(57)【要約】【課題】感光体ドラムの回転異常が発生する原因を容易に特定できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、像担持体７１の回転状態に関するデータを検出する回転状態検出部３６と、前記回転状態検出部３６により検出された回転状態に関するデータを解析してトラッキング解析データを得るトラッキング解析部３５と、トラッキング解析部３５により得られたトラッキング解析データにより、像担持体７１における回転異常の原因を判定する回転異常判定部３１ｃとを備えている。【選択図】図４
2010096924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の回転状態に関するデータを検出する回転状態検出部と、
前記回転状態検出部により検出された前記回転状態に関するデータを解析してトラッキング解析データを得るトラッキング解析部と、
前記トラッキング解析部により得られたトラッキング解析データにより、前記像担持体における回転異常の原因を判定する回転異常判定部とを備えた、画像形成装置。
【請求項２】
前記回転異常判定部は、前記トラッキング解析データにより導き出される、回転ムラにおける周波数と前記像担持体の回転速度との関係より、回転系の固有振動数に依存する第１回転ムラ成分および回転系に含まれる複数の回転体の回転速度に依存する第２回転ムラ成分をそれぞれ特定して、これら回転ムラ成分および前記像担持体の回転速度に基づいて前記像担持体における回転異常の原因を判定する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と前記像担持体の回転速度との関係より、
前記像担持体の回転速度が変化した場合であっても略一定の周波数で発生する回転ムラ成分は、前記第１回転ムラ成分であると特定し、
前記像担持体の回転速度の変化に応じて周波数も変化して発生する回転ムラ成分は、前記第２回転ムラ成分であると特定する、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回転異常判定部は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記固有振動数に起因するものかを判定し、
前記像担持体における回転異常の原因が、前記固有振動数に起因しないと判定した場合は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体に起因するものかを判定する、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回転異常判定部は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体に起因するものかを判定する際に、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体のいずれに起因するものかを判定する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と像担持体の回転速度との関係において、前記第１回転ムラ成分および前記第２回転ムラ成分の重複箇所がある場合に、前記像担持体の回転速度が前記重複箇所における像担持体の回転速度と略同一である場合は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記固有振動数に起因すると判定する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と像担持体の回転速度との関係において、前記複数の回転体における回転ムラの大きさにより、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体に起因するものかを判定する、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と像担持体の回転速度との関係において、前記複数の回転体における、それぞれの回転ムラの大きさにより、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体のいずれに起因するものかを判定する、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体における過去の回転状態に関するトラッキング解析データを記憶している記憶部をさらに備え、
前記回転異常判定部は、前記像担持体における回転異常の原因を判定する際に、前記記憶部に記憶されているデータと、現在のトラッキング解析データに基づくデータとを比較する、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及びこれらの複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、感光体ドラム等の回転体を有しており、通常これら回転体の回転速度は制御されている。感光体ドラムの回転速度が均一でない場合、すなわち感光体ドラムの回転に異常がある場合は、高精度の画像を得ることは困難である。
【０００３】
感光体ドラムに回転異常が生じる原因としては、歯車（ギヤ）の噛み合い、モータのコギング、駆動軸の偏心等による振動、すなわち回転速度に依存する回転ムラが考えられる。また、これらの振動が回転体や歯車箱（ギヤケース）等の固有振動数と共振した場合には、さらに大きな振動が発生し、より大きな回転ムラの発生や機械自体の破損の原因となる。つまり、回転速度に依存する回転ムラおよび回転系の固有振動数に依存する回転ムラが感光体ドラムの回転異常の原因となる。
【０００４】
そこで、感光体ドラムの回転異常を抑制するための方法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、駆動伝達系のイナーシャを自動調整するイナーシャ自動調整装置が記載されている。この装置は、まず、駆動伝達系の周波数応答特性を求め、この特性から駆動伝達系の固有振動数を算出する。そして、算出した固有振動数が、駆動伝達系を構成する軸およびギヤの回転数、ギヤ間の噛み合い周波数等の加振源の周波数と重ならないようにイナーシャを自動調整する。
【０００５】
また、特許文献２には、駆動系の剛性および駆動軸の慣性モーメントから決定される固有振動数と、伝達機構部で発生する回転速度に依存した外乱周波数とを一致させることで振動を吸収する駆動伝達装置が記載されている。
【０００６】
特許文献１および特許文献２に記載の発明を用いることで、画像形成装置において感光体ドラム等の回転異常の発生が抑制され、高精度の画像を得ることができる。
【特許文献１】特開平８−１１５０４１号公報
【特許文献２】特開２００２−２７２１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の特許文献１および特許文献２に記載の発明を実現するためには、複雑なシミュレーションモデルや計算式の作成が必要であり、これらの作業に手間がかかり、容易に実施できないという問題があった。また、正確性を確保するためには、実験とこれらシミュレーションモデルや計算式とのすり合わせが不可欠であり、さらに必要な作業が増加する。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、感光体ドラムの回転異常が発生する原因を容易に特定できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る一態様に係る画像形成装置は、像担持体の回転状態に関するデータを検出する回転状態検出部と、前記回転状態検出部により検出された前記回転状態に関するデータを解析してトラッキング解析データを得るトラッキング解析部と、前記トラッキング解析部により得られたトラッキング解析データにより、前記像担持体における回転異常の原因を判定する回転異常判定部とを備えている。
【００１０】
このように、トラッキング解析部により、トラッキング解析という高精度の解析手法を用いて、トラッキング解析データを得ることで、複雑なシミュレーションモデルや計算式を作成することなしに、容易に像担持体の回転異常の原因を特定できる。それにより、回転異常に対して操作者は迅速かつ的確な処置を取ることができる。
【００１１】
また、上述の画像形成装置において、前記回転異常判定部は、前記トラッキング解析データにより導き出される、回転ムラにおける周波数と前記像担持体の回転速度との関係より、回転系の固有振動数に依存する第１回転ムラ成分および回転系に含まれる複数の回転体の回転速度に依存する第２回転ムラ成分をそれぞれ特定して、これら回転ムラ成分および前記像担持体の回転速度に基づいて前記像担持体における回転異常の原因を判定することが好ましい。なお、回転系とは、モータの動作によって、駆動される複数の回転部材を含む系である。例えば、モータ、モータの駆動を伝達する部品および像担持体等である。また、回転体とは、回転系に含まれる部品であり、例えばギヤであり、モータが駆動することで回転する部品をいう。
【００１２】
このように、回転ムラ成分を、回転系の固有振動数に依存する回転ムラ成分および回転系に含まれる複数の回転体の回転速度に依存する各回転ムラ成分にそれぞれ選別して、これらを基に像担持体の回転異常の原因を判定するため、回転異常の原因を正確に判定することができる。
【００１３】
また、上述の画像形成装置において、前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と前記像担持体の回転速度との関係より、前記像担持体の回転速度が変化した場合であっても略一定の周波数で発生する回転ムラ成分は、前記第１回転ムラ成分であると特定し、前記像担持体の回転速度の変化に応じて周波数も変化して発生する回転ムラ成分は、前記第２回転ムラ成分であると特定することが好ましい。
【００１４】
このように、回転ムラにおける周波数と前記像担持体の回転速度との関係より、各回転ムラ成分を容易に特定できるので、容易に像担持体の回転異常の原因を特定できる。
【００１５】
また、上述の画像形成装置において、前記回転異常判定部は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記固有振動数に起因するものかを判定し、前記像担持体における回転異常の原因が、前記固有振動数に起因しないと判定した場合は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体に起因するものかを判定することが好ましい。
【００１６】
像担持体の回転異常は、回転系の固有振動数に起因する可能性が高い。そこで、まず像担持体における回転異常の原因が固有振動数に起因するか否かを判定し、固有振動数に起因しない場合に、回転異常が回転体に起因するか否かについて判定することとしたため、効率よく回転異常の原因を特定することができる。
【００１７】
また、上述の画像形成装置において、前記回転異常判定部は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体に起因するものかを判定する際に、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体のいずれに起因するものかを判定することが好ましい。
【００１８】
これにより、像担持体における回転異常の原因が具体的にわかるので、操作者は像担持体の回転異常に対し迅速かつ的確に対処できる。
【００１９】
また、上述の画像形成装置において、前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と像担持体の回転速度との関係において、前記第１回転ムラ成分および前記第２回転ムラ成分の重複箇所がある場合に、前記像担持体の回転速度が前記重複箇所における像担持体の回転速度と略同一である場合は、前記像担持体における回転異常の原因が、前記固有振動数に起因すると判定することが好ましい。
【００２０】
これにより、像担持体の回転異常の原因が固有振動数に起因することを容易に判定することができる。また、このように、像担持体の回転異常の原因を正確に特定することができるので、操作者は回転異常に対し迅速かつ的確に対処でき、像担持体の回転異常を排除できる。
【００２１】
また、上述の画像形成装置において、前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と像担持体の回転速度との関係において、前記複数の回転体における回転ムラの大きさにより、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体に起因するものかを判定することが好ましい。
【００２２】
これにより、像担持体の回転異常の原因が回転体に起因する否かを容易に判定することができる。したがって、操作者は回転異常に対し迅速かつ的確に対処でき、像担持体の回転異常を排除できる。
【００２３】
また、上述の画像形成装置において、前記回転異常判定部は、回転ムラにおける周波数と像担持体の回転速度との関係において、前記複数の回転体における、それぞれの回転ムラの大きさにより、前記像担持体における回転異常の原因が、前記複数の回転体のいずれに起因するものかを判定することが好ましい。
【００２４】
これにより、像担持体の回転異常の原因が回転体のいずれに起因するのかを容易に判定することができる。また、回転異常の原因がいずれの回転体に起因するのかを判定することができるため、不具合のある箇所、例えば劣化部品まで特定することができる。したがって、操作者は回転異常に対し迅速かつ的確に対処でき、像担持体の回転異常を排除できる。
【００２５】
また、上述の画像形成装置において、前記像担持体における過去の回転状態に関するトラッキング解析データを記憶している記憶部をさらに備え、前記回転異常判定部は、前記像担持体における回転異常の原因を判定する際に、前記記憶部に記憶されているデータと、現在のトラッキング解析データに基づくデータとを比較することが好ましい。
【００２６】
これにより、画像形成装置の初期データあるいは、所定のタイミングにおけるデータを参照することができる。これらのデータを参照することで、像担持体の回転異常の原因をより正確に判定できる。例えば、部品の劣化の度合い等は、回転ムラについて過去のデータと比較することで容易に判定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、感光体ドラムの回転異常が発生する原因を容易に特定できる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２９】
まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム方式のカラープリンタの全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るカラープリンタの全体構成を示した概略断面図である。また、図２は、本発明の実施形態に係るカラープリンタの画像形成部周辺の構成を示した要部拡大図である。
【００３０】
図１に示すように、カラープリンタ１は箱型の機器本体１ａを備えている。機器本体１ａの内部には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐに転写された画像に対して定着処理を施す定着部４とが設置されている。また、機器本体１ａの上面には、定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設置されている。
【００３１】
給紙部２は、各サイズの用紙Ｐを貯留するための給紙カセット２１と、給紙カセット２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出すためのピックアップローラ２２と、ピックアップローラ２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出すための給紙ローラ２３、２４および２５と、給紙ローラ２３、２４および２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給するためのレジストローラ２６と、機器本体１ａの図１に示す右側面に取り付けられる手差しトレイ（図示せず）に載置された用紙Ｐを取り出すためのピックアップローラ２７とを備えている。
【００３２】
なお、給紙カセット２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられている。また、ピックアップローラ２２は、給紙カセット２１の図１に示す右上方位置に設けられている。また、ピックアップローラ２７によって手差しトレイから取り出された用紙Ｐは、給紙ローラ２３、２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラ２６によって、所定のタイミングで画像形成部３に供給される。
【００３３】
画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にトナー像が１次転写される中間転写ベルト１１と、この中間転写ベルト１１上のトナー像を給紙部２から送られてきた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラ１２とを備えている。
【００３４】
画像形成ユニット７は、上流側（図１では左側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ、７Ｙ、７Ｃおよび７Ｍの中央位置には、像担持体としての各感光体ドラム７１が矢符（反時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体ドラム７１の周囲には、帯電器７５、露光装置７６、現像装置７２、クリーニング装置７３および除電器７４が回転方向上流側から順に各々配置されている。
【００３５】
帯電器７５は、感光体ドラム７１の周面を均一に帯電させるものであり、例えば、スコロトロン帯電器等とすればよい。また、露光装置７６は、いわゆるレーザ走査ユニットである。露光装置７６は、帯電器７５によって均一に帯電された感光体ドラム７１の周面に、画像読取装置等から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム７１上に画像データに基づく静電潜像を形成する。また、現像装置７２は、静電潜像が形成された感光体ドラム７１の周面にトナーを供給することで、画像データに基づくトナー像を形成させる。このトナー像は中間転写ベルト１１に１次転写される。また、クリーニング装置７３は、中間転写ベルト１１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体ドラム７１の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器７４は、１次転写が終了した後、感光体ドラム７１の周面を除電する。なお、クリーニング装置７３および除電器７４によって清浄化処理された感光体ドラム７１の周面は、新たな帯電処理のために帯電器７５へ向かい、新たな１次転写が行われる。
【００３６】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体ドラム７１の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラ１３、ベルト支持ローラ１４、バックアップローラ１５および一次転写ローラ１６等の複数のローラに架け渡されている。また、中間転写ベルト１１は、各感光体ドラム７１と対向配置された一次転写ローラ１６によって感光体ドラム７１に押圧された状態で、前記複数のローラによって無端回転するように構成されている。
【００３７】
駆動ローラ１３は、ステッピングモータ等の駆動源１８によって回転駆動し、中間転写ベルト１１を無端回転させるための駆動力を与えるものであり、駆動ローラ１３は、表面にウレタンゴム等からなる弾性体層を有するローラであることが好ましい。そうすることによって、中間転写ベルト１１と駆動ローラ１３との間の滑りを抑え、駆動力伝達性を高め、中間転写ベルト１１を回転駆動させやすい。
【００３８】
ベルト支持ローラ１４、バックアップローラ１５および一次転写ローラ１６は回転自在に設けられている。これらは、駆動ローラ１３による中間転写ベルト１１の無端回転に伴って回転する従動ローラである。ベルト支持ローラ１４、バックアップローラ１５および一次転写ローラ１６は、駆動ローラ１３の主動回転に応じて中間転写ベルト１１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト１１を支持している。
【００３９】
また、１次転写ローラ１６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト１１に印加する。それにより、各感光体ドラム７１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム７１と１次転写ローラ１６との間で、駆動ローラ１３の駆動により矢符（時計回り）方向に周回する中間転写ベルト１１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。
【００４０】
また、従動ローラ１４の図２における左上位置には、クリーニングブラシ１７が設けられており、用紙Ｐへのトナー像の転写処理後の中間転写ベルト１１の表面に残留しているトナーが、このクリーニングブラシ１７によって取り除かれ、これによって清浄化した中間転写ベルト１１が感光体ドラム７１へ供給されるようになっている。  定着部４は、画像転写部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置され、周面が加熱ローラ４１の周面に押圧当接される加圧ローラ４２とを備えている。
【００４１】
２次転写ローラ１２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト１１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラ１２とバックアップローラ１５との間で用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像が形成される。
【００４２】
定着部４は、画像形成部３で用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置され、周面が加熱ローラ４１の周面に押圧当接される加圧ローラ４２とを備えている。用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、定着部４と排紙部５との間の適所に搬送ローラ６が配設されている。
【００４３】
次に、カラープリンタ１における感光体ドラム（像担持体）７１の回転制御機構について説明する。図３は、本発明の実施形態に係るカラープリンタの感光体ドラムの駆動伝達系を説明するための斜視図である。また、図４は、本発明の実施形態に係るカラープリンタの回転速度の制御を説明するためのブロック図である。まず感光体ドラムの駆動伝達系の構成について説明する。図３に示すように、駆動伝達系８は、モータ８１、駆動ギヤ８２および従動ギヤ８３を備えて構成される。モータ８１、駆動ギヤ８２および従動ギヤ８３は感光体ドラム７１のそれぞれに対応しており、４つずつ設置されている。駆動ギヤ８２が駆動することで、モータ８１の駆動軸に設置された駆動ギヤ８２が回転する。駆動ギヤ８２は感光体ドラム７１の一端に設置された従動ギヤ８３と噛み合わされている。したがって、駆動ギヤ８２が回転することで従動ギヤ８３は連動し、感光体ドラム７１も回転する。
【００４４】
次に、カラープリンタ１の電気的な構成、特に感光体ドラム７１の回転制御機構に関する構成について説明する。図４において、カラープリンタ１は、制御部３１と、回転系９と、ロータリーエンコーダ（回転状態検出部）３６と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換）アナライザ（トラッキング解析部）３５、記憶部３３と、表示部３４とを備えて構成される。なお、感光体ドラム７１および駆動伝達系８はブラック用、イエロー用、シアン用およびマゼンタ用に４種類あるが、図４においては１つのみ図示している。回転系９は、感光体ドラム７１と、駆動伝達系８とを備えて構成されている。回転系９とは、モータ８１の動作によって、駆動される複数の回転部材を含む系である。具体的には、モータ８１、モータ８１の駆動を伝達するギヤ、感光体ドラム７１等である。
【００４５】
ロータリーエンコーダ３６は、感光体ドラム７１の回転状態に関するデータを検出するものである。回転状態に関するデータとは、感光体ドラム７１の回転状態を把握するためのデータである。また、回転状態とは、例えば回転ムラや回転速度等である。なお、回転ムラとは、平均回転速度に対する速度変化の割合をいう。また、ＦＦＴアナライザ３５により回転ムラを求めた場合は、各周波数における振幅の総和で求められる。ロータリーエンコーダ３６は、感光体ドラム７１の回転の状態を示す回転信号を電気信号として抽出する。ロータリーエンコーダ３６は、円盤状のエンコーダディスク３６ａとエンコーダディスク３６ａの一方の面側に位置する発光素子および他方に位置する受光素子を備えたエンコーダ検出部３６ｂとを備えている。エンコーダディスク３６ａは、その円周に沿って等間隔にスリットが形成されている。また、エンコーダ検出部３６ｂの発光素子と受光素子とは、発光素子からの光をエンコーダディスク３６ａのスリットを介して受光素子が受光するよう配置されていて、受光素子は、受光した発光素子からの光を電気信号として出力する。
【００４６】
ＦＦＴアナライザ３５は、ロータリーエンコーダ３６により検出された感光体ドラム７１の回転状態に関するデータを解析して、トラッキング解析データを得る。具体的には、ＦＦＴアナライザ３５は、ロータリーエンコーダ３６からの信号をトラッキング解析する。ロータリーエンコーダ３６からの電気信号はＦＦＴアナライザ３５に入力され、ＦＦＴアナライザ３５は、入力された信号に基づいてトラッキング解析する。また、制御部３１から出力されているモータ８１の回転速度を制御するための駆動信号に基づくパルス信号をＦＦＴアナライザ３５に入力することとすれば好ましい。それにより、ＦＦＴアナライザ３５はモータ８１の回転速度をより正確にモニタリングできるので、高精度なトラッキング解析が可能となる。例えば、感光体ドラムの回転異常の原因としては、ギヤの噛み合い、モータのコギング、駆動軸の偏心等による振動およびこれらの振動数と回転系９の固有振動数とが合うことにより生じる共振等が考えられる。ＦＦＴアナライザ３５により得られたトラッキング解析データを用いれば、感光体ドラムの回転異常の原因を特定することができる。なお、トラッキング解析データとは、回転速度変動による振動レベル変動（回転ムラ）をグラフ化したものであり、共振周波数を解析するための重要なデータである。
【００４７】
記憶部３３は、書き換え可能な不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）および揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される。例えば、制御部３１は、ＦＦＴアナライザ３５による感光体ドラム７１の回転に関するトラッキング解析を行った場合は、解析により得られたトラッキングデータを記憶部３３に記憶させる。また、カラープリンタ１の使用開始時に解析により得られた、初期値であるトラッキングデータは記憶しておくことが好ましい。また、トラッキングデータは算出するごとに、累積的に随時記憶しておけばよい。また、トラッキングデータ以外に、回転速度等を記憶させておいてもよい。なお、記憶部３３には、回転ムラ等、制御部３１で算出する各種データを、その初期値だけでなく、算出ごとに随時記憶していくこととすればよい。なお、各種データを記憶させる際には、時間に関する情報も関連付けて記憶させることが好ましい。時間に関する情報は、例えば実際の時刻またはカラープリンタ１を動作させた積算時間等とすればよい。また、感光体ドラム７１の回転異常の原因を判定する際に、記憶部３３に記憶されているデータを参照することが好ましい。
【００４８】
表示部３４は、例えば、カラープリンタ１の動作に不具合が生じている場合のエラー表示や感光体ドラム７１の回転数等を表示する。また、例えばトラッキング解析により得られた次数比分析、回転速度−スペクトル線図、トラッキング分析等のグラフを示してもよい。表示部３４は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等とすればよい。
【００４９】
制御部３１は、カラープリンタ１の動作制御、感光体ドラム７１の回転速度の制御、ＦＦＴアナライザ３５により得られたトラッキング解析データから、感光体ドラム７１における回転異常の原因の判定、回転状態に応じた最適の回転速度の制御および前記各部の当該機能に応じた制御等を行う。制御部３１は、例えば制御プログラムなどを記憶する記憶素子、制御プログラムに従って動作するマイクロプロセッサおよびその周辺回路を備えたマイクロコンピュータによって構成される。記憶素子は、例えば、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）、書き換え可能な不揮発性のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）および揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される。制御部３１は、機能的に、回転速度制御部３１ａと、測定制御部３１ｂ、回転異常判定部３１ｃと、表示制御部３１ｄとを備えている。
【００５０】
回転速度制御部３１ａはモータ８１の回転速度を制御する。具体的には、モータ８１を制御するモータドライバを備えて構成される。また、回転速度制御部３１ａはさらにパルス発振器を備えることとし、回転速度制御部３１ａからモータ８１に送られる制御信号に基づいたパルス信号をＦＦＴアナライザ３５に送るようにすることが好ましい。それにより、上述したように、ＦＦＴアナライザ３５において正確な感光体ドラム７１の回転速度をモニタリングすることができる。測定制御部３１ｂは、ＦＦＴアナライザ３５およびロータリーエンコーダ３６の測定動作を制御している。具体的には、ロータリーエンコーダ３６を駆動させ、測定データをＦＦＴアナライザ３５に送信させる。また、ロータリーエンコーダ３６からデータが送られたＦＦＴアナライザ３５に、トラッキング解析データを求めるために解析させ、求められたトラッキング解析データを回転異常判定部３１ｃに送信させる。なお、トラッキング解析データを得るためには、モータ８１の回転速度を変化させ、その回転速度ごとにＦＦＴアナライザが解析を行う必要があることから、トラッキング解析のための測定動作においては、回転速度制御部３１ａはモータ８１の回転速度を順次変化させることで感光体ドラム７１の回転速度を順次変化させている。
【００５１】
回転異常判定部３１ｃは、ＦＦＴアナライザ３５から出力されるトラッキング解析データに基づいて、回転系９の固有振動数に依存する回転ムラ成分（第１回転ムラ成分）および回転体の回転速度に依存する回転ムラ成分（第２回転ムラ成分）を特定する。そして、これら回転ムラ成分および感光体ドラム７１の回転速度から感光体ドラム７１における回転異常の原因を判定する。トラッキング解析データは、周波数と回転ムラとの関係、回転数と回転ムラとの関係、周波数と回転数と回転ムラとの関係等が含まれている。
【００５２】
ここで、図５を用いて、トラッキング解析データについて説明する。図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトラッキング解析データを示すグラフである。図５は３次元データであって、図５において、横軸は周波数であり、１秒間あたりの回転ムラの生じる回数を示す。また、縦軸は回転速度であり、具体的には、感光体ドラム７１の回転速度である。また、図５には、縦軸、横軸以外に、回転ムラ（振動の変動）が示されている。具体的には、図５において、各同一回転速度を示す線の途中で凸状の箇所が、回転ムラを表している。つまり、図５に示すトラッキング解析データを示すグラフは、感光体ドラム７１の回転速度を変化させた場合における、それぞれの回転速度における回転ムラの発生する周波数を示しているといえる。これら回転ムラは、軸の振れ、モータの回転、ギヤのかみ合い、固有振動によるものである。例えば、モータ８１の１回転に対して、１つの回転ムラが存在する。また、モータ８１に連動して回転するギヤ、軸等、回転するものにおいては、それぞれ、それらの１回転に対して１つの回転ムラが存在する。回転系９には、複数のギヤおよび回転軸が設置されているが、それら個々の部品（回転体）の回転速度に依存して回転ムラが発生する。したがって、モータの回転、軸の振れ、ギヤのかみ合いによる回転ムラは、それぞれが生じる原因となる部品の回転数が異なることから、それぞれ異なる値を取っている。なお、実際のトラッキング解析データでは、ギヤ等の回転する部品の数に応じて、回転ムラが示されるが、ここでは簡略化するため、上述の回転ムラのみを示している。このように、回転体である各部品の回転速度に依存する回転ムラは、トラッキング解析データより求めることができる。この回転ムラは、回転速度によって互いに対応するものがあり、それら対応する回転ムラの集まりを回転ムラ成分という。また、これら回転体は、感光体ドラム７１の回転速度の増加に応じて、回転数が増加する。それにより、回転ムラも増加する。したがって、図５に示された回転ムラ成分のうち、回転速度が増加すると、それに応じて周波数も増加する成分は、回転体である各部品の回転速度に依存する回転ムラ成分である。また、図５において、回転速度が増加しても、周波数が一定である回転ムラ成分は、回転速度に依存しない回転系９の固有振動数に依存する回転ムラ成分であるといえる。
【００５３】
このような回転ムラにより感光体ドラム７１の回転異常が生じるが、各回転ムラの値が小さければ、感光体ドラム７１の回転が異常となることはない。また、回転ムラの値が小さい場合であっても、図５に示すように、固有振動数に依存する回転ムラと、回転速度に依存する回転ムラとが交差している場合は、その箇所で共振が生じる。つまり、図５においては、ギヤのかみ合いによる回転ムラと固有振動数に依存する回転ムラとが交差しており、この箇所周辺の回転速度で感光体ドラム７１を駆動させると共振が生じ、感光体ドラム７の回転が異常となる。したがって、感光体ドラム７１の回転速度はこの周辺からはずれた値とすることが望ましい。図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における、共振が生じている場合のトラッキング解析データを示すグラフである。図６において、固有振動数に依存する回転ムラと、回転速度に依存する回転ムラとが交差している箇所がモータ８１の使用回転速度上にある。したがって、この場合は、共振が生じるため、感光体ドラム７１の回転に異常が生じると考えられる。
【００５４】
回転異常判定部３１ｃが回転異常の原因を判定する方法について説明する。まず、回転異常判定部３１ｃは、ＦＦＴアナライザ３５から、図５に示すようなトラッキング解析データが送られてくると、回転系９の固有振動数に依存する回転ムラ成分と、回転速度に依存する回転ムラ成分とに分離する。ここで、上述のように、回転速度に依存する回転ムラ成分の生じる周波数は、モータ８１の回転速度が大きくなればなるほど大きくなる。しかし、回転系９の固有振動数に依存する回転ムラの生じる周波数は、モータ８１の回転速度とは関係がなく、モータ８１の回転速度が増加しても変動することはない。したがって、図５に示すトラッキング解析データから、モータ８１の回転速度に関係なく、生じる周波数が変動しない回転ムラを特定することで、回転系９の固有振動数に依存する回転ムラ成分を特定することができる。また、回転速度に依存する回転ムラ成分については、回転系９における各ギヤの歯数がわかれば、それぞれの部品（回転体）の回転速度がわかることから、いずれのギヤまたは回転軸による回転ムラ成分なのかを特定することができる。このように、各回転ムラ成分についてはその原因を特定することは容易である。
【００５５】
このように、各回転ムラ成分について特定した回転異常判定部３１ｃは、共振が生じる箇所、つまり、固有振動数に依存する回転ムラ成分と、回転速度に依存する回転ムラ成分とが交差している箇所を特定し、現在の感光体ドラム７１の回転速度がその周辺か否かを判定する。なお、モータ８１の回転速度は回転速度制御部３１ａから送信されることとすればよく、それにより感光体ドラム７１の回転速度を求めることができる。ここで、現在の感光体ドラム７１の回転速度が前記交差している箇所の周辺であるならば、感光体ドラム７１における回転異常の原因は固有振動数によるものであると判定できる。例えば、固有振動数が変化して、共振の条件が変化し、現在の回転速度において共振が生じた結果であると考えられる。なお、この場合は、例えば感光体ドラム７１のイナーシャを変更して固有振動数を変化させるか、感光体ドラム７１の回転速度を変更することで共振を回避することで、回転異常を回避できる。
【００５６】
また、現在の感光体ドラム７１の回転速度が前記交差している箇所の周辺でない場合は、ギヤや回転軸等の各部品による回転ムラにより、感光体ドラム７１の回転異常が生じているものと推定できる。例えば、各部品が劣化して、初期には問題とならなかった回転ムラが、回転異常を生じさせるほど大きくなってきていることが考えられる。つまり、回転速度に依存する回転ムラ成分により、感光体ドラム７１の回転異常が生じていると推定できる。そこで、回転異常判定部３１ｃは個々の回転速度に依存する回転ムラの値を読み取り、その値をもとに、感光体ドラム７１の回転異常の原因であるギヤ等の部品を判定する。なお、各部品の回転ムラの値については、初期値として、記憶部３３に記憶しておいてもよい。それにより、その初期値と現在の回転ムラとの差を検出することで、回転ムラの増加度が判断しやすく、その増加度により、異常か否かの判定を行ってもよい。また、各部品の回転ムラごとに、一定の閾値を定めておき、例えばその閾値を記憶部３３に記憶しておき、その閾値と現在の回転ムラとを比べて、回転ムラが閾値よりも大きい場合には異常であると判定してもよい。
【００５７】
このように、トラッキング解析データより、容易に感光体ドラム７１の回転異常の原因を特定できる。また、部品の劣化が感光体ドラム７１の回転異常の原因である場合は、その部品まで特定できるので、操作者は回転異常の原因を取り除く作業を迅速に行うことができる。
【００５８】
表示制御部３１ｄは、表示部３４に画像を表示させる。例えば、回転異常判定部３１ｃにより判定した、感光体ドラム７１の回転異常の原因である箇所を表示部３４に表示させてもよい。また、感光体ドラム７１が回転異常である場合には、エラー表示等させることとすればよい。それにより、操作者は感光体ドラム７１の回転が異常であること、また、その原因等を視覚により認識できるため、回転状態に不具合が生じていることを知見した場合には、適切な措置（サービスマンコール等）を取ることができる。
【００５９】
また、表示制御部３１ｄは、エラー状態である現在の感光体ドラム７１の回転速度および回転ムラの表示や、トラッキング解析により得られた次数比分析、回転速度−スペクトル線図、トラッキング分析等のグラフを表示させてもよい。それにより、操作者は、感光体ドラム７１の状態を把握することができる。表示部３４は、上記表示制御部３１ｄに制御され、上述のような表示を行えばよい。
【００６０】
なお、カラープリンタ１は、表示以外に操作者にエラーを通知できる部材、例えばブザー等を有することとしてもよい。そして、エラー表示の代わりまたはエラー表示と併せて当該ブザー等により、操作者にエラー状態であることを知らせることとしてもよい。
【００６１】
次に、カラープリンタ１の動作について説明する。図７は、本発明の実施形態に係るカラープリンタの動作を説明するためのフローチャートである。用紙Ｐに形成された画像に不具合が生じている場合には、感光体ドラム７１に回転異常が発生している（Ｓ１）。そこで、操作者は感光体ドラム７１における回転異常の原因を調べるために、ＦＦＴアナライザ３５によるトラッキング解析を行う（Ｓ２）。例えば、操作者は操作部（図示せず）を用いて、ＦＦＴアナライザ３５によるトラッキング解析を行うよう、指示を制御部３１に与える。そうすると、回転速度制御部３１ａはモータ８１を制御して、その回転速度を順次変化させる。それにより、感光体ドラム７１の回転速度も順次変化する。測定制御部３１ｂは、ロータリーエンコーダ３６およびＦＦＴアナライザ３５を制御して、その回転速度ごとにトラッキング解析を行わせ、トラッキング解析データを取得させる。まず、測定制御部３１ｂは、ロータリーエンコーダ３６を駆動させ、その測定データをＦＦＴアナライザ３５に送信させる。そして、測定制御部３１ｂは、ロータリーエンコーダ３６からデータが送られたＦＦＴアナライザ３５に、トラッキング解析データを求めさせる。異常回転判定部３１ｃは、ＦＦＴアナライザ３５により解析されたトラッキング解析データをもとに、感光体ドラム７１の回転異常の原因について判定する。まず、上述したように、感光体ドラム７１の回転異常の原因が、回転系９の固有振動数が変動したことによるものか否かを判定する（Ｓ３）。ステップＳ３においては、異常回転判定部３１ｃは、まず、固有振動数が変化しているかどうかを判定し、固有振動数が変化している場合は、さらに固有振動数の変化が回転異常の原因かどうかを判定する。なお、固有振動数が変化しているか否かは、記憶部３３に記憶されている初期データあるいは直近のトラッキング解析によるデータにおける固有振動数と現在の固有振動数とを比較することにより容易に判定できる。このように、記憶部３３に初期データあるいは直近のトラッキング解析によるデータを記憶していることで、回転異常の原因の判定を容易に行うことができる。そして、回転系９の固有振動数が変動している場合は、回転系９の固有振動数が変動したことにより、感光体ドラム７１の回転に異常が発生したかどうかをさらに判定する。具体的には、上述のように、トラッキング解析データから、固有振動数に依存する回転ムラ成分と、回転速度に依存する回転ムラ成分とが交差している箇所（共振が生じる箇所）を特定し、現在の感光体ドラム７１の回転速度がその周辺か否かを判定する。そして、感光体ドラム７１の回転異常の原因が、回転系９の固有振動数が変動したことによるものと判定された場合は、表示制御部３１ｄが表示部３４に、固有振動数が変動したことにより、感光体ドラム７１に回転異常が発生した旨、表示させる（Ｓ４）。
【００６２】
また、ステップＳ３において、固有振動数が変化していないか、固有振動数が変化していても、感光体ドラム７１の回転異常と、回転系９の固有振動数が変化したこととが関係ないと判定された場合は、ギヤや回転軸等の回転系９の各部品の劣化が感光体ドラム７１の回転異常の原因であると考えられる。つまり、各部品の劣化が進んだことにより、これらの回転ムラが大きくなり、そのため、感光体ドラム７１の回転に異常が生じたと考えられる。そこで、異常回転判定部３１ｃは、上述のように、回転速度に依存する回転ムラ成分より、劣化部品を特定する（Ｓ５）。劣化部品の特定には、例えば、記憶部３３に記憶されている初期データあるいは直近のトラッキング解析によるデータと、現在のトラッキング解析データより、周波数ごとの回転ムラを比較すれば、回転ムラの増加率等は容易に算出できること等から、部品が劣化しているか否かを容易に判定できる。さらに、その劣化度合いを判定することもできる。このように、記憶部３３に初期データあるいは直近のトラッキング解析によるデータを記憶していることで、回転異常の原因の判定を容易に行うことができる。そして、感光体ドラム７１の回転異常の原因が、ギヤや回転軸等の各部品の劣化によるものと判定された場合は、表示制御部３１ｄが表示部３４に、感光体ドラム７１の回転異常の原因が、ギヤや回転軸等の各部品によるものである旨、その原因となった部品を特定して表示させる（Ｓ４）。なお、回転速度に依存する回転ムラ成分の値から、劣化部品の劣化度合いを求めることができるため、表示部３４に劣化度合いも合わせて表示させてもよい。
【００６３】
なお、感光体ドラム７１の回転異常の原因が、固有振動数の変化によるものである場合は、操作者は、感光体ドラム７１のイナーシャを変化させる等して、固有振動数を変化させて、回転異常を回避すればよい。また、モータ８１の回転速度を許容範囲内において変化させることで、回転異常を回避できる可能性もある。また、部品の劣化が原因で、感光体ドラム７１の回転異常が生じている場合は、その部品を取り替えればよい。このように、操作者は原因に応じて、適切な対応を施せばよい。
【００６４】
なお、上記説明では、用紙Ｐに形成された画像が異常であったときに、トラッキング解析を行うこととしたが、用紙Ｐに形成された画像が異常でない場合でも、定期的にトラッキング解析を行うこととしてもよい。例えば、カラープリンタ１を最初に立ち上げたときや、カラープリンタ１の運転時間が所定の積算時間となったとき等に、図６に示した、ステップＳ２以降の動作を行うこととしてもよい。そして、回転異常判定部３１ｃにおいてトラッキング解析による判定で問題がなければ、表示制御部３１ｄが表示部３４に、正常であることを表示させることとしてもよい。
【００６５】
なお、カラープリンタ１のトラッキング解析データは、初期値だけでなく、トラッキング解析を行った際のトラッキング解析データを随時記憶部３３に記憶されることとすればよい。また、メンテナンスを行った後も、トラッキング解析による判定を行い、その際のトラッキング解析データも記憶部３４で記憶されることとすれば望ましい。それにより、異常回転判定部３１ｃにおける判定の際に、これら記憶部３３に記憶されている過去のデータを参照することができ、容易に判定を行うことができる。
【００６６】
上述のように、本実施形態に係るカラープリンタ１は、ＦＦＴアナライザ３５により得られたトラッキング解析データをもとに、回転ムラ成分を、回転系９の固有振動数に依存する回転ムラ成分および回転系９に含まれる複数の回転体の回転速度に依存する各回転ムラ成分にそれぞれ選別して、それらより感光体ドラム７１の回転異常の原因を特定するので、複雑なシミュレーションモデルや計算式を作成することなしに、容易に感光体ドラム７１の回転異常の原因を特定できる。それにより、感光体ドラム７１の回転異常に対して、操作者は迅速かつ的確な処置を取ることができる。
【００６７】
また、トラッキング解析は、感光体ドラム７１の回転速度を変化させて行うので、その回転速度の範囲全体における状況を把握することができるため、劣化状況を見落とす可能性が低い。また、共振による場合と部品劣化による場合とに分けて、回転異常の原因を判定するので、両者を混同することなく正確に回転異常の原因を判定できる。また、部品劣化による回転異常の場合に、その劣化箇所および劣化度合いをすぐに確認できることから、サービスマン等による迅速な対応が可能である。また、従来は、一定の使用回数、使用期間により部品を交換していたため、その部品の本来の寿命に対して余裕を見て部品を交換していた。しかし、そのようなことをする必要が無く、部品を本来の寿命まで使用することができるため、コスト、環境面でも有利である。
【００６８】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態に係るカラープリンタの全体構成を示した概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカラープリンタの画像形成部周辺の構成を示した要部拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係るカラープリンタの感光体ドラムの駆動伝達系を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るカラープリンタの回転速度の制御を説明するためのブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるトラッキング解析データを示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置における、共振が生じている場合のトラッキング解析データを示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係るカラープリンタの動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１  カラープリンタ                    １ａ  機器本体
２  給紙部                            ３  画像形成部
４  定着部                            ５  排紙部
６  搬送ローラ                        ７  画像形成ユニット
７Ｋ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ  ユニット      ８  駆動伝達系
９  回転系                            １１  中間転写ベルト
１２  ２次転写ローラ                  １３  駆動ローラ
１４  ベルト支持ローラ                １５  バックアップローラ
１６  １次転写ローラ                  １７  クリーニングブラシ
１８  駆動源                          ２１  給紙カセット
２２、２７  ピックアップローラ        ２３、２４、２５  給紙ローラ
２６  レジストローラ                  ３１  制御部
３１ａ  回転速度制御部                ３１ｂ  測定制御部
３１ｃ  回転異常判定部                ３１ｄ  表示制御部
３３  記憶部                          ３４  表示部
３５  ＦＦＴアナライザ                ３６  ロータリーエンコーダ
３６ａ  エンコーダディスク            ３６ｂ  エンコーダ検出部
４１  加熱ローラ                      ４２  加圧ローラ
７１  感光体ドラム                    ７２  現像装置
７３  クリーニング装置                ７４  除電器
７５  帯電器                          ７６  露光装置
８１  モータ                          ８２  駆動ギヤ
８３  従動ギヤ                        Ｐ  用紙
【図１】
2010096924.tif 000003
【図２】
2010096924.tif 000004
【図３】
2010096924.tif 000005
【図４】
2010096924.tif 000006
【図５】
2010096924.tif 000007
【図６】
2010096924.tif 000008
【図７】
2010096924.tif 000009