理の全体の流れの別の例を示すフローチャートである。 図１２は、故障部分ごとの周波数および閾値を対応づけたテーブルのデータ構造の一例を示す図である。 図１３は、中間転写ベルトの駆動モータ機構周辺の部品構成の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電子機器、異常判定方法およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

なお、以下では、本発明の電子機器を、カラー画像を形成する画像形成装置に適用した例を挙げて説明するが、適用可能な装置はこれに限られるものではない。少なくとも１つのモータを備える電子機器であればあらゆる機器に適用できる。例えば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの外部コントローラから画像データを受け取り、画像を形成するプリント機器なども含まれる。また、例えば、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、および、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能並びにファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。また、画像形成の前処理または後処理などを行う画像形成装置の周辺機、および、画像形成装置で用いる用紙等を搬送する搬送装置などにも適用できる。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態の画像形成装置は、複数の駆動源がそれぞれ故障した際に変動する複数の特定の周波数と、故障箇所とを対応づけた情報を保持する。そして、駆動源の１つに対応する１つのエンコーダ（パルス発生部）が出力したパルス間隔時間を周波数解析し、解析結果の中の複数の特定の周波数に対して、それぞれ基準値を超えていないなどの異常判定を繰り返し行う。これにより、１つの駆動源に取り付けられたエンコーダからの出力パルスを周波数解析することで、その駆動系に当接する他の駆動源（駆動系）の状態も判定できる。すなわち、より簡易な構成で異常検出機能を実現できる。なお、他の駆動系は、エンコーダが取り付けられた駆動源に当接する必要はなく、他の部品等の物体を介して接触するものであってもよい。また、他の駆動系は、エンコーダが取り付けられた駆動源に対して電気的または磁気的に作用するものであってもよい。

図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１０の構成を示すブロック図である。なお、第１の実施の形態では、カラー複写機で用いる感光体ドラム周辺の部品の異常を検出する例を説明する。図１に示すように、画像形成装置１０は、スキャナユニット１１と、感光体ユニット１２ａ〜１２ｄと、定着ユニット１３と、中間転写ベルト１４と、二次転写ローラ１５と、レジストローラ１６と、給紙ローラ１７と、紙搬送ローラ１８と、転写紙１９と、給紙ユニット２０と、斥力ローラ２１と、排紙ユニット２２と、中間転写スケール検出センサ２３と、を備えている。

スキャナユニット１１は、原稿台の上面に載置された原稿の画像を読み取る。感光体ユニット１２ａ〜１２ｄは、それぞれＹＣＭＫ４色に対応し、潜像担持体としてのドラム状の感光体ドラム、感光体クリーニングローラなどを有している。以下、色を特定しない場合は、単に感光体ユニット１２という場合がある。

定着ユニット１３は、転写されたトナー画像を転写紙上に定着させる。中間転写ベルト１４は、感光体ユニット１２ａ〜１２ｄで形成された各色の画像を重ね合わせかつ転写紙に転写させる。二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１４上の画像を転写紙に転写する。レジストローラ１６は、転写紙のスキュー補正および転写紙搬送などを行う。給紙ローラ１７は、転写紙を給紙ユニット２０から搬送部へ送り出す。紙搬送ローラ１８は、給紙ローラ１７から送り出された転写紙１９をレジストローラ１６まで搬送する。

給紙ユニット２０は、転写紙１９を積載する。斥力ローラ２１は、二次転写ローラ１５の対抗部分に配置され、中間転写ベルト１４と二次転写ローラ１５との間のニップを生成および維持させる。排紙ユニット２２は、画像が転写かつ定着された転写紙が排出される。中間転写スケール検出センサ２３は、中間転写ベルト１４上に形成されたスケールを検出してパルス出力を生成する。

図２は、感光体ユニット１２周辺の部品の異常を検出する構成部の一例を示すブロック図である。図２に示すように、感光体ユニット１２は、感光体ドラム５１と、モータ５２と、コードホイール５３と、パルス発生部５４とを備えている。また、画像形成装置１０は、パルス検出部１１０と、駆動制御部１２０と、駆動部１３０と、通信部１４０とを備えている。

モータ５２は、駆動部１３０により駆動され回転するモータである。コードホイール５３は、感光体ドラム５１に一体化して取り付けられており、感光体ドラム５１の１周で１回転する。モータ５２は第１モータの一例であり、感光体ドラム５１は第１移動体の一例である。コードホイール５３は、外周にロータリスケールが形成されている。例えば、透明のコードホイール５３に黒のスリットであるロータリスケールを形成するように構成することができる。

パルス発生部５４は、コードホイール５３に形成されているロータリスケールを検出して、パルス信号を出力するエンコーダとして機能する。

パルス検出部１１０は、パルス発生部５４から出力されたパルス信号を受信し、パルス間隔時間を計測し、データとして取り込む。パルス検出部１１０は検出部の一例であり、感光体ドラム５１の回転に応じた信号を検出する。駆動制御部１２０は、パルス間隔時間を参照してモータ５２の速度を制御する。例えば、駆動制御部１２０は、取り込まれたパルス間隔時間と目標パルス間隔時間とを比較し、比較結果を元にモータ５２の回転速度をフィードバック制御する。駆動部１３０は、駆動制御部１２０からの命令に応じてモータ５２を駆動する。通信部１４０は、画像形成装置１０内の他の構成部や外部装置との間のデータの送受信を行う。

なお、駆動制御部１２０による制御方法は、パルス間隔時間のように時間そのものを直接用いる方法に限られるものではなく、感光体ドラム５１の回転状態を検出できる単位系であれば特に手段は問わない。また、フィードバック制御については、特に速度に限定するものではなく、位置制御、または、速度と位置とによる制御でもよい。さらに、制御系の特性に応じて、フィードフォワード方式での制御でもよいし、フィードバック制御およびフィードフォワード制御を併用してもよい。

図３は、パルス検出部１１０と駆動制御部１２０のさらに詳細な構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、パルス検出部１１０は、インプットキャプチャ１１１と、フィルタ１１２とを備えている。

インプットキャプチャ１１１は、パルス間隔時間を測定する。フィルタ１１２は、外乱ノイズ等による不正なデータの除去および平均化などのフィルタ処理を実行する。

駆動制御部１２０は、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ１２２と、ＲＯＭ１２３とを備えている。ＣＰＵ１２１は、モータ制御のための演算や、外部からの指示の受信および解析を実行する。ＲＡＭ１２２は、プログラムやデータ処理用の一時記憶領域である。ＲＯＭ１２３は、プログラムや固定データの格納用領域である。駆動制御部１２０は、パルス検出部１１０から得られたパルス間隔時間を用いて、感光体ドラム５１が回転ムラ等なく高精度に一定速度で回転するように演算処理を実行し、演算結果をモータ速度へ反映する。モータ速度制御の詳細については後述する。

図２に示すような構成を利用することにより、パルス間隔時間をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）などの手法を用いて周波数解析し、感光体ドラム５１の駆動系の回転ムラを検出することができる。なお、ＦＦＴで周波数解析するデータはパルス間隔時間に限られるものではなく、モータ５２またはモータ５２により駆動（回転）する移動体である感光体ドラム５１の駆動に応じた信号であればあらゆるデータを適用できる。また、周波数解析は、ピーク値（片振幅値）を算出するように構成してもよいし、ピークｔｏピーク値（両振幅値）を算出するように構成してもよい。

図４は、回転ムラを検出し故障を予測する故障予測部２００の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、故障予測部２００は、解析部２０１と、判定部２０２と、通知部２０３とを備えている。

解析部２０１は、パルス検出部１１０から出力された信号（パルス間隔時間）を入力し、パルス間隔時間を周波数解析して、周波数ごとの解析結果を生成する。本実施の形態では、解析部２０１は、ＦＦＴによりパルス間隔時間を解析する。なお、適用可能な解析手法はＦＦＴに限られず、ウェーブレット変換などの他の解析手法を用いてもよい。

判定部２０２は、解析部２０１による解析結果から、パルス発生部５４が取り付けられた感光体ドラム５１だけでなく、感光体ドラム５１の回転に影響を与える他の部品の異常の有無を判定する。判定部２０２による判定処理の詳細については後述する。

通知部２０３は、判定部２０２による異常の判定結果を通知する。通知部２０３は、例えば、異常が発生したことをディスプレイなどの表示装置に出力する。また、通知部２０３が、上記通信部１４０を介して、異常が発生したことを所定の外部装置に送信するように構成してもよい。これにより、オペレータ、サポート、およびサービス等が状況に応じた修理等の対応を行うことができる。

故障予測部２００は、例えば駆動制御部１２０内のＣＰＵ１２１により実現することができる。すなわち、ＣＰＵ１２１が、故障予測部２００の各部（解析部２０１、判定部２０２、および通知部２０３）を含むモジュール構成のプログラムをＲＡＭ１２２上にロードし、これらの各部をＲＡＭ１２２上に生成するように構成することができる。

近年は安価で高性能なＣＰＵを選択できるため、ＦＦＴ演算などはモータ制御性能に影響しない処理の空き時間程度で演算させることが可能である。すなわち、外部に専用装置等を用いることなく、画像形成装置１０単体で、自装置内で駆動されるモータ駆動系の回転ムラ、すなわち異常状態の発生を検出できる。具体的には、回転ムラの経時的変化を監視することで、ギヤの磨耗等の機構系劣化や異常負荷による装置の異常状態の発生を検出できる。これにより装置単体で自己の故障発生を予測することができる。

次に、判定部２０２による判定処理の詳細について説明する。最初に、感光体ユニット１２周辺の部品構成の具体例について説明する。図５は、感光体ユニット１２周辺の部品構成の一例を示す図である。

図５に示すように、感光体ユニット１２周辺には、感光体ドラム５１、モータ５２のほかに、感光体クリーニングローラ６１、感光体クリーニングローラ６１を駆動するモータ６２、現像ローラ７１、および現像ローラ７１を駆動するモータ７２が配置されている。

モータ７２で駆動される現像ローラ７１は、感光体ドラム５１上に形成された静電潜像にトナーを付着させる。モータ６２で駆動される感光体クリーニングローラ６１は、転写後に感光体ドラム５１上に残留したトナーなどを除去する。

ここで画像形成の主要素である現像ローラ７１および感光体クリーニングローラ６１はそれぞれの機能上、感光体ドラム５１と接触または極めて近い位置に配置されている。例えば、現像ローラ７１は、感光体ドラム５１との電位差によりトナーを付着させるものである。このため、現像ローラ７１は、感光体ドラム５１と接触（当接）していないが、感光体ドラム５１に対して電気的または磁気的に作用する。

現像ローラ７１および感光体クリーニングローラ６１は、ともにそれぞれ独立した駆動用モータ（モータ７２およびモータ６２）によって制御されている。モータ７２、モータ６２、ギヤ取り付け偏心、現像ローラ７１の径偏差、および、感光体クリーニングローラ６１の径偏差等は、感光体ドラム５１の表面速度に影響を及ぼすと考えられる。

当然、高精度に制御が必要である感光体ドラム５１への影響が発生しないように、現像ローラ７１および感光体クリーニングローラ６１とも高精度に設計および組み付けされている。

しかし、ギヤ磨耗などの経時的な劣化や異物の混入等による異常な負荷増大などで、現像ローラ駆動系や感光体クリーニングローラ駆動系の回転ムラが発生し、その影響が感光体ドラム５１の表面速度へ及び、結果として異常画像や機械破損による停止が起こりえる。

ここで、現像ローラ駆動系および感光体クリーニングローラ駆動系で異常が発生した場合に、異常画像として現れるということはその異常状態が感光体ドラム５１上に伝わっていると考えられる。

したがって、高画質化のために感光体ドラム駆動系にコードホイール５３、パルス発生部５４が備えられていれば、パルス発生部５４の出力を用いて現像ローラ駆動系や感光体クリーニングローラ駆動系の信号を解析する機能をさらに備えることで、現像ローラ駆動系や感光体クリーニングローラ駆動系の状態を把握することが可能となる。

次に、それぞれの駆動系で異常が発生した場合に異常を検出する概念について図６を用いて説明する。図６の波形は、上からそれぞれ、現像ローラ７１、感光体クリーニングローラ６１、感光体ドラム５１の回転状態を示している。

図６では、感光体ドラム５１の回転成分としてある周波数（以下、Ｃ［Ｈｚ］とする）の回転変動がデフォルトで存在する例が示されている。現像ローラ７１および感光体クリーニングローラ６１は、当初回転変動が存在しない状態である。

現像ローラ７１の異常発生時点から、現像ローラ７１の回転成分としてＡ［Ｈｚ］の回転変動が発生し始め、感光体クリーニングローラ６１の異常発生時点から、感光体クリーニングローラ６１の回転成分としてＢ［Ｈｚ］の回転変動が発生し始めたと仮定する。

感光体ドラム５１の軸に取り付けられたコードホイール５３およびパルス発生部５４からは、上記３つの回転変動が重畳された変動成分が出力される。

図７は、パルス検出部１１０から出力されたパルス間隔時間をそれぞれのタイミングで周波数解析した結果を示す図である。

現像ローラ７１の異常発生前までは、感光体ドラム５１の回転変動成分のみが存在する。このため、周波数解析結果では、この回転変動成分に対応する周波数であるＣ［Ｈｚ］にピークが検出できる。

その後、現像ローラ７１に異常が発生すると、異常の影響が感光体ドラム５１上にも及ぶ。このため、パルス間隔時間を周波数解析すると、現像ローラ７１の異常に起因する変動周波数と変動率からＡ［Ｈｚ］にピークが検出できる。同様に、感光体クリーニングローラ６１の異常発生直後に周波数解析を実施すると、感光体クリーニングローラ６１の異常に起因する変動周波数であるＢ［Ｈｚ］にピークが検出できる。

さらに、この時点で現像ローラ７１の異常が進行していると、先に検出されたＡ［Ｈｚ］のピーク値がより大きな値となって現れてくる。その後、時間経過により現像ローラ７１および感光体クリーニングローラ６１の異常が進行すると、同じように検出された周波数位置のピークが徐々に大きくなっていくことを検出できる。

これらのピーク値の変化を観測することにより、現像ローラ駆動系や感光体クリーニングローラ駆動系の故障発生予測を行うことができる。

なお、図６および図７で示した異常を検知する部品は一例であり、これ以外の部品を異常検知の対象としてもよい。例えば、モータ５２により駆動される回転体（移動体）である感光体ドラム５１の代わりに、または感光体ドラム５１とともにモータ５２を異常検知の対象としてもよい。

次に、第１の実施の形態の画像形成装置１０によるモータ制御・異常検知処理について図８を用いて説明する。モータ制御・異常検知処理とは、モータ速度の制御とともに、モータ速度の制御で用いる信号（パルス時間間隔）を用いて部品の異常を検知する処理を意味する。図８は、モータ制御・異常検知処理の全体の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、駆動制御部１２０が、モータ５２の起動が要求されたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。要求されていない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、要求されるまで処理を繰り返す。要求された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、駆動制御部１２０は、モータ５２の回転速度の指示値を駆動部１３０に指示する（ステップＳ１０２）。これにより、駆動制御部１２０によるモータ５２の速度の制御が開始される。また、モータ５２の回転に応じてパルス発生部５４からパルス信号が出力され、パルス検出部１１０からパルス間隔時間が出力される。

駆動制御部１２０は、出力されるパルス間隔時間をＲＡＭ１２２等に保存する（ステップＳ１０３）。一方、故障予測部２００の解析部２０１は、周波数解析に必要なデータ数のパルス間隔時間の保存が完了したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ＦＦＴなどの周波数解析を行うためには一定周期でサンプリングしたデータがある程度必要であるため、演算に必要なデータが取得できた後に周波数解析を行う。

すなわち、保存が完了したと判断した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、解析部２０１は、パルス間隔時間の周波数解析処理を実行する（ステップＳ１０５）。そして、判定部２０２が、周波数解析の解析結果から部品の故障を検知する故障検知処理を実行する（ステップＳ１０６）。故障検知処理の詳細については後述する。

故障検知処理の後、または、ステップＳ１０４で必要データ数のパルス間隔時間が保存されていないと判断された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、駆動制御部１２０が、パルス間隔時間を監視してモータ５２の回転速度をチェックする（ステップＳ１０７）。駆動制御部１２０は、モータ５２の回転速度が目標速度と一致しているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。一致していない場合は（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、駆動制御部１２０は、モータ５２の回転速度が目標速度より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０９）。モータ５２の回転速度が目標速度より大きい場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、駆動制御部１２０は、速度指示値を減少させる（ステップＳ１１０）。モータ５２の回転速度が目標速度より大きくない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、駆動制御部１２０は、速度指示値を増加させる（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１０８でモータ５２の回転速度と目標速度とが一致していると判断された場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、または、ステップＳ１１０およびステップＳ１１１のいずれかで速度指示値が変更された後、駆動制御部１２０は、モータの停止が要求されたか否かを判断する（ステップＳ１１２）。停止が要求されていない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、現在の速度指示値によるモータ５２の駆動を継続する（ステップＳ１０２）。

モータの停止が要求された場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、駆動制御部１２０は、速度指示値を０に設定することにより、モータ５２の駆動を停止する（ステップＳ１１３）。その後、駆動制御部１２０はステップＳ１０１に戻り処理を繰り返す。

次に、ステップＳ１０６の故障検知処理の一例について図９を用いて説明する。図９は、故障検知処理の全体の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、判定部２０２は、解析結果の周波数のうち、故障の判定対象とする故障部分のうち部分ａに対して定められた周波数Ａのピーク値が、対応する所定の閾値Ｎ以上か否かを判断する（ステップＳ２０１）。

なお、判定対象とする部分、この部分に対する周波数、および判定に用いる閾値は、例えば図１０に示すようなテーブルを参照して決定される。図１０は、故障部分ごとの周波数および閾値を対応づけたテーブルのデータ構造の一例を示す図である。図１０に示すように、このテーブルは、故障部分と、周波数解析結果のうち故障の判定に用いる周波数と、故障予兆の判定に用いる閾値とを対応付けて記憶している。

なお、図１０に示すように、以下では部分ａ、ｂ、ｃがそれぞれ現像ローラ７１、感光体クリーニングローラ６１、および感光体ドラム５１であるものとして説明する。また、部分ａ、ｂ、ｃに対応する周波数は、図７と同様にそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとする。また、部分ａ、ｂ、ｃそれぞれに対応する閾値はＮ、Ｎ’、Ｎ’’とする。

図９に戻り、周波数Ａのピーク値が閾値Ｎ以上の場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、判定部２０２は、部分ａ（現像ローラ７１）の故障発生の予兆があると判断する。この場合、通知部２０３が、故障予兆を通知する（ステップＳ２０２）。その後、判定部２０２は、周波数Ｂのピーク値がＮ’以上か否かを判断する（ステップＳ２０３）。

また、周波数Ａのピーク値が閾値Ｎ以上でない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、判定部２０２は、さらに周波数Ｂのピーク値がＮ’以上か否かを判断する（ステップＳ２０３）。周波数Ｂのピーク値が閾値Ｎ’以上の場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、判定部２０２は、部分ｂ（感光体クリーニングローラ６１）の故障発生の予兆があると判断する。この場合、通知部２０３が、故障予兆を通知する（ステップＳ２０４）。その後、周波数Ｃのピーク値がＮ’’以上か否かを判断する（ステップＳ２０５）。

また、周波数Ｂのピーク値が閾値Ｎ’以上でない場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、判定部２０２は、さらに周波数Ｃのピーク値がＮ’’以上か否かを判断する（ステップＳ２０５）。周波数Ｃのピーク値が閾値Ｎ’’以上の場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、判定部２０２は、部分ｃ（感光体ドラム５１）の故障発生の予兆があると判断する。この場合、通知部２０３が、故障予兆を通知し（ステップＳ２０６）、故障検知処理を終了する。周波数Ｃのピーク値が閾値Ｎ’’以上でない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、故障検知処理を終了する。

なお、図９は、周波数解析結果のピーク値の絶対値と閾値とを比較することにより故障発生予兆を判断する例を示しているが、判断方法はこれに限られるものではない。例えば、ピーク値の変化率と閾値との比較結果から故障発生を判断してもよい。また、判定の対象とする部分（部品）ごとに異なる判断方法を適用してもよい。

次に、ピーク値の変化率と閾値との比較結果から故障発生を判断する場合の故障検知処理について図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、故障検知処理の全体の流れの別の例を示すフローチャートである。また、図１２は、この場合に用いられる故障部分ごとの周波数および閾値を対応づけたテーブルのデータ構造の一例を示す図である。

図１１および図１２に示すように、この例では、周波数のピーク値の代わりに、ピーク値の変化率と、予め定められた変化率の閾値（Ｄ、Ｄ’、Ｄ’’）とを比較して故障発生を判断する点が、図９および図１０の例と異なっている。それ以外の図１１の故障検知処理（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６）の全体の流れは、図９のステップＳ２０１〜ステップＳ２０６と同様であるため説明は省略する。なお、判定部２０２は、例えばデフォルトの回転変動として予め定められたピーク値に対する変化率を算出し、閾値と比較する。

このように、第１の実施の形態によれば、複数の駆動系のそれぞれに対して異常の検出器（コードホイールやパルス発生部）を設けることなく、それらに当接する駆動系、他の物体を介して接触する駆動形、または、電気的もしくは磁気的に作用する駆動系の検出器を用いることで、それぞれの故障発生予測を行うことが可能となる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、コードホイール５３が取り付けられている回転体である感光体ドラム５１に対して直接接触している現像ローラ７１および感光体クリーニングローラ６１の状態検出に関して説明した。

第２の実施の形態では、二次転写ローラ１５の状態を、中間転写ベルト１４を介して、中間転写ベルト１４の駆動モータ機構に設置されているコードホイールで検出する例について説明する。

図１３は、中間転写ベルト１４の駆動モータ機構周辺の部品構成の一例を示す図である。図１３に示すように、中間転写ベルト１４の駆動モータ機構周辺には、中間転写ベルト１４および二次転写ローラ１５のほかに、中間転写ベルト１４を駆動するモータ５２−２と、コードホイール５３−２と、パルス発生部５４−２とが配置されている。

図１３のような構成の場合であっても、図２に示す構成部を用いることにより、コードホイール５３−２およびパルス発生部５４−２が取り付けられた中間転写ベルト１４だけでなく、二次転写ローラ１５の故障発生を検知することができる。

すなわち、例えば図２（および図５）の感光体ドラム５１、モータ５２、コードホイール５３、パルス発生部５４、および現像ローラ７１を、それぞれ図１３の中間転写ベルト１４、モータ５２−２、コードホイール５３−２、パルス発生部５４−２、および二次転写ローラ１５に置き換えれば、第１の実施の形態と同様の方法により、中間転写ベルト１４および二次転写ローラ１５の故障発生を検知できる。

また、紙搬送ローラ１８の故障発生を検知することもできる。すなわち、例えば紙搬送ローラ１８が故障し、紙搬送ローラ１８が二次転写ローラ１５の方向に転写紙１９を搬送する力が増加する場合がある。このような場合、この力が二次転写ローラ１５の回転速度に影響し、中間転写ベルト１４の回転速度にも作用する。このため、二次転写ローラ１５が故障した場合と同様に、紙搬送ローラ１８の故障発生を検知可能となる。

なお、パルス発生部が取り付けられた部品以外に故障を検知できる部品は、第１および第２の実施の形態に例示した部品に限られるものではない。パルス発生部が取り付けられた部品に当接または他の物体を介して当該部品に接触するなど、パルス発生部が発生するパルス信号に影響する部品であればあらゆる部品を対象とすることができる。例えば、中間転写ベルト１４に当接して現像剤を除去するためのブレードの磨耗が、パルス信号に影響する場合は、このブレードを異常の検知対象とすることができる。

１０ 画像形成装置
１１ スキャナユニット
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 感光体ユニット
１３ 定着ユニット
１４ 中間転写ベルト
１５ 二次転写ローラ
１６ レジストローラ
１７ 給紙ローラ
１８ 紙搬送ローラ
１９ 転写紙
２０ 給紙ユニット
２１ 斥力ローラ
２２ 排紙ユニット
２３ 中間転写スケール検出センサ
５１ 感光体ドラム
５２ モータ
５３ コードホイール
５４ パルス発生部
６１ 感光体クリーニングローラ
６２ モータ
７１ 現像ローラ
７２ モータ
１１０ パルス検出部
１１１ インプットキャプチャ
１１２ フィルタ
１２０ 駆動制御部
１３０ 駆動部
１４０ 通信部
２００ 故障予測部
２０１ 解析部
２０２ 判定部
２０３ 通知部

特開２００７−２１２７１９号公報

Claims (9)

1. 第１モータを備える電子機器であって、
   前記第１モータにより駆動される第１移動体と、
   前記第１モータの回転速度または前記第１移動体の駆動速度に応じたエンコーダ信号を検出する検出部と、
   前記エンコーダ信号を周波数解析し、周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、
   前記周波数のうち、前記第１モータまたは前記第１移動体に対して予め定められた第１周波数の前記解析結果に基づいて前記第１モータまたは前記第１移動体の異常を判定し、前記周波数のうち、前記第１モータおよび前記第１移動体以外の部品に対して予め定められた第２周波数の前記解析結果に基づいて、前記部品の異常を判定する判定部と、を備え、
   前記部品は、第２モータにより駆動され、前記第１移動体に当接している、前記部品以外の物体を介して前記第１移動体に対して接触する、または、前記第１移動体に電気的もしくは磁気的に作用する第２移動体を含むこと、
   を特徴とする電子機器。
2. 前記第２移動体は、前記第２モータにより回転駆動される回転体であること、
   を特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第１移動体は、転写紙に転写される現像剤を担持し、
   前記部品は、前記第１移動体に当接して前記第１移動体に担持された前記現像剤を除去すること、
   を特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記部品は、さらに前記第２モータを含むこと、
   を特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 前記判定部による異常の判定結果を通知する通知部をさらに備えたこと、
   を特徴とする請求項１または４に記載の電子機器。
6. 前記判定部は、前記解析結果と予め定められた第１閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記部品の異常を判定すること、
   を特徴とする請求項１または４に記載の電子機器。
7. 前記判定部は、前記解析結果の変化率を算出し、前記変化率と予め定められた第２閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記部品の異常を判定すること、
   を特徴とする請求項１または４に記載の電子機器。
8. 第１モータと、前記第１モータにより駆動される第１移動体と、前記第１モータの回転または前記第１移動体の駆動に応じたエンコーダ信号を検出する検出部と、を備える電子機器で実行される異常判定方法であって、
   解析部が、前記エンコーダ信号を周波数解析し、周波数ごとの解析結果を生成する解析ステップと、
   判定部が、前記周波数のうち、前記第１モータまたは前記第１移動体に対して予め定められた第１周波数の前記解析結果に基づいて前記第１モータまたは前記第１移動体の異常を判定し、前記周波数のうち、前記第１モータおよび前記第１移動体以外の部品に対して予め定められた第２周波数の前記解析結果に基づいて、前記部品の異常を判定する判定ステップと、を含み、
   前記部品は、第２モータにより駆動され、前記第１移動体に当接している、前記部品以外の物体を介して前記第１移動体に対して接触する、または、前記第１移動体に電気的もしくは磁気的に作用する第２移動体を含むこと、
   を特徴とする異常判定方法。
9. 第１モータと、前記第１モータにより駆動される第１移動体と、前記第１モータの回転または前記第１移動体の駆動に応じたエンコーダ信号を検出する検出部と、を備える電子機器を、
   前記エンコーダ信号を周波数解析し、周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、
   前記周波数のうち、前記第１モータまたは前記第１移動体に対して予め定められた第１周波数の前記解析結果に基づいて前記第１モータまたは前記第１移動体の異常を判定し、前記周波数のうち、前記第１モータおよび前記第１移動体以外の部品に対して予め定められた第２周波数の前記解析結果に基づいて、前記部品の異常を判定する判定部、として機能させ、
   前記部品は、第２モータにより駆動され、前記第１移動体に当接している、前記部品以外の物体を介して前記第１移動体に対して接触する、または、前記第１移動体に電気的もしくは磁気的に作用する第２移動体を含む、
   プログラム。

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