(57)【要約】【課題】連結されたギアから破損したギアを容易に特定可能とする。【解決手段】連結されたギアのうち１のギアについて回転速度の周波数特性を算出し、噛合周波数でのピークが閾値以上である場合に、連結されたギアが破損したギアを含むものと判定する。そして、連結されたギアが破損したギアを含むと判定された場合に、連結されたギアのうち何れか１のギアにおける回転速度の変化の周期を検出し、連結されたギアのうち、回転周期が検出された周期と対応するギアが破損したギアであると特定する。【選択図】図７
2012181185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結されたギアのうち少なくとも１のギアの回転速度を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測された前記回転速度の周波数特性を算出する算出手段と、
前記計測手段で計測された前記回転速度の変動の周期を検出する検出手段と、
前記算出手段で算出された前記周波数特性に基づき前記連結されたギアに破損ギアが含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で前記破損ギアが含まれると判定された場合に、前記連結されたギアのうち、回転周期が前記検出手段で検出された前記周期と対応するギアを、該破損ギアとして特定する特定手段と
を備える
ことを特徴とする検知装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記計測手段で計測された前記回転速度の自己相関関数を算出し、算出された該自己相関関数に基づき前記周期を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
予め決められた遅延時間範囲内で、前記自己相関関数の値に最大のピーク値が現れる遅延時間を、前記周期として検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記連結されたギアのうち対象とするギアの回転周期に対応する遅延時間での前記自己相関関数の値が閾値を超えた場合に、該遅延時間を前記周期として検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の検知装置。
【請求項５】
前記検出手段は、
前記連結されたギアのうち対象とするギアの回転周期に対応する遅延時間での前記自己相関関数の値と、該連結されたギアに前記破損ギアが含まれない状態での、該遅延時間での前記自己相関関数の値との比が閾値を超える場合に、該遅延時間を前記周期として検出する
ことを特徴とする請求項２に記載の検知装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記周波数特性に基づき、前記連結されたギアの噛合周波数でのピーク値が閾値を超えた場合に、該連結されたギアに破損ギアが含まれると判定する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の検知装置。
【請求項７】
連結されたギアを介して駆動される移動体により用紙を搬送する用紙搬送手段と、
前記用紙搬送手段により搬送される前記用紙に対して、連結されたギアを介して回転駆動される回転ドラムにより画像を形成する画像形成手段と、
前記用紙搬送手段を駆動するギアと、前記画像形成手段を駆動するギアとのうち少なくとも一方のギアの破損を検知する請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の検知装置と
を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記特定手段で特定された前記破損ギアを示す情報を表示する表示手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
ネットワークを介して外部と通信を行う通信手段をさらに備え、
前記特定手段で特定された前記破損ギアを示す情報を前記通信手段で外部に送信する
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
連結されたギアのうち少なくとも１のギアの回転速度を計測する計測ステップと、
前記計測ステップにより計測された前記回転速度の周波数特性を算出する算出ステップと、
前記計測ステップにより計測された前記回転速度の変動の周期を検出する検出ステップと、
前記算出ステップにより算出された前記周波数特性に基づき前記連結されたギアに破損ギアが含まれるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記破損ギアが含まれると判定された場合に、前記連結されたギアのうち、回転周期が前記検出ステップにより検出された前記周期と対応するギアを、該破損ギアとして特定する特定ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
連結されたギアと、
当該連結されたギアのうち少なくとも１のギアの回転に基づいて信号を出力する出力手段と、を備える装置を含み、前記連結されたギアの破損を検知する検知システムであって、
当該検知システムは、
前記出力手段が出力した信号に基づいて前記少なくとも１のギアの回転速度を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測された前記回転速度の周波数特性を算出する算出手段と、
前記計測手段で計測された前記回転速度の変動の周期を検出する検出手段と、
前記算出手段で算出された前記周波数特性に基づき前記連結されたギアに破損ギアが含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で前記破損ギアが含まれると判定された場合に、前記連結されたギアのうち、回転周期が前記検出手段で検出された前記周期と対応するギアを、該破損ギアとして特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結されたギアの破損を検知する検知装置、画像形成装置、プログラムおよび検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写装置や画像形成装置のような回転駆動系を有する装置においては、モータの回転速度を減速するために、径の異なる複数のギアを組み合わせたギア伝達機構が用いられることが多い。このようなギア伝達機構においては、磨耗や過負荷によるギアの破損がしばしば発生し、装置の異常動作の原因となっている。したがって、このギアの破損の予測、診断および検知を可能とすることは、装置の保全に大きく役立つ。
【０００３】
例えば、特許文献１には、歯車の噛合周波数成分の大きさと、噛合周波数とから求めた、軸回転数の間隔で刻んだ周波数成分毎の減衰傾向に基づき歯車の異常を検知するようにした技術が記載されている。また、特許文献２には、モータトルクおよびモータ回転速度の周波数特性に基づきギア破損の有無を判断するようにした技術が記載されている。さらに、特許文献３には、歯車駆動系の回転信号をフーリエ変換し、各ギアの噛合周波数成分の振幅値に基づき歯車の異常個所を特定するようにした技術が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ギアの噛合周波数成分だけを観察しても、噛合うギアの何方側に異常の原因があるのかを特定することはできない。そのため、上述した特許文献１〜３に記載の何れの技術を用いても、ギアで連結されたユニットのどの軸のギアが破損したかを特定することが特定が極めて困難であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、連結されたギアから破損したギアを容易に特定可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、連結されたギアのうち少なくとも１のギアの回転速度を計測する計測手段と、計測手段で計測された回転速度の周波数特性を算出する算出手段と、計測手段で計測された回転速度の変動の周期を検出する検出手段と、算出手段で算出された周波数特性に基づき連結されたギアに破損ギアが含まれるか否かを判定する判定手段と、判定手段で破損ギアが含まれると判定された場合に、連結されたギアのうち、回転周期が検出手段で検出された周期と対応するギアを、破損ギアとして特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、連結されたギアのうち少なくとも１のギアの回転速度を計測する計測ステップと、計測ステップにより計測された回転速度の周波数特性を算出する算出ステップと、計測ステップにより計測された回転速度の変動の周期を検出する検出ステップと、算出ステップにより算出された周波数特性に基づき連結されたギアに破損ギアが含まれるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにより破損ギアが含まれると判定された場合に、連結されたギアのうち、回転周期が検出ステップにより検出された周期と対応するギアを、破損ギアとして特定する特定ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、連結されたギアから破損したギアを容易に特定可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に適用可能な画像形成装置の構造の例を概略的に示す略線図である。
【図２】図２は、中間転写ベルトを駆動する駆動系の構成例について、より詳細に示す略線図である。
【図３】図３は、ロータリエンコーダの一例の構成をより詳細に示す略線図である。
【図４】図４は、パルス検出部と駆動制御部の構成の一例をより詳細に示すブロック図である。
【図５】図５は、駆動ローラの回転速度の周波数特性を解析した解析結果の例を示す略線図である。
【図６】図６は、駆動ローラの回転速度について自己相関関数を算出した一例の結果を示す略線図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る破損ギア検知装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、ギア破損検知部の一例の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、破損ギア特定部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態のギア破損検知装置によるモータ制御および破損ギア検知処理を示す一例のフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態による破損ギア検知処理をより詳細に示す一例のフローチャートである。
【図１２】図１２は、感光体ドラムを駆動する駆動系の構成例を示す略線図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態による破損ギア検知装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、破損ギア特定部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態よる破損ギア検知処理をより詳細に示す一例のフローチャートである。
【図１６】図１６は、各実施形態および変形例に適用可能な複合機の一例のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態の検知システムの一例を示す外観図である。
【図１８】図１８は、検知システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、ギア破損検知装置の第１の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、連結されたギアのうち１のギアについて回転速度の周波数特性を算出し、噛合周波数でのピークが閾値以上である場合に、連結されたギアが破損したギアを含むものと判定する。そして、連結されたギアが破損したギアを含むと判定された場合に、連結されたギアのうち何れか１のギアにおける回転速度の変化の周期を検出し、連結されたギアのうち、回転周期が検出された周期と対応するギアが破損したギアであると特定する。
【００１１】
なお、以下では、本実施形態に係るギア破損検知装置を画像形成装置、例えばカラー画像を形成する複写機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。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。さらに、本実施形態に係るギア破損検知装置は、画像形成装置のみならず、複数のギアが連結して動力を伝達する構造を有していれば、他の種類の装置にも適用可能なものである。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に適用可能な画像形成装置１０の構造の例を概略的に示す。なお、第１の実施形態では、カラー複写機で用いる中間転写ベルトを駆動するためのギアの破損を検出する場合を例に挙げて説明する。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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。中間転写ベルト１４は、駆動ローラ３０により駆動される。駆動ローラ３０は、モータ５２により、歯数が異なり連結されたギア５５および５６を介して回転速度が減速されて駆動される。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
図２は、中間転写ベルト１４を駆動する駆動系の構成例について、より詳細に示す。モータ５２は、駆動制御部１０１の制御に従い駆動部１０２により駆動される。中間転写ベルト１４を駆動する駆動ローラ３０は、モータ５２の回転軸に取り付けられたギア５５と、ギア５５に連結されるギア５６とにより、モータ５２の回転速度が減速されて駆動される。
【００１８】
図２の例では、ギア５６と同一軸にコードホイール５３が設けられている。コードホイール５３は、パルス発生部５４と共にロータリエンコーダを構成するもので、ギア５６と共に回転する。
【００１９】
図３は、ロータリエンコーダの一例の構成をより詳細に示す。コードホイール５３は、外周にロータリスケールが設けられる。一例として、透明なコードホイール５３に対して、外周に、遮光可能な例えば黒のスリット５３ａ、５３ａ、…が等間隔に設けられ、ロータリスケールが構成される。一方、パルス発生部５４は、透過型の光センサであって、発光部５４ａから出射された光が受光部５４ｂにより受光され、受光信号が出力される。発光部５４ａから出射された光がコードホイール５３のスリット５３ａ、５３ａ、…で遮光されるように、コードホイール５３およびパルス発生部５４を配置する。これにより、パルス発生部５４は、コードホイール５３の回転速度に応じた時間間隔のパルス信号を出力することができる。
【００２０】
図２において、パルス発生部５４から出力されるパルス信号がパルス検出部１００に供給される。パルス検出部１００は、供給されたパルス信号におけるパルスの時間間隔を計測し、計測されたパルス間隔時間のデータを出力する。パルス間隔時間のデータは、例えば受光部５４ｂが発光部５４ａからの光を受光する毎に出力され、駆動制御部１０１に供給される。
【００２１】
駆動制御部１０１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１０１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、比較結果に基づきモータ５２の回転速度をフィードバック制御する。駆動部１０２は、駆動制御部１０１からの命令に応じてモータ５２を駆動する。通信部１０３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。
【００２２】
なお、駆動制御部１０１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、駆動ローラ３０の回転速度を計測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。
【００２３】
図４は、パルス検出部１００と駆動制御部１０１の構成の一例をより詳細に示す。図４の例では、パルス検出部１００は、インプットキャプチャ３００と、フィルタ３０１とを備える。インプットキャプチャ３００は、パルス間隔時間を測定する。フィルタ３０１は、外乱ノイズなど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。
【００２４】
駆動制御部１０１は、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)３１０と、ＲＡＭ(Random  Access  Memory)３１１と、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)３１２とを備えている。ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３１２に予め記憶されるプログラムおよびデータに従い、ＲＡＭ３１１をワークメモリとして用いて動作する。例えば、駆動制御部１０１は、パルス検出部１００から供給されるパルス間隔時間を用いて、駆動ローラ３０が回転ムラなどが無く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駆動制御信号を生成する。
【００２５】
なお、ＣＰＵ３１０は、駆動制御部１０１に対して専用に設けられるのに限らず、さらに大きな構成を制御するためのＣＰＵの一部の機能を利用するようにしてもよい。ＲＡＭ３１１およびＲＯＭ３１２についても、同様である。
【００２６】
図２に示すような構成を利用することにより、パルス間隔時間をフーリエ変換などの手法を用いて周波数解析し、駆動ローラ３０の駆動系の回転ムラを検出することができる。なお、フーリエ変換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）する移動体である駆動ローラ３０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。
【００２７】
次に、第１の実施形態による破損ギアの特定方法について、より詳細に説明する。本第１の実施形態においては、先ず、駆動ローラ３０の回転速度を計測し、計測された回転速度の周波数特性をフーリエ変換などの手法を用いて解析し、ギア５５およびギア５６の噛合周波数ｆmにおけるピーク間（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）の値が閾値を超えた場合に、ギア５５およびギア５６のうち少なくとも一方が破損していると判断する。
【００２８】
図５は、駆動ローラ３０の回転速度の周波数特性を解析した解析結果の例を示す。図５において、横軸は周波数を示し、縦軸は中間転写ベルト１４の搬送速度（駆動ローラ３０の回転速度）を基準としたｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値を示す。なお、この例では、０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲を解析対象としている。解析可能な最大周波数をｆmax、基本周波数（周波数分解能）をｆbasとした場合、２×ｆmax／ｆbasで算出されるサンプル数の計測データを用いて、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により周波数解析を行っている。また、ギア５５とギア５６とのギア比が１：１０、ギア５５の回転周期を３７．１Ｈｚ（２７ｍｓｅｃ）、ギア５６の回転周期を３．７１Ｈｚ（２７０ｍｓｅｃ）、ギア５５および５６の噛合周波数が６００Ｈｚであるものとする。
【００２９】
図５では、ギア５５および５６の何れも破損がない正常ギアの場合の周波数特性の解析結果２００（図中、黒菱形◆で示す）と、ギア５５およびギア５６に破損がある破損ギアを含む場合の周波数特性の解析結果２０１（図中、四角□で示す）とを比較している。破損ギアは、ギア５５およびギア５６のうち一方のギアの歯を一箇所削ることで実現している。
【００３０】
図５から分かるように、連結したギアに破損ギアが含まれると、駆動軸（ギア５６）の回転周期成分（３．７１Ｈｚ）ではなく、噛合周波数成分（６００Ｈｚ）の値が大きくなる。したがって、噛合周波数成分の値に基づき、連結したギアに破損ギアが含まれるか否かを判定することができる。具体的には、噛合周波数成分の値が閾値を超えた場合に、破損ギアが含まれると判断する。図５の例では、閾値は、例えば０．２％程度を選択することが考えられる。
【００３１】
これに限らず、連結するギアに破損が無い正常時における周波数成分の解析を予め行い、この正常時における噛合周波数の周波数成分と、駆動中に計測した値に基づく噛み合い周波数成分との比に基づき、連結するギアに破損ギアが含まれるか否かを判断することもできる。
【００３２】
なお、連結したギアに破損ギアが含まれる場合に噛み合い周波数成分の値が大きくなる原因としては、破損ギアにおける破損部が噛合う際の振動が、破損ギアの正常部分においても残ってしまうことが考えられる。
【００３３】
次に、連結するギアに破損ギアが含まれると判断した場合に、計測して得られた駆動ローラ３０の回転速度の自己相関関数を用いて、破損ギアを特定する。例えば、上述した周波数特性を解析する際に用いた駆動ローラ３０の回転速度のデータを用いて、当該回転速度について自己相関関数を算出する。そして、算出された自己相関関数の値のピークを検出し、検出されたピークのうち値が最大のピークに対応する遅延時間を求める。このようにして求めた遅延時間と回転周期が略一致するギアを、破損ギアとして特定する。これにより、連結された複数のギアから、破損ギアを特定することができる。
【００３４】
なお、遅延時間が０および０の近傍では、自己相関関数の値が大きくなるので、この点を考慮してピーク値の検出を行うと好ましい。例えばｍ遅延時間＝０から所定範囲を、ピーク値の検出対象から除外することが考えられる。
【００３５】
図６は、駆動ローラ３０の回転速度について自己相関関数を算出した一例の結果を示す。図６において、縦軸は自己相関関数の値の相対値であって、自己相関関数値を遅延が０の値、すなわち、信号のパワーで正規化した値である。また、横軸は、遅延時間を示す。図６では、ギア５５およびギア５６に破損ギアを含む場合の自己相関関数２１０と、ギア５５および５６の何れも破損がない正常ギアの場合の自己相関関数２１１とを比較している。破損ギアは、上述と同様に、ギア５５およびギア５６のうち一方のギアの歯を一箇所削ることで実現している。
【００３６】
自己相関関数において、信号は、自己相関関数の値が大きくなっている遅延に相当する周期を持つ。図６の例では、自己相関関数２１０および２１１において、細かいピーク２２０は、ギア５５および５６の噛合周波数に対応する。また、間隔の長い大きなピーク２２１および２２２は、遅延時間の間隔が略２７０ｍｓｅｃであって、駆動ローラ３０側のギア５６の回転周期に対応する。
【００３７】
ここで、破損ギアを含む場合の自己相関関数２１０と、正常ギアの場合の自己相関関数２１１とを比較すると、ピークの値は、自己相関関数２１０の方が自己相関関数２１１よりも顕著に大きい。一方、モータ５２側のギア５５に対応する２７ｍｓｅｃおよびその倍数の遅延では、明確なピークが認められない。したがって、自己相関関数２１０のピーク２２１の遅延時間に基づき、駆動ローラ３０側のギア５６が破損していることが分かる。
【００３８】
これは、ギアの破損箇所は、破損していない正常な箇所と比較して形状が異なるため、破損箇所が他方のギアと噛合う際に、一定の振動が発生するためと考えられる。また、図６では、正常ギアにおいてもギア５６の回転周期に対応する遅延にピークが発生しているが、これは、ギア５６そのもの、ギア５５および５６の噛合わせ、ギア５６の軸などの精度が関連していることが考えられる。
【００３９】
このように、破損ギアを含む場合の自己相関関数２１０について、最も大きなピーク値を検出し、検出されたピーク値に対応する遅延時間を求めることで、連結された複数のギアから、破損している破損ギアを特定することができる。
【００４０】
すなわち、図５を用いて説明したように、ギア５５またはギア５６の回転速度の周波数特性における、ギアの噛合周波数成分を閾値と比較し、ギア５５およびギア５６が破損ギアを含んでいるか否かを判定する。そして、ギア５５およびギア５６が破損ギアを含んでいると判定した場合に、ギア５５またはギア５６の回転速度の自己相関関数から最も大きいピーク値を検出する。ギア５５およびギア５６のうち、検出されたピーク値を得る遅延時間と回転周期が対応するギアが、破損ギアであると特定する。連結されるギアが破損ギアを含んでいるか否かを判定し、含んでいるとされた場合に、破損ギアの特定を行うため、破損ギアの特定をより確実に行うことができる。
【００４１】
図７〜図９を用いて、上述した、本第１の実施形態の方法により破損ギアの特定を行うための構成例について説明する。図７は、本第１の実施形態に係る破損ギア検知装置の一例の構成を示す。破損ギア検知装置は、例えば駆動制御部１０１に含まれる構成であって、速度計測部１１０、周波数特性計算部１１１、ギア破損検知部１１２、周期性計算部１１５および破損ギア特定部１１６を備える。
【００４２】
これら破損ギア検知装置を構成する各部は、例えば、駆動制御部１０１に含まれるＣＰＵ３１０上で動作する破損ギア検知プログラムのモジュールからなる。すなわち、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３１２から破損ギア検知プログラムを読み出して、当該破損ギア検知装置の各部を構成するモジュールをＲＡＭ３１１上に展開し、実行させる。これに限らず、破損ギア検知装置を構成する各部をハードウェア的に構成してもよい。
【００４３】
速度計測部１１０に対して、パルス検出部１００から出力されたパルス間隔時間のデータが供給される。速度計測部１１０は、このパルス間隔時間からギア５６の回転速度を計算し、回転速度のデータを得る。速度計測部１１０は、周波数特性計算部１１１および周期性計算部１１５において周波数特性および周期性の計算に必要な数の回転速度のデータを保持する。例えば、速度計測部１１０は、破損検出対象となるギアの回転周期のうち最大の回転周期を、離散フーリエ変換を用いて解析可能な数のデータを少なくとも保持することが考えられる。
【００４４】
周波数特性計算部１１１は、速度計測部１１０に保持されるギア５６の回転速度のデータに対して、例えば離散フーリエ変換を施して、回転速度の周波数特性を計算する。計算の結果、予め決められた範囲の各周波数におけるｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値が周波数特性データとして得られる。
【００４５】
なお、上述では、周波数特性を離散フーリエ変換を用いて行っているが、これはこの例に限定されない。例えば、離散コサイン変換や各種ウェーブレット変換を用いて周波数特性を計算してもよい。
【００４６】
図８は、ギア破損検知部１１２の一例の構成を示す。ギア破損検知部１１２は、ギア破損判定部１２１、噛合周波数値記憶部１２２および閾値記憶部１２３を備える。噛合周波数値記憶部１２２は、ギア５５およびギア５６の噛み合い周波数の値が予め記憶される。また、閾値記憶部１２３は、実験的に求めた閾値が予め記憶される。
【００４７】
ギア破損判定部１２１は、噛合周波数値記憶部１２２に記憶される噛合周波数の値を参照して、周波数特性計算部１１１で算出された周波数特性のデータから、当該噛合周波数におけるｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値を抽出する。そして、閾値記憶部１２３に記憶される閾値と、この噛合周波数におけるｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値とを比較して、当該ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値が閾値を超えるか否かを判定する。若し、超えると判定されたら、ギア５５およびギア５６が破損ギアを含んでいると判断でき、超えないと判定されたら、破損ギアを含んでいないと判断できる。ギア破損判定部１２１は、ギア破損検知部１１２の出力として、このギア破損の有無を示すギア破損有無情報を出力する。
【００４８】
図７において、周期性計算部１１５は、速度計測部１１０に保持されるギア５６の回転速度のデータを用いて、当該回転速度の変動の周期を求める。より具体的には、周期性計算部１１５は、当該回転速度の自己相関関数を算出する。この自己相関関数の例えばピークを調べることで、当該回転速度の変動の周期を求めることができる。破損ギア特定部１１６は、ギア破損検知部１１２からギア破損が有ることを示すギア破損有無情報が出力された場合に、周期性計算部１１５で算出された自己相関関数に基づき、ギア５５およびギア５６から破損したギアを特定する処理を行う。
【００４９】
なお、上述では、周期性計算部１１５において自己相関関数を計算することで回転速度の変動の周期性を求めているが、これはこの例に限定されない。例えば、各種ケプストラム分析によって回転速度の周期性を求めることができる。
【００５０】
図９は、破損ギア特定部１１６の一例の構成を示す。破損ギア特定部１１６は、最大値検出部１３０、破損ギア判定部１３１および遅延量記憶部１３２を有する。遅延量記憶部１３２は、ギア５５およびギア５６それぞれについて、回転周期に対応する遅延時間が、それぞれギア５５およびギア５６と対応付けられて記憶される。
【００５１】
最大値検出部１３０は、周期性計算部１１５で算出された自己相関関数のピークのうち、最大のピーク値を持つピークを検出する。このとき、遅延量が０の近傍では、自己相関関数の値が大きくなるので、この点を考慮してピークを検出する。例えば、予め決められた遅延量以上についてピークを検出することが考えられる。最大値検出部１３０は、最大値を持つピークを検出すると、検出されたピークに対応する遅延時間（ピーク遅延時間と呼ぶ）を出力する。
【００５２】
破損ギア判定部１３１は、遅延量記憶部１３２に記憶される遅延時間から、最大値検出部１３０が出力したピーク遅延時間と略一致する遅延時間を探索する。そして、探索された遅延時間に対応付けられたギアを、破損ギアとして特定する。この特定された破損ギアを示す破損ギア情報が、破損ギア特定部１１６の出力として破損ギア判定部１３１から出力される。
【００５３】
図１０は、本第１の実施形態のギア破損検知装置によるモータ制御および破損ギア検知処理を示す一例のフローチャートである。先ず、ステップＳ１００で、駆動制御部１０１が、モータ５２の起動要求を待機する。駆動制御部１０１は、モータ５２の起動が要求されると、処理をステップＳ１０１に移行させ、モータ５２の回転速度の指示値を駆動部１０２に指示する。これにより、駆動制御部１０１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のギア５５に連結されるギア５６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１００からパルス間隔時間が出力される。
【００５４】
速度計測部１１０は、パルス検出部１００から出力されたパルス間隔時間から、ギア５６の回転速度を計算する。計算された回転速度のデータは、例えばＲＡＭ３１１に保存する（ステップＳ１０２）。次のステップＳ１０３で、周波数特性計算部１１１は、ステップＳ１０２で保存された回転速度のデータの数が必要データ数に達したか否かを判定する。若し、達していないと判定されたら、処理は後述するステップＳ１０７に移行される。
【００５５】
一方、ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２で保存された回転速度のデータの数が必要データ数に達していると判定したら、処理がステップＳ１０４に移行される。ステップＳ１０４では、周波数特性計算部１１１が、保存されている回転速度のデータを用いて例えば離散フーリエ変換により周波数特性を解析する。さらに、次のステップＳ１０５で、周期性計算部１１５が、ステップＳ１０４で周波数特性の解析に用いた回転速度のデータの自己相関関数を計算する。そして、次のステップＳ１０６で、ギア破損検知部１１２および破損ギア特定部１１６により、詳細を後述する破損ギア検知処理が行われる。破損ギア検知処理が終了すると、処理がステップＳ１０７に移行される。
【００５６】
ステップＳ１０７では、駆動制御部１０１が、パルス間隔時間を監視して、パルス間隔時間と、ギア５５およびギア５６のギア比とに基づきモータ５２の回転速度をチェックする。そして、次のステップＳ１０８で、モータ５２の回転速度が目標速度に一致しているか否かを判定する。若し、一致していると判定した場合、処理を後述するステップＳ１１２に移行させる。
【００５７】
一方、駆動制御部１０１は、モータ５２の回転速度が目標速度に一致していないと判定した場合、処理をステップＳ１０９に移行させ、モータ５２の回転速度が目標速度より大きいか否かを判定する。若し、モータ５２の回転速度が目標速度より大きいと判定した場合、駆動制御部１０１は、処理をステップＳ１１０に移行させ、速度指示値を減少させる。一方、モータ５２の回転速度が目標速度より大きくないと判定した場合は、駆動制御部１０１は、処理をステップＳ１１１に移行させて、速度指示値を増加させる。ステップＳ１１０またはステップＳ１１１の処理が終了すると、処理がステップＳ１１２に移行される。
【００５８】
ステップＳ１１２で、駆動制御部１０１は、モータ５２の停止が要求されたか否かを判定する。若し、停止が要求されていないと判定された場合は、処理をステップＳ１０１に戻し、現在の速度指示値によるモータ５２の駆動を継続する。一方、モータ５２の停止が要求されたと判定した場合、駆動制御部１０１は、処理をステップＳ１１３に移行させ、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。その後、駆動制御部１０１は、処理をステップＳ１００に戻し、上述した処理を繰り返す。
【００５９】
図１１は、上述した図１０のフローチャートにおけるステップＳ１０６の、破損ギア検知処理をより詳細に示す一例のフローチャートである。先ず、ステップＳ２００で、ギア破損検知部１１２は、ギア噛合周波数でのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値（Ｐ−ｔｏ−Ｐ値）が閾値以上であるか否かを判定する。若し、閾値以上ではないと判定したら、連結するギアが破損ギアを含んでいないと判断できるため、処理は図１１のフローチャートを抜け、図１０のステップＳ１０７に移行される。
【００６０】
一方、ステップＳ２００で、ギア噛合周波数でのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値が閾値以上であると判定した場合、連結するギアが破損ギアを含んでいると判断できる。そのため、連結するギアから破損ギアを特定する処理を行う。すなわち、ギア噛合周波数でのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値が閾値以上であると判定した場合、処理がステップＳ２００からステップＳ２０１に移行される。そして、破損ギア特定部１１６の最大値検出部１３０が、周期性計算部１１５で計算された自己相関関数から最大のピーク値を持つピークを検出し、検出されたピークに対応するピーク遅延時間を求める。
【００６１】
次のステップＳ２０２では、破損ギア判定部１３１が、遅延量記憶部１３２に予め記憶される各ギアの遅延時間と、最大値検出部１３０で求められたピーク遅延時間とを比較する。そして、破損ギア判定部１３１は、各ギアの遅延時間のうちピーク遅延時間と略一致する遅延時間を探索し、探索された遅延時間に対応付けられたギアを、破損ギアとして特定する。破損ギア判定部１３１は、特定された破損ギアを示す破損ギア情報を外部に通知する（ステップＳ２０３）。
【００６２】
以上説明したように、第１の実施形態では、ギアの回転速度の周波数特性に基づき連結するギアに破損ギアが含まれているか否かを判定する。そして連結するギアに破損ギアが含まれていると判定された場合に、回転速度の自己相関関数における最大のピーク値を持つピークを探索して、連結するギアから破損ギアを特定する。そのため、容易且つ高精度に、連結するギアから破損ギアを特定することができる。
【００６３】
（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。上述では、中間転写ベルト１４を駆動する駆動系のギアを対象に、ギア破損検知および破損ギア特定を行ったが、これはこの例に限定されない。例えば、感光体ユニット１２ａ〜１２ｄが有する感光体ドラムを駆動する駆動系に、上述の第１の実施形態を適用することもできる。
【００６４】
図１２は、感光体ドラムを駆動する駆動系の構成例を示す。モータ５２’は、回転軸にギア５７が設けられ、駆動制御部１０１’の制御に従い駆動部１０２’により駆動される。感光体ドラム６０は、ギア５７と連結するギア５８が回転軸に設けられ、モータ５２’により、ギア５７およびギア５８を介してモータ５２’の回転速度が減速されて駆動される。
【００６５】
図１２の例では、回転ドラム６０の回転軸に対してコードホイール５３’が設けられる。コードホイール５３’は、パルス発生部５４’と共にロータリエンコーダを構成するもので、回転ドラム６０と共に回転する。コードホイール５３’およびパルス発生部５４’の構成は、第１の実施形態で図３を用いて説明した構成と同様なので、ここでの詳細な説明を省略する。
【００６６】
図１２において、パルス検出部１００’、駆動制御部１０１’、駆動部１０２’および通信部１０３’は、上述の図２におけるパルス検出部１００、駆動制御部１０１、駆動部１０２および通信部１０３にそれぞれ対応する。すなわち、パルス検出部１００’は、パルス発生部５４’から出力されたパルス信号におけるパルスの時間間隔を計測して出力する。駆動制御部１０１’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。駆動部１０２’は、駆動制御部１０１’からの命令に応じてモータ５２を駆動する。通信部１０３’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。
【００６７】
なお、ここでは、これらパルス検出部１００’、駆動制御部１０１’、駆動部１０２’および通信部１０３’が、図２のパルス検出部１００、駆動制御部１０１、駆動部１０２および通信部１０３とはそれぞれ独立して設けられるように説明したが、これはこの例に限られない。例えば、駆動制御部１０１’や通信部１０３’は、一部または全部の機能を、図２の駆動制御部１０１および通信部１０３と共通とすることができる。
【００６８】
このような構成において、駆動制御部１０１’は、上述の第１の実施形態で図７〜図９を用いて説明したような、速度計測部１１０、周波数特性計算部１１１、ギア破損検知部１１２、周期性計算部１１５および破損ギア特定部１１６を含むことができる。そして、駆動制御部１０１’は、これらの構成により、第１の実施形態で説明したようにして、連結されるギア５７およびギア５８が破損ギアを含むか否かの判定処理、また、ギア５７およびギア５８が破損ギアを含む場合に、ギア５７およびギア５８から破損ギアを特定する処理を行うことができる。
【００６９】
さらに、第１の実施形態は、画像形成装置１０で用いられる駆動系のみならず、回転により動力を伝達するギアが複数連結された駆動系であれば、他の装置の駆動系に対しても適用可能なものである。
【００７０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態では、連結するギアが破損ギアを含む場合に、計測されたギアの回転速度の自己相関関数において、最大のピーク値を持つピークを検出して破損ギアの特定を行った。これに対して、本第２の実施形態では、連結する各ギアについて正常ギアの状態で予め求めた、各ギアに固有の回転周期すなわち遅延時間に対応する自己相関関数の値と、連結されるギアのうち１のギアについて計測した回転速度から算出した自己相関関数の、当該各ギアに固有の遅延時間における値との比をそれぞれ求める。そして、各ギアについて求めた比の値を、各ギアに対して予め決められた閾値と比較して、閾値を超えた比の値を持つ遅延時間に対応する回転周期のギアを、破損ギアとして特定する。
【００７１】
図１３は、本第２の実施形態による破損ギア検知装置の一例の構成を示す。なお、図１３において、上述した図７と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、ギア破損検知部１１２の構成は、第１の実施形態で図７を用いた構成と共通するので、ここでの詳細な説明を省略する。本第２の実施形態においては、連結するギアから破損ギアを特定する破損ギア特定部が、破損ギア特定部１１７1、１１７2、…のように、連結するギアの数だけ設けられる。すなわち、破損ギア特定部１１７1、１１７2、…のそれぞれは、連結するギアのうち互いに異なる１のギアを特定対象としている。
【００７２】
なお、本第２の実施形態による破損ギア検知装置は、画像形成装置１０の中間転写ベルト１４の駆動系や感光体ドラムの駆動系、さらに、他の装置における複数のギアが連結されて回転による駆動を伝達する駆動系に対して、第１の実施形態と同様に適用できる。また、ギアの回転速度を計測するためのロータリエンコーダの構成は、図３を用いて説明した第１の実施形態の構成を共通して適用できるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００７３】
図１４は、破損ギア特定部１１７1、１１７2、…の一例の構成を示す。なお、以下では、各破損ギア特定部１１７1、１１７2、…を区別する必要が無い場合は、破損ギア特定部１１７1、１１７2、…を破損ギア特定部１１７として記述する。破損ギア特定部１１７は、周期性比較部１４０、破損ギア判定部１４１、正常時周期性記憶部１４２および閾値記憶部１４３を有する。
【００７４】
本第２の実施形態では、予め、連結する各ギアの、破損が無い正常時における回転速度について自己相関関数がそれぞれ算出され、各ギアの回転速度に応じた遅延時間に対応する自己相関関数の値が求められる。求められた各ギアの回転速度に応じた遅延時間に対応する自己相関関数の値は、それぞれ、破損ギア特定部１１７1、１１７2、…の正常時周期性記憶部１４２に予め記憶される。
【００７５】
破損ギア特定部１１７1、１１７2、…それぞれの閾値記憶部１４３は、連結されたギアから破損ギアを特定するための判定に用いる閾値が予め記憶される。この閾値は、上述した、連結する各ギアについて正常ギアの状態で求めた、各ギアの回転速度に対応する遅延時間における自己相関関数の値と、連結するギアのうち１のギアについて計測した回転速度から算出した自己相関関数の、連結する各ギアに固有の遅延時間における値との比の値に対する閾値である。この閾値は、例えば連結するギア毎に実験的に求められ、予め、各ギアに対応する破損ギア特定部１１７1、１１７2、…の閾値記憶部１４３にそれぞれ記憶される。
【００７６】
周期性計算部１１５で算出された自己相関関数は、各破損ギア特定部１１７1、１１７2、…の周期性比較部１４０に用いられる。例えば破損ギア特定部１１７1において、周期性比較部１４０は、正常時周期性記憶部１４２に記憶される自己相関関数の値と、周期性計算部１１５で算出された自己相関関数の値のうち、当該破損ギア特定部１１７1が対象とするギアの回転周期に対応する値との比を求める。
【００７７】
破損ギア判定部１４１は、周期性比較部１４０で求められた比の値と、閾値記憶部１４３に記憶される閾値とを比較し、比の値が閾値を超えているか否かを判定する。若し、超えていると判定した場合、当該破損ギア判定部１４１が含まれる破損ギア特定部１１７に対応するギアが破損ギアであると判断する。この判定処理を、各破損ギア特定部１１７1、１１７2、…において行う。
【００７８】
本第２の実施形態による破損ギア特定処理について、上述した図６を用いてより具体的に説明する。一例として、連結するギアのうち、回転周期が２７０ｍｓｅｃのギア（ギアＡとする）に対する判定処理を、破損ギア特定部１１７1において行う場合について考える。この場合、正常時周期性記憶部１４２には、ギアＡの破損が無い正常ギアの状態で算出した自己相関関数の値のうち、遅延時間が２７０ｍｓｅｃにおける値（図６のピーク２２２における値）が予め記憶される。
【００７９】
ギアＡの駆動中にギアＡの回転速度を計測し、計測された回転速度のデータを用いて自己相関関数を算出し、算出された値のうち遅延時間が２７０ｍｓｅｃにおける値（図６のピーク２２１における値）が抽出される。周期性比較部１４０は、この抽出された値と、正常時周期性記憶部１４２に記憶された値との比を求める。破損ギア特定部１１７は、周期性比較部１４０で求めた比の値と、閾値記憶部１４３に記憶される閾値とを比較する。
【００８０】
なお、ここでは、計測された値に基づき算出した自己相関関数の値と、予め算出され記憶された自己相関関数の値との比を用いて破損ギアの特定を行っているが、これはこの例に限定されない。例えば、自己相関関数の、各ギアの回転周期に対応する遅延量での値のそれぞれを、ギア毎に設定された閾値と比較し、自己相関関数の値が閾値を超えたギアを破損ギアに特定してもよい。この場合、各破損ギア特定部１１７1、１１７2、…において、周期性比較部１４０および正常時周期性記憶部１４２を省略することができる。
【００８１】
本第２の実施形態のギア破損検知装置によるモータ制御および破損ギア検知処理は、図１０を用いて説明した第１の実施形態による処理と同様なので、ここでの説明を省略する。
【００８２】
図１５は、本第２の実施形態に上述の図１０によるフローチャートによる処理を適用した場合の、ステップＳ１０６の破損ギア検知処理をより詳細に示す一例のフローチャートである。なお、ここでは、ギア＃１、ギア＃２およびギア＃３の３のギアが連結され、ギア破損検知装置は、ギア＃１、ギア＃２およびギア＃３にそれぞれ対応する破損ギア特定部１１７1、１１７2および１１７3の、３の破損ギア特定部１１７を有するものとする。
【００８３】
先ず、ステップＳ３００で、ギア破損検知部１１２は、ギア噛合周波数でのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値が閾値以上であるか否かを判定する。若し、閾値以上ではないと判定したら、連結するギアが破損ギアを含んでいないと判断できるため、処理は図１５のフローチャートを抜け、図１０のフローチャートにおけるステップＳ１０７に移行される。
【００８４】
一方、ステップＳ３００で、ギア噛合周波数でのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値が閾値以上であると判定した場合、連結するギアが破損ギアを含んでいると判断できる。そのため、連結するギアから破損ギアを特定する処理を行う。すなわち、ギア噛合周波数でのｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ値が閾値以上であると判定した場合、処理がステップＳ３００からステップＳ３０１に移行される。
【００８５】
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３は、破損ギア特定部１１７1における処理となる。ステップＳ３０１では、破損ギア特定部１１７1が、ギア＃１について、計測された自己相関関数の値と、正常時周期性記憶部１４２に記憶された自己相関関数の値との比を求める。次のステップＳ３０２で、破損ギア判定部１４１は、ステップＳ３０１で求められた比の値と、閾値記憶部１４３に記憶される閾値とを比較して、比の値が閾値以上であるか否かを判定する。若し、比の値が閾値未満であると判定したら、ギア＃１は破損ギアではないと判断でき、処理はステップＳ３０４に移行される。一方、比の値が閾値以上であると判定した場合、次のステップＳ３０３でギア＃１が破損ギアに特定される。そして、処理がステップＳ３０４に移行される。
【００８６】
以下、ギア＃２および＃３に対して、同様の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０６は、破損ギア特定部１１７2における処理であって、ステップＳ３０４で、破損ギア特定部１１７2が、ギア＃２について、計測された自己相関関数の値と、正常時周期性記憶部１４２に記憶された自己相関関数の値との比を求め、ステップＳ３０５で、求められた比の値と閾値記憶部１４３に記憶される閾値とを比較する。比較の結果、比の値が閾値未満であると判定したら、ギア＃２は破損ギアではないと判断でき、処理はステップＳ３０７に移行される。一方、比の値が閾値以上であると判定した場合、処理がステップＳ３０６に移行され、ギア＃２が破損ギアに特定される。そして、処理はステップＳ３０７に移行される。
【００８７】
次のステップＳ３０７〜ステップＳ３０９は、破損ギア特定部１１７3における処理であって、ステップＳ３０７で、破損ギア特定部１１７3が、ギア＃３について、計測された自己相関関数の値と、正常時周期性記憶部１４２に記憶された自己相関関数の値との比を求め、ステップＳ３０８で、求められた比の値と閾値記憶部１４３に記憶される閾値とを比較する。比較の結果、比の値が閾値未満であると判定したら、ギア＃３は破損ギアではないと判断でき、処理はステップＳ３１０に移行される。一方、比の値が閾値以上であると判定した場合、処理がステップＳ３０９に移行され、ギア＃３が破損ギアに特定される。そして、処理はステップＳ３１０に移行される。
【００８８】
ステップＳ３１０で、各破損ギア特定部１１７1、１１７2および１１７3は、破損ギア情報を外部に通知する。
【００８９】
なお、上述では、破損ギア特定部１１７1、１１７2および１１７3それぞれの処理が直列的に実行されるように説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、破損ギア特定部１１７1、１１７2および１１７3それぞれの処理を並列的に実行することも可能である。
【００９０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。本第３の実施形態は、上述した第１の実施形態および第１の実施形態の変形例、ならびに、第２の実施形態による破損ギア検知装置から出力された破損ギア情報をユーザに提示する例である。図１６は、各実施形態および変形例に適用可能な複合機の一例のハードウェア構成を示す。この図１６に例示される複合機は、図１を用いて説明した画像形成装置１０の構成を含むことができる。
【００９１】
図１６に示すように、この複合機は、コントローラ４１０とエンジン部(Engine)４６０とをＰＣＩ(Peripheral  Component  Interface)バスで接続した構成となる。コントローラ４１０は、複合機全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部４６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。例えば、図１に示した画像形成装置１０は、このエンジン部４６０に含めることができる。また、このエンジン部４６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
【００９２】
コントローラ４１０は、ＣＰＵ４１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）４１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）４１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）４１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）４１７と、ＡＳＩＣ(Application  Specific  Integrated  Circuit)４１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）４１３とＡＳＩＣ４１６との間をＡＧＰ(Accelerated  Graphics  Port)バス４１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ４１２は、ＲＯＭ４１２ａと、ＲＡＭ４１２ｂと、をさらに有する。
【００９３】
ＣＰＵ４１１は、複合機の全体制御を行うものであり、ＮＢ４１３、ＭＥＭ−Ｐ４１２およびＳＢ４１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。ＣＰＵ４１１は、上述の図３に示すＣＰＵ３１０に対応させることができる。また、ＭＥＭ−Ｐ４１２が含むＲＯＭ４１２ａおよびＲＡＭ４１２ｂは、それぞれ、図３に示すＲＯＭ３１２およびＲＡＭ３１１と対応できる。
【００９４】
ＮＢ４１３は、ＣＰＵ４１１とＭＥＭ−Ｐ４１２、ＳＢ４１４、ＡＧＰ４１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ４１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
【００９５】
ＭＥＭ−Ｐ４１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ４１２ａとＲＡＭ４１２ｂとからなる。ＲＯＭ４１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ４１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
【００９６】
ＳＢ４１４は、ＮＢ４１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ４１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ４１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。
【００９７】
ＡＳＩＣ４１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ(Integrated  Circuit)であり、ＡＧＰ４１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ４１８およびＭＥＭ−Ｃ４１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ４１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ４１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ４１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ(Direct  Memory  Access  Controller)と、エンジン部４６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ４１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ(Facsimile  Control  Unit)４３０、ＵＳＢ(Universal  Serial  Bus)４４０、ＩＥＥＥ１３９４(the  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers  1394)インターフェース４５０が接続される。
【００９８】
ＭＥＭ−Ｃ４１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ(Hard  Disk  Drive)４１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
【００９９】
ＡＧＰ４１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ４１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
【０１００】
通信Ｉ／Ｆ４７０は、ネットワークとの間の通信を制御する。例えば、通信Ｉ／Ｆ４７０は、ＣＰＵ４１１からＮＢ４１３、ＡＧＰ４１５、ＡＳＩＣ４１６およびバスを介して供給されたデータをネットワークに対して送信することができる。また、通信Ｉ／Ｆ４７０は、ネットワークを介して送信されたデータを、バス、ＡＳＩＣ４１６、ＡＧＰ４１５およびＮＢ４１３を介してＣＰＵ４１１に供給することができる。通信Ｉ／Ｆ４７０は、図２の通信部１０３や、図１２の通信部１０３’に対応させることができる。
【０１０１】
操作表示部４００は、ＡＳＩＣ４１６に直接的に接続されている。操作表示部４００は、例えば、ＬＣＤ(Liquid  Crystal  Display)といった表示デバイスと、複数の操作子による入力デバイスと、ＣＰＵ４１１から供給される表示制御信号に基づき表示デバイスで表示可能な表示信号を生成する駆動部と、入力デバイスからの出力をＣＰＵ４１１に送信するための通信部とを含む。
【０１０２】
ＣＰＵ４１１は、例えばプログラムに従い表示制御信号を生成し、ＮＢ４１３、ＡＧＰ４１５およびＡＳＩＣ４１６を介して操作表示部４００に供給する。これにより、操作表示部４００の表示デバイスに対して、表示制御信号に従った画像を表示させることができる。
【０１０３】
このような構成において、図７または図１３に示した破損ギア検知装置の各機能がＣＰＵ４１１上で動作するプログラムにより実行される。ＣＰＵ４１１は、例えば、破損ギア特定部１１６または１１７から出力された破損ギア情報を表示させるための表示制御信号を生成し、生成した表示制御信号をＮＢ４１３、ＡＧＰ４１５およびＡＳＩＣ４１６を介して操作表示部４００に供給する。操作表示部４００では、供給された表示制御信号に基づき表示デバイスが駆動され、表示制御信号に従い破損ギア情報が表示デバイスに表示される。ユーザは、この操作表示部４００に表示された破損ギア情報により、駆動系における何れのギアが破損しているかを容易に知ることができる。
【０１０４】
また例えば、ＣＰＵ４１１は、破損ギア特定部１１６または１１７から出力された破損ギア情報を、ＮＢ４１３、ＡＧＰ４１５、ＡＳＩＣ４１６およびバスを介して通信Ｉ／Ｆ４７０に供給する。通信Ｉ／Ｆ４７０は、供給された破損ギア情報を、例えばネットワークを介して接続されるサーバに送信する。これにより、複合機に対して遠隔地から当該複合機の駆動系における何れのギアが破損しているかを容易に知ることができ、メンテナンス性が向上する。
【０１０５】
なお、上述した各実施形態による駆動制御部１０１、１０１’（ＣＰＵ３１０、ＣＰＵ４１１）で実行される破損ギア検知プログラムは、ＲＯＭ３１２（ＲＯＭ４１２ａ）などに予め組み込まれて提供される。これに限らず、当該破損ギア検知プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ(Compact  Disk)、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ(Digital  Versatile  Disk)、不揮発性の半導体メモリなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。この場合、駆動制御部１０１、１０１’が適用される画像形成装置１０や複合機の本体に、これらの記録媒体を読み取り可能なドライブ装置を設けてもよいし、当該記録媒体により提供されるプログラムを、通信部１０３などにより、ネットワークを介して受信してもよい。
【０１０６】
さらに、上述した各実施形態による駆動制御部１０１、１０１’（ＣＰＵ３１０、ＣＰＵ４１１）で実行される破損ギア検知プログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、通信部１０３の通信制御によりネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよいし、当該破損ギア検知プログラムを、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【０１０７】
（第４の実施形態）
駆動制御部１０１、１０１’内の各機能（速度計測部１１０、周波数特性計算部１１１、ギア破損検知部１１２、周期性計算部１１５、破損ギア特定部１１６）を画像形成装置の外部の装置に備えるように構成してもよい。例えば、プロダクションプリンティング機では、ＲＩＰ(Raster  Image  Processor)処理と、ＲＩＰ処理により得られたビットマップデータの印刷とが別の装置で実行される。第４の実施形態の検知システム（画像形成システム）は、ＲＩＰ処理を行うサーバ装置（Digital  Front  End（ＤＥＦ）と、印刷処理を行う画像形成装置とを備えるプロダクションプリンティング機として構成する。そして、サーバ装置が、上述の駆動制御部１０１、１０１’内の各機能を備えるように構成する。
【０１０８】
図１７は、第４の実施形態の検知システム５００の一例を示す外観図である。検知システム５００は、画像形成装置５１０と、サーバ装置５２０と、を備える。検知システム５００は、例えばプロダクションプリンティング機であり、画像形成装置５１０に、給紙、折り、ステープル、および裁断等の機能を持った周辺機が接続されて使用される。例えば、検知システム５００は、画像形成装置５１０に、給紙を行う大容量給紙ユニット５０２、表紙等の利用に使われるインサータ５０３、折りを行う折りユニット５０４、ステープルやパンチなどを行うフィニッシャー５０５、および裁断を行う断裁機５０６などの周辺機が用途に合わせて組み合わされる。なお上記各実施形態の周辺デバイスは、大容量給紙ユニット５０２、インサータ５０３、および折りユニット５０４が該当するが、これに限定されるものではない。
【０１０９】
図１８は、検知システム５００の構成例を示すブロック図である。図１８に示すように、サーバ５２０は、ネットワーク７１０を介して、ホスト装置である複数のＰＣ（Personal  Computer）７２０と接続され、各ＰＣ７２０から、少なくとも１つの印刷データを含む印刷ジョブを受信可能である。印刷ジョブは、当該印刷ジョブに含まれる印刷データの印刷を要求する命令信号であり、印刷ジョブに含まれる印刷データの数（印刷枚数）は任意に設定され得る。印刷データは、ＰＤＬ（Page  Description  Language）などの言語で記述される。
【０１１０】
サーバ装置５２０は、通信Ｉ／Ｆ部５３０と、記憶部５４０と、画像処理部５５０と、ＣＰＵ５９０と、Ｉ／Ｆ部５６０とを備え、それぞれがバスＢ２で相互に接続されている。図１８の例では、サーバ装置５２０は専用線６００を介して画像形成装置５１０と接続される。Ｉ／Ｆ部５６０は、サーバ装置５２０を画像形成装置５１０に接続するための手段であり、Ｉ／Ｆ部５６０には専用線６００が接続される。
【０１１１】
通信Ｉ／Ｆ部５３０は、サーバ５２０をネットワーク７１０に接続するための手段であり、各ＰＣ７２０からの印刷ジョブを受信することができる。
【０１１２】
記憶部５４０は、ＨＤＤ５４２と、ＲＯＭ５４４と、ＲＡＭ５４６とを含む。記憶部５４０は、通信Ｉ／Ｆ部５３０で受信した印刷ジョブを記憶することができる。ＨＤＤ５４２およびＲＯＭ５４４は、不揮発性の半導体メモリであり、サーバ５２０で実行される各種のプログラムや各種のデータ（通信Ｉ／Ｆ部５３０で受信した印刷ジョブ等）を記憶する。ＲＡＭ５４６は、ＨＤＤ５４２やＲＯＭ５４４に記憶された各種プログラムを実行する際に各種データを一時的に保持する揮発性の半導体メモリである。
【０１１３】
画像処理部５５０は、印刷ジョブに含まれる印刷データの画像処理を実行する。より具体的には、画像処理部５５０は、ＰＤＬなどのページ記述言語で記述された印刷データを、画像形成装置５１０が印刷可能な形式（例えばビットマップ形式）で描画された画像データに変換し、その画像データを画像形成装置５１０へ供給する。
【０１１４】
本実施形態では、ＣＰＵ５９０、ＲＡＭ５４６、およびＲＯＭ５４４により、上述の駆動制御部１０１、１０１’の機能を実現する。例えば、図４のＣＰＵ３１０、ＲＡＭ３１１、およびＲＯＭ３１２と同様の機能を、それぞれＣＰＵ５９０、ＲＡＭ５４６、およびＲＯＭ５４４により実行するように構成する。
【０１１５】
図１８に示すように、画像形成装置５１０は、Ｉ／Ｆ部６１０と、印刷部６０２と、上述の操作表示部４００と、その他Ｉ／Ｆ部６７０と、上述のパルス検出部１００とを備え、それぞれがバスＢ３で接続されている。Ｉ／Ｆ部６１０は、画像形成装置５１０をサーバ装置５２０に接続するための手段であり、Ｉ／Ｆ部６１０には専用線６００が接続される。
【０１１６】
印刷部６０２は、サーバ装置５２０のＣＰＵ５９０の制御の下、画像処理部５５０から供給される画像データに基づいて、画像を記録紙Ｐに形成する。言い換えれば、印刷部６０２は、ＣＰＵ５９０の制御の下、印刷ジョブに含まれる印刷データに基づく印刷を実行する。
【０１１７】
その他Ｉ／Ｆ部６７０には、スキャナユニット１１、および、図１７に示した周辺機等が含まれる。要するに、その他Ｉ／Ｆ部６７０には、画像形成に必要なインタフェースが含まれる。
【０１１８】
図１８の例では、画像形成装置５１０がパルス検出部１００を備えているが、これに限らず、画像形成装置５１０の代わりに、サーバ装置５２０がパルス検出部１００を備えてもよい。
【０１１９】
なお、画像形成装置５１０は、図１６で説明した複合機と同様のハードウェア構成とすることができる。
【０１２０】
画像形成装置５１０やサーバ装置５２０で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（ＲＯＭ５４４、ＲＯＭ４１２ａ）などに予め組み込まれて提供される。これに限らず、当該プログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。また、当該プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、当該プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  画像形成装置
１４  中間転写ベルト
３０  駆動ローラ
５２，５２’  モータ
５３，５３’  コードホイール
５４，５４’  パルス発生部
５５，５６，５７，５８  ギア
６０  感光体ドラム
１００，１００’  パルス検出部
１０１，１０１’  駆動制御部
１０２，１０２’  駆動部
１０３，１０３’  通信部
１１０  速度計測部
１１１  周波数特性計算部
１１２  ギア破損検知部
１１５  周期性計算部
１１６，１１７  破損ギア特定部
１２１  ギア破損判定部
１２２  噛合周波数値記憶部
１２３，１４３  閾値記憶部
１３０  最大値検出部
１３１，１４１  破損ギア判定部
１３２  遅延量記憶部
１４０  周期性比較部
１４２  正常時周期性記憶部
３１０，４１１  ＣＰＵ
３１１，４１２ｂ  ＲＡＭ
３１２，４１２ａ  ＲＯＭ
４００  操作表示部
４７０  通信Ｉ／Ｆ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特開平２−３１１７３５号公報
【特許文献２】特許第４２２９８２３号公報
【特許文献３】特開２００９−１８０３０４号公報
【図１】
2012181185.tif 000003
【図２】
2012181185.tif 000004
【図３】
2012181185.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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