(57)【要約】【課題】１対のギヤの磨耗量を測定するのに１つのセンサで済ませる。【解決手段】モータにより回転駆動されるギヤ列を有し、その下流にギヤの回転を検知するセンサを有する画像形成装置であって、前記ギヤが摩耗していない初期状態において、前記モータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号を、モータ駆動信号を基準となるタイミングにして記録領域に記録するセンサ信号記録手段と、摩耗量の測定時において、前記モータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号と前記記録領域に記録された初期状態におけるセンサ信号とを比較して摩耗量を測定する摩耗量測定手段とを備える。【選択図】図４
2012181366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより回転駆動されるギヤ列を有し、その下流にギヤの回転を検知するセンサを有する画像形成装置であって、
前記ギヤが摩耗していない初期状態において、前記モータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号を、モータ駆動信号を基準となるタイミングにして記録領域に記録するセンサ信号記録手段と、
摩耗量の測定時において、前記モータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号と前記記録領域に記録された初期状態におけるセンサ信号とを比較して摩耗量を測定する摩耗量測定手段と
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に記載の画像形成装置において、
前記センサ信号記録手段は、センサ信号の記録の後に、再び前記モータを一時的に正回転させてバックラッシの影響をキャンセルし、
前記摩耗量測定手段は、摩耗量を測定の後に、再び前記モータを一時的に正回転させてバックラッシの影響をキャンセルする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
モータにより回転駆動されるギヤ列を有し、その下流にギヤの回転を検知するセンサを有する画像形成装置であって、
前記ギヤが摩耗していない初期状態において、前記モータを一時的に逆転させ、再び前記モータを一時的に正回転させて、その際に得られるセンサ信号を、モータ駆動信号を基準となるタイミングにして記録領域に記録するセンサ信号記録手段と、
摩耗量の測定時において、前記モータを一時的に逆転させ、再び前記モータを一時的に正回転させて、その際に得られるセンサ信号と前記記録領域に記録された初期状態におけるセンサ信号とを比較して摩耗量を測定する摩耗量測定手段と
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１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記摩耗量測定手段により測定された摩耗量を予め設定された閾値と比較することにより寿命判定を行う摩耗量判定手段
を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記センサ信号記録手段は、所定の基準位置からのギヤの歯の位置を示す情報を併せて記録し、
前記摩耗量測定手段は、現在の歯の位置に対応するセンサ信号を前記記録領域から取得して比較を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記摩耗量測定手段は、１回目の測定の後に前記モータを正回転させて前記ギヤの歯の組み合わせを変え、別の歯の組合せについて測定を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項の画像形成装置において、
前記センサはエンコーダであり、
前記摩耗量測定手段は２つのセンサ信号の位相差からタイムラグを検出し、所定の係数をかけることで摩耗量に換算する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置の機構部に用いられるギヤ（歯車）の摩耗量を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、一般家庭で使われる日用品、家電製品をはじめとし、二輪車、自動車や、パソコン、複写機、プリンタ等のＯＡ機器に至るまで、新製品が発売される、もしくはリース契約期間が切れるなどのきっかけで、耐用年数を全うする前に破棄されてきた。
【０００３】
そこで、（１）資源・エネルギー消費量の削減、（２）最終廃棄物量の削減、（３）有害物排出の防止といった地球環境保全の観点から、近年、相次いで各種リサイクル法が制定されている。
【０００４】
そして、これら法令制定に先立ち、回収された製品の分解／分別がしやすいようにするリサイクル対応設計への取り組みが既に行われている。そこでは、回収された製品の品質状態や生産・稼働履歴がある一定条件を満たした場合、リユース可能なものは再び製品に組み込み、それ以外のものについては分別を行ってリサイクル材として再資源化を図る取り組みが行なわれている。
【０００５】
複写機等の画像形成装置に組み込まれているギヤについては、稼動履歴だけでなく、磨耗量を測定し、寿命判定を行う必要がある。
【０００６】
今までは１対のギヤの磨耗量を測定するために、エンコーダ（ロータリエンコーダ）等の複数のセンサをギヤの軸に取り付け、それらのセンサの出力に基づいて磨耗量を測定する方法が既に知られている。特許文献１には、ギヤの寿命判定を行う目的で、ギヤの磨耗量を測定するために、いくつかの軸上にとりつけられた複数のセンサからの信号に基づいて磨耗量を算出する構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような、１対のギヤの磨耗量を測定するのに複数のセンサを取り付ける方法では、本来の画像形成装置としての機能と関係のないセンサを取り付けることとなることから、コストがかかり、その分のスペースも必要となってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の従来の問題点に鑑み提案されたものであり、その目的とするところは、モータにより回転駆動されるギヤ列を有し、その下流に前記ギヤ列の回転を検知するセンサを有する画像形成装置において、１対のギヤの磨耗量を測定するのに１つのセンサで済ませることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明にあっては、モータにより回転駆動されるギヤ列を有し、その下流にギヤの回転を検知するセンサを有する画像形成装置であって、前記ギヤが摩耗していない初期状態において、前記モータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号を、モータ駆動信号を基準となるタイミングにして記録領域に記録するセンサ信号記録手段と、摩耗量の測定時において、前記モータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号と前記記録領域に記録された初期状態におけるセンサ信号とを比較して摩耗量を測定する摩耗量測定手段とを備える画像形成装置を要旨としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置にあっては、モータにより回転駆動されるギヤ列を有し、その下流に前記ギヤ列の回転を検知するセンサを有する画像形成装置において、１対のギヤの磨耗量を測定するのに１つのセンサで済ませることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の機構部の構成例を示す図である。
【図２】測定対象のギヤの周辺の構成例を示す図である。
【図３】ギヤのバックラッシ量の例を示す図である。
【図４】制御部の構成例を示す図である。
【図５】センサ信号の比較の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。
【００１３】
図１は画像形成装置１の機構部の構成例を示す図であり、搬送ユニットに沿って複数の現像装置を並設させたタンデム方式のカラー画像形成装置の例である。近年、カラー複写機やカラープリンタ等、高画質のカラー画像を形成する画像形成装置が国内・国外において広く実用化されており、タンデム方式のカラー画像形成装置はそのような画像形成処理を高速で実現することができる。
【００１４】
図１において、画像形成装置１は、複数の光源から出射される光ビーム１８Ｙ（Ｙ：Yellow）、１８Ｍ（Ｍ：Magenta）、１８Ｃ（Ｃ：Cyan）、１８Ｋ（Ｋ：Black）を、画像形成装置１内部に並設された複数の像担持体１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに照射して静電潜像を形成し、形成した静電潜像に対して現像部１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋにより異なる色の現像剤を付着することで、像担持体１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に実像となるトナー像を形成させる。
【００１５】
そして、各像担持体１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に形成されたトナー像を、ローラ１１、１２、１４により支持されて回転移動する中間転写ベルト１３に対し、裏側から１次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋで押圧することで転写し、転写したトナー像を記録材１９に裏側から２次転写ローラ１０で押圧することで転写する。その後、定着を行う。これにより多色画像を形成する。
【００１６】
また、この種の画像形成装置１には、回転移動する中間転写ベルト１３に対して高速でトナー像の転写が行われることから、各色の位置合わせ精度の安定化を図るために、位置ずれ補正機能が搭載されている。例えば、各色の位置ずれ要因の１つとして、中間転写ベルト１３の速度ムラにより位置ずれが発生することが解っており、この要因を解決すべく、中間転写ベルト１３を支持しているローラ１１、１２、１４の軸上に速度の検知手段を設け、その検知結果から、ベルト駆動用モータを制御し、速度ムラを低減することで画像の位置ずれを防止している。この検知手段には、しばしばエンコーダ（ロータリエンコーダ）等のセンサが用いられている。このセンサは機能上、中間転写ベルト１３を等速に駆動させるためのものであるが、このセンサでギヤの磨耗量を測定し、リユース可否または寿命の判定を行うことができる。
【００１７】
図２は測定対象のギヤの周辺の構成例を示す図である。
【００１８】
図２においては、モータ２１によりギヤ２２が駆動され、このギヤ２２によりギヤ２３が駆動されるようになっている。ギヤ２３の軸２４にはセンサ２５が設けられている。なお、軸２４は、図１におけるローラ１１、１２、１４等の軸に相当する。なお、中間転写ベルト１３を駆動するローラ１１、１２、１４だけでなく、ギヤによってモータの駆動を伝達させ、その下流にエンコーダ等のセンサを備えている画像形成装置内の駆動機構であれば適用することができる。
【００１９】
作像をしている際、モータ２１は例えば図中の矢印方向といったように、１方向にしか回らない。その際、ギヤ２２とギヤ２３の歯の噛み合っている部分は摩擦によって経時で歯が磨耗していき、磨耗した量だけバックラッシ量（ガタ量）が増える。
【００２０】
図３はギヤのバックラッシ量の例を示す図である。
【００２１】
図３（ａ）は摩耗が生じていない初期状態のギヤ２２とギヤ２３の噛み合い部分を示しており、歯が当たっていない側の隙間の距離がバックラッシ量である。
【００２２】
図３（ｂ）は初期状態から駆動を繰り返して磨耗したギヤ２２とギヤ２３の噛み合い部分を示している。破線は摩耗が生じる前の歯の位置を示しているが、摩耗により歯が実線のように摩耗した結果、バックラッシ量はギヤ２２とギヤ２３の歯が磨耗した分だけ大きくなる。
【００２３】
図４は摩耗量の測定および寿命判定を行う制御部１０１の構成例を示す図である。制御部１０１は画像形成装置１の主たる制御装置内の一機能として設けてもよいし、別途設けてもよい。
【００２４】
図４において、制御部１０１は、センサ信号記録部１０２と記録領域（記憶領域）１０３と摩耗量測定部１０４と摩耗量判定部１０５とを備えている。
【００２５】
センサ信号記録部１０２は、ギヤが摩耗していない初期状態において、モータ駆動信号によりモータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号を、モータ駆動信号を基準となるタイミングにして記録領域１０３に記録し、再びモータ駆動信号によりモータを一時的に正回転させ、バックラッシの影響をキャンセルする機能を有している。モータの逆回転は、現在噛み合っている歯のバックラッシ量程度の一時的なものであるため、下流の駆動対象物を逆回転させることで不都合が生じる恐れがあるものであっても、問題はない領域である。なお、バックラッシ量の測定のためのセンサ信号の記録は、一時的な逆回転時に限らず、再度の一時的な正回転時に行ってもよい。
【００２６】
記録領域１０３には、モータ駆動信号が有効になった時点からの経過時点と対応付けてセンサ信号が記録される。なお、所定の基準位置からのギヤの歯の位置を示す情報と対応付けて記録してもよい。
【００２７】
また、センサ信号記録部１０２は、初期状態だけでなく、摩耗量測定部１０４による摩耗量の測定時のセンサ信号についても、記録領域１０３に記録するようにしてもよい。
【００２８】
摩耗量測定部１０４は、摩耗量の測定時において、モータ駆動信号によりモータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号と記録領域１０３に記録された初期状態におけるセンサ信号とを比較して摩耗量を測定する機能を有している。比較のためのタイミングはモータ駆動信号が基準となる。センサがエンコーダである場合、２つのセンサ信号（エンコーダ信号）の位相差からタイムラグを検出し、所定の係数（予め実験等により設定）をかけることで摩耗量に換算することができる。
【００２９】
また、摩耗量測定部１０４は、測定の後、再びモータ駆動信号によりモータを一時的に正回転させ、バックラッシの影響をキャンセルする機能を有している。
【００３０】
なお、摩耗量測定部１０４は、センサ信号記録部１０２による初期状態でのセンサ信号の記録が一時的な逆回転時ではなく再度の一時的な正回転時に行われている場合には、同じく再度の一時的な正回転時におけるセンサ信号を比較に用いる。
【００３１】
摩耗量判定部１０５は、摩耗量測定部１０４により測定された摩耗量を予め設定された閾値と比較し、閾値に到達するか超えている場合にはリユース不可等の寿命判定を行う機能を有している。
【００３２】
動作にあっては、画像形成装置１の製造時もしくは出荷前等のタイミングで、制御部１０１のセンサ信号記録部１０２は、ギヤが摩耗していない初期状態において、モータ駆動信号によりモータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号を、モータ駆動信号を基準となるタイミングにして記録領域１０３に記録する。
【００３３】
その後、摩耗量の測定時において、制御部１０１の摩耗量測定部１０４は、モータ駆動信号によりモータを一時的に逆転させ、その際に得られるセンサ信号と記録領域１０３に記録された初期状態におけるセンサ信号とを比較し、その位相差からタイムラグを検出し、摩耗量に換算して出力する。
【００３４】
図５はセンサ信号の比較の例を示す図であり、図５（ａ）は記録領域１０３に記録された初期状態におけるセンサ信号を示し、図５（ｂ）は摩耗量の測定時に得られたセンサ信号を示している。両者の時間軸はモータ駆動信号が有効になった時点を基準にしている。
【００３５】
ここで、センサ信号のパルスの位相差から摩耗による遅れが検出でき、その時間値に係数をかけることで摩耗量に換算する。
【００３６】
次いで、摩耗量判定部１０５は、摩耗量測定部１０４により測定された摩耗量を予め設定された閾値と比較し、閾値に到達するか超えている場合にはリユース不可等の寿命判定を行い、判定結果を出力する。判定結果は画像形成装置１のオペレーションパネルに表示したり、所定の形式でデータ出力したりする。
【００３７】
また、記録領域１０３のセンサ信号として、所定の基準位置からのギヤの歯の位置を示す情報を併せて記録する場合には、個々の歯の組み合わせを区別できるため、摩耗量の測定を行う場合に現在の歯の位置に対応するセンサ信号を記録領域１０３から取得して比較を行う。この場合、更に、摩耗量測定部１０４は、モータ駆動信号によりモータを正回転させてギヤの歯の組み合わせを変え、別の歯の組合せにおいても同様の測定を行い、摩耗量判定部１０５は複数の摩耗量の測定結果から総合的に寿命判定を行うようにすることができる。
【００３８】
以上説明した実施形態によれば、１対のギヤの磨耗量を測定するのに１つのセンサで済ませることができる。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
【符号の説明】
【００４０】
１                  画像形成装置
１０                ２次転写ローラ
１１                ローラ
１２                ローラ
１３                中間転写ベルト
１４                ローラ
１５Ｙ〜１５Ｋ      像担持体
１６Ｙ〜１６Ｋ      １次転写ローラ
１７Ｙ〜１７Ｋ      現像部
１８Ｙ〜１８Ｋ      光ビーム
１９                記録材
２１                モータ
２２、２３          ギヤ
２４                軸
２５                センサ
１０１              制御部
１０２              センサ信号記録部
１０３              記録領域
１０４              摩耗量測定部
１０５              摩耗量判定部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開２００９−７４８４１号公報
【図１】
2012181366.tif 000003
【図２】
2012181366.tif 000004
【図３】
2012181366.tif 000005
【図４】
2012181366.tif 000006
【図５】
2012181366.tif 000007