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公開番号2024067781
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-17
出願番号2022178107
出願日2022-11-07
発明の名称駆動装置及び画像形成装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類G03G 21/00 20060101AFI20240510BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】駆動源及び駆動部品の寿命予測と異常箇所の特定を正確に行うことができる駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置は、巻線を有するステッピングモータ130と、ステッピングモータ130から出力される駆動力を負荷へ伝達するための複数の駆動部品と、第1の巻線に流れる第1駆動電流を第1カットオフ周波数の第1ローパスフィルタにより検出し、第2の巻線に流れる第2駆動電流を第1カットオフ周波数よりも高い第2カットオフ周波数の第2ローパスフィルタにより検出する電流検出部152と、第1駆動電流に基づいてステッピングモータ130の寿命を判定し、第1駆動電流と第2駆動電流に基づいてステッピングモータ130の異常の有無を判定し、第2駆動電流に基づいて駆動部品の異常の有無を判定するCPU150と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
複数の巻線を有する駆動源と、
前記駆動源から出力される駆動力を負荷へ伝達するための複数の駆動部品と、
前記巻線に流れる駆動電流を検出するための電流検出手段と、
前記駆動電流に基づいて、前記駆動源と前記複数の駆動部品の寿命と異常の有無を判定する制御手段と、を備え、
前記電流検出手段は、第1の巻線に流れる第1駆動電流を第1カットオフ周波数の第1ローパスフィルタにより検出し、第2の巻線に流れる第2駆動電流を前記第1カットオフ周波数よりも高い第2カットオフ周波数の第2ローパスフィルタにより検出し、
前記制御手段は、前記第1駆動電流に基づいて前記駆動源の寿命を判定し、
前記制御手段は、前記第1駆動電流と前記第2駆動電流に基づいて前記駆動源の異常の有無を判定し、前記第2駆動電流に基づいて前記駆動部品の異常の有無を判定することを特徴とする、
駆動装置。
続きを表示(約 950 文字)【請求項2】
前記制御手段は、前記第1駆動電流から駆動トルクを導出し、前記駆動トルクに基づいて前記駆動源の寿命を判定することを特徴とする、
請求項1記載の駆動装置。
【請求項3】
前記制御手段は、導出した前記駆動トルクが前記駆動源の寿命限界となる駆動トルクの規定値より大きい場合に、前記駆動源が寿命に到達したと判断することを特徴とする、
請求項2記載の駆動装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記第1駆動電流と前記第2駆動電流の少なくとも一方が規定範囲外である場合に、前記駆動源が異常であると判定することを特徴とする、
請求項1記載の駆動装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記第2駆動電流を所定の期間だけサンプリングして積分し、積分値が規定範囲内であれば前記駆動源と前記複数の駆動部品に異常がないと判定することを特徴とする、
請求項1記載の駆動装置。
【請求項6】
前記制御手段は、規定範囲外となる前記積分値を算出した期間の発生周期に基づいて、異常が発生した駆動部品を判定することを特徴とする、
請求項5記載の駆動装置。
【請求項7】
前記制御手段は、前記発生周期に合致する回転周期の駆動部品を異常が発生した駆動部品と判定することを特徴とする、
請求項6記載の駆動装置。
【請求項8】
前記制御手段は、前記発生周期に合致する回転周期の駆動部品がない場合に、前記駆動源と前記複数の駆動部品のいずれかに異常が発生したと判定することを特徴とする、
請求項6記載の駆動装置。
【請求項9】
前記駆動源はステッピングモータであることを特徴とする、
請求項1~8のいずれか1項記載の駆動装置。
【請求項10】
前記第1カットオフ周波数は、前記ステッピングモータの駆動周波数の10倍から20倍より高い周波数であり、
前記第2カットオフ周波数は、前記ステッピングモータの駆動周波数の1/3から1/10の周波数であることを特徴とする、
請求項9記載の駆動装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば画像形成装置のようにステッピングモータ及びステッピングモータにより駆動される駆動機構を備える駆動装置、及びこの駆動装置を備える画像形成装置に関する。
続きを表示(約 2,400 文字)【背景技術】
【0002】
プリンタ、コピー機、複合機等の画像形成装置は、用紙に画像を印刷するために、用紙を搬送する搬送ローラ、画像が形成される感光ドラム、感光ドラムで形成した画像を用紙に転写するための転写ローラ等を備える。転写ローラは、画像の転写時に画像を担持する像担持体との間にニップ部を形成し、ニップ部で像担持体から用紙に画像を転写する。転写ローラは、ニップ部形成のために、像担持体に対して接触/離間動作を行うことができる。例えば、転写ローラは、転写時以外では像担持体から離間した位置で待機することで、像担持体の劣化を防止する。
【0003】
搬送ローラの回転駆動、感光ドラムの回転駆動、及び転写ローラの接触/離間駆動等を行う駆動装置の駆動源には、ステッピングモータが使用されることが多い。駆動装置を構成する駆動部品やステッピングモータ等の部品の交換は、以下のような観点で行われている。
(1)部品を所定の通紙枚数や所定の駆動積算時間を超えて使用することによる部品寿命
(2)部品の動作不良等の異常検出
【0004】
部品寿命による部品交換では、想定した寿命に到達することで正常動作できなくなる前に部品が交換される。部品寿命は、画像形成装置の設置環境、印刷に使用する紙種、部品の特性ばらつき等を考慮して設定される。通常、部品寿命にはある程度のマージンが加味される。そのために、設定された部品寿命に応じて部品を交換する場合であっても、当該部品が実際に寿命に到達していることはまれである。しかし画像形成装置のランニングコストを低減するためには、部品の交換頻度は低いことが好ましい。特許文献1には、駆動部品を駆動するモータの駆動電流を測定し、測定した駆動電流から部品寿命を予測して適切なタイミングで部品交換を行うことで、ランニングコストの低減を図る画像形成装置が開示される。
【0005】
異常検出による部品交換では、想定外の事象により正常動作できなくなった場合に部品が交換される。部品の異常は、フォトインタラプタ等の光学センサのような異常検出センサを用いて部品の動作を監視することで検出される。この場合、検出した異常状態が、異常検出センサ自体の異常であるか、部品の異常であるか、或いは異常検出センサや部品を制御する制御基板の異常であるか、の切り分けが困難である。そのために異常検出時に異常箇所の特定に時間がかかり、画像形成装置のダウンタイムが大きくなる。また、不要な部品交換によりランニングコストが増加する可能性もある。特許文献2には、駆動機構を駆動するモータの駆動電流の検出方法を駆動条件に応じて変化させて、異常検出を行う装置が開示される。この装置は、センサ等を用いずに部品等の異常を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2007-309980号公報
特開2014-176273号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
不要な部品交換によるランニングコストの増加と、異常発生時の装置のダウンタイムを低減するためには、部品寿命の予測と部品の異常箇所の特定を正確に行う必要がある。そのために特許文献1の構成と特許文献2の構成とをいずれも採用すると、回路規模が大きくなり、イニシャルコストが増大する。また、特許文献2の構成では、モータ自身の巻線の断線等の異常を特定することが困難である。
【0008】
本発明は、上述の問題に鑑み、駆動源及び駆動部品の寿命予測と異常箇所の特定を正確に行うことができる駆動装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の駆動装置は、複数の巻線を有する駆動源と、前記駆動源から出力される駆動力を負荷へ伝達するための複数の駆動部品と、前記巻線に流れる駆動電流を検出するための電流検出手段と、前記駆動電流に基づいて、前記駆動源と前記複数の駆動部品の寿命と異常の有無を判定する制御手段と、を備え、前記電流検出手段は、第1の巻線に流れる第1駆動電流を第1カットオフ周波数の第1ローパスフィルタにより検出し、第2の巻線に流れる第2駆動電流を前記第1カットオフ周波数よりも高い第2カットオフ周波数の第2ローパスフィルタにより検出し、前記制御手段は、前記第1駆動電流に基づいて前記駆動源の寿命を判定し、前記制御手段は、前記第1駆動電流と前記第2駆動電流に基づいて前記駆動源の異常の有無を判定し、前記第2駆動電流に基づいて前記駆動部品の異常の有無を判定することを特徴とする。
【0010】
本発明の画像形成装置は、用紙に画像を形成する画像形成手段と、画像形成に用いられる負荷と、前記負荷を駆動する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、複数の巻線を有する駆動源と、前記駆動源から出力される駆動力を前記負荷へ伝達するための複数の駆動部品と、前記巻線に流れる駆動電流を検出するための電流検出手段と、前記駆動電流に基づいて、前記駆動源と前記複数の駆動部品の寿命と異常の有無を判定する制御手段と、を備え、前記電流検出手段は、第1の巻線に流れる第1駆動電流を第1カットオフ周波数の第1ローパスフィルタにより検出し、第2の巻線に流れる第2駆動電流を前記第1カットオフ周波数よりも高い第2カットオフ周波数の第2ローパスフィルタにより検出し、前記制御手段は、前記第1駆動電流に基づいて前記駆動源の寿命を判定し、前記制御手段は、前記第1駆動電流と前記第2駆動電流に基づいて前記駆動源の異常の有無を判定し、前記第2駆動電流に基づいて前記駆動部品の異常の有無を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
(【0011】以降は省略されています)

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