JPH0416958A - 画像形成装置における異常振動検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像
形成装置における感光体ドラムや、原稿を照明走査する
光学系の異常振動を容易に検知することかできる異常振
動検出装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、複写機等の画像形成装置においては、感光体ドラ
ム等の異常振動によって、感光体ドラムから転写される
画像にブレや濃度ムラ等の画像形成不良を生じることが
あった。特に、高速機になるほど振動の影響を受けやす
いので、上記の問題は深刻であった。

このような感光体ドラム等の異常振動を検知する手段は
、従来の画像形成装置には装備されていない。このため
、上記異常振動は、形成された画像を目視評価したり、
異常振動に伴って発生する騒音を聞き分けたり、画像形
成装置本体に振動を検出する振動センサを取り付けてそ
の出力信号を読取り評価することによって検知していた
。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、画像を目視判断する場合においては、画像の濃
度が低かったり濃度差が少なかったりすると、画像の良
否の判断が困難な場合がある。また、異常振動に伴って
発生する騒音を聞き分ける場合や取付けた振動センサに
よって振動を検出する場合においては、周囲の騒音によ
って、当該異常振動に伴って発生する騒音が打ち消され
る場合がある。さらに、振動センサは構造が複雑であり
、大型になるので、設置場所の問題が生しる。

さらに、上記何れにおいても、異常がある程度進行して
からていないと、当該異常を検知することができない。

このため、異常の検知が遅れて感光体ドラムが損傷した
り、大量の画像形成不良が発生したりするという問題が
あった。

この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり
、原稿台に載置された原稿を光学系にて照明走査し、原
稿からの反射光を回転する感光体に導き、感光体の上に
形成された像を転写紙に転写することにより画像を形成
する画像形成装置において、光学系および感光体ドラム
の異常を正確かつ迅速に検知することかでき、ひいては
感光体ドラムが損傷したり、大量の画像形成不良が発生
したりするのを防止する・ことができる異常振動検出装
置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段および作用〉上記目的を達
成するため、この発明の異常振動検出装置は、 原稿配置領域外に光学系により照明走査される特定パタ
ーンを原稿配置領域を挾んだ両側に設け、感光体ドラム
の回転にともなって感光体ドラムの両端部に形成された
上記特定パターンの現像像をそれぞれ読み取る２つの光
学センサと、各光学センサからの出力信号をそれぞれフ
ーリエ変換して振動数毎の振動レベルを算出する演算手
段と、光学系、感光体ドラムの正常動作時における振動
レベルを予め記憶している記憶手段と、上記演算手段に
より算出された振動レベルを上記記憶手段によって記憶
された振動レベルと比較判別する判別手段と、振動レベ
ルが上昇していると、感光体ドラムに振動異常のある旨
を表示する表示手段とを有するものである（請求項１）
。

上記の構成の異常振動検出装置によ゛れば、光学センサ
によって感光体ドラムに形成され″たそれぞれの特定パ
ターンの現像像を連続的に読み取り、読み取った信号を
フーリエ変換して、振動レベルを正常なレベルと比較す
る。これにより、感光体ドラムや光学系の異′常振動を
感度よく判別することができる゛。

上記記憶手段は、具体的には光学系や、感光体ドラムの
固有振動数における閾値を記憶しているものであって、
判別手段は、当該固有振動数における実測振動レベルを
上記記憶閾値と比較するものであることが好ましい。こ
れによれば、感光体ドラム振動系の固有振動数における
振動レベルか閾値を超えたか否かにより、簡単に異常振
動を判断てきる。感光体ドラム等が異常振動を起どす場
合、固有振動数に大きな振動か現われるのか通常だから
である。

また、２つの光学センサから出力され演算手段によりフ
ーリエ変換された振動レベル同士の差が変化したかどう
かを判別する第２の判別手段を設けてもよい（請求項２
）。

振動の種類によっては、２つの光学センサから出力され
る信号に、振動数毎の振動レベルの差（０からの変化を
含む〕が顕著に現われることかあるので、適当なしきい
値を設けるなどの方法でこの差を検出すれば、回転の異
常振動を精度よく検出することがで′きる。

また、２つの光学センサから出力された信号波形をそれ
ぞれ基準波形と比較して、いずれかに異常か現われたと
きに、異常振動を判別してもよい。

これによれば、フーリエ変換しなくとも迅速に回転体の
異常振動を検出することができる。

また、２つの光学センサから出力された信号波形をその
まま第３の判別手段に比較させてもよい。

これによれば、同じ感光体ドラムの両端における振動に
位相、振幅の差が存在する場合かあるので、フーリエ変
換しなくとも迅速かつ正確に感光体ドラム等の異常振動
を検出することができる。

上記表示手段の他に、感光体ドラムの駆動を停止させる
駆動停止手段をさらに具備するものであってもよい。こ
れによれば、感光体ドラム等の異常を検出した場合、直
ちに動作を停止することができる。

〈実施例〉 以下、この発明の実施例を図面を参照しなから説明する
。

第２図は、複写機の内部構成を示しており、同図におい
て、この複写機は、複写機本体１内に、原稿台１０に載
置された原稿の原稿像に応した静電潜像を感光体ドラム
としての感光体ドラム１２ｄ上に形成する光学系１１と
、上記静電潜像を現像装置１２ｃによりトナー像に現像
した後、複写紙上に転写する作像部１２と、給紙カセッ
ト１４あるいは給紙カセット１５から送出した転写紙を
作像部１２、搬送ガイド１３ａ、定着装置１７を順次に
経由させて、排紙トレイ１６上に排出する転写紙搬送部
１３とを有している。

光学系１１は、原稿を下から照明走査する光源１１ｂと
、凹面反射鏡１１ｆと、原稿からの反射光をレンズｌｌ
ｄに導くミラー１１ｃと、レンス１１ｄから出た光を作
像部１２に導くミラー１１ｅとを有する。

原稿台１０には、第７図に示すように、光源１１ｂの走
査方向りに沿って原稿台１０の左右の、原稿載置領域の
外側に、一定間隔で目盛りを設けた特定パターンを有す
る模擬原稿１０ａ　　１０ｂか予め形成されている。

第１図は上記感光体トラム１２ｄの異常振動を検出する
装置を示すブロック図であり、感光体ドラム１２ｄの外
周面両端部には、上記模擬原稿１０ａ、１０ｂの現像像
１２ａ、１２ｂが回転方向に沿って形成される。

上記現像像１２ａ、１２ｂの形成位置に対向して、現像
像１２ａ、　　１２１）のパターンを光学的に検出する
光学センサ２ａ、２ｂが取り付けられており、この光学
センサ２ａ、２ｂがらの信号は、フィルター３ａ、３ｂ
により不要な信号をカットされ、Ａ／Ｄ変換器４を介し
てマイクロコンピュータ５に入力される。光学センサ２
ａ、２ｂは発光体、受光体のベアからなるものである。

マイクロコンピュータ５は、所定時間（例えば感光体ド
ラム１２ｄの１回転時間）に亘る光学センサ２ａ、２ｂ
からの信号をそれぞれ記憶するＲＡＭ５１と、ＲＡＭ５
１に記憶されたデータをそれぞれフーリエ変換して振動
数毎の振動レベルを算出する演算手段５２と、感光体ド
ラム１２．ｄを含んだ回転振動系の振動特性に対応する
振動数（固有振動数し０という）におけるいずれかの信
号の振動レベルか閾値ＶＯを超えたか否かを判別する判
別手段５３とを有する。上記閾値ＶＯは、感光体ドラム
１２ｄか正常回転している状態における固有振動数ν０
の振動レベルよりも若干大きいレベルに設定されている
。なお、感光体トラム１２ｄを含んた回転振動系の固有
振動数ν０は、予め実験的に求めておくものであり、当
該固有振動数ν０において振動レベルか閾値ＶＯより高
くなっていれば、感光体トラム１２ｄの回転動作力異常
であることか分かる。

また、上記マイクロコンピュータ５には、判別手段５３
か、少なくともいずれかの振動レベルか閾値Ｖｏを超え
たと判別した場合に、異常表示を行なう表示手段６と、
感光体ドラム１２ｄの駆動又は複写機全体の駆動を停止
させる駆動停止手段７とか接続されている。

以上の構成であれば、光学センサ２ａ、２ｂの検出信号
（第３図（ａ）　、　（ｂ）参照）を、Ａ／Ｄ変換器４
ａ、４ｂによってＡ／Ｄ変換した後、マイクロコンピュ
ータ５に人力してＲＡＭ５１に記憶し、この記憶したデ
ータを演算手段５２によって個別にフーリエ変換して振
動数毎の振動レベルをそれぞれ算出しく第４図（ａ）　
、　（ｂ）参照）、判別手段５３によって、固有振動数
ν０の振動レベルが閾値ＶＯを超えたか否かを判別し、
いずれか、例えば光学センサ２ａの信号が閾値Ｖｏを超
えたと判別した場合に（第４図（ａ）参照）、表示手段
６によって異常表示を行なうと共に、駆動停止手段７に
よって感光体ドラム１２ｄの駆動又は複写機全体の駆動
を停止させることができる。

このように、上記複写機によれば、感光体ドラム１２ｄ
の回転異常振動を、その初期段階において事前に検知し
て対策を講じることができるので、感光体ドラム１２ｄ
が損傷したり、大量の複写不良が生じたりするのを未然
に防止することができる。特に、光学センサ２ａ、２ｂ
による振動計測データをフーリエ変換することにより、
振動計測データの中に含まれている感光体ドラム１２ｄ
固有の振動成分のレベルが僅かでも、良好な感度で当該
振動を検知することかできるので、感光体トラム１２ｄ
の回転の良否を他の振動源による影響を排除した状態に
おいて、正確に判別することかできる。

なお、上記感光体ドラム１２ｄの振動計測は、感光体ド
ラム１２ｄの回転駆動中に一定時間ごとに繰り返して行
なわせるのが、当該感光体ドラム１２ｄの回転状態を常
に監視することができることから好ましい。

また、感光体ドラム１２ｄを含んだ回転振動系の振動特
性に対応する固有振動数ν０のみならず、光学系１１の
動作に従う振動特性に対応する固有振動数における振動
レベルをも比較判別の対象とすれば、感光体ドラム１２
ｄを含んだ回転振動系だけでなく、光学系１の異常振動
を検出することも可能である。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば２つの光学センサ２ｇ、２ｂからそれぞれ出力
され、演算手段５２によりフーリエ変換された振動レベ
ル同士の差ΔＶを正常時における差ΔＶｏ　　（正常時
ならばΔＶｏ　−０のこともある）と比較し、その変化
（０からの変化を含む）を、第２の判別手段５４（第５
図参照）で調べてもよい。振動の種類によって、２つの
光学センサから出力される信号に振動数毎の振動レベル
の差が顕著に現われる場合、検出の精度が向上する。

また、２つの光学センサ２ａ、２ｂから出力された信号
波形をそれぞれ正常時における基準波形と比較して、い
ずれかに差が現われたときに、異常振動を判別してもよ
い。これによれば、フーリエ変換しなくとも迅速に感光
体ドラム１２ｄの異常振動を検出することができる。

さらに、２つの光学センサ２ａ、２ｂから出力された信
号波形をそのまま第３の判別手段５５に比較させ、”差
の変化あるいは糸の着熱を判別させてもよい（第６図参
照）。これによれば、光学系１１の両端（第２図の紙面
手前側と裏側）における振動、感光体ドラム１２ｄの両
端における振動に位相、振幅の差が存在する場合がある
ので、フーリエ変換しなくとも迅速かつ正確に感光体ド
ラム１２ｄの異常振動を検出できる。

さらに光学センサ２ａ、２ｂから出力された信号を直ち
にフーリエ変換することにすればＲＡ　Ｍ５１は不要で
ある。

その池水発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことか可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明の画像形成装置における異常振
動検出装置によれば、原稿台に形成された模擬原稿の像
を光学系を通して感光体ドラムに形成し、２つの光学セ
ンサによって連続的に読み取り、読み取った信号をフー
リエ変換して、各振動レベルを正常なレベルと比較する
ことにより、感光体ドラムや光学系の異常振動を高感度
がり迅速に検知することができるので、光学系、感光体
ドラムが損傷したり、大量の画像形成不良が発生したり
するのを防止することができる。

特に、原稿台の両側に２つの模擬原稿パターンを形成し
ているので、１つのパターンのみを形成した場合と比べ
て、２つのパターンに係る振動レベルを調べるのことか
でき、検出をより確実にすることかできる。

また、振動センサ、加速度センサ等高価、複雑なものを
使用しなくてもよいので、全体として小型、安価に押さ
えることができる。

請求項２に記載のように、各光学センサから出力され演
算手段によりフーリエ変換された振動レベル同士の差が
変化したかどうかを判定すれば、感光体ドラム等の異常
振動を、より高感度に判別できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は異常振動検出装置を示すブロック図第２図は複
写機の内部構成を示す概略図、第３図は光学センサによ
る検出波形を示す図、第４図は上記データをフーリエ変
換した後のデータを示す図、 第５図は振動レベル同士の差を調べる実施例を示すブロ
ック図、 第６図は各光学センサから出力された信号波形をそのま
ま比較する実施例を示すブロック図、第７図は原稿台に
両側に設けられた模擬原稿を示す図である。 ２ａ、２ｂ・・・光学センサ、 ６・・・表示手段、 １０・・・原稿台、１１・光学系、 １０ａ、１０ｂ・・・模擬原稿、 １２ａ、１２ｂ・・・模擬原稿像、 １２ｄ・・・感光体ドラム、 ５２・・・演算手段、５３・・判別手段、５４・・・第
２の判別手段 ５５・・・第３の判別手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原稿台に載置された原稿を光学系にて照明走査し、
   原稿からの反射光を回転する感光体に導き、感光体の上
   に形成した像を転写紙に転写することにより画像を形成
   する画像形成装置において、 原稿配置領域外に光学系により照明走査される特定パタ
   ーンを原稿配置領域を挾んだ両側に設け、感光体ドラム
   の回転にともなって感光体ドラムの両端部に形成された
   上記特定パターンの現像像をそれぞれ読み取る２つの光
   学センサと、各光学センサからの出力信号をそれぞれフ
   ーリエ変換して振動数毎の振動レベルを算出する演算手
   段と、光学系、感光体ドラムの正常動作時における振動
   レベルを予め記憶している記憶手段と、上記演算手段に
   より算出された振動レベルを上記記憶手段によって記憶
   された振動レベルと比較判別する判別手段と、判別の結
   果、振動レベルが上昇していると、感光体ドラムに振動
   異常のある旨を表示する表示手段とを有することを特徴
   とする、画像形成装置における異常振動検出装置。 ２、２つの光学センサから出力され演算手段によりフー
   リエ変換された振動レベル同士の差が変化したかどうか
   を判別する第２の判別手段を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置における異常振動検出装置。