(57)【要約】【課題】モータから発する異音や、ブレード鳴きを検出し、異音を発した部品を特定することや、部品が騒音限界まで達するまでの時間を推定することで、メンテナンスを容易にする。【解決手段】集音マイク１２を用いて、モータ駆動音やブレードの摩擦音を検出する。予め記録装置Ｍ１〜Ｍ４に正常時における音を記録しておき、類似性判断回路１３でモータ駆動音、ブレードの摩擦音と、正常時における音を比較する。集音マイク１２で検出された音が、規定値を越えていた場合、異音を発していると判断し、また、ピークにおける周波数により、異音を発している部品を特定する。また、部品が騒音限界に達するまでの時間を、現時点の音量のピーク値から推定される稼働時間と、騒音限界に達する時間をもとに推定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙を給紙する給紙モータと、現像器を駆動する現像モータと、感光ドラムを駆動するドラムモータと、定着器を駆動する定着モータと、感光ドラム上に残留したトナーを除去するクリーニングブレードの少なくとも１つ以上を有する画像形成装置において、正常時における給紙モータの駆動音、現像モータの駆動音、ドラムモータの駆動音、定着モータの駆動音、感光ドラムとクリーニングブレードとの摩擦音の少なくとも１つ以上を記録している記録装置と、集音する集音手段をもち、上記構成機構の動作時のもと、集音手段を用いて、少なくとも１つ以上の給紙モータの駆動音、現像モータの駆動音、ドラムモータの駆動音、定着モータの駆動音、感光ドラムとクリーニングブレードとの摩擦音を検出し、音量、周波数、周期から、記録装置に記録されている少なくとも１つ以上の上記モータ駆動音、上記摩擦音と、集音手段により検出された少なくとも１つ以上の上記モータ駆動音、上記摩擦音とを比較する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、比較した音の波形の中に、同周波数の波形がある場合、集音手段により検出された同周波数の音を発する部品は、比較に用いた記録装置に記録されている音を発する部品と同じであると判断し、集音手段により検出された上記部品の発する音の波形のピーク値が規定値より越えていた場合、上記部品に異常があると判断する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、集音手段により検出された上記モータ駆動音、上記摩擦音のうち少なくとも１つ以上に異常があると判断された場合、異常があると判断された部品を知らせるエラーメッセージを表示する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２記載の画像形成装置において、集音手段により検出された上記モータ駆動音、上記摩擦音のうち少なくとも１つ以上に異常があると判断された場合、異常があると判断された部品以外の機構を停止させ、選択的に異常があると判断された部品を駆動させ、再度、記録装置に記録されている波形と、集音手段により検出された波形との類似性や、ピークが出現する周期を確認する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２記載の画像形成装置において、集音手段により検出された音の波形のピーク値が規定値を越えていない場合、上記ピーク値から推定される部品の稼働時間を、音量規定値に達する稼働時間から減算することで、部品が騒音限界に達するまでの時間を推定する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録媒体上に画像を形成する電子写真画像形成装置、電子写真プリンタ等の画像形成装置において問題となる異音の検出手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置において、転写終了後、感光ドラム上に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置として、クリーニングブレードが用いられることが多い。ところが、クリーニングブレードを用いると、回転する感光ドラム表面から受ける外振力によるクリーニングブレードの振動や、感光ドラムとクリーニングブレードとの間で発生する摩擦力に起因して、一般に「ブレード鳴き」と呼ばれている異音が発生する。
【０００３】
従来、このブレード鳴きやモータの騒音が発生し、騒音限界に達するまでの時間を予め統計学的手法で測定しておき、その時間より短めに部品交換時期を設定している。ゆえに、実際の部品の寿命より早い時期に、部品を交換することになる。操作者によって、画像形成装置の使用頻度が異なってくるので、上記部品交換時期というのは非常に曖昧になってくる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ブレード鳴きやモータの騒音は、画像形成装置を使用している操作者に対して不快感を与える恐れがある。しかし、ブレード鳴きやモータの騒音は、使用過多による部品の劣化によって起こるもので、発生を抑制することは難しい。
【０００５】
本発明の目的は、「ブレード鳴き」や給紙モータ、現像モータ、ドラムモータ、定着モータから発生する異音を集音マイクを用いて検出し、異音発生部品を特定することや、部品が騒音限界まで達するまでの時間を推定するとともに、異音発生部品や、部品が騒音限界まで達するまでの時間を知らせるエラーメッセージを表示し、メンテナンスを容易にすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、ブレード鳴きや給紙モータ、現像モータ、ドラムモータ、定着モータから発生する駆動音を検出する手段として、画像形成装置内に集音マイクを１つ設置する。検出された音は、増幅器で増幅され、周波数分解される。予め正常時の音量、周波数、周期を記録装置に記録させておき、検出された音の音量、周波数、周期と比較する。比較した音の波形の中に、同周波数の波形がある場合、集音マイクにより検出された同周波数の音を発する部品は、比較に用いた記録装置に記録されている音を発する部品と同じであると判断する。検出した部品の波形のピークが規定値を越えた場合は、その部品に異常があると判定し、エラーメッセージとして表示する。
【０００７】
もし、異常と判断されうる２つのモータの周波数が非常に近い場合や、波形のバックグラウンドによってピーク値が判断しづらい場合に、モータを１つだけ駆動させることにより、他のモータ駆動音やバックグラウンドを除去したり、ピークが出現する周期を測定することにより、異音を発生する部品を特定する。
【０００８】
また、任意の部品におけるピーク値から推定される現時点の部品の稼動時間を、音量が規定値に達する稼働時間（騒音限界）から減算することで、部品が騒音限界に達するまでの時間を推定する。
【０００９】
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。
【００１０】
（１）記録紙を給紙する給紙モータと、現像器を駆動する現像モータと、感光ドラムを駆動するドラムモータと、定着器を駆動する定着モータと、感光ドラム上に残留したトナーを除去するクリーニングブレードの少なくとも１つ以上を有する画像形成装置において、正常時における給紙モータの駆動音、現像モータの駆動音、ドラムモータの駆動音、定着モータの駆動音、感光ドラムとクリーニングブレードとの摩擦音の少なくとも１つ以上を記録している記録装置と、集音する集音手段をもち、上記構成機構の動作時のもと、集音手段を用いて、少なくとも１つ以上の給紙モータの駆動音、現像モータの駆動音、ドラムモータの駆動音、定着モータの駆動音、感光ドラムとクリーニングブレードとの摩擦音を検出し、音量、周波数、周期から、記録装置に記録されている少なくとも１つ以上の上記モータ駆動音、上記摩擦音と、集音手段により検出された少なくとも１つ以上の上記モータ駆動音、上記摩擦音とを比較する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
（２）前記（１）記載の画像形成装置において、比較した音の波形の中に、同周波数の波形がある場合、集音手段により検出された同周波数の音を発する部品は、比較に用いた記録装置に記録されている音を発する部品と同じであると判断し、集音手段により検出された上記部品の発する音の波形のピーク値が規定値より越えていた場合、上記部品に異常があると判断する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（３）前記（２）記載の画像形成装置において、集音手段により検出された上記モータ駆動音、上記摩擦音のうち少なくとも１つ以上に異常があると判断された場合、異常があると判断された部品を知らせるエラーメッセージを表示する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（４）前記（２）記載の画像形成装置において、集音手段により検出された上記モータ駆動音、上記摩擦音のうち少なくとも１つ以上に異常があると判断された場合、異常があると判断された部品以外の機構を停止させ、選択的に異常があると判断された部品を駆動させ、再度、記録装置に記録されている波形と、集音手段により検出された波形との類似性や、ピークが出現する周期を確認する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１４】
（５）前記（２）記載の画像形成装置において、集音手段により検出された音の波形のピーク値が規定値を越えていない場合、上記ピーク値から推定される部品の稼働時間を、音量規定値に達する稼働時間から減算することで、部品が騒音限界に達するまでの時間を推定する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の特徴を最もよく表す画像形成装置の断面図である。同図において、１は原稿を読み取るスキャナー部、２はスキャナー部１から画像を読む込み、レーザとして出力するレーザユニット、３は図示しない帯電装置によって表面が均一かつ一様に帯電させられる感光ドラム、４は感光ドラム３近傍にある現像器、５は転写紙が入れられている給紙部、６は感光ドラム３上のトナー像を転写紙に移しとる転写部、７は感光ドラム３上に残留したトナーを掻き落とすクリーニングブレード、８はクリーニングブレード７が掻き落としたトナーを溜めておくドラムクリーナ部、９は感光ドラム３から転写紙を搬送する紙搬送部、１０は紙搬送部９から入る転写紙上のトナーを定着させる定着部、１１は画像形成装置における高圧電源部、１２はモータの駆動音やブレード鳴きを検出する集音マイク、１３は集音マイク１２から検出した音と記録装置に記録されている音を比較する類似性判断回路である。
【００１６】
同図を用いて画像形成装置の基本的な動作を説明する。スキャナー部１で原稿の画像信号を読み込み、画像信号をレーザユニット２に入力する。レーザユニット２から照射したレーザ光によって感光ドラム３上に潜像が作られ、現像器４によって現像される。上記潜像とタイミングを合わせて給紙部５より転写紙が搬送され、転写部６において上記現像されたトナー像が転写される。感光ドラム３上に残留したトナーはクリーニングブレード７によって掻き落とされ、ドラムクリーナ部８に溜まる。転写されたトナー像は定着器１０にて転写紙に定着されたあと、装置外部に排出される。
【００１７】
集音マイク１２を用いて、画像形成装置内のモータ駆動音や、感光ドラムとクリーニングブレードとの摩擦音を検出し、類似性判断回路１３によって、記録装置に記録されている波形と、検出された音との類似性を判断する。
【００１８】
図２は類似性判断回路１３のブロック図である。同図において、Ｍ１〜Ｍ４は正常時における波形を記録しておく記録装置、１４は集音マイクから入ってきた音を増幅する増幅器、１５は増幅器１４から入ってきた情報を一時記録しておく記録装置、１６は記録装置１５から入ってきた波形と、記録装置Ｍ１〜Ｍ４に記録されている波形を比較する比較器、１８はスイッチ機構、１７は比較器１６からの信号を受けて、スイッチ機構１８を制御するコントローラである。
【００１９】
集音マイク１２によって検出された音は、増幅器１４で増幅され、記録装置１５に記録される。コントローラ１７はスイッチ機構１８を１つずつ閉じさせる制御をし、比較器１６によって、記録装置１５に記録されている波形と、記録装置Ｍ１〜Ｍ４に記録されている波形を比較する。
【００２０】
図３は正常時における音と異常時における音の波形の一例であり、集音マイク１２によって検出された波形と、記録装置Ｍ１〜Ｍ４に記録されている波形との比較方法を示す。横軸は周波数、縦軸は音量である。Ｍｔ１〜Ｍｔ３はそれぞれ異なるモータ、ｆＭｔ１、ｆＭｔ２、ｆＭｔ３はそれぞれＭｔ１、Ｍｔ２、Ｍｔ３のピークにおける周波数であり、ｆＭｔ１、ｆＭｔ２、ｆＭｔ３をもとにモータが識別される。一点鎖線はＭｔ１における正常時と異常時とを分ける規定値であり、上記規定値を越えるとモータＭｔ１は異常があると判断され、モータＭｔ１に異常があるというエラーメッセージを表示させる。クリーニングブレードの摩擦音も同様に周波数で判断され、ピーク値が規定値を越えると、ブレード鳴きがあると判断され、エラーメッセージを表示する。
【００２１】
図４はモータＭｔ１だけ駆動させたときの波形図である。例えば、２つのモータの周波数が非常に近い場合や、波形のバックグラウンドによってピーク値が判断しづらい場合に、モータを１つだけ駆動させることにより、他のモータ駆動音やバックグラウンドを除去し、波形を再確認する。上記操作と、ピークが現れる周期を測定することにより、確実に異常がある部品を特定できる。
【００２２】
図５は本発明における画像形成装置において、モータまたはクリーニングブレードから異音を検出したときの動作を示すフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ１    集音マイク１２が常にモータ駆動音や、感光体とクリーニングブレードの摩擦音を検出していて、記録装置Ｍ１〜Ｍ４に記録されている波形と、上記モータ駆動音や上記摩擦音とを類似性判断回路１３により比較し、ある波形のピーク値が音量の規定値を越えていたらＳ２に進む。
【００２４】
ステップＳ２    異常と判断された音のうち、波形のピークにおける周波数を測定することにより、ブレード鳴きがあるかどうか判断する。ある場合はＳ９に、ない場合はＳ３に進む。
【００２５】
ステップＳ３    Ｓ２でブレード鳴きがあるという可能性はなくなったので、異音を発生している部品はモータであることがわかる。音量の規定値を越えた波形のピークが１つだけの場合、異音を発している部品が特定できたことを意味している。特定できた場合はＳ１０に、特定できない場合は、Ｓ４に進む。
【００２６】
ステップＳ４    異音を発している部品の候補が複数あるので、それを特定するために候補のモータのうち１つを駆動させたいが、その前処理として全モータを停止する。
【００２７】
ステップＳ５    複数の候補のうち、コントローラ１７が指定したモータのみを起動させることにより、指定したモータが異音を発しているかどうか確かめる。
【００２８】
ステップＳ６    コントローラ１７が指定したモータが異音を発生しているかどうか、つまり異常があるモータを特定できたかどうか判断する。特定できた場合はＳ１１に、特定できない場合は、Ｓ７に進む。
【００２９】
ステップＳ７    Ｓ５、Ｓ６において特定を試みたモータは正常であったので、別の候補を確認するために、コントローラ１７が指定するモータを変更する。
【００３０】
ステップＳ８    まだ、特定を試みていないモータがあるかどうか判断する。ある場合はＳ４に戻り、ない場合は特定できないものとして終了する。
【００３１】
ステップＳ９    クリーニングブレードに異常ありというエラーメッセージを表示する。
【００３２】
ステップＳ１０    異常があるモータの名前をエラーメッセージとして表示する。
【００３３】
ステップＳ１１    異常があるモータの名前をエラーメッセージとして表示する。
【００３４】
図６はモータＭｔ１の駆動時間と周波数ｆＭｔ１における音量ピーク値の関係であり、横軸はモータ駆動時間、縦軸は周波数ｆＭｔ１における音量、一点破線はモータＭｔ１における正常時と異常時とを分ける規定値である。モータＭｔ１を使い続けると、周波数ｆＭｔ１における音量が徐々に増加し、上記規定値を越えるとモータＭｔ１は異常があると判断される。曲線と規定値を指す一点鎖線の交差したところはモータＭｔ１の騒音限界を意味し、記録装置は予め同図の情報を記録している。
【００３５】
一例として、ＸをモータＭｔ１の駆動時間、Ｙを周波数ｆＭｔ１における音量とする。集音マイク１２が音量Ｙを検出したとすると、同図の曲線よりモータＭｔ１の駆動時間Ｘが求まる。モータＭｔ１における騒音限界と駆動時間Ｘとの差を計算することにより、寿命までの時間がわかる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係る第１の発明によれば、記録装置に記録されている正常時における波形と、集音マイクを用いて検出したモータ駆動音、感光ドラムとクリーニングブレードとの摩擦音を比較することができる。
【００３７】
本出願に係る第２の発明によれば、モータ駆動時における異音やブレード鳴きを検出することにより、異常がある部品を特定することができる。
【００３８】
本出願に係る第３の発明によれば、異常がある部品をエラーメッセージとして知らせることにより、部材の取り替えが容易になる。
【００３９】
本出願に係る第４の発明によれば、異音を発生した部品以外の機構を停止させ、他の波形やバックグラウンドを除去した状態で、選択的に異音を検出することによって、または、ピークが出現する周期を測定することによって、より確実に異常がある部品を特定することができる。
【００４０】
本出願に係る第５の発明によれば、モータ駆動音、クリーニングブレードの摩擦音の音量から、上記部品が騒音限界に達するまでの時間を推定することができる。よって、実際の部品の寿命より早い時期に、部品を交換するということがなくなり、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の断面図である。
【図２】類似性判断回路のブロック図である。
【図３】正常時と異常時の音の波形を示す図である。
【図４】モータを１つだけ駆動させたときの波形図である。
【図５】本発明における画像形成装置のフローチャートである。
【図６】モータＭｔ１の駆動時間と周波数ｆＭｔ１における音量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  スキャナー部
２  レーザユニット
３  感光ドラム
４  現像器
５  給紙部
６  転写部
７  クリーニングブレード
８  ドラムクリーナ部
９  紙搬送部
１０  定着部
１１  高圧電源部
１２  集音マイク
１３  類似性判定回路
１４  増幅器
１５  記録装置
１６  比較器
１７  コントローラ
１８  スイッチ機構
Ｍ１〜Ｍ４．  記録装置
Ｍｔ１〜Ｍｔ３  モータ
ｆＭｔ１〜ｆＭｔ３  ピークにおける周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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